CN103692097B - 一种光伏板的全自动焊接方法及实现上述方法的光伏板自动焊接机 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
[0001]本发明涉及太阳能应用领域，特别涉及一种光伏板的全自动焊接方法及实现上述方法的光伏板自动焊接机。
背景技术
[0002]焊带在太阳能电池中是用来串联电池片的载体，起导电作用，主要成分是铜，在太阳能电池组件过程中，焊带要焊接在电池片的主栅上面，生产中要先将较长的焊带裁切成需要的长度，裁切用的是焊带裁切机，现在使用的焊带裁切机，焊带被切割好后，要人工控制到一定数量时停止裁切，将焊带按数量分别存放好，再通过人工方式将焊带焊接于光伏板上，这样，就存在工作效率低的缺点，且存在人为因素，其质量不能够保证，造成成本的增加。
发明内容
[0003]本发明的目的在于提供一种新型的光伏板的全自动焊接方法以及实现上述方法的光伏板自动焊接机。
[0004]根据本发明的一方面，提供了 一种光伏板的全自动焊接方法，包括如下步骤:
[0005] (1)、先将多个光伏板叠放于供料器上，将焊带安装于焊带输送系统上；
[0006] (2)、焊带输送机构启动并夹住焊带，将焊带运送到供料器上方，并拉直焊带；
[0007] (3)、供料器上升，使得将放置于供料器最上方的光伏板与焊带接触；
[0008] (4)、焊接机构下降，使得设置于焊接机构上的压条可与焊带接触，在重力的作用下压条会压紧焊带，并使焊带紧贴光伏板，此时焊带输送机构松开焊带，再者焊接机构继续下降并罩住光伏板，同时设置于焊接机构上的发热管工作，通过吹风机构将热量传递至工作位置，即可焊带焊接于光伏板上；
[0009] (5)、焊接完成后，切断机构将焊带切断，焊接机构上升复位，下料系统取出完成焊接后的光伏板，实现自动下料。
[0010]特别的，所述步骤(5)的下料系统的工作流程为:下料机构往供料器位置移动，并通过真空吸取完成焊接的光伏板，下料机构复位将光伏板搬离供料器上方，收料机构将光伏板自动下移完成自动下料，当下料系统取出光伏板后，供料器即会升起，将下一块光伏板输送至加工位置。
[0011]上述的方法的光伏板自动焊接机，包括如下:
[0012]机座，在所述机座上设置有控制装置、工作台以及第一横梁，所述工作台位于第一横梁的下方，所述控制装置用于监控各机构的运作；
[0013]焊带输送系统，所述焊带输送系统包括焊带安装机构以及焊带输送机构，焊带安装机构设置于第一横梁上，用于装载焊带，所述焊带输送机构设置工作台上，用于输送焊带；
[0014]切料机构，其设置工作台上，在切料机构上设置有切断模，在所述切料机构上设置有多个用于穿过焊带的槽孔，所述切断模用于切断焊接实现定长切割；
[0015]焊接机构，其设置于第一横梁上，在焊接机构上设置有焊接模具，在焊接模具上设置有第二横梁，在第二横梁上设置有多根压条，该压条为活动设置于第二横梁上，用于对光伏板的焊带焊接时依自身重量压贴焊带跟太阳能光伏板以达到最佳焊接效果；
[0016]供料系统，其设置于工作台上紧邻切料机构，且所述供料系统设置有供料器，该供料器位于焊接机构的正下方；
[0017]下料系统，包括下料机构以及收料机构，所述取料结构活动设置于第一横梁上，实现将供料器上的光伏板运送至收料机构，所述收料机构设置于第一横梁的侧边上，该收料机构设置有下料升降板。
[0018]特别的，焊带安装机构包括料盘以及送料座，所述送料座固定于第一横梁的背部，在所述送料座上设置有承载轴，所述料盘设置于该承载轴上，所述焊带输送机构包括步进马达、传动丝杆、第一滑轨、输送座以及设置于输送座上的夹持模具，所述步进马达固定于工作台的末端且与传动丝杆连接，在所述传动丝杆上设置有丝杆连接块，所述第一滑轨设置于工作台上，所述丝杆连接块与输送座连接，且输送座的两端分别与第一滑轨活动连接，在所述输送座上设置有第一气缸，所述夹持模具包括整体呈“Z”字型的夹料手，在所述输送座上还设置有安装轴，所述夹料手的中部活动设置于该安装轴上，其一端部与所述第一气缸连接，另一端部设置有夹持块。
[0019]特别的，切料机构包括切料座、第二气缸、第三气缸以及切断模，所述切料座固定于工作台的末端，所述切断模包括上模和下模，所述第二气缸和第三气缸分别固定于切料座的上端部以及下端部，所述第二气缸和第三气缸的输出端分别连接上模和下模，所述槽孔设置于切料座上，且其位置与所述上模与下模的合口处持平，所述槽孔共设置有三个。
