全自动太阳能硅片激光加工系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及到智能设备领域，具体而言，涉及到一种全自动太阳能硅片激光加工系统及其控制方法。


背景技术：

2.激光具有单色性好、能量密度高、空间控制性和时间控制性良好等一系列优点,目前它已广泛应用于材料加工等领域。激光加工的行业包括汽车制造、航天航空、电子、化工、包装、医疗设备等，与计算机数控技术相结合,激光加工技术已成为工业生产自动化的关键技术，为优质、高效和低成本的加工生产开辟了广阔的前景。
3.但现有的激光加工设备不够智能化，现有的激光加工设备一般都是等上一批产品加工完成后下料，下一批的产品才刚开始进行上料，导致效率较慢，成本提高，而且加工周期比较长，在批量生产过程中没有明显的优势，不利于批量生产，且现有的激光加工设备都是在上料时就开始对产品定位调整，而调整完成后运送去加工的途中很容易造成产品歪斜，导致加工后的产品不精确，且浪费成本。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的为提供一种全自动太阳能硅片激光加工系统及其控制方法，旨在解决上述背景技术中存在的技术问题。
5.本发明公开了以下技术方案：
6.一种全自动太阳能硅片激光加工系统，包括：
7.基座；
8.双动子直线电机，设置于所述基座上；
9.下料轴组，包括第一下料轴和第二下料轴，分别设置于所述基座两端；
10.上料轴组，包括第一上料轴和第二上料轴，间隔设置于所述第一下料轴和所述第二下料轴之间；
11.加工模块，通过支架与所述基座连接，设置于所述第一上料轴和所述第二上料轴之间，所述加工模块包括激光轴和工业定位相机，所述激光轴和所述工业定位相机连接，以使所述激光轴加工产品时对产品进行定位调整；
12.治具结构组，所述治具结构组包括第一治具平台、第二治具平台、第三治具平台、第四治具平台；
13.其中，所述第一治具平台和所述第四治具平台通过所述双动子直线电机移动到所述加工模块进行加工时，所述第二治具平台和所述第三治具平台通过所述上料轴组上料；当加工完成后，所述第一治具平台通过所述双动子直线电机沿着靠近所述第一下料轴的方向移动，所述第四治具平台通过所述双动子直线电机沿着靠近所述第二下料轴的方向移动，所述第二治具平台和所述第三治具平台通过所述双动子直线电机移动到所述加工模块进行加工。
14.进一步地，所述双动子直线电机有两组，所述双动子直线电机上垂直于所述下料轴组设置在所述基座上，带动所述治具结构组移动。
15.进一步地，还包括料盒，所述料盒与所述上料轴组连接。
16.进一步地，所述激光轴还包括第一激光轴和第二激光轴，所述第一激光轴和所述第二激光轴间隔设置。
17.进一步地，还包括多组夹持设备，多组所述夹持设备分别与所述上料轴组和下料轴组连接。
18.进一步地，所述加工模块包括多组所述工业定位相机和多个所述激光轴，每组所述工业定位相机沿着每个所述激光轴的对角线设置。
19.本发明还提供一种全自动太阳能硅片激光加工控制方法，所述控制方法用于控制上述任意一项所述的全自动太阳能硅片激光加工系统，包括：
20.控制所述第一治具平台和所述第四治具平台通过所述上料轴组上料后往所述加工模块的方向移动；
21.当所述第一治具平台和所述第四治具平台到达加工模块时，控制所述上料轴组对所述第二治具平台和所述第三治具平台进行上料；
22.当所述第一治具平台和所述第四治具平台加工完成后，控制所述第一治具平台沿着靠近所述第一下料轴的方向移动和所述第四治具平台沿着靠近所述第二下料轴的方向移动进行下料，同时控制所述第二治具平台和所述第三治具平台往所述加工模块的方向移动；
23.当所述第二治具平台和所述第三治具平台加工完成后，控制所述第三治具平台沿着靠近所述第一下料轴的方向移动，控制所述第二治具平台沿着靠近所述第二下料轴的方向移动进行下料。
24.进一步地，所述当所述第一治具平台和所述第四治具平台到达加工模块时的步骤之后，包括：
25.控制所述工业定位相机对产品进行定位；
26.判断产品摆放位置是否超出阈值；
27.若超出阈值，则对产品进行辅助调整。
28.进一步地，所述控制所述第一治具平台和所述第四治具平台通过所述上料轴组上料后往所述加工模块移动的步骤，包括：
