CN107838583A - 一种双焊接平台串焊机及其串焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双焊接平台串焊机及其串焊方法，该串焊机包括第一焊接平台、第二焊接平台、焊接装置、焊带铺设装置、机架；所述第一焊接平台和第二焊接平台平行设置，两者交替进行电池串铺设、焊接；所述焊接装置经机架安装在第一焊接平台和第二焊接平台的上方；所述焊带铺设装置用于将多主栅焊带铺设至电池片的正面和背面；所述焊接装置用于将多主栅焊带焊接至电池片的正面和背面。同时，还提供了使用该双焊接平台串焊机的串焊方法。本发明可实现电池串的焊带铺设与焊接并行操作，以提高串焊机焊接效率。此外，第一焊接平台或第二焊接平台与电池串之间无相对运动，可有效降低多主栅电池片与焊带焊接偏移的问题。

Description

一种双焊接平台串焊机及其串焊方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池制造技术领域，尤其涉及一种双焊接平台串焊机及其串焊方法。

背景技术

人类的发展离不开能源，随着经济的迅速发展，对能源需求的不断增加，将太阳光直接转化为电能的新能源，太阳能电池在能源需求中的比例将越来越高。

目前，市场上主流的晶体硅太阳电池组件主栅线数一般为3栅。近年来，为提高太阳电池效率，降低成本，电池厂商从提高效率的角度将主栅由3栅提高到4栅，甚至5栅。随着技术的发展，出现了多主栅技术，即在电池片正面印刷多条主栅(一般为10-20根主栅线)，该技术允许副栅线的印刷宽度由60μm降低至15μm-30μm，大大降低了银浆的使用量，较多的栅线数缩短了副栅线上电流的传输距离，降低了副栅线电阻功率损耗。

针对上述多主栅太阳电池，因其栅线数较多且各栅线间距较小，焊接工艺较复杂，电池片正面和背面焊带铺设和焊接偏移的问题，以及如何提供焊带铺设和焊接效率，日益受到关注。

发明内容

本发明的目的是提供一种双焊接平台串焊机及其串焊方法，可实现电池串的焊带铺设与焊接并行操作，以提高串焊机焊接效率。此外，第一焊接平台或第二焊接平台与电池串之间无相对运动，可有效降低多主栅电池片与焊带焊接偏移的问题。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种双焊接平台串焊机，包括第一焊接平台、第二焊接平台、焊接装置、焊带铺设装置、机架；所述第一焊接平台和第二焊接平台平行设置，两者交替进行电池串铺设、焊接；所述焊接装置经机架安装在第一焊接平台和第二焊接平台的上方；所述焊带铺设装置用于将多主栅焊带铺设至电池片的正面和背面；所述焊接装置用于将多主栅焊带焊接至电池片的正面和背面。

较佳地，所述第一焊接平台、第二焊接平台均包括焊接平台主体、预热及保温装置；所述预热及保温装置用于焊接平台主体上电池片的预热和保温；所述焊接平台主体顶部开设若干第一焊带真空吸附孔、若干第一焊带凹槽、若干金属网框真空吸附孔；所述第一焊带凹槽沿焊接平台主体长度方向开设；所述第一焊带真空吸附孔设置在第一焊带凹槽内；所述金属网框真空吸附孔设置在焊接平台主体长度方向的两侧顶部。

较佳地，所述焊接装置包括第一灯箱、第二灯箱、若干红外灯管、金属压条、焊接架；所述第一灯箱、第二灯箱分别安装在焊接架的两端；所述若干红外灯管内置在第一灯箱、第二灯箱中；所述金属压条安装在第二灯箱底部；所述第一灯箱的红外灯管数量小于第二灯箱的红外灯管数量。

较佳地，所述焊带铺设装置包括前真空吸附模、后真空吸附模、金属网框；所述前真空吸附模、后真空吸附模的底部均设置若干第二焊带凹槽、若干第二焊带真空吸附孔；所述后真空吸附模底部还设置有若干金属丝凹槽、金属网框夹爪；所述后真空吸附模底部的金属丝凹槽与第二焊带凹槽垂直设置，且金属丝凹槽的深度大于第二焊带凹槽的深度；所述金属网框两端底部各设置一可伸缩压块，中间设置若干金属丝；所述金属网框夹爪用于抓取金属网框并将其金属丝嵌入金属丝凹槽内；所述可伸缩压块经金属网框真空吸附孔吸附其固定电池片正面的多主栅焊带。

