回字形冲切机的制作方法

本实用新型涉及染料敏化太阳能电池板技术领域，涉及一种染料敏化太阳能电池板四边封装材料的加工领域，具体地，涉及一种回字形冲切机。

背景技术：

随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，人们越来越关心我们赖以生存的地球，世界上大多数国家也充分认识到了环境对我们人类发展的重要性。各国都在采取积极有效的措施改善环境，减少污染。这其中最为重要也是最为紧迫的问题就是能源问题，要从根本上解决能源问题，除了寻找新的能源，节能是关键的也是目前最直接有效的重要措施 ，在最近几年,通过努力，人们在节能技术的研究和产品开发上都取得了巨大的成果。

目前，作为代替化石燃料的能源，利用太阳光的太阳能电池近年来备受关注。太阳能电池是一种将光能转换为电能的光电转换装置，由于以太阳光作为能源，所以对地球环境的影响极小，欧、美、日等发达国家和地区投入了大量资金对其进行研发。

其中，染料敏化太阳能电池（dye-sensitized solar cell，缩写为DSSC、DSC 或DYSC），是一种模仿光合作用原理的、廉价的薄膜太阳能电池。它是基于由光敏电极和电解质构成的半导体，是一个电气化学系统。它可以用低廉的材料制成，不需要用精细的仪器制造，其制造过程比以前的电晶体电池更便宜。它可以被制成软片，机械强度大，不需要特别保护来防止树枝的撞击及冰雹。虽然它的能量转换效率比最好的薄膜电池低，但理论上它们的性能比已足够高，在完成市电平价的情况下可以与化石燃料相提并论。

染料敏化太阳电池有原材料丰富、成本低、工艺技术相对简单等优势，在大面积工业化生产中具有较大优势，同时所有原材料和生产工艺都无毒、无污染，部分材料可以得到充分的回收，对保护人类环境具有重要意义。

目前，在电池安全性能方面都是采用薄膜来封装电池，然而，进行该薄膜封装工艺时，四周边缘接合处的封装容易出现微短路、壳体腐蚀、壳体带电等不良情况，因此，染料敏化太阳能电池板的四边封装一直是一个难题。

例如，在专利文献1中公开了一种采用特殊UV胶紫外固化方法的染料敏化太阳能电池的四边封装方法，上述UV胶固化原理是UV 固化材料中的光引发剂（或光敏剂）在紫外线的照射下吸收紫外光后产生活性自由基或阳离子，引发单体聚合、交联和接支化学反应，使粘合剂在数秒钟内由液态转化为固态。该工艺是一种环境友好的绿色技术，亦称3E技术，即节能（energy）、环保（environment）、经济（economy）。然而，专利文献1所记载的封装工艺、即特殊UV胶紫外固化工艺的材料及设备均非常昂贵，严重制约了其规模化发展，同时使得染料敏化太阳能电池板的制备成本大幅度提高。

在专利文献2中公开了一种加装树脂边框并用玻璃胶密封固定的染料敏化太阳能电池的四边封装方法。该方法虽然成本低廉但工序繁杂，会导致施工设备大型化。

现有技术：

专利文献1：中国专利公开CN101593632A；

专利文献2：中国专利公开CN101777434A。

技术实现要素：

鉴于以上所述，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能够实现染料敏化太阳能电池板大规模生产的自动化及染料敏化太阳能电池板四边封装材料的加工自动化，且在提高产品质量与生产效率的同时，还能降低设备成本与劳动力成本的回字形冲切机。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的一种回字形冲切机，包括：机架；和设置在所述机架上的冲切机构、卷膜机构、和Y轴移动滑台；所述冲切机构具有：位于所述机架上方可上下移动的上模；位于所述机架上、可沿所述Y轴移动滑台滑动的下模；和驱动所述上模移动的驱动单元；所述上模具有回字形刀片、卸料板、和弹性构件，并且形成为所述回字形刀片的下缘在所述弹性构件的自然状态下不从所述卸料板突出，而在所述弹性构件被压缩时所述回字形刀片的下缘可从所述卸料板突出的结构；所述下模具有压板、和形成于所述压板上且与所述上模的所述回字形刀片相对应的凹槽；所述压板上密布有气孔可形成真空负压。

根据本实用新型，卷膜机构将薄膜传送至冲切位置，上模在驱动单元的驱动下在上下方向直线运动进行冲切，薄膜被冲切成回字形后，下模沿Y轴移动滑台将冲切下的回字形薄膜送出，由移载机械手吸取后送入热压机构进行四边封装。以此，可实现大规模生产的自动化，且具有生产节奏快成本低、结构简单、占地面积小、质量优等优点。

优选地，所述卷膜机构具备供给薄膜的开卷机构和回收废料的收卷机构。通过两侧的机构可将待冲切的薄膜张紧并牢固地固定，以此看避免褶皱以及冲切过程中产生的歪斜，可提高冲切成品率进而提高质量。