29.控制所述上料轴组对所述第一治具平台和所述第四治具平台进行上料；
30.待上料完成控制夹持设备将所述第一治具平台和所述第四治具平台移动到所述双动子直线电机上；
31.控制双动子直线电机将所述第一治具平台和所述第四治具平台往所述加工模块的方向移动。
32.进一步地，所述同时控制所述第二治具平台和所述第三治具平台往所述加工模块的方向移动的步骤之后，包括：
33.控制所述工业定位相机对产品进行定位；
34.控制所述加工模块对所述第二治具平台和所述第三治具平台上的产品进行加工。
35.有益效果：
36.在本发明中，通过合理巧妙地安排治具平台上料、下料和加工，使加工周期缩短，解决了激光加工产品在批量化生产过程中生产效率问题，同时利用工业定位相机在产品加工前进行定位调整，使产品在生产过程中材料的利用率大大提高，节约了很大的成本。
附图说明
37.图1是本发明一实施例的整体结构示意图；
38.图2是本发明的另一实施例示意图；
39.图3是本发明的工业定位相机实施例示意图；
40.图4是本发明一实施例的全自动太阳能硅片激光加工控制方法的流程示意图。
41.其中：1、基座；2、双动子直线电机；3、下料轴组；31、第一下料轴；32、第二下料轴；4、上料轴组；41、第一上料轴；42、第二上料轴；5、激光轴；51、第一激光轴；52、第二激光轴；6、工业定位相机；7、治具结构组；71、第一治具平台；72、第二治具平台；73、第三治具平台；74，第四治具平台。
42.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
43.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
44.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体地限定。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
47.参考图1至图2，本发明提供一实施例，一种全自动太阳能硅片激光加工系统，包括：基座1；双动子直线电机2，设置于所述基座1上；下料轴组3，包括第一下料轴31和第二下料轴32，分别设置于所述基座1两端；上料轴组4，包括第一上料轴41和第二上料轴42，间隔
设置于所述第一下料轴31和所述第二下料轴32之间；加工模块，通过支架与所述基座1连接，设置于所述第一上料轴41和所述第二上料轴42之间，所述加工模块包括激光轴5和工业定位相机6，所述激光轴5和所述工业定位相机6连接，以使所述激光轴5加工产品时对产品进行定位调整；治具结构组7，所述治具结构组7包括第一治具平台71、第二治具平台72、第三治具平台73、第四治具平台74；其中，所述第一治具平台71和所述第四治具平台74通过所述双动子直线电机2移动到所述加工模块进行加工时，所述第二治具平台72和所述第三治具平台73通过所述上料轴组4上料；当加工完成后，所述第一治具平台71通过所述双动子直线电机2沿着靠近所述第一下料轴31的方向移动，所述第四治具平台74通过所述双动子直线电机2沿着靠近所述第二下料轴32的方向移动，所述第二治具平台72和所述第三治具平台73通过所述双动子直线电机2移动到所述加工模块进行加工。
48.在上述实施例中，双动子直线电机2有两组安装在基座1上，用于运送治具平台，直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。通过双动子直线电机2可以将治具平台平稳快速地移动到加工模块进行加工，进一步提高产品精度。下料轴组3包括第一下料轴31和第二下料轴32，分别设置在基座1的两端，用于对加工后的产品进行下料，上料轴组4包括第一上料轴41和第二上料轴42，间隔设置于所述第一下料轴31和所述第二下料轴32之间，用于给治具平台进行上料，上料后通过双动子直线电机2将治具平台移动到加工模块下方进行定位调整后加工。加工模块下方为工作平台，用于放置治具平台进行加工；加工模块通过支架与所述基座1连接，机架立于基座1上，加工模块包括激光轴5和工业定位相机6，激光轴5包括光伏片，用于对产品进行激光加工；激光轴5上安装有多组工业定位相机6，每组定位相机以沿着每个激光轴5的对角线设置，可以更精准地定位产品，工业定位相机6位于工作平台上方并与自动控制器连接，工业定位相机6采集治具平台上的产品图像，进而判断产品位置是否超过阈值幅度，若超过了阈值幅度，则对产品进行定位调整，进一步提高加工精度。治具结构组7包括了多个治具平台，每个平台可以放置两个产品，提高加工的效率。
