CN204430550U - 一种基于机器视觉的光伏组件汇流条自动焊接装置 - Google Patents

Abstract

一种基于机器视觉的光伏组件汇流条自动焊接装置，其包括X轴水平线性移动模块组、Y轴水平线性移动模块组、Z轴升降模块组和焊接模块组，所述的Y轴水平线性移动模块组连接在X轴水平线性移动模块组上并与其呈直角，所述的Z轴升降模块组连接在Y轴水平线性移动模块组上，所述的焊接模块组连接在Z轴升降模块组上，所述Z轴升降模块组的一侧还设有摄像头，所述的摄像头通过摄像头支撑架连接在Y轴水平线性移动模块组上，所述的摄像头与视觉控制系统相连。本实用新型通过增设摄像头和视觉控制系统，使焊接装置能够更加快捷、准确地进行定位焊接，大大提高了其的工作效率。

Description

一种基于机器视觉的光伏组件汇流条自动焊接装置

技术领域

本实用新型涉及一种焊接装置，特别是一种基于机器视觉的光伏组件汇流条自动焊接装置。

技术背景

单体太阳电池不能直接做电源使用。作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。光伏组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。

一个进线开关要分给多个分支回路使用，分支回路的进线就是主开关的出线，而主开关不可能接多根出线就需要先接到汇流条上，分支回路就从汇流条上取电。

现实中的焊接装置往往是固定不动的，在焊接过程前需要人工把原材料准确的放置到位，然后才能进行焊接操作，此种方式的焊接不仅效率十分低下，而且其焊接的成功率也很受原材料摆放位置的影响。所以设计一种能够在平面内任意移动的焊接装置就显得尤为重要，通过半自动化进行精确定位，从而更加快捷和准确的进行焊接，提高其的焊接效率。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是通过增设摄像头和视觉控制系统，使焊接装置能够更加快捷、准确地进行定位焊接，提高其的工作效率；提供一种基于机器视觉的光伏组件汇流条自动焊接装置。

为解决上述的技术问题，本实用新型的结构包括X轴水平线性移动模块组、Y轴水平线性移动模块组、Z轴升降模块组和焊接模块组，所述的Y轴水平线性移动模块组连接在X轴水平线性移动模块组上并与其呈直角，所述的Z轴升降模块组连接在Y轴水平线性移动模块组上，所述的焊接模块组连接在Z轴升降模块组上，所述Z轴升降模块组的一侧还设有摄像头，所述的摄像头通过摄像头支撑架连接在Y轴水平线性移动模块组上，所述的摄像头与视觉控制系统相连；

所述的视觉控制系统包括图像处理装置和气缸定位器，所述图像处理装置的输入端与摄像头连接、输出端与气缸定位器和X轴水平线性移动模块组连接，所述的Y轴水平线性移动模块组和Z轴升降模块组和焊接模块组内分别安装有气缸定位器；所述的摄像头用于采集桩位置数据，并将采集数据发送给图像处理装置；所述图像处理装置对接受到的数据进行计算分析，并产生控制命令发送给气缸定位器和X轴水平线性移动模块组，所述气缸定位器根据接受到的控制命令驱动Y轴水平线性移动模块组和Z轴升降模块组和焊接模块组运动。

进一步：所述的焊接模块组包括支架、电流频率调节器、高频感应线圈、“T”字形连接块和矩形端头，所述的支架和电流频率调节器分别与Z轴升降模块组相连，高频感应线圈连接在电流频率调节器的下方，所述高频感应线圈的下端伸入至矩形端头内部，所述的矩形端头通过“T”字形连接块固定连接在支架的下端。

又进一步：所述的X轴水平线性移动模块组包括伺服电机和线性模组，所述的线性模组是由滑块、丝杠、丝杠螺母和轨道组成，所述的伺服电机设置在平台的一端，所述平台的侧面设有轨道，所述的滑块滑动连接在轨道上，所述的丝杠位于平台内，所述伺服电机的出轴端伸入平台内与丝杠相连，所述的滑块通过丝杠螺母连接在丝杠上，所述的Y轴水平线性移动模块组安装在滑块上，所述的伺服电机与图像处理装置相连。