较佳地，所述双焊接平台串焊机还包括两X轴驱动装置、一Y轴驱动装置；所述两X轴驱动装置分别用于驱动第一焊接平台、第二焊接平台沿焊接平台主体的长度方向移动；所述Y轴驱动装置用于驱动焊接装置沿垂直于焊接平台主体的长度方向移动至第一焊接平台或第二焊接平台的正上方。

同时，本发明还提供了一种双焊接平台串焊机的串焊方法，包括以下步骤：

1)将若干短多主栅焊带沿焊接平台主体的长度方向铺设于第一焊接平台的一端顶部，并将第一电池片放置在短多主栅焊带上侧；

2)后真空吸附模抓取金属网框，并将其金属丝嵌入金属丝凹槽内；

3)外部取料机械手于焊带铺设装置下方拉伸若干长多主栅焊带，拉伸方向与第二焊带凹槽开设方向重合，焊带铺设装置下压，同时第二焊带真空吸附孔打开，将长多主栅焊带吸附于第二焊带凹槽内；

4)焊带铺设装置运行至第一焊接平台上方，焊带铺设装置中的后真空吸附模位于第一电池片上侧将长多主栅焊带一端和金属网框放置于第一电池片上侧；再将第二电池片放置在长多主栅焊带的另一端上侧；

5)重复第2-4步完成电池串的铺设，铺设的电池串中电池片的数量为3-12；

6)待第一焊接平台上的多主栅电池串铺设完毕后，第一焊接平台经X轴驱动装置驱动其整体移动，以将第一焊接平台上的电池片、多主栅焊带、金属网框运输至焊接装置下方进行第一电池串焊接；第一电池串进行焊接的同时，焊带铺设装置重复第1-5步中的工序将多主栅焊带、电池片、金属网框铺设到第二焊接平台上；

7)当完成第一焊接平台上所有电池片的焊接时，X轴驱动装置驱动第一焊接平台整体移动，以将电池串运输至外部收料机械手位置；

8)在外部收料机械手完成第一焊接平台上第一电池串收料步骤时，第二焊接平台也已经完成电池串铺设，在X轴驱动装置、Y轴驱动装置的驱动下，焊接装置对第二焊接平台上的电池片、多主栅焊带进行焊接；

9)当第二焊接平台完成第二电池串焊接时，第一焊接平台完成第三电池串铺设，在第二焊接平台完成第二电池串收料时，第一焊接平台开始第三电池串焊接；如此，第一焊接平台、第二焊接平台独立交替完成电池串铺设、焊接、收料。

较佳地，任一电池片焊接的时间不大于3.5S；任一电池片的焊带铺设时间不大于3S。

较佳地，所述第一灯箱用于对电池片进行预热；所述第二灯箱用于将多主栅焊带焊接在电池片的上侧和下侧。

采用上述方案，本发明的有益效果是：

1)采用两个焊接平台，于其中一个焊接平台进行电池串铺设时，另一焊接平台进行电池串焊接，双焊接平台交替进行多主栅电池串铺设、焊接，实现电池串的焊带铺设与焊接并行操作，以提高串焊机焊接效率；

2)将电池片、多主栅焊带在第一焊接平台或第二焊接平台上铺设完成后，第一焊接平台或第二焊接平台整体移动至焊接装置的下方，但第一焊接平台或第二焊接平台与电池串之间无相对运动，可有效降低多主栅电池片与焊带焊接偏移的问题；

3)焊接平台主体顶部开设若干第一焊带真空吸附孔，用以固定电池片背面的多主栅焊带；

4)焊接平台主体长度方向的两侧顶部开设金属网框真空吸附孔，用于吸附金属网框中的可伸缩压块，从而固定电池片正面的多主栅焊带。

附图说明

图1为本发明的第一焊接平台、第二焊接平台、焊接装置结构示意图；

图2为本发明的焊接装置结构示意图；

图3为本发明的第一焊接平台结构示意图；

图4为本发明的焊带铺设装置立体图；

图5为本发明的金属网框侧视图；

图6为本发明的金属网框俯视图；

其中，附图标识说明：

1—第一焊接平台， 2—第二焊接平台，

3—焊接装置， 4—焊带铺设装置，

5—电池片， 6—多主栅焊带，

11—第一焊带凹槽， 12—金属网框真空吸附孔，

13—焊接平台主体， 31—第一灯箱，

32—第二灯箱， 33—红外灯管，

34—金属压条， 35—焊接架，

41—前真空吸附模， 42—后真空吸附模，

43—金属网框， 421—金属网框夹爪，

431—金属丝， 432—可伸缩压块。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

参照图1至6所示，本发明提供一种双焊接平台串焊机，包括第一焊接平台1、第二焊接平台2、焊接装置3、焊带铺设装置4、机架；所述第一焊接平台1和第二焊接平台2平行设置，两者交替进行电池串铺设、焊接；所述焊接装置3经机架安装在第一焊接平台1和第二焊接平台2的上方；所述焊带铺设装置4用于将多主栅焊带6铺设至电池片5的正面和背面；所述焊接装置3用于将多主栅焊带6焊接至电池片5的正面和背面。