49.第一治具平台71和第二治具平台72的直线与第一下料轴31平行，第三治具平台73和第四治具平台74的直线与第二下料轴32平行；当第一治具平台71和所述第四治具平台74通过上料轴组4进行上料后，通过双动子直线电机2移动到工作平台等待加工时，第二治具平台72和第三治具平台73则通过上料轴组4进行上料；当第一治具平台71和所述第四治具平台74加工完成后，第一治具平台71和所述第四治具平台74通过双动子直线电机2移动到下料组进行下料，同时第二治具平台72和第三治具平台73通过双动子直线电机2移动到工作平台等待加工，可以保证激光轴5一直加工产品，达到增加产量，提高效率的技术效果。
50.在一实施例中，所述双动子直线电机2有两组，所述双动子直线电机2上垂直于所述下料轴组3设置在所述基座1上，带动所述治具结构组7移动。
51.在上述实施例中，双动子直线电机2有两组安装在基座1上，用于运送治具平台，直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。本实施例中使用双动子直线电机2可以使本技术控制算法更加简单，设备控制精度更高，降低了并联机构的复杂性，减少了并联机构运动副约束，使其安装，调试简单，通过双动子直线电机2可以将治具平台平
稳快速地移动到加工模块进行加工，进一步提高产品精度。
52.在一实施例中，还包括料盒，所述料盒与所述上料轴组4连接。
53.在上述实施例中，所述料盒分别与第一上料轴41和第二上料轴42连接，用于提供材料给第一上料轴41和第二上料轴42对治具平台进行上料，一次可以上两片料给治具平台对应的两个产品工位，提高放料数量，进而通过加工后增加产量。
54.参考图3，在一实施例中，所述加工模块包括多组所述工业定位相机6和多个所述激光轴5，每组所述工业定位相机6沿着每个所述激光轴5的对角线设置，所述激光轴5还包括第一激光轴5和第二激光轴5，所述第一激光轴5和所述第二激光轴5间隔设置。
55.在上述实施例中，激光轴5包括光伏片，用于对产品进行激光加工；所述工业定位相机6工业相机是全自动太阳能硅片激光加工系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号，激光轴5上安装有多组工业定位相机6，每组定位相机以沿着每个激光轴5的对角线设置，可以更精准地定位产品，工业定位相机6位于工作平台上方并与自动控制器连接，工业定位相机6采集治具平台上的产品图像，进而判断产品位置是否超过阈值幅度，若超过了阈值幅度，则对产品进行定位调整，进一步提高加工精度。
56.在一实施例中，还包括多组夹持设备，多组所述夹持设备分别与所述上料轴组4和下料轴组3连接。
57.在上述实施例中，夹持设备优选为上下料机械手，主要实现激光加工过程的完全自动化，并采用了集成加工技术，适用于生产线的上下料、工件翻转、工件转序等。夹持设备采用模块化设计，可以进行各种形式的组合，组成多台联机的生产线，比如可以和上料轴组4组合或和下料轴组3组合，通过夹持设备更快更稳定地夹持治具平台，可以通过修改程序迅速的改变生产工艺，调试速度快，免去了对员工还要进行培训的时间，节省人工的同时还可以提高生产效率，进而提高产量。
58.参考图4，一种全自动太阳能硅片激光加工控制方法，所述控制方法用于控制上述任意一项所述的全自动太阳能硅片激光加工系统，包括：
59.s1：控制所述第一治具平台71和所述第四治具平台74通过所述上料轴组4上料后往所述加工模块的方向移动；
60.s2：当所述第一治具平台71和所述第四治具平台74到达加工模块时，控制所述上料轴组4对所述第二治具平台72和所述第三治具平台73进行上料；