[0020]特别的，焊接机构包括第四气缸和焊接模具，所述焊接模具包括焊接主座以及设置焊接主座上的发热管和压条，所述第四气缸固定于第一横梁的一端，该第四气缸的输出端与所述焊接主座连接，在焊接主座的上端部设置有吹风机构，所述压条长度略大于所述焊接主座的壁高，所述压条的总质量的范围值为3〜8克，其最佳总质量范围值为5〜6克。
[0021]特别的，供料系统包括第一伺服电机、供料器、供料升降主座以及设置于供料升降主座上的第一线轨，在所述第一线轨上设置有第一滑块，所述滑块分别与供料器和第一伺服电机连接。
[0022]特别的，下料机构包括第二线轨、取料主座、第二伺服电机以及吸盘座，所述第二线轨设置于第一横梁上，所述取料主座通过第二滑块与第二线轨连接，所述第二伺服电机固定于第一横梁的右端部，且与所述第二滑块连接，在所述取料主座上设置有第五气缸以及第二滑轨，所述吸盘座活动设于第二滑轨上且与第五气缸连接，在所述吸盘座上设置有多个真空吸盘。
[0023]特别的，收料机构包括出料主座、承载台以及第六气缸，所述出料主座固定于第一横梁的右端下部，且在所述出料主座上设置有第三滑轨，所述承载台活动设置于该第三滑轨上，且其位置正好在吸盘座的正下方，所述承载台与第六气缸连接，该第六气缸固定于出料主座上。
[0024]特别的，控制装置包括控制器、人机操作界面、复位按钮、电动按钮、启动按钮、停止按钮、电源开关按钮以及急停按钮
[0025]本发明的工作流程为:先将多张光伏板放置于供料器上，同时将多卷焊带卷设置于料盘上，并将焊带穿过槽孔，再按下电源开关按钮，再按启动按钮机械即会运作，步进马达启动带动传动丝杆，输送座在传动丝杆的带动下即会沿着第一滑轨向切料机构方向移动，当输送座到达焊带位置，第一气缸带动夹持模具夹住焊带，其具体动作为第一气缸顶起夹料手的一端，由于夹料手整体呈“Z”字型，当其一端被顶起时另一端(即设置有夹持块的端部)就会往下压，从而实现夹持的动作;再者步进马达同时逆向运动，输送座即会带着焊带移动复位，如此即可实现焊带的供料步骤，至于拉出焊带的长度取决于实际的需要，可通过控制器进行调节，当输送座复位后，第一伺服电机带动供料器上升，使得放置于供料器上的第一个光伏板到达加工位置，第四气缸带动焊接主座下压至一定的位置，由于压条的长度比焊接主座的壁高要长，因此在焊接主座带动压条往下移动时，压条会率先与焊带接触，随着焊接主座的下压，压条本身的大部分重力也会慢慢第转移到焊带上，当焊接主座到达设定位置并停止移动时，此时压条的重力则基本作用于焊带上实现对焊带的压紧作用，使得焊带能够与光伏板紧贴，与现有技术相比，此种方法对光伏板的焊带焊接时依压条自身重量压贴焊带跟太阳能光伏板以达到最佳焊接效果，避免焊接过程焊带与光伏板出现间隙从而造成次品的情况，接着夹料手松开焊带，由于夹料手夹住焊带时，焊带靠近夹料手的一端依然未能紧贴光伏板，因此夹料手松开焊带后，受到压条的作用整体焊带即可完全紧贴光伏板，接着焊接主座继续下降，并罩住光伏板，此时设置于焊接主座上的发热管工作发热，吹风机构亦同时启动将热量扩散至光伏板上，完成焊接工序;然后第二气缸和第三气缸启动通过上模和下模咬合将焊带切断，之后第二伺服电机带动取料主座往供料器方向移动，当吸盘座到达供料器上方时第二伺服电机停止工作，第五气缸推动吸盘座下压，使得设置于吸盘座上的真空吸盘能够接触完成焊接的光伏板，同时真空吸盘吸住该光伏板，吸盘座复位，第二伺服电机就会启动带动取料主座复位，完成复位动作后，第五气缸再次将吸盘座下压，使得光伏板置于承载台上，真空吸盘松开，光伏板落入承载台，如此重复上述步骤，当供料器上的光伏板完成焊接完成后，第六气缸带动承载台下落完成自动出料，此时再在供料器上添置新的光伏板即可继续工作。
[0026]本发明的有益效果:本发明采用控制器协调各机构的运作，有效提高各机构的工作精确率，设置有独特的切断模结构，配合焊带输送机构，在实现自动输送焊带的同时起到一定的整形作用，更利于焊接工序的进行，本发明的整个工作过程均实现机械自动化，不但能够提高整体的生产效率，而且还有效地降低了人力成本，减少生产的人为的不稳定因素，保证产品的质量，提高企业的收益。
附图说明
[0027]图1为本发明的光伏板自动焊接机的结构示意图。
[0028]图2为图1中的切料机构的结构示意图。
[0029]图3为图1中的夹持模具的结构示意图。
[0030]图4为图1中的焊接模具的结构示意图。
[0031]图5为图4的反面结构示意图。
具体实施方式
[0032]下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
