專利名稱：一種自動超聲波焊接機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型公幵了一種用于太陽能電池焊接的自動超聲波焊機，屬于太陽能 電池電極焊接技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，已經(jīng)開發(fā)出的超聲波金屬焊接機，如中國專利號ZL02271879.6采用了 超聲波焊接頭及壓緊裝置焊接管板式太陽能集熱器；中國專利ZL99235388.2公 開了滾動超聲波焊接；中國專利98106400.0公開超聲波銅鉑焊接，以上三個專 利基本都重在解決一種特定的產(chǎn)品焊接，如力學(xué)性能較好的金屬的焊接，因此
超聲波滾動焊接都在焊接頭上加有較大的壓力，同時施加頻率較大的超聲波焊 接，以適應(yīng)于厚度較大的金屬的焊接。所以在非晶硅太陽能電池電極焊接工藝 中，不能使用超聲波銅鉑焊接和超聲波金屬滾動的連續(xù)焊接方式。因非晶硅太 陽能電池的電極金屬涂層較薄，用超聲波悍接的電極線一般采用金屬鋁涂錫， 簡稱涂錫帶，其厚度為2-3毫米，寬度為O. 3毫米,所以電極焊接時要求特殊的 焊接壓力和超聲波頻率，否則會損壞太陽能電池，影響電池外觀及電性能。目 前，非晶硅太陽能電池的極焊接， 一般采用單點超聲波焊接技術(shù)，缺點是焊接 效率比較低。尤其采用手動方式進給工件，悍接質(zhì)量不能保證，無法實現(xiàn)大批 量規(guī)?；a(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，改變現(xiàn)有太陽能電池的手動或半自動焊 接電池電極時，焊接效率低，焊接質(zhì)量一致性差的問題。
本實用新型旨在提供一種可以連續(xù)的自動焊接太陽能電池電極的裝置。對現(xiàn) 有的自動超聲波焊接機，包括超聲波金屬點焊機、工作臺及PLC控制器所控制的焊接機構(gòu)進行改進。主要技術(shù)特征在于一種自動超聲波焊接機，包括
超聲波金屬點焊機、工作臺及PLC控制器，其特征在于，所述超聲波金 屬點焊機還包括電極線放線壓緊裝置10、太陽能電池傳送及自動切線裝 置，所述電極線放線壓緊裝置10、太陽能電池傳送及切線裝置安裝在自 動工作臺1上，由PLC數(shù)控系統(tǒng)控制的超聲波金屬點焊機，通過電極線 放線壓緊裝置(10)將電極線(10-2)焊接在相應(yīng)的太陽能電池的電極上。
本發(fā)明是用已有的超聲波金屬點焊機，改進其部分結(jié)構(gòu)，增加機械動 作壓線和張緊裝置，以提高焊接效率，取代手動壓線和布線，使電極引 線焊接平整。此外，還可以調(diào)整自動工作臺及PLC控制器數(shù)控系統(tǒng)。包 括自動電極線放線壓緊裝置10的側(cè)向傳動定位滾輪3，以及自動寬度調(diào) 整裝置。
PLC控制器可根據(jù)程序，下達對步進電機2轉(zhuǎn)動停止的命令；帶動側(cè) 向傳動定位輪3轉(zhuǎn)動，通過兩邊相對側(cè)向傳動定位輪3的轉(zhuǎn)動，可帶動 太陽能電池6沿水平方向做直線運動，托滾4可承托非晶硅太陽能電池6 的重量，使太陽能電池6做水平方向運動。將太陽能電池6輸送到電極 線放線壓緊裝置10，可自動將所需焊接的電極引線，壓布在太陽能電池 6待焊接的電極面上，并將電極線10-2引線后端張緊，滿足超聲波焊接 的壓線要求。
實施本實用新型所產(chǎn)生的積極效果是可連續(xù)自動焊接，且焊接方向 控制精度較高，適合焊接太陽能電池，尤其是以玻璃或柔性材料為基底 的薄膜太陽能電池電極的焊接，使電極引線焊接平整,外觀好，效率高,可 操控性強，保證焊接點間距一致，消除了虛焊。
本實用新型的自動寬度調(diào)整裝置可以采用滑軌傳動或絲桿傳動來調(diào) 整定位滾輪3的間距。
