【技术实现步骤摘要】
自动上料的IBC半片太阳能电池焊接设备及其焊接方法
本专利技术属于太阳能电池生产设备
，具体涉及一种自动上料的IBC半片太阳能电池焊接设备及其焊接方法。
技术介绍
IBC电池(全背电极接触晶硅光伏电池)是将正负两极金属接触均移到电池片背面的技术，使面朝太阳的电池片正面呈全黑色，完全看不到多数光伏电池正面呈现的金属线。这不仅为使用者带来更多有效发电面积，也有利于提升发电效率，外观上也更加美观。IBC电池最大的特点是PN结和金属接触都处于电池的背面，正面没有金属电极遮挡的影响，因此具有更高的短路电流Jsc，同时背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻Rs从而提高填充因子FF；加上电池前表面场(FrontSurfaceField,FSF)以及良好钝化作用带来的开路电压增益，使得这种正面无遮挡的电池就拥有了高转换效率。因为金属线均处于电池片的背面，串焊的过程中对于金属线的放置固定提出了更高的要求，相较于常规的串焊机用后一片电池片来固定金属线的位置，IBC电池无法做到这点，需要用到压网夹具来进行覆盖固定。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中IBC电池的焊带焊接难以实现自动化的问题，提供一种自动上料的IBC半片太阳能电池焊接设备及其焊接方法。本专利技术一种自动上料的IBC半片太阳能电池焊接设备，包括电池排列模块(Ⅰ)、电池焊接模块(Ⅱ)、出料输送机(Ⅲ)和电池串转移模块(Ⅳ)。所述电池排列模块(Ⅰ)的输出端与电池焊接模块(Ⅱ)的输入端连接。所述的电池排列模块(Ⅰ)包括第一基...
【技术保护点】
1.自动上料的IBC半片太阳能电池焊接设备，包括电池排列模块(Ⅰ)、电池焊接模块(Ⅱ)、出料输送机(Ⅲ)和电池串转移模块(Ⅳ)；其特征在于：所述电池排列模块(Ⅰ)的输出端与电池焊接模块(Ⅱ)的输入端连接；/n所述的电池排列模块(Ⅰ)包括第一基座(1-1)、供料输送机(2)、电池片上料装置(3)、第一电池输送机(4)、搬运机器人(5)和第二电池输送机(6)；供料输送机(2)与第一电池输送机(4)并排设置，电池片上料装置(3)位于供料输送机(2)与第一电池输送机(4)之间；搬运机器人(5)位于第一电池输送机(4)的输出端；两个第二电池输送机(6)的首端分别位于搬运机器人(5)的两侧；第一电池输送机(4)及第二电池输送机(6)均为真空吸附式带输送机；/n所述的电池片上料装置(3)包括上料架(3-1)、上料回转机构、上料升降机构、回转盘(3-2)、上料吸附组件和废料盒(3-6)；上料架(3-1)固定在第一基座(1-1)上；回转盘(3-2)通过上料回转机构和上料升降机构安装在上料架(3-1)上，具有回转和升降两个运动自由度；回转盘(3-2)的底面安装有沿着回转盘(3-2)中心轴线周向均布的多个上...
