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臺達運動控制卡系統在太陽能串焊機上的應用中達電通股份有限公司

1 前言太陽能分布普遍，沒有地域限制，無須開采和運輸，清潔環保，永不枯竭。利用太陽能的最佳方式是光伏轉換，就是利用光伏效應發電。太陽能發電系統（如圖1）主要包括：太陽能電池光伏組件（陣列）、控制器、蓄電池、逆變器、用戶負載等組成。其中，太陽能電池組件和蓄電池為電源系統，控制器和逆變器為控制保護系統，負載為系統終端。圖1 太陽能發電系統示意圖在整個系統中，太陽能電池（如圖2）光伏組件是最基本也是最重要的部分。太陽光照射到電池半導體p-n結上，形成新的空穴-電子對，在p-n結電場的作用下，光生空穴由n區流向p區，光生電子由p區流向n區，接通電路后就形成電流。這就是光電效應太陽能發電的工作原理。圖2 太陽能電池示意圖為提高發電效率，需要將多個太陽能電池進行串聯，形成最終使用的太陽能電池光伏組件，如圖3。圖3 太陽能電池光伏組件（陣列）全自動串焊機與手工串焊相比較具有很多優勢。全自動串焊機焊接速度快、質量一致性好，表面美觀，沒有手工焊接的焊錫不均勻現象，可以減少操作人員及檢驗人員的數量，降低管理難度及制造成本，焊接效果圖如圖4。圖4 焊接效果圖 DMCNET（Delta Motion Control Network），簡稱DMC Net，是臺達自主研發的工業自動化運動控制協議。最遠通信距離可達30米，完全可以滿足串焊機設備體積大的需求。采用總線方式，降低了串焊機的配線難度；采用雙路不同CRC校驗碼進行通信，可以保證串焊機運行的可靠度和穩定性。臺達運動控制卡系統，基于DMCNET，以A01運動控制卡為核心，整合A2-F伺服驅動器馬達，GA01網關模組，GE04集合式模擬量輸入輸出模組，GE16集合式數字量輸入輸出模組，GE01PI脈沖輸出模組，GE01PG手搖輪輸入模組，RM32遠程數字量輸入輸出模組，RM64遠程數字量輸入輸出模組，RM04PI遠程脈沖輸入輸出模組等一系列運動控制產品，可以構成完整的串焊機運動控制解決方案，如圖5。圖5 采用臺達運動控制卡系統的串焊機 2 運動控制系統架構太陽能串焊機的運動控制系統架構，如圖6，采用A01軸卡2，750WA21，400WA23，200WA24，64點輸入模組5，64點輸出模組3，脈衝輸出模組1。圖6 運動控制架構示意圖* 圖7 配線圖 3 軟件系統架構軟件系統分系統初始化、自動模式、單步模式、參數配置、運動配置、狀態監視、報警輸出等模塊。軟件界面如圖8和圖9。圖8 軟件截圖圖9 程序源碼示意圖 4 系統工藝通過系統軟件與硬件的協同工作，控制取電池片料，電池片外觀及柵線檢測，噴涂助焊劑，升溫，焊帶拉取及鋪設，放電池片，高頻電磁感應焊接，降溫，電池串翻面收集等動作。取電池片料：為保證輕柔地將料盒內的電池片取出，采用壓縮空氣分層，配合橡膠吸盤，在精準的機械手動作下，可靠地將電池片送入工作區。電池片外觀及柵線檢測：在檢測環節中，可將外觀缺陷及主柵線印刷異常的電池片移出。噴涂助焊劑：采用無接觸的助焊劑噴涂方式，可使助焊劑準確噴涂到預定的位置，為可靠焊接提供保障。升溫：通過逐漸升溫，準備接下的焊接。焊帶拉取及鋪設：：由機械臂拉取裁切預定長度的焊帶，并由機械臂精確的放置到加工位置。放電池片：由機械臂抓取下一片電池，并精準的輕放到焊帶上。高頻電磁感應焊接：降低焊機平臺到達指定高度，控制焊接溫度，進行無接觸式的電池片焊接。降溫：將焊接完新電池片的電池串向前移動，進行降溫。電池串翻面：在一個電池串焊接完成后，有機械臂抓取，反面，并精準輕放到玻璃板上，準備進入下一道工序。 5 結束語臺達高速通信運動控制系統，具有架構完善，高速通信，控制精準，配線簡單，維護方便等諸多優點。應用于太陽能串焊機設備，可以方便系統的整體規劃配置，極大提高設備的整理運行效能。作者簡介：商福進，男，出生于1982年11月，畢業于西安科技大學，電子科學與技術專業。現擔任臺達電子機電事業部應用技術中心專案工程師。從事運動控制產品的企劃，新產品測試，客戶端整體應用方案的開發，有著豐富的業界經驗。