CN110303214B - 一种太阳能电池串焊接装置及利用其焊接电池串的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能电池串焊接装置及利用其焊接电池串的方法，所述太阳能电池串焊接装置包括：主横梁，其中部连接有与所述主横梁垂直的模组安装板；主焊接机构，其活动地安装在所述模组安装板上以能够竖直地移动；相机组件，其安装在所述主横梁上；流量计组件，其安装在所述主横梁上且位于所述主焊接机构的两侧；以及行走组件，其安装在所述主横梁上以带动所述太阳能电池串焊接装置进行整体地移动。本发明可以实现光伏电池组件在叠焊机内部高精度、高效率地焊接，且保证焊接牢固性和美观性，还可以减少设备维护成本。

Description

一种太阳能电池串焊接装置及利用其焊接电池串的方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池串焊接装置及利用其焊接电池串的方法。

背景技术

太阳能作为一种新型绿色能源现已经广泛应用于各行各业，为人们的工作生活提供了极大的便利，同时也为企业创造了效益。在太阳能电池组件的生产中，电池串组需要按照一定顺序排列在一起并采用汇流条(金属导体)焊接在一起，使多组电池串能够串接在一起组成一个独立功能的电池组件。传统焊接方式均是采用人工进行焊接，焊接的质量难以保证，焊接效率也较低下。电池组件生产的其他工序多为流水线自动化控制作业，传统人工焊接汇流条方式已经难以满足自动化发展需求。业内一直在研发智能化焊接方式，其主要焊接工艺多为电流焊、电磁焊等通电式，焊接成型外观较差，需要清理残渣。在实际生产中，存在诸多问题，如何能够获得美观、高质量、化简生产难度的电池串焊接装置以及焊接方法是本领域人员在研发的热点。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能电池串焊接装置及利用其焊接电池串的方法，实现光伏电池组件在叠焊机内部高精度、高效率地焊接，且保证焊接牢固性和美观性，还可以减少设备维护成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种太阳能电池串焊接装置，包括：主横梁，其中部连接有与所述主横梁垂直的模组安装板；主焊接机构，其活动地安装在所述模组安装板上以能够竖直地移动；相机组件，其安装在所述主横梁上；流量计组件，其安装在所述主横梁上且位于所述主焊接机构的两侧；以及行走组件，其安装在所述主横梁上以带动所述太阳能电池串焊接装置进行整体地移动。

优选地，所述模组安装板上安装有平移模组，所述主焊接机构安装在所述平移模组的滑块上，使得所述平移模组带动其滑块上的所述主焊接机构竖直地移动。

优选地，所述主焊接机构包括：主安装立板，其安装在所述平移模组的滑块上；第一级气缸，其安装在所述主安装立板的上部，所述第一级气缸的头部连接有过渡连板；第二级气缸，其固定在所述过渡连板上，所述第二级气缸的头部连接有滑动安装板；多组焊接单元，其中两组焊接单元分别安装在所述主安装立板的横向方向的两个端部，其余的焊接单元安装在所述滑动安装板上；以及水平调节机构，其安装在焊接单元上以调整所述多组焊接单元之间的水平间距。

优选地，所述焊接单元包括多个加热棒，其通过固定盖板和底座板夹紧固定，位于所述固定盖板和底座板下方的所述多个加热棒的中部和下部设置有隔热板，位于所述多个加热棒的第一侧的隔热板上固定有加强板，位于与所述第一侧相反的第二侧的隔热板上设置有冷风块和弹簧侧板，所述多个加热棒的底部设置有热风块，所述弹簧侧板上设置有多个压针，所述多个压针穿过所述热风块，每个压针的上部套装有弹簧以在压针工作时为压针提供工作压力。

优选地，所述焊接单元进一步包括用于控制加热温度的温度传感器；所述热风块具有多个气孔，所述气孔与所述加热棒连通以使得使高温气体能够通过热风块输出给压针；所述冷风块通入有压缩空气以用于焊接完成后的风冷。

