CN103050576B - 导电丝张力控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种导电丝张力控制装置，该装置不但可以给导电丝提供一个张力大小可调的恒定的张力源，还可以在拉丝过程中当导电丝张力波动时，通过其中的张力补偿机构，将所述导电丝的张力补偿并调整到张力源的设定值，从而在制作太阳能正面电极的拉丝过程中保持对导电丝恒定的张力控制。并且本发明的张力控制装置还具有断线检测电路来检测导电丝断线情况并报警。本发明的张力控制装置结构简单、易于操作、成本较低，能达到很好的张力调整效果以及断线检测效果。

Description

导电丝张力控制装置

技术领域

本发明涉及太阳能电池正面电极的制造领域，特别涉及一种在导电丝拉丝裹浆制作太阳能电池正面电极的过程中，对导电丝的张力进行控制的导电丝张力控制装置。

背景技术

目前，太阳能电池片的生产工艺主要使用丝网印刷机以及丝网印刷的方法，而丝网印刷生产线结构复杂，制造成本较高。由于申请人发明了一种不同于丝网印刷机的太阳能电池片正面电极制作设备，即使用将导电丝裹覆导电浆，然后在电池片表面贴丝通过烘干烧结来形成电池片细栅线的设备。基于此，在利用裹有导电浆料的导电丝制作太阳能电池正面电极栅线的制作过程中，被裹浆的导电丝必须具备一定的张力，从而不至于太松弛，因为太松弛裹浆效果不好，也不至于断丝，因为断丝会造成太阳能电池片的转换效率变低。

而现有的被动放线的张力控制装置只能对一根导电丝进行张力控制，如果针对每根栅线的导电丝均采取现有的张力控制技术，那么制造成本会激增，而且由于每根细栅线之间的间距较小，也无法实现现有单根线被动放线的张力控制机构的集成在一起，而本发明提供一种能够为多根导电丝提供张力控制的装置和方法，并且实现了对导电丝的断线进行实时检测。

发明内容

为了克服利用裹有导电浆料的导电丝制作太阳能电池正面电极细栅线时出现的：导电丝断线、导电丝张力过大或者张力不够导致栅线松弛以及对断线的检测问题，本发明提供一种对多根导电丝进行张力控制的装置，同时该张力控制装置还具有断线检测功能。

本发明所采用的技术方案是：导电丝张力控制装置，其特征在于，包括基座、阻尼辊、阻尼器以及包角辊，所述阻尼辊、阻尼器以及包角辊都安装在所述基座上，其中所述包角辊与所述阻尼辊上下成角度平行设置，所述阻尼辊通过联轴器与所述阻尼器相连接并可旋转设置。

进一步地，其还包括张力补偿机构，所述张力补偿机构包括张力补偿杆、弹性部件、弹性部件挂臂、弹性部件支撑件和金属杆，所述张力补偿杆通过所述弹性部件挂臂连接到所述金属杆，所述弹性部件挂臂通过所述弹性部件连接到所述弹性部件支撑件，所述金属杆通过轴承可转动地固定到基座，所述弹性部件可以拉动所述弹性部件挂臂从而使得所述张力补偿杆绕所述金属杆为旋转中心进行旋转。

进一步地，还包括断线检测电路，所述断线检测电路的一端连接到所述包角辊和张力补偿杆，所述断线检测电路的另一端连接到所述金属杆。

进一步地，还包括包角调整块，所述包角调整块呈圆弧形并可转动地安装在所述阻尼辊两端的轴承上，至少一根所述包角辊安装在所述包角调整块上。

进一步地，所述弹性部件支撑件具有弹性部件挂钩和腰孔，所述弹性部件一端连接在所述弹性部件挂钩上，并且所述弹性部件挂钩的位置可在所述腰孔内上下调整。

进一步地，所述阻尼器根据导电丝与所述阻尼辊摩擦力的大小来调节所述阻尼辊的阻尼大小。

进一步地，所述包角辊与所述阻尼辊的相对位置可以调整，从而当导电丝穿过所述包角辊和阻尼辊时，所述导电丝的包角可以调整。

进一步地，所述弹性部件挂臂上具有一系列并排设置的挂孔，所述弹性部件可以连接在不同的挂孔上。

进一步地，所述弹性部件为弹簧、拉簧、卷簧或其他具有弹性的部件。

进一步地，还包括至少两根断丝检测棒和断丝检测电路，其中一根所述断丝检测杆设置在位置低于所述导电丝张紧时的位置，断丝时所述导电丝能够接触到所述断丝检测棒，另一根所述断丝检测棒始终与所述导电丝保持接触，所述断丝检测电路的两端分别连接到所述的断丝检测棒。