其中，所述第一焊接平台1、第二焊接平台2均包括焊接平台主体13、预热及保温装置；所述预热及保温装置用于焊接平台主体13上电池片5的预热和保温；所述焊接平台主体13顶部开设若干第一焊带真空吸附孔、若干第一焊带凹槽11、若干金属网框真空吸附孔12；所述第一焊带凹槽11沿焊接平台主体13长度方向开设；所述第一焊带真空吸附孔设置在第一焊带凹槽11内；所述金属网框真空吸附孔12设置在焊接平台主体13长度方向的两侧顶部。

所述焊接装置3包括第一灯箱31、第二灯箱32、若干红外灯管33、金属压条34、焊接架35；所述第一灯箱31、第二灯箱32分别安装在焊接架35的两端；所述若干红外灯管33内置在第一灯箱31、第二灯箱32中；所述金属压条34安装在第二灯箱32底部；所述第一灯箱31的红外灯管33数量小于第二灯箱32的红外灯管33数量。

所述焊带铺设装置4包括前真空吸附模41、后真空吸附模42、金属网框43；所述前真空吸附模41、后真空吸附模42的底部均设置若干第二焊带凹槽、若干第二焊带真空吸附孔；所述后真空吸附模底部还设置有若干金属丝凹槽、金属网框夹爪421；所述后真空吸附模42底部的金属丝凹槽与第二焊带凹槽垂直设置，且金属丝凹槽的深度大于第二焊带凹槽的深度；所述金属网框43两端底部各设置一可伸缩压块432，中间设置若干金属丝431；所述金属网框夹爪421用于抓取金属网框43并将其金属丝431嵌入金属丝凹槽内；所述可伸缩压块432经金属网框真空吸附孔吸附其固定电池片5正面的多主栅焊带6。

所述双焊接平台串焊机还包括两X轴驱动装置、一Y轴驱动装置；所述两X轴驱动装置分别用于驱动第一焊接平台1、第二焊接平台2沿焊接平台主体13的长度方向移动；所述Y轴驱动装置用于驱动焊接装置3沿垂直于焊接平台主体13的长度方向移动至第一焊接平台1或第二焊接平台2的正上方。

同时，本发明还提供了一种双焊接平台串焊机的串焊方法，包括以下步骤：

1)将若干短多主栅焊带6沿焊接平台主体13的长度方向铺设于第一焊接平台1的一端顶部，并将第一电池片5放置在短多主栅焊带6上侧；

2)后真空吸附模42抓取金属网框43，并将其金属丝431嵌入金属丝凹槽内；

3)外部取料机械手于焊带铺设装置4下方拉伸若干长多主栅焊带6，拉伸方向与第二焊带凹槽开设方向重合，焊带铺设装置4下压，同时第二焊带真空吸附孔打开，将长多主栅焊带6吸附于第二焊带凹槽内；

4)焊带铺设装置4运行至第一焊接平台1上方，焊带铺设装置4中的后真空吸附模42位于第一电池片5上侧将长多主栅焊带6一端和金属网框43放置于第一电池片5上侧；再将第二电池片5放置在长多主栅焊带6的另一端上侧；

5)重复第2-4步完成电池串的铺设，铺设的电池串中电池片的数量为3-12；

6)待第一焊接平台1上的多主栅电池串铺设完毕后，第一焊接平台1经X轴驱动装置驱动其整体移动，以将第一焊接平台1上的电池片5、多主栅焊带6、金属网框43运输至焊接装置3下方进行第一电池串焊接；第一电池串进行焊接的同时，焊带铺设装置4重复第1-5步中的工序将多主栅焊带6、电池片5、金属网框43铺设到第二焊接平台2上；

