一种高精度光伏串焊金属带状放置装置及使用方法与流程

1.本发明涉及光伏串焊技术领域，具体涉及一种高精度光伏串焊金属带状放置装置及使用方法。


背景技术：

2.当前，为应对全球气候变暖日剧加强的威胁，各国都在推出清洁能源从而实现碳零排放目标。太阳能光伏电池作为一种清洁高效，且取之不尽，用之不完的资源被各国首推其中。若要实现太阳能光伏电池达到更高的输出功率，太阳能电池片在焊接过程中需要精准的把电池片主栅线定位到光伏焊带的正上方或正下方，对于厚度在0.1mm-0.3mm的焊带来说精度要求非常高。由于近年来光伏行业高速发展的趋势，为了节约成本提高效率，电池片在主栅线印刷时越多越细。这就要求光伏串焊机的产能和精度也越来越高。所以提高产能和提高精度成为了当前光伏行业发展的新趋势。
3.目前光伏行业的焊带放置方式仅有两种，第一种方式是电机带动特氟龙皮带在环形圆周上做间歇特定步距旋转，环形圆周腔内有热源，并在指定位置区域内将裁切好的焊带拉到特氟龙皮带正上方，此时通过用于固定位置的机器人调整姿态将电池片摆放在焊带上，然后开启真空将电池片吸住，并用治具将电池片压紧，再松开拉线，使特氟龙皮带运行一个特定步距，再重复上述步骤。第二种方式是电机通过减速机带动齿轮齿条使n个(n一般多于5个)有加热源的专用治具整体沿导轨方向间歇移动特定步距，然后将裁切好的焊带放在指定位置区域的专用治具槽中，再通过用于固定位置的机器人调整姿态将电池片放在焊带正上方，然后依次移动专用治具使之放满焊带和电池片。第一种方式由于特氟龙皮带表面光滑，焊带在放置过程中无定位限制就会出现无规则偏斜，且不可控，从而导致电池片主栅线与焊带重合度较差，电池片焊接良率低，电池串整体功率也降低。第二种方式电机通过减速机带动齿轮齿条使n个有加热源的专用治具依次向前移动，由于槽的加工精度高，理论上电池片主栅线与焊带重合度较高，电池片焊接良率会高，电池串整体功率也能提高。但是由于每个专用治具上有加热源，单个专用治具在受热后发生不均匀性变形，导致整个专用治具槽的实际位置或形状发生了很大变化，导致电池片主栅线与焊带重合度降低，影响良率、电池串长度和电池串整体功率。而且完成n个专用治具放置焊带和电池片，需要移动的总距离比第一种方式增加2倍以上，导致机构规模增大且更加复杂，造成成本增大。


技术实现要素：

4.1、发明要解决的技术问题
5.针对现有的特氟龙皮带焊带放置装置的焊带在放置过程中无定位限制就会出现无规则偏斜，导致电池片主栅线与焊带重合度较差，电池片焊接良率低，电池串整体功率降低；现有的专用治具受热后易发生不均匀性变形，导致专用治具的放置槽的实际位置或形状发生了很大变化，导致电池片主栅线与焊带重合度降低，影响电池片焊接良率、电池串长度和电池串整体效率的技术问题，本发明提供了一种高精度光伏串焊金属带状放置装置及
使用方法，它不易出现偏斜，受热后不易发生不均匀性变形，受热变形小且较为均匀，电池片主栅线与焊带重合度好，电池片焊接良率高，电池串整体功率提高。
6.2、技术方案
7.为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
8.一种高精度光伏串焊金属带状放置装置，包括相互配合的金属带、主动轮机构和从动轮机构，所述主动轮机构和所述从动轮机构均连接有框架，所述主动轮机构的主动轮本体和所述从动轮机构的从动轮本体均设有用于减重的通孔，所述金属带呈环形绕于所述主动轮机构和所述从动轮机构，所述主动轮机构内设有动力元件，所述金属带为一体成型结构，所述金属带的表面设有若干条形槽和用于吸附电池片的第一真空孔，所述条形槽内设有用于吸附焊带的第二真空孔，所述第一真空孔和所述第二真空孔均连接有气道机构。
9.作为可选，所述气道机构包括气道板和隔热层，所述气道板中设有真空腔，所述真空腔分别连接于所述第一真空孔和所述第二真空孔以及抽真空装置。