所述電極線放線壓緊裝置IO包括放線輪10-1，伸縮裝置10-6，并至 少有一個導(dǎo)向輪10-3、抗延展張緊輪10-4、壓線輪10-5、平整輪10-8所 構(gòu)成。在放線輪10-1上纏繞有電極線10-2，壓線輪10-5與伸縮裝置10-6 聯(lián)接，壓線輪10-5隨伸縮裝置10-6在豎直方向上移動，焊接頭10-7也 在豎直方向上移動，焊接頭10-7位于壓線輪10-5及平整輪10-8之間， 所述放線輪10-1、電極線10-2、導(dǎo)向輪10-3、抗延展張緊輪10-4、壓線 輪10-5、伸縮裝置10-6、焊接頭10-7及平整輪10-8位于同一平面內(nèi)。
所述太陽能電池傳送裝置包括可控電機2、定位滾輪3、托滾4、傳 動支架5，太陽能電池6位于托滾4之上，定位滾輪3與步進電機2聯(lián)接， 定位滾輪3與太陽能電池6的相應(yīng)側(cè)面相切，定位滾輪3依次左右對稱 地排列在傳動支架5之上，定位滾輪3及托滾4均可沿各自軸轉(zhuǎn)動。
自動切線裝置包括軟質(zhì)襯底101、刀具102及汽缸103，刀具102與 伸縮裝置103聯(lián)接，刀具102隨伸縮裝置103在豎直方向上移動，電極 線10-2位于軟質(zhì)襯底101與刀具102之間。伸縮裝置10-6及103為汽缸。 定位滾輪3的邊緣截面為"U"型槽結(jié)構(gòu)，所述太陽能電池6兩端的 太陽能電池電極10-9恰好位于相應(yīng)"U"型槽內(nèi)。
超聲波焊接頭10-7的焊接方向為上下往復(fù)運動，太陽能電池電極6 在自動工作臺上的運動方向為間歇式直線運動。
本實用新型與普通超聲波焊接機相比，該設(shè)備可連續(xù)自動焊接，且 焊接方向控制精度較高，適合焊接基層材料不可承受較大焊接壓力的材料焊接。本實用新型對超聲波焊接頭的功率和焊點尺寸做了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整， 使其更加適合于焊接薄金屬層，且不會焊穿金屬鍍層，滿足太陽能電池 電性能情況下，保證焊接外觀平整。進給工作臺，使用多臺步進電機垂 直帶動太陽能電池，使太陽能電池焊接進給量精密準(zhǔn)確。專用的電極線 放線壓緊裝置，針對超聲波金屬點焊接方式，自動放線壓線，同時在焊 接過程中張緊裝置克服了超聲波金屬焊接時，焊接線由于金屬延展產(chǎn)生 的焊接缺陷。同時改善了大批量超聲波焊接時候，操作人員勞動強度大 的不利因素。在焊接完一塊太陽能電池后，PLC給自動切線裝置一個信 號指令，自動切線裝置可以自動將電極線切斷。
圖1、是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2、是圖1中自動電極線放線壓緊裝置10的示意圖。
圖3、是本實用新型的自動切線裝置示意圖。
圖4、是圖1中的工作臺1剖視圖。
圖5、是圖1中的定位滾輪3與6配合關(guān)系示意圖。
圖6、是本實用新型的焊接點布置示意圖。
見圖中l(wèi)-6， l為工作臺；2為步進電機；3為定位滾輪；4為托滾； 5為傳動支架；6為太陽能電池；7為導(dǎo)軌滑塊；8為導(dǎo)軌；9為可調(diào)整支 架；10為自動電極線放線壓緊裝置；10-1為放線輪；10-2為電極線，10-3 為導(dǎo)向輪；10-4為抗延展張緊輪；10-5為壓線輪；10-6為汽缸；10-7為 焊接頭；10-8為平整輪；10-9為太陽能電池電極；ll為超聲波焊接機；
12為PLC數(shù)控系統(tǒng)；IOI為軟質(zhì)襯底；102為刀具；103為汽缸。
實施例
