CN117399835B - 一种汇流条引出线组合预焊一体机和分步焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于光伏组件生产技术领域，涉及一种汇流条引出线组合预焊一体机和分步焊接方法，一体机包括送板单元、两个预焊单元、支座以及两个移载机械手；预焊单元包括焊台、汇流条备料组件、引出线备料组件以及取料机械手，焊台包括定位托架和若干预焊机构；移载机械手包括第二机械臂和总抓手，总抓手包括抓手架、若干第二汇流条吸盘组、若干第二引出线吸盘组和若干总焊机构。设备结构提升了空间的使用率。分步焊接方法能够先将汇流条和引出线焊接为预焊体，然后再总焊到基板上，提升了焊接效率。

Description

一种汇流条引出线组合预焊一体机和分步焊接方法

技术领域

本发明属于光伏组件生产技术领域，特别涉及一种汇流条引出线组合预焊一体机和分步焊接方法。

背景技术

太阳能组件是将太阳能转换成电能的装置，如图1所示，太阳能组件1一般包括基板11、若干汇流条12和引出线13，基板11上分布有能够进行光电转化的模块，模块之间要通过汇流条12并联到引出线13上，从而将电能导出，所以汇流条12和引出线13都必须焊接为一体。

中国专利CN110473932A披露了一种太阳能光伏组件的汇流条焊接装置及其焊接方法，它包括机架、输送定位模块、第一汇流条制备模块、第二汇流条制备模块、垫板模块、多个提串模块和多个施焊模块，这里采用第一汇流条制备模块、第二汇流条制备模块在两侧分别准备设定长度的汇流条，汇流条有半片L形汇流条、半片C形汇流条、第一平直汇流条、第二平直汇流条等很多种类，有些汇流条的结构需要加工后才能形成，然后由提串模块将汇流条分别移动到基板上压住，然后通过多个施焊模块将各个汇流条与电池盒完成焊接。这个设备通过同时焊接来提升焊接效率，但是步骤非常复杂。每个施焊模块至少会焊接两个点，焊接节奏不够快。

因此需要设计一种新的设备来解决以上问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种汇流条引出线组合预焊一体机，将预焊单元设置在送板单元的两侧，预焊在焊台上完成，总焊利用移载机械手上的总焊机构完成，提升了空间利用率。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种汇流条引出线组合预焊一体机，包括送板单元、分别设于所述送板单元Y向两侧的两个预焊单元、跨设于所述送板单元上方的支座以及设于所述支座上的两个移载机械手；

所述送板单元包括上料流线、分设于上料流线X向两侧的两对X向归中机构和分设于所述上料流线Y向两侧的一对Y向归中机构；

所述预焊单元包括位于中部的焊台、分设于所述焊台X向两侧的汇流条备料组件和引出线备料组件以及位于所述焊台Y向外侧的取料机械手，所述焊台包括定位托架和若干预焊机构，所述定位托架包括垂直相交设置的若干引出线托台与若干汇流条托台，所述预焊机构位于每个汇流条托台与引出线托台相交位置的一侧；

所述移载机械手包括第二机械臂和设于所述第二机械臂自由端的总抓手，所述总抓手包括抓手架、设于所述抓手架上的若干第二汇流条吸盘组、若干第二引出线吸盘组和若干总焊机构。

具体的，所述定位托架呈土字形，且包括两个X向设置的汇流条托台和一个Y向设置的引出线托台，所述引出线托台与两个汇流条托台均垂直相交；所述总抓手还包括与所述第二机械臂的末端连接的法兰板，所述抓手架以所述法兰板为中心安装，所述抓手架两侧横向梁上设有第二汇流条吸盘组、所述抓手架中间纵向梁上设有第二引出线吸盘组，所述总焊机构设于所述抓手架一侧横向梁的两端。

具体的，所述抓手架的中部横向梁设有相机和光源。

具体的，所述总焊机构包括固定于所述抓手架上的滑台气缸和由所述滑台气缸驱动伸缩的电磁焊焊头。

进一步的，所述滑台气缸直接驱动伸缩电磁焊安装板，所述电磁焊安装板外侧设有直线导轨，所述电磁焊焊头设于电磁焊固定板上，所述电磁焊固定板沿所述直线导轨滑动，所述滑台气缸的伸缩方向与所述电磁焊固定板的滑动方向平行，所述直线导轨的上下两端设有限位挡块。

