CN102528355B - 一种适用于太阳能光伏电池自动排布焊接的工业机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于太阳能光伏电池自动排布焊接的工业机械手。本发明包括底座、滑轨、滑动平台、三只机械手臂、伺服电机、同步带轮、同步带、焊枪、气缸、控制柜、治具一和治具二；在底座上安装滑轨，滑轨上安装有三只机械手，每只机械手壳体内安装伺服电机，电机主轴与同步带轮连接；同步带与同步带轮啮合，带两端固定在滑轨内测并绷紧；滑块侧面安装有引拔装置，引拔装置与一个气缸相连接；引拔装置上安装有气缸。本发明具有结构简单、控制可靠、精确定位等优点，并且代替了两个工人在进出料时对光伏电池的夹持和搬运工作，并且焊接的稳定性得到了保障，极大的降低了成本，提高了效率和安全性。

Description

一种适用于太阳能光伏电池自动排布焊接的工业机械手

技术领域

本发明涉及一种工业机械手，尤其是涉及一种适用于太阳能光伏电池自动排布焊接的工业机械手。

背景技术

目前，国内太阳能光伏电池产业蓬勃发展，产量位居世界第一，其中第一代晶硅太阳能电池占有市场80％的份额，但单个晶硅体焊接到一起形成电池板在生产过程中存在很多的问题。目前应用的用于太阳能光伏电池焊接工作的大部分都是靠人工去完成各工序间工件的夹持、搬运和焊接，无法精确定位和控制，生产效率也不高。目前应用的太阳能光伏电池焊接时，完成整套焊接工序需要多个人来操作，效率较低、成本很高。另外焊接过程中人工夹持工件时安全性不高，易发生事故。

发明内容

针对目前太阳能光伏电池在焊接生产过程中缺少实用的搬运辅助工具，造成拌匀成本高，安全性比较差，位置精度不高造成焊接品质差等问题，本发明提出了一种适用于太阳能光伏电池自动排布焊接的工业机械手。

本发明包括底座、滑轨、同步带、同步带调节装置、同步带固定装置、焊接台架、第一机械手、第二机械手、第三机械手、控制柜、治具一和治具二。

所述底座为Π型结构，两条滑轨平行安装在底座顶部，第一机械手、第二机械手和第三机械手从左至右分别安装在滑轨上。焊接台架安置于底座的正后方。同步带一端固定在同步带调节装置，另一端固定在同步带固定装置。同步带调整装置固定在底座顶部的左端，同步带固定装置固定在底座顶部的右端，同步带与滑轨平行并绷紧。第一机械手、第二机械手、第三机械手结构相同，机械手包括滑动平台、同步带轮、第一堕轮、第二堕轮、引拔滑轨、引拔滑块、引拔气缸、伺服电机。机械手通过滑动平台安装在滑轨上，并可以沿滑轨方向移动。伺服电机安放在滑动平台上，用四颗螺栓固定在一起。伺服电机输出轴通过键与同步带轮连接。同步带在两个堕轮压紧下与同步带轮啮合，同步带轮设置在第一堕轮和第二堕轮中间，且在同一水平面上。引拔滑轨安装在滑动平台上且与滑轨垂直；引拔滑块安装在引拔滑轨上，并可以沿引拔滑轨方向移动；引拔滑轨由两根滑轨组成，两根滑轨端部之间设置有引拔气缸，引拔气缸输出端与引拔滑块侧面固定连接。第一机械手、第三机械手在搬运过程中所需的治具一和治具二以及第二机械手所需的焊枪均安装在各自引拔滑块的正下方，与引拔滑块底面形成固定连接。

本发明具有的有益效果是：

(1)本发明首次实现了太阳能光伏电池焊接加工时多工序间的全自动化搬运、排布、焊接操作。

(2)本发明具有结构简单、控制可靠、精确定位等优点。

(3)本发明可以代替了多个工人在各工位之间对光伏电池块的夹持和搬运工作，极大的降低了成本，提高了效率。

(4)本发明实现了全自动化的搬运操作，极大的降低了人工操作时由于操作失误造成的事故发生率，提高了安全性。

本发明适用于太阳能光伏电池晶硅体在不同工序间冲压时的全自动化搬运。从送料口送入晶硅体，经过排布、焊接、下料的工艺过程，机械手可以实现每一个工序之间的物料自动传递并实现精确焊接。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是机械手本体结构示意图。

