一种薄膜类产品生产线及薄膜类产品生产方法与流程

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种薄膜类产品生产线及薄膜类产品生产方法。

背景技术：

薄膜类产品，例如柔性薄膜太阳能电池组件，在组装过程中不适宜采用卷对卷的方式，多以平铺的形式在沿流转方向(如图1箭头所示方向m)在工艺设备200的操作平台上进行加工，生产过程中，操作人员顺次在流转方向上的工艺设备200之间进行作业。

由于薄膜产品规格多样，对于长度超过成人臂展长度的产品，需要卷起来后由操作人员从上一个工艺设备200上搬起转移到下一个工艺设备200上，这样的工艺操作存在两个问题：1、增加操作人员的工作量、影响生产效率；2、柔薄膜产品，如柔性薄膜太阳能电池组件，过多的卷曲搬运会对产品的质量造成不良影响，影响产品的品质。

技术实现要素：

本发明公开了一种薄膜类产品生产线及薄膜类产品生产方法，用于减少操作人员工作量，提高工作效率，同时减少人工搬运过程对薄膜类产品的损坏。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种薄膜类产品生产线，包括：在流转方向上，设置有移动设备以及多台工艺设备；

所述移动设备能够沿所述流转方向将产品自上一所述工艺设备转移至下一所述工艺设备，以实现所述产品沿所述流转方向的流转。

上述薄膜类产品生产线，移动设备能够沿流转方向机械化搬运薄膜类产品，操作人员只需要操作对应的工艺设备，大大减少了操作人员工作量，也降低了人工搬运过程对薄膜类产品的损坏，同时，移动设备对产品的机械化运转能够平衡生产线上各个工艺设备作业时间的差异，优化生产线。可以看出，本发明提供的上述薄膜类产品生产线中产品的运输通道与操作通道实现了分离，互不干扰，提高了生产效率和产品质量。

可选地，沿所述流转方向包括至少两个具有设定方向的流水线，所述流水线顺次首尾相接，以形成所述生产线。

可选地，所述移动设备包括拾取装置和移动装置；

所述拾取装置，抓取和/或释放所述产品；

所述移动装置，带动所述拾取装置沿所述设定方向移动。

可选地，所述移动装置包括驱动组件、导轨和移动支架；

所述导轨沿所述设定方向设置于所述工艺设备的上方；

所述移动支架的一端可移动地连接于所述导轨；

所述拾取装置设置于所述移动支架的另一端；

所述驱动组件，驱动所述移动支架在所述导轨上移动。

可选地，所述拾取装置包括气缸、吸附座以及吸盘；

所述气缸的固定端连接于所述移动装置的另一端；

所述吸附座连接于所述气缸的活动端；

所述吸盘设置于所述吸附座上，所述吸盘的吸附面朝向所述工艺设备。

可选地，所述气缸的数量为一个，所述气缸的固定端连接于所述移动装置；所述气缸的活动端连接有一个所述吸附座；所述吸附座上设置有一个所述吸盘，所述吸盘的吸附面朝向所述工艺设备；或，

所述气缸的数量为多个，每个所述气缸的固定端均连接于所述移动装置；每个所述气缸的活动端连接有多个所述吸附座；每个所述吸附座上设置有多个所述吸盘，多个所述吸盘的吸附面均朝向所述工艺设备；或，

所述气缸的数量为多个，每个所述气缸的固定端均连接于所述移动装置；多个所述气缸的活动端均连接同一个所述吸附座；所述吸附座上设置有多个所述吸盘，多个所述吸盘的吸附面均朝向所述工艺设备。

可选地，还包括中央控制器；

所述中央控制器分别通信连接所述工艺设备和所述移动设备，以使所述中央控制器根据所述工艺设备发来的工作状态控制所述移动设备沿所述流转方向将产品自上一所述工艺设备转移到下一所述工艺设备。