优选地，所述相机组件包括：相机支架，其安装在所述主横梁的中部，所述相机支架上固定安装有相机横板；以及多个调整相机，其安装在所述相机横板上以对多组电池串的间隙进行拍照。

优选地，所述流量计组件包括：流量计安装板，其安装在所述主横梁上且位于所述主焊接机构的两侧；以及多个流量计，其安装在所述流量计安装板上。

优选地，所述行走组件包括：减速电机，所述主横梁的一个端部设置有法兰折弯板，所述减速电机安装在所述法兰折弯板上；驱动轴，其与所述减速电机连接，所述驱动轴穿过所述主横梁；行走齿轮，其安装在所述驱动轴的两端，所述行走齿轮能够与其他部件的齿条配合以带动所述太阳能电池串焊接装置进行行走动作；以及辅助相机定位机构，其安装在所述主横梁的一个端部以对所述太阳能电池串焊接装置进行辅助定位。

优选地，所述主横梁的两个端部设置有行走滑块机构，其能够与其他部件的滑轨配合以使所述太阳能电池串焊接装置相对于其他部件滑动，从而配合所述太阳能电池串焊接装置的所述行走动作。

进一步地，根据本发明的另一实施方案的一种太阳能电池串焊接方法，该方法通过前述所述的太阳能电池串焊接装置来实现，所述方法包括以下步骤：

1)准备阶段：使所述太阳能电池串焊接装置行走到指定位置，调整相机对多组电池串的间隙进行拍照，根据拍摄数据，其他机构将电池串调整到标准位置，再将汇流条摆放到电池串端部的指定位置，使汇流条与电池串焊带叠加在一起；

2)预热阶段：焊接单元的热风通道中流通有小流量的热风，使焊接单元中的压针保持一定的待机温度；

3)加热阶段：焊接单元中的压针压紧汇流条与焊带叠加的位置，热风块输出大流量热风，将压针加热到焊接温度；

4)焊接阶段：压针持续压紧汇流条和焊带，保持一段时间，将汇流条和焊带表面的锡层融化；

5)凝固阶段：热风停止输出，融化后的锡在冷风块输出的冷风作用下迅速凝固，将汇流条和焊带结合在一起。

本发明的有益效果为：

本发明可以实现光伏电池组件在叠焊机内部高精度、高效率地焊接，且保证焊接牢固性和美观性，还可以减少设备维护成本。

附图说明

图1A和图1B为根据本发明实施方案所述的太阳能电池串焊接装置的立体图；

图2为根据本发明实施方案所述的主焊接机构的立体图；

图3A和图3B为根据本发明实施方案所述的焊接单元的立体图。

附图标记说明：

1—辅助相机定位机构；2—行走滑块机构；3—相机横板；4—调整相机；5—主焊接机构；6—流量计安装板；7—流量计；8—相机支架；9—平移模组；10—模组安装板；11—减速电机；12—法兰折弯板；13—行走齿轮；14—主横梁；

5.1—第一级气缸；5.2—过渡连板；5.3—第二级气缸；5.4—滑动安装板；5.5—主安装立板；5.6—水平调节机构；5.7—焊接单元；

5.7.1—加热棒；5.7.2—固定盖板；5.7.3—冷风块；5.7.4—弹簧；5.7.5—压针；5.7.6—弹簧侧板；5.7.7—底座板；5.7.8—隔热板；5.7.9—加强板；5.7.10—热风块。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。在所附多个附图中，同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。

具体实施方式

下面结合具体实施方案及相应附图对本发明作进一步说明。

如图1A和图1B所示，本发明实施方案所述的太阳能电池串焊接装置，包括：主横梁14，其中部连接有与所述主横梁14垂直的模组安装板10；主焊接机构5，其活动地安装在所述模组安装板10上以能够竖直地移动；相机组件，其安装在所述主横梁14上；流量计组件，其安装在所述主横梁14上且位于所述主焊接机构5的两侧；以及行走组件，其安装在所述主横梁14上以带动所述太阳能电池串焊接装置进行整体地移动。

