CN114147354B - 一种激光焊接系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种激光焊接系统及方法，在激光焊接系统中，上下料组件能将带接线盒的光伏组件转移到工作台上；装夹组件设在工作台上以对光伏组件夹持定位；焊接压头组件包括连接板、安装座、弹性件、压头和位置检测器，连接板分别与第一机械臂和安装座连接，弹性件上端与安装座连接且下端与压头连接，位置检测器设在安装座上，压头设有位于位置检测器下方的感应片；激光发生器与激光聚焦组件连接以使激光传输至激光聚焦组件；激光聚焦组件与第二机械臂连接；视觉定位组件位于工作台上方，视觉定位组件和位置检测器分别与工控机电连接，工控机分别与激光发生器、第一机械臂和第二机械臂电连接。本发明能降低焊接不良率，提高接线盒的焊接精度及质量。

Description

一种激光焊接系统及方法

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，具体涉及一种激光焊接系统及方法。

背景技术

光伏电池组件作为一种利用太阳能发电的技术，具有绿色环保等优势，已经在很多领域得到普及；因其高光电转换效率的特点，已经成为光伏太阳能发电市场的主流产品。其中，光伏电池组件主要包括电池片、互联条、汇流条、钢化玻璃、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、背板、铝合金、硅胶和接线盒等组成部分。

光伏组件的接线盒与光伏电池上的汇流条通过焊接工艺，实现将太阳能电池产生的电力与外部的线路连接。焊接接线盒作为光伏电池的后端工艺，常用的焊接方法一般为焊锡焊接或激光焊接，激光焊接由于具有较高的可控性，得到了越来越广泛的应用。

在目前的激光焊接工艺中，通常使用焊接压头组件压紧焊接的材料，但是常用的焊接压头组件在焊接过程中，移动的位置都是事先设定好的，不能根据实际情况实现自我调节，当接线盒在光伏组件上的摆放位置稍有偏差时，焊接压头组件并不能很好地压紧接线盒上的焊接位置，导致压紧效果不好；而且，每个接线盒的焊接点厚度不一，现有的焊接压头组件无法压紧接线盒的焊接点。因此，应用于接线盒的激光焊接系统存在着焊接精度和质量低下、焊接不良率高的问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，提供了一种激光焊接系统及方法。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种激光焊接系统，包括工作台、上下料组件、装夹组件、视觉定位组件、焊接压头组件、第一机械臂、激光发生器、激光聚焦组件、第二机械臂和工控机；

所述上下料组件设于所述工作台一侧，以用于将带有接线盒的光伏组件转移到所述工作台上，所述上下料组件与所述工控机电性连接；

所述装夹组件设在所述工作台上以对光伏组件夹持定位，所述装夹组件与所述工控机电性连接；

所述焊接压头组件设在工作台的上方，所述焊接压头组件包括连接板、安装座、弹性件、压头和位置检测器，所述连接板与所述第一机械臂连接，所述安装座与所述连接板连接，所述弹性件的上端与所述安装座连接，所述弹性件的下端与所述压头连接，所述位置检测器设在所述安装座上，所述压头设有用于触发所述位置检测器的感应片，所述位置检测器位于所述感应片的上方；

所述激光发生器与所述激光聚焦组件连接，以使激光发生器产生的激光传输至所述激光聚焦组件；

所述激光聚焦组件设于所述工作台的上方，所述激光聚焦组件与所述第二机械臂连接；

所述视觉定位组件位于所述工作台的上方，所述视觉定位组件和位置检测器分别与所述工控机电性连接，所述工控机分别与所述激光发生器、第一机械臂和第二机械臂电性连接。

本发明至少具有如下有益效果：本发明在使用时，上下料组件将光伏组件放置在工作台上，将接线盒放置在光伏组件上，装夹组件将光伏组件稳稳固定在工作台上；然后，利用视觉定位组件对接线盒的位置进行识别，并将接线盒的位置信息转为电信号传递至工控机，工控机将接线盒的位置数据转化为移动命令，然后将移动命令传递至第一机械臂，通过第一机械臂来调节焊接压头组件的位置，以此类推，焊接时根据每个接线盒的位置来调节焊接压头组件的位置。然后，工控机根据第一机械臂的运动数据控制第二机械臂的运动，以调整激光聚焦组件相对接线盒的位置，有助于提升焊接的精度及质量。

