CN110556450A - 一种汇流带的自动焊接设备及压膜制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汇流带的自动焊接设备及其压膜制备方法，适用于太阳能电池串组生产领域，用于解决汇流带搭接处高低不一致造成的EPE膜塞入困难的问题，压膜制备装置包括连接板、驱动机构、压模和压柱，驱动机构固定安装于连接板上，压模连接于驱动机构的运行机构上，以实现压模的行进；压柱弹性连接于压模上，压柱用来固定EPE膜、压模用来成型EPE膜，从而实现EPE膜的压膜制备。EPE膜的压膜制备装置使得平展的EPE膜片的EPE膜活片被压制折弯，使得与搭接处对应的EPE膜活片能够方便地穿过汇流带。

Description

一种汇流带的自动焊接设备及压膜制备方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池的生产领域，尤其涉及太阳能电池串组衔接部位绝缘用EPE膜的制备。

背景技术

太阳能电池串组由汇流带串联焊接而成，其中会用到“L”形或“U”形汇流带，“L”形或“U”形汇流带中较长的部分一般称为长带，较短的部分一般称为引线。“L”形或“U”形汇流带的引线制备一般采用搭接焊的方式，就是将汇流带截断为长带和引线，再将长带和引线垂直摆放焊接在一起，这种搭接焊汇流带的方法虽然使汇流带间不存在空隙，但在置放EPE膜时，却遇到了新的问题。

在太阳能电池串组生产工序中，串联焊接电池串后，电池串组必须将电流通过汇流带的引线引出，而在引线输出端，为避免引起短路，需将引线与电池片之间分隔开，一般采用EPE膜进行绝缘分隔，因此，在引线与长带的搭焊处需要塞入具有绝缘作用的EPE膜。但因为汇流带采用的搭接焊方式，使汇流带在搭接处有高度不一致的台阶状结构，在置放EPE膜并将EPE膜塞入汇流带的引线与长带间时，EPE膜的切口处会因汇流带的台阶而难以塞入，使电池串组自动化焊接受到限制。

发明内容

有鉴于以上汇流带搭接焊用EPE膜塞入困难的问题，有必要提出一种汇流带的自动焊接设备及其压膜制备方法。汇流带的自动焊接设备用于EPE膜的裁切与转运，也即将卷带状的EPE膜拉直、裁剪为需要长度的EPE膜片，并根据实际使用需要在裁切后的EPE膜片上裁切EPE膜活片，本发明需要解决的就是在汇流带的自动焊接设备上实现EPE膜片的折弯压制。

一种汇流带的自动焊接设备，包括EPE膜的供给制备装置、EPE膜的压膜制备装置、拉膜机构和接应机构。

EPE膜的压膜制备装置，包括连接板、驱动机构、压模、压柱和底座，连接板连接于底座上，驱动机构固定连接于连接板上，压模固定连接于驱动机构的运行部件上，压柱弹性连接于压模上，底座位于连接板和压模、压柱的下方，底座用来放置待压制的EPE膜片，也即EPE膜片置于底座上，且运行部件的运行方向为垂直于EPE膜片的方向，也即垂直于底座，且压柱相对于EPE膜片的垂直距离小于压模相对于EPE膜片的垂直距离，从而实现压柱对EPE膜片的抵压和稳定作用，底座与压模相对的空间垂直位置方向上设有凹槽，凹槽可以容纳压模和EPE膜活片，从而实现EPE膜活片的折弯压制。

EPE膜的压膜制备装置，还包括拉膜机构，拉膜机构包括拉膜夹钳和滑块，拉膜夹钳用来夹持待折弯压制的EPE膜片，滑块用来将待折弯压制的EPE膜片转运至折弯压制区域，拉膜机构滑动连接于底座两侧的导轨上，拉膜夹钳设置于滑块的一端，从而实现拉膜机构在底座上的往复运动，以实现待折弯压制的EPE膜片的夹持和转运；压膜制备装置设置在滑块的另一端，连接板直接固定连接在拉膜机构上，从而实现压膜制备装置也可以沿底座往复运动，从而提升压膜制备装置的使用范围，提升整个EPE膜的压膜制备装置的工作效率。