可选地，相邻的所述工艺设备之间设置有用于暂时放置产品的暂存工作台。

一种薄膜类产品的生产方法，采用如上述技术方案提供的任一种所述薄膜类产品生产线，包括以下步骤：

所述移动设备移走在上一所述工艺设备上完成加工的产品；

确认下一所述工艺设备的工作状态；

若下一所述工艺设备处于空闲状态，则所述移动设备将所述产品放置于下一所述工艺设备上，以将所述产品自上一所述工艺设备转移至下一所述工艺设备。

可选地，所述确认下一所述工艺设备的工作状态之后，所述方法还包括：

若下一所述工艺设备处于忙碌状态，则在下一所述工艺设备对所述产品加工完成后，所述移动设备将所述产品放置于下一所述工艺设备上，以将所述产品自上一所述工艺设备转移至下一所述工艺设备。

可选地，所述在下一所述工艺设备对所述产品加工完成后，所述移动设备将所述产品放置于下一所述工艺设备上，具体包括：

判断下一所述工艺设备对产品加工的剩余时长t是否大于设定阈值t；

若所述剩余时长t不大于所述设定阈值t，所述移动设备移动至下一所述工艺设备的上方；

在下一所述工艺设备加工完成后，所述移动设备将所述产品放置于下一所述工艺设备上。

可选地，相邻的所述工艺设备之间设置有用于暂时放置产品的暂存工作台，所述在下一所述工艺设备对所述产品加工完成后，所述移动设备将所述产品放置于下一所述工艺设备上，具体包括：

判断下一所述工艺设备对产品加工的剩余时长t是否大于设定阈值t；

若所述剩余时长t大于所述设定阈值t，则所述移动设备将所述产品放置于上一所述工艺设备和下一所述工艺设备之间的所述暂存工作台上；

在等待时间t-t后，所述移动设备自所述缓冲工作台上移走所述产品并移动至下一所述工艺设备的上方；

在下一所述工艺设备对产品加工完成后，所述移动设备将所述产品放置于下一所述工艺设备上。

附图说明

图1为现有技术中薄膜类产品生产线的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种薄膜类产品生产线平行于物流方向的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种薄膜类产品生产线垂直于物流方向的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种薄膜类产品生产线的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种薄膜类产品生产方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2至图5所示，本发明实施例一种薄膜类产品生产线，在流转方向上，设置有移动设备以及多台工艺设备200；其中，移动设备能够沿流转方向将产品自上一工艺设备200转移至下一工艺设备200，以实现所述产品沿所述流转方向的流转。

薄膜类产品在生产中需要经过多道工艺，上述生产线上的所有工艺设备200依次对该产品进行一项工艺加工，即薄膜类产品需要经过上述所有工艺设备200依次加工。在产品流转过程中，产品在两个相邻工艺设备200之间的转移通过上述移动设备进行。具体地，移动设备将在上一工艺设备200加工完成的产品移动到下一工艺设备200上，可以是将产品抓取移动至下一工艺设备200的上方后释放在下一工艺设备200上，下一工艺设备200对产品进行下一步的工艺处理。

根据工厂场地的安排，上述生产线可能包括一条或多条顺次首尾相接的流水线，而每条流水线具有设定的移动方向。

当生产线包括一条流水线时，该流水线的设定方向确定(如图2所示n方向)，若干台工艺设备200沿该设定方向排列，对应于工艺设备200的移动设备也沿该设定方向转运产品。

当生产线包括多条具有设定方向的流水线时(如图3所示，两条流水线分别为x、y方向)，多条流水线顺次首尾相接形成整个生产线，其中，每条流水线具有确定的设定方向；在每条流水线中，多台工艺设备200沿该流水线的设定方向排列，对应生产线上的移动设备也沿该设定方向转运产品。

对于每条流水线，移动设备的数量可以是一台，也可以是两台及以上，为了提高生产效率，移动设备的数量可以是对应工艺设备200，在流水线上沿该设定方向转运产品。当然对应每条流水线，移动设备可以循环使用，具体的实现方式详见下文解析。

