CN105428467B - 一种太阳能电池汇流条焊接生产线 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能电池汇流条焊接生产线，包括排板机和太阳能电池汇流条焊接机；太阳能电池汇流条焊接机包括太阳能电池串组上料机构、焊枪以及两组汇流条供料机构；太阳能电池汇流条焊接机还包括一互连条切脚机构，该互连条切脚机构包括切脚机构本体、互连条切角刀、互连条折弯头、互连条切角刀上下移动驱动装置和互连条折弯头上下移动驱动装置；切脚机构本体向下设有互连条切脚刀，互连条切脚刀与互连条切角刀上下移动驱动装置传动连接；切脚机构本体向上设有互连条折弯头，互连条折弯头与互连条折弯头上下移动驱动装置传动连接，互连条切角刀和互连条折弯头错开设置。本发明具有焊接标准、稳定的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池汇流条焊接生产线，属于太阳能光伏设备技术领域。
背景技术
21世纪以来，全球能源消费急剧攀升，传统化石能源日益枯竭，能源问题和环境问题逐渐成为全球关注的两大重点问题。迫于可持续发展的压力，各主要国家纷纷将太阳能光伏产业列入可再生能源开发利用的重点。伴随着我国成为世界第二经济体，2013年10月，中国10月石油进口量达到每日630万桶，超过美国的每日624万桶，首次取代美国成为全球最大石油净进口国。2013年，中国石油和天然气的对外依存度分别达到58.1％和31.6％，中国已成为全球第三大天然气消费国。传统化石能源已越来越难以满足我国国民经济的旺盛需求。在过去的20年中全球大约有75％左右的人为二氧化碳排放量来源于化石燃料燃烧。因此，不管是从低碳环保的能源发展角度，还是顺应我国产业结构升级与转型压力，我国必须加快发展新能源产业。
太阳能属于清洁可再生能源。根据欧盟委员会提出的“欧洲可再生能源技术战略计划”，到2020年，太阳能将占欧盟电力需求的15％。2010年，美国能源部制定规划，计划到2030年，太阳能占总能源消费量的10％～15％。从世界范围内的太阳能和潮汐能合计净发电量看，中国为30亿千瓦时，德国为190亿干瓦时，意大利为107亿干瓦时，西班牙为91亿千瓦时，日本为38亿千瓦时。未来我国水电增长空间有限，核能存在不安全因素。化石能源受节能减排约束成本将上升，太阳能光伏发电的市场前景广阔。
为了获得所需要的电流，电压和输出功率，在目前的太阳能光伏行业中，需要将太阳能电池片串联后经过层叠、层压、封装等工艺形成太阳能电池组件后方可成为电源输出的实际应用产品。在晶体硅太阳能电池组件制造过程中，必须先用互连条将太阳能电池片焊接成为太阳能电池串，然后将多个太阳能电池串排列整齐，接下来将汇流条与多个太阳能电池串的端部伸出的互连条焊接，汇流条即可将电流汇集至接线盒中以向外界提供电力。
目前的汇流条焊接一般采用手工焊接的方式，存在虚焊、生产效率低，质量稳定性差等问题。
发明内容
本发明目的是提供一种太阳能电池汇流条焊接生产线。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种太阳能电池汇流条焊接生产线，包括排板机和太阳能电池汇流条焊接机；所述太阳能电池汇流条焊接机包括太阳能电池串组上料机构、焊枪以及两组汇流条供料机构；所述太阳能电池汇流条焊接机还包括一互连条切脚机构，该互连条切脚机构包括切脚机构本体、互连条切脚刀、互连条折弯头、互连条切脚刀上下移动驱动装置和互连条折弯头上下移动驱动装置；所述切脚机构本体向下设有互连条切脚刀，所述互连条切脚刀与互连条切脚刀上下移动驱动装置传动连接；所述切脚机构本体向上设有互连条折弯头，所述互连条折弯头与互连条折弯头上下移动驱动装置传动连接，所述互连条切脚刀和互连条折弯头错开设置。