另外，通过弹性件将压头与安装座连接，在安装座上设置位置检测器，在压头上设置感应片，当位置检测器被感应片触发时，则表明压头上移到位，位置检测器将相应的电信号传递至工控机，工控机发送控制命令至第一机械臂，第一机械臂停止安装座下移，此时，压头在弹性件的弹力作用下对焊接点施以足够的压紧作用，提高焊接压头组件的压紧效果，有效地提升了光伏组件接线盒的焊接生产效率和焊接质量。

而且，每个接线盒的焊接点的厚度并不一致，当压头从一个接线盒移动到另一个接线盒时，压头压紧焊接点时所处的高度也不相同，即触发位置检测器时压头所处的高度并不相同，因此，工控机将两个接线盒的焊接点之间的高度差记为△Z，然后再将高度差△Z补偿给第二机械臂，第二机械臂对激光聚焦组件所处的高度进行补偿，使激光聚焦组件与焊接点之间的距离保持恒定，解决了现有激光焊接系统所存在的虚焊和过焊等不良问题，保证了焊接的质量。

作为上述技术方案的进一步改进，激光焊接系统还包括除尘组件；所述除尘组件设在所述工作台的上方，所述除尘组件与所述工控机电性连接。设置除尘组件，以除去接线盒表面的灰尘，降低灰尘对焊接的干扰。

作为上述技术方案的进一步改进，所述除尘组件包括吹尘管，所述吹尘管与所述压头连接，所述吹尘管位于所述压头的上方，所述压头设有贯穿上下的通孔，所述吹尘管具有出气孔，所述出气孔朝向所述通孔设置。吹扫气体从吹尘管吹向通孔，然后以垂直于接线盒焊接点表面的角度吹向焊接点表面，接着吹扫气体往四周扩散，能大幅提高清洁灰尘的效果，减少焊接效果受到灰尘的影响。

作为上述技术方案的进一步改进，所述焊接压头组件还包括滑块和第一导轨，所述第一导轨与所述安装座连接，所述第一导轨的两端沿上下方向延伸，所述滑块滑动连接在所述第一导轨上，所述弹性件的上端与所述安装座固定连接，所述弹性件的下端与所述滑块连接，所述压头与所述滑块连接，所述压头位于所述滑块的下方。采用第一导轨和滑块的组合，促使安装座与压头间接连结，能够保证压头随着滑块沿着竖直方向运动，从而能防止压头晃动，有利于保证了焊接的质量。

作为上述技术方案的进一步改进，所述弹性件为弹簧。弹簧具有较大的弹性变形能力，可吸收振动和冲击量，重复利用率高。

作为上述技术方案的进一步改进，所述视觉定位组件包括相机和光源，所述相机和所述光源均位于所述工作台的上方，所述光源和所述相机均与所述工控机电性连接，相机对工作台上的接线盒进行拍照并将照片传输至工控机，工控机以工作台为基准建立XY平面坐标系, 并且根据接线盒的照片计算出接线盒在XY平面坐标系上的位置坐标值，然后得出多个接线盒的位置在XY平面坐标系上的坐标值，工控机根据坐标值发送移动命令至第一机械臂，第一机械臂控制焊接压头组件移动到对应的位置，使焊接压头组件在焊接过程中能够更加精准地移动到每个接线盒的位置，压紧效果更好，自动化程度更高。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一机械臂和第二机械臂为XYZ移动模组。XYZ移动模组具有运动精度高、体积小、重量轻、成本低等优点，适合应用于接线盒的激光焊接系统中。

作为上述技术方案的进一步改进，所述位置检测器为U型光电传感器。采用U型光电传感器检测感应片，检测效果好，触发更加灵敏。

一种应用于上述激光焊接系统的激光焊接方法，包括以下步骤：

所述工控机发送控制命令至所述上下料组件，所述上下料组件将带有接线盒的光伏组件转移到所述工作台上；

所述工控机发送控制命令至所述装夹组件，所述装夹组件夹紧光伏组件；

所述工控机控制所述视觉定位组件对所述工作台进行图像采集，并将所采集的图像数据传输至所述工控机，所述工控机以所述工作台为基准建立XY平面坐标系,所述工控机根据图像数据计算出接线盒在XY平面坐标系上的位置(△X，△Y)，所述工控机发送控制命令至所述第一机械臂，以使所述第一机械臂控制所述焊接压头组件移动到对应的位置(△X，△Y)；

