一种全自动光伏板接线盒汇流条激光焊接机

技术领域

本发明涉及自动化加工设备技术领域，尤其设计具体涉及一种全自动光伏板接线盒汇流条激光焊接机。

背景技术

为了应对传统能源的使用带来的日益严峻的环境污染问题，绿色可再生能源产业近年来得到了快速发展，利用光生伏特效应进行发电的太阳电池发电技术就是备一种重要的绿色能源技术。目前，由多片光伏电池片组合而成的光伏组件作为基本的光伏发电单元被大量使用于建设各种光伏发电系统，在实际使用中，光伏组件产生的电能需要使用光伏组件光伏接线盒引出，并与外部的负载连接。因此，光伏组件光伏接线盒是光伏组件构建各种发电系统的关键部件。

事实上，现有技术中，光伏组件中光伏接线盒的摆放通常是通过人工放置的，由于光伏组件的外观上并没有可供参考的安装位置图，使得同一光伏组件中的两个或两个以上的光伏接线盒在摆放和固定过程中经常出现光伏接线盒不在同一直线上或者光伏接线盒放置不正的情况，且由于汇流条质量轻，因此汇流条在摆放过程后易在外力作用下出现歪斜或有部分超出边缘的问题，这些情况/问题的产生将导致汇流条在后续的焊接过程中自动焊接机无法正确定位，容易出现虚焊、焊接面积不足等问题。

因此，如何对汇流条进行整形并焊接，是目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是要提供一种全自动光伏板接线盒汇流条激光焊接机，其有助于自动化加工，可实现对于汇流条的按压抚平及焊接动作，有效提高光伏接线盒的装配效率，同时节约制造成本。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种全自动光伏板接线盒汇流条激光焊接机，包括流道、第一三轴驱动模组、按压抚平模组、第二三轴驱动模组、激光焊接模组，其中：

流道，设置于机架中段并位于所述第一三轴驱动模组、按压抚平模组、第二三轴驱动模组、激光焊接模组的下方，机架相对的两侧分设有进料口与出料口，所述流道设置于所述进料口与出料口之间，用于直线输送光伏板；

第一三轴驱动模组，用于沿XYZ三轴方向驱动所述按压抚平模组运转；

按压抚平模组，设置于流道上方，用于对接线盒汇流条进行根部固定按压以及横向的按压抚平；

第二三轴驱动模组，用于沿XYZ三轴方向驱动所述激光焊接模组，且第二三轴驱动模组与所述第一三轴驱动模组的各运动轴对应平行；

激光焊接模组，设置于流道上方，用于对按压抚平后的汇流条进行焊接。

对于上述技术方案，申请人还有进一步的优化措施。

可选地，所述第一三轴驱动模组包括第一运动Y轴、第一运动X轴、第一运动Z轴、第一水平连接架和第一竖直固定架，所述第一运动Y轴设置于所述机架的两侧，所述第一运动Y轴与所述第一水平连接架相连，所述第一运动X轴布设在所述第一水平连接架上，所述第一运动X轴与所述第一竖直固定架相连，所述第一运动Z轴布设在所述第一竖直固定架上，所述按压抚平模组通过第一升降平台与所述第一运动Z轴传动连接。

进一步地，所述第一运动Y轴采用双驱动结构，包括两组分设在机架两侧的第一电动丝杆传动机构，所述第一水平连接架的两端分别与一电动丝杆传动机构传动连接。

进一步地，所述第一运动X轴包括多组第一水平驱动电机，所述第一运动Z轴包括多组第一竖直驱动电机，并且还包括多个第一竖直固定架，第一水平驱动电机设置所述第一水平连接架上并沿X轴方向设置，所述第一水平驱动电机的传动端分别与一第一竖直固定架相连，在每个第一竖直固定架上分别竖直设置有一所述第一竖直驱动电机，所述第一竖直驱动电机与第一升降平台传动连接，在所述第一升降平台中设置有按压抚平模组。

