CN113458687A - 分距装置、焊头、焊接装置及焊接方法 - Google Patents

Abstract

一种分距装置，设置在焊接工位，用于至少两片太阳能电池片与焊带互联同步焊接的连续生产过程中，排布出适应连续焊接的电池片间距和/或串间距，包括支撑台和至少两个承载台；所有承载台并列设置在支撑台上且能够沿支撑台的延伸方向往复移动，承载台的并列方向与支撑台延伸方向相同。焊台和焊头都应用分距装置，使焊接装置能够适应有电池片间距和/或串间距的至少两片电池片的同步及连续焊接，利用本发明提供的焊接方法，保证了焊接效果，增强了焊接设备的通用性。

Description

分距装置、焊头、焊接装置及焊接方法

技术领域

本申请涉及太阳能电池片组串生产技术领域，具体涉及一种焊接模组用串间距分距装置、焊头、焊接装置和焊接方法。

背景技术

随着焊接技术的发展，市场上的串焊机生产速度越来越快，功能越来越丰富，因此需要利用自动串焊机生产电池串过程中一切可以利用的时间来不断提高串焊机的产能，其中连续生产太阳能电池串的技术是其中一项提高生产电池串产能的技术，但在应用此技术过程中，只能实现单片电池片的连续焊接或将单片电池片切分为两分片后的电池片的连续焊接，产能最高可达4000片/小时。

但随着电池片规格越来越丰富，电池片被切分为3个、4个等多个小分片，这样，原有的电池串连续焊接的生产模式就难以满足这种多分片及高效率的生产需求。有技术人员想到将焊接工位的冷却时间充分利用起来，并一次性焊接两个整片或两个半整片等的连续焊接方式，以有效提高电池串的生产效率。但是因同步焊接电池片数量的增加，在焊接工位，电池串间距的位置存在不固定的情况，使得在连续生产太阳能电池串的过程中，电池片与焊带难以满足可靠焊接需求，就需要解决在焊接工位电池串间距存在变化的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种焊接模组用串间距分距装置。

还有必要提供一种焊头。

还有必要提供一种焊接装置。

还有必要提供一种焊接方法。

一种分距装置，设置在焊接工位，用于至少两片太阳能电池片与焊带互联同步焊接的连续生产过程中，排布出适应连续焊接的电池片间距和/或串间距，包括支撑台、至少两个承载台和控制系统；所有承载台并列设置在支撑台上且能够沿支撑台的延伸方向往复移动，承载台的并列方向与支撑台延伸方向相同，控制系统能够控制各承载台的移动距离。

进一步地，控制系统包括第一驱动装置和离合装置；相邻的承载台之间通过离合装置连接，离合装置可控地使相邻承载台接合或者分离，第一驱动装置固定在支撑台的一端，且第一驱动装置的驱动端与其中一个位于端部的承载台驱动连接，其中另一个位于端部的承载台与支撑台可活动地连接；第一驱动装置能够带动与其连接的承载台在支撑台的延伸方向往复移动。

进一步地，另一个位于端部的承载台与支撑台远离第一驱动装置的一端通过离合装置连接，离合装置可控地使第二驱动装置与其最接近的承载台接合或者分离。

可选地，控制系统包括和每个承载台分别连接的动力装置，动力装置能够控制与其连接的承载台在支撑台的延伸方向往复移动。

一种焊头，应用上述分距装置，在承载台上设有若干灯管。

一种焊接装置，包括应用上述分距装置的焊台及应用上述分距装置的焊头，焊台能够调整相邻电池片焊接间距，焊头可活动地设置在焊台的上方，且焊头能够根据焊台的分距状况适应性调整灯管之间的间距。

一种焊接方法，包括如下步骤：

S1.根据焊接需求，通过应用于焊台上的分距装置适应性调整各承接电池片的承载台的间距，焊头相对于焊台适应性调整灯管位置，使灯管与焊台上的承载台上下对应，满足电池片间的片间距和/或电池串间的串间距的焊接需求；

S2.将需要焊接的电池片组件对应布置在焊台上的各承载台上；

S3.焊接电池片；

S4.重复以上步骤，即实现电池串的连续焊接。

本申请提供的分距装置、焊头及焊接装置，焊台上的承载台用于承接需要焊接的电池片，焊头上的承载台用于安装灯管，通过焊台与焊头的分距配合，使焊接装置能够适应有电池片间距和/或串间距的至少两片电池片焊接。与此同时，本申请提出来两种自动分距方案：

