CN105689835A - 一种晶硅电池片焊接装置及具有该焊接装置的串焊机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种晶硅电池片焊接装置，其特征在于，包括：预热台、焊接台、降温台、移动机构及若干组可上下移动的焊接头，所述移动机构用来实现晶硅电池片在预热台、焊接台、降温台之间的工位转移，所述焊接头用来实现焊带的焊接。本发明提供的晶硅电池片焊接装置通过设置预热台、焊接台和降温台，方便实现焊接前的阶段预热和焊接后的梯度降温，有效避免热胀冷缩或高温突变带来的晶硅电池片损坏，极大提高焊接的良品率。本发明还提供一种具有上述焊接装置的串焊机。

Description

一种晶硅电池片焊接装置及具有该焊接装置的串焊机

技术领域

本发明涉及太阳能电池加工设备，尤其涉及一种晶硅电池片焊接装置及具有该焊接装置的串焊机。

背景技术

太阳能电池作为一种清洁能源近年来得到了越来越广泛的应用。在制作太阳能电池过程中，需要将一块块制作好的晶硅电池片焊接在一起。目前，焊接这一环节大都是通过串焊机来实现。常见的焊接方法主要有：感应钎焊、红外焊、高频电磁场焊、热空气焊或微型火焰钎焊等。

近年来，随着太阳能电池技术的不断进步，晶硅电池片也变得越来越薄，传统串焊机上的焊接设备越来越难以适应新的晶硅电池片，导致焊接良品率直线下降。经发明人潜心研究分析，导致这一问题的主要原因是热胀冷缩带来的影响更为显著，晶硅电池片越薄，越容易在焊接过冲中受热冲击而破裂。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的一个目的在于提供一种焊接良品率高的晶硅电池片焊接装置。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种晶硅电池片焊接装置，其特征在于，包括：预热台、焊接台、降温台、移动机构及若干组可上下移动的焊接头，所述移动机构用来实现晶硅电池片在预热台、焊接台、降温台之间的工位转移，所述焊接头用来实现焊带的焊接。

作为改进地，所述预热台共分为三段预热区域，三段预热区域的预热温度分别为：30±5℃、60±5℃、90±5℃，待焊接晶硅电池片依次经过从低到高的三段预热区域后进入焊接台焊接。