根据本发明的实施方案，所述模组安装板10上安装有平移模组9，所述主焊接机构5安装在所述平移模组9的滑块上，使得所述平移模组9带动其滑块上的所述主焊接机构5竖直地移动。

如图2所示，根据本发明的实施方案，所述主焊接机构5包括：主安装立板5.5，其安装在所述平移模组9的滑块上；第一级气缸5.1，其安装在所述主安装立板5.5的上部，所述第一级气缸5.1的头部连接有过渡连板5.2；第二级气缸5.3，其固定在所述过渡连板5.2上，所述第二级气缸5.3的头部连接有滑动安装板5.4；多组焊接单元5.7(本实施方案中有六组焊接单元5.7)，其中两组焊接单元5.7分别安装在所述主安装立板5.5的横向方向的两个端部，其余的焊接单元5.7(四组焊接单元5.7)安装在所述滑动安装板5.4上；以及水平调节机构5.6，其安装在焊接单元5.7上以调整所述多组焊接单元5.7之间的水平间距。

根据本发明的实施方案，滑动安装板5.4上通过滑块-滑轨机构安装上述的四组焊接单元5.7，该四组焊接单元5.7可在水平调节机构5.6的调整下沿着滑轨在水平方向移动，使四组焊接单元5.7的间距可以改变；另有两组焊接单元5.7分别固定于主安装立板5.5上的两个端部(上述四组焊接单元5.7位于该两组焊接单元5.7之间)，这两组焊接单元5.7只能在水平调整机构的调整下改变水平位置，其竖直位置是固定的。

根据本发明的实施方案，当第一级气缸5.1和第二级气缸5.3都缩回时，中间的四组焊接单元5.7位于高于安装在端部的两组焊接单元5.7的位置；当第一级气缸5.1和第二级气缸5.3都伸出时，中间的四组焊接单元5.7位于低于安装在端部的两组焊接单元5.7的位置；当第一级气缸5.1和第二级气缸5.3中的一个伸出，另一个缩回时，中间的四组焊接单元5.7与安装在端部的两组焊接单元5.7平齐。通过调整多组焊接单元的高低，可以使本发明所述的太阳能电池串焊接装置适用于不同尺寸的电池串焊接，有些小尺寸的电池串是不需要最外侧的两个焊接单元的。

如图3A和图3B所示，根据本发明的实施方案，所述焊接单元5.7包括多个加热棒5.7.1(本实施方案中为五个加热棒5.7.1)，其通过固定盖板5.7.2和底座板5.7.7夹紧固定，位于所述固定盖板5.7.2和底座板5.7.7下方的五个加热棒5.7.1的中部和下部设置有隔热板5.7.8，位于加热棒5.7.1的第一侧的隔热板5.7.8上固定有加强板5.7.9，位于与所述第一侧相反的第二侧的隔热板5.7.8上设置有冷风块5.7.3和弹簧5.7.4侧板，五个加热棒5.7.1的底部设置有热风块5.7.10，弹簧5.7.4侧板上设置有多个压针5.7.5，所述多个压针5.7.5穿过所述热风块5.7.10，每个压针5.7.5的上部套装有弹簧5.7.4。压针5.7.5工作时，弹簧5.7.4被压缩以在压针工作时为压针提供工作压力，通过更换弹簧5.7.4可以调整压针5.7.5的工作压力。

加热棒5.7.1中部可以通过空气，通电时空气在通过加热棒5.7.1后可被加热成高温气体，以用于焊接。

五个加热棒5.7.1对应具有五个压针5.7.5，压针5.7.5的上端通过安装块与弹簧5.7.4侧板连接，压针5.7.5的下端穿过热风块5.7.10，热风块5.7.10具有五个突出部分与五个压针5.7.5相对应，压针5.7.5穿过热风块5.7.10的突出部分，冷风块5.7.3也具有五个突出部分与五个压针5.7.5相对应，冷风块5.7.3的突出部分位于压针5.7.5的旁侧。

