CN210209067U - 汇流条自动焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汇流条自动焊接设备，端引线汇流条焊接装置一包含用于提供端汇流条焊带的供带机构一、焊带抓取机构一、塞带规整装置一和激光焊接装置一，端引线汇流条焊接装置二包含用于提供端汇流条焊带的供带机构二、焊带抓取机构二、塞带规整装置二和激光焊接装置二，中间并联焊带焊接装置包含用于提供中间并联焊带的供带机构三、焊带抓取机构三和激光焊接装置三，塞带规整装置一和塞带规整装置二沿电池串传输装置的传输方向对称分布其两侧，供带机构一和供带机构三位于塞带规整装置一的外侧，供带机构二位于塞带规整装置二的外侧；供带机构一、供带机构三和供带机构二的焊带槽平行，供带机构一位于供带机构三外侧。全自动化焊接，焊接效率高。

Description

汇流条自动焊接设备

技术领域

本实用新型涉及一种汇流条自动焊接设备。

背景技术

目前，在太阳能电池生产过程中，电池片在焊接成串后需要将电池串端部用汇流条焊接起来，而汇流条一般为缠绕在承载盘上的带状结构，在汇流条焊接时需要将汇流条裁剪成预定长度，然后将汇流条搬运至固定的位置进行焊接。

传统的汇流条焊接方式是在串焊机后道设置专门工序，将电池组从串焊机取下放置好，人工手动焊接汇流条，但是这种焊接方式效率较低，生产一致性差，且存在明显质量隐患。

市场上的一些汇流条设备普遍采用电阻焊和红外焊，虽然一定程度上解决了生产效率低和生产一致性差的问题，但维护成本却极高。

因此，如何进一步提高生产效率、降低使用成本并且提高产品质量，是业界急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种汇流条自动焊接设备。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

汇流条自动焊接设备，特点是：包括电池串传输装置、端引线汇流条焊接装置一、端引线汇流条焊接装置二、中间并联焊带焊接装置；端引线汇流条焊接装置一包含用于提供端汇流条焊带的供带机构一、焊带抓取机构一、塞带规整装置一和激光焊接装置一，端引线汇流条焊接装置二包含用于提供端汇流条焊带的供带机构二、焊带抓取机构二、塞带规整装置二和激光焊接装置二，中间并联焊带焊接装置包含用于提供中间并联焊带的供带机构三、焊带抓取机构三和激光焊接装置三，电池串传输装置安装于机架底座上，塞带规整装置一和塞带规整装置二沿电池串传输装置的传输方向对称分布其两侧，分别单独安装在机架底座上，供带机构一和供带机构三位于塞带规整装置一的外侧，安装在与机架底座连接的台板上，供带机构二位于塞带规整装置二的外侧，安装在与机架底座连接的台板上；供带机构一、供带机构三和供带机构二的焊带槽相平行，供带机构一位于供带机构三的外侧；

焊带抓取机构一和激光焊接装置一悬挂于运动件一上，X轴直线驱动装置与运动件一驱动连接，在其驱动下可横向移动；

焊带抓取机构二和激光焊接装置二悬挂于运动件二上，X轴直线驱动装置与运动件二驱动连接，在其驱动下可横向移动；

焊带抓取机构三和激光焊接装置三悬挂于运动件三上，X轴直线驱动装置与运动件三驱动连接，在其驱动下可横向移动；

取焊带时，焊带抓取机构一和焊带抓取机构三向供带机构一和供带机构三方向运动，焊带抓取机构二向供带机构二方向运动，焊带抓取机构一在激光焊接装置一的前部，焊带抓取机构二在激光焊接装置二的前部，焊带抓取机构三在激光焊接装置三的前部。

进一步地，上述的汇流条自动焊接设备，其中，所述供带机构一包含沿焊带输送方向依次设置的焊带输出机构一、压轮张紧机构一、焊带压紧机构一、切刀机构一以及焊带槽一，焊带槽一旁设置同步带装置，同步带装置的同步带上连接焊带自由端夹带机构一，从焊带输出机构一输出的焊带依次经压轮张紧机构一、焊带压紧机构一、切刀机构一，并由同步带装置上焊带自由端夹带机构一对焊带自由端沿焊带槽一牵拉运动，切刀机构一冲切焊带使其落入焊带槽一中；

所述供带机构三包含沿焊带输送方向依次设置的焊带输出机构三、压轮张紧机构三、焊带压紧机构三、切刀机构三以及焊带槽三，焊带槽三旁的同步带装置的同步带上连接焊带自由端夹带机构三，从焊带输出机构三输出的焊带依次经压轮张紧机构三、焊带压紧机构三、切刀机构三，并由焊带自由端夹带机构三对焊带自由端沿焊带槽三牵拉运动，切刀机构三冲切焊带使其落入焊带槽三中。

进一步地，上述的汇流条自动焊接设备，其中，所述供带机构二包含沿焊带输送方向依次设置的焊带输出机构二、压轮张紧机构二、焊带压紧机构二、切刀机构二以及焊带槽二，焊带槽二旁设置同步带装置，同步带装置的同步带上连接焊带自由端夹带机构二，从焊带输出机构二输出的焊带依次经压轮张紧机构二、焊带压紧机构二、切刀机构二，并由同步带装置上焊带自由端夹带机构二对焊带自由端沿焊带槽二牵拉运动，切刀机构二冲切焊带使其落入焊带槽二中。

