一种高速焊接系统以及高速焊接方法

技术领域

本发明涉及光伏电池制造技术领域，特别是一种高速焊接系统以及高速焊接方法。

背景技术

随着组件端技术的进步，高效、稳定的组件逐步成为后续技术发展及降本提效的主要方向，因此在如何降低组件内部损耗、提高组件品质和寿命显得尤为重要。

目前光伏组件制造车间现有前道(叠焊之前)组件制作工艺为：电池片整片上料至划片机，划片机切片分片后，通过搬运半片上料至串焊机，串焊机焊接出电池串通过传输皮带传输至摆串机拍照台，摆串机机械臂抓取电池串调整位置摆串排版完成后通过若干堆栈，经由流水线流转至叠焊机，叠焊机规整后，取片手机构下抓电池串，同时拍照校串、吸取后进行焊头下压焊接，叠焊工作完成后层压件流出。

现有的工序存在以下几个技术问题：

1.摆串机工作过程中机械臂抓取吸放串对电池串无保护。

2.摆串机到叠焊机组件流转过程长(4—10节流水线)流转容易造成串间距不均及隐裂等不良后果。

发明内容

本发明的目的是提供一种高速焊接系统，以解决现有技术中的技术问题，它能够改变原有的工艺流程，可有效降低叠层返修率，更适合电池片薄片化的发展。

本发明提供了一种高速焊接系统，包括串焊单元以及叠焊单元，所述串焊单元用于输出电池串组件，所述叠焊单元用于对所述电池串组件进行叠焊作业，其中：

所述串焊单元包括串焊装置、承载机构以及第一传送机构，其中：

所述串焊装置用于将若干电池片串联焊接成电池串；

所述承载机构包括可于重力方向上往复升降的承载片；

所述第一传送机构用于将所述电池串平移至第一预设工位，当所述电池串到达所述第一预设工位时，所述承载机构内的所述承载片被提升至处于第一预设高度位置，以承接所述电池串，所述电池串在平移过程时被所述第一传送机构驱动旋转预设角度，以使得若干所述电池串在所述承载片上排列组合形成预设结构的所述电池串组件。

如上所述的一种高速焊接系统，其中，优选的是，所述承载机构还包括驱动件，所述驱动件用于驱动所述承载片于重力方向往复升降。

如上所述的一种高速焊接系统，其中，优选的是，还包括有第二传送机构，所述第二传送机构将位于所述第一预设工位的所述承载片及所述电池串组件转移至所述第二预设工位。

如上所述的一种高速焊接系统，其中，优选的是，还包括有第三传送机构，当位于所述第二预设工位处的所述承载片及所述电池串组件被所述驱动件举升至第二预设高度位置时，所述第三传送机构将所述电池串组件吸附并转移至叠焊工位，所述叠焊装置于所述叠焊工位处对所述电池串组件进行叠焊作业。

如上所述的一种高速焊接系统，其中，优选的是，所述电池串在平移过程时被所述第一传送机构驱动旋转90°。

如上所述的一种高速焊接系统，其中，优选的是，所述电池串组件包括若干沿第一方向间隔排列的电池串组，每个所述电池串组内包括两个所述沿所述第二方向间隔排列的所述电池串，所述第一方向与所述第二方向相垂直。

如上所述的一种高速焊接系统，其中，优选的是，所述承载片为玻璃。

本发明还提供了一种高速焊接方法，包括以下步骤：

利用第一传送机构将串焊装置出料端送出的电池串平移至第一预设工位，在转移过程中，根据排板顺序需求，对所述电池串进行顺时针或者逆时针90°旋转；

当所述电池串到达第一预设工位时，位于第一预设工位处的所述承载片被举升至第一预设高度位置，此时承载片承接所述电池片，第一传送机构将所述电池片释放，所述承载片下降；

重复循环上述步骤，直至所述承载片上的若干电池串组成预设结构的电池串组件后，第二传送机构将位于所述第一预设工位的所述承载片及所述电池串组件转移至第二预设工位；

当所述承载片及所述电池串组件到达所述第二预设工位后，所述承载片及所述电池串组件被举升至第二预设高度位置，第三传送机构将所述电池串组件夹持并转移至叠焊工位，叠焊装置于所述叠焊工位处对所述电池串组件进行叠焊作业。

