光伏组件生产线码垛机械手的设计

2020年32期

设计创新

科技创新与应用

Technology Innovation and Application

光伏组件生产线码垛机械手的设计

李红海，邵善鹏，赵

旭，张校通，崔海生

（中国人民解放军95905部队机务大队，辽宁锦州121018）

1概述

随着工业自动化的普及和微电子技术与现代控制技术的发展，机械手作为一种自动化设备，机械手的应用逐渐普及，在汽车、电子、机械加工等行业起着重要的作用[1]，在生产线上下料和搬运作业中，可以代替人力完成繁重的劳动，并可以完成人力无法完成的工作，实现生产的自动化，在现在生活中扮演着重要的角色。随着机器人技术的不断发展，码垛机器人技术也不断提高，码垛机械手适应性强、智能化程度高、操作范围大、不受环境限制[2]，目前在各行各业的生产线都能看到码垛机器人的身影[3-4]。

光伏组件的材料为易碎的玻璃材料，规格尺寸比较大，生产过程中存在人力劳动强度大，搬运与堆垛难度高，危险程度较高，因此需要设计一种结构简单、重量轻适合于专用光伏组件码垛机械手。本文设计一种码垛机械手，可以很好的解决生产中的这些问题，具有高精度，结构简单，实现了光伏组件生产的自动化，提高了生产的效率。

2码垛机械手方案设计2.1码垛机械手结构组成

光伏组件生产线码垛机械手，竖直方向采用齿轮齿条传动机构，水平方向采用丝杠螺母机构。机械手部分由两组气缸，四个水平放置的推出气缸和四个竖直放置的夹紧气缸，共八个气缸组成，实现光伏组件的抓取和放置。机械

手的上升和下降的运动，升降行程为1800mm ，升降速度为0.2m/s ，机械手的水平方向的运动，水平行程为4400mm ，水平运动速度为0.5m/s 。本文设计的码垛机械手的上升和下降运动采用齿轮齿条传动，

水平方向的运动采用丝杠螺母传动成本相对较低，码垛机械手机构简图如图1所示。

图1码垛机械手结构简图

2.2码垛机械手控制流程

码垛机械手控制系统以CPU226PLC 为控制核心，主要硬件包括：传感器、开关电源、选择西门子PLC S7-200CPU226、伺服驱动器、步进电动机，指示灯NXD-215，熔断器，热继电器，限位开关，磁性开关，位移传感器等，本次设

计的码垛机械手流程如图2所示。

启动后，位置传感器进行工件位置检测，当工件到达指定位置，机械手开始下降；下降到达指定位置，机械手部摘

要：光伏组件的材料为易碎的玻璃材料，规格尺寸比较大，生产过程中存在人力劳动强度大，堆垛难度高，生产效率低。

针对此问题，文章设计了一种由两组气缸，共八个气缸组成并由PLC 可编程控制器控制的太阳能光伏组件码垛机械手，来完成光伏组件生产

线中光伏组件的堆垛。文章设计的机械手可以很好的代替繁重的人力劳动和极大地提高了生产效率，降低了生产的成本，并很好的解决了太阳能光伏组件在生产过程中存在的一些安全问题，实现了光伏组件生产的自动化及规模化。

关键词：光伏组件；码垛机械手；设计

中图分类号:TP241

文献标志码:A

文章编号:2095-2945(2020)32-0086-03

Abstract :The material of photovoltaic module is fragile glass material,the specification and size is relatively large,and there

are high labor intensity,high stacking difficulty and low production efficiency in the production process.In order to solve this prob ⁃lem,this paper designs a solar photovoltaic module palletizing manipulator which is composed of two groups of cylinders,a total of eight cylinders and controlled by PLC programmable controller to complete the photovoltaic module stacking in the photovoltaic mod ⁃ule production line.The manipulator designed in this paper can well replace the heavy human labor,greatly improve the production efficiency,reduce the production cost,and solve some safety problems in the production process of solar photovoltaic modules.The automation and large-scale production of photovoltaic modules are realized.

Keywords :photovoltaic module;palletizing manipulator;design

作者简介：李红海（1980-），男，本科，工程师，特设师，研究方向：电气仪表；邵善鹏（1985-），男，本科，助理工程师，

特设师，研究方向：电气仪表；赵旭（1989-），男，本科，助理工程师，排长，研究方向：电子信息工程；张校通（1979-），男，硕士，工程师，排长，研究方向：

航空机械；崔海生（1978-），男，本科，工程师，质控安监室主任，

研究方向：质量

控制。86--