本发明的有益效果是：该张力控制装置不但可以给导电丝提供一个张力大小可调的恒定的张力源，还可以在拉丝过程中当导电丝张力波动时，通过其中的张力补偿机构进行张力补偿（也即张力平衡），将所述导电丝的张力补偿到张力源的设定值，从而在制作太阳能正面电极的拉丝过程中保持恒定的张力控制。并且本发明的张力控制装置还具有断线检测电路来检测导电丝断线情况并报警。本发明的张力控制装置结构简单、易于操作、成本较低，能达到很好的张力调整效果以及断线检测效果。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明进一步说明。

图1是处于拉丝过程中的张力控制装置的整体结构示意图。

图2是本发明的张力控制装置从图1中的左侧看过去的结构示意图；

图3是本发明的张力控制装置从图1中的右侧看过去的结构示意图；

图4是本发明张力控制装置中的张力补偿机构的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的结构和具体操作进一步进行说明。

如图1所示，其示出了在制作太阳能正面电极的拉丝过程中的导电丝张力控制装置1，从图中可以看出，导电丝8从线盘盒4中拉出穿过钢梳6，被均匀等间距隔开，然后将等间距的导电丝8越过导电丝支撑棒7，从而进入到本发明的导电丝张力控制装置1，经过张力控制装置1后进一步通过张力补偿机构2，使得导电丝8上的张力保持恒定，而后将导电丝8通过顶丝机构3和钢梳5，以备下一步将适当张紧的导电丝8进行裹浆操作。

图2和图3从前后两个角度分别示出了本发明张力控制装置的结构示意图，如图2和图3所示，张力控制装1包括有包角辊19和20、阻尼辊9、阻尼器12以及轴承座10（可作为本发明的基座），包角辊19和20、阻尼辊9、阻尼器12都通过轴承安装在轴承座10上，两根包角辊19和20分别位于阻尼辊9的两侧下部，且与阻尼辊9平行设置，包角辊19和20均是由金属辊和两边的轴承组成，将包角辊19沿着图4中所示的基座10的斜槽放入并用锁紧螺钉锁紧包角辊19两端的轴承，从而将包角辊19相对于阻尼辊9以一定角度固定设置。另外，将包角辊20沿着图4中所示的包角调整块21的斜槽放入，并用锁紧螺钉锁死包角辊20两端的轴承，通过包角调整快21可以调整包角辊20相对于阻尼辊9的位置，调整导电丝8缠绕在阻尼辊9上的包角。从图1-3中可以看出，从线盘盒4中拉出并经钢梳6等间距隔开来的导电丝8首先一根一根地从包角辊20的下部穿过，然后向上绕过阻尼辊9，再从包角辊19的下部穿过，如图4所示，导电丝8通过两个包角辊19和20后便缠绕在阻尼辊9上并形成一定的包角。由于包角的存在，导电丝8和阻尼辊9之间就存在一定的静摩擦力（根据试验证明，当包角达到一定程度时，该静摩擦力远大于导电丝的破断力）。导电丝8与阻尼辊9形成包角后，由于静摩擦力的作用，再一次进行拉丝时，阻尼辊9便会在导电丝8的带动下转动。阻尼辊9通过联轴器11与阻尼器12可旋转地相连接，阻尼器12可以通过联轴器11控制阻尼辊9的阻尼力，因为导电丝8与阻尼辊9之间的静摩擦力远大于导电丝8的破断力，而张力控制装置提供的是小于导电丝8破断力的张力，因此导电丝8和阻尼辊9永远为纯滚动摩擦。所以才能通过阻尼器12调整阻尼的大小从而调整导电丝8上张力的大小。否则，如果为静摩擦，那么调整阻尼器12的阻尼大小就无法调整导电丝8的张力。