进一步的，位于底座上的用于折弯压制的凹槽可以设置有若干个，从而适用于不同切口的EPE膜片的折弯压制。

作为一种优选，凹槽的宽度可以容纳待折弯压制的EPE膜活片的厚度和压模的宽度，凹槽的长度可以容纳压模的长度。

进一步的，压模在运行部件的作用下向待折弯压制的EPE膜活片运行时，压柱同步向待折弯压制的EPE膜片运行，当压柱接触到待折弯压制的EPE膜片时，压模继续向下运行进入凹槽，而压柱在弹性机构的作用下相对于压模反向运行，从而实现待折弯压制的EPE膜活片的折弯压制。

作为一种优选，压柱通过压缩弹簧机构设置于压模内部，以实现压柱可以相对压模运动，且通过将压柱设置在压模内部，节省了EPE膜的压膜制备装置的空间结构；在EPE膜的压膜制备装置非工作状态下，压柱与压模间的连接弹性机构被连接板卡挡，从而保证了压柱距离待折弯压制的EPE膜片的距离始终小于压模距离待折弯压制的EPE膜片的距离。

进一步的，在底座的EPE膜片的折弯压制区域的下方设置EPE膜片的接应机构，EPE膜片的接应机构用来平稳、准确的将EPE膜片从拉膜机构转接到底座上待折弯压制的EPE膜片的压制区域，从而保证EPE膜活片的精准压制。

作为一种优选，待折弯压制的EPE膜活片为设置在EPE膜一个切断端头中部的有一定宽度的活动切片，EPE膜活片的一端位于EPE膜片的切断端头上，此端也称为EPE膜活片的活动端，EPE膜活片的另一端连接于EPE膜片主体上，也称为EPE膜活片的固定端，也即EPE膜活片仍为EPE膜片整体的一部分，但EPE膜活片可以相对EPE膜片的平面折弯。

作为一种优选，EPE膜为具有一定强度和韧性的绝缘材料薄片，从而实现 EPE膜片可以顺利进入汇流带与电池串组的搭接部位，从而起到将电池串组与汇流带绝缘。

作为一种优选，EPE膜分为窄EPE膜和宽EPE膜，待折弯压制的EPE膜为宽EPE膜片和/或窄EPE膜片。

作为一种优选，EPE膜片经过压模压制后，由于其韧性，压制的90度折弯会自然恢复为5度至20度的斜角，此斜角即可使EPE膜活片不会抵触在汇流带搭接焊的台阶处，而是可以处于搭接的缝隙处，从而使得EPE膜活片可以从搭接缝隙处穿过。

进一步的，拉膜机构设有宽EPE膜拉膜机构和窄EPE膜拉膜机构，宽EPE 膜拉膜机构和窄EPE膜拉膜机构可以并行同步运行，也可以单独各自运行，宽EPE膜拉膜机构和窄EPE膜拉膜机构的滑块结构相同，且分别滑动连接在底座的一个导轨上，宽EPE膜的拉膜夹钳的宽度大于窄EPE膜的拉膜夹钳的宽度，从而实现不同宽度EPE膜的夹持；压膜制备装置通过连接板固定连接与拉膜机构的滑块上。

进一步的，接应机构为置于底座下方的真空负压机构，通过设有的吸盘吸附EPE膜，在底座上开设有吸盘的容纳通孔，并使吸盘的端头低于底座的工作面，从而实现EPE膜能够与底座的工作面紧密贴合。

