CN203887400U - 一种太阳电池自动焊接光纤定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳电池自动焊接光纤定位装置，包括吸盘、直线电机、旋转电机及光纤测头单元，吸盘用于吸住电池片，直线电机与吸盘连接，带动吸盘及吸盘上的电池片在X轴方向水平移动，其中，以电池片的中心线为X轴；旋转电机与吸盘连接，带动吸盘及吸盘上的电池片绕Z轴水平旋转，光纤测头单元共设有两个，两个光纤测头单元的连线垂直于X轴，其中一个光纤测头单元位于X轴上，用于对电池片上一条主栅线与电池片中心线交点进行定位，另一个光纤测头单元对电池片上同一条主栅线上另一点进行定位。与现有技术相比，本实用新型具有结构简单、定位精度高、成本较低、操作方便等优点。

Description

一种太阳电池自动焊接光纤定位装置

技术领域

本实用新型涉及一种太阳电池片定位装置，尤其是涉及一种太阳电池自动焊接光纤定位装置。

背景技术

太阳电池为可以有效吸收太阳能，并将其转化成电能的半导体部件，用半导体硅、硒等材料将太阳的光能变成电能的器件。太阳电池具有可靠性高、寿命长、转换效率高等优点，可做人造卫星、航标灯、晶体管收音机等的电源。单体电池尺寸从2×2厘米至5.9×5.9厘米，输出功率为数十至数百毫瓦，它的理论光电转换效率为20％以上，实际已达到15％以上。

由于单个太阳电池片的输出功率比较小，一般是先将单个的太阳电池片利用互联条一个个串焊起来形成输出功率比较大的太阳电池组件，目前的焊接方法为手工焊接或采用晶硅太阳电池自动焊机进行机械焊接。中国专利CN101502902B也公布了一种太阳电池焊接设备与焊接工艺。

在对电池片进行焊接时，要求对电池片精准定位，需要使得电池片的X向位置与Z轴位置达到要求。因此需要使用定位装置对电池片的X向位移自由度及Z轴旋转自由度进行自动校正。电池片定位方式主要有机械定位与影像定位两种。

中国专利CN103659068A公布了一种电池组自动点焊定位装置，该装置的定位方式为机械定位，机械定位精度较低，速度低，对电池片会产生机械损伤。而影像定位精度高、速度快，但影像定位装置结构复杂、系统投入费用很高，而实现低成本自动焊接产业化，采用过高的定位系统是不经济的。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、定位精度高、成本较低、操作方便的太阳电池自动焊接光纤定位装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种太阳电池自动焊接光纤定位装置，以电池片上一条主栅线与电池片中心线交点及同一条主栅线上另外一点作为两个定位基准点对电池片进行定位，所述的电池片中心线为垂直于主栅线的一条线，所述的电池片栅线颜色与底片颜色不同，两种颜色的反射光强相差3倍以上；所述的定位装置包括：

吸盘：用于吸住电池片；

直线电机：与吸盘连接，带动吸盘及吸盘上的电池片在X轴方向水平移动，其中，以电池片的中心线为X轴；

旋转电机：与吸盘连接，带动吸盘及吸盘上的电池片绕Z轴水平旋转；

光纤测头单元：共设有两个，两个光纤测头单元的连线垂直于X轴，其中一个光纤测头单元位于X轴上，用于对电池片上一条主栅线与电池片中心线交点进行定位，另一个光纤测头单元对电池片上同一条主栅线上另一点进行定位。

所述的光纤测头单元包括两个光纤测头本体，两个光纤测头本体同一高度设置，且两个光纤测头本体之间形成夹角，夹角及光纤测头本体距离电池片的高度设置保证两个光纤测头本体发出的光束不会同时落在电池片的副栅线上。

所述的光纤测头本体包括向电池片发出光束的部件和接收电池片反射回来的光斑的部件，光纤测头本体通过光斑强度的不同判断光束打在电池片的主栅线上还是其他位置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型的定位装置采用电机带动吸盘运动，通过光纤测头单元检测电池片上主栅线的位置，该装置的结构较为简单，调整方便，且本装置投入费用远低于影像定位系统，仅是影像定位系统的1/5左右。

