一种空间太阳能电池组件自动焊接设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种空间太阳能电池组件自动焊接设备，包括布置于工作台上的连接片存取料装置、太阳电池取放料装置、连接片机器人装置、电池片机器人装置、焊接装置、编码扫描机构、连接片焊点识别台、碎片检测台、电池片焊点识别台。本实用新型专利技术的空间太阳能电池组件自动焊接设备，采用计算机系统控制机器人移料，图像识别定位和检测技术，从料片编码扫描、取放料、产品定位、自动焊接、过程监控和自动检测集成到一台机上完成，机器人真空吸盘移送料平稳，定位精度高，避免料片的破碎和变形；焊接过程有惰性气体保护，焊点温度监控，焊接压力控制，保证焊接质量，提高焊接质量稳定性，提升产品的可靠性。

An automatic welding equipment for space solar cell module

【技术实现步骤摘要】
一种空间太阳能电池组件自动焊接设备
本技术涉及太阳能电池组件制造领域，尤其涉及一种空间太阳能电池组件自动焊接设备。
技术介绍
目前航天器的电源一般采用太阳电池阵构成的太阳电池帆板，一块太阳电池帆板有几千片太阳电池，每片太阳电池需要焊接2-4个连接片，多达十几个点的焊接，每个焊点的焊接质量都直接影响构成太阳电池阵的质量。空间太阳电池的电阻焊接工序是太阳电池阵焊接生产中非常重要的一个环节，要求每片太阳电池每个焊点的焊接过程参数及数据信息全部留存记录，用于生产过程质量控制，每片太阳电池的背面贴有代表该片电池唯一性的二维码标签，记录焊接过程数据和焊接后每片电池质量检验数据。为了减轻太阳电池的质量，降低发射成本，因制作电池工艺技术的进步，电池和连接片的厚度变的越来越薄，薄膜化已成为发展趋势，现已可生产的厚度:太阳电池为电池片0.1-0.15mm和玻璃盖片0.05-0.07mm，连接片为0.02-0.05mm,在太阳电池阵焊接
，焊接工艺要适应技术进步的要求。为了保证太阳电池与连接片的焊接点能在恶劣的太空环境下可靠运行，目前太阳电池和连接片焊接采用电阻焊的单面双电焊接工艺方式，现有技术是，人工将一块太阳电池和几个连接片放置在焊机电极下方定位焊接，焊完一点后，移载装置自动移到下一个焊点处位置焊接，所有焊点焊完后取出；电池片编码扫描、电池片破碎检测、连接片变形检测等多个作业工序也完全由人工操作完成，采用人工手持工具取放太阳电池、连接片和焊后太阳电池组件，而太阳电池和连接片都非常薄，特别是电池片在各工序间的多次移取，其存在的最大的问题是太阳电池易裂易碎，连接片易变形，定位精度低，导致焊接质量不稳定，废品率高；人工操作，工作效率低，劳动强度大，工作易出错，生产成本高。
技术实现思路
本技术为解决现有技术中的上述问题，提出一种空间太阳电池组件自动送料、定位、检测、读码、焊接和数据管理的自动焊接设备。本技术提供的空间太阳电池组件自动焊接设备采用机器人真空吸盘自动取放料，通过CCD相机对产品进行自动定位和视觉检测，计算机控制系统实时记录焊接参数和检测数据。本技术的技术解决方案由六个部分组成，自动焊接装置、自动取放料装置、机器视觉识别装置、太阳电池组件碎片检测装置、焊接过程监控系统和计算机控制管理系统。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：本技术提供一种空间太阳能电池组件自动焊接设备，包括布置于工作台上的连接片存取料装置、太阳电池取放料装置、连接片机器人装置、电池片机器人装置、焊接装置、编码扫描机构、连接片焊点识别台、碎片检测台、电池片焊点识别台；其中：所述连接片存取料装置和连接片机器人装置位于所述焊接装置的一侧，所述连接片机器人装置用于将储存于所述连接片存取料装置上的连接片转移至所述连接片焊点识别台位置，确定所述连接片的焊点方位和是有无坏，确认无损后继续将所述连接片转移至所述焊接装置上；所述太阳电池取放料装置和电池片机器人装置位于所述焊接装置的另一侧，所述电池片机器人装置用于将存储于所述太阳电池取放料装置上的太阳电池转移至所述编码扫描机构位置进行数据读取，经所述编码扫描机构读取识别后的电池片继续转移至所述电池片焊点识别台位置，确定所述电池片的焊点方位和有无损坏，确认无损后继续将所述电池片转移至所述焊接装置上；以及所述焊接装置用于对转移至其上的连接片和电池片构成的电池组件进行焊接，焊接完成的所述电池组件由所述电池片机器人装置转移至所述碎片检测台位置进行质量检测。