需要说明的是，此时，任意一台移动设备仅对应一条流水线，仅沿某一设定方向转移产品。

上述薄膜类产品生产线，移动设备能够沿流转方向机械化搬运薄膜类产品，操作人员只需要操作对应的工艺设备200，大大减少了操作人员工作量，也降低了人工搬运过程对薄膜类产品的损坏，同时，移动设备对产品的机械化运转能够平衡生产线上各个工艺设备200作业时间的差异，优化生产线。可以看出，本发明提供的上述薄膜类产品生产线中产品的运输通道与操作通道实现了分离，互不干扰，提高了生产效率和产品质量。

以生产线包括多条首尾相接的流水线为例，对本实施例中移动设备的具体实施方式做如下介绍。需要说明的是，当然，下面所述的移动设备的具体结构同样也适用于当生产线只包括有一条流水线的情况。

具体地，移动设备包括拾取装置和移动装置；拾取装置，抓取和/或释放产品；移动装置，带动拾取装置沿设定方向移动。

移动装置能够沿设定方向在工艺设备200的上方产生位移，从而带动拾取装置到达该移动设备对应的流水线上的任一台工艺设备200的上方，方便拾取装置在各个工艺设备200的上方抓取产品，最终实现产品在工艺设备之间的转移。

作为一种具体的实施例，如图2所示，箭头所指为该流水线设定方向，移动装置包括驱动组件、导轨102和移动支架101；导轨102沿设定方向设置于工艺设备200的上方；移动支架101的一端可移动地连接于导轨102；而拾取装置设置于移动支架101的另一端；驱动组件则用于驱动移动支架101在导轨102上滑动。对应流水线的导轨102不仅实现移动支架101从流水线的首端排布至流水线的尾端，并且还会在他处排布使得移动支架101从流水线的尾端输送回流水线的首端，以实现移动设备的循环使用。

导轨102沿流水线的设定方向延伸，当移动支架101沿该设定方向在导轨102上滑动时，驱动组件能够驱动拾取装置抵达该流水线上的任一台工艺设备200的上方。移动支架101与导轨102之间的滑动配合可以是导轨滑块，也可以是导轨滑轮，还可以是电磁滑动配合，此处不作限定。

其中，驱动组件驱动移动支架101相对导轨102滑动的实施方式可以有多种，举例说明如下：

方式一，驱动组件为设置于导轨102第一端的电机、与电机的动力输出轴传动连接的转轴、缠绕于转轴上的牵引线(且该牵引线一端与转轴连接，另一端与移动支架连接)、连接于导轨102第二端的弹簧(该弹簧一端固定于导轨102，另一端连接移动支架101)。

工作中，当需要移动支架101向自导轨102的第二端向第一端滑动，电机正转，转轴随电机转动，牵引线不断缠绕到转轴上，进而牵拉移动支架101向导轨102的第一端滑动，此时弹簧处于拉伸蓄力状态；当需要移动支架101向导轨102的第二端滑动时，电机反转，转轴随电机转动，牵引线被释放，弹簧释力并带着移动支架101向导轨102的第一端向第二端滑动。

方式二，驱动组件包括传动连接的驱动电机、减速箱以及滚轮组，滚轮组安装于移动支架101上能够带动移动支架101在导轨102上滑动。

当然，以上两种方式只是简单的举例说明，并不用于限定本发明的保护范围。

为了进一步提高移动支架101活动的稳定性，本实施例中的导轨102设置有沿设定方向相互平行的两条，移动支架101的顶部能够垂直导轨102的延伸方向跨设在两条导轨102上，沿设定方向滑动。

拾取装置用于直接作用于产品，抓取产品离开工艺设备200和/或释放产品到工艺设备200的操作台上，从而在移动装置的带动下沿设定方向移动以实现产品的转移。此处，拾取装置对产品的抓取可以采用多种结构以实现抓取和释放，例如机械手、真空吸附等等。