【技术特征摘要】
1.自动上料的IBC半片太阳能电池焊接设备，包括电池排列模块(Ⅰ)、电池焊接模块(Ⅱ)、出料输送机(Ⅲ)和电池串转移模块(Ⅳ)；其特征在于：所述电池排列模块(Ⅰ)的输出端与电池焊接模块(Ⅱ)的输入端连接；
所述的电池排列模块(Ⅰ)包括第一基座(1-1)、供料输送机(2)、电池片上料装置(3)、第一电池输送机(4)、搬运机器人(5)和第二电池输送机(6)；供料输送机(2)与第一电池输送机(4)并排设置，电池片上料装置(3)位于供料输送机(2)与第一电池输送机(4)之间；搬运机器人(5)位于第一电池输送机(4)的输出端；两个第二电池输送机(6)的首端分别位于搬运机器人(5)的两侧；第一电池输送机(4)及第二电池输送机(6)均为真空吸附式带输送机；
所述的电池片上料装置(3)包括上料架(3-1)、上料回转机构、上料升降机构、回转盘(3-2)、上料吸附组件和废料盒(3-6)；上料架(3-1)固定在第一基座(1-1)上；回转盘(3-2)通过上料回转机构和上料升降机构安装在上料架(3-1)上，具有回转和升降两个运动自由度；回转盘(3-2)的底面安装有沿着回转盘(3-2)中心轴线周向均布的多个上料吸附组件；上料吸附组件包括吸盘架(3-7)和多个上料吸盘(3-8)；吸盘架(3-7)固定在回转盘(3-2)的底面；多个上料吸盘(3-8)均安装在吸盘架(3-7)上；废料盒(3-6)固定在第一基座(1-1)上，位于供料输送机(2)与第一电池输送机(4)之间，且靠近上料架(3-1)设置；
所述的电池焊接模块(Ⅱ)包括第二基座(1-2)、焊带供料装置(8)、焊带转移装置(9)、光焊接装置(10)、夹具回流装置(11)、第三电池输送机(12)、夹具输送机(13)和按压定位夹具(14)；夹具输送机(13)位于第三电池输送机(12)的一侧；焊带供料装置(8)位于夹具输送机(13)输出端的下方；焊带转移装置(9)位于第三电池输送机(12)输入端、夹具输送机(13)输出端的上方；焊带转移装置(9)、光焊接装置(10)、夹具回流装置(11)沿着第三电池输送机(12)的输送方向依次排列；所述的光焊接装置(10)内设置有预热单元(10-3)和光焊单元(10-4)；预热单元(10-3)和光焊单元(10-4)中均设置有发热灯管；发热灯管照射电池片和焊带，进行焊接；焊带转移装置(9)将按压定位夹具(14)从夹具输送机(13)的输出端转移到第三电池输送机(12)的输入端；夹具回流装置(11)将完成按压的按压定位夹具(14)从第三电池输送机(12)上转移到夹具输送机(13)的输入端；电池焊接模块(Ⅱ)上第三电池输送机(12)接收电池排列模块(Ⅰ)内的第二电池输送机(6)输出的电池片；第三电池输送机(12)采用真空吸附式带输送机；第三电池输送机(12)内设置有四条输送带；第三电池输送机(12)内的四条输送带中位于外侧的两条输送带的间距大于电池片的宽度；
所述的按压定位夹具(14)包括端部固定块(14-1)、连接架(14-2)、按压丝(14-3)和联动按压杆(14-4)；连接架(14-2)的两端与两个端部固定块(14-1)分别构成沿着端部固定块(14-1)厚度方向滑动的滑动副；两个端部固定块(14-1)相互固定；两个端部固定块(14-1)的相背侧均开设有抓取槽；沿着连接架(14-2)的宽度方向依次间隔排列的多根按压丝(14-3)均固定在连接架(14-2)上；连接架(14-2)的两端均设置有卡入槽；两个端部固定块(14-1)上均设置有联动按压杆(14-4)；联动按压杆(14-4)的中部与对应的端部固定块(14-1)构成转动副；联动按压杆(14-4)的一端伸入连接架(14-2)上的卡入槽中；联动按压杆(14-4)的另一端高于端部固定块(14-1)的顶面；
所述的焊带供料装置(8)包括供料架(8-1)、供料导轨(8-2)、拉料机构、夹持切断机构和焊带放卷机构；供料架(8-1)与第二基座(1-2)固定；供料导轨(8-2)固定在供料架(8-1)上；拉料机构包括拉料滑台(8-3)、第一供料驱动组件和第一机械夹爪(8-4)；拉料滑台(8-3)与供料导轨(8-2)构成滑动副；拉料滑台(8-3)由第一供料驱动组件驱动；拉料滑台(8-3)上安装有依次排列的四个第一机械夹爪(8-4)；