所述焊接压头组件压紧接线盒焊接点时，压头所处的位置记为Z，压头在两个接线盒焊接点上所处的位置之间的高度差记为△Z；

所述工控机根据坐标值(△X，△Y)换算后得出所述激光聚焦组件需要移动到的位置的坐标值(△X＇，△Y＇)，所述工控机发送控制命令至所述第二机械臂，所述第二机械臂控制所述激光聚焦组件移动到对应的位置(△X＇，△Y＇)，然后根据高度差△Z，所述工控机控制所述激光聚焦组件沿Z轴方向移动长度为△Z的距离，进行高度补偿；

所述工控机发送控制命令至所述激光发生器，以使所述激光发生器发出的激光经所述激光聚焦组件后照射在接线盒的焊接点上；

所述工控机发送控制命令至所述上下料组件，所述上下料组件将带有接线盒的光伏组件转移至所述工作台之外。

在本发明的激光焊接方法中，工控机以工作台为基准建立XY平面坐标系,工控机根据视觉定位组件所采集的接线盒照片计算出接线盒在XY平面坐标系上的坐标位置(△X，△Y)，工控机发送控制命令至第一机械臂，第一机械臂控制焊接压头组件移动到对应的位置 (△X，△Y)，使焊接压头组件在焊接过程中能够更加精准地移动到每个接线盒的位置，压紧效果更好。

除此之外，因为每个接线盒的焊接点的厚度并不一致，所以当压头从一个接线盒移动到另一个接线盒时，压头压紧焊接点时所处的高度也不相同，即触发位置检测器时压头所处的高度并不相同，焊接压头组件压紧接线盒焊接点时，压头所处的位置记为Z，压头在两个接线盒焊接点上所处的位置之间的高度差记为△Z，工控机根据坐标值 (△X，△Y)换算后得出激光聚焦组件需要移动到的位置的坐标值(△ X＇，△Y＇)，工控机发送控制命令至第二机械臂，第二机械臂控制激光聚焦组件移动到对应的位置(△X＇，△Y＇)，然后根据高度差△Z，工控机控制激光聚焦组件沿Z轴方向移动长度为△Z的距离，进行高度补偿，使激光聚焦组件与焊接点之间的距离保持恒定，解决了现有激光焊接系统所存在的虚焊和过焊等不良问题，保证了焊接的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的接线盒与光伏组件的结构示意图；

图3是本发明实施例的控制结构示意图；

图4是本发明实施例的方法流程图；

图5是本发明实施例的焊接压头组件的结构示意图。

图中：100、激光发生器；200、第二机械臂；300、激光聚焦头； 400、工作台；500、第一机械臂；600、工控机；700、相机；800、光源；900、接线盒；1000、光伏组件；1100、冷水机；1200、工业吸尘器；1300、装夹组件；1400、焊接压头组件；1401、安装座；1402、弹性件；1403、滑块；1404、压头；1405、连接板；1406、第一导轨； 1407、吹尘管；1408、感应片；1409、U型光电传感器；1410、支架。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

如图1至图3所示，一种激光焊接系统，包括工作台400、上下料组件、装夹组件1300、视觉定位组件、焊接压头组件1400、第一机械臂500、激光发生器100、激光聚焦组件、第二机械臂200和工控机600。

上下料组件可以为上下料机械手，上下料机械手位于工作台400 的一侧，上下料机械手与工控机600电性连接，上下料机械手能够夹持带有接线盒900的光伏组件1000，并将其从上一个工位的输送带上转移到工作台400上，以完成上料工作。上下料机械手还能够将带有接线盒900的光伏组件1000从工作台400夹持并移动到下一个工位的输送带上，以完成下料工作。

