CN208787710U

CN208787710U - 一种焊接装置

Info

Publication number: CN208787710U
Application number: CN201821280764.0U
Authority: CN
Inventors: 周万勇
Original assignee: Guangdong Hanergy Thin Film Solar Co Ltd
Current assignee: Guangdong Hanergy Thin Film Solar Co Ltd
Priority date: 2018-08-09
Filing date: 2018-08-09
Publication date: 2019-04-26
Anticipated expiration: 2028-08-09

Abstract

本实用新型披露了一种焊接装置，包括至少一个上料机构(100)、焊接平台(200)和焊接机构(300)，其中，焊接平台(200)设置为圆形转台，包括转台上侧(201)和转台下侧(202)，上侧(201)包括支撑板，上料机构(100)邻近焊接平台(200)外周设置，上料机构(100)用于向焊接平台(200)传送至少两个片材，至少两个片材布置于预定位置，二者之间形成待焊搭接部，其中，焊接平台(200)转动以使待焊搭接部相对于焊接机构(300)的焊头(306)于所述圆形转台周向定位，和/或使至少两个片材相对定位，可显著提高焊接生产效率和精度。

Description

一种焊接装置

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，具体涉及一种用于片材焊接的焊接装置。

背景技术

焊接，也称作熔接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。汇流条焊接在太阳能电池组件的封装过程中是不可缺少的工艺之一，而且对电池组件的生产效率和质量稳定性产生重要影响。

在传统的汇流条焊接工艺中一般采用手工烙铁焊接。手工烙铁焊接时需要手工按压，采用无定位焊接的方式，焊接方法不易掌握，容易发生焊接位置偏移，且易发生焊接错误的现象，不仅影响了汇流条焊接生产的产品质量，同时使得汇流条焊接过程中需要不断的对汇流条的位置进行调整，使得焊接过程费时、费力，生产效率较低，而且精度低、速度慢，焊点容易接触不良或者容易产生虚焊，使得产品质量稳定性差，难以保证焊接质量的一致性。因此，手工烙铁焊接已经不能满足当今生产使用量的要求。

实用新型内容

[要解决的技术问题]

现有技术中，通常使用手工焊接，焊接装置中的焊接台一般为固定的方形台，如图6中所示，图中11为产品定位销。由于不能转动且为方形的形状，从而使得定位不易，导致焊接效率低，焊接的精度和焊接的质量不稳定。

本技术方案的目的在于促进焊接处理自动化，改善定位和焊接精确性。

[技术方案]

本实用新型的第一方面在于提供一种焊接装置，包括至少一个上料机构、焊接平台和焊接机构，其中，焊接平台设置为圆形转台，包括转台上侧和转台下侧，其中，所述上侧包括支撑板，上料机构邻近所述焊接平台外周设置，上料机构用于向焊接平台传送至少两个片材，所述至少两个片材布置于预定位置，二者之间形成待焊搭接部，其中，焊接平台转动以使待焊搭接部相对于焊接机构的焊头于所述圆形转台周向定位，和/或使至少两个片材相对定位。

进一步，上述方面的本发明，可选支撑板上包括多个吸孔，该多个吸孔与真空源连通，多个吸孔提供真空吸力以固定片材以及待焊搭接部。

本实用新型的第二方面在于提供一种太阳能电池组件用焊带的焊接装置，包括第一方面中所述的焊接装置。

本实用新型的第三方面在于提供一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件用焊带的焊接装置，包括第一方面中所述的焊接装置。

[实用新型的有益效果]

本实用新型提供的焊接装置，其中的焊接平台设置为圆形转台，转动预设的角度后可与焊接机构的焊头相对，故可实现焊点与焊头的自动定位，避免了人工操作带来的误差和不确定性，大大提高了生产效率。

另外，圆形转台包括转台上侧和转台下侧，上侧包括支撑板，支撑板上布置与真空源连通的多个吸孔，可向待焊片材提供真空吸力，从而可使得片材在焊接过程中不移动位置，实现精确焊接，保证了焊接质量。