作为一种具体的实施方式，如图2所示，拾取装置包括气缸103、吸附座104以及吸盘105；气缸103的固定端连接于移动装置的另一端；吸附座104连接于气缸103的活动端；吸盘105设置于吸附座104上，且吸盘105的吸附面朝向工艺设备200。

气缸103的固定端指气缸本体，气缸本体连接于移动装置朝向工艺设备200的一端，气缸103的活动端指气缸的活塞杆，活塞杆连接吸附座104且活塞杆的轴线方向垂直于工艺设备200的水平面。吸附座104内设置有真空泵，用于在吸盘105的吸附面与产品之间形成负压，将产品牢牢吸附于吸盘105的吸附面。

当需要吸盘105对接产品时，气缸103的活塞杆向工艺设备200方向移动，以使吸盘105的吸附面与工艺设备200上的产品接触，吸附座104内的真空泵对吸盘105的吸附面与产品之间抽真空形成负压环境，吸盘105将产品紧紧吸附；气缸103的活塞杆收缩，吸盘105将产品吸起，移动支架101沿导轨102滑动，带动吸盘105移动至下一工艺设备200上方；当吸盘105移动到下一工艺设备200需要释放产品，气缸103的活塞杆向该工艺设备200方向移动，以使产品与工艺设备200的工作台面接触，吸附座104内的真空泵解除对吸盘105吸附面内的负压环境，吸盘105将产品释放到该工艺设备200的工作台面上。

在上述实施例的基础之上，为了进一步提高拾取装置的工作稳定性，本实施例的同一移动设备中的气缸103、吸附座104以及吸盘105的对应数量可以有多种实施方式，具体说明如下。

气缸103、吸附座104以及吸盘105可以分别设置为一个，气缸103的固定端连接于所述移动装置；气缸103的活动端连接有一个吸附座104；吸附座104上设置有一个吸盘105，吸盘105的吸附面朝向工艺设备200。

或，气缸103的数量为多个，每个气缸103的固定端均连接于移动装置；每个气缸103的活动端连接有多个吸附座104；每个吸附座104上设置有多个吸盘105，多个吸盘105的吸附面均朝向工艺设备200。

或，如图2所示，气缸103的数量为多个，每个气缸103的固定端均连接于移动装置；多个气缸103的活动端均连接同一个吸附座104；吸附座104上设置有多个吸盘105，多个吸盘105的吸附面均朝向工艺设备200。

在上述实施例中，多个气缸103同时工作，能够使得吸附座104稳定地上下移动，且能够提高移动动力。而多个吸盘105能够提高对产品吸附的稳定性，方便产品移动。

其中，吸盘105的数量、吸盘105的吸附面形状、大小、以及形成的负压大小也需要根据实际产品的形状、结构、质量等做适应性调整。具体地，吸盘105的吸附面理论面积按照计算公式s＝f/p计算，其中，s为吸盘105的理论面积，单位为m²；f为吸盘105的理论吸着力，单位为n；p为真空度，单位为pa。

在通过上述公式计算吸盘105吸附面的实际面积时，还要确定吸盘105使用的安全系数以及产品移动时的及速度附加载荷。在采用水平搬运方式时(于本实施例中，即拾取装置抓取产品后沿导轨102移动的过程)，实际值取理论值的2倍(k＝2)；而采用垂直搬运方式时(于本实施例中，即拾取装置将产品自工艺设备200拿起或将产品放置到工艺设备200的过程)，实际值取理论值的4倍(k＝4)。具体地，加速度附加载荷采用计算公式f＝m·a·u，其中，f为加速度附加载荷，单位为n；m为待搬运产品的重量，单位为kg；a为产品的最大加速度，单位为m/s²；u为附加载荷安全系数，一般情况下取u＝2。由上述推导可以得出产品移动时实际吸着力f′的计算公式：f′＝f·k+f，因此，相应的吸盘105吸附面的实际总面积应为s′＝f′/p。