如图1至图3所示，装夹组件1300的数量为四个，且均设在工作台400上，以对光伏组件1000进行夹持定位，装夹组件1300与工控机600电性连接。

当光伏组件1000位于工作台400上时，四个装夹组件1300分别位于光伏组件1000的四个侧面，具体的，装夹组件1300包括夹块和气缸，气缸设在所述工作台400上，气缸的活塞杆与夹块连接，气缸与工控机600电性连接，工控机600发送控制命令至气缸，气缸推动夹块直线运动，促使四个夹块稳稳夹紧光伏组件1000，完成光伏组件1000的定位、装夹工作，自动化程度更高。

在本实施例中，在工作台400处设置光电开关，以用于检测工作台400上是否有光伏组件1000。当光伏组件1000位于工作台400时，光电开关将相应的电信号传递至工控机600，工控机600再发送控制命令至装夹组件1300，装夹组件1300夹紧光伏组件1000。

如图1至图3所示，激光发生器100与激光聚焦组件连接，如通过光纤连接。在焊接时，将光伏组件1000放置在工作台400上，将接线盒900放置在光伏组件1000上，工控机600与激光发生器100 电性连接，用于控制激光发生器100的开启与关闭。

在本实施例中，激光发生器100为光纤激光器，光束质量好，效率高，稳定性高。

在一些其他的实施例中，激光发生器100可以采用固体激光器和与其相配合的光导组件完成激光发射工作。

激光聚焦组件设在工作台400的上方，激光发生器100产生的激光传输至激光聚焦组件，激光聚焦组件将激光聚焦在工作台400上，以对工作台400上的接线盒900进行焊接。激光聚焦组件与第二机械臂200连接，第二机械臂200与工控机600电性连接，工控机600能发送控制指令至第二机械臂200，通过第二机械臂200的工作，能调整激光聚焦组件相对接线盒900的位置。

在本实施例中，激光聚焦组件包括激光聚焦头300。第二机械臂 200为第二XYZ移动模组，其中，第二XYZ移动模组主要由X轴直线模组、Y轴直线模组和Z轴直线模组构成的，结构紧凑，运动精度高，能够精确地控制激光聚焦组件相对接线盒900的位置。

在其他一些实施例中，第二机械臂200可以是四轴及以上的工业机械臂。

如图1至图3所示，激光焊接系统还包括冷却组件，更具体的是，冷却组件包括冷水管道和冷水机1100，冷水管道的一端与冷水机 1100连接，在不影响各个组件正常工作的前提下，冷水管道的另一端绕在激光发生器100和激光聚焦头300附近，然后回流到冷水机1100，使冷水能够循环流动带走激光发生器100和激光聚焦头300工作时的热量，冷水机1100与工控机600电性连接，从而控制冷水机 1100的开关，进而控制冷水在冷水管道的流动，自动化程度更高。

焊接压头组件1400设在工作台400的上方，第一机械臂500与工控机600电性连接，第一机械臂500与焊接压头组件1400连接，能调节焊接压头组件1400相对接线盒900的位置。在本实施例中，第一机械臂500为第一XYZ移动模组，能带动焊接压头组件1400沿 X轴、Y轴和Z轴方向移动。当然，第一机械臂500也可以是四轴及以上的工业机械臂。

如图5所示，焊接压头组件1400包括连接板1405、安装座1401、弹性件1402、压头1404和位置检测器。

连接板1405与第一机械臂500连接，例如通过螺栓进行连接，安装座1401与连接板1405连接，例如通过螺栓进行连接。

弹性件1402的上端与安装座1401连接，弹性件1402的下端与压头1404连接，如通过焊接方式或卡接方式进行连接，弹性件1402 能驱使压头1404往下移动。

如图5所示，在其他一些实施例中，焊接压头组件1400还包括滑块1403和第一导轨1406。第一导轨1406与安装座1401通过螺栓连接，第一导轨1406的两端沿上下方向延伸，滑块1403滑动连接在第一导轨1406上，压头1404与滑块1403通过螺栓连接，压头1404 位于滑块1403的下方。设置滑块1403和第一导轨1406，促使压头 1404与安装座1401间接连接，并保证压头1404相对安装座1401移动更加平顺。