冷风块5.7.3中可以通入压缩空气，用于焊接完成后的风冷；热风块5.7.10具有多个气孔，气孔与加热棒5.7.1连通，使高温气体可以通过热风块5.7.10输出给压针5.7.5。

如图1A和图1B所示，根据本发明的实施方案，相机组件包括：相机支架8，其安装在所述主横梁14的中部，所述相机支架8上固定安装有相机横板3；以及多个调整相机4(本实施方案中为五个调整相机)，其安装在所述相机横板3上以对多组电池串的间隙进行拍照。

如图1A和图1B所示，根据本发明的实施方案，流量计组件包括：流量计安装板6，其安装在主横梁14上且位于主焊接机构5的两侧；多个流量计7，其安装在流量计安装板6上。流量计用来检测进入到热风块的风量，进而反馈信号给控制系统对热风量进行控制。

如图1A和图1B所示，根据本发明的实施方案，所述行走组件包括：减速电机11，所述主横梁14的一个端部设置有法兰折弯板12，所述减速电机11安装在所述法兰折弯板12上；驱动轴，其与所述减速电机11连接，所述驱动轴穿过所述主横梁14；行走齿轮13，其安装在所述驱动轴的两端，所述行走齿轮13能够与其他部件的齿条配合以带动所述太阳能电池串焊接装置进行行走动作；以及辅助相机定位机构1，其安装在所述主横梁14的一个端部以对所述太阳能电池串焊接装置进行辅助定位。本发明的太阳能电池串焊接装置需要在行走组件的带动下整体地水平移动，需要移动到恰好的位置(用于焊接电池串的精确位置)。减速电机的移动精度是无法保证的，需要借助辅助相机定位机构的工业相机进行辅助定位，精确调节。

所述主横梁14的两个端部设置有行走滑块机构2，其能够与其他部件的滑轨配合以使所述太阳能电池串焊接装置相对于其他部件滑动。同样也可以辅助整个焊接装置在生产线中进行必要的移动，从而配合所述太阳能电池串焊接装置的所述行走动作。

利用根据本发明实施方案的太阳能电池串焊接装置对电池串进行焊接可以包括以下步骤：

1)准备阶段：太阳能电池串焊接装置通过行走组件行走到指定位置，调整相机4对多组电池串的间隙进行拍照，根据拍摄数据，通过算法和其他机构配合，将电池串调整到标准位置，其他机构(焊接装置之外的机构)将汇流条摆放到电池串端部的指定位置，使汇流条与电池串焊带叠加在一起；

2)预热阶段：焊接单元5.7的热风通道中流通有小流量的热风，使焊接单元5.7中的压针5.7.5保持一定的待机温度；

3)加热阶段：焊接单元5.7中的压针5.7.5压紧汇流条与焊带叠加的位置，热风块5.7.10输出大流量热风，将压针5.7.5加热到焊接温度；

4)焊接阶段：压针5.7.5持续压紧汇流条和焊带，保持一段时间，将汇流条和焊带表面的锡层融化；

5)凝固阶段：热风停止输出，融化后的锡在冷风块5.7.3输出的冷风作用下迅速凝固，将汇流条和焊带结合在一起。

通过根据本发明实施方案的太阳能电池串焊接装置可以实现光伏电池组件在叠焊机内部高精度、高效率地焊接，且保证焊接牢固性和美观性，还可以减少设备维护成本。

前面对本发明具体示例性实施方式所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (6)

