[發明專利]一種太陽電池串聯焊接設備及其使用方法

有效

• 申請號: 202010191564.3
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111375876B
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 雷剛;范襄;金超;王志超;王凱;沈靜曼;符春娥;王佳禹
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: B23K11/00
• 分類號: B23K11/00;B23K11/36;B23K11/30
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 賈慧琴;包姝晴

本發明公開了一種太陽電池串聯焊接設備及其使用方法，該焊接設備包含：底座、電池搬運系統、定位相機、焊接平臺、焊接系統、出料系統，以及，計算機控制系統；電池搬運系統用于搬運待焊接的疊層太陽電池；定位相機用于拍攝疊層太陽電池的圖像以獲取其位置信息；焊接平臺在串聯焊接完成后，能翻轉180°；焊接系統為能在三維方向移動的電阻焊接系統；出料系統用于轉移和/或存放已焊接好的太陽電池組件；計算機控制系統用于接收太陽電池組件的串聯焊接要求，并按要求控制電池搬運系統、定位相機、焊接平臺、焊接系統、出料系統的運作。本發明實現了對空間用太陽電池的全自動串聯焊接，具有生產效率高、精度高、可靠性高、適用性好的優點。

技術領域

本發明涉及航天領域電源技術，特別涉及一種太陽電池串聯焊接設備及其使用方法。

背景技術

空間用太陽電池陣制造過程中，需要將疊層太陽電池進行串聯焊接從而形成太陽電池組件，焊接采用電阻焊接的原理，即焊機主要包括焊接電源、焊接電極和焊接電纜構成，焊接電源和焊接電極通過焊接電纜實現電路連接，焊接時將二片疊層太陽電池背面朝上排列在一起，第二片疊層太陽電池的互連片疊放在第一片疊層太陽電池的背電極上，焊接電極壓在互連片上，焊接電源輸出電流通過焊接電極產生熱量使互連片和第一片疊層太陽電池焊接在一起。

目前空間用太陽電池串聯焊接所采用的串聯焊接設備普遍自動化程度低，僅能完成焊接的基本功能，焊接前的準備和焊接后的處理需要人工操作，生產效率低。

發明內容

本發明解決的問題是現有技術下空間用太陽電池串聯焊接設備自動化程度低、生產效率低。

為解決上述問題，本發明提供了一種太陽電池串聯焊接設備，其包含：底座、布置在所述底座上的電池搬運系統、定位相機、焊接平臺、焊接系統、出料系統，以及，計算機控制系統；

所述電池搬運系統包含多軸機械手，用于搬運待焊接的疊層太陽電池；

所述定位相機用于拍攝吸附在電池搬運系統上的疊層太陽電池的圖像從而獲取其位置信息；

所述焊接平臺，在串聯焊接時，用于背面朝上放置并固定疊層太陽電池，串聯焊接完成后，能翻轉180°使疊層太陽電池背面朝下；

所述焊接系統為能在三維方向移動的電阻焊接系統，用于對疊層太陽電池進行串聯焊接；

所述出料系統能沿著與太陽電池組件的串聯方向相垂直的水平方向以及垂直方向進行二維移動，用于轉移和/或存放已焊接好的太陽電池組件；

所述計算機控制系統用于接收太陽電池組件的串聯焊接要求，并按要求控制電池搬運系統、定位相機、焊接平臺、焊接系統、出料系統的運作。

較佳地，所述多軸機械手為水平多關節4軸機械手，該機械手末端安裝真空吸盤，真空吸盤管道連通外接的真空系統；真空吸盤在機械手的驅動下能進行三維移動，還能圍繞Z軸進行旋轉。

較佳地，所述焊接平臺包含：支架、焊接吸附平臺、轉動軸及翻轉電機，其中，所述的焊接吸附平臺的兩端安裝在所述轉動軸上，該轉動軸安裝在支架上，焊接吸附平臺在翻轉電機的驅動下能圍繞轉動軸翻轉180°；焊接吸附平臺通過負壓方式吸附固定疊層太陽電池。

較佳地，所述焊接系統包含：至少一套直角坐標機器人和至少一套電阻焊接裝置，所述的直角坐標機器人由相互垂直的X軸機械臂、Y軸機械臂及Z軸機械臂構成，其中，X軸機械臂的移動方向平行于太陽電池組件的串聯方向，且Y軸機械臂安裝在X軸機械臂上，Z軸機械臂安裝在Y軸機械臂上；所述的電阻焊接裝置包含焊接電源、焊接電極及焊接電纜，焊接電源安裝在X軸機械臂上，焊接電極安裝在Z軸機械臂上，焊接電源和焊接電極通過焊接電纜實現電路連接。