并且，弹性件1402的上端与安装座1401固定连接，弹性件1402 的下端与滑块1403连接，弹性件1402能驱使滑块1403沿上下方向移动，保证滑块1403能够沿着竖直方向运动，防止滑块1403晃动，从而能够防止压头1404晃动，保证了焊接的质量。

在本实施例中，弹性件1402为弹簧，弹性好，使用起来更加方便。

在一些其他的实施例中，弹性件1402也可以是其他具有弹性的制件，如弹片。

在其他一些实施例中，当弹性件1402采用弹簧时，安装座1401 设有导杆，导杆的两端沿上下方向延伸，滑块1403的上端设有导向孔，导杆插入导向孔设置，滑块1403能相对导杆上下移动。而弹簧套设在导杆上，弹簧的上端与安装座1401抵接，弹簧的下端与滑块1403抵接。而且，安装座1401的底部设置有限位块，以限制滑块1403 的下移距离，同时，能够保证导杆与滑块1403保持连接。

如图5所示，一个焊接压头组件1400包括一个连接板1405和两个安装座1401，两个安装座1401在连接板1405上互为镜像对称，两个安装座1401上的弹性件1402和压头1404也互为镜像对称。

如图5所示，位置检测器设在安装座1401上，压头1404设有用于触发位置检测器的感应片1408，位置检测器位于感应片1408的上方，位置检测器与工控机600电性连接。

在本实施例中，位置检测器为U型光电传感器1409，U型光电传感器1409安装在支架1410，支架1410通过螺栓连接在安装座1401 上，尤其是设在安装座1401的上表面，U型光电传感器1409的U型槽向前方开口，感应片1408与滑块1403连接，且感应片1408位于滑块1403的前侧面上，感应片1408所处的位置位于U型光电传感器 1409的U型槽的下方。采用U型光电传感器1409检测感应片1408，检测效果好，触发更加灵敏。

在其他一些实施例中，会采用行程开关、红外测距仪来替换U型光电传感器1409。

感应片1408能随压头1404沿上下方向移动，当位置检测器被上移的感应片1408触发并产生检测信号时，则表明压头1404上移到位，位置检测器将相应的电信号传递至工控机600，工控机600发送控制命令至第一机械臂500，第一机械臂500停止带动压头1404继续运动，同时，压头1404因弹性件1402的弹力作用，能对焊接点施以足够的压紧作用。如此设计，便于对压头1404的压紧状态进行监测。

因为每个接线盒900的焊接点的厚度并不一致，所以当压头1404 从一个接线盒900移动到另一个接线盒900时，压头1404压紧焊接点时所处的高度也不相同，即触发位置检测器时压头1404所处的高度并不相同，因此，工控机600将两个接线盒900的焊接点之间的高度差记为△Z，然后再将高度差△Z补偿给第二机械臂200，第二机械臂200对激光聚焦头300所处的高度进行补偿，使激光聚焦头300与焊接点之间的距离保持恒定，保证了焊接的质量。而且，如此设计，能够避免激光聚焦头300在焊接每个接线盒900时都往上移动以复位，从而有利于提升焊接工作效率，尤其是在工作台400上设置多个装夹组件1300和焊接压头组件1400，激光聚焦头300能够连续对多个接线盒900进行焊接。

如图1至图3所示，视觉定位组件位于工作台400的上方，视觉定位组件与工控机600电性连接。

具体的，视觉定位组件包括相机700和光源800，相机700和光源800均位于工作台400的上方，光源800和相机700均与工控机 600电性连接。相机700对光伏组件1000上的接线盒900进行拍照并将照片传输至工控机600，工控机600内安装有目前工业上已得到广泛应用的工业视觉软件，工控机600以工作台400为基准建立XY 平面坐标系,工控机600根据接线盒900的照片通过工业视觉软件计算出接线盒900在XY平面坐标系上的坐标位置(△X，△Y)，工控机600根据坐标值发送移动命令至第一机械臂500，第一机械臂500 控制焊接压头组件1400移动到对应的坐标位置(△X，△Y)，使焊接压头组件1400在焊接过程中能够更加精准地移动到每个接线盒 900的位置，压紧效果更好，自动化程度更高。以此类推，工控机600 根据其余接线盒900的位置控制焊接压头组件1400移动到对应的位置。