进一步地，上述的汇流条自动焊接设备，其中，所述焊带抓取机构一包含真空吸附装置以及Z轴升降单元一，真空吸附装置安装于Z轴升降单元一上，真空吸附装置的支架上布置有真空吸嘴，Z轴升降单元一安装于横板一上，横板一固定在运动件一上，X轴直线驱动装置与运动件一驱动连接，X轴直线驱动装置可驱动焊带抓取机构一沿X轴向横向移动。

进一步地，上述的汇流条自动焊接设备，其中，所述真空吸附装置的支架上布置有多组真空吸嘴，每组有三只真空吸嘴，以等腰三角形的三顶点式分布。

进一步地，上述的汇流条自动焊接设备，其中，所述激光焊接装置一包含激光系统一和预压机构一，激光系统一和预压机构一安装于立板一上，立板一置于可沿焊带焊接方向运动的直线运动模组一上，直线运动模组一安装在运动件一上，X轴直线驱动装置与运动件一驱动连接，X轴直线驱动装置可驱动激光焊接装置一沿X轴向横向移动。

进一步地，上述的汇流条自动焊接设备，其中，所述焊带抓取机构三包含焊带抓取夹头以及Z轴升降单元三，焊带抓取夹头以可滑动方式安装于型材支架上，型材支架安装于Z轴升降单元三上，Z轴升降单元三安装于横板三上，横板三固定在运动件三上，X轴直线驱动装置与运动件三驱动连接，X轴直线驱动装置可驱动焊带抓取机构三沿X轴向横向移动。

进一步地，上述的汇流条自动焊接设备，其中，所述激光焊接装置三包含激光系统三和预压机构三，激光系统三和预压机构三安装于立板三上，立板三置于可沿焊带焊接方向运动的直线运动模组三上，直线运动模组三安装在运动件三上，X轴直线驱动装置与运动件三驱动连接，X轴直线驱动装置可驱动激光焊接装置三沿X轴向横向移动。

进一步地，上述的汇流条自动焊接设备，其中，所述电池串传输装置包括输送线、电池串Y轴向阻挡机构以及电池串Y轴向规整机构，输送线安装于机架底座上，在输送线的Y轴向输送前端布置电池串Y轴向阻挡机构，在输送线的Y轴向输送后端布置电池串Y轴向规整机构；

电池串Y轴向阻挡机构包括阻挡气缸、连接立板以及阻挡轮，阻挡轮安装在连接立板上，连接立板安装于阻挡气缸的活塞杆上，阻挡气缸固定于输送线上；

电池串Y轴向规整机构包括垂直升降气缸、立板、规整气缸以及规整轮，规整轮安装在一连接板上，连接板安装于规整气缸的活塞杆上，规整气缸通过连接板可带动规整轮水平运动，规整气缸固定于立板上，立板安装于垂直升降气缸的活塞杆上，垂直升降气缸可带动规整气缸垂直升降运动，进而带动规整轮垂直升降运动。

进一步地，上述的汇流条自动焊接设备，其中，所述塞带规整装置一与塞带规整装置二结构相同，呈相对对称布置，位于电池串传输装置的两侧，所述塞带规整装置一包括电机丝杠机构、焊接台板、台板支撑板以及电池串X轴向规整机构，台板支撑板置于导轨上，电机丝杠机构与台板支撑板驱动连接，可驱动其在导轨上沿X轴向左右运动，焊接台板固定于台板支撑板上，电池串X轴向规整机构安装在台板支撑板上，电池串X轴向规整机构包括升降气缸以及安装于气缸活塞杆上的规正块。

进一步地，上述的汇流条自动焊接设备，其中，所述激光系统一包含用于输出激光光束的激光器以及用于将激光束聚焦至焊接区域的光束聚焦系统，激光器的输出光路上布置光束聚焦系统，光束聚焦系统包含沿光路设置的扩束镜、反射镜以及激光焊接头，扩束镜扩束后的激光光束经反射镜进入激光焊接头，激光焊接头将激光束聚焦至焊接区域。

进一步地，上述的汇流条自动焊接设备，其中，所述激光焊接头包括聚焦镜以及置于其上同轴的用于监控激光焊接区域温度的温度反馈系统，聚焦镜焦距5mm～10000mm，聚焦镜将激光光束形成汇聚光束聚焦于焊带，温度反馈系统接受焊接过程中热辐射反射光，热辐射反射光通过聚焦镜并透过反射镜传输至温度反馈系统，温度反馈系统采集焊接热辐射光束转化为温度信息，对焊接区域的温度进行标定；激光焊接头一侧还布置有用于检测焊带位置的视觉影像系统，识别焊带的位置信息。

进一步地，上述的汇流条自动焊接设备，其中，所述激光器为连续激光器或脉冲激光器，连续激光器对焊带加热使焊带的表层锡层受热热熔实现锡层间互连，即热导式焊接；脉冲激光聚焦在焊带上，在作用区形成将强的激光能量密度将材料气化，在材料内部形成空腔致使材料之间紧密咬合，两层焊带的铜层熔接形成极高的焊接强度，即穿透式焊接。

进一步地，上述的汇流条自动焊接设备，其中，所述连续激光器为波长400nm～3000nm或9000nm～11000nm、平均功率大于10W的气体激光器、半导体激光器或光纤激光器。

进一步地，上述的汇流条自动焊接设备，其中，所述脉冲激光器为中心波长400nm～3000nm或9000nm～11000nm、平均功率大于10W、重复频率1Hz～10MHz、功率大于10W、脉冲持续时间10fs～10ms的脉冲激光器。

