一种定长焊带截断抓取装置及其截断抓取方法与流程

本发明属于太阳能电池生产设备技术领域，具体涉及一种定长焊带截断抓取装置及其截断抓取方法。

背景技术：

在太阳能电池串的生产过程中，需要用到多段的定长焊带。现有技术中，焊带的自动截取效率较低，且难以和后续的焊接设备进行配合，这大大限制了太阳能电池串的生产效率。ibc电池(全背电极接触晶硅光伏电池)是将正负两极金属接触均移到电池片背面的技术，使面朝太阳的电池片正面呈全黑色，完全看不到多数光伏电池正面呈现的金属线。ibc太阳能电池串包括多块电池片和多根焊带。各块电池片依次等间距排列。相邻两块电池片均通过一组焊带连接。一组焊带共有四根，且沿着垂直电池片排列的方向进行排列。这四根焊带的两端分别覆盖到相邻两块电池片的相背侧边缘。相邻两组焊带相互错开；因此任意一块电池片上均连接有八根焊带。位于首端和尾端的电池片上各有四根仅覆盖一块电池片的焊带。而ibc电池的焊带放置基本通过人工来完成；因此，急需设计一种能够为ibc电池串生产设备自动化截取、放置焊带的设备。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中焊带截取效率较低的缺陷，提供一种定长焊带截断抓取装置及其截断抓取方法。

本发明一种定长焊带截断抓取装置，包括机架、焊带供应装置和焊带转移装置。所述的焊带供应装置包括供料架、供料导轨、拉料机构和夹持切断机构。所述的供料架与机架固定。供料导轨固定在供料架顶部上。拉料机构包括拉料滑台、第一供料驱动组件和第一机械夹爪。拉料滑台与供料导轨构成滑动副，并由第一供料驱动组件驱动。所述的拉料滑台上安装有依次排列的四个第一机械夹爪。

所述的夹持切断机构包括夹切滑台、第二供料驱动组件、切断组件和第二机械夹爪。夹切滑台与供料导轨构成滑动副，并由第二供料驱动组件驱动。夹切滑台上安装有依次排列的四个第二机械夹爪。四个第二机械夹爪与四个第一机械夹爪分别对齐。所述的切断组件设置在第一机械夹爪与第二机械夹爪之间。

所述的焊带转移装置包括横移机构、升降机构和焊带抓取机构。横移机构包括横移架、横移导轨、横移滑台和横移驱动组件。横移架与机架固定。横移导轨固定在横移架上。横移导轨的一端位于焊带供应装置的正上方。横移滑台与横移导轨构成滑动副，并由横移驱动组件驱动。升降机构包括升降架、升降滑台和升降驱动组件。升降架与横移滑块固定；升降滑台与升降架构成滑动副。

所述的焊带抓取机构包括抓取支架、调节导轨和焊带上料吸附组件。抓取支架固定在升降滑台上。焊带上料吸附组件包括下推气缸和横式吸附板。下推气缸的缸体安装在抓取支架上。下推气缸的活塞杆与横式吸附板固定。横式吸附板的底部均设置有依次等间隔排列的四条吸附凹槽。各吸附凹槽的底部均开设有多个吸附口。横式吸附板内设置有连接各吸附口的气道。横式吸附板上设置有抽气口。四条吸附凹槽与四个第一机械夹爪分别对应。

作为优选，所述的焊带上料吸附组件共有两个，且两个焊带上料吸附组件内的四条吸附凹槽分别对齐；抓取支架上开设有调节滑槽。调节滑槽的长度方向水平，且垂直于横移导轨的长度方向。调节导轨固定在抓取支架上。所述的焊带上料吸附组件还包括定位片、定位螺栓和定位螺母。下推气缸的缸体与调节导轨构成滑动副。定位片呈阶梯状，一端与下推气缸的缸体固定，另一端位于抓取支架上的调节滑槽处，并开设有定位孔。定位螺栓穿过定位片上的定位孔调节滑槽。定位螺母旋在定位螺栓上。

作为优选，所述的第一供料驱动组件包括第一供料同步带、第一供料同步轮和第一供料驱动电机。两个第一供料同步轮分别支承在供料架的两端，并通过第一供料同步带连接。拉料滑台与第一供料同步带固定。第一供料驱动电机固定在供料架上，且输出轴与其中一个第一供料同步轮固定。

所述的第二供料驱动组件包括第二供料同步带、第二供料同步轮和第二供料驱动电机。两个第二供料同步轮分别支承在供料架的两端，并通过第二供料同步带连接。夹切滑台与第二供料同步带固定。第二供料驱动电机固定在供料架上，且输出轴与其中一个第二供料同步轮固定。