(2)本实用新型的定位装置采用两个定位基准点对电池片进行定位，首先定位一个基准点后，再定位另一个基准点，操作方便，不需要复杂的定位步骤，定位效率较高。

(3)本实用新型中，每个光纤测头单元中均包括两个光纤测头本体，通过两个光纤测头本体的设置避免了由于电池片副栅线间隔不同，或者主栅线、副栅线反射光强相差较小时，将检测到的副栅线误认为主栅线时造成的定位误差，提高了定位的可靠性。

(4)本实用新型每个光纤测头单元中均包括两个光纤测头本体，当光纤测头单元内的两个光纤测头本体同时接收强光斑时，则光纤测头单元检测到主栅线，这种结构设置定位精度高，抗环境干扰性能优于影像定位。

附图说明

图1为太阳电池片的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为光纤测头单元的结构示意图；

图4为光斑位置示意图；

图5为光斑位置示意图；

图6为光斑位置示意图；

图7为电池片旋转方向示意图；

图8为电池片旋转方向示意图。

图中标号：1为直线电机，2为旋转电机，3为吸盘，4为光纤测头单元，41为光纤测头本体，5为电池片，51为电池片中心线，52为主栅线，53为副栅线，54为第一光纤测点，55为第二光纤测点，6为光斑。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例

电池片结构如图1所示，电池片中心线51为垂直于主栅线52的一条线，电池片5上的主栅线52及副栅线53的颜色为银白色，而底片为深蓝色，因此栅线与底片颜色不同，两种颜色的反射光强相差3倍以上，以电池片5上一条主栅线52与电池片中心线51交点作为第一光纤测点54，同一条主栅线52上另外一点作为第二光纤测点55，以这两个点作为定位基准点对电池片5进行定位。

一种太阳电池自动焊接光纤定位装置，如图2所示，包括吸盘3、直线电机1、旋转电机2及光纤测头单元4，其中吸盘3用于吸住电池片5，吸盘3的面积满足其不会盖住两个定位基准点所在的主栅线52；直线电机1与吸盘3连接，带动吸盘3及吸盘3上的电池片5在X轴方向水平移动，其中，以电池片中心线51为X轴；旋转电机2与吸盘3连接，带动吸盘3及吸盘3上的电池片5绕Z轴水平旋转；光纤测头单元4共设有两个，两个光纤测头单元4的连线垂直于X轴，其中一个光纤测头单元4位于X轴上，用于对电池片5上一条主栅线52与电池片中心线51交点进行定位，另一个光纤测头单元4对电池片5上同一条主栅线52上另一点进行定位。

光纤测头单元4如图3所示，包括两个光纤测头本体41，两个光纤测头本体41同一高度设置，一个光纤测头单元4中的两个光纤测头本体41对称设置，且其对称线垂直于电池片5所在平面。两个光纤测头本体41之间形成夹角β，夹角β及光纤测头本体41距离电池片5的高度设置保证两个光纤测头本体41发出的光束不会同时落在电池片5的副栅线53上。光纤测头本体41包括向电池片5发出光束的部件和接收电池片5反射回来的光斑6的部件，光纤测头本体41通过光斑6强度的不同判断光束打在电池片5的主栅线52上还是其他位置。

两个光纤测头本体41发出的光束打在电池片5上形成的光斑6在两副栅线53之间，距离S。根据不同电池片生产商的不同的电池片副栅线间隔，确定最佳S值，使得两个光纤测头本体41发出的光束打在电池片5上形成的光斑6不会同时落在副栅线53上。如图4所示为同时落在副栅线53间隔内的情况，如图5所示为一个光斑6落在副栅线53间隔内，另一光斑6落在副栅线53上的情况。如图6所示，只有两个光斑6同时落在主栅线52时，才是对第一光纤测点54或第二光纤测点55定位。