如上所述的一种高速焊接方法，其中，优选的是，在叠焊作业前，还设有EL检测工序。

如上所述的一种高速焊接方法，其中，优选的是，在叠焊作业完成后，还设有汇流条贴膜工序。

与现有技术相比，本发明将摆串工序集成在串焊作业过程中，采用第一传送机构结合承载片升降的方案对电池串进行排板，以取代原有摆串机机械臂抓取排板的过程，通过使用承载片升起接串功能，较传统机械臂吸串放串，避免了电池串在无保护的情况下相互运动，有效降低了叠层返修率，更适合电池片薄片化的发展。

附图说明

图1是本发明的焊接方法流程示意图。

附图标记说明：1-串焊单元，2-叠焊单元，3-电池串组件，4-串焊装置，5-承载片，6-电池串，7-汇流条；

L1-第一方向；

L2-第二方向。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

在现有的光伏组件生产技术中，一般是将整片电池片划为若干面积相对较小的电池片，再将电池片排列成电池串，而后将电池串经由摆串机进行摆串后通过若干堆栈，经由流水线送至叠焊机进行焊接，进行后续工艺生产，在此过程中，一方面摆串机工作过程中机械臂抓取吸放串对电池串无保护，另一方面也会造成流转过程过长，摆串机排版后电池串在无保护的情况下相互运动，造成串间距不均及隐裂等不良后果。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种高速焊接系统，包括串焊单元1以及叠焊单元2，串焊单元1用于输出电池串组件3，此处的电池串组件3是若干电池串6根据排版作业需求组成的预设形状的电池串组件3，叠焊单元2用于对电池串组件3进行叠焊作业，在此过程中，省去了摆串装置，将串焊和摆串作业都集中于串焊单元1中，这样节约了成本，减少了占地空间，大大提高了生产连续性，减少了生产过程中工序交接转运的步骤，有利于提高生产效率，降低转运成本。

本申请的实施例中，串焊单元1包括串焊装置4、承载机构以及第一传送机构，其中：

串焊装置4用于将若干电池片串联焊接成电池串6，串焊装置4可设有多个，多个串焊装置4协同控制，使得摆串流程能够一次性实现多个电池串6的同步摆串，显著提高了生产效率。本领域的技术人员可以知晓，串焊装置4的数目以及分布均可根据实际需求进行调整，在此不做限定，在一些可行的实施方式中，由于电池串组件3内的电池串6是两两并列排列的，所以可以设置两个串焊装置4，每个串焊装置4对应于一个第一传送结构，从而可以加快生产节拍，提高了摆串排版的效率。

承载机构包括可于重力方向上往复升降的承载片5，承载片5用于承接从串焊装置4送出的电池串6，若干电池串6在承载片5上排版形成电池串组件3，承载片5在初始状态时，是处于低位的，以避让第一传送机构的移动路径，当第一传送机构将电池串6移送到承载片5的上方时候，承载片5上升至高位，直至与电池串6接触，承托住电池串6，第一传送机构此时可以将电池串6释放，较传统机械臂吸串放串，承载片5主动去承托电池串6的方式，避免了电池串6在无保护的情况下相互运动，有效降低了叠层返修率，更适合电池片薄片化的发展。

第一传送机构用于将电池串6平移至第一预设工位，当电池串6到达第一预设工位时，承载机构内的承载片5被提升至处于第一预设高度位置，以承接电池串6，第一传送机构只需在水平方向上移动，承载片5也只需在垂直方向上移动，相对于现有技术中，摆串装置的多个方向的运动，对电池串6进行上下往复放取，本发明的整个设备设计更加简洁，各装置的运行路线更加流畅快捷，显著提高了运行效率，且电池串6在转移过程中，能得到更好的保护。