61.s3：当所述第一治具平台71和所述第四治具平台74加工完成后，控制所述第一治具平台71沿着靠近所述第一下料轴31的方向移动和所述第四治具平台74沿着靠近所述第二下料轴32的方向移动进行下料，同时控制所述第二治具平台72和所述第三治具平台73往所述加工模块的方向移动；
62.s4：当所述第二治具平台72和所述第三治具平台73加工完成后，控制所述第三治具平台73沿着靠近所述第一下料轴31的方向移动，控制所述第二治具平台72沿着靠近所述第二下料轴32的方向移动进行下料。
63.如上述步骤s1-s4所述，控制第一治具平台71和所述第四治具平台74通过上料轴组4进行上料后，通过双动子直线电机2移动到工作平台等待加工时，第二治具平台72和第三治具平台73则通过上料轴组4进行上料；当第一治具平台71和所述第四治具平台74加工完成后，第一治具平台71和所述第四治具平台74通过双动子直线电机2移动到下料组进行
下料，同时第二治具平台72和第三治具平台73通过双动子直线电机2移动到工作平台等待加工，当第二治具平台72和第三治具平台73加工完成后，控制第三治具平台73沿着靠近第一下料轴31的方向移动，控制第二治具平台72沿着靠近第二下料轴32的方向移动进行下料，一直循环错峰工作，可以保证激光轴5一直加工产品，达到增加产量，提高效率的技术效果。
64.在一实施例中，所述当所述第一治具平台71和所述第四治具平台74到达加工模块时的步骤之后，包括：
65.s21：控制所述工业定位相机6对产品进行定位；
66.s22：判断产品摆放位置是否超出阈值；
67.s23：若超出阈值，则对产品进行辅助调整。
68.在上述实施例中，激光轴5上安装有多组工业定位相机6，每组定位相机以沿着每个激光轴5的对角线设置，可以更精准地定位产品，工业定位相机6位于工作平台上方并与自动控制器连接，工业定位相机6采集治具平台上的产品图像，进而判断产品位置是否超过阈值幅度，若超过了阈值幅度，则对产品进行定位调整，进一步提高加工精度。优选地，为了调高工作效率，阈值幅度可以设定为不影响产品加工的幅度阈值，可以进一步提高产量。
69.在一实施例中，所述控制所述第一治具平台71和所述第四治具平台74通过所述上料轴组4上料后往所述加工模块移动的步骤，包括：
70.s31:控制所述上料轴组4对所述第一治具平台71和所述第四治具平台74进行上料；
71.s32:待上料完成控制夹持设备将所述第一治具平台71和所述第四治具平台74移动到所述双动子直线电机2上；
72.s33:控制双动子直线电机2将所述第一治具平台71和所述第四治具平台74往所述加工模块的方向移动。
73.在上述实施例中，上料轴组4将料盒中的料放到第一治具平台71和所述第四治具后，通过夹持设备将第一治具平台71和所述第四治具移动到双动子直线电机2上，再通过双动子直线电机2将第一治具平台71和第四治具平台74往所述加工模块的方向移动，进行加工，整个上料到加工的过程流畅且稳定，提高产品精度的同时提高产量。
74.在一实施例中，所述同时控制所述第二治具平台72和所述第三治具平台73往所述加工模块的方向移动的步骤之后，包括：
75.s41：控制所述工业定位相机6对产品进行定位；
76.s42：控制所述加工模块对所述第二治具平台72和所述第三治具平台73上的产品进行加工。
77.在上述实施例中，在第二治具平台72和第三治具平台73往加工模块移动后，需要工业定位相机6对第二治具平台72和第三治具平台73上进行定位，看是否通过双动子直线电机2移动后出现偏移的状况，若发生偏移则进行调整，可以更精准地定位产品，进一步提高产品精确度。
78.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种全自动太阳能硅片激光加工系统，其特征在于，包括：基座；双动子直线电机，设置于所述基座上；下料轴组，包括第一下料轴和第二下料轴，分别设置于所述基座两端；上料轴组，包括第一上料轴和第二上料轴，间隔设置于所述第一下料轴和所述第二下料轴之间；加工模块，通过支架与所述基座连接，设置于所述第一上料轴和所述第二上料轴之间，所述加工模块包括激光轴和工业定位相机，所述激光轴和所述工业定位相机连接，以使所述激光轴加工产品时对产品进行定位调整；治具结构组，所述治具结构组包括第一治具平台、第二治具平台、第三治具平台、第四治具平台；其中，所述第一治具平台和所述第四治具平台通过所述双动子直线电机移动到所述加工模块进行加工时，所述第二治具平台和所述第三治具平台通过所述上料轴组上料；当加工完成后，所述第一治具平台通过所述双动子直线电机沿着靠近所述第一下料轴的方向移动，所述第四治具平台通过所述双动子直线电机沿着靠近所述第二下料轴的方向移动，所述第二治具平台和所述第三治具平台通过所述双动子直线电机移动到所述加工模块进行加工。