另外，当工控机600通过工业视觉软件计算出接线盒900在XY 平面坐标系上的坐标位置(△X，△Y)后，工控机600根据坐标值计算得出激光聚焦头300所需要移动到的坐标位置(△X＇，△Y＇)，工控机600发送移动命令至第二机械臂200，第二机械臂200控制激光聚焦头300移动到对应的位置(△X＇，△Y＇)，使激光聚焦头300在焊接过程中能够更加精准地移动到每个接线盒900的位置，自动化程度更高。以此类推，工控机600根据其余接线盒900的位置控制激光聚焦头300移动到对应的位置。

如图1至图3所示，激光焊接系统还包括除尘组件，除尘组件设在工作台400的上方，除尘组件与工控机600电性连接。具体的，除尘组件包括吸尘管道和工业吸尘器1200，吸尘管道的一端与工业吸尘器1200连接，吸尘管道的另一端位于接线盒900的上方，工业吸尘器1200与工控机600电性连接，工作时，工控机600发送控制命令至工业吸尘器1200，工业吸尘器1200能够将接线盒900表面的灰尘吸走，降低灰尘对焊接的干扰。

在其他一些实施例中，如图5所示，除尘组件包括吹尘管1407。吹尘管1407与压头1404连接，且位于压头1404的上方。在设置滑块1403与压头1404螺栓连接时，吹尘管1407与滑块1403连接。

并且，压头1404设有贯穿上下的通孔，通孔贯穿压头1404的上表面和下表面，吹尘管1407具有出气孔，出气孔设置一个及以上，在本实施例中，吹尘管1407为圆管，出气孔设在吹尘管1407的侧壁上，出气孔朝向通孔设置，促使吹尘管1407吹出的气体能进入通孔，而通孔的轴线沿上下延伸，因此，气体从通孔出来后，能以垂直于接线盒900焊接点表面的方向吹向接线盒900焊接点的表面，并往四周扩散开来，以有效吹走焊接点表面的烟尘，实现对附着在接线盒900 焊接点表面的烟尘进行清理，减少外部介质对焊接效果的影响。

在本实施例中，吹尘管1407与外部气源如空压机、压力气体罐连接，吹尘管1407与外部气源的连接处设有电磁阀，电磁阀与工控机600电性连接，工控机600能控制电磁阀的开合，从而控制吹尘管 1407的除尘工作。

如图4所示，一种基于上述激光焊接系统的激光焊接方法，包括以下步骤：

S100、当接收到上一个工位的来料信号后，工控机600发送控制命令至冷水机1100，冷水机1100开启并进行冷却工作；

S200、当接收到上一个工位的来料信号后，工控机600发送控制命令至工业吸尘器1200，工业吸尘器1200开启并对工作台400的上表面进行除尘工作；

S300、当接收到上一个工位的来料信号后，工控机600发送控制命令至上下料机械手，上下料机械手将带有接线盒900的光伏组件 1000从上一个工位的输送带上夹持并移动至工作台400上；

S400、位于工作台400上的光电开关检测到光伏组件1000位于工作台400，光电开关将相应的电信号传递至工控机600，工控机600 再发送控制命令至气缸，气缸推动夹块夹紧光伏组件1000；

S500、工控机600控制视觉定位组件对工作台400进行图像采集，具体的，工控机600控制相机700对工作台400上的接线盒900进行拍照并将照片传输至工控机600，工控机600以工作台400为基准建立XY平面坐标系，工控机600根据接线盒900的照片(或图像数据)，利用工业视觉软件计算出接线盒900在XY平面坐标系的位置(△X，△Y)，同理也可以得到各个接线盒900在XY平面坐标系的位置，各个接线盒900的位置依次记为(△X1，△Y1)，(△X2，△Y2)，...... (△Xn，△Yn)，n为自然数，以此类推，工控机600发送控制命令至第一机械臂500，第一机械臂500控制焊接压头组件1400移动到接线盒900对应的位置；