第一传送机构可采用一个负压吸附机械手，负压吸附机械手设置在架体上，负压吸附机械手可在架体上沿水平方向移动，负压吸附机械手的吸附端可以旋转，以调节电池串6的方位，由于电池串6时由多个电池片组成，负压吸附机械手的吸附端对应于每个电池片均设有若干吸盘，这样避免电池串6受力不匀而断裂。

第一传送机构不仅可以转移电池串6，更重要的还是可以调整电池串6的方位，使其按照排版需求排列在承载片5上，具体地，电池串6在平移过程时被第一传送机构驱动旋转预设角度，以使得若干电池串6在承载片5上排列组合形成预设结构的电池串组件3，此预设角度可以根据电池串组件3上的排版需要而定，这样电池串6边转移边摆串，这样仅需第一传送机构中的一个机械手就可以完成现有技术中取料机械手和摆串机械手两个机械手才能实现的技术效果，大大提高了生产连续性，提高了生产效率，且利用承载片5主动去承接电池串6，可有效降低叠层返修率，更适合电池片薄片化的发展。

进一步地，承载机构还包括驱动件，驱动件用于驱动承载片5于重力方向往复升降，在一些可行的实施例中，驱动件包括驱动气缸，驱动气缸的活塞杆沿着重力方向延伸，驱动气缸的活塞杆末端设置有支撑板，承载片5设置于支撑板上，支撑板上还设有定位组件，以对承载片5进行定位，在初始状态，驱动气缸的活塞杆处于低位，以避让输送过来的电池串6，当电池串6到达承载片5上方后，驱动气缸工作，将承载片5顶升至托持住电池串6，第一传送机构上的吸盘将电池串6释放，同时在第一传送机构的移动过程中，第一传送机构的吸附端会将电池串6水平旋转预设角度。

进一步地，还包括有第二传送机构，第二传送机构将位于第一预设工位的承载片5及电池串组件3转移至第二预设工位，在一些可行的实施方式中，第二传送机构包括机床以及设置于机床上的若干沿水平方向间隔设置的滚轴，滚轴上套设有若干滚筒，若干滚轴经由电机以及同步带驱动，第一传送机构的驱动气缸在滚轴的下方，驱动气缸的活塞杆延伸过滚轴之间的间隙后往复升降承载片5，当承载片5上的电池串6已经排版完成后，驱动气缸的活塞杆下降，承载片5承托于滚轴的滚轮上，第二传送机构将承载片5和其上的电池串组件3转移第二预设工位。本领域的技术人员可以知晓，第二传送机构也可以采用其他形式，例如传送带等，同时也可以将整个承载机构一起同步转移，在此不做限定。

进一步地，还包括有第三传送机构，当位于第二预设工位处的承载片5及电池串组件3被驱动件举升至第二预设高度位置时，第三传送机构将电池串组件3吸附并转移至叠焊工位，叠焊装置于叠焊工位处对电池串组件3进行叠焊作业。

第三传送机构的结构可参照第一传送机构的结构，在第三传送机构的吸附端未到达第二预设工位时，承载片5以及电池串组件3处于低位，直至第三传送机构的吸附端水平移动到第二预设工位，承载片5以及电池串组件3被顶升至第三传送机构的吸附端与电池串组件3表面吸附接触，第三传送机构的吸附端将电池串组件3吸附，此时承载片5下降，第三传送机构再将电池串组件3送至叠焊工位进行叠焊作业，在此过程中，承载片5随流水线转移至下一预设工位，电池串组件3在叠焊作业完成以后，被水平转移至下一预设工位处，承载片5再被顶起，主动承接住电池串组件3，进行下一工序作业。