所述的夹持切断机构包括夹切滑台(8-6)、第二供料驱动组件、切断组件(8-7)和第二机械夹爪(8-8)；夹切滑台(8-6)与两根供料导轨(8-2)构成滑动副；夹切滑台(8-6)由第二供料驱动组件驱动；夹切滑台(8-6)上安装有依次排列的四个第二机械夹爪(8-8)；四个第二机械夹爪(8-8)与四个第一机械夹爪(8-4)分别对齐；切断组件(8-7)设置在第一机械夹爪(8-4)与第二机械夹爪(8-8)之间；
所述的焊带转移装置(9)包括第一横移机构(9-1)、第一升降机构和焊带夹具同步抓取机构；第一横移机构(9-1)安装在第二基座上；第一升降机构安装在第一横移机构(9-1)上；焊带夹具同步抓取机构安装在第一升降机构上；焊带夹具同步抓取机构包括第一抓取支架(9-5)、第一焊带上料吸附组件、第二焊带上料吸附组件和夹具夹持组件；夹具夹持组件包括两个单侧夹爪(9-6)和两个单侧推压件(9-11)；单侧夹爪(9-6)分别设置在第一抓取支架(9-5)的两侧；两个单侧夹爪(9-6)分别夹持按压定位夹具(14)的两端；两个单侧推压件(9-11)对中设置在第一抓取支架(9-5)上，且位于两个单侧夹爪(9-6)之间；两个单侧推压件(9-11)分别推压两个端部固定块(14-1)上的联动按压杆(14-4)；
所述的第一焊带上料吸附组件位于两个单侧推压件(9-11)之间，包括第一下推气缸(9-7)和穿插吸附块(9-8)；穿插吸附块(9-8)通过第一下推气缸(9-7)上下移动；穿插吸附块(9-8)由一体成型的基板(9-8-1)和多块竖式吸附板(9-8-2)；竖直设置的多块竖式吸附板(9-8-2)的顶部均与基板(9-8-1)连接；各竖式吸附板(9-8-2)依次等间隔排列；竖式吸附板(9-8-2)的宽度与相邻两块竖式吸附板(9-8-2)的间距之和等于按压定位夹具(14)中相邻两根按压丝(14-3)的中心距；相邻两块竖式吸附板(9-8-2)的间距大于按压丝(14-3)的直径；每块竖式吸附板(9-8-2)的底部均设置有依次等间隔排列的四个第一吸附凹槽(9-8-3)；四个第一吸附凹槽(9-8-3)的底部均设置有第一吸附口；
所述的第二焊带上料吸附组件位于第一焊带上料吸附组件靠近电池排列模块(Ⅰ)的一侧；第二焊带上料吸附组件包括第二下推气缸(9-9)和横式吸附板(9-10)；横式吸附板(9-10)通过第二下推气缸(9-9)上下移动；横式吸附板(9-10)的底部均设置有依次等间隔排列的四个第二吸附凹槽；横式吸附板(9-10)上的四个第二吸附凹槽与竖式吸附板(9-8-2)上的四个第一吸附凹槽(9-8-3)分别对齐；第二吸附凹槽上开设有多个第二吸附口；
所述的夹具回流装置(11)包括第二横移机构(11-1)、第二升降机构和夹具抓取机构；第二横移机构(11-1)安装在第二基座上；第二升降机构安装在第二横移机构(11-1)上；夹具抓取机构安装在第二升降机构上；
出料输送机(Ⅲ)安装在第二基座(1-2)上，且位于两个电池焊接模块(Ⅱ)内第三电池输送机(12)的输出端之间；出料输送机(Ⅲ)采用真空吸附式带输送机；电池串转移模块(Ⅳ)安装在第二基座(1-2)上，且位于第三电池输送机(12)的输出端处；电池串转移模块(Ⅳ)将两个第三电池输送机(12)输出的电池串搬运到出料输送机(Ⅲ)上。
2.根据权利要求1所述的自动上料的IBC半片太阳能电池焊接设备，其特征在于：所述的电池排列模块(Ⅰ)还包括料盒输出装置(7)和监测摄像头(15)；监测摄像头(15)安装在第一基座(1-1)上，且位于第一电池输送机(4)输出端的上方；所述的料盒输出装置(7)设置在供料输送机(2)的输出端；料盒输出装置(7)包括料盒输出支架(7-1)、出盒侧挡板(7-2)、斜滑组件和升降式横滑组件；料盒输出支架(7-1)固定在第一基座(1-1)上；两个出盒侧挡板(7-2)分别固定在输出支架的两侧；出盒侧挡板(7-2)的侧面垂直于供料输送机(2)的输送方向；两块出盒侧挡板(7-2)的间距等于放置电池片的盒体的宽度；出盒侧挡板(7-2)的最高处低于供料输送机(2)的输送平面；