优选地，所述上模的所述回字形刀片具有外侧刀片和内侧刀片，内外为一组分别装于四个刀片座上，所述外侧刀片的接口垂直相交，所述内侧刀片的接口45°相交。以此可以便于拆装刀片，使刀片的修磨或替换变得容易；通过使内侧刀片和外侧刀片呈规定角度，可使冲切更利落。

优选地，下模采用浮动结构。藉此，当前后位置出现偏差时，在插销过程中可自行微量调整，确保冲切的精确性。

优选地，还具备移载机械手；所述移载机械手吸盘分两路，外圈吸取冲切下来的回字形薄膜，内圈吸取中间废料膜。

优选地，还具备对冲切下的所述回字形薄膜进行热压封装的热压机构。

优选地，还具备收集被冲切下的所述中间废料膜的废料收集盒。

优选地，所述驱动单元还具备可在上下方向上运动的直线轴承。藉此，可以确保上模在上下方向上的运动精度，进一步提高冲切的成品率进而提高质量。

优选地，具备设置于所述开卷机构和所述冲切机构之间的去离子风棒。藉此，可消除静电，改善薄膜在冲切过程中的贴合度，提高冲切的成品率进而提高质量。

优选地，所述薄膜为热熔膜。

根据下述具体实施方式并参考附图，将更好地理解本实用新型的上述内容及其它目的、特征和优点。

附图说明

图1是示出根据本实用新型一实施形态的回字形冲切机的结构示意图；

图2是示出图1所示回字形冲切机的另一角度的剖视示意图；

图3 是示出图1所示回字形冲切机的的冲切机构的结构剖视示意图；

图4是示出从图3中A-A观察的矢视图；

图5是示出从图3中B-B观察的矢视图；

图6是示出本实用新型冲切后的热熔膜。

附图标记：

1 机架；

2 卷膜机构；

3 冲切机构；

4 Y轴移动滑台；

R 移载机械手；

5 开卷机构；

6 收卷机构；

10 上模；

11 下模；

12 驱动单元；

13 浮动模柄；

15a、15b 直线轴承；

18a～18d 内侧刀片；

19～19d 外侧刀片；

21 卸料板；

23 矩形弹簧；

25 中间废料板；

26 回字形凹槽；

27 下模回字圈；

30 热压机构。

具体实施方式

下面结合具体实施形态和附图来说明本实用新型的实质性特点和显著性的进步。应理解，这些实施形态仅用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

图1是示出根据本实用新型一实施形态的回字形冲切机的结构示意图；图2是示出图1所示回字形冲切机的另一角度的剖视示意图。如图所示，为方便说明，将送料方向设定为左右方向，上游侧设定为左侧，下游侧设定为右侧，与该送料方向垂直的方向设定为Y轴方向，该方向的设定是为了便于进行说明而非限制。

本实用新型所采用的薄膜例如为热熔膜，可为由杜邦拜牢粒子吹膜形成，厚度为100～200um的薄膜。具体地，本实施例中的热熔膜例如为由杜邦拜牢粒子“Bynel® 4033”吹膜形成、厚度为100um的薄膜，但材质与厚度不限于此，可根据实际需求适当替换或增减。

如图1-2所示，本实用新型的回字形冲切机，用于冲切热熔膜，将热熔膜冲切成具有回字形的封装材料，用于封装染料敏化太阳能电池板的四边。其中，本实施例的回字形冲切机采用气液增压缸形式，具有机架1、以及设置在机架1上的卷膜机构2、冲切机构3以及Y轴移动滑台4等。热熔膜在机架1上通过卷膜机构2传送至冲切机构3的冲切位置上，冲切机构3将薄膜冲切成回字形，然后由Y轴移动滑台4将冲切下的回字形薄膜沿Y轴方向从冲切位置送出，由位于Y轴移动滑台一端的移载机械手R吸取后送入热压机构30，进行四边封装。以此，可实现大规模生产的自动化，且具有生产节奏快成本低、结构简单、占地面积小、质量优等优点。采用该回字形冲切机所制备的回字形热熔膜规格例如可为：长125mm×宽120mm×厚0.1mm。该工艺原先由人工用刀片划样，费时费力，且产品一致性较差，本实用新型实现了自动化切割，大大提高了效率和产品质量。

具体而言，上述卷膜机构2具有位于送料方向上游的开卷机构5，和位于送料方向下游的收卷机构6， 人工将热熔膜料筒装入卷膜机构4的开卷机构5的被动芯轴7，再将热熔膜缠绕到收卷机构6的主动芯轴8上，由电机9（未图示）带动并在送料方向上张紧。

