机器人使模块可制造

几年前，太阳能行业初创企业Energy Innovations Inc.在中国生产首批产品时遇到了困难。能源创新公司的向日葵聚光光伏系统依靠专有的菲涅耳透镜将太阳光聚焦到小的三结硅太阳能电池上，从而有效地发电。透镜和光伏电池之间的精确对齐是关键。

“在生产方面，我们依靠人工校准技术，产量不是很好，”巴德谢尔曼说，他是总部位于加州帕萨迪纳的公司的运营副总裁。“我们可以制造产品，”谢尔曼说，“但你不会说它在商业上是成功的。”

公用级向日葵系统的基本组成部分是大约三英尺见方的模块，每个模块包含30个太阳能电池，距离聚光透镜大约一英尺远。谢尔曼说:“把这些系统组合在一起的精度要求非常非常高。”

紧密的排列

当能源创新公司的经理们研究成品率问题时，他们开始意识到校准任务——公差在0.005-0.01英寸附近——不是由人工操作人员能够以足够的一致性完成的。该公司对其他精密光学产品(如相机和投影电视)的制造方法进行了研究，建议使用机器人代替。因此，能源创新公司开始将葵花的生产过程自动化。

谢尔曼说，该公司从当地的发那科机器人办公室购买了一个机器人，并发现发那科的代表非常乐于助人。“在他和其他几个人以及我们的制造工程师的帮助下，我们能够用这个机器人完成一些非常精确的工艺步骤。”

去年年底，该公司聘请了机器人供应商的集成服务——发那科机器人自动化系统集团(fanuc Robotics Automation Systems Group)。-用于可制造性设计(DFM)研究，并重新设计了葵花产品以提高可制造性，同时还设计了制造该产品的全自动流程。“到目前为止，我们与这家集成商的关系非常成功。他们给了我们很多建议，提高了产品的可制造性，”谢尔曼说。

这一努力将在未来几周内达到高潮，届时能源创新公司将开始建设一条新的生产线，以生产重新设计的向日葵3.0产品。谢尔曼表示，最初的生产线将在加州的一个合作伙伴的合同制造基地投入使用，“可能在第四季度”开始批量生产。“这条生产线被认为是一个制造单元，每年的产能为10兆瓦(MW)。随着世界各地需求的增加，我们将投入尽可能多的制造单元来满足需求。”

机器人的任务

每个容量为10兆瓦的电池将占据约7000平方英尺的建筑面积，并部署大约12个六轴发那科机器人。这些机器人将处理各种应用，包括小零件和大型结构的精确放置、超声波焊接、密封剂和粘合剂的分配、自动螺丝刀以及装卸任务。

通过完全自动化的制造过程，Energy Innovations希望克服其早期生产线遇到的手动精确对准问题。Sherman解释说:“在新的制造单元中，我们将使用机器人将物体移到合适的位置，并将粗糙的对准精度控制在0.015英寸以内，然后我们有一些最终的工具来完成其余的工作。”

对于能源创新公司来说，机器人自动化技术可能是一个救星。“我在制造业工作了一段时间，我不相信我们可以用操作员和固定装置来组装这个东西，人们通常是这样做的，”谢尔曼说。“这个东西必须用机器组装起来。可重复性和准确性非常重要，”他补充说，“手工操作是无法做到这一点的。”

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