CN115255751A - 一种光伏组件用太阳能铝边框焊接加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏组件用太阳能铝边框焊接加工装置，包括：工作机台、伺服定位机构、拼接夹持机构和自动焊接机构，工作机台的表面固定安装有转台座，转台座的表面转动套接有主轴杆，且转台座的底面固定安装有驱动电机，主轴杆的表面固定套接有与驱动电机输出端传动连接的驱动轮。本发明中，通过才作用自动化伺服焊接驱动结构，分别利用伺服定位机构和自动焊接机构进行待焊接太阳能铝边框的转动运动更换不同焊接角、以及焊接机头的三位空间运动，进而根据设定程序进行太阳能铝边框的自动化焊接，无需人员介入，使太阳能铝边框的焊接过程自动化、标准化，且工作效率和产品质量显著提升。

Description

一种光伏组件用太阳能铝边框焊接加工装置

技术领域

本发明涉及自动焊接技术领域，具体为一种光伏组件用太阳能铝边框焊接加工装置。

背景技术

太阳能光伏组件边框是太阳能光伏组件的重要组成部分，封装在光伏板边侧，对光伏板进行封固、保证光伏组件具有良好的机械性能和便于在不同的使用环境中的快捷安装。太阳能光伏组件边框一般为铝合金边框，铝合金边框设有连接光伏板的型腔，型腔的横截面通常呈U型，光伏板的边沿插入铝合金边框的型腔内，利用焊接加工实现连接固定。

现有的焊接加工工作主要通过人工进行手持焊接头进行人为焊接，焊接质量受操作工人工作经验影响较大，由于操作人员的长时间工作或意外均会导致太阳能铝边框焊接质量低下甚至出现残次废品，无法进行标准化作业生产，另一种采用精密的多轴伺服焊接机械臂焊接的方式，虽能有效提高焊接工作效率，但定位操作繁琐，操作程序调试难度大，存在一定缺陷。

此外，在大量焊接工作中发现由于铝质边框在焊接过程中由于焊接高温影响易导致铝边框结构的热胀效应，从而在焊接过程中使太阳能铝边框拼接结构发生分离，焊缝变大，进一步导致焊接产品质量的不可控性，增大作业难度。有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种光伏组件用太阳能铝边框焊接加工装置，来解决目前存在的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。

发明内容

本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种光伏组件用太阳能铝边框焊接加工装置，包括：工作机台、伺服定位机构、拼接夹持机构和自动焊接机构，所述工作机台的表面固定安装有转台座，所述转台座的表面转动套接有主轴杆，且转台座的底面固定安装有驱动电机，所述主轴杆的表面固定套接有与驱动电机输出端传动连接的驱动轮，所述主轴杆的顶端与伺服定位机构的底面固定连接，所述自动焊接机构固定安装于工作机台的顶面；

所述伺服定位机构包括第一定位导轨、第二定位导轨、同步条轨和第一滑座，所述第一定位导轨和第二定位导轨的内侧分别固定安装有第一丝杆电机和第二丝杆电机，所述第一丝杆电机和第二丝杆电机均为双输出电机且分别固定连接有第一丝杆和第二丝杆，所述第一丝杆和第二丝杆的表面分别螺纹套接有第一导套座和第二导套座，所述第一定位导轨的表面滑动安装有与第一导套座顶面固定连接的运动轨台，所述运动轨台的表面滑动安装有第二滑座，所述第二导套座的顶面与同步条轨的底面固定连接，所述第一滑座滑动安装于同步条轨的表面且固定安装于第二滑座的顶面，所述拼接夹持机构固定安装于第一滑座的表面；