10.作为可选，所述气道板内连接有加热装置，所述隔热层位于所述气道板下方。
11.作为可选，所述从动轮机构的两侧均连接有对称设置的张紧机构，所述张紧机构包括第一螺杆、张紧板、活动板、直线导轨和固定块，所述直线导轨和所述固定块固接于所述框架，所述活动板滑动连接于所述直线导轨，所述活动板转动连接于所述第一螺杆并且所述活动板和所述第一螺杆轴向限位，所述第一螺杆与所述固定块螺纹配合，所述第一螺杆与所述活动板的滑动方向平行，所述活动板连接于所述张紧板，所述张紧板转动连接于所述从动轮机构。
12.作为可选，所述张紧板上设有用于夹持所述从动轮机构的转轴的条形孔，所述转轴连接有第二螺杆，所述第二螺杆螺纹连接于所述张紧板，所述从动轮机构包括从动轮本体和轴承，所述轴承的外圈与所述从动轮本体连接，所述轴承的内圈与所述转轴连接。
13.作为可选，所述框架包括立板、支座和底板，所述立板和所述支座均为关于所述金属带的对称结构，所述立板与所述支座固接，所述支座的长度超出所述金属带。
14.作为可选，所述第一真空孔和所述第二真空孔均为均匀分布。
15.作为可选，所述第二真空孔位于所述条形槽的底部的正中间位置。
16.一种高精度光伏串焊金属带状放置方法，使用所述的一种高精度光伏串焊金属带状放置装置，包括以下步骤：
17.一、根据焊带的截面形状预选金属带，使焊带的截面形状与金属带的条形槽形状相配合，将焊带放在金属带的条形槽中，然后将条形槽底部连接的抽真空装置打开，通过第二真空孔将焊带牢牢地吸附在条形槽中；
18.二、使用机器人抓取的电池片，通过调整机器人姿态将抓取到的电池片放在焊带的正上方，保证焊带与电池片的主栅线重合，放下电池片，通过第一真空孔将电池片牢牢地吸附在金属带上；
19.三、主动轮机构、金属带和从动轮机构配合，形成类传送带结构，主动轮机构的动力元件为伺服电机，驱动金属带和从动轮机构，实现特定步距的转动，重复步骤一至三，完成电池片和焊带的定位、辅助焊接和运送。
20.3、有益效果
21.采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
22.本发明提供的技术方案采用类传输带的金属带、主动轮机构和从动轮机构的组合结构，金属带一体成型，受热后不易发生不均匀性变形，变形小且较为均匀，表面设有连接有抽真空装置的第一真空孔和第二真空孔，可以精准地吸附焊带和电池片，电池片的主栅线与焊带重合度好，电池片焊接良率高，电池串整体功率提高；更进一步地，设置了张紧机构，可以调整从动轮机构与主动轮机构的距离，以此来张紧金属带，保持焊带和电池片的精准定位；更进一步地，张紧机构中设置了第二螺杆控制从动轮机构的从动轮本体与主动轮本体的平行度，避免金属带偏移以及表面出现不平整，进一步保持焊带和电池片的精准定位。
附图说明
23.图1为本发明实施例提出的一种高精度光伏串焊金属带状放置装置的结构示意图。
24.图2为本发明实施例提出的一种高精度光伏串焊金属带状放置装置的张紧机构的结构示意图。
25.图3为本发明实施例提出的一种高精度光伏串焊金属带状放置装置的俯视图。
26.图4为本发明实施例提出的一种高精度光伏串焊金属带状放置装置的第二真空孔的截面示意图。
27.100、不锈钢钢带；101、第一真空孔；102、第二真空孔；103、半圆弧槽；200、主动轮机构；300、从动轮机构；400、张紧机构；401、第一螺杆；402、张紧板；403、活动板；404、直线导轨；405、第二螺杆；406、固定块；500、框架；501、立板；502、支座；503、底板；600、气道机构；700、电池片。
具体实施方式
28.为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。
29.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在