方案一：根据分距需求，控制离合装置，利用第一驱动装置能够快速稳定地调整出一个串间距，配合第二驱动装置则能够快速稳定地调整出两个串间距。

方案二：每个承载台都通过动力装置单独控制，可以迅速分离出任意串间距。

本申请提供的焊接方法，实现了至少两片电池片的同步及连续焊接，通过焊头与在焊台的相互配合，满足电池串间距不固定的焊接需求，提高了电池串生产效率的同时，保证了焊接效果，增强了焊接设备的通用性。

附图说明

图1是本发明的分距装置结构示意图；

图2是本发明的分距装置包含第二驱动装置的结构示意图；

图3是本发明中承载台与支撑台的配合关系示意图；

图4是本发明中离合装置的另一个实施例的连接结构示意图；

图5是本发明中承载台上表面上其中一个模块的示意图；

图6是本发明图5中A区域的放大视图；

图7是本发明图2的其中一个角度示意图；

图8是本发明的分距装置的一种工作状态示意图；

图9是本发明中焊接装置的分距装置与焊头的位置关系示意图；

图10是本发明中布片装置布片后电池片的状态示意图；

图11是本发明中无串间距及有串间距时焊带布置示意图；

图12是本发明中无串间距及有串间距时合片装置合片后的电池片状态示意图。

图中：支撑台10、支撑板11、引导件12、承载台20、滑动件21、模块22、凹槽23、支撑件24、顶针25、扶持件26、第一驱动装置30、离合装置40、主动连接件41、被动连接件42、第二驱动装置50、活动板60、偏心轮机构61、电池片70、焊带80、焊头90。

具体实施方式

以下结合本申请的附图，对本申请的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐述。

请参阅图1，一种分距装置，设置在焊接工位，用于至少两片太阳能电池片与焊带互联同步焊接的连续生产过程中，排布出适应连续焊接的电池片间距和/或串间距，包括支撑台10、至少两个承载台20和控制系统；所有承载台20并列设置在支撑台10上且能够沿支撑台10的延伸方向往复移动，承载台20的并列方向与支撑台10延伸方向相同，控制系统能够控制各承载台20的移动距离，通过调整承载台20之间的距离，可使承载台20之间形成间距。

在本发明的一个实施例中，控制系统包括第一驱动装置30和离合装置40；相邻的承载台20之间通过离合装置40连接，离合装置40可控地使相邻承载台20接合或者分离，当需要调整任意两个承载台20之间的距离时，可控制离合装置40使任意两个承载台20断开连接，此时会形成两组承载台，每组承载台至少包括一个承载台20，每组承载台20可整体移动，提高了承载台20之间形成间距的速度。第一驱动装置30固定在支撑台10的一端，且第一驱动装置30的驱动端与其中一个位于端部的承载台20驱动连接，第一驱动装置30能够带动与其连接的承载台20在支撑台10的延伸方向往复移动，其中另一个位于端部的承载台20与支撑台10可活动地连接。优选地，另一个位于端部的承载台20与支撑台10通过离合装置40连接，离合装置40可控地使另一个位于端部的承载台20与支撑台10接合或者分离，当该承载台20与第一驱动装置30驱动连接的承载台20断开连接时，该承载台20可通过离合装置稳固在支撑台10上，避免该承载台20因振动等因素左右移动，导致分距距离变动的问题。

需要说明的是，第一驱动装置30可以为电机、液压或气压等驱动装置。第一驱动装置30优选为电机，能够控制驱动行程，可通过皮带传动或链式传动等方式与承载台20连接，可实现对与其连接的承载台20移动距离的精确控制，且每个离合装置40均独立控制，通过第一驱动装置30与离合装置40配合，第一驱动装置30可以驱动任意与其连接的承载台20移动一定距离，能够快速有效调整各承载台20之间的距离。