进一步地，上述的汇流条自动焊接设备，其中，所述预压机构一包含L型立架、导向板以及导向杆，L型立架的侧面竖立安装一导向板，导向板上沿竖向开设有导向槽，L型立架的横板上设有轴向孔，导向杆置于轴向孔中，可沿其上下滑动，导向杆的上端部安装一导向块，导向块配合于导向板的导向槽中，可沿导向槽上下滑动，导向杆的下段套置一弹簧，导向杆的下端部安装一压轮座，弹簧的上端与L型立架的横板下底面相抵接，弹簧的下端与压轮座相抵接，压轮座上安装有压轮。

本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：

本实用新型设计独特、结构新颖，包括两套端引线汇流条焊接装置以及一套中间并联焊带焊接装置，端引线汇流条焊接装置的供带机构将汇流条按照预设长度切断并落入焊带槽，焊带抓取机构将切断的汇流条从焊带槽移至焊带焊接载台上，通过塞带规整装置将焊带焊接载台移动至正确位置，进而由激光焊接装置进行焊接，中间并联焊带焊接装置的供带机构将汇流条按照预设长度拉出并将焊带截短，通过移动焊带抓取机构将其移至焊接位置由激光焊接装置进行焊接；本实用新型实现全自动化焊接，焊接效率高，焊接质量好，有效提高了太阳能电池产能，提高了经济效益。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型具体实施方式了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1：本实用新型汇流条自动焊接设备的结构示意图；

图2：电池串的结构示意图；

图3：供带机构一与供带机构三的结构示意图；

图4：焊带抓取机构一与激光焊接装置一的结构示意图；

图5：焊带抓取机构三与激光焊接装置三的结构示意图；

图6：电池串传输装置的结构示意图；

图7：图6中电池串Y轴向阻挡机构的局部放大示意图；

图8：图6中电池串Y轴向规整机构的局部放大示意图；

图9：塞带规整装置一与塞带规整装置二的结构示意图；

图10：激光系统一的光路结构示意图；

图11：预压机构一的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，方位术语和次序术语等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，汇流条自动焊接设备，包括电池串传输装置12、端引线汇流条焊接装置一、端引线汇流条焊接装置二、中间并联焊带焊接装置；端引线汇流条焊接装置一包含用于提供端汇流条焊带的供带机构一1、焊带抓取机构一5、塞带规整装置一4和激光焊接装置一6，端引线汇流条焊接装置二包含用于提供端汇流条焊带的供带机构二3、焊带抓取机构二10、塞带规整装置二9和激光焊接装置二11，中间并联焊带焊接装置包含用于提供中间并联焊带的供带机构三2、焊带抓取机构三7和激光焊接装置三8，电池串传输装置12安装于机架底座上，塞带规整装置一4和塞带规整装置二9沿电池串传输装置12的传输方向对称分布其两侧，分别单独安装在机架底座上，供带机构一1和供带机构三2位于塞带规整装置一4的外侧，安装在与机架底座连接的台板上，供带机构二3位于塞带规整装置二9的外侧，安装在与机架底座连接的台板上；

供带机构一1用于提供一端的汇流条焊带，供带机构二3用于提供另一端汇流条焊带，供带机构三2用于提供中间并联焊带；供带机构一1、供带机构三2和供带机构二3的焊带槽相平行，供带机构一1分布在供带机构三2的外侧；

焊带抓取机构一5和激光焊接装置一6悬挂于运动件一上，X轴直线驱动装置13与运动件一驱动连接，在其驱动下可横向移动；

焊带抓取机构二10和激光焊接装置二11悬挂于运动件二上，X轴直线驱动装置13与运动件二驱动连接，在其驱动下可横向移动；

焊带抓取机构三7和激光焊接装置三8悬挂于运动件三上，X轴直线驱动装置13与运动件三驱动连接，在其驱动下可横向移动；

取焊带时，焊带抓取机构一5和焊带抓取机构三7向供带机构一1和供带机构三2方向运动，焊带抓取机构二10向供带机构二3方向运动，焊带抓取机构一5在激光焊接装置一6的前部，焊带抓取机构二10在激光焊接装置二11的前部，焊带抓取机构三7在激光焊接装置三8的前部。

上述设备用于汇流条焊带与电池串上H型焊带的焊接，供带机构一1提供左侧的汇流条焊带，供带机构二3提供右侧的汇流条焊带，供带机构三2提供中间并联焊带；左侧的端汇流条焊带与电池串左侧部的H型焊带进行焊接，右侧的端汇流条焊带与电池串右侧部的H型焊带进行焊接，中间并联焊带与电池串中间的H型焊带进行焊接。

如图2所示，电池串包括基板152和电池串本体153，电池串本体153铺设于基板152上，左电池串H型焊带151在电池串本体153的左侧部，右电池串H型焊带156在电池串本体153的右侧部，左侧汇流条焊带154与左电池串H型焊带151层叠，并焊在一起，中间并联焊带155与电池串本体中间的H型焊带层叠，并焊在一起，右侧汇流条焊带与右电池串H型焊带156层叠，并焊接在一起。

如图3所示，供带机构一1包含沿焊带输送方向依次设置的焊带输出机构一101、压轮张紧机构一102、焊带压紧机构一103、切刀机构一104以及焊带槽一，焊带槽一旁设置同步带装置105，同步带装置105的同步带上连接焊带自由端夹带机构一106，从焊带输出机构一101放卷输出的焊带依次经压轮张紧机构一102、焊带压紧机构一103、切刀机构一104，并由同步带装置105上焊带自由端夹带机构一106对焊带自由端沿焊带槽一牵拉运动，切刀机构一104冲切焊带使其落入焊带槽一中；提供左侧的汇流条焊带。