又进一步：所述的Y轴水平线性移动模块组包括第一气动缸和竖直设置的平移板，所述的第一气动缸水平安装在滑块上，所述的平移板连接在第一气动缸的出轴端，所述的Z轴升降模块组和摄像头支撑架分别安装在平移板上，所述的第一气动缸上安装有气缸定位器。

又进一步：所述的Z轴升降模块组包括第二气动缸和L型升降板，所述的第二气动缸竖直安装平移板上，所述的L型升降板安装在第二气动缸的上表面，所述的电流频率调节器安装在L型升降板上，所述的第二气动缸上安装有气缸定位器。

又进一步：所述的L型升降板与支架相连，所述的支架的底部连接有定位压紧装置，所述的定位压紧装置半封闭的环绕在矩形端头的外侧。

再进一步：所述的定位压紧装置是由L型固定板、弹簧和压板从上之下依次连接组成，所述的L型固定板安装在支架上，所述的压板的一侧开有矩形凹槽，所述的矩形端头活动连接在压板的矩形凹槽内。

本实用新型不仅能够使焊接装置能够在空间内任意移动，从而使焊接变得更加快捷和准确，提高其的定位精度；而且本实用新型采用高频感应加热，提高了其的焊接质量及焊接速度；并且本设计还设有摄像头和视觉控制系统，使焊接装置能够更加快捷、准确地进行定位焊接，大大提高了其的焊接效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型的主视结构示意图。

图3为本实用新型的左视结构示意图。

图4为焊接模块组的结构示意图。

图5为定位压紧装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的一种基于机器视觉的光伏组件汇流条自动焊接装置，包括X轴水平线性移动模块组、Y轴水平线性移动模块组、Z轴升降模块组和焊接模块组，所述的Y轴水平线性移动模块组连接在X轴水平线性移动模块组上并与其呈直角，所述的Z轴升降模块组连接在Y轴水平线性移动模块组上，所述的焊接模块组连接在Z轴升降模块组上，所述Z轴升降模块组的一侧还设有摄像头9，所述的摄像头9通过摄像头支撑架6连接在Y轴水平线性移动模块组上，所述的摄像头与视觉控制系统相连。本实用新型通过摄像头9采集焊接模块组的位置信息，然后发送信号给视觉控制系统由视觉控制系统来控制X轴水平线性移动模块组和Y轴水平线性移动模块组的运动进给量，从而把焊接模块组运送到待焊接物品的正上方；当焊接模块组与待焊接物品对准完毕后，Z轴升降模块组则会启动利用视觉控制系统控制Z轴升降模块组下降的进给量，从而利用Z轴升降模块组带着焊接模块组下降，使待焊接物品与焊接模块组相接触，此时启动焊接模块组利用其对物品进行焊接。本实用新型不仅能够使焊接装置能够在空间内任意移动，从而使焊接变得更加快捷和准确，提高其的定位精度；而且能够通过增设摄像头和视觉控制系统，使焊接装置能够更加快捷、准确地进行定位焊接，大大提高了其的焊接效率。

所述的视觉控制系统包括图像处理装置和气缸定位器，所述图像处理装置的输入端与摄像头9连接、输出端与气缸定位器和X轴水平线性移动模块组连接，所述的Y轴水平线性移动模块组和Z轴升降模块组内分别安装有气缸定位器；所述的摄像头9用于采集焊接模块组的位置数据，并将采集数据发送给图像处理装置；所述图像处理装置对接受到的数据进行计算分析，并产生控制命令发送给气缸定位器和X轴水平线性移动模块组，所述气缸定位器根据接受到的控制命令驱动Y轴水平线性移动模块组和Z轴升降模块组和焊接模块组运动。