作为改进地，所述晶硅电池片在每段预热区域的停留时间在100-1000ms之间。

作为改进地，所述焊接台的工作温度为120±5℃，焊接头的温度为180-200℃，焊接时间为2500-2850ms。

作为改进地，所述降温台共分为四段降温区域，四段降温区域的温度分别为100±10℃、80±10℃、60±10℃、40±10℃。

作为改进地，所述晶硅电池片在每段降温区域的停留时间在100-1000ms之间。

作为改进地，所述焊接头的组数等于晶硅电池片的栅线条数。

作为改进地，所述焊接头安装在同一支架上，相邻两焊接头之间的间距可调。

作为改进地，对应每个焊接头设有若干只压针，所述压针实现在焊接前压住焊带。

本发明还提供一种晶硅电池片串焊装置，其特征在于，包括：

供料装置，用来提供待焊接晶硅电池片；

左运料机械手，用来抓取供料装置上的晶硅电池片并向前运载；

前传输装置，用来接收左运料机械手运载来的晶硅电池片并向前运载，在运载途中完成晶硅电池片背面助焊剂的喷涂；

右运料机械手，用来抓取前传输装置运载来的晶硅电池片并向前运载；

栅线校正装置，用来接收右运料机械手运载来的晶硅电池片，并将晶硅电池片上的主栅线与焊带位置对正；

中传输机构，接收栅线校正装置输出的晶硅电池片并向前运载，在运载过程中完成晶硅电池片正面面助焊剂的喷涂；

焊接装置，所述焊接装置为如权利要求1-9中任意一项所述的晶硅电池片焊接装置，用来接收中传输装置传送来的晶硅电池片，并完成相邻晶硅电池片之间的焊接；

后传输装置，接收焊接后的电池串并向前传输；

电池串裁切装置，根据设定的规格对电池串进行裁切；

电池串输送装置，用来将裁切后的电池串输出；

电池串抓取翻转装置，用来抓取裁切后的电池串并翻转180°；

电池串抓取移动装置，抓取翻转后的电池串移送至串收集料盘，在电池串抓取移动过程中，先将晶硅电池片的负极向外翻转面向质检员一段时间后，再复位移送至串收集料盘。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、本发明提供的晶硅电池片焊接装置通过设置预热台、焊接台和降温台，方便实现焊接前的阶段预热和焊接后的梯度降温，有效避免热胀冷缩或高温突变带来的晶硅电池片损坏，极大提高焊接的良品率。

二、本发明提供的晶硅电池片焊接装置通过在同一支架上设置若干组相互间距可调的焊接头，方便根据晶硅电池片规格的不同自由调整焊接头的位置，通用性强。

三、本发明提供的晶硅电池片全自动串焊机，通过在经过电池片的传输过程中完成背面、正面助焊剂的喷涂，在焊接时可一次同时实现晶硅电池片正面和背面的焊接，生产效率高。

四、本发明提供的晶硅电池片全自动串焊机，通过设置电池串抓取翻转装置和电池串抓取移动装置，在电池串抓取移动过程中，先将晶硅电池片的负极向外翻转面向质检员一段时间后，再复位移送至串收集料盘，方便人工观测焊接的可靠性，并避免了质检员与焊接后的晶硅电池片直接接触，有效防止二次损坏。

附图说明

图1所示为本发明提供的晶硅电池片焊接装置结构示意图。

图2所示为图1的侧视图。

图3所示为本发明提供的串焊机结构示意图。

附图标记说明：

1：预热台，2：焊接台，3：降温台，4：移动机构，5：焊接头，6：支架。

具体实施方式

为方便本领域技术人员更好地理解本发明的实质，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细阐述。

如图1、图2所示，一种晶硅电池片焊接装置，其特征在于，包括：预热台1、焊接台2、降温台3、移动机构4及若干组可上下移动的焊接头5，所述移动机构4用来实现晶硅电池片在预热台1、焊接台2、降温台3之间的工位转移，所述焊接头5用来实现焊带的焊接。

其中，所述预热台1共分为三段预热区域，三段预热区域的预热温度分别为：30±5℃、60±5℃、90±5℃，待焊接晶硅电池片依次经过从低到高的三段预热区域后进入焊接台焊接，且晶硅电池片在每段预热区域的停留时间在100-1000ms之间。

所述焊接台的工作温度为120±5℃，焊接头的温度为180-200℃，焊接时间为2500-2850ms。

所述降温台共分为四段降温区域，四段降温区域的温度分别为100±10℃、80±10℃、60±10℃、40±10℃，焊接后的晶硅电池片依次经过从高到低的四段降温区域后再传送走，所述晶硅电池片在每段降温区域的停留时间在100-1000ms之间。

所述焊接头5可拆卸地安装在同一支架6上，所述支架6可上下移动地设置焊接台2的上方，相邻两焊接头之间的间距可调。

这样，实际使用时，根据晶硅电池片栅线条数的不同自主安装相应组数的焊接头即可。本实施例中，优选焊接头的安装组数等于晶硅电池片的栅线条数，使之一一对应。为便于焊接，对应每个焊接头设有若干只压针，所述压针实现在焊接前压住焊带。

本实施例提供的晶硅电池片焊接装置采用电磁感应焊接，根据焊带覆层焊剂材质不同，焊接温度可调。每组焊接头均具有温度的闭环控制功能。电池片焊接前经预热后，进入施焊工位，运用高频感应式焊接头进行焊接，焊接时升温速度，保温时间，降温速度均予以严格梯度控制，施焊前经三段预热，焊后经四段梯度缓降温，有效避免热胀冷缩或高温突变带来的晶硅电池片损坏，极大提高焊接的良品率。