具体的，所述焊台还包括两个Y向滑轨，所述定位托架沿着所述Y向滑轨滑动。

具体的，所述上料流线的下方设有回料流线，所述上料流线与所述回料流线均沿着X方向输送且输送方向相反。

具体的，所述取料机械手包括第一机械臂以及设置于所述第一机械臂自由端的第一汇流条吸盘组和第一引出线吸盘组，所述第一汇流条吸盘组与所述第一引出线吸盘组处于平行关系。

具体的，所述预焊单元的外侧包围设置有外封板。

本发明的主要目的在于提供一种分步焊接方法，能够先将汇流条和引出线焊接为预焊体，然后再总焊到基板上，提升了焊接效率。

一种分步焊接方法，步骤为：

S1、备料：所述汇流条备料组件准备设定长度的汇流条，所述引出线备料组件准备设定长度的引出线，汇流条和引出线由所述取料机械手先后定位放置于焊台上；

S2、预焊：由所述预焊机构完成预焊，形成预焊体；

S3、上板：在步骤S1~S2的执行过程中，所述上料流线沿着X正向将基板输送到中部， X向归中机构和Y向归中机构配合完成基板的归中定位；

S4、总焊：所述移载机械手将所述预焊体拾取后定位放置到基板上，由总焊机构完成总焊，得到太阳能组件；

S5、出料：焊接完成后，所述X向归中机构和所述Y向归中机构复位，所述上料流线将太阳能组件继续沿着X轴正向移出去下一个工站。

本发明技术方案的有益效果是：

1、本设备预焊单元分在送板单元两侧，预焊在焊台上完成，总焊利用移载机械手上的总焊机构完成，免去了使用体积庞大的三坐标移动机构，提升了空间的使用率；

2、使前一个太阳能组件的总焊与后一个太阳能组件预焊体的预焊放在同一个时间段完成，而且预焊分两边同步完成，将整个焊接时间进行了合理化分割，从而使工作效率提高，使整套设备运转更顺畅，工艺具有精度高、效率快的特点，可以保证焊接点牢固且美观。

附图说明

图1为太阳能组件的结构示意图；

图2为实施例汇流条引出线组合预焊一体机的立体图；

图3为送板单元、移载机械手、支座的位置关系图；

图4为送板单元在送板时的俯视图；

图5为总抓手的立体图；

图6为总焊机构的主视图；

图7为预焊单元的立体图；

图8为焊台的立体图；

图9为取料机械手的立体图。

图中数字表示：

1-太阳能组件，11-基板，12-汇流条，13-引出线；

2-汇流条引出线组合预焊一体机，

21-送板单元，211-上料流线，212-回料流线，213-X向归中机构，214-Y向归中机构，

22-预焊单元，221-焊台，2211-定位托架，22111-汇流条托台，22112-引出线托台，2212-Y向滑轨，2213-预焊机构，222-取料机械手，2221-第一机械臂，2222-第一汇流条吸盘组，2223-第一引出线吸盘组，223-汇流条备料组件，224-引出线备料组件，

23-移载机械手，231-第二机械臂，232-总抓手，2321-法兰板，2322-抓手架，23221-横向梁，23222-纵向梁，2323-第二汇流条吸盘组，2324-第二引出线吸盘组，2325-相机和光源，2326-总焊机构，23261-滑台气缸，23262-电磁焊安装板，23263-直线导轨，23264-电磁焊固定板，23265-电磁焊焊头，23266-挡块；

24-支座，

25-外封板。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例：

如图2所示，本发明的一种汇流条引出线组合预焊一体机1，包括送板单元21、分别设于送板单元21 Y向两侧的两个预焊单元22、跨设于送板单元21上方的支座24、设于支座24上的两个移载机械手23以及包围预焊单元22外侧的外封板25。

送板单元21用来移入、定位和移出基板11，预焊单元22用来准备设定长度的汇流条12和引出线13并按设定位置定位汇流条12和引出线13，移载机械手23用来从预焊单元22取走汇流条12和引出线13并焊接到基板11上，外封板25用来隔档保护预焊单元22。

如图3和图4所示，送板单元21包括上料流线211、位于上料流线211下方的回料流线212、分设于上料流线211 X向两侧的两对X向归中机构213和分设于上料流线211 Y向两侧的一对Y向归中机构214，上料流线211与回料流线212均沿着X方向输送且输送方向相反。

基板11从上料流线211进入送板单元21，待基板11移动到上料流线211时，X向归中机构213会先从输送面下方升起，然后从X向两侧夹紧基板11，Y向归中机构214会直接从Y向两侧夹紧基板11，这样才能保证基板11在总焊时的位置。整个汇流条引出线组合预焊一体机2是作为整条生产线中的一个工站，为了节省空间，完成制造的太阳能组件1一般会沿着原输送方向回到入口，但会通过回料流线212回到生产线的入口。