例1、見本實用新型的實施例1如圖1所示，通過位于工作臺1的PLC控制器12，控制調(diào)整位于工作臺上的導(dǎo)軌8內(nèi)工作的導(dǎo)軌滑塊7和 可調(diào)整支架9，將位于支架上9的側(cè)向傳動定位滾輪3及托滾4，以及側(cè) 向傳動定位滾輪3間的間距調(diào)，整到適合加工的寬度。將待加工的太陽 能電池6 (非晶硅太陽能電池)，放置于工作臺左端支架間，通過PLC控 制器12控制步進電機2轉(zhuǎn)動，可帶動側(cè)向傳動定位滾輪3轉(zhuǎn)動，兩個 相對的側(cè)向傳動定位滾輪3做相反轉(zhuǎn)動，給太陽能電池6以反作用力， 電池6由左向右水平移動，將電池6帶入壓線和焊接區(qū)域。要調(diào)整兩位 置相對的側(cè)向傳動定位滾輪3間的間距，該導(dǎo)軌8和導(dǎo)軌滑塊7組成的 滑軌傳動機構(gòu)亦可采用絲桿傳動機構(gòu)。尤其是采用絲桿傳動機構(gòu)來調(diào)整 間距的，是機床領(lǐng)域常用技術(shù)。以上導(dǎo)軌式調(diào)整不是唯一的，還可以采 用其他方式。
例2、本實施例整體結(jié)構(gòu)同例1，本實施例的部件圖見圖2至圖6， 圖2中放線輪10-1放出所需焊接的電極線10-2,通過導(dǎo)向輪10-3將接 電極線10-2導(dǎo)向平整，再經(jīng)過抗延展張緊輪10-4，到達由汽缸10-6控 制的壓線輪10-5，將要焊接的電極線10-2壓布至太陽能電池電極10-9 上，超聲波金屬點焊機11的焊接頭10-7開始焊接，焊接完成后通過平 整輪10-8進行焊接平整。圖1中定位滾輪3的邊緣截面為"U"型槽結(jié) 構(gòu)，太陽能電池6的太陽能電池電極10-9恰好在相應(yīng)"U"型槽內(nèi)。圖 3中自動切線裝置，是切割太陽能電池電極10-9的電極線，自動切線裝 置包括軟質(zhì)襯底101、刀具102及汽缸103，刀具102與汽缸103聯(lián)接，刀具102隨汽缸103在豎直方向上移動，汽缸103之移動指令由PLC發(fā) 出，電極線10-2位于軟質(zhì)襯底101與刀具102之間。軟質(zhì)襯底101可采 用橡膠等非金屬材料制作。圖4在工作臺1的剖視圖中，非晶硅太陽能 電池6的主要重量由工作在傳動支架5上的托滾4承托，由左右兩端的 側(cè)向定位滾輪3的傳動，實現(xiàn)非晶硅太陽能電池的電極10-9進給，焊接 頭10-7對壓布在非晶硅太陽能電池電極10-9的電極線10-2進行焊接。 圖5中定位滾輪3與壓布在非晶硅太陽能電池6 (電極10-9)上電極線 10-2的配合關(guān)系。圖6示出了超聲波焊接頭10-7，在進行焊接過程中， A方向是超聲波焊接頻率的震動方向，即左右往復(fù)運動，也是產(chǎn)生焊接 延展的主要方向；B是超聲波焊接頭10-7的焊接方向，上下往復(fù)運動， C是自動工作臺1的運動方向，在PLC控制器發(fā)出的指令下，太陽能電 池電極10-9在工作臺1上做間歇式直線運動，實現(xiàn)電極的自動焊接。
權(quán)利要求1、一種自動超聲波焊接機，包括超聲波金屬點焊機、工作臺及PLC數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于，所述自動超聲波焊接機還包括電極線放線壓緊裝置(10)、太陽能電池(6)的傳送及自動切線裝置，所述的電極線放線壓緊裝置(10)、傳送及切線裝置安裝在自動工作臺(1)上，由PLC數(shù)控系統(tǒng)控制的超聲波金屬點焊機，通過電極線放線壓緊裝置(10)將電極線(10-2)焊接在太陽能電池的相應(yīng)電極上，所說的傳送包括可控電機(2)和定位滾輪(3)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動超聲波焊接機，其特征是所述電極線放 線壓緊裝置(10)的放線輪(10-l)上纏繞有電極線(10-2)，壓線輪(10-5)與伸縮裝置 (10-6)聯(lián)接，壓線輪(10-5)隨伸縮裝置(10-6)在豎直方向上移動，焊接頭(10-7)在 