所述拼接夹持机构包括运动夹座、顶推缸和边夹缸，所述顶推缸固定安装于运动夹座的表面且输出端固定连接有内角顶块，所述运动夹座的顶面边缘固定安装有限位边条，所述边夹缸固定安装于运动夹座的侧面且输出端活动连接有锁夹头。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述工作机台的底面固定安装有控制连接器，所述控制连接器包括固定于工作机台底面的轴承架、固定于主轴杆底端的电极导轴以及若干固定安装于轴承架内侧的电刷夹，所述电极导轴转动安装于轴承架的内侧且表面设有若干间隔分布的电极环，所述电刷夹与电极环一一对应布置且电刷夹的内侧与电极环的表面弹性抵接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：若干所述电极环与伺服定位机构的输入端电连接，且所述电刷夹的端部电连接控制器，所述控制器为PLC控制器或单片机结构，所述控制器的输出端与自动焊接机构的输入端电性连接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述自动焊接机构包括第一移轨、第二移轨、第三移轨和焊接机头，所述第一移轨固定安装于工作机台的顶面且输出都安与第二移轨的底端固定连接，所述第三移轨固定安装于第二移轨的输出端，所述第三移轨的输出端固定安装有焊头舵机，所述焊头舵机的输出轴与焊接机头的表面固定连接，所述第一移轨、第二移轨和第三移轨的结构相同为丝杆滑轨或电磁导轨中的一种。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第二移轨呈垂直布置于第一移轨的顶面，所述第三移轨呈水平向布置且与第二移轨的布置方向相互垂直，所述焊头舵机为伺服舵机结构。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述运动轨台的数量为两个并关于第二定位导轨对称布置，所述第二定位导轨固定安装于第一定位导轨顶面的中线处且与第一定位导轨的布置方向相互垂直，所述第二滑座的数量与第一滑座和拼接夹持机构的数量均为四个且意义对应布置，所述第二导套座和同步条轨的数量为两个且关于第二丝杆电机呈对称布置。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述限位边条呈直角条状结构，所述内角顶块为等腰直角三角形状或两边夹角呈45度的等腰梯形状，所述内角顶块的两侧与限位边条的内侧相互平行布置。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述边夹缸的顶面固定安装有靠近运动夹座一侧的支座，所述锁夹头的底面与支座的顶端转动连接，所述锁夹头的底面开设有位于限位边条上方的压止槽。

本发明所取得的有益效果为：

1.本发明中，通过才作用自动化伺服焊接驱动结构，分别利用伺服定位机构和自动焊接机构进行待焊接太阳能铝边框的转动运动更换不同焊接角、以及焊接机头的三位空间运动，进而根据设定程序进行太阳能铝边框的自动化焊接，无需人员介入，使太阳能铝边框的焊接过程自动化、标准化，且工作效率和产品质量显著提升。

2.本发明中，通过采用新型边框夹持结构，利用第一丝杆电机和第二丝杆电机的控制下同步联动四个拼接夹持机构进行二维平面运动，根据太阳能铝边框规格大小调节拼接夹持机构位置，使限位边条内侧与太阳能铝边框外侧进行贴合抵接，进行自动适配不同规格太阳能铝边框的夹持，并同步对四角夹持提高夹持固定效果。

3.本发明中，通过边夹缸驱动锁夹头在支座顶端偏转运动，使锁夹头的一端对太阳能铝边框表面进行夹持即可，完成整个太阳能铝边框的夹持锁止操作从而避免在焊接过程中发生偏移运动，以及太阳能铝边框因焊接热胀导致接合位偏移的问题。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一个实施例的转台座底面结构示意图；

图3为本发明一个实施例的伺服定位机构分解结构示意图；

图4为本发明一个实施例的控制连接器结构示意图；

图5为本发明一个实施例的第一定位导轨和第二定位导轨结构示意图；

图6为本发明一个实施例的拼接夹持机构结构示意图；

图7为本发明一个实施例的自动焊接机构结构示意图。

附图标记：

100、工作机台；110、转台座；120、驱动电机；130、主轴杆；140、控制连接器；121、驱动轮；141、轴承架；142、电极导轴；143、电刷夹；

200、伺服定位机构；210、第一定位导轨；220、第二定位导轨；230、同步条轨；240、第一滑座；211、第一丝杆电机；212、第一丝杆；213、第一导套座；214、运动轨台；215、第二滑座；221、第二丝杆电机；222、第二丝杆；223、第二导套座；

300、拼接夹持机构；310、运动夹座；320、顶推缸；330、边夹缸；311、限位边条；321、内角顶块；331、锁夹头；332、支座；

400、自动焊接机构；410、第一移轨；420、第二移轨；430、第三移轨；440、焊头舵机；450、焊接机头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的一种光伏组件用太阳能铝边框焊接加工装置。