可选地，所述第一运动Y轴沿所述光伏板的长度方向或者宽度方向设置。

可选地，所述第二三轴驱动模组包括第二运动Y轴、第二运动X轴、第二运动Z轴、第二水平连接架和第二竖直固定架，所述第二运动Y轴设置于所述机架的两侧，所述第二运动Y轴与所述第二水平连接架相连，所述第二运动X轴布设在所述第二水平连接架上，所述第二运动X轴与所述第二竖直固定架相连，所述第二运动Z轴布设在所述第二竖直固定架上，所述激光焊接模组通过第二升降平台与所述第二运动Z轴传动连接。

进一步地，所述第二运动Y轴采用双驱动结构，包括两组分设在机架两侧的第二电动丝杆传动机构，所述第二水平连接架的两端分别与一第二电动丝杆传动机构传动连接。

可选地，在所述机架的顶部固定有至少一组工业相机，所述工业相机的取景头指向由流道进入的光伏板。

可选地，所述按压抚平模组包括至少一组根部固定按压机构、至少一组按压抚平机构和带动按压抚平机构横移的横移气缸，根部固定按压机构与按压抚平机构并行设置，根部固定按压机构与按压抚平机构的底部分别具有平板状的按压部。

可选地，所述按压抚平模组通过第一升降平台与所述第一三轴驱动模组的第一运动Z轴传动连接，在升降平台的端部通过曲线支架固定有补光灯。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的全自动光伏板接线盒汇流条激光焊接机，其通过两个三轴驱动模组的动作实现对于光伏板接线盒汇流条处的定位、按压、抚平以及焊接，且焊接过程中通过根部固定按压机构以及按压抚平机构按住回流条，在由按压抚平机构在横移气缸带动下对光伏接线盒内的进行抚平，整个过程定位方便，自动化程度高，不但定位方便，加工效率高，产品良品率高，也能够有效降低人工成本。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的全自动光伏板接线盒汇流条激光焊接机的外部主体框架示意图；

图2是根据本发明一个实施例的全自动光伏板接线盒汇流条激光焊接机的主体功能结构的俯视图；

图3是根据本发明一个实施例的全自动光伏板接线盒汇流条激光焊接机的主体功能结构的轴侧视图；

图4为图3所示全自动光伏板接线盒汇流条激光焊接机中的局部放大图；

图5是根据本发明一个实施例的全自动光伏板接线盒汇流条激光焊接机中按压抚平模组的结构示意图。

附图标记说明如下：

1、机架；

2、流道；

3、第一三轴驱动模组，31、第一运动Y轴，32、第一运动X轴，33、第一运动Z轴，34、第一水平连接架，35、第一竖直固定架；

4、按压抚平模组；

5、第二三轴驱动模组，51、第二运动Y轴，52、第二运动X轴，53、第二运动Z轴，54、第二水平连接架，55、第二竖直固定架；

6、激光焊接模组；

7、工业相机，71、补光灯，72、连接杆，73、弧形支架；

10、上下模组，101、竖直导台，102、升降电机，103、导轨，104、丝杠传动结构；

20、升降平台，201、竖直板，202、水平板，203、加强板；

30、光伏接线盒固定模组，301、按压框，302、按压条，303、导向柱，304、导向轴套，305、复位弹簧，306、行程感应器；

40、上下气缸，401、连接板，402、滑轨，403、滑台，404、阻挡块，405、运动块，406、调节螺丝；

50、按压抚平机构，501、根部固定按压机构，502、按压抚平机构，503、横移气缸，504、按压部；

601、固定片，602、螺杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供了一种全自动光伏板接线盒汇流条激光焊接机，如图1至图4所示，包括流道2、第一三轴驱动模组3、按压抚平模组4、第二三轴驱动模组5、激光焊接模组6，其中：

流道2，机架1设置于机架1中段并位于所述第一三轴驱动模组3、按压抚平模组4、第二三轴驱动模组5、激光焊接模组6的下方，机架1相对的两侧分设有进料口与出料口，所述流道2设置于所述进料口与出料口之间，用于直线输送光伏板；