优选的技术方案为：所述互连条切脚刀上下移动驱动装置为驱动缸。
优选的技术方案为：所述互连条折弯头上下移动驱动装置为驱动缸。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
本发明的排板机连续将太阳能电池串排版得到太阳能电池串组，太阳能电池汇流条焊接机对排板机上运来的太阳能电池串组进行汇流条焊接操作，具有焊接标准、稳定的优点，由此可大幅度地提高生产效率，还可以避免人工操作存在的虚焊的问题。
附图说明
附图1为汇流条示意图。
附图2为汇流条供料机构示意图。
附图3为汇流条供料机构侧视示意图。
附图4为汇流条供料机构俯视示意图。
附图5为汇流条供料机构立体示意图。
附图6为太阳能电池汇流条焊接机示意图。
附图7为太阳能电池汇流条焊接机侧视示意图。
附图8为太阳能电池汇流条焊接机俯视示意图。
附图9为太阳能电池汇流条焊接机立体示意图。
附图10为焊枪示意图。
附图11为排板机示意图。
附图12为排板机侧视示意图。
附图13为排板机俯视示意图。
附图14为排板机立体示意图。
附图15为互连条切脚机构示意图。
以上附图中，1、供料盘；2、真空吸盘滑动架；3、真空吸盘安装板；4、真空吸盘；5、汇流条压板；6、汇流条压板安装座；7、汇流条压板安装座横向移动驱动缸；8、供料装置底板；9、取料机构支架；10、取料机构移动导轨；11、供料盘竖向移动驱动机构；12、汇流条；13、层叠的汇流条；14、同步带；15、焊枪；16、焊枪移动导轨；17、汇流条供料机构；18、太阳能电池串组；19、焊接装置底座；20、焊接工作台；21、焊接工作台安装架；22、真空吸盘安装板上下移动驱动缸；23、焊接工作台安装架移动导轨；24、焊接工作台安装架横向移动驱动缸；31、安装台；32、太阳能电池串供料输送带；33、太阳能电池串抓取机构本体；34、太阳能电池串抓取机构导轨；35、太阳能电池串抓取真空吸盘组安装板；36、太阳能电池串抓取真空吸盘组；37、同步带；41、切脚机构本体；42、互连条切脚刀；43、互连条折弯头；44、互连条切脚刀上下移动驱动装置；45、互连条折弯头上下移动驱动装置。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例：一种太阳能电池汇流条焊接生产线
太阳能光伏组件制作包括下列步骤：1、准备一洁净的钢化玻璃板，然后在玻璃板上放置一张太阳能电池囊封材料EVA片(Ethylene Vinyl Acetate，乙烯和醋酸乙酯的共聚物)。2、在EVA片上放置用于精确排列太阳能电池串的排列模板。3、按照模板放置太阳能电池串。4、焊接汇流条将太阳能电池串串连。因在本发明的太阳能电池串组上料机构上输送的包括太阳能电池串组和用来保护太阳能电池串组的玻璃板、EVA片等。而太阳能电池串组即为由多个太阳能电池串整齐排列的结构，例如72片的太阳能电池组件的一般结构为：6×12片，每个太阳能电池串包含12片太阳能电池片，共6个太阳能电池串构成本实施例的太阳能电池串组。
参见附图1～附图15所示，一种太阳能电池汇流条焊接生产线，包括排板机和太阳能电池汇流条焊接机。
排板机包括安装台31、水平设置的太阳能电池串供料输送带32、太阳能电池串抓取机构以及太阳能电池串组上下料机构，所述太阳能电池串供料输送带32设于所述安装台31的一侧的上方；所述太阳能电池串抓取机构包括太阳能电池串抓取机构本体33、水平设置的太阳能电池串抓取机构导轨34、太阳能电池串抓取真空吸盘组安装板35和太阳能电池串抓取真空吸盘组36，太阳能电池串抓取真空吸盘组36由多个真空吸盘组成。