供带机构三2包含沿焊带输送方向依次设置的焊带输出机构三201、压轮张紧机构三202、焊带压紧机构三203、切刀机构三204以及焊带槽三，焊带槽三旁的同步带装置105的同步带上连接焊带自由端夹带机构三205，从焊带输出机构三201放卷输出的焊带依次经压轮张紧机构三202、焊带压紧机构三203、切刀机构三204，并由焊带自由端夹带机构三205对焊带自由端沿焊带槽三牵拉运动，切刀机构三204冲切焊带使其落入焊带槽三中，提供中间并联焊带。从供带机构一1和供带机构三2所拉出的焊带为平行分布。

供带机构二3包含沿焊带输送方向依次设置的焊带输出机构二、压轮张紧机构二、焊带压紧机构二、切刀机构二以及焊带槽二，焊带槽二旁设置同步带装置，同步带装置的同步带上连接焊带自由端夹带机构二，从焊带输出机构二放卷输出的焊带依次经压轮张紧机构二、焊带压紧机构二、切刀机构二，并由同步带装置上焊带自由端夹带机构二对焊带自由端沿焊带槽二牵拉运动，切刀机构二冲切焊带使其落入焊带槽二中，提供右侧的汇流条焊带。

如图4所示，焊带抓取机构一5包含真空吸附装置502以及Z轴升降单元一503，真空吸附装置502安装于Z轴升降单元一503上，真空吸附装置502的支架上布置有真空吸嘴501，有多组真空吸嘴，每组有三只真空吸嘴，以等腰三角形的三顶点式分布，与电池串中H型焊带六小段对应；Z轴升降单元一503安装于横板一504上，横板一504固定在运动件一上，X轴直线驱动装置13与运动件一驱动连接，X轴直线驱动装置13可驱动焊带抓取机构一5沿X轴向横向移动。

激光焊接装置一6包含激光系统一601和预压机构一602，激光系统一601和预压机构一602安装于立板一上，立板一603置于可沿焊带焊接方向运动的直线运动模组一604上，直线运动模组一604安装在运动件一上，X轴直线驱动装置13与运动件一驱动连接，X轴直线驱动装置13可驱动激光焊接装置一6沿X轴向横向移动。

焊带抓取机构二10与焊带抓取机构一5结构相同，激光焊接装置二11与激光焊接装置一6结构相同。

如图5所示，焊带抓取机构三7包含焊带抓取夹头702以及Z轴升降单元三701，焊带抓取夹头702以可滑动方式安装于型材支架704上，型材支架704安装于Z轴升降单元三701上，Z轴升降单元三701安装于横板三703上，横板三703固定在运动件三上，X轴直线驱动装置13与运动件三驱动连接，X轴直线驱动装置13可驱动焊带抓取机构三7沿X轴向横向移动。

激光焊接装置三8包含激光系统三801和预压机构三802，激光系统三801和预压机构三802安装于立板三806上，立板三806置于可沿焊带焊接方向运动的直线运动模组三804上，直线运动模组三804安装在运动件三上，X轴直线驱动装置13与运动件三驱动连接，X轴直线驱动装置13可驱动激光焊接装置三8沿X轴向横向移动。

如图6所示，电池串传输装置12包括输送线124、电池串Y轴向阻挡机构122以及电池串Y轴向规整机构123，输送线124安装于机架底座上，在输送线124的Y轴向输送前端布置电池串Y轴向阻挡机构122，在输送线124的Y轴向输送后端布置电池串Y轴向规整机构123。

如图7所示，电池串Y轴向阻挡机构122包括阻挡气缸1221、连接立板1222以及阻挡轮1223，阻挡轮1223安装在连接立板1222上，连接立板1222安装于阻挡气缸1221的活塞杆上，阻挡气缸1221固定于输送线124上。

如图8所示，电池串Y轴向规整机构123包括垂直升降气缸1231、立板1232、规整气缸1233以及规整轮1234，规整轮1234安装在一连接板上，连接板安装于规整气缸1233的活塞杆上，规整气缸1233通过连接板可带动规整轮1234水平运动，规整气缸1233固定于立板1232上，立板1232安装于垂直升降气缸1231的活塞杆上，垂直升降气缸1231可带动规整气缸1233垂直升降运动，进而带动规整轮1234垂直升降运动。

如图9所示，塞带规整装置一4与塞带规整装置二9结构相同，呈相对对称布置，位于电池串传输装置12的两侧，塞带规整装置一4包括电机丝杠机构43、焊接台板41、台板支撑板44以及电池串X轴向规整机构42，台板支撑板44置于导轨上，电机丝杠机构43与台板支撑板44驱动连接，可驱动其在导轨上沿X轴向左右运动，焊接台板41固定于台板支撑板44上，电池串X轴向规整机构42安装在台板支撑板44上，电池串X轴向规整机构42包括升降气缸以及安装于气缸活塞杆上的规正块。

如图10所示，激光系统一601，具体包含：

激光器610，输出激光光束，提供汇流条焊带焊接能量，实现热熔焊接或穿透式焊接；

光束聚焦系统，将激光束聚焦至焊接区域；

温度反馈系统632，对激光焊接区域温度进行同步监控，监控激光焊接质量；

视觉影像系统640，对焊带位置进行预先检测，根据焊带位置调整焊接轨迹，精确控制焊接位置；

控制系统690，对激光开关光与一维电控平台的同步控制，可实现对激光器参数(如激光功率等)调节，可实现运动参数(如运动速度等)调节，可采集温度反馈系统的数据对焊接效果进行监控。