第一三轴驱动模组3，用于沿XYZ三轴方向驱动所述按压抚平模组4运转；

按压抚平模组4，设置于流道2上方，用于对接线盒汇流条进行根部固定按压以及横向的按压抚平；

第二三轴驱动模组5，用于沿XYZ三轴方向驱动所述激光焊接模组6，且第二三轴驱动模组5与所述第一三轴驱动模组3的各运动轴对应平行；

激光焊接模组6，设置于流道2上方，用于对按压抚平后的汇流条进行焊接。

一般而言，前述的流道2、第一三轴驱动模组3、按压抚平模组4、第二三轴驱动模组5、激光焊接模组6等均设置在封闭的机架1中，只在机架1相对的两侧留有进料口与出料口，尤其机架1的顶部封闭，可防止内部的烟雾扩散排出，在机架1的顶部还可设置排烟过滤装置或者连接场务排烟系统。

另外，在机架1外侧设置有激光控制器、工控机等，以控制内部的第一三轴驱动模组3、按压抚平模组4、第二三轴驱动模组5、激光焊接模组6能够自动化工作，这些程控的设计，用户根据本实施例的焊接机的结构进行适应性的程序调整，可进行自动化控制。

在一进一步的实施方式中，所述第一三轴驱动模组3包括第一运动Y轴31、第一运动X轴32、第一运动Z轴、第一水平连接架34和第一竖直固定架35，所述第一运动Y轴31设置于所述机架1的两侧，所述第一运动Y轴31沿所述光伏板的长度方向或者宽度方向设置。所述第一运动Y轴31与所述第一水平连接架34相连，所述第一运动X轴32布设在所述第一水平连接架34上，所述第一运动X轴32与所述第一竖直固定架35相连，所述第一运动Z轴33布设在所述第一竖直固定架35上，所述按压抚平模组4通过第一升降平台20与所述第一运动Z轴33传动连接。

作为优选的实施方式，所述第一运动Y轴31采用双驱动结构，包括两组分设在机架1两侧的第一电动丝杆传动机构，所述第一水平连接架34的两端分别与一电动丝杆传动机构传动连接。

作为优选的实施方式，所述第一运动X轴32包括三组第一水平驱动电机，所述第一运动Z轴33包括三组第一竖直驱动电机，并且还包括多个第一竖直固定架35，第一水平驱动电机设置所述第一水平连接架34上并沿X轴方向设置，所述第一水平驱动电机的传动端分别与一第一竖直固定架35相连，在每个第一竖直固定架35上分别竖直设置有一所述第一竖直驱动电机，所述第一竖直驱动电机与第一升降平台20传动连接，在所述第一升降平台20中设置有按压抚平模组4。

三组第一水平驱动电机的设置，配合着分别在每组第一水平驱动电机的活动端（传动端）所设置的第一竖直固定架35以及第一竖直驱动电机，能够实现对于光伏板上多个接线盒处的汇流条进行按压抚平，再然后通过激光焊接模组6进行对应焊接即可，工作效率更高。

这里需要说的是，前述各类电动丝杆传动机构、驱动电机的传动，可通过传动轴与传动副间的配合传动，也可通过齿轮齿条结构进行传动，甚至可通过传动带的直线驱动也可以，这是用户可以根据具体需求、成本、稳定性等方面考虑去进行自主选择，申请人认为此类实施方式都应在本申请的保护范围之内。

可选地，所述第二三轴驱动模组5包括第二运动Y轴51、第二运动X轴52、第二运动Z轴、第二水平连接架54和第二竖直固定架55，所述第二运动Y轴51设置于所述机架1的两侧，所述第二运动Y轴51与所述第二水平连接架54相连，所述第二运动X轴52布设在所述第二水平连接架54上，所述第二运动X轴52与所述第二竖直固定架55相连，所述第二运动Z轴53布设在所述第二竖直固定架55上，所述激光焊接模组6通过第二升降平台20与所述第二运动Z轴53传动连接。

所述第二运动Y轴51采用双驱动结构，包括两组分设在机架1两侧的第二电动丝杆传动机构，所述第二水平连接架54的两端分别与一第二电动丝杆传动机构传动连接。双驱动机构的设置能够保证其上的第二运动X轴52能够始终垂直于第二运动Y轴51，焊接时能够更为准确平顺，焊接准确性好，良率也就更高。