作为优选，所述的焊带供应装置还包括焊带放卷机构。供料架上固定有依次排列的四个导向环。四个导向环位于第二机械夹爪远离第一机械夹爪的一侧，且与四个第二机械夹爪分别对齐。四个焊带放卷机构均安装在光焊基座上。四个焊带放卷机构放出的焊带分别穿过对应的导向环，穿过对应第二机械夹爪的加持部、切断组件；焊带的端部被对应的第一机械夹爪夹住；

作为优选，所述的第一机械夹爪包括第一爪架、第一夹持气缸、第一连接杆和第一单爪。第一爪架固定在拉料滑台上。第一夹持气缸固定在第一爪架上。两根第一连接杆的内端均与第一夹持气缸的活塞杆外端铰接，外端与两个第一单爪的内端分别铰接；两个第一单爪的中部均与第一爪架铰接。

所述的第二机械夹爪包括第二爪架、第二夹持气缸、定夹块和动夹块。第二爪架固定在夹切滑台上。定夹块固定在第二夹架的顶部。动夹块的中部与定夹块铰接。动夹块的外端设置有水平的夹杆。

作为优选，所述的切断组件包括切断架、上刀架、下刀架、上切断气缸和下切断气缸。切断架固定在夹切滑台上。上刀架与下刀架上下排列，且均与切断架构成沿竖直方向滑动的滑动副。上刀架及下刀架上均固定有切刀。两片切刀位置对应。上切断气缸及下切断气缸均与切断架固定。上切断气缸、下切断气缸的活塞杆与上刀架、下刀架分别固定。

作为优选，所述横移导轨的长度方向平行于四个第一机械夹爪的排列方向；

作为优选，所述的横移驱动组件包括横移同步带、横移同步轮和横移驱动电机。两个横移同步轮分别支承在横移架的两端，并通过横移同步带连接。横移滑台与横移同步带固定。横移驱动电机固定在横移架上，且输出轴与其中一个横移同步轮固定。

所述的升降驱动组件包括升降丝杠和升降电机。竖直设置的升降丝杠支承在升降架上。升降电机固定在升降架上，且输出轴与升降丝杠固定。升降滑台与升降丝杠构成螺旋副。

作为优选，所述升降滑台的顶部设置有上限位块，底部设置有下限位块。

该ibc太阳能电池串光焊接装置的焊接方法具体如下：

步骤一、根据待截取焊带的长度调节两个焊带上料吸附组件的间距。之后，焊带供料装置中四个第一机械夹爪分别夹住四根焊带的端部；拉料滑台与夹切滑台反向滑动，使得第一机械夹爪与切断组件之间的焊带长度达到预设值。

步骤二、四个第二机械夹爪分别夹住对应的焊带。

步骤三、焊带转移装置中的焊带抓取机构移动到四根焊带的正上方，升降机构驱动焊带抓取机构向下移动，两个焊带抓取机构内的下推气缸推出；两块横式吸附板底部的各吸附凹槽与对应焊带分别接触。

步骤五、抽气泵开始抽气，两块横式吸附板吸住四焊带；四个第一机械夹爪松开。

步骤六、切断组件将四根焊带切断。

步骤七、四个第一机械夹爪分别松开对应的焊带。

步骤八、升降机构驱动焊带抓取机构向上移动；之后，横移机构带动四根被抓取的焊点转移。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明通过拉料滑台与夹切滑台的反向移动，能够加快焊带的拉取速度，从而提高焊带的截取速度。

2、本发明中的第一机械夹爪与第二机械夹爪能够对被截取焊带进行进一步的绷直处理。

3、本发明能够同步抓取ibc电池串焊接过程中所需的四根焊带并放置到位，为ibc电池串的自动化生产提供了便利。

4、本发明能够通过调节两个焊带上料吸附组件的间距，来适应不同长度的焊带的抓取，适应性较强。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中焊带供料装置的结构示意图；