进一步的，还可以设置带有EPE膜的压膜制备装置的太阳能电池串组生产系统。

作为一种优选，太阳能电池串组生产系统可以包括EPE膜的供给制备装置、汇流带切割装置、汇流带焊接装置、EPE膜的压膜制备装置、组焊区域、电池串组输出装置、电池片输入-组合装置等。

进一步的，经EPE膜的压膜制备装置折弯压制的EPE膜片塞入汇流带和电池串组配合处的操作方法为：

1)电池片输入-组合装置将待焊接的电池串组转运至组焊区域；

2)将搭接焊完毕的汇流带转运至焊接垫板上；

3)焊接垫板将汇流带转运至组焊区域，并使汇流带的长带与电池串组的留长焊带搭接；

4)组焊区域的焊接装置将已经搭接在一起的汇流带的长带和电池串组的留长焊带焊接；

5)在汇流带长带与留长焊带焊接的过程中，EPE膜的拉膜机构将待折弯压制的EPE膜转运至折弯压制区域进行折弯压制；

6)待长带与留长焊带焊接完毕后，将折弯压制完的EPE膜片塞入引线与电池串组之间，并使EPE膜活片顺利穿出；

7)电池串组输出装置将焊接与绝缘完毕的电池串组转运至产品存放区。

作为一种优选，采用EPE膜的压膜制备装置对带有EPE膜活片的EPE膜片的折弯压制过程是：

1)通过拉膜机构将待折弯压制的EPE膜片转运至折弯压制区域；

2)通过接应机构将待折弯压制的EPE膜片吸附至底座上的折弯压制区域，并使EPE膜活片的一半到三分之二置于凹槽的上方；

3)启动驱动机构，在运行部件的带动下，压模和压柱开始向EPE膜片行进，直至压模行进至凹槽中规定的位置；

4)反向驱动运行部件，使压膜制备装置复原为工作初始状态，或者称为非工作状态，而EPE膜片在韧性的作用下恢复到EPE膜活片与EPE膜片主体面成5度至20度的斜角；

5)将压制完毕的EPE膜片转运至塞膜区域。

以上技术方案的技术效果在于：

1)通过将EPE膜片的一个切断端头中部设置为可以相对活动的活片，方便EPE膜片塞入引线与电池串组之间，但由于汇流带采用搭接焊造成宽EPE 膜片在塞入时容易卡塞在搭接台阶处，造成EPE膜片无法正常塞入，现将EPE 膜活片折弯压制后，使得EPE膜片与汇流带搭接焊部分对应的EPE膜活片相对于长带方向有一定的角度，使得EPE膜活片能够顺利的绕过长带塞入引线与电池串组之间，避免了EPE膜活片被长带卡阻造成是EPE膜片塞入困难，从而影响太阳能电池串组生产的自动化。