为了能够定位准确，在所述机架1的顶部固定有至少一组工业相机7，所述工业相机7的取景头指向由流道2进入的光伏板。在本实施例中是分别对应于一个汇流条分别设置一组工业相机7，共三组工业相机7。

所述按压抚平模组4包括至少一组根部固定按压机构501、至少一组按压抚平机构50250和带动按压抚平机构50250横移的横移气缸503，根部固定按压机构501与按压抚平机构50250并行设置，根部固定按压机构501与按压抚平机构50250的底部分别具有平板状的按压部504。

本实施例的激光焊接机的工作流程具体如下：

光伏板由流道2流入机架1内部，并通过机架1内部设置的微动开关触发焊接机系统工作；

通过机架1内设置的伺服四边归正装置对光伏板进行定位后，通过真空吸盘吸附光伏板使其不会晃动；

通过工业相机7进行拍照视觉识别接线盒的位置，并上报至工控机；

工控机控制所述第一三轴驱动装置的动作，控制按压抚平模组4到位将接线盒按压住，并且根部固定按压机构501与按压抚平机构50250工作，抚平按压汇流条；

工业相机7再次拍照对汇流条位置进行进一步的识别确定，然后工控机驱动第二三轴驱动装置动作使得激光焊接模组6到位，再通过激光焊接模组6对汇流条进行激光焊接；

焊接完成后工业相机7最后再拍照，验证汇流条的焊接效果，焊接完成即放开光伏板并通过流道2将光伏板流程。

在第二竖直固定架55上还设置有抽风管，抽风管的吸风口接近激光焊接模组6的激光头处，出风口则与外部排风系统相连。

具体在一实施例中，如图5所示，所述按压抚平模组4包括两组根部固定按压机构501、两组按压抚平机构50250和分别带动一组按压抚平机构50250横移的两个横移气缸503，也就是相对于轴线对称设置一组根部固定按压机构501、按压抚平机构50250以及横移气缸503，在同侧的一组根部固定按压机构501与按压抚平机构50250是并行设置的，根部固定按压机构501与按压抚平机构50250的底部分别具有平板状的按压部504。如此能够对光伏接线盒中的两组汇流条，能够同时进行固定、按压乃至抚平，保持抚平动作再进行焊接，就能够进一步保证焊接的可靠性，提高最终产品的良品率。

在本实施例中，所述升降平台20包括L形的固定框架，所述固定框架包括相连的竖直板201与水平板202，竖直板201与所述上下模组10的动力端相连，所述光伏接线盒固定模组30设置于所述水平板202的下部。

所述按压抚平模组4通过第一升降平台20与所述第一三轴驱动模组3的第一运动Z轴33传动连接，在升降平台20的端部通过曲线支架固定有补光灯71。所述曲线支架包括连接杆72以及固定于连接杆72端部的两弧形支架73，两个弧形支架73相对设置，在每个所述弧形支架73内具有弧形的导槽，补光灯71的壳体的两侧对应于弧形支架73内的导槽设置有螺纹柱，所述螺纹柱穿过导槽后通过螺母进行锁定，从而可以方便地调节补光灯71的光照角度，从而对汇流条焊接处进行补光，有助于工业相机7的取景定位，也就能方便激光焊接机的焊接动作。

为了能够进一步提高固定框架的整体强度，在固定框架的侧边具有两块加强板203，加强板203设置于固定框架的转角处，加强板203的一侧侧边与所述竖直板201固定连接，相邻的另一侧侧边与所述水平板202固定连接。

所述上下模组10包括竖直导台101以及升降电机102，竖直导台101的内侧设置有导轨103，所述竖直板201的后端开设有与所述导轨103滑动配合的滑槽，所述升降电机102的动力端通过丝杠传动结构104与所述升降平台20传动连接。

而所述光伏接线盒固定模组30包括长方形的按压框301，所述按压框301的中部具有三根根沿长度方向设置的按压条302。所述按压框301的上部四角分别固定连接有一根导向柱303，在所述水平板202上对应于下部按压框301上导向柱303的位置设置有导向轴304套，导向柱303穿设在所述导向轴304套内，所述导向柱303上套接有复位弹簧305，所述复位弹簧305位于按压框301的上表面与所述水平板202的下表面之间。导向柱303及导向轴304套的结合设置能够保证按压框301的稳定性，保证对于光伏接线盒的可靠按压固定，防止接线盒晃动。