所述的斜滑组件包括倾斜基盒(7-3)和多个斜向滚轮(7-4)；倾斜基盒(7-3)呈长条形；多个斜向滚轮(7-4)均支承在倾斜基盒(7-3)的顶部，且沿着倾斜基盒(7-3)的长度方向依次等间距排列；两个斜滑组件内的倾斜基盒(7-3)均倾斜设置，且分别安装在两块出盒侧挡板(7-2)的内侧；倾斜基盒(7-3)较低的一端远离供料输送机(2)；
所述的升降式横滑组件包括出盒升降架(7-5)、出盒升降气缸(7-6)和横向滚筒(7-7)；出盒升降架(7-5)设置在两个斜滑组件之间，且与料盒输出支架(7-1)构成沿竖直方向滑动的滑动副；出盒升降气缸(7-6)固定在料盒输出支架(7-1)上，且活塞杆与出盒升降架(7-5)固定；多个横向滚筒(7-7)均支承在料盒输出支架(7-1)上，且沿着供料输送机(2)的输送方向依次排列；
在出盒升降架(7-5)处于上极限位置的状态下，各横向滚筒(7-7)的上边缘与供料输送机(2)的输送平面平齐；在出盒升降架(7-5)处于下极限位置的状态下，各横向滚筒(7-7)的上边缘低于各斜向滚轮(7-4)的上边缘。
3.根据权利要求1所述的自动上料的IBC半片太阳能电池焊接设备，其特征在于：所述的供料输送机(2)顶部的两侧均设置有第一侧挡板；两块第一侧挡板的间距等于放置电池片的盒体的宽度；所述的上料回转机构包括回转盘(3-2)和回转电机(3-3)；上料升降机构包括上料升降架(3-4)和上料升降电缸(3-5)；上料升降架(3-4)与上料架(3-1)构成沿竖直方向滑动的滑动副；上料升降架(3-4)由上料升降电缸(3-5)驱动；回转盘(3-2)与上料升降架(3-4)的顶部构成转动副；回转盘(3-2)由回转电机(3-3)驱动。
4.根据权利要求1所述的自动上料的IBC半片太阳能电池焊接设备，其特征在于：所述的真空吸附式带输送机包括输送架、传动滚筒、输送带、输送电机和输送吸附板；两个传动滚筒分别支承在输送架的两端；输送带均绕过两个传动滚筒，且通过张紧轮张紧；输送带有一条或多条；有多条输送带的情况下，各输送带依次间隔排列；输送电机固定在输送架上，且输出轴与其中一个传动滚筒固定；输送带上开设有沿着自身长度方向依次排列的多个腰形孔；输送吸附板固定在输送架上；输送吸附板位于输送带输送段的下方；输送吸附板的顶面上开设有一排或多排吸附孔；吸附孔的排数等于输送带的数量；各排吸附孔与各条输送带上的腰形孔分别对齐；输送吸附板内设有空腔。
5.根据权利要求1所述的自动上料的IBC半片太阳能电池焊接设备，其特征在于：所述的夹具输送机(13)上设置有两条输送带，该两条输送带并排且间隔设置；夹具输送机(13)顶部的两侧均设置有第二侧挡板；两块第二侧挡板的间距等于夹具的长度；夹具输送机(13)的输出端设置有第一限位传感器；第一限位传感器采用红外漫反射传感器；第一限位传感器朝向夹具输送机(13)的输入端；
第一供料驱动组件包括第一供料同步带、第一供料同步轮和第一供料驱动电机(8-5)；两个第一供料同步轮分别支承在供料架(8-1)的两端，并通过第一供料同步带连接；拉料滑台(8-3)与第一供料同步带固定；第一供料驱动电机(8-5)固定在供料架(8-1)上，且输出轴与其中一个第一供料同步轮固定；
第二供料驱动组件包括第二供料同步带、第二供料同步轮和第二供料驱动电机(8-9)；两个第二供料同步轮分别支承在供料架(8-1)的两端，并通过第二供料同步带连接；夹切滑台(8-6)与第二供料同步带固定；第二供料驱动电机(8-9)固定在供料架(8-1)上，且输出轴与其中一个第二供料同步轮固定；
第一机械夹爪(8-4)包括第一爪架(8-4-1)、第一夹持气缸(8-4-2)、第一连接杆(8-4-3)和第一单爪(8-4-4)；第一爪架(8-4-1)固定在拉料滑台(8-3)上；第一夹持气缸(8-4-2)固...
【专利技术属性】
技术研发人员：李福军，王俊，蒋宇，黄兆威，温永乐，戴龙君，崔小祥，李波，余凯，
申请(专利权)人：杭州康奋威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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