[0033]图1至图5示意性地显示了根据本发明的光伏板自动焊接机。
[0034]根据本发明的一方面，提供了 一种光伏板自动焊接机，一种光伏板的全自动焊接方法，包括如下步骤:
[0035] (1)、先将多个光伏板叠放于供料器上，将焊带安装于焊带输送系统上；
[0036] (2)、焊带输送机构启动并夹住焊带，将焊带运送到供料器上方，并拉直焊带；
[0037] (3)、供料器上升，使得将放置于供料器最上方的光伏板与焊带接触；
[0038] (4)、焊接机构下降，使得设置于焊接机构上的压条可与焊带接触，在重力的作用下压条会压紧焊带，并使焊带紧贴光伏板，此时焊带输送机构松开焊带，再者焊接机构继续下降并罩住光伏板，同时设置于焊接机构上的发热管工作，通过吹风机构将热量传递至工作位置，即可焊带焊接于光伏板上；
[0039] (5)、焊接完成后，切断机构将焊带切断，焊接机构上升复位，下料系统取出完成焊接后的光伏板，下料机构复位将光伏板搬离供料器上方，收料机构将光伏板自动下移完成自动下料，当下料系统取出光伏板后，供料器即会升起，将下一块光伏板输送至加工位置。
[0040] —种实现上述的方法的光伏板自动焊接机，包括如下:
[0041] 机座001，在所述机座001上设置有控制装置005、工作台002以及第一横梁003，所述工作台002位于第一横梁003的下方，所述控制装置005用于监控各机构的运作，控制装置005包括控制器、人机操作界面004、复位按钮、电动按钮、启动按钮、停止按钮、电源开关按钮以及急停按钮；
[0042]焊带输送系统，所述焊带输送系统包括焊带安装机构以及焊带输送机构，焊带安装机构设置于第一横梁003上，用于装载焊带，所述焊带输送机构设置工作台002上，用于输送焊带，上述的焊带安装机构包括料盘006以及送料座，所述送料座固定于第一横梁003的背部，在所述送料座上设置有承载轴，所述料盘006设置于该承载轴上，所述焊带输送机构包括步进马达007、传动丝杆008、第一滑轨009、输送座010以及设置于输送座010上的夹持模具011，所述步进马达007固定于工作台002的末端且与传动丝杆008连接，在所述传动丝杆008上设置有丝杆连接块012，所述第一滑轨009设置于工作台002上，所述丝杆连接块012与输送座010连接，且输送座010的两端分别与第一滑轨009活动连接，在所述输送座上设置有第一气缸013，所述夹持模具011包括整体呈“Z”字型的夹料手042，在所述输送座010上还设置有安装轴043，所述夹料手042的中部活动设置于该安装轴043上，其一端部与所述第一气缸013连接，另一端部设置有夹持块044。
[0043]切料机构，其设置工作台002上，切料机构包括切料座014、第二气缸015、第三气缸016以及切断模017，所述切料座014固定于工作台002的末端，所述切断模017包括上模018和下模019，所述第二气缸015和第三气缸016分别固定于切料座014的上端部以及下端部，所述第二气缸015和第三气缸016的输出端分别连接上模018和下模019，在所述切料座014上设置有槽孔020，且其位置与所述上模018与下模019的合口处持平，在本实施例中槽孔020共设置有三个，所述切断模017用于切断焊接实现定长切割；
[0044]焊接机构，其设置于第一横梁003上，焊接机构包括第四气缸021以及焊接模具023，所述焊接模具023包括焊接主座022以及设置焊接主座022上的发热管045和压条046，所述第四气缸021固定于第一横梁003的一端，该第四气缸021的输出端与所述焊接主座022连接，在焊接主座022的上端部设置有吹风机构024，用于对光伏板的焊带焊接，在焊接主座022的端面上设置有第二横梁047，所述压条046活动设置于第二横梁047上，且其长度略大于所述焊接主座022的壁高，所述压条046的总质量的范围值为3〜8克，其最佳总质量范围值为5〜6克，将压条的总质量控制在上述范围能够在确保获得对焊接压紧力的前提下避免压条质量过大压坏光伏板的情况；
[0045]供料系统，其设置于工作台002上紧邻切料机构，供料系统包括第一伺服电机025、供料器026、供料升降主座027以及设置于供料升降主座027上的第一线轨028，在所述第一线轨028上设置有第一滑块029，所述滑块分别与供料器026和第一伺服电机025连接，该供料器026位于焊接机构的正下方；
