太陽能電池方陣是衛(wèi)星正常工作的重要部件之一。為了保證太陽能電池在惡劣的太空環(huán)境下能可靠運(yùn)行在太陽能電池布貼前必須進(jìn)行抗輻照玻璃蓋片的封裝操作，以達(dá)到保護(hù)太陽能電池的目6的以往抗輻照玻璃蓋片的封裝工藝大多采用手工操作，成品率較低效率也不高。因此在國內(nèi)航天技術(shù)蓬勃發(fā)展的背景下，實(shí)現(xiàn)太陽能電池抗輻照玻璃蓋片的自動封裝系統(tǒng)非常必要。

2設(shè)計要求國內(nèi)太陽能電池方陣的實(shí)際生產(chǎn)中，對太陽能電池抗輻照玻璃蓋片的封裝操作一般有以下技術(shù)要求：蓋片與太陽能電池相重合，嚴(yán)格控制邊緣錯位。

蓋片與太陽能電池之間氣泡的大小和數(shù)量在一定的指標(biāo)范圍內(nèi)。

蓋片碎片率和電池碎片率應(yīng)該盡量降低。

蓋片、電池正反面不應(yīng)沾有粘合膠。

3太陽能電池自動封裝系統(tǒng)的設(shè)計方案3.1設(shè)計思想由于對自動封裝后的電池片有邊緣錯位、氣泡大小及數(shù)量、膠不能玷污電池片等要求，因此，采用傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷，其涂膠質(zhì)量很難保證衛(wèi)星用太陽能電池的封裝要求，且缺少必要的柔性由于直角坐標(biāo)機(jī)器人位置重復(fù)精度完全可以達(dá)到0.2mm，且與其它形式機(jī)器人相比較為簡單，因此采用直角坐標(biāo)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自動化成為不錯的選擇。通過大量的涂膠工藝試驗(yàn)，本文提出采用機(jī)器人連續(xù)滴膠的工藝方案。

3.2系統(tǒng)組成照玻璃蓋片自動封裝系統(tǒng)主要由三自由度直角坐標(biāo)滴膠機(jī)器人、托盤、三自由度直角坐標(biāo)封裝機(jī)器人、玻璃片送料器和傳送帶組成。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖如所示。

3.3設(shè)計要點(diǎn)三自由度直角坐標(biāo)滴膠機(jī)器人：以一定的軌跡在太陽能電池片上進(jìn)行連續(xù)滴膠。如所示，選擇重復(fù)精度滿足設(shè)計要求的三自由度直角坐標(biāo)機(jī)器人，關(guān)鍵是機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計。為提高滴膠效率，機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計為帶有多個針頭的滴膠器。針頭為普通針頭，以矩陣形確定。針對不同的膠，以上參數(shù)可方便地在手操板或計算機(jī)上進(jìn)行修改。

滴膠完畢后，膠頭上移，并關(guān)閉滴膠控制閥（由機(jī)器人的I/O口控制氣動開關(guān)實(shí)現(xiàn)控制）。

（3）傳送帶傳送托盤到封裝位置并定位。機(jī)器人內(nèi)部控制器的I/O口控制氣動開關(guān)打開，三自由度自動封裝機(jī)器人（由手操板或計算機(jī)編程，編好的程序下載入機(jī)器人內(nèi)部控制器的存儲器中）從玻璃片送料器內(nèi)取出玻璃蓋片，運(yùn)動到電池的正上方。機(jī)械手爪上的吸盤與封裝平臺有一微小角度，控制機(jī)械手向下運(yùn)動，使玻璃蓋片與太陽能電池單邊接觸。機(jī)器人內(nèi)控制器的I/O口控制氣動開關(guān)關(guān)閉，從而吸盤松開，放下玻璃蓋片，完成與正下方電池的封裝操作。人工將封裝好的太陽能電池放入加熱器內(nèi)，加熱固化數(shù)分鐘后取出。

3.5方案的技術(shù)特點(diǎn)采用機(jī)器人連續(xù)滴膠工藝，可實(shí)現(xiàn)滴膠面積、滴膠厚度、滴膠速度與質(zhì)量的精確控制，從而達(dá)到玻璃蓋片封裝的技術(shù)要求，特別是氣泡大小與數(shù)量的控制、粘合膠的污染控制以及碎片率的控制等。

采用非真空環(huán)境下封裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)氣泡大小與數(shù)量的控制，操作巧妙且簡單。

采用機(jī)器人與多傳感器的融合技術(shù)，使每一個動作均在計算機(jī)的程序控制下精確進(jìn)行，可實(shí)現(xiàn)封裝的自動化；由于采用程序控制，僅需簡單地修改程序，即可適應(yīng)不同尺寸的玻璃蓋片封裝的要求。

4系統(tǒng)生產(chǎn)率4則每次完成12片封裝需要約8min（由于滴膠速度最慢，此處以滴膠時間計算），平均完成一片封裝需要40s以每天工作8h計算，系統(tǒng)生產(chǎn)率可達(dá)720片/人曰。若取N=4X5則每次完成20片封裝需要約8min平均完成一片封裝需要24s以每天工作8h計算，系統(tǒng)效率可達(dá)1200片/人曰。而目前手工操作一個熟練工人一天工作8h只能封裝150片左右，相比之下自動封裝系統(tǒng)的效率大為提高5結(jié)束語采用太陽能電池方陣自動封裝系統(tǒng)，將顯著改善生產(chǎn)條件，極大提高原有工藝和設(shè)備的自動化水平，徹底改變原有手工操作中粘合膠污染電池蓋片的現(xiàn)象，降低碎片率和生產(chǎn)成本，提高衛(wèi)星太陽能電池方陣的生產(chǎn)質(zhì)量。本文中提出的機(jī)器人多針頭自動滴膠技術(shù)以及電池片與玻璃蓋片的非真空封裝方法具有很大的創(chuàng)新意義，對于類似的封裝系統(tǒng)具有一定的價值。