在通过以上方式确定吸盘105吸附面的面积后，可以根据产品的形状确定吸盘105的直径和数量。面积大的产品采用多个吸盘105，面积小的产品且轻载时用单个吸盘105。优选地，本申请中的吸盘105为圆形，该吸盘105的直径为d，数量为n，则吸盘105的吸附面面积与吸盘105的数量存在以下关系：πd²/4＝s′/n。需要说明的是，当吸盘105的数量设置为多个时，吸盘105的分布要合理，避免吸盘承载不均影响吸附效果。举例说明，当产品为长条形，多个吸盘105可以设置为一排或一列；当产品为方形，多个吸盘105可以为矩形阵列；当产品为圆形，多个吸盘105可以为圆形阵列设置。具体的吸盘105设置方式可以根据产品的形状做适应性调整。

为了进一步实现移动设备的自动化搬运产品，本发明实施例提供的薄膜类产品生产线还包括有中央控制器，该中央控制器分别通信连接工艺设备200和移动设备，以使中央控制器根据工艺设备200发来的工作状态控制移动设备沿流转方向将产品自上一工艺设备200转移到下一工艺设备200。

在具体生产中，工艺设备200具有工艺控制器，移动设备具有移动控制器，中央控制器分别与工艺控制器和移动控制器通信连接。需要说明的是，移动设备中，移动控制器向驱动组件下达动作指令。

以一条流水线上转移某一台工艺设备200加工完成后的产品转移简单举例，该工艺设备200对产品的工作状态一直被中央控制器监测，当该工艺设备200加工完成，工艺设备200的工艺控制器向中央控制器发送加工完成信号；中央控制器接收到该信号，向移动设备下达移动指令，移动设备的移动控制器控制驱动组件启动以驱动移动支架101沿导轨102移动到该工艺设备200上方，移动控制器启动气缸103，气缸103的活塞杆向工艺设备200移动，直至吸盘105的吸附面与工艺设备200上的产品接触，移动控制器启动吸附座104内的真空泵，吸盘105的吸附面与产品之间形成负压，产品被吸附到吸盘105的吸附面上；移动控制器控制气缸103收缩活塞杆，产品离开工艺设备200；移动控制器再次启动驱动组件驱动移动支架101沿导轨102移动到下一工艺设备200上方，然后启动气缸103，气缸103的活塞杆向该工艺设备200移动，直至产品与工艺设备的工作台面接触，移动控制器控制关闭真空泵，吸盘105将产品释放到工艺设备200上，至此完成一个产品的转移工艺。

需要说明的是，在具体的工业生产中，对于不同规格产品的生产以及品控管理，在控制设备对工艺设备200以及移动设备的控制管理部分会有差别化的设置，需要根据具体的工艺需求进行针对化设置，此处不再赘述。

如上文所述，当本实施例提供的薄膜类产品生产线可以包括多条首尾顺次相接的流水线，对于整个生产线，多条流水线的设定方向可能不同，即产品的流转方向可能在流转过程中发生改变。因此，在任意两条相接的流水线中，对应于第一条流水线的移动设备与对应于第二条流水线移动设备在工艺设备200上的投影具有重合区域。

具体地，任意两条相接的流水线中，对应于第一条流水线的移动设备所在水平面与对应于第二条流水线的移动设备所在水平面平行，即两台移动设备所在高度不同，两台移动设备的移动可以互不干扰。

举例说明，如图4所示，当本实施例提供的薄膜类产品生产线包括两条流水线，其中第一条流水线的设定方向为y方向，第二条流水线的设定方向为x方向，沿物流流转方向，第一条流水线的尾端与第二条流水线的首端相接且在工艺设备200上的投影具有重合区域；在该重合区域，第一条流水线中的移动设备可以将产品转移至该重合区域，第二条流水线中的移动设备也可以将产品转移至该重合区域，实现产品的正常工艺流转。