所述太阳能电池串抓取机构导轨34的延伸方向与所述太阳能电池串供料输送带32的延伸方向成直角设置，所述太阳能电池串抓取机构本体33滑动于所述太阳能电池串抓取机构导轨34上。这样太阳能电池串18在太阳能电池串供料输送带32上的移送方向与太阳能电池串抓取机构本体33在所述太阳能电池串抓取机构导轨34上的移动方向成直角。
所述太阳能电池串抓取机构本体33作用有太阳能电池串抓取机构本体水平移动驱动结构，在本实施例中，太阳能电池串抓取机构本体水平移动驱动结构为齿轮齿条机构，即在太阳能电池串抓取机构导轨34上设置一齿条，该齿条的延伸方向与太阳能电池串抓取机构导轨34的延伸方向一致。太阳能电池串抓取机构本体33上设有齿轮，齿轮与齿条啮合，齿轮与一驱动马达驱动连接，这样当齿轮转动时，可以带动太阳能电池串抓取机构本体33沿着太阳能电池串抓取机构导轨34移动。
所述太阳能电池串抓取真空吸盘组安装板35水平设置，其竖向滑动支撑于所述太阳能电池串抓取机构本体33上，其上作用有太阳能电池串抓取真空吸盘组安装板上下移动驱动机构，在本实施例中，该太阳能电池串抓取真空吸盘组安装板上下移动驱动机构为一驱动缸，驱动缸的缸体固定在太阳能电池串抓取机构本体33上，驱动缸的活塞杆与太阳能电池串抓取真空吸盘组安装板35固接，这样随着活塞杆的伸出或缩回，太阳能电池串抓取真空吸盘组安装板35上下移动。驱动缸可以为气缸或者液压油缸。
所述太阳能电池串抓取真空吸盘组安装板35上向下设有两组太阳能电池串抓取真空吸盘组36，每组太阳能电池串抓取真空吸盘组36由24个真空吸盘组成，真空吸盘配设有抽真空装置。每两个真空吸盘对应抓取一个电池片，这样12个太阳能电池片构成的太阳能电池串18被均衡的固定。
所述太阳能电池串组上下料机构即同步带37设于所述安装台31台面上。同步带37位于所述太阳能电池串供料输送带32的下方，且同步带37的输送方向与太阳能电池串供料输送带32的输送方向成直角。
太阳能电池串18在互连条切脚机上进行整角操作。具体在互连条切脚机构上进行，互连条切脚机构包括切脚机构本体41、互连条切脚刀42、互连条折弯头43、互连条切脚刀上下移动驱动装置44和互连条折弯头上下移动驱动装置45；所述切脚机构本体向下设有互连条切脚刀，所述互连条切脚刀与互连条切脚刀上下移动驱动装置传动连接；所述切脚机构本体向上设有互连条折弯头，所述互连条折弯头与互连条折弯头上下移动驱动装置传动连接，所述互连条切脚刀和互连条折弯头错开设置。所述互连条切脚刀上下移动驱动装置为驱动缸。所述互连条折弯头上下移动驱动装置为驱动缸。
工作方法：太阳能电池串的互连条插入互连条切脚刀42和互连条折弯头43之间，首先启动互连条切脚刀上下移动驱动装置44，使互连条切脚刀42下移切断互连条的端部，互连条折弯头上下移动驱动装置45驱动互连条折弯头43上移，折弯互连条的端部，接下来互连条切脚刀42和互连条折弯头43复位，对互连条的端部进行切脚的同时，使互连条的端部向上翘起。
太阳能电池汇流条焊接机包括太阳能电池串组上料机构、焊枪15以及两组汇流条供料机构17。附图9展示的是两台太阳能电池汇流条焊接机并列结构。
所述两组汇流条供料机构17平行且间隔设置，即每组汇流条供料机构17对应太阳能电池串组的一端提供汇流条12。
汇流条供料机构17包括一用于容纳汇流条的供料盘1，本实例中的供料盘1的具体结构：包括一水平放置的一个汇流条承载板，该汇流条承载板穿设有多根用来夹持层叠的汇流条13的竖向的限位柱，且限位柱与汇流条承载板之间并不固定连接，汇流条承载板可沿限位柱上下移动，而汇流条承载板作用有供料盘竖向移动驱动机构11，本实施例可选用伺服电机(也可步进电机)，即汇流条承载板与伺服电机的动力输出部连接，这样当每取出一个汇流条12时，供料盘竖向移动驱动机构11作为动力源驱动汇流条承载板向上移动一定的距离。在其他实施例中，供料盘1为整体结构，供料盘竖向移动驱动机构11选用气缸，气缸使供料盘1整体向上移动。