结合图1-图7所示，本发明提供的一种光伏组件用太阳能铝边框焊接加工装置，包括：工作机台100、伺服定位机构200、拼接夹持机构300和自动焊接机构400，工作机台100的表面固定安装有转台座110，转台座110的表面转动套接有主轴杆130，且转台座110的底面固定安装有驱动电机120，主轴杆130的表面固定套接有与驱动电机120输出端传动连接的驱动轮121，主轴杆130的顶端与伺服定位机构200的底面固定连接，自动焊接机构400固定安装于工作机台100的顶面；

伺服定位机构200包括第一定位导轨210、第二定位导轨220、同步条轨230和第一滑座240，第一定位导轨210和第二定位导轨220的内侧分别固定安装有第一丝杆电机211和第二丝杆电机221，第一丝杆电机211和第二丝杆电机221均为双输出电机且分别固定连接有第一丝杆212和第二丝杆222，第一丝杆212和第二丝杆222的表面分别螺纹套接有第一导套座213和第二导套座223，第一定位导轨210的表面滑动安装有与第一导套座213顶面固定连接的运动轨台214，运动轨台214的表面滑动安装有第二滑座215，第二导套座223的顶面与同步条轨230的底面固定连接，第一滑座240滑动安装于同步条轨230的表面且固定安装于第二滑座215的顶面，拼接夹持机构300固定安装于第一滑座240的表面；拼接夹持机构300包括运动夹座310、顶推缸320和边夹缸330，顶推缸320固定安装于运动夹座310的表面且输出端固定连接有内角顶块321，运动夹座310的顶面边缘固定安装有限位边条311，边夹缸330固定安装于运动夹座310的侧面且输出端活动连接有锁夹头331。

在该实施例中，工作机台100的底面固定安装有控制连接器140，控制连接器140包括固定于工作机台100底面的轴承架141、固定于主轴杆130底端的电极导轴142以及若干固定安装于轴承架141内侧的电刷夹143，电极导轴142转动安装于轴承架141的内侧且表面设有若干间隔分布的电极环，电刷夹143与电极环一一对应布置且电刷夹143的内侧与电极环的表面弹性抵接。

具体的，同构电刷夹143与电极环的持续接触，在电极导轴142跟随主轴杆130转动中，实现控制端与伺服定位机构200以及表面拼接夹持机构300用电器件的线路连通，从而对伺服定位机构200和拼接夹持机构300进行运动控制。

在该实施例中，若干电极环与伺服定位机构200的输入端电连接，且电刷夹143的端部电连接控制器，控制器为PLC控制器或单片机结构，控制器的输出端与自动焊接机构400的输入端电性连接。

具体的，利用总控制结构进行伺服定位机构200、拼接夹持机构300和自动焊接机构400的主动控制，并通过烧录控制程序实现伺服定位机构200和自动焊接机构400的程序控制，进行自动化焊接生产。

在该实施例中，自动焊接机构400包括第一移轨410、第二移轨420、第三移轨430和焊接机头450，第一移轨410固定安装于工作机台100的顶面且输出都安与第二移轨420的底端固定连接，第三移轨430固定安装于第二移轨420的输出端，第三移轨430的输出端固定安装有焊头舵机440，焊头舵机440的输出轴与焊接机头450的表面固定连接，第一移轨410、第二移轨420和第三移轨430的结构相同为丝杆滑轨或电磁导轨中的一种。

在该实施例中，第二移轨420呈垂直布置于第一移轨410的顶面，第三移轨430呈水平向布置且与第二移轨420的布置方向相互垂直，焊头舵机440为伺服舵机结构。

具体的，利用第一移轨410、第二移轨420和第三移轨430驱动焊头舵机440和焊接机头450在三维空间内任意移动精准对向太阳能铝边框焊接位置，利用焊头舵机440偏转调节焊接机头450对向，实现对太阳能铝边框的精准焊接。

在该实施例中，运动轨台214的数量为两个并关于第二定位导轨220对称布置，第二定位导轨220固定安装于第一定位导轨210顶面的中线处且与第一定位导轨210的布置方向相互垂直，第二滑座215的数量与第一滑座240和拼接夹持机构300的数量均为四个且意义对应布置，第二导套座223和同步条轨230的数量为两个且关于第二丝杆电机221呈对称布置。