如图7和图9所示，预焊单元22包括位于中部的焊台221、分设于焊台221 X向两侧的汇流条备料组件223和引出线备料组件224以及位于焊台221 Y向外侧的取料机械手222，取料机械手222包括第一机械臂2221以及设置于第一机械臂2221自由端的第一汇流条吸盘组2222和第一引出线吸盘组2223，第一汇流条吸盘组2222与第一引出线吸盘组2223处于平行关系。

焊台221是汇流条12和引出线13的中转机构。取料机械手222先从汇流条备料组件223取走定长切断的汇流条12放到焊台221上，然后再从引出线备料组件224中取走定长切断的引出线13放到焊台221上，汇流条12与引出线13会以设定的相对位置放在焊台211上，等待移载机械手23取走。因为取放汇流条12的动作与取放引出线13的动作是近似的，所以取料机械手222共用了一个第一机械臂2221，同时实现两种物料（汇流条12和引出线13）的拾取，零件成本比较节省。

如图8所示，焊台221包括土字形的定位托架2211、两个Y向滑轨2212和两个预焊机构2213，定位托架2211沿着Y向滑轨2212滑动，定位托架2211包括两个X向设置的汇流条托台22111和一个Y向设置的引出线托台22112，引出线托台22112与两个汇流条托台22111均垂直相交，预焊机构2213位于每个汇流条托台22111与引出线托台22112相交位置的一侧。

因为本实施例中汇流条12与引出线13在基板11上纵横分布，其中一段引出线13沿着纵向直线分布，两段汇流条12沿着横向平行分布，所以为了加快焊接效率，两个预焊单元22从两侧同时作业，先将局部的汇流条12和引出线13先利用预焊机构2213预焊为预焊体。如果汇流条12和引出线13的布置方式不是土字形，定位托架2211的结构可以不同。定位托架2211的位置能够沿着Y向滑轨2212做细微调整，使其能够同时在取料机械手222和移载机械手23的操作范围内，避免两个机械手相互干扰。

如图3和图5所示，移载机械手23包括第二机械臂231和设于第二机械臂231自由端的总抓手232，总抓手232包括与第二机械臂231的末端连接的法兰板2321、以法兰板2321为中心安装的抓手架2322、设于抓手架2322 两侧横向梁上的第二汇流条吸盘组2323、设于抓手架2322中间纵向梁上的第二引出线吸盘组2324、设于抓手架2322中部横向梁的相机和光源2325以及设于抓手架2322一侧横向梁两端的总焊机构2326。

第二机械臂231使总抓手232能够在三坐标空间内移动和绕轴转动。总抓手232能够将预焊的预焊体进行转移。在光源照亮的情况下，相机拍摄并确定预焊体的具体位置，第二机械臂231会适当调整总抓手232的位置和角度，利用第二汇流条吸盘组2323吸取预焊体的汇流条12所在位置，利用第二引出线吸盘组2324吸取预焊体的引出线13所在位置，预焊体再由移载机械手23一起移动到基板11上，再由总焊机构2326完成总焊。如果汇流条12和引出线13的布置方式不同，第二汇流条吸盘组2323、第二引出线吸盘组2324、总焊机构2326的位置设置也可以做相应的调整。

如图6所示，总焊机构2326包括固定于抓手架2322上的滑台气缸23261、滑台气缸23261直接驱动伸缩的电磁焊安装板23262、设于电磁焊安装板23262外侧的直线导轨23263、沿着直线导轨23263滑动的电磁焊固定板23264以及设于电磁焊固定板23264上的电磁焊焊头23265，滑台气缸23261的伸缩方向与电磁焊固定板23264的滑动方向平行，直线导轨23263的上下两端设有限位挡块23266。

滑台气缸23261能够驱动电磁焊焊头23265伸缩，使其能够靠近焊接位置。直线导轨23263让电磁焊焊头23265在伸缩后有一定的自适应空间，限位挡块23266使电磁焊固定板23264不脱离直线导轨23263。

本汇流条引出线组合预焊一体机2的工作流程为：

S1、备料：汇流条备料组件223准备设定长度的汇流条12，引出线备料组件224准备设定长度的引出线13，汇流条12和引出线13由取料机械手222先后定位放置于焊台221上；

S2、预焊：由预焊机构2213完成预焊，形成预焊体；

S3、上板：在步骤S1~S2的执行过程中，上料流线211沿着X正向将基板11输送到中部，X向归中机构213和Y向归中机构214配合完成基板11的归中定位；

S4、总焊：移载机械手23将预焊体拾取后定位放置到基板11上，由总焊机构2326完成总焊，得到太阳能组件1；

S5、出料：焊接完成后，X向归中机构213和Y向归中机构214复位，上料流线211将太阳能组件1继续沿着X轴正向移出去下一个工站。在后续工站完成加工的太阳能组件1从回料流线212回到进料位置。