2)通过设置拉膜机构，实现了将切制完成的待折弯压制的EPE膜片自动流转到折弯压制工序，提升了生产自动。

3)通过设置接应机构，使得从拉膜机构转运过来的待折弯压制的EPE膜片能够精准的被放置到折弯压制区域处，以方便压膜制备装置对切片进行折弯压制。

附图说明

图1是EPE膜的压膜制备装置三维结构示意图；

图2是压模处于初始状态的EPE膜的压膜制备装置的左视剖视图；

图3是压柱接触EPE膜片工作状态的EPE膜的压膜制备装置的左视剖视图；

图4是压模压制到位状态的EPE膜的压膜制备装置的左视剖视图；

图5是W部位的局部放大图；

图6是压模复位后EPE膜的压膜制备装置的左视剖视图

图7是经压制的EPE膜片恢复后的X位置折弯效果放大图；

图8是带有拉膜机构的压膜制备装置三维结构示意图；

图9是汇流带、EPE膜片与电池串组的搭接位置俯视图；

图10是汇流带、EPE膜片与电池串组的搭接位置左视图；

图11是A位置局部放大图；

图12是实施例二中汇流带的自动焊接设备的结构示意图。

图中，100-压膜制备装置；110-连接板；120-驱动机构；121-运行部件； 130-压模；140-压柱；141-弹性机构；150-底座；151-凹槽；152-吸盘通孔； 153-导轨；20-EPE膜片；21-EPE膜主体；22-EPE膜活片；30-接应机构的吸盘；40-汇流带；41-汇流带的长带；42-汇流带的引线；510-拉膜夹钳；511- 宽EPE膜拉膜夹钳；512-窄EPE膜拉膜夹钳；520-行走机构；6-电池串组的留长焊带；7-电池串组；80-供给制备装置；81-供膜机构；82-夹膜机构；83- 切膜机构，9.汇流带搭焊装置，10.电池串组传输装置，11.焊接垫板，12. 塞膜装置，13.施焊装置，14.汇流带的供带装置。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，将按照附图实施例进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的典型实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

实施例一：

如图1至图7，以及图9至图11所示，一种EPE膜的压膜制备装置100，包括连接板110、驱动机构120、压模130、压柱140和底座150，其中连接板 110置于底座150上方，驱动机构120为气缸结构，其运行部件121为气缸的活动杆，压模130连接在运行部件121的端头上，压柱140通过弹簧设置的弹性机构141设置在压模130的内部，从而实现压模130继续向设置在压模130 下方底座150上的凹槽151时，压柱140被弹性压缩至压模130内部，且压柱 140端面至底座150的距离小于压模130端面至底座150的距离，两者的距离差可以为EPE膜片20的厚度，如0.5mm；凹槽151的深度大于压模130向下的行进路径，在压模130行进到位后，保持压制状态1-3分钟后气缸反向使压模130恢复到工作初始状态。则具体压制过程为：

1)将带有EPE膜活片22的EPE膜片20置于折弯压制区域，并使EPE膜活片22的一半到三分之二位于凹槽151上方；

2)启动气缸使压模130向置于底座150上的EPE膜片20行进，当压柱 140接触到EPE膜片20时，压柱140会压住EPE膜片20，气缸继续向下行进，则压模130开始接触EPE膜活片22并行进至凹槽151中，从而实现对EPE膜活片22折弯90度压制的目的；

3)气缸在压模130压制到位后，保持压力状态2min后反向行进至初始位

4)EPE膜活片22在韧性的作用下，从2min的强制折弯的90度恢复为8-12 度的斜角，此斜角已经可以满足EPE膜活片22不会直接抵触在汇流带40搭接焊的台阶上，从而实现EPE膜片20顺利的塞入电池串组7和汇流带的引线42 之间，从而实现两者间的绝缘。