本发明要求保护的范围内。
30.实施例
31.结合附图1-4，一种高精度光伏串焊金属带状放置装置，包括相互配合的金属带、主动轮机构200和从动轮机构300，所述主动轮机构200和所述从动轮机构300均连接有框架500，所述主动轮机构200的主动轮本体和所述从动轮机构300的从动轮本体均设有用于减重的通孔，所述金属带呈环形绕于所述主动轮机构200和所述从动轮机构300，所述主动轮机构200内设有动力元件，所述金属带为一体成型结构，所述金属带的表面设有若干条形槽和用于吸附电池片700的第一真空孔101，所述条形槽内设有用于吸附焊带的第二真空孔102，所述第一真空孔101和所述第二真空孔102均连接有气道机构600。
32.光伏焊带又称镀锡铜带或涂锡铜带，分汇流带和互连条，应用于光伏组件电池片700之间的连接，发挥导电聚电的重要作用。焊带是光伏组件焊接过程中的重要原材料，焊带质量的好坏将直接影响到光伏组件电流的收集效率，对光伏组件的功率影响很大。在生产过程中，焊带将串联电池片700，焊带与电池片700需要焊接，要做到焊接牢固，避免虚焊假焊现象的发生。本实施例中，金属带为不锈钢钢带100，不锈钢材料一方面可以防锈，另一方面其受热的膨胀率也较小，可选用304、铟钢等不锈钢，耐热性都很好。主动轮机构200和从动轮机构300以及不锈钢钢带100形成类似传送带的结构，焊带和电池片700放置于不锈钢钢带100上，在传送的过程中进行焊接。主动轮机构200提供动力，框架500作为支撑性结构为整个装置提供支持力。本实施例中，所述通孔设有六个，绕主动轮本体和从动轮本体的轴线呈环形均匀分布，用于减轻主动轮本体和从动轮本体的重量，从而减轻整个装置的重量。动力元件为伺服电机，可步进式驱动不锈钢钢带100转动。一体成型的不锈钢钢带100，受热后不易发生不均匀性变形，变形小且较为均匀。不锈钢钢带100的表面设有连接有抽真空装置的第一真空孔101和第二真空孔102，可以精准地吸附焊带和电池片700，电池片700的主栅线与焊带重合度好，电池片700焊接良率和电池串整体功率均有所提高。本实施例中，条形槽为半圆弧槽103，因为焊条的截面是半圆弧形的，如果采用的是其他形状的焊条，条形槽的截面形状也应该与焊条的截面形状相适配，例如矩形、梯形等。
33.所述第一真空孔101和所述第二真空孔102均为均匀分布。第一真空孔101和第二真空孔102的具体位置均对应于焊带和电池片700的设计来分布，不同的焊带和电池片700需要不同位置以及形状的第一真空孔101和第二真空孔102，甚至第三、第四真空孔等多类型的真空孔，本实施例中只设置了第一真空孔101和第二真空孔102，分别吸附电池片700和焊带。所述第二真空孔102位于所述条形槽的底部的正中间位置。第二真空孔102的孔口会产生真空环境，吸附力也从孔口位置散发而出，将第二真空孔102设置在正中间有利于平衡吸附力，避免焊带失位偏移。
34.所述气道机构600包括气道板和隔热层，所述气道板中设有真空腔，所述真空腔分别连接于所述第一真空孔101和所述第二真空孔102以及抽真空装置。所述气道板中分布有真空通道，真空通道连通真空腔和第一真空孔101以及第二真空孔102，真空腔连接有抽真空装置，用于在第一真空孔101以及第二真空孔102形成真空，以此来吸附焊带和电池片700。在不锈钢钢带100上，气道机构600为若干个独立分体式，每个气道机构600均设有独立的抽真空装置。本实施例中，抽真空装置可连接于控制主动轮机构200的控制器，此控制器控制抽真空装置和主动轮机构200配合工作，在不锈钢钢带100上放置了焊带和电池片700
的位置启动抽真空装置进行吸附。所述气道板内连接有加热装置，所述隔热层位于所述气道板下方。隔热层主要隔绝气道板上的热源，防止热源向下传递导致框架500变形，从而导致主动轮本体的轴线和从动轮本体的轴线不平行出现不锈钢钢带100跑偏的情况。