[0046]下料系统，包括下料机构以及收料机构，所述取料结构活动设置于第一横梁003上，实现将供料器026上的光伏板运送至收料机构，所述收料机构设置于第一横梁003的侧边上，该收料机构设置有下料升降板，上述的具体设置如下:下料机构包括第二线轨030、取料主座031、第二伺服电机032以及吸盘座033，所述第二线轨030设置于第一横梁003上，所述取料主座031通过第二滑块034与第二线轨030连接，所述第二伺服电机032固定于第一横梁003的右端部，且与所述第二滑块034连接，在所述取料主座031上设置有第五气缸035以及第二滑轨036，所述吸盘座033活动设于第二滑轨036上且与第五气缸035连接，在所述吸盘座033上设置有多个真空吸盘037，收料机构包括出料主座038、承载台039以及第六气缸040，所述出料主座038固定于第一横梁003的右端下部，且在所述出料主座038上设置有第三滑轨041，所述承载台039活动设置于该第三滑轨041上，且其位置正好在吸盘座033的正下方，所述承载台039与第六气缸040连接，该第六气缸040固定于出料主座038上。
[0047]本发明的工作流程为:先将多张光伏板放置于供料器026上，同时将多卷焊带卷设置于料盘006上，并将焊带穿过槽孔020，再按下电源开关按钮，再按启动按钮机械即会运作，步进马达007启动带动传动丝杆008，输送座010在传动丝杆008的带动下即会沿着第一滑轨009向切料机构方向移动，当输送座010到达焊带位置，第一气缸013带动夹持模具011夹住焊带，其具体动作为第一气缸013顶起夹料手042的一端，由于夹料手042整体呈“Z”字型，当其一端被顶起时另一端(即设置有夹持块044的端部)就会往下压，从而实现夹持的动作;再者步进马达007同时逆向运动，输送座010即会带着焊带移动复位，如此即可实现焊带的供料步骤，至于拉出焊带的长度取决于实际的需要，可通过控制器进行调节，当输送座010复位后，第一伺服电机025带动供料器026上升，使得放置于供料器026上的第一个光伏板到达加工位置，第四气缸021带动焊接主座022下压至一定的位置，由于压条046的长度比焊接主座022的壁高要长，因此在焊接主座022带动压条046往下移动时，压条046会率先与焊带接触，随着焊接主座022的下压，压条046本身的大部分重力也会慢慢第转移到焊带上，当焊接主座022到达设定位置并停止移动时，此时压条046的重力则基本作用于焊带上实现对焊带的压紧作用，使得焊带能够与光伏板紧贴，与现有技术相比，此种方法对光伏板的焊带焊接时依压条046自身重量压贴焊带跟太阳能光伏板以达到最佳焊接效果，避免焊接过程焊带与光伏板出现间隙从而造成次品的情况，接着夹料手042松开焊带，由于夹料手042夹住焊带时，焊带靠近夹料手042的一端依然未能紧贴光伏板，因此夹料手042松开焊带后，受到压条的作用整体焊带即可完全紧贴光伏板，接着焊接主座022继续下降，并罩住光伏板，此时设置于焊接主座022上的发热管045工作发热，吹风机构亦同时启动将热量扩散至光伏板上，完成焊接工序;然后第二气缸015和第三气缸016启动通过上模018和下模019咬合将焊带切断，之后第二伺服电机032带动取料主座031往供料器026方向移动，当吸盘座033到达供料器026上方时第二伺服电机032停止工作，第五气缸035推动吸盘座033下压，使得设置于吸盘座033上的真空吸盘037能够接触完成焊接的光伏板，同时真空吸盘037吸住该光伏板，吸盘座033复位，第二伺服电机032就会启动带动取料主座031复位，完成复位动作后，第五气缸035再次将吸盘座033下压，使得光伏板置于承载台039上，真空吸盘037松开，光伏板落入承载台039，如此重复上述步骤，当供料器026上的光伏板完成焊接完成后，第六气缸040带动承载台039下落完成自动出料，此时再在供料器026上添置新的光伏板即可继续工作。
[0048]本发明的有益效果:本发明采用控制器协调各机构的运作，有效提高各机构的工作精确率，设置有独特的切断模017结构，配合焊带输送机构，在实现自动输送焊带的同时起到一定的整形作用，更利于焊接工序的进行，本发明的整个工作过程均实现机械自动化，不但能够提高整体的生产效率，而且还有效地降低了人力成本，减少生产的人为的不稳定因素，保证产品的质量，提高企业的收益。
[0049]以上所述仅为本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，均属于本发明的保护范围。
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