当EPE膜活片22被强制折弯90度的压制保持时间为1mi n时，EPE膜活片22恢复后的斜角为5-8度。

当EPE膜活片22被强制折弯90度的压制保持时间为3mi n时，EPE膜活片22恢复后的斜角为13-20度。

实施例二：

如图8至图12所示，本实施例基于设有EPE膜的压膜制备装置的汇流带的自动焊接设备，汇流带的自动焊接设备至少包括EPE膜的供给制备装置80、 EPE膜的压膜制备装置100、拉膜机构、接应机构、汇流带的供带装置14，汇流带搭焊装置9、焊接垫板11，施焊装置13、电池串组传输装置10、塞膜装置12等。在汇流带的自动焊接设备中，EPE膜的供给制备装置80、EPE膜的压膜制备装置100、拉膜机构、接应机构组成EPE膜生产线，EPE膜生产线的布置是：底座150的一端设有EPE膜的供给制备装置80，从设有EPE膜的供给制备装置80的一端向另一端沿伸，在底座150上依次设有夹膜机构82、切膜机构83、折弯压制区域、接应机构区域、拉膜机构、压膜制备装置100、折弯压制区域、接应机构区域。具体地说，折弯压制区域是设置在底座150工作面上的凹槽151，接应机构区域是设置在底座150工作面上的吸盘通孔152，接应机构的吸盘30置于吸盘通孔152中，且接应机构的吸盘30的端面低于底座150的工作面；拉膜机构分为宽EPE膜拉膜机构和窄EPE膜拉膜机构，且宽 EPE膜拉膜机构和窄EPE膜拉膜机构分别设有宽EPE膜拉膜夹钳511、窄EPE 膜拉膜夹钳512和行走机构520，也即宽EPE膜拉膜机构和窄EPE膜拉膜机构采用结构相同的行走机构520，且两个行走机构520分别安装在底座150两侧设置的导轨153上，从而实现拉膜机构能够沿导轨153在底座150上往复运动；压膜制备装置100通过连接板110连接于两个行走机构520上，或者也可以说压膜制备装置100设有两个，分别连接于两个行走机构520上，则压膜制备装置100可以跟随拉膜机构沿底座150做往返运动，从而实现压模制备装置100 可以在两处折弯压制区域间运行，即根据塞膜区域的位置选择在任意一个折弯压制区域上进行EPE膜片20的压制；需要折弯压制的EPE膜片20为宽EPE 膜，且在EPE膜片20的一个切断端头上切出EPE膜活片22，EPE膜活片22一端即为EPE膜片20的切断端头，EPE膜活片22的另一端仍连接于EPE膜片 20的EPE膜主体21上，且EPE膜活片22与汇流带40的引线42相对应；EPE 膜的供给制备装置80位于底座150的一端头处，且EPE膜的供给制备装置80 包括供膜机构81、夹膜机构82和切膜机构83，其中供膜机构81位于底座150 端头外的空间上，用于向夹膜机构82和切膜机构83中输入长带状的EPE膜，夹膜机构82置于底座150一端的端头处，用来夹持来自供膜机构81的长带状的EPE膜，切膜机构83紧随夹膜机构82之后布置在底座150上，用来将长带状的EPE膜裁切为适合长度的可使用的EPE膜片20，在切膜机构83裁切过程中，直接完成适合长度的裁切和EPE膜活片22的裁切，经裁切后的EPE膜片 20直接被拉膜机构转移至折弯压制区域或者塞膜区域。

汇流带的自动焊接设备的运作模式为：

1)电池串组传输装置10将待焊接的电池串组7转运至组焊区域；

2)将搭接焊完毕的汇流带40转运至焊接垫板11上；

3)焊接装置将汇流带的长带41与电池串组的留长焊带6搭接；

4)组焊区域的施焊装置13将已经搭接在一起的汇流带的长带41和电池串组的留长焊带6焊接；

5)在汇流带的长带41与留长焊带6焊接的过程中，EPE膜的拉膜机构将待折弯压制的EPE膜片20转运至折弯压制区域进行折弯压制；

6)待长带41与留长焊带6焊接完毕后，塞膜装置12将折弯压制完的EPE 膜片20塞入引线42与电池串组7之间，并使EPE膜活片22顺利穿出汇流带 40；

7)电池串组传输装置10将焊接与绝缘完毕的电池串组7转运至产品存放区。

依据实施例二，太阳能电池串组汇流带下方EPE膜片20的覆膜方法的具体步骤为：

1)电池串组7传输至组焊区域，汇流带40与电池串组的留长焊带6焊接时，供膜机构81供应EPE膜，切膜机构83切取合适长度的EPE膜片20，夹膜机构82将EPE膜片20放置在底座150上，EPE膜的压膜制备装置100将 EPE膜活片22折弯；

2)塞膜机构将折弯后的EPE膜片20从汇流带引线42的端部方向塞入电池串组7与汇流带40之间。

针对实施例二中提到的EPE膜的供给制备装置80的具体结构及各个部件结构的具体功能，可参见CN105226138B中的描述。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种汇流带的自动焊接设备，其特征在于，所述自动焊接设备上设有EPE膜的压膜制备装置(100)，压膜制备装置(100)用于将EPE膜片(20)的切口端前部折弯。