为了满足焊接的电池片中存在2个串间距的焊接需求，此时需要移动最后一个承载台20(从右往左数)的位置并在承载台20之间形成一处间距。请参阅图2，本发明装置的支撑台10远离第一驱动装置30的另一端还固定有第二驱动装置50，第二驱动装置50与最后一个承载台20驱动连接，第二驱动装置50能够驱动该承载台20在支撑台10上往复运动并能够控制运动距离。优选地，第二驱动装置50为连接有丝杠的伺服电机，丝杠上设有丝母，丝母与该承载台20可拆卸连接，如，该承载台20通过螺栓固定在丝母上。第一驱动装置30第二驱动电机50配合工作可以使承载台20之间的形成一处间距，并使最后一个承载台20移动一定距离并固定，最后一个承载台20相对于原来位置会形成一个间距，如此便形成满足焊接需求的2个稳定串间距，且第二驱动装置50配合第一驱动装置30使用，能够快速调节出各承载台20之间的间距。进一步地，第二驱动装置50与该承载台20之间同样设有离合装置40，离合装置40可控地使第二驱动装置50与该承载台20接合或者分离，用于增强本发明装置的适用性。通常情况下，第一驱动装置30与第二驱动装置50的驱动速度不匹配，当第一驱动装置30带动所有承载台20移动时，控制离合装置40使第二驱动装置50与承载台20分离，可避免第二驱动装置50与第一驱动装置30的驱动速度不匹配，造成设备受损的问题。

在本发明的另一个实施例中，控制系统包括与每个承载台20连接的动力装置，动力装置能够控制与其连接的承载台20在支撑台10的延伸方向往复移动。动力装置可以为电机、液压或气压等动力装置。动力装置优选为电机，能够控制运动行程，可通过皮带传动或链式传动等方式与承载台20连接，可实现对与其连接的承载台移动距离的精确控制。

请参阅图3，支撑台10包括支撑板11及水平设置在支撑板11上的引导件12，引导件12的指向与支撑台10的延伸方向相同，每个承载台20上设置与引导件12相配合的滑动件21。引导件12和滑动件21的数量不做限制。在本发明的实施例中，引导件12和滑动件21共有两组，引导件12设置在支撑板11的上方，滑动件21设置在承载台20的底部，保证承载台20能够在支撑台10上稳定滑动。可选地，滑动件21还可以设置在承载台20的两侧，相应地，引导件可以设置在支撑台10内侧。为方便实施，引导件12为滑轨，滑动件21为滑块。可选地，引导件12还可以为滑槽，滑动件21为与滑槽匹配的滑块。

在本发明的一个实施例中，离合装置40包括主动连接件41及被动连接件42，主动连接件41和被动连接件42分别固定在相邻的承载台20的一侧，且主动连接件41与被动连接件42能够相互配合以使相邻承载台20接合或者分离。优选地，主动连接件41为电磁铁，被动连接件42为能够被磁力吸引的金属件，每块电磁铁分别与电源连接，当电磁铁与金属件接触时，通电使其连接，保证连接的可靠性。

在本发明的另一个实施例中，请参阅图4，离合装置40包括主动连接件41及被动连接件42，主动连接件41为真空吸盘，被动连接件42为平板，平板能够被真空吸盘牢牢吸附，每个真空吸盘分别与负压气源连接，当真空吸盘与平板接触时，接入负压使其连接，保证连接的可靠性。

本发明提供的分距装置可以应用于焊台。请参阅图5、6和8，需要焊接的电池片70表面平整，其内部还具有若干栅线，在其表面的栅线经过的位置，还间隔设有多个焊盘点。当本发明的分距装置应用于焊台时，承载台20用于承载电池片，每个承载台20对应地承载一块电池片，具体数量可以根据一次性焊接电池片的数量设置。为了便于焊接，将每个承载台20的水平上表面分割为若干相同的模块22，每个模块22上都设有若干平行于支撑台10延伸方向用于容纳焊带80的凹槽23，所有模块22上凹槽23的总数量与单个电池片70内部栅线的数量对应。凹槽23内线性间隔设有可上下移动的若干支撑件24和若干顶针25，支撑件24的顶部开设有凹口，凹口的开口方向顺应凹槽23延伸方向，支撑件24和顶针25能够上移或者下移，其中顶针25的数量与电池片70一条栅线上焊盘点的数量对应，顶针25的位置依据电池片70上焊盘点的位置设置。当焊带80置于凹槽23内时，支撑件24的凹口用于承接焊带80，使焊带80与栅线能始终处于同一竖直水平面内，以保证有效焊接；与此同时，顶针25的顶部同样对焊带80起到支撑作用。为了使电池片70底部的焊盘点与被顶针25支撑的焊带80紧密接触而不损坏电池片70，顶针25的底部抵接设有弹簧，未受压力时，顶针25的顶部高于支撑件24的顶部。