激光器610的输出光路上布置光束聚焦系统，光束聚焦系统包含沿光路设置的扩束镜620、反射镜6101以及激光焊接头630，激光器610输出的激光束经过扩束镜620，对激光光束直径进行扩束控制，扩束镜620扩束后的激光光束经反射镜6101进入激光焊接头630，激光焊接头630将激光束聚焦至焊带上。

激光焊接头630包括聚焦镜631以及置于其上同轴的用于监控激光焊接区域温度的温度反馈系统632，聚焦镜631焦距5mm～10000mm，聚焦镜631将激光光束形成汇聚光束聚焦于焊带，温度反馈系统632接受焊接过程中热辐射反射光，热辐射反射光通过聚焦镜631并透过反射镜6101传输至温度反馈系统632，温度反馈系统632采集焊接热辐射光束转化为温度信息，并对焊接区域的温度进行标定。

用于检测焊带位置的视觉影像系统640识别焊带的位置信息，视觉影像系统640包含相机641以及连接其上的影像镜头642和照明光源643。视觉影像系统640可对汇流条焊带的位置进行预先测定，并将位置信息采集到控制系统690中，通过控制系统对焊接位置进行修正，提升焊接位置的精准性。

直线运动模组一604可以带动激光焊接头630、视觉影像系统640共同移动，端汇流条焊带与电池串H型焊带保持相互重叠状态。

控制系统690，与激光器610互连控制激光器的开关、激光器的功率等参数设置，与温度反馈系统632互连采集焊接区当前的温度，进而可根据焊接材料的物理特性判断焊接效果，与视觉影像系统640互连采集焊带的位置信息，与直线运动模组一604互连，控制直线运动模组一604的运动起始和停止、运动速度等参数的设置。具体焊接应用时，首先视觉影像系统640采集焊带的位置信息并将位置信息传输给控制系统690，根据采集的焊带的位置信息确定激光焊接轨迹，进而由控制系统690向激光器610和直线运动模组一604分别发送激光器开关指令和运动平台的起始、停止指令，实施激光焊接，在激光焊接过程中温度反馈系统632实时采集焊接区域温度，采集温度与焊接材料的熔点比较判断焊接效果。

激光焊接头630可采用扫描振镜、固定式焊接头或摆动式焊接头。在激光焊接时可以是固定的光斑焊接，也可以是以移动的轨迹进行摆动焊接。

激光器610为连续激光器或脉冲激光器，采用连续激光器对焊带加热使焊带的表层锡层受热热熔实现锡层间互连，连续激光器进行热导式焊接实现焊带表面锡层热熔连接，即热导式焊接。

采用脉冲激光器进行穿透式焊接，脉冲激光聚焦在焊带上，在作用区形成将强的激光能量密度将材料气化，激光直接将焊带的表面锡层和内部铜层气化，在材料内部形成空腔致使材料之间紧密咬合，两层焊带的铜层熔接形成极高的焊接强度，即穿透式焊接，达到高强度焊接。

连续激光器为波长400nm～3000nm或9000nm～11000nm、平均功率大于10W的气体激光器、半导体激光器或光纤激光器。

脉冲激光器为中心波长400nm～3000nm或9000nm～11000nm、平均功率大于10W、重复频率1Hz～10MHz、功率大于10W、脉冲持续时间10fs～10ms的脉冲激光器。

控制系统690包含运动控制器、图像采集卡和工业电脑，其中运动控制器可采用PLC TF5271-0080或运动控制板卡GT-400-SG，运动控制器分别与激光器和直线运动模组控制连接，图像采集卡连接视觉影像系统，运动控制器、图像采集卡和温度反馈系统连接至工业电脑。

如图11所示，预压机构一602具体包含L型立架656、导向板651以及导向杆653，L型立架656的侧面竖立安装一导向板651，导向板651上沿竖向开设有导向槽，L型立架656的横板上设有轴向孔，导向杆653置于轴向孔中，可沿其上下滑动，导向杆653的上端部安装一导向块652，导向块652配合于导向板651的导向槽中，可沿导向槽上下滑动，导向杆653的下段套置一弹簧654，导向杆653的下端部安装一压轮座，弹簧654的上端与L型立架656的横板下底面相抵接，弹簧654的下端与压轮座相抵接，压轮座上安装有压轮655。由一气缸与L型立架656驱动连接，驱动其上下运动，当驱动其向下预压时，导向杆653上的弹簧654受压缩，预压下压位移越大，预压力越大。预压时，压轮座上的压轮655与焊带接触，激光焊接时压轮655沿焊带方向滚动接触，保证焊接效果，并且压轮655在焊接行进方向保持位于激光焊接头的前方。

预压机构650在焊接前在焊接位置附近给焊带表面施加垂直方向的预压力，保证焊带的焊接位置紧密贴合，并且焊接过程中保持预压状态预压机构650与焊带的按压位置与焊接区域的间距可调，预压机构650给焊带表面施加垂直方向的预压力可调。焊接时，焊接预压机构650可以随直线运动模组与焊带表面预压滑动。

预压机构650可以受控升降，保证激光焊接区域附近有沿焊带表面垂直方向的预压力，保证焊接区域焊带之间精密贴合，可以是单点预压或多点预压，与焊带之间的预压力可调，可以与焊带保持相对位置不变的固定结构，也可以在焊带表面滑动的移动结构。