如图3所示，一种具有上述焊接装置的串焊机，包括：

1)供料结构，所述供料机构分为三段，其传输带上具有可容纳七个料盒的位置，中间的为机器运转时正常供料的料盒，料盒运行方向的前为空料盒位置，后边为装好电池的储备料盒位置，实现自动上料、电池片分层、电池片测高等功能。

2)左运料机械手，是一个具有两自由度的机械手，实现从料盒中抓取电池片并向前运载。

3)电池片破损和栅线方位检测装置，采用高速相机对电池片进行实时拍照，同时对电池片栅线平行方向定位，计算机智能计算并判断电池片外观轮廓(缺角、崩边)的完好性，电池片栅线的完整性及栅线方位，可剔除大于1毫米豁口的电池片。

4)前传输装置，将检测后的电池片运送至右运料机械手抓料位置，途中完成电池片背面助焊剂的喷涂，如电池片为不良品，则会被废片剔除装置剔除。

5)废片剔除装置，用来将检测出的不良电池片剔除到不良品盘。

6)助焊剂供给设备，所述助焊剂供给设备包括：助焊剂储液装置，与助焊剂储液装置连接的助焊剂供液装置，以及与助焊剂供液装置连接的助焊剂背喷装置和助焊剂正喷装置。所述助焊剂储液装置是给助焊剂供液装置储备足够的助焊剂备用。所述助焊剂供液装置是给助焊剂喷涂装置(背喷装置、正喷装置)提供助焊剂以便实现对电池片栅线的喷涂。所述助焊剂背喷装置和助焊剂正喷装置分别用来实现晶硅电池片背面、正面的助焊剂喷涂。采用本助焊剂供给设备的好处是：补充助焊剂不用停机。

其中，晶硅电池片背面的助焊剂喷涂在前传输机构在运料途中喷涂完成，晶硅电池片正面的助焊剂喷涂是在后面的中传输过程中完成的。另外，如果较长时间停机时，助焊剂储液装置和助焊剂供液装置内残留的助焊剂须清除干净，以防助焊剂失效造成电池片焊接不良的后果。

7)右运料机械手装置，也是一个具有两自由度的机械手，从前传输装置中抓取电池片交替运送至A、B通道上，在每个通道上设有一套分别独立执行各自动作的栅线校正装置、中传输机构、电池串焊接装置、后传输装置、电池串裁切装置、电池串输送装置、电池串抓取翻转装置和电池串抓取移动装置。

8)栅线校正装置，在焊接晶硅电池片前，晶硅电池片上的主栅线必需与焊带位置对正，焊接时，才能有效的避免“露白”缺陷的产生。栅线校正装置通过检测晶硅电池片主栅线反射的光束来判断电池片的位置。首先，右运料机械手抓取电池片时预先在垂直栅线平行方向将电池片偏置一定距离，由校正步进电机驱动凸轮副将吸取电池片的浮动板向物理中心移动，当激光束照射到电池片主栅线的边沿时，就会产生光电信号，继续移动，直到光电信号达到预设强度时(调试测定后设定)，光电信号经放大控制栅线校正执行装置，实现对电池片的精确自适应定位。

