Робототехника с использованием машинного зрения для производства космических солнечных батарей
Аккумулятор Trojan T145
Немецкий специалист по автоматизации Acp systems разработал передовое роботизированное решение, объединяющее обработку изображений для работы с различными размерами и допусками пластин в процессе осаждения из паровой фазы для производителя космических солнечных батарей. Требования включали компактную конструкцию, точность до 0,1 мм и автоматизированный контроль качества обработки пластин.
Немецкий производитель промышленного оборудования Acp systems интегрировал решение для роботизированной обработки пластин с помощью машинного зрения в системы нанесения покрытий, разработанные немецкой компанией Singulus Technologies и внедренные Azur Space Solar Power, производителем высокоэффективных многопереходных солнечных элементов для космоса и наземных систем концентраторов (CPV) в Германии.
По данным Acp systems, производителю многопереходных солнечных элементов требовалось полностью автоматизированное решение, интегрированное в процесс химического осаждения из газовой фазы с использованием плазмы (PECVD), которое повысило бы производительность, но при этом обеспечило бы точную и бережную обработку дорогостоящих солнечных элементов, изготовленных на подложках из германия.
Новое решение было разработано для обеспечения заданной точности позиционирования +/- 0,1 мм в гнездах держателей заготовок, а также для компенсации производственных допусков держателей и усадки, вызванной охлаждением во время загрузки.
Для решения этой задачи было разработано интеллектуальное решение для обработки пластин с помощью промышленного робота с шарнирно-сочлененной рукой (SCARA), поддерживающего двустороннее нанесение покрытия. Он был установлен и интегрирован в зону загрузки кассет систем PECVD компании Singululs Technologies.
«Новая система была введена в эксплуатацию в июне 2024 года, и с тех пор не было ни одного случая повреждения пластин в процессе обработки», — подтвердил журналу «pv»
Решение включает в себя как минимум две подсистемы камер — программное обеспечение для машинного зрения Cognex Vision Pro и робота SCARA. Робот SCARA с длиной манипулятора 1000 миллиметров извлекает пластины из кассет и надёжно и точно помещает их в гнезда из углеродного волокна на несколько сотен микрометров больше, чем сами заготовки.
Роботизированная рука оснащена плоским вакуумным захватом, который можно быстро заменить для работы с пластинами разных размеров. В системе также есть поворотная станция для нанесения покрытия на обе стороны солнечных элементов. «В зависимости от размера элемента на подложках размером 1000 мм x 600 мм можно разместить четыре, девять или 16 пластин», — сообщили в Acp systems.
12-мегапиксельная камера определяет точное положение пластин на столе для выравнивания с подсветкой и в течение всего процесса отправляет информацию в программное обеспечение машинного зрения, которое обеспечивает управление и вычислительную мощность, необходимые для точного позиционирования и обработки, даже если пластины и кассеты отличаются от исходного размера, формы или толщины. Например, в случае термической усадки из-за охлаждения после нанесения покрытия при температуре до 350 °C.
Наконец, для контроля качества используется система камер, которая позволяет убедиться в отсутствии повреждений на краях пластин перед тем, как покрытые плёнкой солнечные элементы будут помещены обратно в кассеты.
Компания Acp systems, основанная в 1997 году, предоставляет технологии для производства солнечных батарей, электроники, полупроводников, автомобилей, медицинской и фармацевтической продукции. Недавно она разработала систему очистки от снега quattro Clean, которая интегрирована в оборудование немецкой компании Sciprios для производства перовскитных солнечных батарей и органических фотоэлектрических систем (OPV).