激光焊接装置一6上的激光系统一601、激光焊接装置二11上的激光系统二和激光焊接装置三8上的激光系统三801相同，激光焊接装置一6上的预压机构一602、激光焊接装置二11上的预压机构二和激光焊接装置三8上的预压机构三802相同。

具体应用时，由电池串传输装置12将电池组传输到机架内，由电池串Y轴向阻挡机构122和对输送线124上的电池片前后位置进行限定，由电池串Y轴向规整机构123对电池片的Y轴向(前后)位置进行规整。

端引线汇流条焊接装置一与端引线汇流条焊接装置二结构基本相同，端引线汇流条焊接装置一的供带机构一1提供端汇流条，从焊带输出机构一101放卷输出的焊带依次经压轮张紧机构一102、焊带压紧机构一103、切刀机构一104，并由同步带装置105上焊带自由端夹带机构一106对焊带自由端沿焊带槽一牵拉运动，切刀机构一104按照预设长度冲切切断焊带使其落入焊带槽一中，提供所需长度的端汇流条焊带。

焊带抓取机构一5将切断的焊带从焊带槽一移至塞带规整装置一4上，通过塞带规整装置一4将焊接台板41及其装载的端汇流条焊带移动至正确位置，由激光焊接装置一6进行焊接。同样，端引线汇流条焊接装置二的工作流程与端引线汇流条焊接装置一的工作流程相同，以下实施例介绍中只介绍端引线汇流条焊接装置一的工作流程。

中间并联焊带焊接装置的供带机构三2将汇流条按照预设长度拉出，由焊带自由端夹带机构三205夹紧焊带，对焊带自由端沿焊带槽三牵拉运动，切刀机构三204冲切焊带使其落入焊带槽三中，提供中间并联焊带，焊带抓取机构三7抓取已切断的焊带，X轴直线驱动装置13驱动焊带抓取机构三7移至焊接位置，激光焊接装置三8进行焊接。

端引线汇流条焊接装置一的供带机构一1和中间并联焊带焊接装置的供带机构三2可以共用一套同步带装置105，其上的焊带自由端夹带机构一106和焊带自由端夹带机构三205分别夹紧各自的焊带。供带机构一1和供带机构三2，重锤的初始位置在最底部，每拉一次固定长度焊带，需要焊带输出机构旋转运动放出相同长度的焊带直至重锤在最低部，待下一次使用。供带机构一1的焊带自由端夹带机构将焊带拉出后，切刀机构一104将焊带剪断后缩回初始位置，焊带落入焊带槽一待焊带抓取机构一5抓取，其中焊带槽中与焊带接触的表面有负压吸附孔，可以保证整条焊带顺利落入焊带槽。端引线汇流焊带落入焊带槽，焊带抓取机构一5在X轴直线驱动装置13驱动下移至所需距离，其中焊带抓取机构一5与激光焊接装置一6连接在一起，共同由X轴移动装置13驱动行走，待将焊带移至固定位置后，焊带抓取机构在Z轴升降单元一503驱动下下降一定高度将焊带落入焊接台板41，然后焊带抓取机构一5上升到初始高度。

中间并联焊带焊接装置的焊带抓取机构三7抓取焊带后在X轴移动装置13驱动下移至固定距离，其中焊带抓取机构7与激光焊接装置8连接在一起，然后共同由X轴直线驱动装置13驱动行走；将焊带移至焊接位置上方后，焊带抓取机构在Z轴升降单元一503驱动下下降一定高度至焊接位置等待焊接开始。

塞带规整装置一4与塞带规整装置二9兼具有塞带和规整电池串的功能，传输装置12上具有电池串Y轴向阻挡机构122和电池串Y轴向规整机构123，当电池串由前道工序传输至传输装置12上时，电池串Y轴向阻挡机构122的阻挡气缸1221将阻挡轮1223升起，电池串行进到阻挡轮1223位置时，传输装置12停止，电池串不再向前运动，Y轴向规整机构123的垂直升降气缸1231驱动规整轮1234升起，然后规整气缸1233伸出，规整轮1234向内侧运动，对电池串位置限定，直至将电池串左右规整到位。电池串Y轴向阻挡机构122对电池片前后位置进行限定，电池串Y轴向规整机构123对电池片的Y轴向(前后)位置进行规整。

电池串规整到位后，焊带抓取机构一5将供带机构一1中焊带槽中已切断拉好的焊带放在塞带规整装置一4的焊接台板41的焊带槽中，焊接台板41在电机丝杠机构43的带动下向内侧运动，此时焊带抓取机构移动到电池串的左右两侧，吸嘴吸住电池串的左右两侧，在Z轴升降单元的驱动下，将电池串左右两侧吸附起来，此时将焊接台板41驱动到焊带刚好在电池串的H型焊带的下方，然后电池串的左右两侧下落在焊接台板上的焊带上，等待激光焊接装置进行焊接。

激光焊接装置开始焊接时，预压机构一602的压轮655在气缸推动下伸出压在电池串H型焊带上，此时端汇流条焊带已经被塞在电池串H型焊带的下面，压轮655压在上面保证电池串H型焊带和端汇流条焊带紧密接触，压轮655沿着焊带向前走，激光系统一601在后方沿着压轮的轨迹进行焊接，使电池串H型焊带和端汇流条焊带结合在一起。电池串H型焊带一共有六小段，每段焊接之前相机拍照一次，保证电池串H型焊带和端汇流条焊带相对位置与理想位置(焊带中间对中间)有微小偏差时可以通过X轴移动装置13驱动激光焊接装置沿X轴方向进行微小补偿。