S600、当焊接压头组件1400压紧接线盒900焊接点时，压头1404 所处的位置记为Z，在每个接线盒900焊接点的位置依次记为Z1， Z2，......Zn，n为自然数，以此类推，压头在两个接线盒900焊接点上所处的位置之间的高度差记为△Z，即△Z＝Z1-Z2；

S700、工控机600根据坐标值(△X，△Y)，利用工业视觉软件换算后得出激光聚焦头300需要移动到的位置的坐标值(△X＇，△ Y＇)，工控机600发送控制命令至第二机械臂200，第二机械臂200 控制激光聚焦头300移动到对应的位置(△X＇，△Y＇)，然后根据高度差△Z，工控机600控制激光聚焦头300沿Z轴方向移动长度为△Z的距离，进行高度补偿；

S800、工控机600发送控制命令至激光发生器100，以使激光发生器100发出的激光经激光聚焦头300后照射在接线盒900的焊接点上，进行焊接；

S900、焊接完一个接线盒900后，重复步骤S300至S800，完成多个接线盒900的焊接工作；

S1000、完成焊接工作后，工控机600发送控制命令至第一机械臂500，第一机械臂500控制焊接压头组件1400上升并远离工作台 400；

S1100、工控机600发送控制命令至气缸，气缸带动夹块归位；

S1200、工控机600发送控制命令至上下料机械手，上下料机械手将光伏组件1000从工作台400中移出并转移到下一个工位的输送带上。

更具体的是，关于压头1404的位置和激光聚焦头300的位置的定位及高度补偿，以两个接线盒900为例进行进一步说明。

关于定位方面，以工作台400为基础建立XY平面坐标系，利用工业视觉软件计算两个接线盒900在XY平面坐标系的位置，更具体的是，计算出焊接点的位置，其中A接线盒焊接点的坐标为(1，1)， B接线盒焊接点的坐标为(2,2)，工控机600在焊接时将相应的控制命令分别传送至第一机械臂500和第二机械臂200，第一机械臂500 将焊接压头组件1400依次移动到两个接线盒900的位置，第二机械臂200移动激光聚焦头300依次移动到两个接线盒900的位置，从而完成定位工作。

关于高度补偿方面，当位置检测器检测到压头1404压紧A接线盒焊接点后，此时压头1404所处的高度为1，此时激光聚焦头300 所处的高度为2，当压头1404移动至B接线盒后，并且位置检测器检测到压头1404压紧B接线盒焊接点后，此时压头1404所处的高度为2，则压头1404在两个接线盒900焊接点之间的高度差为1，为了保证焊接质量，需要保持激光聚焦头300和焊接点之间高度差的恒定，即为1，因此，当激光聚焦头300移动至B接线盒时，对激光聚焦头300的高度进行补偿，将激光聚焦头300向上移动1个单位，即将激光聚焦头300的高度移动至3，从而保证焊接的质量。

在本实施例中，在步骤S700中，相机700在焊接的过程中也实时监测着焊接情况，即相机700将焊接时接线盒900的照片传输至工控机600，工控机600利用工业视觉软件对接线盒900的位置进行分析，防止接线盒900移位，提高焊接的质量。

在本实施例中，工控机600内安装有利用工业视觉软件对接线盒 900的焊接质量进行观察，此功能为现有的工业视觉软件所具备的功能。

在本实施例中，工作台400上设有温度监测组件，更具体的是，温度监测组件为温度传感器，温度传感器与工控机600电性连接，在步骤S700中，温度传感器将焊接时的温度数据传输至工控机600，一旦温度超过设定的阈值，工控机600将发送控制命令至激光发生器 100，停止焊接。

在本实施例中，采用的工业视觉软件是目前工业上常用的工业视觉软件，因此，工业视觉软件的图像处理方法不属于本发明的保护范围，属于现有技术，本发明主要保护的是整个系统的连接方式以及焊接时各个组件之间相互配合时的工作方法。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种激光焊接系统，其特征在于：包括工作台、上下料组件、装夹组件、视觉定位组件、焊接压头组件、第一机械臂、激光发生器、激光聚焦组件、第二机械臂和工控机；