35.如图2所示，所述从动轮机构300的两侧均连接有对称设置的张紧机构400，所述张紧机构400包括第一螺杆401、张紧板402、活动板403、直线导轨404和固定块406，所述直线导轨404和所述固定块406固接于所述框架500，所述活动板403滑动连接于所述直线导轨404，所述活动板403转动连接于所述第一螺杆401并且所述活动板403和所述第一螺杆401轴向限位，所述第一螺杆401与所述固定块406螺纹配合，所述第一螺杆401与所述活动板403的滑动方向平行，所述活动板403连接于所述张紧板402，所述张紧板402转动连接于所述从动轮机构300。张紧机构400用于将不锈钢钢带100张紧，保持条型槽、第一真空孔101以及第二真空孔102的位置和形状稳定，以精准地吸附焊带和电池片700。转动第一螺杆401，即可调节第一螺杆401在固定块406上的位置，而活动板403与第一螺杆401限位连接，第一螺杆401轴向移动，活动板403也会随着第一螺杆401移动，调整不锈钢钢带100两侧的第一螺杆401即可调整活动板403的位置，相连接的张紧板402和从动轮机构300也可以调整位置，将不锈钢钢带100保持张紧状态。
36.所述张紧板402上设有用于夹持所述从动轮机构300的转轴的条形孔，所述转轴连接有第二螺杆405，所述第二螺杆405螺纹连接于所述张紧板402，所述从动轮机构300包括从动轮本体和轴承，所述轴承的外圈与所述从动轮本体连接，所述轴承的内圈与所述转轴连接。条形孔的端部设置了压块，压块与张紧板402固接为一体，第二螺杆405螺纹连接于压块中，转动第二螺杆405即可调节第二螺杆405的位置，从而带动转轴移动。第二螺杆405相比于第一螺杆401，螺纹的螺距更小，移动的精度更高，用于调整从动轮本体的平行度，保持与主动轮本体的平行状态，避免不锈钢钢带100上下表面变成曲面，影响焊带和电池片700的定位。
37.所述框架500包括立板501、支座502和底板503，所述立板501和所述支座502均为关于所述金属带的对称结构，所述立板501与所述支座502固接，所述支座502的长度超出所述金属带。如图1所示，具体地，框架500由前左立板、前右立板、后左立板、后右立板、侧边、底板503、支座502组成，主要承担主动轮机构200和从动轮机构300及其他部分的重量，保持其结构刚性。前左立板、前右立板、后左立板、后右立板和支座502通过铆钉连接固定，张紧机构400也通过铆钉连接在立板501上。
38.一种高精度光伏串焊金属带状放置方法，使用所述的一种高精度光伏串焊金属带状放置装置，包括以下步骤：
39.一、根据焊带的截面形状预选金属带，使焊带的截面形状与金属带的条形槽形状相配合，将焊带放在金属带的条形槽中，然后将条形槽底部连接的抽真空装置打开，通过第二真空孔102将焊带牢牢地吸附在条形槽中；
40.二、使用机器人抓取的电池片700，通过调整机器人姿态将抓取到的电池片700放在焊带的正上方，保证焊带与电池片700的主栅线重合，放下电池片700，通过第一真空孔101将电池片700牢牢地吸附在金属带上；
41.三、主动轮机构200、金属带和从动轮机构300配合，形成类传送带结构，主动轮机构200的动力元件为伺服电机，驱动金属带和从动轮机构300，实现特定步距的转动，重复步
骤一至三，完成电池片700和焊带的定位、辅助焊接和运送。特定步距的设置与机器人的放置以及焊接过程相配合，避免产生干涉。特定步距一般为166mm、182mm、210mm或230mm。