具体的，在第一丝杆电机211和第二丝杆电机221的控制下同步联动四个拼接夹持机构300进行二维平面运动，根据太阳能铝边框规格大小调节拼接夹持机构300位置，使限位边条311内侧与太阳能铝边框外侧进行贴合抵接。

在该实施例中，限位边条311呈直角条状结构，内角顶块321为等腰直角三角形状或两边夹角呈45度的等腰梯形状，内角顶块321的两侧与限位边条311的内侧相互平行布置。

具体的，利用限位边条311和内角顶块321分别对太阳能铝边框的内外两侧进行抵推夹持，实现对太阳能铝边框的稳定固定。

在该实施例中，边夹缸330的顶面固定安装有靠近运动夹座310一侧的支座332，锁夹头331的底面与支座332的顶端转动连接，锁夹头331的底面开设有位于限位边条311上方的压止槽。

具体的，利用边夹缸330驱动锁夹头331在支座332的顶顶端绕支点转动运动，从而将太阳能铝边框与限位边条311表面进行压接锁止，使太阳能铝边框固定于限位边条311和内角顶块321之间避免热膨跳脱。

本发明的工作原理及使用流程：

在光伏组件用太阳能铝边框焊接加工装置工作时，将拼接完成的太阳能铝边框放置于伺服定位机构200上方的各个拼接夹持机构300表面，将太阳能铝边框的各个边角与限位边条311内侧进行贴合，并手动控制顶推缸320推动内角顶块321对太阳能铝边框内角进行推挤夹持，由控制连接器140将控制电信号传递至第一丝杆电机211和第二丝杆电机221，在第一丝杆电机211工作中通过第一丝杆212转动与第一导套座213的配合实现运动轨台214在第一定位导轨210表面滑动运动从而沿第一定位导轨210布置方向驱动第二滑座215表面拼接夹持机构300位置，在第二丝杆电机221工作中通过第二丝杆222转动与第二导套座223的配合实现第二导套座223在第二定位导轨220表面滑动运动从而沿第二定位导轨220布置方向驱动同步条轨230移动改变第一滑座240表面拼接夹持机构300位置，通过伺服定位机构200调节运动夹座310的位置使限位边条311内侧与太阳能铝边框的外侧进行紧密抵接，从而通过内角顶块321和限位边条311实现对太阳能铝边框的内外夹持固定，之后通过边夹缸330驱动锁夹头331在支座332顶端偏转运动，使锁夹头331的一端对太阳能铝边框表面进行夹持即可，对整个太阳能铝边框的夹持锁止操作从而避免在焊接过程中发生偏移运动，以及太阳能铝边框因焊接热胀导致接合位偏移的问题；

定位夹持完成后即可通过设定程序由控制端进行自动控制，由控制端控制驱动电机120转动驱动主轴杆130进行旋转，从而带动整个伺服定位机构200以及表面固定的太阳能铝边框进行转动，同时可通过控制端控制第一移轨410、第二移轨420和第三移轨430的运动，驱动焊头舵机440和焊接机头450在三维空间内任意移动精准对向太阳能铝边框焊接位置，利用焊头舵机440偏转调节焊接机头450对向，实现对太阳能铝边框的精准焊接。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种光伏组件用太阳能铝边框焊接加工装置，其特征在于，包括：工作机台（100）、伺服定位机构（200）、拼接夹持机构（300）和自动焊接机构（400），所述工作机台（100）的表面固定安装有转台座（110），所述转台座（110）的表面转动套接有主轴杆（130），且转台座（110）的底面固定安装有驱动电机（120），所述主轴杆（130）的表面固定套接有与驱动电机（120）输出端传动连接的驱动轮（121），所述主轴杆（130）的顶端与伺服定位机构（200）的底面固定连接，所述自动焊接机构（400）固定安装于工作机台（100）的顶面；

