CIGS柔性电池片分切装置的制作方法

本发明属于机械设计技术领域，具体涉及一种CIGS柔性电池片分切装置。

背景技术：

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池在加工工艺上分为玻璃衬底与不锈钢衬底两种，采用不锈钢衬底制作电池片具有重量轻、厚度薄、可弯曲、易携带，且光吸收能力强，发电稳定性好、转化效率高、成本低等诸多优势，已成为太阳能行业现在研发及使用的热点；目前使用的片材CIGS柔性电池片是上游电池生产商从几百米、上千米长的大型卷材中分切、加工而成；而到中游组件厂商在CIGS柔性电池组件系列产品、CIGS便携式充电器和相应应用产品的生产中，需要对来料原始尺寸电池片进行再次分切，以满足产品设计中电性能要求。

目前CIGS柔性电池片分切工具却很少，其中使用最多的工具为切纸刀。加工过程中，切纸刀存在以下缺点：分切尺寸精度较差，因为分切过程中电池片容易滑动；人员工作强度大，且有分切中无安全防护，人员容易疲劳，易受伤；分切效率低，每人8～10次/min；产线人工成本高，为保持产线平衡，分切工序需要增加更多的人员、裁纸机，以满足下道电池片拼接工序的生产节奏。

技术实现要素：

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种CIGS柔性电池片分切装置，通过在上刀模上设置多把刀具，同时分切，单位时间内分切出多张电池片。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种CIGS柔性电池片分切装置，包括电气控制系统，还包括上刀模、下刀模、机架和导柱，所述下刀模设置在上刀模的正下方，电池片放置在下刀模上，所述上刀模包括多个刀具和上刀模夹具单元，每两个上刀模夹具单元之间固定一把刀具，上刀模通过导柱连接机架，上刀模在增压缸的驱动下向下刀模方向往复运动。

作为一种优选实施方式：所述上刀模夹具单元为侧面设有通孔的四方体结构，所述上刀模夹具单元的宽度为52.35mm、105.15mm或52.8mm。所述上刀模和导柱之间设有刀模固定板，上刀模夹具单元上设有定位孔，刀模固定板对应位置设有腰型孔，通过双头螺柱穿过所述定位孔和腰型孔，将上刀模固定在刀模固定板上，刀模固定板连接导柱。所述上刀模上设有用于预固定电池片的海绵片。所述下刀模上设有定位挡块、菱形销和圆柱销，定位挡块、菱形销和圆柱销分别设置在电池片的三个侧面，菱形销和圆柱销设在相对的两个面。所述定位挡块对应的下刀模相应位置设有滑动槽，定位挡块可沿滑动槽方向运动。所述电气控制系统包括串联连接的两个启动按钮。所述电气控制系统包括光栅，光栅通道内有物体时，上刀模停止运动。

本发明有益效果是:本发明提供的分切装置分切精度高，上下刀模配合可达到0.1mm的分切精度；分切效率高，分切速度可达到15n/min(n为上刀模配置的切刀数量)；3.分切操作人员人身安全风险降低，配置多项安全装置；4.操作简单。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本发明的具体实施方式的分切装置的结构示意图。

图2是本发明的具体实施方式的上刀模结构图示意图。

其中，1.气液增压缸，2.导柱，3.刀模固定板，4.光栅，5.操作面板，6.控制箱，7.机架，8.电源按钮，9.紧急按钮，10.启动按钮，11.定位柱，12.有机玻璃板，13.上刀模,14上刀模夹具单元，15螺栓，16螺母，17刀具。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本发明的主要思路是：分切装置包括上刀模13和下刀模，上刀模13采用气液缸来驱动，上刀模13上固定有刀具17，下刀模上放置有待切割的电池片，气液缸驱动上刀模13向下刀模的方向运动，实现电池片的分切。采用气液缸来产生大压力，使切刀能够快速将柔性电池片切断，不影响电池片的电性能；分切装置三面配置有机玻璃，操作面配置安全光栅4，并设置为双按钮操作，来保证操作人员的人身安全；上下刀模定制，在上刀模13上配置适量切刀，实现一次分切，得到多块电池片。

如图1所示，为本发明的分切装置的结构示意图，分切装置包括动力系统、定位系统和电气控制系统，定位系统是刀具17、电池片的定位夹持机构，动力系统是上刀模13的驱动机构，电气控制系统控制动力系统、以及其他电器。