7)当完成第一焊接平台1上所有电池片5的焊接时，X轴驱动装置驱动第一焊接平台1整体移动，以将电池串运输至外部收料机械手位置；

8)在外部收料机械手完成第一焊接平台1上第一电池串收料步骤时，第二焊接平台2也已经完成电池串铺设，在X轴驱动装置、Y轴驱动装置的驱动下，焊接装置3对第二焊接平台2上的电池片5、多主栅焊带6进行焊接；

9)当第二焊接平台2完成第二电池串焊接时，第一焊接平台1完成第三电池串铺设，在第二焊接平台2完成第二电池串收料时，第一焊接平台1开始第三电池串焊接；如此，第一焊接平台1、第二焊接平台2独立交替完成电池串铺设、焊接、收料。

其中，任一电池片5焊接的时间不大于3.5S；任一电池片5的焊带铺设时间不大于3S。所述第一灯箱31用于对电池片5进行预热；所述第二灯箱32用于将多主栅焊带6焊接在电池片5的上侧和下侧。

本发明工作原理：

本发明用于逐一将多主栅焊带6焊接至多主栅电池片5上，完成多主栅电池片5的电性能连接。多主栅晶硅太阳能电池焊接方法：采用两个电池串焊接平台，于其中一个平台进行电池串铺设时，另一个平台进行电池串焊接，双平台交替进行多主栅电池串铺设、焊接，同时焊接平台与电池串之间无相对运动，可有效降低多主栅电池片5与多主栅焊带6焊接偏移的问题。

第一焊接平台1、第二焊接平台2的长度均大于电池串长度，相互平行设置，可沿焊接平台主体13的长度方向移动，焊接装置3在沿垂直于焊接平台主体13的长度方向移动至第一焊接平台1或第二焊接平台2的正上方。

第一焊接平台1、第二焊接平台2为金属材质，且均开设第一焊带真空吸附孔、金属网框真空吸附孔，第一焊带真空吸附孔用以吸附固定位于电池片5背面的多主栅焊带6；金属网框真空吸附孔用以吸附金属网框43，从而固定电池片5正面的多主栅焊带6。金属丝431表面镀有铁氟龙涂层以防止与焊带粘接，同时具有电池串预热、保温功能，温度调节范围80-170℃。

金属网框43还包括网架、金属丝固定轴，金属丝431镀有铁氟龙涂层，在网架上加工有多列纵向凹槽以固定金属丝431，金属丝431两端固定于金属丝固定轴，通过调节金属丝固定轴以张紧金属丝431，金属网框43并不直接压在电池片5上，而是通过金属丝431压住电池片5上的焊带。

焊接装置3为双灯箱结构，其第一灯箱31主要功能为电池片5预热，第二灯箱32主要功能为电池片5焊接，金属压条34与第二灯箱32的连接处为弹性结构。焊带铺设装置4可实现一次动作放置多主栅焊带6、金属网框43。

当电池串焊接完成后，用于固定电池片5、多主栅焊带6的金属网框43可由外部机械手抓取至金属网框43循环处，以实现金属网框43循环利用。

本实施例中的多主栅焊带6横截面可为矩形或圆形。第一焊带凹槽11的深度小于多主栅焊带6的厚度。

焊带铺设装置4，以16根多主栅焊带铺设装置为例，采用圆形多主栅焊带6，焊带直径0.36mm，第二焊带凹槽宽度0.4mm，深度0.25mm，金属丝凹槽宽度3mm，深度5mm(金属丝凹槽的深度大于第二焊带凹槽的深度)。

如图1所示，第一焊接平台1已经完成第一电池片5、多主栅焊带6、金属网框43的铺设，第二焊接平台2已经完成电池串铺设，两个焊接平台独立进行电池串铺设、电池串焊接工序，可有效提升串焊机产能。同时，由于电池片5、多主栅焊带6与焊接平台之间无相对运动，避免多主栅焊带6偏移的现象。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双焊接平台串焊机，其特征在于，包括第一焊接平台、第二焊接平台、焊接装置、焊带铺设装置、机架；所述第一焊接平台和第二焊接平台平行设置，两者交替进行电池串铺设、焊接；所述焊接装置经机架安装在第一焊接平台和第二焊接平台的上方；所述焊带铺设装置用于将多主栅焊带铺设至电池片的正面和背面；所述焊接装置用于将多主栅焊带焊接至电池片的正面和背面。

2.根据权利要求1所述的双焊接平台串焊机，其特征在于，所述第一焊接平台、第二焊接平台均包括焊接平台主体、预热及保温装置；所述预热及保温装置用于焊接平台主体上电池片的预热和保温；所述焊接平台主体顶部开设若干第一焊带真空吸附孔、若干第一焊带凹槽、若干金属网框真空吸附孔；所述第一焊带凹槽沿焊接平台主体长度方向开设；所述第一焊带真空吸附孔设置在第一焊带凹槽内；所述金属网框真空吸附孔设置在焊接平台主体长度方向的两侧顶部。