所述供料盘1的上方设有沿横向滑动的取料机构，即将汇流条12从供料盘1抓取，然后移动到互连条端部位置的机构。取料机构包括真空吸盘滑动架2、真空吸盘安装板3和真空吸盘安装板上下移动驱动缸22。
供料装置底板8上固设一竖向的取料机构支架9，该取料机构支架9的上端部设有横向的取料机构移动导轨10，取料机构支架9和取料机构移动导轨10可以成直角设置。所述取料机构滑动设于所述取料机构移动导轨10上，本实施例具体结构即为真空吸盘滑动架2带着其它附属设备滑动设于取料机构移动导轨10上，为了使真空吸盘滑动架2横向滑动，设置气缸，该气缸驱动真空吸盘滑动架2沿着取料机构移动导轨10横向移动。
真空吸盘滑动架2与真空吸盘安装板上下移动驱动缸22的缸体固定连接，真空吸盘安装板上下移动驱动缸22的活塞杆向下伸出与真空吸盘安装板3固定连接，真空吸盘安装板3朝向所述供料盘1设有四个真空吸盘4，真空吸盘4用来执行抓取汇流条12的动作。真空吸盘4配设有抽真空装置。
供料盘1的一侧设有压紧机构，该压紧机构包括焊接工作台安装架21、焊接工作台20和汇流条压板5，所述焊接工作台20与汇流条压板5对应设置，且汇流条压板5位于焊接工作台20的上方，所述焊接工作台20固定在所述焊接工作台安装架21上。所述汇流条压板5相对于所述焊接工作台安装架21滑动设置，即所述汇流条压板5固定于一汇流条压板安装座6上，该汇流条压板安装座6与一汇流条压板安装座横向移动驱动缸7的活塞杆固定，所述汇流条压板安装座横向移动驱动缸7的缸体固定在所述焊接工作台安装架21上。为了方便调整焊接工作台安装架21的位置，工作台安装架21的安装方式为：在供料装置底板8上设置横向的焊接工作台安装架移动导轨23，焊接工作台安装架移动导轨23的延伸方向与取料机构移动导轨10的延伸方向一致。所述焊接工作台安装架21滑动设于所述焊接工作台安装架移动导轨23上，为了驱动焊接工作台安装架21沿焊接工作台安装架移动导轨23滑动，设置焊接工作台安装架横向移动驱动缸24以提供动力，即驱动焊接工作台安装架21与焊接工作台安装架横向移动驱动缸24的活塞杆驱动连接。焊接工作台安装架横向移动驱动缸24可以为气缸。在焊接时，太阳能电池串端部伸出的互连条放在焊接工作台20上，当取料机构将汇流条12放在焊接工作台20上的互连条上时，汇流条压板安装座横向移动驱动缸7运行以驱动汇流条压板5向焊接工作台移动，压紧汇流条和互连条的接触，方便以后的焊接操作。
所述太阳能电池串组上料机构设于所述两组汇流条供料机构17连线的一侧。即太阳能电池串组上料机构将太阳能电池串组18输送至两组汇流条供料机构17之间的位置，然后每组汇流条供料机构17分别向太阳能电池串组18的一端提供汇流条12。在本实施例中，太阳能电池串组上料机构为同步带14。
所述焊枪15横向滑动设于所述焊接工作台位置的上方，即沿着汇流条12的长度方向(此时汇流条已放置在互连条上)滑动设置在太阳能电池串组18的端部的上方。因此焊枪15的移动方向与所述真空吸盘滑动架的移动方向交叉，基本成T字形。本实施例设置了一个焊接装置底座19，汇流条供料机构17以及太阳能电池串组上料机构直接设置在焊接装置底座19上，两组汇流条供料机构17分别占据焊接装置底座19的一端，太阳能电池串组上料机构设于汇流条供料机构17的一侧边，在焊接装置底座19的上方设置焊枪移动导轨16，为了同时处理太阳能电池串组18两端的汇流条焊接操作，因此焊枪移动导轨16为两个，焊枪15也为两个，分别靠近一组汇流条供料机构17。焊枪移动导轨16的延伸方向与取料机构移动导轨10的延伸方向成直角。为了相对调整焊枪移动导轨16和取料机构之间的距离，可以将焊枪移动导轨16滑动设置在焊枪移动导轨滑轨上，该焊枪移动导轨滑轨的延伸方向与取料机构移动导轨10的延伸方向一致。焊枪15上作用移动驱动装置，例如驱动气缸，焊枪移动导轨滑轨也作用有移动驱动装置如驱动气缸。