在上述实施例实施的基础上，虽然两条流水线各自对应的移动设备在该重合区域移动不会相互干扰，但是抓取或释放过程需要特别说明。

若第一条流水线处于较高的水平面且第二条流水线处于较低的水平面，第一条流水线对应的移动设备需要向产品释放到重合区域对应的工艺设备200上，并由第二条流水线对应的移动设备将产品抓取在第二条流水线中进行工艺加工。其中，当第一条流水线对应的移动设备中的拾取装置在向重合区域对应的工艺设备200上释放产品的过程中，第二条流水线对应的移动设备的拾取装置不能停留在上述重合区域内，且第一条流水线对应的移动设备释放完成后需要立即回到高于第二流水线的位置，以避免妨碍第二流水线上移动设备的在该重合区域内的作业。

若第一条流水线处于较低的水平面且第二条流水线处于较高的水平面，第一条流水线对应的移动设备需要向产品释放到重合区域对应的工艺设备200上，并由第二条流水线对应的移动设备将产品抓取在第二条流水线中进行工艺加工。其中，当第二条流水线对应的移动设备中的拾取装置在向重合区域对应的工艺设备200上抓取产品的过程中，第一条流水线对应的移动设备的拾取装置不能停留在上述重合区域内，且第二条流水线对应的移动设备抓取完成后需要立即回到高于第一流水线的位置，以避免妨碍第一流水线上移动设备的在该重合区域内的作业。

作为一种进一步的实施方式，如图3所示，在相邻的工艺设备200之间设置有用于暂时存置产品的暂存工作台300，以配合工艺设备200和移动设备根据工艺需求实施多样化工作流程作业，提高整个生产线的智能化与机械化，同时，暂存工作台300能够暂时存置待加工产品，可以平衡流水线上各工艺设备200之间的作业时间差异，方便上一工艺设备200继续加工其他产品，提高生产效率。

在上述实施例的基础之上，本发明还提供一种薄膜类产品的生产方法，采用上述实施例提供的薄膜类产品生产线，如图5所示，包括以下步骤：

步骤s1，移动设备移走在上一工艺设备200上完成加工的产品；

步骤s2，确认下一工艺设备200的工作状态；

若下一工艺设备200处于空闲，进行步骤s31，移动设备将产品放置到下一工艺设备200上，以将产品自上一工艺设备200转移至下一工艺设备200。

进一步地，确认下一工艺设备200的工作状态之后，上述方法还包括：

若下一工艺设备200处于忙碌状态，则在下一工艺设备200对产品加工完成后，移动设备将产品放置于下一工艺设备200上，以将产品自上一工艺设备200转移至下一工艺设备200。

需要说明的是，在移动设备将产品转移到下一工艺设备200上之前，需要先将下一工艺设备200上的加工完成的产品移除。

在下一工艺设备200对产品加工完成后，移动设备将产品放置于下一工艺设备200上，具体包括：

步骤s32，判断下一工艺设备200对产品加工的剩余时长t是否大于设定阈值t；

此处，设定阈值t为一是时长值，根据具体的工艺确定。

若剩余时长t不大于设定阈值t，进行步骤s321，移动设备移动至下一工艺设备200上方；在下一工艺设备200加工完成后，移动设备将产品放置于下一工艺设备200上。

当相邻的工艺设备200之间设置有用于暂时放置产品的暂存工作台300，在下一工艺设备200对产品加工完成后，移动设备将产品放置于下一工艺设备200上，具体包括：

判断下一工艺设备200对产品加工的剩余时长t是否大于设定阈值t；

若剩余时长t大于设定阈值t，进行步骤s322，,移动设备将产品放置于上一工艺设备200和下一工艺设备200之间的暂存工作台300上；

在等待时间t-t后，移动设备自缓冲工作台300上移走产品并移动至下一工艺设备200的上方；

在下一工艺设备200对产品加工完成后，移动设备将产品放置于下一工艺设备200上。

可以看出，本发明实施例提供的薄膜类产品的生产方法，在完成当前加工后，通过判断下一个工艺设备200的加工状态，决定移动设备中移动装置和拾取装置的动作，能够有效节省装卡和升降时间，提高生产效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。