热熔膜通过主动芯轴8的转动而在送料方向上移动，热熔膜每次移动的距离由编码器（encoder）控制，且该移动距离可以调整。此外，优选地，在热熔膜进入冲切位置前，由去离子风棒（未图示）消除静电。

图3 是示出图1所示回字形冲切机的的冲切机构的结构剖视示意图；图4是示出从图3中A-A观察的矢视图；图5是示出从图3中B-B观察的矢视图。本实施例中，冲切机构3包括上模10、下模11、以及驱动单元12。

如图3所示，浮动模柄13贯通模架安装板14的中央位置并与上模10固定，模架安装板14在送料方向的两端侧分别安装有直线轴承15a、15b，所述直线轴承15a、15b内分别插通有导柱16a、16b，导柱16a、16b的下端与上模板17的上表面相连，上模10安装于上模板17的下表面的中央位置并通过浮动模柄13与气液增压缸（未图示）连接。

驱动单元12形成为：在气液增压缸的驱动下，浮动模柄13开始上下运动，借助于左右两侧直线轴承15a、15b内的导柱16a、16b，从而带动整个上模10在上下方向上做精度运动。

如图所示，上模10具有：上限位挡块20a、20b，借助于此可避免模具冲切过头，损坏刀片、卸料板21、矩形弹簧23、以及回字形刀片等。该回字形刀片具有内侧刀片18a～18d和外侧刀片19～19d共八把刀片，且形成为其下缘在矩形弹簧23自然状态下不从卸料板21突出，而在矩形弹簧23被压缩时可从卸料板21突出的结构。

其中，优选地，上述八把刀片内外为一组，分别装于四个刀片座A～D上，便于修磨刀片时单独拆装，更优选地，外侧刀片19a～19d接口垂直相交，内侧刀片18a～18d接口45°相交，组成回字形。本实施例中，刀片18a、19a为一组安装于刀座A上，刀片18b、19b为一组安装于刀座B上，刀片18c、19c为一组安装于刀座C上，刀片18d、19d为一组安装于刀座D上。

下模11位于机架1上，可沿所述Y轴移动滑台在规定方向（Y轴方向）上滑动。下模11具有：与上模10的上限位挡块20a、20b相对应的下限位挡块24a、24b，借助于此可避免模具冲切过头，损坏刀片；可与卸料板21抵接的中间废料板25；与上模10的回字形内外侧刀片的切口相对应的回字形凹槽26；和借由该回字形凹糟26划分的回字形区域的下模回字圈27。其中，下模回字圈27与中间废料板25上均布气孔。

优选地，下模11采用浮动结构，当前后位置出现偏差时，在冲切过程中可自行微量调整。又，优选地，上下模机构合模时，由前后导正销定位。

现结合附图来说明回字形热熔膜的冲切过程。热熔膜进入冲切位置后，气液增压缸开始下压工作，浮动模柄13带动上模10在上下方向上运动，卸料板21先将张紧的热熔膜压在下模11上，气液增压缸克服矩形弹簧23的弹簧力继续下压，上模10的回字形刀片的下缘从卸料板23突出，沿上下方向伸入下模11的回字形凹槽26内，从而完成冲切动作。

同时，下模回字圈27与中间废料板25上密布的的气孔与真空负压接通分别吸住回字形热熔膜与中间废料膜。气液增压缸带动上模10抬起，回字形刀片先离开下模11，卸料板23在矩形弹簧23作用下继续压住冲切下来的热熔膜避免被带起，气液增压缸继续上升，卸料板23最终离开热熔膜，而冲切下来的回字形热熔膜与中间废料膜依然吸附在下模11上，至此冲切过程结束。冲切后的回字形薄膜如图6所示。

下模11随Y轴滑台4沿Y轴方向移出冲切位置，抵达移载机械手R处，移载机械手R的吸盘分为两路，外圈吸取冲切下来的回字行热熔膜，内圈吸取中间废料膜。移载机械手R将内圈吸取的中间废料膜送入一侧的废料收集盒内，同时将外圈吸取的回字行热熔膜送入热压模具30内进行热压，从而完成染料敏化太阳能电池板的四边封装。

本实施例中的回字形冲切机主要参数如下所示，但应明了本实用新型各参数并不限定于此，可根据实际情况而做具体变更：

a. 气液增压缸最大冲压力： 17.1 KN

b. Y轴滑台行程： 270 mm

c. Y轴伺服电机功率： 400 W

d. 热熔膜筒料规格： φ75×φ200×160 mm

e. 卷膜伺服电机功率： 400 W。

根据本实用新型的回字形冲切机具有可实现了大规模生产的自动化，改善质量与效率的同时还能降低设备与人工成本，故在染料敏化太阳能电池板技术领域的非常有益。

在不脱离本实用新型的基本特征的宗旨下，本实用新型可体现为多种形式，因此本实用新型中的实施形态是用于说明而非限制，由于本实用新型的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。