Anvendelse av treaksede servo-roboter i den nye energi-fotovoltaiske industrien

Anvendelse av treaksede servo-roboter i den nye energi-fotovoltaiske industrien

Med en akselerert global energiomstilling som bakteppe, vokser den solcelleindustrien med en gjennomsnittlig årlig vekstrate på tosifret. Bransjerapporter indikerer at det globale markedet for automatisering av solcelleparker nådde 7,8 milliarder dollar i 2023 og forventes å overstige 18 milliarder dollar innen 2030. Bak denne eksplosive veksten ligger den solcelleindustriens ustanselige jakt på presisjon, effektivitet og stabilitet. Treaksede servo-roboter, med sine unike teknologiske fordeler, er i ferd med å bli sentralt automatiseringsutstyr som forbinder hele solcelleindustrien.

Presisjon og effektivitet: Kjernekravene til roboter i den fotovoltaiske industrien

Produksjonsprosessen for solcelleprodukter spenner fra bearbeiding av silisiummateriale, celleproduksjon og modulpakking til drift og vedlikehold av kraftverk. Hvert trinn stiller strenge krav til automatiseringsutstyr. Tykkelsen på silisiumskiver har sunket fra de tradisjonelle 160 μm til under 100 μm; dette papirtynne materialet blir lett skadet av selv små støt. Hver 0,1 % økning i cellekonverteringseffektivitet krever kontroll på mikronivå i produksjonsprosessen. Konsistensen av modulpakkingen bestemmer direkte kraftproduksjonsstabiliteten til et kraftverk over dets 25-årige levetid.

Treaksede servoroboter oppfyller disse kravene perfekt gjennom presis koordinering i X-, Y- og Z-dimensjonene og lukket sløyfekontroll av et servosystem. Sammenlignet med tradisjonelt pneumatisk eller stepperdrevet utstyr, når repeterbarheten deres ±0,02 mm, med en minimum opptakstid på bare 1,4 sekunder. Samtidig som de oppnår høyhastighetsdrift, kontrollerer de bruddhastigheten for silisiumskiver til under 0,03 %, langt lavere enn 1,2 % ved manuell drift. Denne doble fordelen med "høy presisjon + høy hastighet" gjør dem til en kjernekomponent i automatiserte solcelleproduksjonslinjer.

Full prosesspennetrering: Tre kjerneapplikasjonsscenarier for treaksede servo-roboter

1. Produksjon av silisiumskiver: Presisjonsbeskyttelse fra silisiumstenger til skiver

I produksjonsprosessen for silisiumskiver, fra kutting av polykrystallinsk silisiumbarre til kutting av monokrystallinsk silisiumstang, og deretter til forbehandlingsprosesser som rengjøring og teksturering, spiller treaksede servo-roboter en avgjørende rolle i materialoverføring. Ved å bruke et PLS-styrt steppermotor-drivsystem, Robotboks justeres adaptivt i tredimensjonalt rom. Kombinert med en tilpasset vakuumsugekopp-endeeffektor kan den jevnt gripe silisiumskiver med forskjellige spesifikasjoner.

I First Solars produksjonslinje for tynne silisiumskiver i USA jobber en treakset servo-robot sammen med laserskjæreutstyr for å oppnå umiddelbar overføring og sortering av silisiumskiver etter skjæring. Dette forbedrer prosesseringseffektiviteten med 40 % og reduserer kantavskallingshastigheten på silisiumskiver med 65 %. Dette svært effektive samarbeidet reduserer ikke bare mellomliggende buffertrinn, men reduserer også risikoen for forurensning gjennom en fullstendig kontaktløs prosess, noe som legger et solid grunnlag for påfølgende celleproduksjon.

2. Celleproduksjon: Mikronnivådrift sikrer konverteringseffektivitet

Celleproduksjon er kjernen i solcelleproduksjon. Spesielt med den utbredte bruken av høyeffektive celleteknologier som HJT og TOPCon, stilles det høyere krav til automatiseringsnivåene i prosesser som elektrodetrykk, belegg og laserdoping. Anvendelsen av treaksede servo-roboter i denne prosessen gjenspeiles hovedsakelig i den presise dockingen og parameterkoordineringen mellom prosessutstyr.