42.以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种高精度光伏串焊金属带状放置装置，其特征在于，包括相互配合的金属带、主动轮机构和从动轮机构，所述主动轮机构和所述从动轮机构均连接有框架，所述主动轮机构的主动轮本体和所述从动轮机构的从动轮本体均设有用于减重的通孔，所述金属带呈环形绕于所述主动轮机构和所述从动轮机构，所述主动轮机构内设有动力元件，所述金属带为一体成型结构，所述金属带的表面设有若干条形槽和用于吸附电池片的第一真空孔，所述条形槽内设有用于吸附焊带的第二真空孔，所述第一真空孔和所述第二真空孔均连接有气道机构。2.根据权利要求1所述的一种高精度光伏串焊金属带状放置装置，其特征在于，所述气道机构包括气道板和隔热层，所述气道板中设有真空腔，所述真空腔分别连接于所述第一真空孔和所述第二真空孔以及抽真空装置。3.根据权利要求2所述的一种高精度光伏串焊金属带状放置装置，其特征在于，所述气道板内连接有加热装置，所述隔热层位于所述气道板下方。4.根据权利要求1所述的一种高精度光伏串焊金属带状放置装置，其特征在于，所述从动轮机构的两侧均连接有对称设置的张紧机构，所述张紧机构包括第一螺杆、张紧板、活动板、直线导轨和固定块，所述直线导轨和所述固定块固接于所述框架，所述活动板滑动连接于所述直线导轨，所述活动板转动连接于所述第一螺杆并且所述活动板和所述第一螺杆轴向限位，所述第一螺杆与所述固定块螺纹配合，所述第一螺杆与所述活动板的滑动方向平行，所述活动板连接于所述张紧板，所述张紧板转动连接于所述从动轮机构。5.根据权利要求4所述的一种高精度光伏串焊金属带状放置装置，其特征在于，所述张紧板上设有用于夹持所述从动轮机构的转轴的条形孔，所述转轴连接有第二螺杆，所述第二螺杆螺纹连接于所述张紧板，所述从动轮机构包括从动轮本体和轴承，所述轴承的外圈与所述从动轮本体连接，所述轴承的内圈与所述转轴连接。6.根据权利要求1所述的一种高精度光伏串焊金属带状放置装置，其特征在于，所述框架包括立板、支座和底板，所述立板和所述支座均为关于所述金属带的对称结构，所述立板与所述支座固接，所述支座的长度超出所述金属带。7.根据权利要求1所述的一种高精度光伏串焊金属带状放置装置，其特征在于，所述第一真空孔和所述第二真空孔均为均匀分布。8.根据权利要求1所述的一种高精度光伏串焊金属带状放置装置，其特征在于，所述第二真空孔位于所述条形槽的底部的正中间位置。9.一种高精度光伏串焊金属带状放置方法，使用权利要求1至8中任一项所述的一种高精度光伏串焊金属带状放置装置，其特征在于，包括以下步骤：一、根据焊带的截面形状预选金属带，使焊带的截面形状与金属带的条形槽形状相配合，将焊带放在金属带的条形槽中，然后将条形槽底部连接的抽真空装置打开，通过第二真空孔将焊带吸附在条形槽中；二、使用机器人抓取的电池片，通过调整机器人姿态将抓取到的电池片放在焊带的正上方，保证焊带与电池片的主栅线重合，放下电池片，通过第一真空孔将电池片吸附在金属带上；三、主动轮机构、金属带和从动轮机构配合，形成类传送带结构，主动轮机构的动力元件为伺服电机，驱动金属带和从动轮机构，实现特定步距的转动，重复步骤一至三，完成电
池片和焊带的定位、辅助焊接和运送。

技术总结
本发明公开了一种高精度光伏串焊金属带状放置装置及使用方法，涉及光伏串焊技术领域，包括相互配合的金属带、主动轮机构和从动轮机构，主动轮机构和从动轮机构均连接有框架，主动轮机构的主动轮本体和从动轮机构的从动轮本体均设有用于减重的通孔，金属带呈环形绕于主动轮机构和从动轮机构，主动轮机构内设有动力元件，金属带为一体成型结构，金属带的表面设有若干条形槽和用于吸附电池片的第一真空孔，条形槽内设有用于吸附焊带的第二真空孔，第一真空孔和第二真空孔均连接有气道机构。本技术方案不易出现偏斜，受热后不易发生不均匀性变形，受热变形小且较为均匀，电池片主栅线与焊带重合度好，电池片焊接良率高，电池串整体功率提高。池串整体功率提高。池串整体功率提高。


技术研发人员：杨峰 揭小龙 张治雨 权微娟
受保护的技术使用者：杭州瞩日能源科技有限公司
技术研发日：2022.02.18
技术公布日：2022/5/25