3.根据权利要求1所述的双焊接平台串焊机，其特征在于，所述焊接装置包括第一灯箱、第二灯箱、若干红外灯管、金属压条、焊接架；所述第一灯箱、第二灯箱分别安装在焊接架的两端；所述若干红外灯管内置在第一灯箱、第二灯箱中；所述金属压条安装在第二灯箱底部；所述第一灯箱的红外灯管数量小于第二灯箱的红外灯管数量。

4.根据权利要求2所述的双焊接平台串焊机，其特征在于，所述焊带铺设装置包括前真空吸附模、后真空吸附模、金属网框；所述前真空吸附模、后真空吸附模的底部均设置若干第二焊带凹槽、若干第二焊带真空吸附孔；所述后真空吸附模底部还设置有若干金属丝凹槽、金属网框夹爪；所述后真空吸附模底部的金属丝凹槽与第二焊带凹槽垂直设置，且金属丝凹槽的深度大于第二焊带凹槽的深度；所述金属网框两端底部各设置一可伸缩压块，中间设置若干金属丝；所述金属网框夹爪用于抓取金属网框并将其金属丝嵌入金属丝凹槽内；所述可伸缩压块经金属网框真空吸附孔吸附其固定电池片正面的多主栅焊带。

5.根据权利要求1所述的双焊接平台串焊机，其特征在于，所述双焊接平台串焊机还包括两X轴驱动装置、一Y轴驱动装置；所述两X轴驱动装置分别用于驱动第一焊接平台、第二焊接平台沿焊接平台主体的长度方向移动；所述Y轴驱动装置用于驱动焊接装置沿垂直于焊接平台主体的长度方向移动至第一焊接平台或第二焊接平台的正上方。

6.一种双焊接平台串焊机的串焊方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将若干短多主栅焊带沿焊接平台主体的长度方向铺设于第一焊接平台的一端顶部，并将第一电池片放置在短多主栅焊带上侧；

2)后真空吸附模抓取金属网框，并将其金属丝嵌入金属丝凹槽内；

3)外部取料机械手于焊带铺设装置下方拉伸若干长多主栅焊带，拉伸方向与第二焊带凹槽开设方向重合，焊带铺设装置下压，同时第二焊带真空吸附孔打开，将长多主栅焊带吸附于第二焊带凹槽内；

4)焊带铺设装置运行至第一焊接平台上方，焊带铺设装置中的后真空吸附模位于第一电池片上侧将长多主栅焊带一端和金属网框放置于第一电池片上侧；再将第二电池片放置在长多主栅焊带的另一端上侧；

5)重复第2-4步完成电池串的铺设，铺设的电池串中电池片的数量为3-12；

6)待第一焊接平台上的多主栅电池串铺设完毕后，第一焊接平台经X轴驱动装置驱动其整体移动，以将第一焊接平台上的电池片、多主栅焊带、金属网框运输至焊接装置下方进行第一电池串焊接；第一电池串进行焊接的同时，焊带铺设装置重复第1-5步中的工序将多主栅焊带、电池片、金属网框铺设到第二焊接平台上；

7)当完成第一焊接平台上所有电池片的焊接时，X轴驱动装置驱动第一焊接平台整体移动，以将电池串运输至外部收料机械手位置；

8)在外部收料机械手完成第一焊接平台上第一电池串收料步骤时，第二焊接平台也已经完成电池串铺设，在X轴驱动装置、Y轴驱动装置的驱动下，焊接装置对第二焊接平台上的电池片、多主栅焊带进行焊接；

9)当第二焊接平台完成第二电池串焊接时，第一焊接平台完成第三电池串铺设，在第二焊接平台完成第二电池串收料时，第一焊接平台开始第三电池串焊接；如此，第一焊接平台、第二焊接平台独立交替完成电池串铺设、焊接、收料。

7.根据权利要求6所述的双焊接平台串焊机的串焊方法，其特征在于，任一电池片焊接的时间不大于3.5S；任一电池片的焊带铺设时间不大于3S。

8.根据权利要求6所述的双焊接平台串焊机的串焊方法，其特征在于，所述第一灯箱用于对电池片进行预热；所述第二灯箱用于将多主栅焊带焊接在电池片的上侧和下侧。