图3是治具一结构示意图。

图4为治具二结构示意图。

图5为本发明的工作流程示意图。

图中：1、底座，2、滑轨，3、同步带，4、同步带调节装置，5、同步带固定装置，6、焊接台架，7、控制柜，8、第一机械手，9、第二机械手，10、第三机械手，11、引拔气缸，12、滑动平台，13、同步带轮，15、引拔滑轨，16、引拔滑块，17、伺服电机，18、第一勾爪，19、治具一，20、第一气缸，21、第二钩爪，22、治具二，23、第二气缸。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1、图2所示，本发明包括底座1、滑轨2、同步带3、同步带调节装置4、同步带固定装置5、焊接台架6、第一机械手8、第二机械手9、第三机械手10、控制柜7、治具一19和治具二22。所述底座1为Π型结构，两条滑轨2平行安装在底座1顶部，第一机械手8、第二机械手9和第三机械手10从左至右分别安装在滑轨2上。焊接台架6安置于底座1的正后方。同步带3一端固定在同步带调节装置4，另一端固定在同步带固定装置5。同步带调整装置4固定在底座1顶部的左端，同步带固定装置5固定在底座1顶部的右端，同步带3与滑轨2平行并绷紧。第一机械手8、第二机械手9、第三机械手10结构相同，机械手包括滑动平台12、同步带轮13、第一堕轮14-1、第二堕轮14-2、引拔滑轨15、引拔滑块16、引拔气缸11、伺服电机17。机械手通过滑动平台13安装在滑轨2上，并可以沿滑轨2方向移动。伺服电机17安放在滑动平台12上，用四颗螺栓固定在一起。伺服电机17输出轴通过键与同步带轮14连接。同步带3在两个堕轮压紧下与同步带轮13啮合，同步带轮13设置在第一堕轮14-1和第二堕轮14-2中间，且在同一水平面上。引拔滑轨15安装在滑动平台12上且与滑轨2垂直；引拔滑块16安装在引拔滑轨15上，并可以沿引拔滑轨15方向移动；引拔滑轨15由两根滑轨组成，两根滑轨端部之间设置有引拔气缸11，引拔气缸11输出端与引拔滑块16侧面固定连接。第一机械手8、第三机械手10在搬运过程中所需的治具一19和治具二22以及第二机械手9所需的焊枪均安装在各自引拔滑块16的正下方，与引拔滑块16底面形成固定连接。

如图3所示，治具一19包括治具主体、四个第一气缸20、四个第一勾爪18。四个第一气缸20分别安装在治具主体的四个端部，每一个第一气缸20伸出轴端连接一个第一勾爪18，每一个第一勾爪18都通过一个滚动轴承与治具主体形成可动连接，可以在第一气缸20的驱动下，沿气缸轴方向运动。

如图4所示，治具二22与治具一19结构原理相同，包括治具二22主体，八个第二气缸23和八个第二勾爪21。八个第一气缸23分别安装在治具主体的八个端部，每一个第二气缸23伸出轴端连接一个第二勾爪21，每一个第二勾爪21都通过一个滚动轴承与治具主体形成可动连接，可以在治具二气缸21的驱动下，沿气缸轴方向运动。

如图5所示，本发明的工作流程为：①将单块光伏电池堆放在上料口；②通过控制柜7控制第一机械8手横走至左端部，治具一夹持光伏电池；③夹持好光伏电池后，第一机械手向右横走至中部；④第一机械手8引拔纵向进给，将光伏电池按照预定轨迹摆放在焊接工作平台；⑤光伏电池摆放完成后，第一机械手引拔纵向退回并退至左端部，第二机械手9从横走至中部；⑥第二机械手9引拔纵向进给，并实现智能焊接；⑦第二机械手9引拔纵向退回，并横行退至右端；重复②到⑦流程，直到电池块布满整个电池板；⑧第三机械手10横走到中部，引拔纵向进给，夹持太阳能电池板；⑨第三机械手10引拔纵向退回并横行退至右端；⑩第三机械手10引拔纵向进给，将电池板堆放至指定位置，并下料。

Claims (1)

1. 一种适用于太阳能光伏电池自动排布焊接的工业机械手，包括底座、滑轨、同步带、同步带调节装置、同步带固定装置、焊接台架、第一机械手、第二机械手、第三机械手、控制柜、治具一和治具二，其特征在于：所述底座为Π型结构，两条滑轨平行安装在底座顶部，第一机械手、第二机械手和第三机械手从左至右分别安装在滑轨上，焊接台架安置于底座的正后方，同步带一端固定在同步带调节装置，另一端固定在同步带固定装置，同步带调整装置固定在底座顶部的左端，同步带固定装置固定在底座顶部的右端，同步带与滑轨平行并绷紧，第一机械手、第二机械手、第三机械手结构相同，机械手包括滑动平台、同步带轮、第一堕轮、第二堕轮、引拔滑轨、引拔滑块、引拔气缸、伺服电机，机械手通过滑动平台安装在滑轨上，并可以沿滑轨方向移动，伺服电机安放在滑动平台上，用四颗螺栓固定在一起，伺服电机输出轴通过键与同步带轮连接，同步带在两个堕轮压紧下与同步带轮啮合，同步带轮设置在第一堕轮和第二堕轮中间，且在同一水平面上，引拔滑轨安装在滑动平台上且与滑轨垂直；引拔滑块安装在引拔滑轨上，并可以沿引拔滑轨方向移动；引拔滑轨由两根滑轨组成，两根滑轨端部之间设置有引拔气缸，引拔气缸输出端与引拔滑块侧面固定连接，第一机械手、第三机械手在搬运过程中所需的治具一和治具二以及第二机械手所需的焊枪均安装在各自引拔滑块的正下方，与引拔滑块底面形成固定连接。