太阳能电池自动封装系统的设计方案

太阳能电池方阵是卫星正常工作的重要部件之一。为了保证太阳能电池在恶劣的太空环境下能可靠运行在太阳能电池布贴前必须进行抗辐照玻璃盖片的封装操作，以达到保护太阳能电池的目6的以往抗辐照玻璃盖片的封装工艺大多采用手工操作，成品率较低效率也不高。因此在国内航天技术蓬勃发展的背景下，实现太阳能电池抗辐照玻璃盖片的自动封装系统非常必要。

2设计要求国内太阳能电池方阵的实际生产中，对太阳能电池抗辐照玻璃盖片的封装操作一般有以下技术要求：盖片与太阳能电池相重合，严格控制边缘错位。

盖片与太阳能电池之间气泡的大小和数量在一定的指标范围内。

盖片碎片率和电池碎片率应该尽量降低。

盖片、电池正反面不应沾有粘合胶。

3太阳能电池自动封装系统的设计方案3.1设计思想由于对自动封装后的电池片有边缘错位、气泡大小及数量、胶不能玷污电池片等要求，因此，采用传统的丝网印刷，其涂胶质量很难保证卫星用太阳能电池的封装要求，且缺少必要的柔性由于直角坐标机器人位置重复精度完全可以达到0.2mm，且与其它形式机器人相比较为简单，因此采用直角坐标机器人实现自动化成为不错的选择。通过大量的涂胶工艺试验，本文提出采用机器人连续滴胶的工艺方案。

3.2系统组成照玻璃盖片自动封装系统主要由三自由度直角坐标滴胶机器人、托盘、三自由度直角坐标封装机器人、玻璃片送料器和传送带组成。系统的结构简图如所示。

3.3设计要点三自由度直角坐标滴胶机器人：以一定的轨迹在太阳能电池片上进行连续滴胶。如所示，选择重复精度满足设计要求的三自由度直角坐标机器人，关键是机器人执行机构的设计。为提高滴胶效率，机器人的执行机构设计为带有多个针头的滴胶器。针头为普通针头，以矩阵形确定。针对不同的胶，以上参数可方便地在手操板或计算机上进行修改。

滴胶完毕后，胶头上移，并关闭滴胶控制阀（由机器人的I/O口控制气动开关实现控制）。

（3）传送带传送托盘到封装位置并定位。机器人内部控制器的I/O口控制气动开关打开，三自由度自动封装机器人（由手操板或计算机编程，编好的程序下载入机器人内部控制器的存储器中）从玻璃片送料器内取出玻璃盖片，运动到电池的正上方。机械手爪上的吸盘与封装平台有一微小角度，控制机械手向下运动，使玻璃盖片与太阳能电池单边接触。机器人内控制器的I/O口控制气动开关关闭，从而吸盘松开，放下玻璃盖片，完成与正下方电池的封装操作。人工将封装好的太阳能电池放入加热器内，加热固化数分钟后取出。

3.5方案的技术特点采用机器人连续滴胶工艺，可实现滴胶面积、滴胶厚度、滴胶速度与质量的精确控制，从而达到玻璃盖片封装的技术要求，特别是气泡大小与数量的控制、粘合胶的污染控制以及碎片率的控制等。

采用非真空环境下封装技术实现气泡大小与数量的控制，操作巧妙且简单。

采用机器人与多传感器的融合技术，使每一个动作均在计算机的程序控制下精确进行，可实现封装的自动化；由于采用程序控制，仅需简单地修改程序，即可适应不同尺寸的玻璃盖片封装的要求。

4系统生产率4则每次完成12片封装需要约8min（由于滴胶速度最慢，此处以滴胶时间计算），平均完成一片封装需要40s以每天工作8h计算，系统生产率可达720片/人曰。若取N=4X5则每次完成20片封装需要约8min平均完成一片封装需要24s以每天工作8h计算，系统效率可达1200片/人曰。而目前手工操作一个熟练工人一天工作8h只能封装150片左右，相比之下自动封装系统的效率大为提高5结束语采用太阳能电池方阵自动封装系统，将显著改善生产条件，极大提高原有工艺和设备的自动化水平，彻底改变原有手工操作中粘合胶污染电池盖片的现象，降低碎片率和生产成本，提高卫星太阳能电池方阵的生产质量。本文中提出的机器人多针头自动滴胶技术以及电池片与玻璃盖片的非真空封装方法具有很大的创新意义，对于类似的封装系统具有一定的价值。