一、市場應用背景

匯流焊是光伏太陽能電池板中段加工工藝，其前道工序為串焊，在此環節流程中，需要在多個太陽能電池片表面以平行方式串焊多條焊帶，形成電池串。串焊好的多組電池串被有序排列輸送到匯流焊接工作臺，通過機器視覺對電池串進行整版定位糾偏操作，保證焊接的準確性。

隨后，通過焊接帶（匯流帶）將這些電池串相互連接，在這步驟中，焊槍分別在電池串兩側延伸末端的方向進行焊接，實現電池串之間的電流匯集，形成完整的太陽能電池組件。

最后，這些組件將被轉移到下一工序進行層壓、邊框安裝、接線盒安裝等封裝處理，最終形成耐用、安全、便于安裝使用的完整太陽能電池板。

匯流焊接

1、人工匯流焊存在的問題：

傳統的人工匯流焊方案常面臨生產效率低下、良率不穩定、焊接質量波動大及靈活性受限等問題，最終不僅影響產品性能和可靠性，還增加生產成本，制約生產規模的擴展。

2、正運動技術解決方案:

正運動針對這一市場需求，特此開發了基于VPLC711視覺運動控制一體機結合SCARA機械手+機器視覺的電池片匯流焊解決方案。

可解決不同角度來料、規格等光伏太陽能電池板的串焊需求，實現生產效率和精度等大幅提升，同時將廢品率降至僅12%，并顯著加快數據處理速度，提高了生產線的柔性和自動化水平。

此外，我們的解決方案通過降低廢品率有效減少能源消耗，助力實現環保和可持續發展目標。借助我們高度集成的硬件和易用的RTFuse機器人系統平臺，讓客戶享受到快速的投資回報，真正實現高效、環保的智能制造。

正運動技術解決方案

二、基于VPLC711的機器人系統在光伏匯流焊的應用

基于VPLC711的機器人系統在光伏匯流焊加工示意圖

1、傳統匯流焊解決方案痛點

傳統的解決方案包含機械手驅控、PLC、視覺工控機、顯示器、觸摸屏等組件，硬件成本高，開發周期長，功能整合度低，軟硬集成度不高，數據交互速率不達期等問題。

傳統匯流焊解決方案痛點

2、正運動匯流焊解決方案設計

正運動匯流焊解決方案設計

●20DI：接原點、限位等傳感器，以及開關信號、編碼器等；

●20DO：接真空吸盤，高速輸出口接工業相機的硬觸發輸入；

●EtherCAT接口：接EtherCAT總線驅動器，控制SCRAR機械手、拉焊帶軸、焊接軸和其它軸運動；

●4路單端脈沖輸出：接步進/脈沖驅動器，控制焊帶卷軸和傳送帶；

●RS232通訊接口：接光源控制器；

●EtherNET接口：千兆網口，接支持Gige協議的面陣相機，實現視覺定位、糾偏應用。

3、VPLC711機器視覺運動控制一體機

VPLC711是一款基于x86平臺和Windows操作系統的高性能機器視覺EtherCAT運動控制器，可脫機運行，支持豐富的視覺和運動控制功能，大幅簡化視覺與運動控制項目的配置流程。

同時內置了運動控制實時內核MotionRT7，形成一種開放式IPC形態實時軟控制器/軟PLC，為用戶提供靈活集成的運動控制+視覺一體化解決方案。

VPLC系列機器視覺運動控制一體機的安裝與拆卸過程便捷，占地空間小，還能與其它控制單元部件（如伺服驅動器、傳感器、編碼器、控制閥等）無縫集成，提供一個完整端到端的視覺運動控制解決方案。

VPLC711硬件接口

●可選6-64軸運動控制（脈沖+EtherCAT總線）；

●內置實時內核MotionRT7，支持第三方視覺軟件；

●板載20路通用輸入(其中10路為高速輸入)，20路高速輸出；

●多核并行運算，能夠高效處理運動控制，機器視覺等自動化設備核心任務；

●開放式IPC形態實時軟控制器/軟PLC，可靈活集成運動控制+視覺一體化解決方案。

4、解決方案硬件配置

解決方案硬件配置

5、運動控制與機器視覺實現過程

（1）機器視覺

在光伏匯流焊的自動化焊接過程中，機器視覺系統首先通過模板匹配進行粗定位，然后利用雙直線測量確定電池片的角點位置，并計算中點實現精準定位，精度可達到客戶需求。

SCARA機械手根據機器視覺系統提供的偏移量進行糾偏，便于電池串到達加工區域，專用的長焊頭分別在電池串兩側延伸末端的預設焊點精準下壓，完成高速且高精度的焊接作業。

頂部相機基板視覺定位

（2）運動控制

通過預設規劃的SCARA機械手路徑，進行點到點運動控制。在整個過程中，控制系統調整機械手臂關節速度，確保其沿預定軌跡準時到達目標位置。

一旦到達上料點，機械手取料后移至視覺檢測位置，系統隨即進行坐標偏移計算，使得SCARA機械手能夠實時動態調整電池串位置，完成一側的匯流焊接。焊接完成后，機械手將產品隨后轉移到中轉平臺翻轉，然后再次進行坐標偏移計算以完成另一側的焊接。最后，將完整的太陽能電池組件移至下料區。

SCARA機械手路徑

（3）方案應用優勢

方案應用優勢

●集成一體化控制系統：一臺控制器集成了機器視覺、運動控制、IO控制和機械手控制，顯著節省了設備成本，縮短了開發周期，并使安裝布線更加簡潔。

●內置運動控制實時內核MotionRT7：數據核內交互，指令調用速度可達微秒級，可大幅提升加工效率。

●廣泛支持多種機械手類型：支持30+種機械手算法模型，包括SCARA、Delta、6關節、碼垛等，使機器手控制更加開放和靈活。

●視覺飛拍功能：通過硬件位置比較輸出PSO，可以實現視覺飛拍，提高視覺系統的瞬時觸發速度和精度。

●平滑的運動控制：采用S曲線加速度/SS曲線加加速度連續技術，確保運動控制過程更平滑。

●統一的API函數接口：可兼容各種PC上位機高級語言開發，簡化了工程師的系統集成和應用開發過程。

多種上位機開發方式

三、提供易用的可視化RTFuse機器人系統平臺

可視化RTFuse機器人系統平臺

RTFuse機器人系統是一款面向機械手市場推出的系統級軟件，支持市面上主流的Scara、Delta、六關節、協助、直角坐標等多種機械手類型。

軟件整合了可視化的運動控制、IO邏輯控制、通訊交互、機器視覺等功能，用戶可在示教器上通過系統內豐富的工具進行純圖形化編程，無需編寫代碼即可輕松實現中文示教一站式編程開發。

RTFuse機器人系統平臺產品優勢

（1）技術門檻低

拖拽式中文組態系統編程，經過簡單培訓，應用工程師可輕松上手。從上至下執行項目控制流程，機械手位置手動示教。

（2）系統開放性強

支持多線程控制，除機械手控制外，也可以控制其它附加軸、IO邏輯控制、通訊交互等，一個控制器即可完成。

（3）軟硬件集成性強

集成EtherCAT總線、脈沖混合控制，機器視覺、運動控制，集軟硬于一體易于設備調試與排除問題。

（4）企業用人成本低

一人即可調試設備的運動控制、視覺、IO邏輯控制等，解決工程人員流失、用人成本高等問題。

審核編輯 黃宇