所述上下料组件设于所述工作台一侧，以用于将带有接线盒的光伏组件转移到所述工作台上，所述上下料组件与所述工控机电性连接；

所述装夹组件设在所述工作台上以对光伏组件夹持定位，所述装夹组件与所述工控机电性连接；

所述焊接压头组件设在工作台的上方，所述焊接压头组件包括连接板、安装座、弹性件、压头和位置检测器，所述连接板与所述第一机械臂连接，所述安装座与所述连接板连接，所述弹性件的上端与所述安装座连接，所述弹性件的下端与所述压头连接，所述位置检测器设在所述安装座上，所述压头设有用于触发所述位置检测器的感应片，所述位置检测器位于所述感应片的上方；

所述激光发生器与所述激光聚焦组件连接，以使激光发生器产生的激光传输至所述激光聚焦组件；

所述激光聚焦组件设于所述工作台的上方，所述激光聚焦组件与所述第二机械臂连接；

所述视觉定位组件位于所述工作台的上方，所述视觉定位组件和位置检测器分别与所述工控机电性连接，所述工控机分别与所述激光发生器、第一机械臂和第二机械臂电性连接；

其中，所述焊接压头组件压紧接线盒焊接点时，所述压头所处的位置记为Z，所述压头在两个接线盒焊接点上所处的位置之间的高度差记为△Z；根据所述高度差△Z，所述工控机控制所述第二机械臂控制所述激光聚焦组件沿Z轴方向移动长度为△Z的距离，进行高度补偿。

2.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于：还包括除尘组件；所述除尘组件设在所述工作台的上方，所述除尘组件与所述工控机电性连接。

3.根据权利要求2所述的激光焊接系统，其特征在于：所述除尘组件包括吹尘管，所述吹尘管与所述压头连接，所述吹尘管位于所述压头的上方，所述压头设有贯穿上下的通孔，所述吹尘管具有出气孔，所述出气孔朝向所述通孔设置。

4.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于：所述焊接压头组件还包括滑块和第一导轨，所述第一导轨与所述安装座连接，所述第一导轨的两端沿上下方向延伸，所述滑块滑动连接在所述第一导轨上，所述弹性件的上端与所述安装座固定连接，所述弹性件的下端与所述滑块连接，所述压头与所述滑块连接，所述压头位于所述滑块的下方。

5.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于：所述弹性件为弹簧。

6.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于：所述视觉定位组件包括相机和光源，所述相机和所述光源均位于所述工作台的上方，所述光源和所述相机均与所述工控机电性连接。

7.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于：所述第一机械臂和第二机械臂为XYZ移动模组。

8.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于：所述位置检测器为U型光电传感器。

9.一种应用于如权利要求1至8任一所述的激光焊接系统的激光焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：

所述工控机发送控制命令至所述上下料组件，所述上下料组件将带有接线盒的光伏组件转移到所述工作台上；

所述工控机发送控制命令至所述装夹组件，所述装夹组件夹紧光伏组件；

所述工控机控制所述视觉定位组件对所述工作台进行图像采集，并将所采集的图像数据传输至所述工控机，所述工控机以所述工作台为基准建立XY平面坐标系,所述工控机根据图像数据计算出接线盒在XY平面坐标系上的位置（△X，△Y），所述工控机发送控制命令至所述第一机械臂，以使所述第一机械臂控制所述焊接压头组件移动到对应的位置（△X，△Y）；

所述焊接压头组件压紧接线盒焊接点时，所述压头所处的位置记为Z，所述压头在两个接线盒焊接点上所处的位置之间的高度差记为△Z；

所述工控机根据坐标值（△X，△Y）换算后得出所述激光聚焦组件需要移动到的位置的坐标值（△X＇，△Y＇），所述工控机发送控制命令至所述第二机械臂，所述第二机械臂控制所述激光聚焦组件移动到对应的位置（△X＇，△Y＇），然后根据所述高度差△Z，所述工控机控制所述第二机械臂控制所述激光聚焦组件沿Z轴方向移动长度为△Z的距离，进行高度补偿；

所述工控机发送控制命令至所述激光发生器，以使所述激光发生器发出的激光经所述激光聚焦组件后照射在接线盒的焊接点上；

所述工控机发送控制命令至所述上下料组件，所述上下料组件将带有接线盒的光伏组件转移至所述工作台之外。