另外，在所述水平板202的下方固定有行程感应器306，所述行程感应器306的感应端只想所述按压框301的上表面，用于检测水平板202与按压框301之间的行程变化。

所述上下气缸40的活动端与一连接板401固定连接，所述根部固定按压机构501、横移气缸503固定在所述连接板401上，所述横移气缸503的活动端水平设置，所述横移气缸503的活动端的端部与按压抚平机构50250固定连接，所述根部固定按压机构501通过调整机构与所述连接板401相连。

所述调整机构包括固定于连接板401上的固定片601，固定片601上穿设有螺杆602，螺杆602的远端与根部固定按压机构501相连、用于水平调整根部固定按压机构501的位置，调整根部固定按压机构501与按压抚平机构50250间开口距离。

另外，所述上下气缸40的表面设置有滑轨402，滑轨402上设置有与其滑动配合的滑台403，滑台403的下部与所述上下气缸40的活动端固定连接，滑台403的前侧表面与所述连接板401固定连接，在所述上下气缸40的侧面固定有阻挡块404，在所述滑台403的侧面设置有运动块405，在阻挡块404以及运动块405上沿竖直方向开设有螺丝孔，调节螺丝406由底部穿过所述阻挡块404上的螺丝孔再穿入所述运动块405的螺丝孔，用于调整所述滑台403的初始位置，从而适应不同高度规格的光伏接线盒。

本实施例的光伏板接线盒焊汇流条按压抚平装置，其在具体工作时的过程如下：

上下模组10（本实施例采用的丝杆运动模组，结合直线履带辅助升降平台20的稳定升降），带动升降平台20以及升降平台20内的其他机构上下运动，重点在于上下模组10带着接线盒固定机构上下运动，接线盒固定机构的按压框301下方所具有的三根按压条302使得能够压住光伏接线盒，在此过程中导向柱303、导向轴304套以及复位弹簧305所构成的弹簧支撑机构能够使得按压框301的上下动作以及压紧固定更为平稳；

升降平台20与上下模组10相连，升降平台20的下方通过缓冲弹簧机构与按压框301相连，缓冲弹簧机构下方的按压框301设置有三个压条，缓冲弹簧机构能够通过复位弹簧305对光伏接线盒形成压紧力。在此过程中，设置在升降平台20的水平板202下方的运动行程感应器306能够检测按压框301与升降平台20底部间的行程变化，并可设置行程阈值，从而对前述的对光伏接线盒的压紧力的控制；

升降平台20内设置的上下气缸40，其活动端即为伸缩轴，上下气缸40的伸缩轴与汇流条按压机构相连，上下气缸40可带动汇流条按压机构上下运动。光伏接线盒内包覆有汇流条，当接线盒固定机构将光伏接线盒已经固定好后，上下气缸40驱动按压抚平机构50250下压，按压抚平机构50250包括左右两组按压装置，每组按压装置即包括前述的一组根部固定按压机构501、一组按压抚平机构50250和一组横移气缸503，一般而言，靠内侧的为根部固定按压机构501、用于压住汇流条的根部，然后抚平按压横移使得汇流条捋平、压直并使得汇流条与接线盒内的焊接面压正贴紧，便于后续焊接工序中的自动焊接，保证自动化焊接高效、可靠的完成，保证焊接成功，进而提高产品良品率。

除此之外，上下气缸40的上下过程、横移气缸503的横移过程，都有双排滑轨402的设置，从而保证运动精度与顺畅度，牢固性更好。

综上可知，本实施例的全自动光伏板接线盒汇流条激光焊接机，其通过两个三轴驱动模组的动作实现对于光伏板接线盒汇流条处的定位、按压、抚平以及焊接，且焊接过程中通过根部固定按压机构501以及按压抚平机构50250按住回流条，在由按压抚平机构50250在横移气缸503带动下对光伏接线盒内的进行抚平，整个过程定位方便，自动化程度高，不但定位方便，加工效率高，产品良品率高，也能够有效降低人工成本。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。