1.一种太阳能电池串焊接装置，其特征在于，包括：

主横梁，其中部连接有与所述主横梁垂直的模组安装板；

主焊接机构，其活动地安装在所述模组安装板上以能够竖直地移动；

相机组件，其安装在所述主横梁上；

流量计组件，其安装在所述主横梁上且位于所述主焊接机构的两侧；以及

行走组件，其安装在所述主横梁上以带动所述太阳能电池串焊接装置进行整体地移动，

其中，所述行走组件包括：

减速电机，所述主横梁的一个端部设置有法兰折弯板，所述减速电机安装在所述法兰折弯板上；

驱动轴，其与所述减速电机连接，所述驱动轴穿过所述主横梁；

行走齿轮，其安装在所述驱动轴的两端，所述行走齿轮能够与其他部件的齿条配合以带动所述太阳能电池串焊接装置进行行走动作；以及

辅助相机定位机构，其安装在所述主横梁的一个端部以对所述太阳能电池串焊接装置进行辅助定位，

所述模组安装板上安装有平移模组，所述主焊接机构安装在所述平移模组的滑块上，使得所述平移模组带动其滑块上的所述主焊接机构竖直地移动，

所述主焊接机构包括：

主安装立板，其安装在所述平移模组的滑块上；

第一级气缸，其安装在所述主安装立板的上部，所述第一级气缸的头部连接有过渡连板；

第二级气缸，其固定在所述过渡连板上，所述第二级气缸的头部连接有滑动安装板；

多组焊接单元，其中两组焊接单元分别安装在所述主安装立板的横向方向的两个端部，其余的焊接单元安装在所述滑动安装板上；以及

水平调节机构，其安装在焊接单元上以调整所述多组焊接单元之间的水平间距，

所述焊接单元包括多个加热棒，其通过固定盖板和底座板夹紧固定，位于所述固定盖板和底座板下方的所述多个加热棒的中部和下部设置有隔热板，位于所述多个加热棒的第一侧的隔热板上固定有加强板，位于与所述第一侧相反的第二侧的隔热板上设置有冷风块和弹簧侧板，所述多个加热棒的底部设置有热风块，所述弹簧侧板上设置有多个压针，所述多个压针穿过所述热风块，每个压针的上部套装有弹簧以在压针工作时为压针提供工作压力。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池串焊接装置，其特征在于，所述焊接单元进一步包括用于控制加热温度的温度传感器；所述热风块具有多个气孔，所述气孔与所述加热棒连通以使高温气体能够通过热风块输出给压针；所述冷风块通入有压缩空气以用于焊接完成后的风冷。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池串焊接装置，其特征在于，所述相机组件包括：

相机支架，其安装在所述主横梁的中部，所述相机支架上固定安装有相机横板；以及

多个调整相机，其安装在所述相机横板上以对多组电池串的间隙进行拍照。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池串焊接装置，其特征在于，所述流量计组件包括：

流量计安装板，其安装在所述主横梁上且位于所述主焊接机构的两侧；以及

多个流量计，其安装在所述流量计安装板上。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池串焊接装置，其特征在于，所述主横梁的两个端部设置有行走滑块机构，其能够与其他部件的滑轨配合以使所述太阳能电池串焊接装置相对于其他部件滑动，从而配合所述太阳能电池串焊接装置的所述行走动作。

6.一种太阳能电池串焊接方法，该方法通过权利要求3所述的太阳能电池串焊接装置来实现，所述方法包括以下步骤：

1)准备阶段：使所述太阳能电池串焊接装置行走到指定位置，调整相机对多组电池串的间隙进行拍照，根据拍摄数据，其他机构将电池串调整到标准位置，再将汇流条摆放到电池串端部的指定位置，使汇流条与电池串焊带叠加在一起；

2)预热阶段：焊接单元的热风通道中流通有小流量的热风，使焊接单元中的压针保持一定的待机温度；

3)加热阶段：焊接单元中的压针压紧汇流条与焊带叠加的位置，热风块输出大流量热风，将压针加热到焊接温度；

4)焊接阶段：压针持续压紧汇流条和焊带，保持一段时间，将汇流条和焊带表面的锡层融化；

5)凝固阶段：热风停止输出，融化后的锡在冷风块输出的冷风作用下迅速凝固，将汇流条和焊带结合在一起。