在第二预设工位，主动顶升承载片5，使得电池串组件3主动去接触第三传送机构的吸附端，可有效降低叠层返修率，更适合电池片薄片化的发展。

进一步地，电池串6在平移过程时被第一传送机构驱动旋转90°，在串焊装置4的出料端，电池串6是沿第一方向L1延伸，在一些实施例中，电池串组件3包括若干沿第一方向L1间隔排列的电池串组，每个电池串组内包括两个沿第二方向L2间隔排列的电池串6，在一些可行的实施例中，一个承载片5上设有六个电池串组，每个电池串组内设有两个电池串6，第一方向L1与第二方向L2相垂直，从而需要将电池串6旋转90°，此旋转过程是在电池串6转移过程中同步进行旋转完成的，大大提高了生产连续性，提高了生产效率，本领域的技术人员可以知晓，电池串6的旋转角度可根据实际排版需要而定，在第一预设工位处，可设有方位检测装置和规正装置，以用于检测电池串6的位置，并使若干电池串6对齐排列。

进一步地，承载片5为玻璃，玻璃优选为光伏组件中的玻璃，从而无需于后道程序中再铺设玻璃，从而提高了生产效率，光伏组件还包括电池串组件3、背板、第一封装胶层、第二封装胶层，第一封装胶层的两侧分别与玻璃以及电池串组件3接触贴合，第二封装胶层的两侧分别与背板以及电池串组件3接触贴合，在叠焊作业完成后，电池串组件3转移过程中，可以于玻璃上铺好第一封装胶层，从而进一步提高了生产效率，本领域的技术人员可以知晓，承载片5也可以设为背板，背板为透明或不透明材质，例如玻璃背板或塑料背板。

基于上述实施例，本申请提供了一种高速焊接方法，包括以下步骤：

利用第一传送机构将串焊装置4出料端送出的电池串6平移至第一预设工位，在转移过程中，根据排板顺序需求，对电池串6进行顺时针或者逆时针90°旋转，样电池串6边转移边摆串，这样仅需第一传送机构中的一个机械手就可以完成现有技术中取料机械手和摆串机械手两个机械手才能实现的技术效果，大大提高了生产连续性，提高了生产效率，且利用承载片5主动去承接电池串6，可有效降低叠层返修率，更适合电池片薄片化的发展。

当电池串6到达第一预设工位时，位于第一预设工位处的承载片5被举升至第一预设高度位置，此时承载片5承接电池片，第一传送机构将电池片释放，承载片5下降，较传统机械臂吸串放串，避免了电池串6在无保护的情况下相互运动，有效降低了叠层返修率，更适合电池片薄片化的发展。

重复循环上述步骤，直至承载片5上的若干电池串组成预设结构的电池串组件3后，第二传送机构将位于第一预设工位的承载片5及电池串组件3转移至第二预设工位。

当承载片5及电池串组件3到达第二预设工位后，承载片5及电池串组件3被举升至第二预设高度位置，第三传送机构将电池串组件3夹持并转移至叠焊工位，叠焊装置于叠焊工位处对电池串组件3进行叠焊作业，叠层作业包括焊接汇流条7，在第二预设工位，主动顶升承载片5，使得电池串组件3主动去接触第三传送机构的吸附端，可有效降低叠层返修率，更适合电池片薄片化的发展。

叠焊作业完成后，第三传送机构将电池串组件3夹持并转移至第二预设工位，位于第二预设工位处的承载片5被举升至第二预设高度位置，此时承载片5托持住电池串组件3，第三传送机构将电池串组件3释放。

进一步地，在叠焊作业前，还设有EL检测工序，EL检测是利用电致发光原理检测电池串6的焊接质量，确保每串电池串6无问题后，方可开始焊接，如有NG串则整板流出。

进一步地，在叠焊作业完成后，还设有汇流条7贴膜工序，在黑色光伏组件生产工艺中，在汇流条7表面贴黑膜，黑膜优选为PET膜，使得美观程度上升，减少了光反射现象。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。