如图1所示，拉丝过程中还会有顶丝机构3的顶丝以及在拉丝过程中不可避免地会出现导电丝的加减速情况，而顶丝操作以及导电丝的加减速均可导致的导电丝8上的张力波动，并且波动可能会比较大。因此，本发明提供的上述张力装置1还具有张力补偿机构2。如图2和图4所示，张力补偿机构2包括有张力补偿杆13、弹簧挂臂14、弹簧15、弹簧支撑件17和金属杆18。金属杆18通过轴承安装在基座22上，张力补偿杆13通过弹簧挂臂14连接到金属杆18，弹簧挂臂14通过弹簧15与弹簧支撑件17上的弹簧挂钩16相连接，弹簧15可以拉动弹簧挂臂14从而使得张力补偿杆13绕金属杆18为旋转中心。在拉丝过程中，如果导电丝8张力过大，导电丝8将会把力传导给张力补偿杆13，张力补偿杆13便会在导电丝8向下的张力作用下通过弹簧挂臂14绕着金属棒18向下旋转，张力补偿杆13向下旋转过程中会通过弹簧挂臂14拉伸弹簧15，直到导电丝8对张力补偿杆13的向下的张力和弹簧15向上的拉力达到受力平衡。反之，如果导电丝8张力太小，弹簧15便会收缩向上拉动弹簧挂臂14，从而带动张力补偿杆13向上旋转，直到导电丝8施加给张力补偿杆13的力与弹簧的收缩力之间达到平衡。由于在设计和选材时可将整个张力补偿机构2的转动惯量设计到很小，因此，张力补偿机构2会很灵敏，响应迅速，如果导电丝8上的张力有变化，张力补偿机构2会及时调整导电丝8的张力，确保拉丝过程中导电丝8的张力保持恒定。上述的弹簧可以是拉簧、卷簧或其他具有弹性的部件，并且可以根据需要选择不同劲度系数的弹性部件，从而可以更好地调整张力平衡。

综上所述，本发明的张力控制装置2能够给导电丝8提供的张力源，且该张力源的张力大小可调。进一步地，张力补偿机构2则是在导电丝8的张力大于或者小于张力源设定的恒定的张力值时，通过弹簧15和张力补偿杆13的相互作用，使得导电丝8的张力再次回到所设定的张力值，从而实现张力调整。而且弹簧15可以根据需要选择弹力的合适的弹簧。另一方面，如图4所示，弹簧支撑件17上具有腰型孔，弹簧支撑件17上的弹簧挂钩16可以在腰型孔中上下移动，从而进一步灵活调整弹簧15的相对弹力，并且，在弹簧挂臂14上具有一系列弹簧挂孔，可以通过调整弹簧15在弹簧挂臂14上所挂的挂孔位置，从而可以改变弹簧15的弹力相对于金属杆18的转动力矩，因此在张力控制装置1设定好张力后，可使得张力补偿杆13一直保持在合适的位置。

另一方面，虽然有张力控制装置1以及其中的张力补偿机构2的存在，但在导电丝8拉丝裹浆过程中难免有不可预知的外界各种干扰因素，例如由于人为因素导致导电丝8破断，如果一根导电丝8断裂，太阳能电池板上就会少一根细栅线，那么对太阳能电池板的光电转换效率会产生很大的影响，从而影响太阳能电池板的质量，因此本发明在张力控制装置的基础上还提供了检测导电丝断线的检测电路。本发明的进一步的断线检测电路为将两根包角辊19和20、张力补偿杆13导以及电丝支撑棒7均接在检测电路一端，而在检测电路的另一端接在金属杆18上。由于导电丝8始终与两根包角辊19和20、张力补偿杆13、导电丝支撑棒7保持接触，而和金属杆18不接触，又由于基座22为绝缘材料，因此当导电丝没有断线时，断线检测电路为开路，断线检测电路不会报警。而当导电丝8断掉一根或者多根时，这些断了的导电丝便会松弛，断线的导电丝会下掉接触到金属杆18，此时断线检测电路会导通，并产生报警。另外除金属杆18之外可在装置多处添加类似这样的与大地及导电丝8绝缘，且导电丝8断掉后可接触在其之上的金属棒来检测断线。