为进一步保证焊带80在凹槽30内不发生偏移，凹槽23内还设置有若干具有开口的扶持件26，扶持件26的开口顺应凹槽的凹口方向。

请参阅图7，为了使支撑件24和顶针25同时上移或者下移，支撑件24和顶针25底部的弹簧均与活动板60连接。活动板60位于模块22的下方，支撑件24和顶针25及其底部的弹簧通过位于凹槽23下方的通孔与活动板60连接。活动板60的两侧设置有竖板，竖板的一端与活动板60固定连接，竖板的另一端与偏心轮机构61连接，第三驱动装置驱动偏心轮机构61使活动板60水平上移或者下移，当活动板60处于最高位时，支撑件24的顶部不凸出于模块22，避免处于焊接状态时电池片70受到支撑件24与其上方模具的挤压而破碎。在焊接过程中，位于电池片70下方的焊带80与该电池片70的焊盘点接触，避免了焊接后的电池串中的电池片70的焊盘点与对应的焊带80出现虚焊等不良焊接现象。第三驱动装置为电机。

请参阅图9，本发明提供的分距装置还可以应用于焊头90。本发明还提供一种焊头90，应用上述分距装置，承载台20上设有若干灯管，用于提供焊接电池片70的焊接能量。

本发明还提供一种焊接装置，焊台及焊头90都应用上述分距装置，焊台和焊头90能够实现相同的分距状态，相互适应。焊台能够调整相邻电池片70的焊接间距，焊头90可活动地设置在焊台的上方，且焊头90能够根据焊台的分距状况适应性调整灯管之间的间距，使焊台与焊头90的焊接位置相对应。本发明提供的焊接装置应用于焊接设备，提高了焊接设备的通用性。

请参阅图8，串间距N是两个电池串之间的间距，从右往左数，第二片电池片70与第三片电池片70之间的距离即为串间距N。本发明还提供一种焊接方法，包括如下步骤：

S1.根据焊接需求，通过应用于焊台上的分距装置适应性调整各承接电池片70的承载台20的间距，焊头90相对于分距装置适应性调整灯管位置，使灯管与与焊台上的承载台20上下对应，满足电池片70间的片间距和/或电池串间的串间距N的焊接需求；

S2.将需要焊接的电池片组件对应布置在各承载台20上；

S3.焊接电池片70；

S4.重复以上步骤，即实现电池串的连续焊接。

其中，电池片组件的制备方法包括如下步骤，请参阅图10-12：

S1.布片装置将至少两个电池片70相邻排布在布片工位上，此时电池片70之间的间距为L；

S2.布带装置在电池片70上布置焊带80，判断是否存在串间距N；

若不存在串间距N：

布带装置在每片电池片70上方放置焊带80，使焊带80和电池片70的内部栅线在同一竖直面上，并使焊带80的一端放置于每片电池片70内部栅线端部的临近边缘；焊带80的另一端伸出于电池片70，并在焊带80伸出于电池片70的地方弯折焊带80，使焊带80伸出端在电池片70所在水平面的下方水平延伸，伸出端的延伸方向背离焊带80的另一端，伸出端的长度M为电池串中电池片70间的间距与电池片70一边到电池片70另一边内部的栅线端部的距离之和；

若存在串间距N：

布带装置在每片电池片70上方放置焊带80，使焊带80和电池片70的内部栅线在同一竖直面上，并使焊带80的一端放置于每片电池片70内部栅线端部的临近边缘；焊带80的另一端伸出于电池片70，并在焊带80伸出于电池片70的地方弯折焊带80，使焊带80伸出端在电池片70所在水平面的下方水平延伸，伸出端的延伸方向背离焊带80的另一端，其中，与下一片电池片70存在串间距N的电池片70布置的焊带80的伸出端的长度为M+N，其余电池片70布置的焊带80的伸出端的长度为M，长度M为电池串中电池片70间的间距与电池片70一边到电池片70另一边内部的栅线端部的距离之和；

S3.压板装置在焊带80上放置压具，使焊带80与电池片70的位置相对固定(压具未示出)；

S4.合片装置对电池片70、焊带80和压具进行合片，形成电池片组件，此时电池片70之间的间距为焊接电池串中的电池片70间的片间距和/或电池串间的串间距N。

结合本发明提供的焊接装置与焊接方法，本发明的分距装置的使用方法如下：

请参阅图8，电池片70的承载台20数量为5个，即一次可焊接5片电池片。当适用于太阳能电池组件使用的预定长度的单元电池串中电池片70的数量为12片时，焊接装置需要三次焊接即可形成具有12片电池片70的电池串，即：前两次焊接共焊接10片电池片70，且不存在串间距N；第三次焊接，焊接的5片电池片中，第二片电池片70与第三片电池片70之间存在串间距N。