豎直方向上移動，焊接頭(10-7)位于壓線輪(10-5)及平整輪(10-8)之間，所述放線 輪(10-1)、電極線(10-2)、導(dǎo)向輪(10-3)、抗延展張緊輪(10-4)、壓線輪(10-5)、伸 縮裝置(10-6)、焊接頭(10-7)及平整輪(10-8)位于同一平面內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動超聲波焊接機，其特征是所述電極線放線 壓緊裝置(10)包括放線輪(10-1)，伸縮裝置(10-6),至少有一個導(dǎo)向輪(10-3)、抗延 展張緊輪(10-4)、壓線輪(10-5)、平整輪(10-8)所構(gòu)成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動超聲波焊接機，其特征是所述的可控電機 (2)與定位滾輪(3)聯(lián)接，該定位滾輪(3)依次左右對稱地排列在傳動支架(5)上， 所說的太陽能電池(6)位于托滾(4)之上，定位滾輪(3)與太陽能電池(6)的相應(yīng)側(cè)面 相切。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動超聲波焊接機，其特征是所述自動切線裝 置包括伸縮裝置(10-6)中的汽缸(103)與刀具(102)聯(lián)接，刀具(102)斷103)在豎 直方向上移動，電極線(10-2)位于軟質(zhì)襯底(101)與刀具(102)之間。
6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動超聲波悍接機，其特征是所述定位滾輪(3)的邊緣截面為"U"型槽結(jié)構(gòu)，所述太陽能電池(6)兩端的太陽能電池電極(10-9) 恰好位于相應(yīng)"U"型槽內(nèi)。
7、根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動超聲波焊接機，其特征是所說傳送的可控 電機(2)帶動側(cè)向傳動定位輪(3)轉(zhuǎn)動，由托滾(4)承托太陽能電池(6) 沿水平方向做直線運動。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動超聲波焊接機，其特征在于電極線放線壓緊 裝置(10)，由張緊的電極線(10-2)引線端壓布在太陽能電池(6)的電極面上。
9、 根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的自動超聲波焊接機，其特征是所述伸縮 裝置(10-6)是汽缸(103)。
10、根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動超聲波焊接機，其特征是所述可控電機(2) 為伺服電機或步進電機。
專利摘要本實用新型公開了一種用于太陽能電池焊接的自動超聲波焊機，屬于太陽能電池電極焊接技術(shù)領(lǐng)域。目的是提高非晶硅太陽能電池電極線自動焊接效率低，質(zhì)量差的問題，對現(xiàn)有的超聲波金屬點焊機進行改進。主要技術(shù)特征是電極線放線壓緊裝置(10)、太陽能電池傳送及切線裝置安裝在自動工作臺(1)上，由PLC控制器超聲波金屬點焊機，通過電極線放線壓緊裝置(10)將電極線(10-2)焊接在相應(yīng)的太陽能電池電極上。實施的效果特別適合以玻璃或柔性材料為基底的薄膜太陽能電池電極連續(xù)自動焊接，精度高、外觀好，可操控性強，焊點間距一致，消除了虛焊。
文檔編號H01L31/18GK201075394SQ20072012139
公開日2008年6月18日 申請日期2007年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月12日
發(fā)明者濱 張, 毅 李 申請人:毅 李