9)中传输机构，接收栅线校正装置输出的晶硅电池片并向前运载，在运载过程中完成晶硅电池片正面面助焊剂的喷涂。

10)电池串焊接装置，为如上所述的晶硅电池片焊接装置，用来接收中传输装置传送来的晶硅电池片，并完成相邻晶硅电池片之间的焊接。

11)供焊带装置和焊带铺设装置，对应电池串焊接装置设置。所述焊带铺设装置将供焊带装置中的焊带取出并完成对焊带的拉伸校直、定位铺设和裁切工作

12)后传输装置，接收焊接后的电池串并向前传输。

13)电池串裁切装置，根据设定的规格对电池串进行裁切。

14)电池串输送装置，用来将裁切后的电池串输出。

15)电池串抓取翻转装置，用来抓取裁切后的电池串并翻转180°。

16)电池串抓取移动装置，抓取翻转后的电池串移送至串收集料盘，在电池串抓取移动过程中，先将晶硅电池片的负极向外翻转面向质检员一段时间后，再复位移送至串收集料盘。

以上具体实施方式对本发明的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本发明的保护范围进行限制。显而易见地，在本发明实质的启示下，本技术领域普通技术人员还可进行许多改进和修饰，需要注意的是，这些改进和修饰都落在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶硅电池片焊接装置，其特征在于，包括：预热台、焊接台、降温台、移动机构及若干组可上下移动的焊接头，所述移动机构用来实现晶硅电池片在预热台、焊接台、降温台之间的工位转移，所述焊接头用来实现焊带的焊接。

2.根据权利要求1所述的一种晶硅电池片焊接装置，其特征在于，所述预热台共分为三段预热区域，三段预热区域的预热温度分别为：30±5℃、60±5℃、90±5℃，待焊接晶硅电池片依次经过从低到高的三段预热区域后进入焊接台焊接。

3.根据权利要求2所述的一种晶硅电池片焊接装置，其特征在于，所述晶硅电池片在每段预热区域的停留时间在100-1000ms之间。

4.根据权利要求1所述的一种晶硅电池片焊接装置，其特征在于，所述焊接台的工作温度为120±5℃，焊接头的温度为180-200℃，焊接时间为2500-2850ms。

5.根据权利要求1所述的一种晶硅电池片焊接装置，其特征在于，所述降温台共分为四段降温区域，四段降温区域的温度分别为100±10℃、80±10℃、60±10℃、40±10℃。

6.根据权利要求5所述的一种晶硅电池片焊接装置，其特征在于，所述晶硅电池片在每段降温区域的停留时间在100-1000ms之间。

7.根据权利要求1所述的一种晶硅电池片焊接装置，其特征在于，所述焊接头的组数等于晶硅电池片的栅线条数。

8.根据权利要求7所述的一种晶硅电池片焊接装置，其特征在于，所述焊接头可拆卸地安装在同一支架上，相邻两焊接头之间的间距可调。

9.根据权利要求7所述的一种晶硅电池片焊接装置，其特征在于，对应每个焊接头设有若干只压针，所述压针实现在焊接前压住焊带。

10.一种晶硅电池片串焊装置，其特征在于，包括：

供料装置，用来提供待焊接晶硅电池片；

左运料机械手，用来抓取供料装置上的晶硅电池片并向前运载；

前传输装置，用来接收左运料机械手运载来的晶硅电池片并向前运载，在运载途中完成晶硅电池片背面助焊剂的喷涂；

右运料机械手，用来抓取前传输装置运载来的晶硅电池片并向前运载；

栅线校正装置，用来接收右运料机械手运载来的晶硅电池片，并将晶硅电池片上的主栅线与焊带位置对正；

中传输机构，接收栅线校正装置输出的晶硅电池片并向前运载，在运载过程中完成晶硅电池片正面面助焊剂的喷涂；

焊接装置，所述焊接装置为如权利要求1-9中任意一项所述的晶硅电池片焊接装置，用来接收中传输装置传送来的晶硅电池片，并完成相邻晶硅电池片之间的焊接；

后传输装置，接收焊接后的电池串并向前传输；

电池串裁切装置，根据设定的规格对电池串进行裁切；

电池串输送装置，用来将裁切后的电池串输出；

电池串抓取翻转装置，用来抓取裁切后的电池串并翻转180°；

电池串抓取移动装置，抓取翻转后的电池串移送至串收集料盘，在电池串抓取移动过程中，先将晶硅电池片的负极向外翻转面向质检员一段时间后，再复位移送至串收集料盘。