本实用新型提供的焊接装置可实现自动化操作，并提高生产效率，以及，使得焊接的精度和焊接的质量均得改善。

附图说明

参照附图阅读本实用新型的多种实施方式之后，本领域技术人员更容易理解本实用新型的组件的目的和特征，附图说明如下：

图1是根据本实用新型一实施方式的焊接装置的示意图；

图2是根据本实用新型一实施方式的焊接装置的示意图；

图3是根据本实用新型一实施方式的焊接装置的示意图；

图4是本实用新型一实施例的焊接装置的平面布置示意图；

图5是圆形转台和焊接机构的布置示意图；

图6是现有技术中使用的焊接平台；

图7是本实用新型的一个实施方式中模板的俯视图；

图8是图7所示模板的仰视图；

图9是本实用新型的另一个实施方式中模板的俯视图；

图10是图9所示模板的仰视图；

图11是本实用新型一实施例的焊接装置焊接后形成的负极汇流条示意图；

图12是本实用新型一实施例的焊接装置焊接后形成的正极汇流条示意图。

具体实施方式

下文结合附图描述本实用新型提供的焊接装置的实施方式。通篇附图中采用相似的附图标记描述相似或相同的部件。这里披露的不同特征可以单独使用，或者彼此改变组合，没有规定将本实用新型限定于文中描述的特定组合。由此，所描述的实施方式不用于限定权利要求的范围。

说明中可能采用短语“在一实施方式中”、“在实施方式中”、“在一些实施方式中”，或者“在其他实施方式中”，分别可以各指根据本文披露的一个或多个相同或者不同的实施方式。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[实施方式1]

如图1所示，在实施方式1中，提供了一种焊接装置，包括一个上料机构100、焊接平台200和焊接机构300。

焊接平台200设置为圆形转台，包括转台上侧201和转台下侧202，其中，上侧201包括支撑板，支撑板上包括多个吸孔204，该多个吸孔204与真空源400连通。

上料机构100邻近焊接平台200外周设置，上料机构100用于向焊接平台200传送至少两个片材，上料机构100先传送第一片材至焊接平台，然后再传送第二片材至焊接平台。

根据具体应用，还可以接着依次传递第三、第四等片材至焊接平台。

至少两个片材布置于预定位置，二者之间形成待焊搭接部。在上料定位后，开启真空源，通过吸孔204提供吸力将片材由固定。之后，焊接平台200转动一角度，以将待焊搭接部2011与焊接机构300的焊头306相对，从而可以实施焊接操作。焊头306在实施方式中构造为可以竖向运动，以及在圆形转台的径向移动。可以由常规的方式驱动焊头306，例如采用伺服电机驱动，或者气缸驱动。

[实施方式2]

类似于实施方式1，不同之处在于，实施方式2中设置了2个上料机构。

如图2所示，在实施方式2中，邻近焊接平台200外周设置设置2个上料机构100A、100B，用于同时上料或者协同上料，可减少上料的时间，以及改善准确定位和准确搭接。

可选的，上料机构100A、100B可分别为横向上料台和纵向上料台，提供两个焊带(片材)的垂直搭接布置。

[实施方式3]

类似于实施方式1、2，不同之处在于，实施方式3中设置了3个上料机构100A、100B和100C。

如图3所示，在实施方式3中，邻近焊接平台200外周设置设置3个上料机构100A、100B和100C，用于同时上料或者协同上料，以节省上料时间，改善准确定位和准确。本实用新型可以实现3个或以上片材更多样的搭接方式，从而处理更复杂的焊接构型。上料机构可根据需要设置更多个，以实现协同上料，同时处理更多个片材的搭接布置。

在本实用新型提供的焊接装置中，圆形转台的转台下侧202设置真空腔，真空腔为大致碗状构造，或者筒状，其与圆形转台接合。真空腔与抽真空装置，例如真空泵或者压缩机连接，以向待焊接的片材提供吸力。真空腔上方的开口面积与圆形转台上侧201上设置的支撑板的形状相符，以支撑板覆盖密封腔，与之密封接合，从而能够向圆形转台上的片材提供真空吸力。

在上述实施方式1、实施方式2或实施方式3的基础上进一步对本实用新型的焊接装置的其他特征和变化实施方式进行说明。

[变化实施方式]

如图2和4所示，上料机构100包括第一上料机构100A和第二上料机构100B，第一上料机构100A传送第一片材，以及第二上料机构100B传送第二片材，第一上料机构100A和第二上料机构100B的送料方向大致彼此垂直，以使第一片材和第二片材垂直搭接。第一上料机构100A和第二上料机构100B例如为图4中所示的横向上料台和纵向上料台，两个方向的上料台可同时上料或者协同上料。两个上料机构还能够用于引导和传送不同宽度的汇流条。

如图4和5所示，上料机构100包括片材上料台1008，片材上料台1008设置有上料台吸盘1009，用以通过抽真空固定运送过程中承载的片材，从而使得能够实现精确控制裁切尺寸。

如图4所示，片材上料台1008设置有可调定位柱1000，与螺杆螺母配合，在预设的定位槽1011中移动、固定，用于引导不同宽度的片材，从而可用于不同宽度的汇流条的焊接。