本设备预焊单元22分在送板单元21两侧，预焊在焊台221上完成，总焊利用移载机械手23上的总焊机构2326完成，免去了使用体积庞大的三坐标移动机构，提升了空间的使用率。使前一个太阳能组件1的总焊与后一个太阳能组件1预焊体的预焊放在同一个时间段完成，而且预焊分两边同步完成，将整个焊接时间进行了合理化分割，所有预焊机构2213同步焊接，所有总焊机构2326也同步焊接，从而使工作效率提高，又使整套设备运转更顺畅，工艺具有精度高、效率快的特点，可以保证焊接点牢固且美观。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种汇流条引出线组合预焊一体机，其特征在于：包括送板单元、分别设于所述送板单元Y向两侧的两个预焊单元、跨设于所述送板单元上方的支座以及设于所述支座上的两个移载机械手；

所述送板单元包括上料流线、分设于上料流线X向两侧的两对X向归中机构和分设于所述上料流线Y向两侧的一对Y向归中机构；

所述预焊单元包括位于中部的焊台、分设于所述焊台X向两侧的汇流条备料组件和引出线备料组件以及位于所述焊台Y向外侧的取料机械手，所述焊台包括定位托架和若干预焊机构，所述定位托架包括垂直相交设置的若干引出线托台与若干汇流条托台，所述预焊机构位于每个汇流条托台与引出线托台相交位置的一侧，所述取料机械手包括第一机械臂以及设置于所述第一机械臂自由端的第一汇流条吸盘组和第一引出线吸盘组，所述第一汇流条吸盘组与所述第一引出线吸盘组处于平行关系；

所述移载机械手包括第二机械臂和设于所述第二机械臂自由端的总抓手，所述总抓手包括抓手架、设于所述抓手架上的若干第二汇流条吸盘组、若干第二引出线吸盘组和若干总焊机构，所述总抓手还包括与所述第二机械臂的末端连接的法兰板，所述抓手架以所述法兰板为中心安装，所述抓手架两侧横向梁上设有第二汇流条吸盘组、所述抓手架中间纵向梁上设有第二引出线吸盘组，所述抓手架的中部横向梁设有相机和光源，所述总焊机构设于所述抓手架一侧横向梁的两端，所述总焊机构包括固定于所述抓手架上的滑台气缸和由所述滑台气缸驱动伸缩的电磁焊焊头。

2.根据权利要求1所述的汇流条引出线组合预焊一体机，其特征在于：所述定位托架呈土字形，且包括两个X向设置的汇流条托台和一个Y向设置的引出线托台，所述引出线托台与两个汇流条托台均垂直相交。

3.根据权利要求1所述的汇流条引出线组合预焊一体机，其特征在于：所述滑台气缸直接驱动伸缩电磁焊安装板，所述电磁焊安装板外侧设有直线导轨，所述电磁焊焊头设于电磁焊固定板上，所述电磁焊固定板沿所述直线导轨滑动，所述滑台气缸的伸缩方向与所述电磁焊固定板的滑动方向平行，所述直线导轨的上下两端设有限位挡块。

4.根据权利要求1所述的汇流条引出线组合预焊一体机，其特征在于：所述焊台还包括两个Y向滑轨，所述定位托架沿着所述Y向滑轨滑动。

5.根据权利要求1所述的汇流条引出线组合预焊一体机，其特征在于：所述上料流线的下方设有回料流线，所述上料流线与所述回料流线均沿着X方向输送且输送方向相反。

6.根据权利要求1所述的汇流条引出线组合预焊一体机，其特征在于：所述预焊单元的外侧包围设置有外封板。

7.应用权利要求1-6任一所述汇流条引出线组合预焊一体机的分步焊接方法，其特征在于，步骤包括：

S1、备料：所述汇流条备料组件准备设定长度的汇流条，所述引出线备料组件准备设定长度的引出线，汇流条和引出线由所述取料机械手先后定位放置于焊台上；

S2、预焊：由所述预焊机构完成预焊，形成预焊体；

S3、上板：在步骤S1~S2的执行过程中，所述上料流线沿着X正向将基板输送到中部， X向归中机构和Y向归中机构配合完成基板的归中定位；

S4、总焊：所述移载机械手将所述预焊体拾取后定位放置到基板上，由总焊机构完成总焊，得到太阳能组件；

S5、出料：焊接完成后，所述X向归中机构和所述Y向归中机构复位，所述上料流线将太阳能组件继续沿着X轴正向移出去下一个工站。