2.根据权利要求1所述的全自动太阳能硅片激光加工系统，其特征在于，所述双动子直线电机有两组，所述双动子直线电机上垂直于所述下料轴组设置在所述基座上，带动所述治具结构组移动。3.根据权利要求1所述的全自动太阳能硅片激光加工系统，其特征在于，还包括料盒，所述料盒与所述上料轴组连接。4.根据权利要求1所述的全自动太阳能硅片激光加工系统，其特征在于，所述激光轴还包括第一激光轴和第二激光轴，所述第一激光轴和所述第二激光轴间隔设置。5.根据权利要求1所述的全自动太阳能硅片激光加工系统，其特征在于，还包括多组夹持设备，多组所述夹持设备分别与所述上料轴组和下料轴组连接。6.根据权利要求1所述的全自动太阳能硅片激光加工系统，其特征在于，所述加工模块包括多组所述工业定位相机和多个所述激光轴，每组所述工业定位相机沿着每个所述激光轴的对角线设置。7.一种全自动太阳能硅片激光加工控制方法，所述控制方法用于控制权利要求1-6任意一项所述的全自动太阳能硅片激光加工系统，其特征在于，包括：控制所述第一治具平台和所述第四治具平台通过所述上料轴组上料后往所述加工模块的方向移动；当所述第一治具平台和所述第四治具平台到达加工模块时，控制所述上料轴组对所述第二治具平台和所述第三治具平台进行上料；当所述第一治具平台和所述第四治具平台加工完成后，控制所述第一治具平台沿着靠近所述第一下料轴的方向移动和所述第四治具平台沿着靠近所述第二下料轴的方向移动进行下料，同时控制所述第二治具平台和所述第三治具平台往所述加工模块的方向移动；当所述第二治具平台和所述第三治具平台加工完成后，控制所述第三治具平台沿着靠
近所述第一下料轴的方向移动，控制所述第二治具平台沿着靠近所述第二下料轴的方向移动进行下料。8.根据权利要求7所述的全自动太阳能硅片激光加工控制方法，其特征在于，所述当所述第一治具平台和所述第四治具平台到达加工模块时的步骤之后，包括：控制所述工业定位相机对产品进行定位；判断产品摆放位置是否超出阈值；若超出阈值，则对产品进行辅助调整。9.根据权利要求7所述的全自动太阳能硅片激光加工控制方法，其特征在于，所述控制所述第一治具平台和所述第四治具平台通过所述上料轴组上料后往所述加工模块移动的步骤，包括：控制所述上料轴组对所述第一治具平台和所述第四治具平台进行上料；待上料完成控制夹持设备将所述第一治具平台和所述第四治具平台移动到所述双动子直线电机上；控制双动子直线电机将所述第一治具平台和所述第四治具平台往所述加工模块的方向移动。10.根据权利要求7所述的全自动太阳能硅片激光加工控制方法，其特征在于，所述同时控制所述第二治具平台和所述第三治具平台往所述加工模块的方向移动的步骤之后，包括：控制所述工业定位相机对产品进行定位；控制所述加工模块对所述第二治具平台和所述第三治具平台上的产品进行加工。

技术总结
本发明涉及到智能设备领域，本发明公开了一种全自动太阳能硅片激光加工系统及其控制方法，包括：基座；双动子直线电机；下料轴组；上料轴组；加工模块，包括激光轴和工业定位相机，激光轴和工业定位相机连接；治具结构组，治具结构组包括第一治具平台、第二治具平台、第三治具平台、第四治具平台；其中，第一治具平台和第四治具平台通过双动子直线电机移动到加工模块进行加工时，第二治具平台和第三治具平台通过上料轴组上料；当加工完成后，第一治具平台通过双动子直线电机沿着靠近第一下料轴的方向移动，第四治具平台通过双动子直线电机沿着靠近第二下料轴的方向移动，第二治具平台和第三治具平台通过双动子直线电机移动到加工模块进行加工。模块进行加工。模块进行加工。


技术研发人员：邹武兵 张德安 张峰源
受保护的技术使用者：深圳市韵腾激光科技有限公司
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/8/14