如图4所示的焊接模块组包括支架11、电流频率调节器22、高频感应线圈23、“T”字形连接块24和矩形端头25，所述的支架11和电流频率调节器22分别与Z轴升降模块组相连，所述的高频感应线圈23连接在电流频率调节器22的下方，所述高频感应线圈23的下端伸入至矩形端头25内，所述的矩形端头25通过“T”字形连接块24固定连接在支架11的下端。当对准完毕后启动Z轴升降模块组使其带着焊接模块组向下运动时，待焊接物品会插入矩形端头25内并伸入至高频感应线圈23，此时启动电流频率调节器22通过其给高频感应线圈23通电，利用高频感应对物品进行加热，从而完成焊接操作。

如图1和图2所示的X轴水平线性移动模块组包括伺服电机15和线性模组，所述的线性模组是由滑块3、丝杠、丝杠螺母和轨道2组成，所述的伺服电机15设置在平台1的一端，所述平台1的侧面设有轨道2，所述的滑块3滑动连接在轨道2上，所述的丝杠位于平台1内，所述伺服电机15的出轴端伸入平台1内与丝杠相连，所述的滑块3通过丝杠螺母连接在丝杠上，所述的Y轴水平线性移动模块组安装在滑块3上，所述的伺服电机15与图像处理装置相连。工作时启动伺服电机15使其带着丝杠旋转，在丝杠旋转的过程中丝杠螺母会沿着丝杠作水平运动，由于滑块3通过丝杠螺母连接在丝杠上，所以滑块3会在丝杠螺母的带动下沿着轨道2运动，从而利用滑块3带着Y轴水平线性移动模块组、Z轴升降模块组和焊接模块组做水平运动；并且本设计还能够精确控制滑块3沿X轴方向的移动距离，在伺服电机15旋转的过程中摄像头9会不断检测焊接模块组的位置信息并发送信号给视觉控制系统，当焊接模块组沿X轴方向移动的距离满足要求后，则立即关闭伺服电机15，使伺服电机15停止运转，从而起到精确控制焊接模块组沿X轴方向运动的进给量。

如图2和图3所示的Y轴水平线性移动模块组包括第一气动缸4和竖直设置的平移板5，所述的第一气动缸4水平连接在滑块3上，所述的平移板5连接在第一气动缸4的出轴端，所述的Z轴升降模块组和摄像头支撑架6分别连接在平移板5上，所述的第一气动缸4上安装有气缸定位器。当焊接模块组在X轴水平线性移动模块组的带动下完成X轴方向上的运动后，启动第一气动缸4使其带着平移板5沿着Y轴方向运动，从而使Z轴升降模块组和焊接模块组跟着平移板5进行Y轴方向的运动；在平移板5沿着Y轴方向运动的过程中，本实用新型会通过摄像头9采集到的信息控制平移板5的进给量，图像处理装置会根据摄像头9采集到的信息通过气缸定位器控制第一气动缸4出轴的进给量，从而精确控制焊接模块组沿Y轴方向运动的距离。

如图1和图5所示的Z轴升降模块组包括第二气动缸7和L型升降板8，第二气动缸7竖直连接在平移板5上，所述的L型升降板8连接在第二气动缸7的上表面，所述的电流频率调节器22连接在L型升降板8上，所述的第二气动缸7上安装有气缸定位器。所述的L型升降板8的侧面连接有竖直设置的支架11，支架11的底部连接有定位压紧装置，定位压紧装置半封闭的环绕在矩形端头25的外侧。所述的定位压紧装置是由L型固定板12、弹簧16和压板13从上之下依次连接组成，L型固定板12安装在支架11上，压板13的一侧开有矩形凹槽，矩形端头25活动的置于压板13的矩形凹槽内。当焊接模块组完成与待焊接物品的对准后，启动第二气动缸7通过L型升降板8带着焊接模块组下降，使焊接模块组与带焊机物品相接触，本实用新型通过图像处理装置严格控制第二气动缸7出轴的进给量，从而对焊接模块组的下降距离起到精确控制的作用；当L型升降板8向下运动时，与L型升降板8相连的支架11也会向下运动，压板13会会通过挤压弹簧16对材料进行压紧，防止材料在焊接的过程中自行移动造成不必要的损失。