中间并联焊带由焊带抓取机构三7抓取并移至焊接位置时，移至焊接位置，激光焊接装置三8进行焊接。

若并联焊带为两条，则需增设一套中间并联焊带焊接装置。

综上所述，本实用新型设计独特、结构新颖，包括两套端引线汇流条焊接装置、一套中间并联焊带焊接装置，端引线汇流条焊接装置的供带机构将汇流条按照预设长度切断并落入焊带槽，焊带抓取机构将切断的汇流条从焊带槽移至焊带焊接载台上，通过塞带规整装置将焊带焊接载台移动至正确位置，进而由激光焊接装置进行焊接，中间并联焊带焊接装置的供带机构将汇流条按照预设长度拉出并将焊带截短，通过移动焊带抓取机构将其移至焊接位置由激光焊接装置进行焊接；本实用新型实现全自动化焊接，焊接效率高，焊接质量好，有效提高了太阳能电池产能，提高了经济效益。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

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过程、方法、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过程、方法、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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (16)

1.汇流条自动焊接设备，其特征在于：包括电池串传输装置、端引线汇流条焊接装置一、端引线汇流条焊接装置二、中间并联焊带焊接装置；端引线汇流条焊接装置一包含用于提供端汇流条焊带的供带机构一、焊带抓取机构一、塞带规整装置一和激光焊接装置一，端引线汇流条焊接装置二包含用于提供端汇流条焊带的供带机构二、焊带抓取机构二、塞带规整装置二和激光焊接装置二，中间并联焊带焊接装置包含用于提供中间并联焊带的供带机构三、焊带抓取机构三和激光焊接装置三，电池串传输装置安装于机架底座上，塞带规整装置一和塞带规整装置二沿电池串传输装置的传输方向对称分布其两侧，分别单独安装在机架底座上，供带机构一和供带机构三位于塞带规整装置一的外侧，安装在与机架底座连接的台板上，供带机构二位于塞带规整装置二的外侧，安装在与机架底座连接的台板上；供带机构一、供带机构三和供带机构二的焊带槽相平行，供带机构一位于供带机构三的外侧；

焊带抓取机构一和激光焊接装置一悬挂于运动件一上，X轴直线驱动装置与运动件一驱动连接，在其驱动下可横向移动；

焊带抓取机构二和激光焊接装置二悬挂于运动件二上，X轴直线驱动装置与运动件二驱动连接，在其驱动下可横向移动；

焊带抓取机构三和激光焊接装置三悬挂于运动件三上，X轴直线驱动装置与运动件三驱动连接，在其驱动下可横向移动；

取焊带时，焊带抓取机构一和焊带抓取机构三向供带机构一和供带机构三方向运动，焊带抓取机构二向供带机构二方向运动；焊带抓取机构一在激光焊接装置一的前部，焊带抓取机构二在激光焊接装置二的前部，焊带抓取机构三在激光焊接装置三的前部。

2.根据权利要求1所述的汇流条自动焊接设备，其特征在于：所述供带机构一包含沿焊带输送方向依次设置的焊带输出机构一、压轮张紧机构一、焊带压紧机构一、切刀机构一以及焊带槽一，焊带槽一旁设置同步带装置，同步带装置的同步带上连接焊带自由端夹带机构一，从焊带输出机构一输出的焊带依次经压轮张紧机构一、焊带压紧机构一、切刀机构一，并由同步带装置上焊带自由端夹带机构一对焊带自由端沿焊带槽一牵拉运动，切刀机构一冲切焊带使其落入焊带槽一中；

所述供带机构三包含沿焊带输送方向依次设置的焊带输出机构三、压轮张紧机构三、焊带压紧机构三、切刀机构三以及焊带槽三，焊带槽三旁的同步带装置的同步带上连接焊带自由端夹带机构三，从焊带输出机构三输出的焊带依次经压轮张紧机构三、焊带压紧机构三、切刀机构三，并由焊带自由端夹带机构三对焊带自由端沿焊带槽三牵拉运动，切刀机构三冲切焊带使其落入焊带槽三中。

3.根据权利要求1所述的汇流条自动焊接设备，其特征在于：所述供带机构二包含沿焊带输送方向依次设置的焊带输出机构二、压轮张紧机构二、焊带压紧机构二、切刀机构二以及焊带槽二，焊带槽二旁设置同步带装置，同步带装置的同步带上连接焊带自由端夹带机构二，从焊带输出机构二输出的焊带依次经压轮张紧机构二、焊带压紧机构二、切刀机构二，并由同步带装置上焊带自由端夹带机构二对焊带自由端沿焊带槽二牵拉运动，切刀机构二冲切焊带使其落入焊带槽二中。

4.根据权利要求1所述的汇流条自动焊接设备，其特征在于：所述焊带抓取机构一包含真空吸附装置以及Z轴升降单元一，真空吸附装置安装于Z轴升降单元一上，真空吸附装置的支架上布置有真空吸嘴，Z轴升降单元一安装于横板一上，横板一固定在运动件一上，X轴直线驱动装置与运动件一驱动连接，X轴直线驱动装置可驱动焊带抓取机构一沿X轴向横向移动。

5.根据权利要求4所述的汇流条自动焊接设备，其特征在于：所述真空吸附装置的支架上布置有多组真空吸嘴，每组有三只真空吸嘴，以等腰三角形的三顶点式分布。

6.根据权利要求1所述的汇流条自动焊接设备，其特征在于：所述激光焊接装置一包含激光系统一和预压机构一，激光系统一和预压机构一安装于立板一上，立板一置于可沿焊带焊接方向运动的直线运动模组一上，直线运动模组一安装在运动件一上，X轴直线驱动装置与运动件一驱动连接，X轴直线驱动装置可驱动激光焊接装置一沿X轴向横向移动。