所述伺服定位机构（200）包括第一定位导轨（210）、第二定位导轨（220）、同步条轨（230）和第一滑座（240），所述第一定位导轨（210）和第二定位导轨（220）的内侧分别固定安装有第一丝杆电机（211）和第二丝杆电机（221），所述第一丝杆电机（211）和第二丝杆电机（221）均为双输出电机且分别固定连接有第一丝杆（212）和第二丝杆（222），所述第一丝杆（212）和第二丝杆（222）的表面分别螺纹套接有第一导套座（213）和第二导套座（223），所述第一定位导轨（210）的表面滑动安装有与第一导套座（213）顶面固定连接的运动轨台（214），所述运动轨台（214）的表面滑动安装有第二滑座（215），所述第二导套座（223）的顶面与同步条轨（230）的底面固定连接，所述第一滑座（240）滑动安装于同步条轨（230）的表面且固定安装于第二滑座（215）的顶面，所述拼接夹持机构（300）固定安装于第一滑座（240）的表面；

所述拼接夹持机构（300）包括运动夹座（310）、顶推缸（320）和边夹缸（330），所述顶推缸（320）固定安装于运动夹座（310）的表面且输出端固定连接有内角顶块（321），所述运动夹座（310）的顶面边缘固定安装有限位边条（311），所述边夹缸（330）固定安装于运动夹座（310）的侧面且输出端活动连接有锁夹头（331）。

2.根据权利要求1所述的一种光伏组件用太阳能铝边框焊接加工装置，其特征在于，所述工作机台（100）的底面固定安装有控制连接器（140），所述控制连接器（140）包括固定于工作机台（100）底面的轴承架（141）、固定于主轴杆（130）底端的电极导轴（142）以及若干固定安装于轴承架（141）内侧的电刷夹（143），所述电极导轴（142）转动安装于轴承架（141）的内侧且表面设有若干间隔分布的电极环，所述电刷夹（143）与电极环一一对应布置且电刷夹（143）的内侧与电极环的表面弹性抵接。

3.根据权利要求2所述的一种光伏组件用太阳能铝边框焊接加工装置，其特征在于，若干所述电极环与伺服定位机构（200）的输入端电连接，且所述电刷夹（143）的端部电连接控制器，所述控制器为PLC控制器或单片机结构，所述控制器的输出端与自动焊接机构（400）的输入端电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种光伏组件用太阳能铝边框焊接加工装置，其特征在于，所述自动焊接机构（400）包括第一移轨（410）、第二移轨（420）、第三移轨（430）和焊接机头（450），所述第一移轨（410）固定安装于工作机台（100）的顶面且输出都安与第二移轨（420）的底端固定连接，所述第三移轨（430）固定安装于第二移轨（420）的输出端，所述第三移轨（430）的输出端固定安装有焊头舵机（440），所述焊头舵机（440）的输出轴与焊接机头（450）的表面固定连接，所述第一移轨（410）、第二移轨（420）和第三移轨（430）的结构相同为丝杆滑轨或电磁导轨中的一种。

5.根据权利要求4所述的一种光伏组件用太阳能铝边框焊接加工装置，其特征在于，所述第二移轨（420）呈垂直布置于第一移轨（410）的顶面，所述第三移轨（430）呈水平向布置且与第二移轨（420）的布置方向相互垂直，所述焊头舵机（440）为伺服舵机结构。

6.根据权利要求1所述的一种光伏组件用太阳能铝边框焊接加工装置，其特征在于，所述运动轨台（214）的数量为两个并关于第二定位导轨（220）对称布置，所述第二定位导轨（220）固定安装于第一定位导轨（210）顶面的中线处且与第一定位导轨（210）的布置方向相互垂直，所述第二滑座（215）的数量与第一滑座（240）和拼接夹持机构（300）的数量均为四个且意义对应布置，所述第二导套座（223）和同步条轨（230）的数量为两个且关于第二丝杆电机（221）呈对称布置。

7.根据权利要求1所述的一种光伏组件用太阳能铝边框焊接加工装置，其特征在于，所述限位边条（311）呈直角条状结构，所述内角顶块（321）为等腰直角三角形状或两边夹角呈45度的等腰梯形状，所述内角顶块（321）的两侧与限位边条（311）的内侧相互平行布置。

8.根据权利要求1所述的一种光伏组件用太阳能铝边框焊接加工装置，其特征在于，所述边夹缸（330）的顶面固定安装有靠近运动夹座（310）一侧的支座（332），所述锁夹头（331）的底面与支座（332）的顶端转动连接，所述锁夹头（331）的底面开设有位于限位边条（311）上方的压止槽。

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