当然所述的Y轴水平线性移动模块组中的第一气动缸也可以采用伺服电机、丝杠来实现Z轴升降模块组在Y方向的直线运动。这样的变换都落在本专利申请保护的范围内。

Claims (7)

1.一种基于机器视觉的光伏组件汇流条自动焊接装置，其特征在于：包括X轴水平线性移动模块组、Y轴水平线性移动模块组、Z轴升降模块组和焊接模块组，所述的Y轴水平线性移动模块组连接在X轴水平线性移动模块组上并与其呈直角，所述的Z轴升降模块组连接在Y轴水平线性移动模块组上，所述的焊接模块组连接在Z轴升降模块组上，所述Z轴升降模块组的一侧还设有摄像头，所述的摄像头通过摄像头支撑架连接在Y轴水平线性移动模块组上，所述的摄像头与视觉控制系统相连；

所述的视觉控制系统包括图像处理装置和气缸定位器，所述图像处理装置的输入端与摄像头连接、输出端与气缸定位器和X轴水平线性移动模块组连接，所述的Y轴水平线性移动模块组和Z轴升降模块组和焊接模块组内分别安装有气缸定位器；所述的摄像头用于采集焊点位置数据，并将采集数据发送给图像处理装置；所述图像处理装置对接受到的数据进行计算分析，并产生控制命令发送给气缸定位器和X轴水平线性移动模块组，所述气缸定位器根据接受到的控制命令驱动Y轴水平线性移动模块组和Z轴升降模块组和焊接模块组运动。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的光伏组件汇流条自动焊接装置，其特征在于：所述的焊接模块组包括支架、电流频率调节器、高频感应线圈、“T”字形连接块和矩形端头，所述的支架和电流频率调节器分别与Z轴升降模块组相连，所述的高频感应线圈连接在电流频率调节器的下方，所述高频感应线圈的下端伸入至矩形端头内部，所述的矩形端头通过“T”字形连接块固定连接在支架的下端。

3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的光伏组件汇流条自动焊接装置，其特征在于：所述的X轴水平线性移动模块组包括伺服电机和线性模组，所述的线性模组是由滑块、丝杠、丝杠螺母和轨道组成，所述的伺服电机设置在平台的一端，所述平台的侧面设有轨道，所述的滑块滑动连接在轨道上，所述的丝杠位于平台内，所述伺服电机的出轴端伸入平台内与丝杠相连，所述的滑块通过丝杠螺母连接在丝杠上，所述的Y轴水平线性移动模块组安装在滑块上，所述的伺服电机与图像处理装置相连。

4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的光伏组件汇流条自动焊接装置，其特征在于：所述的Y轴水平线性移动模块组包括第一气动缸和竖直设置的平移板，所述的第一气动缸水平安装在滑块上，所述的平移板连接在第一气动缸的出轴端，所述的Z轴升降模块组和摄像头支撑架分别安装在平移板上，所述的第一气动缸上安装有气缸定位器。

5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的光伏组件汇流条自动焊接装置，其特征在于：所述的Z轴升降模块组包括第二气动缸和L型升降板，所述的第二气动缸竖直安装平移板上，所述的L型升降板安装在第二气动缸的上表面，所述的电流频率调节器安装在L型升降板上，所述的第二气动缸上安装有气缸定位器。

6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的光伏组件汇流条自动焊接装置，其特征在于：所述的L型升降板与支架相连，所述的支架的底部连接有定位压紧装置，所述的定位压紧装置半封闭的环绕在矩形端头的外侧。

7.根据权利要求6所述的一种基于机器视觉的光伏组件汇流条自动焊接装置，其特征在于：所述的定位压紧装置是由L型固定板、弹簧和压板从上之下依次连接组成，所述的L型固定板安装在支架上，所述的压板的一侧开有矩形凹槽，所述的矩形端头活动连接在压板的矩形凹槽内。