太阳电池自动焊接光纤定位装置的应用，包括以下步骤：

(1)吸盘3吸住太阳电池片5的中心位置，直线电机1带动吸盘3及电池片5沿X轴方向移动；

(2)当位于X轴上的光纤测头单元4检测到电池片5主栅线52时，停止直线电机1，完成电池片5X向位移自由度定位；

(3)旋转电机2带动吸盘3及电池片5绕Z轴水平旋转，当另一个光纤测头单元4检测到电池片5主栅线52时，旋转停止，完成电池片5Z向旋转自由度定位。

其中，光纤测头单元4检测到电池片5主栅线52的判定方法如下：

光纤测头本体41向电池片5发出光束，并接收电池片5反射回来的光斑6，通过光斑6强度判断光束照射的位置，具体为：由于电池片5主栅线52或副栅线53颜色与底片颜色不同，两种颜色的反射光强相差3倍以上，光束打到不同颜色区域反射后的光斑6强度不同，光束照射到电池片5的主栅线52或副栅线53后反射回来的光斑6为强光斑6，光束照射到电池片5的底片后反射回来的光斑6为弱光斑6，通过光斑6的强弱判断出光束打在电池片5的位置。当光纤测头单元4内的两个光纤测头本体41同时接收强光斑6时，则光纤测头单元4检测到主栅线52；而当一个光纤测头本体41接收强光斑6或两个光纤测头本体41均没有接收强光斑6时，则光纤测头单元4检测到的是副栅线53或底片，需要电池片5继续移动或旋转。

电池片的偏斜会产生+a、-a角及0角(经初定位后，不大于2。)。如图8所示，如果电池片+a偏斜，则光纤测头单元4首先检测不到第二光纤测点55，需要电池片5Z-向旋转a角后，才能检测到第二光纤测点55，实现电池片的定位。如图7所示，如果电池片-a偏斜，则光纤测头单元4首先检测不到第二光纤测点55，需要电池片5Z+向旋转a角后，才能检测到第二光纤测点55，实现电池片的定位。如果电池片0角偏斜(不偏斜)，则光纤测头单元4立刻检测到第二光纤测点55，则Z向不旋转。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种太阳电池自动焊接光纤定位装置，以电池片上一条主栅线与电池片中心线交点及同一条主栅线上另外一点作为两个定位基准点对电池片进行定位，所述的电池片中心线为垂直于主栅线的一条线，所述的电池片栅线颜色与底片颜色不同，两种颜色的反射光强相差3倍以上；其特征在于，所述的定位装置包括：

吸盘：用于吸住电池片；

直线电机：与吸盘连接，带动吸盘及吸盘上的电池片在X轴方向水平移动，其中，以电池片的中心线为X轴；

旋转电机：与吸盘连接，带动吸盘及吸盘上的电池片绕Z轴水平旋转：

光纤测头单元：共设有两个，两个光纤测头单元的连线垂直于X轴，其中一个光纤测头单元位于X轴上，用于对电池片上一条主栅线与电池片中心线交点进行定位，另一个光纤测头单元对电池片上同一条主栅线上另一点进行定位。

2.根据权利要求1所述的一种太阳电池自动焊接光纤定位装置，其特征在于，所述的光纤测头单元包括两个光纤测头本体，两个光纤测头本体同一高度设置，且两个光纤测头本体之间形成夹角，夹角及光纤测头本体距离电池片的高度设置保证两个光纤测头本体发出的光束不会同时落在电池片的副栅线上。

3.根据权利要求2所述的一种太阳电池自动焊接光纤定位装置，其特征在于，所述的光纤测头本体包括向电池片发出光束的部件和接收电池片反射回来的光斑的部件，光纤测头本体通过光斑强度的不同判断光束打在电池片的主栅线上还是其他位置。

4.根据权利要求1所述的一种太阳电池自动焊接光纤定位装置，其特征在于，一个光纤测头单元中的两个光纤测头本体对称设置，且其对称线垂直于电池片所在平面。

5.根据权利要求1所述的一种太阳电池自动焊接光纤定位装置，其特征在于，所述的吸盘的面积满足其不会盖住两个定位基准点所在的主栅线。