在上料机构100的传送途径上，于片材上料台1008之前，由近到远还依次包括裁切单元1007、第二压料单元1006、定距送料单元1005、第一压料单元1004，上述各单元的驱动方式可采用气缸驱动或其他常规驱动方式，如电机驱动等。如图4和5中所示，上料机构100的传送途径上依次设置有第一压料单元1004、定距送料单元1005、第二压料单元1006、裁切单元1007。

本实用新型可预先设定可调裁切长度并通过裁切气缸控制裁切长度，实现预定长度的裁剪。

在一种变化实施方式中，支撑板为可拆卸模板207，可拆卸模板207上设置多个吸孔204，多个吸孔204布置为与片材在模板上布置的位置相对应，使得片材能够完全覆盖多个吸孔204。

可拆卸模板207上还设置有定位槽2012，以限定片材的放置位置，多个吸孔204设置在所述定位槽2012内。

可拆卸模板上具有针对特定产品的吸孔布置和/或片材导槽等布置，针对预定产品，可直接将相应的模板安装在圆形转台上进行焊接操作，由此能够有效提高本焊接装置的产品适应性，并有效降低设备变更的成本。

可拆卸模板的一种实施方式如图7和8所示，图7示出的是模板的正面图示201A，在圆形转台上平行设置三条横向定位槽2012A，以定位上料片材，垂直于横向定位槽2012A的中央位置设置一纵向定位槽2012B，定位槽的宽度与上料片材的宽度相符合。横向的定位槽2012A与纵向定位槽2012B的交叉处是待焊搭接部2011。在定位槽2012A、2012B上设置若干吸孔204，以通过真空吸力固定片材以及待焊搭接部。

此外，圆形转台201上还设置有模板顶出螺纹通孔2013，用于在焊接完成后将焊接所得产品顶出模板，然后下料。

图8示出的是模板的背面图示201B，模板背面还设置有定位销孔2014，用于与焊接平台上的模板定位销配合以固定模板。

可拆卸模板的另一种实施方式见图9和10所示，图9示出的是模板的正面图示201A，与图7和8中所示模板相似，不同之处在于，改变了定位槽的设置方式。该变化实施方式中的定位槽设置为“日”字形。

焊接机构300提供焊接方式可以是超声波焊接、激光焊接、热焊接或其组合。

采用超声波金属焊接快速、节能、熔合强度高、导电性好、不需焊锡无污染、无需加热，接近冷态加工。采用激光焊接可以避免例如汇流条与引流条之间发生位置偏移，提高汇流条焊接质量，减少虚焊或者漏焊等的不良现象。

此外，上述的焊接装置可以应用于热塑性塑料条带的焊接应用中。可选的，焊接机构300由运动单元驱动执行升降运动，焊头可在垂直于焊接平台的方向作上下移动，需要焊接时焊头下降，焊接结束时，提升焊头并离开焊接平台。另外，可以由运动单元驱动执行前后运动，通过转动圆台可使得焊点位于焊头可移动的路径上，然后通过运动单元移动焊头定位待焊搭接部执行焊接。

运动单元可以是伸缩气缸、升降气缸、步进电机、伺服电机等。

如果待焊搭接部与焊头位于同一圆周上，则不需移动焊头只需要转动圆形转台即可实现焊接。虽然待焊搭接部与焊头不在同一圆周上，但通过焊头移动后可处于同一圆周上，例如，可以先将焊头沿径向移动至该圆周上，同时转动圆形转台执行定位。

可见，通过设置圆形转台，再配合焊头的上下以及前后移动，可使得焊头达到圆形转台的任何位置上进行焊接工作，从而实现焊接的自动化定位和操作，以较低的成本极大提高焊接效率，改善焊接精度。

焊接部位对不同大小、宽窄的汇流条施加的按压力度，依据预先设定的数值，或者设置感应器传感按压力度。

可选地，互相搭接的片材是金属片，金属片是互连条和/或汇流条，搭接方式例如可以是互连条与互连条搭接，汇流条与汇流条搭接，或者互连条与汇流条搭接。

片材可以是热塑性塑料片、热塑性材料织物片、热塑性材料无纺织物片或其组合。

进一步，本实用新型的装置还包括下料机构600，下料机构600包括下料机械手601，以将焊接产品自焊接平台300上取下，然后可放入成品箱500中。

本发明的另一方面提供了一种太阳能电池组件用焊带的焊接装置，包括本实用新型提供的焊接装置。

本发明的又一方面提供了一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件用焊带的焊接装置，包括本实用新型提供的焊接装置。