首先，使用上述焊接方法，重复步骤S1-S3焊接10片电池片70，由于前两次焊接共10片电池片70之间不存在串间距N，故5个承载台20在焊接时的间距始终为电池串中电池片70间的间距。

然后继续重复步骤S1-S3进行第三次焊接，此时，在第三次焊接中，第二片电池片70与第三片电池片70之间存在串间距N。进行步骤S1时，第五个承载台20固定不动，连接第二个承载台20与第三个承载台20(从右往左数)的离合装置40打开使其断开连接，第一驱动装置30驱动与其连接的第一个承载台20带动第二个承载台20向右移动距离N，此时第二个承载台20与第三个承载台20之间形成串间距N。

最后，继续焊接形成具有12片电池片70的电池串。

以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，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，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (11)

1.一种分距装置，设置在焊接工位，用于至少两片太阳能电池片与焊带互联同步焊接的连续生产过程中，排布出适应连续焊接的电池片间距和/或串间距，其特征在于，包括支撑台(10)、至少两个承载台(20)和控制系统；所有承载台(20)并列设置在支撑台(10)上且能够沿支撑台(10)的延伸方向往复移动，承载台(20)的并列方向与支撑台(10)延伸方向相同，控制系统能够控制各承载台(20)的移动距离。

2.如权利要求1所述的分距装置，其特征在于，控制系统包括第一驱动装置(30)和离合装置(40)；相邻的承载台(20)之间通过离合装置(40)连接，离合装置(40)可控地使相邻承载台(20)接合或者分离，第一驱动装置(30)固定在支撑台(10)的一端，且第一驱动装置(30)的驱动端与其中一个位于端部的承载台(20)驱动连接，其中另一个位于端部的承载台(20)与支撑台(10)可活动地连接；第一驱动装置(30)能够带动与其连接的承载台(20)在支撑台(10)的延伸方向往复移动。

3.如权利要求2所述的分距装置，其特征在于，另一个位于端部的承载台(20)与支撑台(10)远离第一驱动装置(30)的一端通过离合装置(40)连接，离合装置(40)可控地使第二驱动装置(50)与其最接近的承载台(20)接合或者分离。

4.如权利要求1所述的分距装置，其特征在于，控制系统包括和每个承载台(20)分别连接的动力装置，动力装置能够控制与其连接的承载台(20)在支撑台(10)的延伸方向往复移动。

5.如权利要求1所述的分距装置，其特征在于，支撑台(10)包括支撑板(11)及水平设置在支撑板(11)上的引导件(12)，引导件(12)的指向与支撑台(10)的延伸方向相同，每个承载台(20)上设置与引导件(12)相配合的滑动件(21)。

6.如权利要求2或3所述的分距装置，其特征在于，离合装置(40)包括主动连接件(41)及被动连接件(42)，主动连接件(41)和被动连接件(42)分别固定在相邻的承载台(20)上，且主动连接件(41)与被动连接件(42)能够相互配合以使相邻承载台(20)接合或者分离。

7.如权利要求6所述的分距装置，其特征在于，主动连接件(41)为电磁铁，被动连接件(42)为能够被磁力吸引的金属件。

8.如权利要求6所述的分距装置，其特征在于，主动连接件(41)为真空吸盘，被动连接件(42)为平板。

9.一种焊头，其特征在于，结构包括：如权利要求1-4任一项所述分距装置，和设置在所述分距装置上的所述承载台(20)上的若干灯管。

10.一种焊接装置，其特征在于，包括应用如权利要求1-8任一项所述分距装置的焊台及如权利要求9所述的焊头(90)，焊台能够调整相邻电池片(70)焊接间距，焊头(90)可活动地设置在焊台的上方，且焊头(90)能够根据焊台的分距状况适应性调整灯管之间的间距。

11.一种焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.根据焊接需求，通过应用于焊台上的分距装置适应性调整各承接电池片(70)的承载台(20)的间距，焊头(90)相对于焊台适应性调整灯管位置，使灯管与焊台上的承载台(20)上下对应，满足电池片(70)间的片间距和/或电池串间的串间距的焊接需求；

S2.将需要焊接的电池片组件对应布置在焊台上的各承载台(20)上；

S3.焊接电池片(70)；

S4.重复以上步骤，即实现电池串的连续焊接；

上述分距装置和承载台为权利要求1-8任一项中的所述分距装置和所述承载台。

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