定位系统包括机架7、导柱2、刀模固定板3、上刀模13、下刀模和定位柱11，上刀模13固定在刀模固定板3上，刀模固定板3通过导柱2连接机架7的顶端，可通过导柱2在支架上上下移动。下刀模设置于上刀模13的正下方，是柔性电池片的支撑机构，包括设于下刀模支撑平面上的定位柱11，定位柱11用于实现柔性电池片的定位。

上刀模13包括刀具17、海绵和多个上刀模夹具单元14，多个上刀模夹具单元14通过螺栓15和螺母16组装在一起，两个上刀模夹具单元14之间空出一个刀槽的位置，用于装上刀具17，海绵固定在上刀模13夹具与下刀模夹具相对的一面底板上。依据分切材料尺寸的不同，在不同的夹具间安装一把或多把刀具17，以实现提高生产效率的目的；海绵，主要作用是保护材料，保证CIGS太阳能电池片在巨大压力下不会被损坏，另外，也起固定太阳能电池片的作用，避免分切过程中，太阳能电池片滑动。

具体的，在实际应用中，电池片需要分切成的尺寸一般为52.8mm和105.6mm，刀具17的厚度为0.45mm，因此，本发明的上刀模夹具单元14宽度方向设计成52.35mm、105.15mm和52.8mm，需要分切成52.8mm宽度的电池片时，用多个52.35mm宽度的上刀模夹具单元14组装上刀模13夹具，每两个上刀模夹具单元14之间固定一把切刀。需要分切成105.6mm宽度的电池片时，用多个105.15mm宽度的上刀模夹具单元14组装上刀模13夹具，每两个上刀模夹具单元14之间固定一把切刀；或者将105.15mm宽度的上刀模夹具单元14替换成52.35mm和52.8mm宽度的上刀模夹具单元14组装成105.15mm宽度的上刀模夹具单元14。

如图2所示，为组装好的上刀模13，上刀模13通过双头螺柱、螺母和垫片固定在刀模固定板3上，每个上刀模夹具单元14上设有定位孔，刀模固定板3上对应设置有腰型孔，双头螺柱穿过所述上刀模夹具单元14上的定位孔和刀模固定板3上的腰型孔，通过垫片和螺母使上刀模13固定在刀模固定板3上。

下刀模为整体板，通过定位柱11固定下刀模，防止下刀模滑动。下刀模上设有定位挡块、菱形销和圆柱销，定位挡块设置在下刀模夹具的侧边，菱形销和圆柱销分别设置在定位挡块的两侧，在实际的使用过程中，太阳能电池片顶住定位挡块，两侧的菱形销和圆柱销分别限制太阳能电池片向两个侧边运动。定位挡块为可在下刀模夹具上移动的滑动挡块，下刀模上相应设置了滑动槽，定位挡块上设有锁紧机构，在使用过程中，方便调整初始位置。

在使用过程中，根据电池片需要分切的不同尺寸，选择要夹取的切刀数量，这样实现一次分切可以得到多块小尺寸电池片，提高分切效率；上刀模13上覆盖一层薄海绵，在上刀模13下降过程中，海绵逐渐压住柔性电池片，保护电池片并使其难以移动完成精确分切，精度可达到0.1mm。

在机架7上除了电池片进出侧，其他三面都配置有有机玻璃板12，防止人员在装置工作过程中将手伸至上刀模13下面；另外，在没有装配有机玻璃的一面设置有安全光栅4，安全光栅4检测通道内有物体时，机器不启动；当机器工作过程中，光栅4通道内出现物体时，上刀模13立刻停止下压，回到初始位置。

动力系统包括气源和气液增压缸1，气液增压缸1为分切提供液压输出力，将较小的气源压力转换成较大的液压力，根据不同的切割材料选择不同的液压输出力，不同液压输出力可以选择不同的液压缸来实现。

电气控制系统包括控制箱6、电源按钮8、紧急按钮9、启动按钮10，紧急按钮9安装在操作面板5上，发生紧急情况下按下紧急按钮9，上刀模13快速回复原位。控制面板设置两个启动按钮10，必须同时按下两个启动按钮10才能启动装置，防止误操作造成人身伤害；还配置紧急按钮9，紧急异常情况处理；操作人员坐在装置操作面，放料完成后只需双手按下启动按钮10，即可实现电池片分切，劳动强度低；不会像切纸刀长时间分切后人员疲劳导致分切精度更低的情况。

本发明的装置实施过程如下：检查机台状态、打开电源-->松开紧急按钮9-->选取适合的上下刀模-->将电池片放置于下刀模上进行定位-->双手分别按钮操作按钮-->气液增压缸1推动上刀模13下降进行分切-->上刀模13退回-->取出分切好的电池片-->进行下一个循环。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。