进一步地，在所述的空间太阳能电池组件自动焊接设备上，所述连接片存取料装置、太阳电池取放料装置的结构相同，其均包括：一具有多层料盘隔层板且可上下位移的移动料盘架，所述料盘隔层板上置放有料盘，所述料盘内置放有若干连接片或电池片；一位于所述移动料盘架一侧可用于支撑所述料盘的料盘定位支撑架；以及一位于所述动料盘架和所述料盘定位支撑架之间的料盘移动机构，其包括直线模组和设置于所述直线模组上的升降模组；其中，所述升降模组用于将所述移动料盘架上的料盘通过所述直线模组转移至所述料盘定位支撑架上，和/或所述升降模组用于将所述料盘定位支撑架上的料盘通过所述直线模组转移至所述移动料盘架。进一步优选地，在所述的空间太阳能电池组件自动焊接设备上，所述连接片存取料装置、太阳电池取放料装置的结构相同，其均包括一移动料盘架、一料盘定位支撑架以及一料盘移动机构；其中：所述移动料盘架包括两移动架、料盘隔层板、螺杆升降电机、第二连接板、滑块和导柱，两所述移动架的内侧壁上固定安装有若干上下等距布置的料盘隔层板，每层所述料盘隔层板上可存放一料盘；两所述移动架通过装设于其外侧壁上的滑块连接所述导柱，且所述移动架下方的所述工作台上开设有与其对应的矩形通孔；所述螺杆升降电机的螺杆通过第二连接板与所述移动架的外侧壁连接，以驱动两所述移动架沿所述导柱在所述矩形通孔中上下移动；所述料盘定位支撑架包括两立板、两料盘支撑板和两定位块组成，两所述立板的内侧距离宽与所述料盘的宽度相配合，两所述料盘支撑板分别固定于所述立板内侧上部位置，两所述定位块分别置于所述料盘支撑板上端面；以及所述料盘移动机构包括第二直线模组、电机、同步带、第五气缸、联接板、升降板和两第三真空吸盘，所述电机和第二直线模组分别固定于所述工作台上，所述电机通过同步带驱动所述第二直线模组前后移动；所述联接板固定于所述第二直线模组滑块上，所述升降第五气缸立式安装在所述联接板上，所述升降第五气缸的气缸杆与所述升降板联接，所述升降板顶面安装有两第三真空吸盘。所述焊接装置包括支座、焊接头、第一直线模组、红外温度检测仪、定位板、第四配气板、横向直线模组、纵向直线模组、焊区透膜罩、吹风板、油石、氩气管和排风管组成；其中：所述焊接头可上下移动设置于所述第一直线模组上，所述第一直线模组垂直布置，并通过所述支座固定与所述工作台上；所述横向直线模组设置于所述纵向直线模组的滑块板上，所述横向直线模组的滑块板上安装有第四配气板，所述第四配气板上设置有所述定位板；所述定位板上端面开设有用于定位电池片和联接片的第一深槽和第二深槽，所述第一深槽和第二深槽的底部设置有若干小孔，每个所述小孔分别与所述第四配气板上各自的真空通道连通；所述吹风板设置于所述横向直线模组的滑块板上，所述吹风板上端面的矩形槽中配装有一用于打磨所述焊接头的条形油石，在所述油石依次的矩形槽侧壁位置设置一条状吹风口，所述吹风口与所述第四配气板上的真空通道连通；以及所述支座一侧固定联接氩气管和排风管，所述氩气管的端部与焊区透膜罩联接，所述排风管与排风扇连接；所述支座另一侧固定联接有红外温度检测仪。进一步地，在所述的空间太阳能电池组件自动焊接设备上，所述连接片机器人装置包括四轴机器人手臂、第二U形支架、三个气缸、三个第二真空吸盘、第三相机和第四视频光源；其中，所述第二U形支架与所述四轴机器人手臂联接；所述第二U形支架的侧板外部固定联接三个气缸第二气缸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间太阳能电池组件自动焊接设备，其特征在于，包括布置于工作台(14)上的连接片存取料装置(A)、太阳电池取放料装置(B)、连接片机器人装置(C)、电池片机器人装置(D)、焊接装置(E)、编码扫描机构(F)、连接片焊点识别台(G)、碎片检测机构(H)、电池片焊点识别台(N)；其中：/n所述连接片存取料装置(A)和连接片机器人装置(C)位于所述焊接装置(E)的一侧，所述连接片机器人装置(C)用于将储存于所述连接片存取料装置(A)上的连接片转移至所述连接片焊点识别台(G)位置，确定所述连接片的焊点方位和是有无损坏，确认无损后继续将所述连接片转移至所述焊接装置(E)上；/n所述太阳电池取放料装置(B)和电池片机器人装置(D)位于所述焊接装置(E)的另一侧，所述电池片机器人装置(D)用于将存储于所述太阳电池取放料装置(B)上的太阳电池转移至所述编码扫描机构(F)位置进行数据读取，经所述编码扫描机构(F)读取识别后的电池片继续转移至所述电池片焊点识别台(N)位置，确定所述电池片的焊点方位和有无损坏，确认无损后继续将所述电池片转移至所述焊接装置(E)上；以及/n所述焊接装置(E)用于对转移至其上的连接片和电池片构成的电池组件进行焊接，焊接完成的所述电池组件由所述电池片机器人装置(D)转移至所述碎片检测机构(H)位置进行质量检测。/n...