2.如权利要求1所述汇流带的自动焊接设备，其特征在于，所述EPE膜的压膜制备装置(100)安装在EPE膜的供给制备装置(80)上。

3.如权利要求1所述汇流带的自动焊接设备，其特征在于，所述压膜制备装置(100)的结构包括连接板(110)、驱动机构(120)、压模(130)、压柱(140)和底座(150)，

连接板(110)置于底座(150)上方；

驱动机构(120)固定连接于连接板(110)上，且驱动机构(120)的运行部件(121)的行进方向垂直于底座(150)；

压模(130)固定连接于驱动机构(120)的运行部件(121)端头上，随运行部件(121)在垂直方向上进行上下往复运动,压模(130)下端面对应EPE膜活片(22)的位置为凸台，凸台用于EPE膜活片(22)的折弯下压；

压柱(140)弹性连接于压模(130)上，当压模(130)进行压制动作时，压柱(140)起到抵压EPE膜片(20)的作用；

底座(150)上设有用于将EPE膜片(20)折弯的凹槽(151)。

4.如权利要求3所述汇流带的自动焊接设备，其特征在于，所述压柱(140)下端面到所述底座(150)的距离小于所述压模(130)下端面的凸台到所述底座(150)的距离。

5.如权利要求3所述汇流带的自动焊接设备，其特征在于，所述凹槽(151)的深度大于所述压模(130)的行进距离，所述凹槽(151)的宽度和长度可以容纳所述压模(130)下端面的凸台。

6.如权利要求1所述汇流带的自动焊接设备，其特征在于，还设有接应机构，接应机构设置在底座(150)下方，接应机构的吸盘(30)设置在吸盘通孔(152)中，吸盘通孔(152)设置在底座(150)上、且贯穿底座(150)，吸盘(30)的端面低于底座(150)的工作面，吸盘通孔(152)设置在折弯压制区域内，以实现稳定、准确地将EPE膜片(20)放置到折弯压制区域。

7.如权利要求1所述汇流带的自动焊接设备，其特征在于，还设有拉膜机构(500)，拉膜机构(500)包括拉膜夹钳(510)和行走部件(520)，拉膜机构(500)通过行走部件(520)滑动连接于底座(150)两侧的导轨(153)上，拉膜夹钳(510)设置在行走部件(520)的一端，压膜制备装置(100)置于行走部件(520)的另一端，实现了拉膜机构(500)和压模制备装置(100)在底座(150)上的往复运行。

8.如权利要求1所述汇流带的自动焊接设备，包括EPE膜供给制备装置(80)，其特征在于，所述EPE膜的供给制备装置(80)位于底座(150)的一端头处，且EPE膜的供给制备装置(80)包括供膜机构(81)、夹膜机构(82)和切膜机构(83)；

供膜机构(81)位于底座(150)端头外的空间上，用于向夹膜机构(82)和切膜机构(83)中输入长带状的EPE膜；

夹膜机构(82)置于底座(150)一端的端头起始位置，用来夹持来自供膜机构(81)的长带状的EPE膜；

切膜机构(83)紧随夹膜机构(82)之后布置在底座(150)上；

置于滑块(520)另一端的压膜制备装置(100)，用于折弯EPE膜活片(22)，所述滑块(520)可在导轨(153)上往复运动。

9.一种EPE膜的压膜制备方法，其特征在于，将待折弯压制的EPE膜片(20)置于底座(150)上的折弯压制区域，并使EPE膜活片(22)的一半至三分之二置于凹槽(151)上方；

压柱(140)先抵达EPE膜片(20)，并对EPE膜片(20)进行抵压，压模(130)继续行进至凹槽(151)中实现对EPE膜活片(22)的折弯压制。

10.一种太阳能电池串组生产系统，其特征在于，包含如权利要求1-8任意所述汇流带的自动焊接设备。