本文中的焊带包括但不限于互连条、汇流条。

为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面以本实用新型的焊接装置的在焊接太阳能组件用焊带的实际应用为例进行说明。

[应用实施例1]

在焊接太阳能组件用焊带时使用如图4和5所示的焊接装置，在焊接时，横向上料机构100A和纵向上料机构100B分别将汇流条(未示出)料盘放入滚轴1001中并锁紧料盘，使汇流条依次穿过张紧轮1002，导向轮1003，压料装置1004，定距送料装置1005，压料装置1006，其中，压料装置1004与1006不可移动，送料装置1005将汇流条运至压料装置1006。汇流条到达上料台1008的末端时，手动切换压料气缸装置，将汇流条压紧并在裁切装置1007中进行预裁切一次，设定好尺寸，通过伺服电机送料装置1005将一定尺寸的汇流条送入汇流条横向和纵向上料台1008，经过定位槽定位后，同时启动真空源通过吸孔1009吸真空固定汇流条，可调定位柱1000用来调节汇流条的宽度，用裁切装置1007进行自动裁切，上料机械手1010将横向和纵向汇流条(根据圆形转台的吸空位置)放在焊接平台200的上侧201上，通过吸孔204吸真空固定汇流条和搭接部，焊接平台200旋转预定角度，使得待焊搭接部与焊头位置对应，操作焊头，执行焊接操作。焊接完成后，破真空，由下料机构600的下料机械手601，将焊接完成的产品放入成品料箱500。

焊接机构300包括超声波焊接机组件，该组件包括换能器304、变幅杆305和焊头306，用于向焊带提供超声波进行焊接，换能器和焊头分别连接在变幅杆的上下两端。

焊接机构300还包括运动单元，如伸缩气缸308和升降气缸307，驱动焊头进行升降运动和沿着焊接平台200径向的运动。运动单元通过底座302和设置在其上的支架303支撑。电源301向超声波焊接机供电。焊接机构300还包括压力感应器以对压力度进行感应。

超声波焊接的频率35-45，可选为40khz，能量为590j，频率变幅杆按照预设的谐振频率对汇流条进行焊接。

焊接所得产品如图11和12所示，分别是负极汇流条20和正极汇流条30。图11的负极汇流条20中的焊点分别是21、22。图12的正极汇流条30中的焊点分别是31、32。

本技术方案提供的焊接设备，其焊接速度快，用时短且节能，焊接所得产品的熔合强度高、导电性好，具有优良的使用性能，特别适合太阳能电池组件制造应用。

本实用新型至少包括如下方面的概念：

概念1.一种焊接装置，包括至少一个上料机构100、焊接平台200和焊接机构300，其中，

焊接平台200设置为圆形转台，包括转台上侧201和转台下侧202，其中，上侧201包括支撑板，支撑板上包括多个吸孔204，该多个吸孔204与真空源400连通，

上料机构100邻近焊接平台200外周设置，上料机构100用于向焊接平台200传送至少两个片材，至少两个片材布置于预定位置，二者之间形成待焊搭接部，多个吸孔204提供真空吸力以固定片材以及待焊搭接部，其中，焊接平台200转动以使待焊搭接部相对于焊接机构300的焊头306于所述圆形转台周向定位，和/或使至少两个片材相对定位。

概念2.根据概念1的焊接装置，其中，上料机构100为两个以上，以能够协同上料。

概念3.根据概念2的焊接装置，其中，上料机构100为包括第一上料机构100A和第二上料机构100B，第一上料机构100A传送第一片材，以及第二上料机构100B传送第二片材，第一上料机构100A和第二上料机构100B送料方向彼此垂直，以使第一片材和第二片材垂直搭接。

概念4.根据概念1-3中任一项的焊接装置，其中，上料机构100包括片材上料台1008，片材上料台1008设置有上料台吸盘1009，用以通过抽真空固定运送过程中承载的片材。

概念5.根据概念4的焊接装置，其中，片材上料台1008设置有可调定位柱1000，用于引导不同宽度的片材。

概念6.根据概念5的焊接装置，其中，上料机构100的传送途径上，于片材上料台1008之前，由近到远还依次包括裁切单元1007、第二压料单元1006、定距送料单元1005、第一压料单元1004，上述单元的驱动方式为气缸驱动。

概念7.根据概念1的焊接装置，其中，支撑板为可拆卸模板207，可拆卸模板207上设置多个吸孔204，多个吸孔204布置形式与预设焊接产品的形状相符合，使得片材能够完全覆盖多个吸孔204。