I platebasert PECVD-beleggingsprosess for HJT-celler må roboten transportere silisiumskiven nøyaktig inn i beleggingskammeret. Posisjoneringsfeilen påvirker direkte ensartetheten til filmlaget. I en europeisk utstyrsprodusents løsning kontrollerer en treakset servo-robot, gjennom sanntidskommunikasjon med utstyrets hovedkontrollsystem, nøyaktigheten av plasseringen av silisiumskiver innenfor ±0,05 mm, noe som hjelper masseproduksjonen av HJT-celler med å oppnå en gjennomsnittlig konverteringseffektivitet på over 25 %. I elektrodeutskriftsprosessen muliggjør roboten, i forbindelse med et visjonsgjenkjenningssystem, høyhastighets vending og posisjonering av cellene, noe som øker utskriftskapasiteten med 30 %.

3. Modulpakking og drift og vedlikehold av kraftverk: Full livssyklusstyrking

I modulpakkingsprosessen er den treaksede servo-roboten ansvarlig for automatisert stabling av materialer som fotovoltaisk glass, EVA-film, cellestrenger og bakplater, samt montering og liming av rammene. Dens samarbeidsmuligheter med flere frihetsgrader kan tilpasses produksjonsbehovene til moduler i forskjellige størrelser, fra standard 166 mm moduler til ultrastore 210 mm moduler, og krever kun programjusteringer for rask bytte, noe som reduserer kostnadene for modifisering av produksjonslinjen betydelig.

Innen drift og vedlikehold av kraftverk erstatter rengjørings- og inspeksjonsroboter utstyrt med treaksede servosystemer gradvis manuelt arbeid. Disse Robotarms kan bevege seg fleksibelt på solcellepaneler, og jobbe med høytrykksvannpistoler eller børster for å rengjøre modulene, samtidig som de identifiserer hotspot-defekter gjennom endeeffektordeteksjonsmoduler. Data viser at automatiserte rengjøringssystemer kan øke modulens strømproduksjon med 5–8 %, samtidig som vedlikeholdskostnadene reduseres med 42 % sammenlignet med manuell rengjøring. I den helautomatiske utplasseringen av det 600 MW store solcellekraftverket Sudair i Saudi-Arabia reduserte bruken av slike robotarmer anleggets årlige strømproduksjonstap med 37 %.

Teknologisk integrasjon: Den fremtidige utviklingsretningen for fotovoltaiske robotarmer

Etter hvert som den fotovoltaiske industrien transformeres mot «høy effektivitet, tynnere wafere og intelligens», utvikler treaksede servo-robotarmer seg i tre retninger: For det første, integrering med digital tvillingteknologi for å optimalisere bevegelsesbaner gjennom virtuell simulering, noe som reduserer feilsøkingstiden for utstyr med 50 %; for det andre, integrering av AI-visjonssystemer for å oppnå sanntidsdeteksjon og klassifisering av overflatedefekter på silisiumwafere, noe som forbedrer prosessutbyttet; og for det tredje, utvikling av modeller med sterkere værbestandighet for å tilpasse seg vedlikeholdsbehovene til kraftverk i ekstreme miljøer som ørkener og platåer, med driftstemperaturområder utvidet til -40 ℃ til 85 ℃.

Den internasjonale elektrotekniske kommisjonen (IEC) utvikler en kommunikasjonsprotokoll for fotovoltaisk automatisering som ytterligere vil fremme sammenkoblingen mellom treaksede servo-roboter og fotovoltaiske produksjonssystemer. I fremtiden vil dette automatiserte utstyret ikke bare være enkeltstående utførelsesenheter, men også bli sentrale noder i den digitale transformasjonen av fotovoltaisk industri, og gi solid støtte til globale mål for ren energi.

Enkelt robot#Funksjon av Roboten#Servomotorrobo#Fireakset robot#Servostandard#Robot M#En industrirobot

Nettsted:https://www.zhiyirobotics.com/

E-post:sales@zhiyirobotics.com