【技术特征摘要】
1.一种空间太阳能电池组件自动焊接设备，其特征在于，包括布置于工作台(14)上的连接片存取料装置(A)、太阳电池取放料装置(B)、连接片机器人装置(C)、电池片机器人装置(D)、焊接装置(E)、编码扫描机构(F)、连接片焊点识别台(G)、碎片检测机构(H)、电池片焊点识别台(N)；其中：
所述连接片存取料装置(A)和连接片机器人装置(C)位于所述焊接装置(E)的一侧，所述连接片机器人装置(C)用于将储存于所述连接片存取料装置(A)上的连接片转移至所述连接片焊点识别台(G)位置，确定所述连接片的焊点方位和是有无损坏，确认无损后继续将所述连接片转移至所述焊接装置(E)上；
所述太阳电池取放料装置(B)和电池片机器人装置(D)位于所述焊接装置(E)的另一侧，所述电池片机器人装置(D)用于将存储于所述太阳电池取放料装置(B)上的太阳电池转移至所述编码扫描机构(F)位置进行数据读取，经所述编码扫描机构(F)读取识别后的电池片继续转移至所述电池片焊点识别台(N)位置，确定所述电池片的焊点方位和有无损坏，确认无损后继续将所述电池片转移至所述焊接装置(E)上；以及
所述焊接装置(E)用于对转移至其上的连接片和电池片构成的电池组件进行焊接，焊接完成的所述电池组件由所述电池片机器人装置(D)转移至所述碎片检测机构(H)位置进行质量检测。


2.根据权利要求1所述的空间太阳能电池组件自动焊接设备，其特征在于，所述连接片存取料装置(A)、太阳电池取放料装置(B)的结构相同，其均包括：
一具有多层料盘隔层板(58)且可上下位移的移动料盘架，所述料盘隔层板(58)上置放有料盘，所述料盘内置放有若干连接片或电池片；
一位于所述移动料盘架一侧可用于支撑所述料盘的料盘定位支撑架；以及
一位于所述动料盘架和所述料盘定位支撑架之间的料盘移动机构，其包括直线模组和设置于所述直线模组上的升降模组；
其中，所述升降模组用于将所述移动料盘架上的料盘通过所述直线模组转移至所述料盘定位支撑架上，和/或所述升降模组用于将所述料盘定位支撑架上的料盘通过所述直线模组转移至所述移动料盘架。


3.根据权利要求2所述的空间太阳能电池组件自动焊接设备，其特征在于，所述连接片存取料装置(A)、太阳电池取放料装置(B)的结构相同，其均包括一移动料盘架、一料盘定位支撑架以及一料盘移动机构；其中：
所述移动料盘架包括两移动架(54)、料盘隔层板(58)、螺杆升降电机(53)、第二连接板(55)、滑块(56)和导柱(57)，两所述移动架(54)的内侧壁上固定安装有若干上下等距布置的料盘隔层板(58)，每层所述料盘隔层板(58)上可存放一料盘；两所述移动架(54)通过装设于其外侧壁上的滑块(56)连接所述导柱(57)，且所述移动架(54)下方的所述工作台(14)上开设有与其对应的矩形通孔；所述螺杆升降电机(53)的螺杆通过第二连接板(55)与所述移动架(54)的外侧壁连接，以驱动两所述移动架(54)沿所述导柱(57)在所述矩形通孔中上下移动；
所述料盘定位支撑架包括两立板(68)、两料盘支撑板(67)和两定位块66组成，两所述立板(68)的内侧距离宽与所述料盘的宽度相配合，两所述料盘支撑板(67)分别固定于所述立板(68)内侧上部位置，两所述定位块(66)分别置于所述料盘支撑板(67)上端面；以及
所述料盘移动机构包括第二直线模组(65)、电机(60)、同步带(51)、第五气缸(63)、联接板(64)、升降板(62)和两第三真空吸盘(61)，所述电机(60)和第二直线模组(65)分别固定于所述工作台(14)上，所述电机(60)通过同步带(51)驱动所述第二直线模组(65)前后移动；所述联接板(64)固定于所述第二直线模组(65)滑块上，所述第五气缸(63)立式安装在所述联接板(64)上，所述第五气缸(63)的气缸杆与所述升降板(62)联接，所述升降板(62)顶面安装有两第三真空吸盘(61)。


4.根据权利要求1所述的空间太阳能电池组件自动焊接设备，其特征在于，所述焊接装置包括支座(34)、焊接头(1)、第一直线模组(30)、红外温度检测仪(35)、定位板(36)、第四配气板(37)、横向直线模组(38)、纵向直线模组(39)、焊区透膜罩(40)、吹风板(41)、油石(31)、氩气管(32)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓菊华，
申请(专利权)人：上海鼎湘自动化科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31