除了上述的检测电路之外，本发明的检测电路还能采用另外的形式，也即在上述的张力控制装置上安装有至少两根断丝检测棒，其中之一在拉丝过程中始终与导电丝接触；另外一根处于导电丝下方，当导电丝没有破断时，其不与没有破断的导电丝接触，当拉丝过程中有导电丝破断时，会接触到破断的导电丝，从而持续的或者在某个瞬间导通检测电路；断丝检测棒的材质可以是金属或其他导电材料，形状可以是柱体、板或其他形状，数量可以是一个或者多个。断丝检测电路的一端连接在与导电丝始终接触的断丝检测棒上，而检测电路的另一端连接在起初不与导电丝接触的断丝检测棒上。

Claims (9)

1.导电丝张力控制装置，其特征在于，包括基座、阻尼辊、阻尼器以及包角辊，所述阻尼辊、阻尼器以及包角辊都安装在所述基座上，其中所述包角辊与所述阻尼辊上下成角度平行设置，所述阻尼辊通过联轴器与所述阻尼器相连接并可旋转设置，还包括张力补偿机构，所述张力补偿机构包括张力补偿杆、弹性部件、弹性部件挂臂、弹性部件支撑件和金属杆，其中所述张力补偿杆通过所述弹性部件挂臂连接到所述金属杆，所述弹性部件挂臂通过所述弹性部件连接到所述弹性部件支撑件，所述金属杆通过轴承可转动地固定到所述基座，所述弹性部件可以拉动所述弹性部件挂臂从而使得所述张力补偿杆绕所述金属杆为旋转中心进行旋转。

2.根据权利要求书1所述的导电丝张力控制装置，其特征在于，还包括断线检测电路，所述断线检测电路的一端连接到所述包角辊和张力补偿杆，所述断线检测电路的另一端连接到所述金属杆。

3.根据权利要求书1 所述的导电丝张力控制装置，其特征在于，还包括包角调整块，所述包角调整块呈圆弧形并可转动地安装在所述阻尼辊两端的轴承上，所述包角辊安装在所述包角调整块上。

4.根据权利要求书1所述的导电丝张力控制装置，其特征在于，所述弹性部件支撑件具有弹性部件挂钩和腰孔，所述弹性部件一端连接在所述弹性部件挂钩上，并且所述弹性部件挂钩的位置可在所述腰孔内上下调整。

5.根据权利要求书1 所述的导电丝张力控制装置，其特征在于，所述阻尼器根据导电丝与所述阻尼辊摩擦力的大小来调节所述阻尼辊的阻尼大小。

6.根据权利要求书3 所述的导电丝张力控制装置，其特征在于，所述包角辊与所述阻尼辊的相对位置可以通过所述包角调整块进行调整，从而当导电丝穿过所述包角辊和阻尼辊时，所述导电丝与所述阻尼辊以及包角辊之间的包角可以调整。

7.根据权利要求书1所述的导电丝张力控制装置，其特征在于，所述弹性部件挂臂上具有一系列并排设置的挂孔，所述弹性部件可以连接在不同的挂孔上。

8.据权利要求书1 所述的导电丝张力控制装置，其特征在于，所述弹性部件为弹簧、拉簧、卷簧或其他具有弹性的部件。

9.据权利要求书1 所述的导电丝张力控制装置，其特征在于，还包括至少两根断丝检测棒和断丝检测电路，其中一根所述断丝检测棒设置在位置低于所述导电丝张紧时的位置，断丝时所述导电丝能够接触到所述断丝检测棒，另一根所述断丝检测棒始终与所述导电丝保持接触，所述断丝检测电路的两端分别连接到所述的断丝检测棒。