新能源公司（Energy Innovations Inc.）研發(fā)的太陽(yáng)花（Sunflower）聚光光伏（CPV）系統，依靠專(zhuān)利的菲涅耳（fresnel）透鏡技術(shù)，將放大的太陽(yáng)光能量聚焦于小區域（焦斑）的三結結構(Triple-junction)硅電池上。該太陽(yáng)花系統大大提高了太陽(yáng)能的轉化率，極具發(fā)展潛力。但是，數年前剛剛從太陽(yáng)能行業(yè)起步的新能源公司，在中國制造第一批太陽(yáng)花系統的時(shí)候，卻因為實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中透鏡與光伏電池精確校準的問(wèn)題，而陷入危機。
           
                     

   總部位于加州Pasadena市的新能源公司營(yíng)銷(xiāo)副總裁Bud Sherman談到：“那時(shí)候，生產(chǎn)中我們都采用人工校準，企業(yè)效益不太好。我們雖然研發(fā)了優(yōu)秀的產(chǎn)品，卻未能將其成功的商業(yè)化。”

   太陽(yáng)花系統一般由3英寸見(jiàn)方的太陽(yáng)能模組組成，而每個(gè)太陽(yáng)能模組又由30片太陽(yáng)能電池，以及距離太陽(yáng)能電池大約1英寸遠的聚焦透鏡組成。真正具有實(shí)用價(jià)值的太陽(yáng)花系統，是能夠確保透鏡聚焦的光斑與太陽(yáng)能電池的完全重合系統。Sherman說(shuō)：“重合的精度非常重要，是整個(gè)系統的核心，但人工校準卻很難實(shí)現高精度的重合。”

   精確校準

   由于人工校準不僅很難確保0.005—0.01英寸的校準誤差，而且也很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，致使企業(yè)發(fā)展受到嚴重制約。為了改變現狀，企業(yè)管理者不斷嘗試新的校準方法，如使用照相機、背投等各類(lèi)精密光學(xué)儀器，以及使用機器人代替人工操作等等?？傊?，公司正逐步將太陽(yáng)花系統生產(chǎn)線(xiàn)向自動(dòng)化模式轉變。

   經(jīng)過(guò)多番考察，企業(yè)最終選用了發(fā)那科機器人。生產(chǎn)線(xiàn)改造過(guò)程中，發(fā)那科機器人資深供應商還為企業(yè)提供了完善的生產(chǎn)指導和幫助。Sherman說(shuō)：“在供應商熱心的幫助下，我們用機器人代替人工操作，輕松實(shí)現各個(gè)工藝流程中的精確定位和校準。”

   去年年底，公司訂購了發(fā)那科的整合服務(wù)，其中包括DFM（可制造性設計）研究，以及專(zhuān)門(mén)針對全自動(dòng)化制造系統下的太陽(yáng)花系統產(chǎn)品的設計更新方案。Sherman說(shuō)：“迄今為止，發(fā)那科為我們設計的整合方案非常成功。它為企業(yè)工藝流程的改進(jìn)和完善提供了諸多良好的建議。”

   機器人的使用，為企業(yè)帶來(lái)了巨大的改變。全新的太陽(yáng)花3.0系統生產(chǎn)線(xiàn)在幾周后就要開(kāi)工建設了。生產(chǎn)線(xiàn)設立于加州合作伙伴的生產(chǎn)基地中，預計今年四季度可實(shí)現批量生產(chǎn)。Sherman說(shuō)：“這條太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線(xiàn)一旦建成，產(chǎn)能將達10MW/年。擁有了這條生產(chǎn)線(xiàn)，我們就可以生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品，從而滿(mǎn)足全球日益增長(cháng)的太陽(yáng)能需求。”

   機器人的任務(wù)

   一條10MW產(chǎn)能的太陽(yáng)能電池生產(chǎn)線(xiàn)，需要約7000平方英尺的廠(chǎng)房，以及約12臺6軸發(fā)那科機器人。整條生產(chǎn)線(xiàn)中，機器人承接了包括大、小件的精確定位、超聲波焊接、密封、粘和、自動(dòng)擰緊、以及裝卸等各類(lèi)工作。

   生產(chǎn)線(xiàn)的全面自動(dòng)化，為企業(yè)徹底解決了人工校準精度差的難題。Sherman說(shuō)：“新生產(chǎn)線(xiàn)中，全面使用機器人來(lái)完成透鏡與電池間的精確校準，機器人的校準誤差始終維持在可忽略不計的0.015英寸的范圍內，并且，為保證精度的一致性還配置計量裝置。”

   機器人自動(dòng)化技術(shù)是新能源公司發(fā)展的大救星。Sherman說(shuō)：“我已經(jīng)在制造業(yè)呆了很長(cháng)時(shí)間了。以我的經(jīng)驗，我不認為，有任何一種人工操作的辦法能完成現在的校準精度。只有機器人可以實(shí)現，只有機器人可以始終保持產(chǎn)品的一致性和精確性。而且，使用機器人給企業(yè)帶來(lái)的好處，還遠不止精確度高于人工操作這一點(diǎn)。”

   —轉載于中國國際機床展覽會(huì )特刊