7.根据权利要求1所述的汇流条自动焊接设备，其特征在于：所述焊带抓取机构三包含焊带抓取夹头以及Z轴升降单元三，焊带抓取夹头以可滑动方式安装于型材支架上，型材支架安装于Z轴升降单元三上，Z轴升降单元三安装于横板三上，横板三固定在运动件三上，X轴直线驱动装置与运动件三驱动连接，X轴直线驱动装置可驱动焊带抓取机构三沿X轴向横向移动。

8.根据权利要求1所述的汇流条自动焊接设备，其特征在于：所述激光焊接装置三包含激光系统三和预压机构三，激光系统三和预压机构三安装于立板三上，立板三置于可沿焊带焊接方向运动的直线运动模组三上，直线运动模组三安装在运动件三上，X轴直线驱动装置与运动件三驱动连接，X轴直线驱动装置可驱动激光焊接装置三沿X轴向横向移动。

9.根据权利要求1所述的汇流条自动焊接设备，其特征在于：所述电池串传输装置包括输送线、电池串Y轴向阻挡机构以及电池串Y轴向规整机构，输送线安装于机架底座上，在输送线的Y轴向输送前端布置电池串Y轴向阻挡机构，在输送线的Y轴向输送后端布置电池串Y轴向规整机构；

电池串Y轴向阻挡机构包括阻挡气缸、连接立板以及阻挡轮，阻挡轮安装在连接立板上，连接立板安装于阻挡气缸的活塞杆上，阻挡气缸固定于输送线上；

电池串Y轴向规整机构包括垂直升降气缸、立板、规整气缸以及规整轮，规整轮安装在一连接板上，连接板安装于规整气缸的活塞杆上，规整气缸通过连接板可带动规整轮水平运动，规整气缸固定于立板上，立板安装于垂直升降气缸的活塞杆上，垂直升降气缸可带动规整气缸垂直升降运动，进而带动规整轮垂直升降运动。

10.根据权利要求1所述的汇流条自动焊接设备，其特征在于：所述塞带规整装置一与塞带规整装置二结构相同，呈相对对称布置，位于电池串传输装置的两侧，所述塞带规整装置一包括电机丝杠机构、焊接台板、台板支撑板以及电池串X轴向规整机构，台板支撑板置于导轨上，电机丝杠机构与台板支撑板驱动连接，可驱动其在导轨上沿X轴向左右运动，焊接台板固定于台板支撑板上，电池串X轴向规整机构安装在台板支撑板上，电池串X轴向规整机构包括升降气缸以及安装于气缸活塞杆上的规正块。

11.根据权利要求6所述的汇流条自动焊接设备，其特征在于：所述激光系统一包含用于输出激光光束的激光器以及用于将激光束聚焦至焊接区域的光束聚焦系统，激光器的输出光路上布置光束聚焦系统，光束聚焦系统包含沿光路设置的扩束镜、反射镜以及激光焊接头，扩束镜扩束后的激光光束经反射镜进入激光焊接头，激光焊接头将激光束聚焦至焊接区域。

12.根据权利要求11所述的汇流条自动焊接设备，其特征在于：所述激光焊接头包括聚焦镜以及置于其上同轴的用于监控激光焊接区域温度的温度反馈系统，聚焦镜焦距5mm～10000mm，聚焦镜将激光光束形成汇聚光束聚焦于焊带，温度反馈系统接受焊接过程中热辐射反射光，热辐射反射光通过聚焦镜并透过反射镜传输至温度反馈系统，温度反馈系统采集焊接热辐射光束转化为温度信息，对焊接区域的温度进行标定；激光焊接头一侧还布置有用于检测焊带位置的视觉影像系统，识别焊带的位置信息。

13.根据权利要求11所述的汇流条自动焊接设备，其特征在于：所述激光器为连续激光器或脉冲激光器，连续激光器对焊带加热使焊带的表层锡层受热热熔实现锡层间互连，即热导式焊接；脉冲激光聚焦在焊带上，在作用区形成将强的激光能量密度将材料气化，在材料内部形成空腔致使材料之间紧密咬合，两层焊带的铜层熔接形成极高的焊接强度，即穿透式焊接。

14.根据权利要求13所述的汇流条自动焊接设备，其特征在于：所述连续激光器为波长400nm～3000nm或9000nm～11000nm、平均功率大于10W的气体激光器、半导体激光器或光纤激光器。

15.根据权利要求13所述的汇流条自动焊接设备，其特征在于：所述脉冲激光器为中心波长400nm～3000nm或9000nm～11000nm、平均功率大于10W、重复频率1Hz～10MHz、功率大于10W、脉冲持续时间10fs～10ms的脉冲激光器。

16.根据权利要求6所述的汇流条自动焊接设备，其特征在于：所述预压机构一包含L型立架、导向板以及导向杆，L型立架的侧面竖立安装一导向板，导向板上沿竖向开设有导向槽，L型立架的横板上设有轴向孔，导向杆置于轴向孔中，可沿其上下滑动，导向杆的上端部安装一导向块，导向块配合于导向板的导向槽中，可沿导向槽上下滑动，导向杆的下段套置一弹簧，导向杆的下端部安装一压轮座，弹簧的上端与L型立架的横板下底面相抵接，弹簧的下端与压轮座相抵接，压轮座上安装有压轮。

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