操作方法：同时启动太阳能电池串供料输送带32和同步带37，由12片太阳能电池片串焊而成的太阳能电池串18由太阳能电池串供料输送带32运至太阳能电池串抓取真空吸盘组安装板35相平行的位置。同时，同步带37将玻璃板(该玻璃板上已有EVA片)输送至安装台13上，且位于太阳能电池串抓取真空吸盘组安装板35的下方。接下来，太阳能电池串抓取机构本体33向太阳能电池串供料输送带32方向移动，当太阳能电池串抓取真空吸盘组36移动至太阳能电池串供料输送带32正上方时，太阳能电池串抓取真空吸盘组36下移抓取太阳能电池串18后再上移，然后太阳能电池串抓取机构本体33回移，当太阳能电池串抓取真空吸盘组36移动至玻璃板的正上方时，下移并将太阳能电池串18放在玻璃板上，接下来重复动作直到将玻璃板排满，同步带37将太阳能电池串组移动至太阳能电池汇流条焊接机的同步带14上。
本实施例采用的汇流条都是由卷状的汇流条压平制成附图1所示的形状，然后放在供料盘1内以供使用。
太阳能电池汇流条焊接机的同步带14动作，将太阳能电池串组18输送至两组汇流条供料机构17之间，然后真空吸盘安装板上下移动驱动缸22动作，真空吸盘安装板上下移动驱动缸22的活塞杆向下伸出，真空吸盘4随着真空吸盘安装板3向下方的供料盘1移动，当真空吸盘4与汇流条12接触时，配属于真空吸盘4的抽真空装置启动，真空吸盘4抓取汇流条12。每取出一根汇流条12，伺服电机动作一次以使供料盘1的汇流条承载板带动层叠的汇流条13上移一定距离。
真空吸盘安装板上下移动驱动缸22动作，真空吸盘安装板上下移动驱动缸22的活塞杆向上缩回，真空吸盘滑动架2驱动气缸动作，驱动真空吸盘滑动架2沿着取料机构移动导轨10向着焊接工作台20方向移动，真空吸盘4带动汇流条12移动至太阳能电池串的端部伸出的互连条的位置，真空吸盘4放下汇流条12，使汇流条12与互连条接触。汇流条压板安装座横向移动驱动缸7驱动汇流条压板安装座6移动，使汇流条压板5压紧汇流条12与互连条的接触。接下来焊枪15在移动驱动机构例如驱动气缸的驱动下即可对汇流条13和互连条的接触点执行焊接操作。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种太阳能电池汇流条焊接生产线，包括排板机和太阳能电池汇流条焊接机；所述太阳能电池汇流条焊接机包括太阳能电池串组上料机构、焊枪以及两组汇流条供料机构；其特征在于：所述太阳能电池汇流条焊接机还包括一互连条切脚机构，该互连条切脚机构包括切脚机构本体、互连条切脚刀、互连条折弯头、互连条切脚刀上下移动驱动装置和互连条折弯头上下移动驱动装置；所述切脚机构本体向下设有互连条切脚刀，所述互连条切脚刀与互连条切脚刀上下移动驱动装置传动连接；所述切脚机构本体向上设有互连条折弯头，所述互连条折弯头与互连条折弯头上下移动驱动装置传动连接，所述互连条切脚刀和互连条折弯头错开设置。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池汇流条焊接生产线，其特征在于：所述互连条切脚刀上下移动驱动装置为驱动缸。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池汇流条焊接生产线，其特征在于：所述互连条折弯头上下移动驱动装置为驱动缸。
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