概念8.根据概念7的焊接装置，其中，可拆卸模板207上还设置有定位槽2012，以限定片材的放置位置，多个吸孔设置在定位槽2012内。

概念9.根据概念1-8中任一项的焊接装置，其中，焊接机构300提供焊接方式选自：超声波焊接、激光焊接、热焊接或其组合。

概念10.根据概念1-9中任一项的焊接装置，其中，焊接机构300可由运动单元驱动执行升降运动。

概念11.根据概念10的焊接装置，其中，焊接机构300可由运动单元驱动执行前后运动。

概念12.根据概念1-11中任一项的焊接装置，其中，片材是金属片。

概念13.根据概念12的焊接装置，其中，金属片是互连条和/或汇流条。

概念14.根据概念1-11中任一项的焊接装置，其中，片材是热塑性塑料片、热塑性材料织物片、热塑性材料无纺织物片或其组合。

概念15.根据概念上述任一项的焊接装置，还包括下料机构600，下料机构600包括下料机械手601，以将焊接产品自焊接平台300上取下。

概念16.一种太阳能电池组件用焊带的焊接装置，包括概念1-13、15中任一项的焊接装置。

概念17.一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件用焊带的焊接装置，包括概念1-13、15中任一项的焊接装置。

应当理解，与附图所示相比，本实用新型的实施方式可以包括附加的、减少的或者不同的部件。应当理解，本实用新型的装置的实施方式的特征可以为不同构造的组合。

尽管为了描述和说明的目的，本实用新型参考附图具体说明了一种实施方式，应当理解所披露的应用方法和装置并不能构成对本实用新型的限定。对本领域技术人员来说，容易做出对前述实施方式的多种修改，而不脱离本实用新型的范围。

Claims

1.一种焊接装置，包括至少一个上料机构(100)、焊接平台(200)和焊接机构(300)，其特征在于，

焊接平台(200)设置为圆形转台，包括转台上侧(201)和转台下侧(202)，其中，所述上侧(201)包括支撑板，

上料机构(100)邻近所述焊接平台(200)外周设置，上料机构(100)用于向焊接平台(200)传送至少两个片材，所述至少两个片材布置于预定位置，二者之间形成待焊搭接部，其中，焊接平台(200)转动以使待焊搭接部相对于焊接机构(300)的焊头(306)于所述圆形转台周向定位，和/或使至少两个片材相对定位。

2.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，所述支撑板上包括多个吸孔(204)，该多个吸孔(204)与真空源(400)连通，所述多个吸孔(204)提供真空吸力以固定片材以及待焊搭接部。

3.根据权利要求2所述的焊接装置，其特征在于，上料机构(100)为两个以上，以能够协同上料。

4.根据权利要求3所述的焊接装置，其特征在于，上料机构(100)为包括第一上料机构(100A)和第二上料机构(100B)，第一上料机构(100A)传送第一片材，以及第二上料机构(100B)传送第二片材，第一上料机构(100A)和第二上料机构(100B)送料方向彼此垂直，以使第一片材和第二片材垂直搭接。

5.根据权利要求4所述的焊接装置，其特征在于，上料机构(100)包括片材上料台(1008)，所述片材上料台(1008)设置有上料台吸盘(1009)，用以通过抽真空固定运送过程中承载的片材。

6.根据权利要求5所述的焊接装置，其中，所述片材上料台(1008)设置有可调定位柱(1000)，用于引导不同宽度的片材。

7.根据权利要求6所述的焊接装置，其特征在于，上料机构(100)的传送途径上，于所述片材上料台(1008)之前，由近到远还依次包括裁切单元(1007)、第二压料单元(1006)、定距送料单元(1005)、第一压料单元(1004)。

8.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，所述支撑板为可拆卸模板(207)，所述可拆卸模板(207)上设置多个吸孔(204)，所述多个吸孔(204)布置为与所述片材在模板上布置的位置相对应，使得所述片材能够完全覆盖所述多个吸孔(204)。

9.根据权利要求8所述的焊接装置，其特征在于，所述可拆卸模板(207)上还设置有定位槽(2012)，以限定所述片材的放置位置，所述多个吸孔(204)设置在所述定位槽内。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的焊接装置，其特征在于，焊接机构(300)可由运动单元驱动执行升降运动和/或前后运动。

11.根据权利要求1-9中任一项所述的焊接装置，其特征在于，所述片材是金属片，或者，所述片材是热塑性塑料片、热塑性材料织物片、热塑性材料无纺织物片或其组合。

12.一种太阳能电池组件用焊带的焊接装置，其特征在于，包括权利要求1-11中任一项所述的焊接装置。