图3是本发明中第一机械夹爪的结构示意图；

图4是本发明中第二机械夹爪的结构示意图；

图5是本发明中焊带转移装置隐藏横移机构的结构示意图；

图6是图5中a部分的局部放大图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、2和3所示，一种定长焊带截断抓取装置，包括机架1、焊带供应装置2和焊带转移装置3。焊带供应装置2包括供料架2-1、供料导轨2-2、拉料机构、夹持切断机构和焊带放卷机构。供料架2-1与机架1固定。两根供料导轨2-2分别固定在供料架2-1顶部的两侧。拉料机构包括拉料滑台2-3、第一供料驱动组件和第一机械夹爪2-4。拉料滑台2-3底部的两端与两根供料导轨2-2分别构成滑动副。第一供料驱动组件包括第一供料同步带、第一供料同步轮和第一供料驱动电机2-5。两个第一供料同步轮分别支承在供料架2-1的两端，并通过第一供料同步带连接。拉料滑台2-3与第一供料同步带固定。第一供料驱动电机2-5固定在供料架2-1上，且输出轴与其中一个第一供料同步轮固定。拉料滑台2-3上安装有依次排列的四个第一机械夹爪2-4。第一机械夹爪2-4包括第一爪架2-4-1、第一夹持气缸2-4-2、第一连接杆2-4-3和第一单爪2-4-4。第一爪架2-4-1固定在拉料滑台2-3上。第一夹持气缸2-4-2固定在第一爪架2-4-1上。两根第一连接杆2-4-3的内端均与第一夹持气缸2-4-2的活塞杆外端铰接，外端与两个第一单爪2-4-4的内端分别铰接；两个第一单爪2-4-4的中部均与第一爪架2-4-1铰接。两个第一单爪2-4-4的外端用于夹持焊带的端部。

如图1、2和4所示，夹持切断机构包括夹切滑台2-6、第二供料驱动组件、切断组件2-7和第二机械夹爪2-8。夹切滑台2-6底部的两端与两根供料导轨2-2分别构成滑动副。第二供料驱动组件包括第二供料同步带、第二供料同步轮和第二供料驱动电机2-9。两个第二供料同步轮分别支承在供料架2-1的两端，并通过第二供料同步带连接。夹切滑台2-6与第二供料同步带固定。第二供料驱动电机2-9固定在供料架2-1上，且输出轴与其中一个第二供料同步轮固定。夹切滑台2-6上安装有依次排列的四个第二机械夹爪2-8。四个第二机械夹爪2-8与四个第一机械夹爪2-4分别对齐。第二机械夹爪2-8包括第二爪架2-8-1、第二夹持气缸2-8-2、定夹块2-8-3和动夹块2-8-4。第二爪架2-8-1固定在夹切滑台2-6上。定夹块2-8-3固定在第二夹架的顶部。动夹块2-8-4的中部与定夹块2-8-3铰接。动夹块2-8-4的外端设置有水平的夹杆。动夹块2-8-4的翻转过程中，夹杆能够与定夹块2-8-3的顶面接触。夹杆与定夹块2-8-3相配合，能够夹住焊带。

切断组件2-7设置在第一机械夹爪2-4与第二机械夹爪2-8之间。切断组件2-7包括切断架、上刀架、下刀架、上切断气缸2-7-1和下切断气缸2-7-2。切断架固定在夹切滑台2-6上。上刀架与下刀架上下排列，且均与切断架构成沿竖直方向滑动的滑动副。上刀架及下刀架上均固定有切刀。两片切刀位置对应(上下设置，且相互错开，从而能够实现剪切焊带的作用)。上切断气缸2-7-1及下切断气缸2-7-2均与切断架固定。上切断气缸2-7-1、下切断气缸2-7-2的活塞杆与上刀架、下刀架分别固定。

供料架2-1上固定有依次排列的四个导向环。四个导向环位于第二机械夹爪2-8远离第一机械夹爪2-4的一侧，且与四个第二机械夹爪2-8分别对齐。四个焊带放卷机构均安装在光焊基座4上，用于持续供应四根焊带。焊带放卷机构属于现有技术在此不作赘述。工作过程中，四个焊带放卷机构放出的焊带分别穿过对应的导向环，穿过对应第二机械夹爪2-8的固定夹块2-8-3与夹杆之间，并从两片切刀之间穿过，焊带的端部被对应的第一机械夹爪2-4夹住；当上刀架与下刀架相对滑动时，将切断焊带。焊带被切断取走后，拉料滑台2-3与夹切滑台2-6相对滑动，使得第一机械夹爪2-4能够夹住焊带被切断后产生的新端面。

如图1和5所示，焊带转移装置3包括横移机构3-1、升降机构和焊带抓取机构。横移机构3-1包括横移架、横移导轨、横移滑台和横移驱动组件。横移架与机架1固定。横移导轨固定在横移架上，且长度方向平行于四个第一机械夹爪2-4的排列方向；横移导轨的一端位于焊带供应装置2的正上方。横移滑台与横移导轨构成滑动副。横移驱动组件包括横移同步带、横移同步轮和横移驱动电机。两个横移同步轮分别支承在横移架的两端，并通过横移同步带连接。横移滑台与横移同步带固定。横移驱动电机固定在横移架上，且输出轴与其中一个横移同步轮固定。

升降机构包括升降架3-2、升降丝杠3-3、升降电机3-4、升降滑台3-5、上限位块3-6和下限位块3-7。升降架3-2与横移滑块固定；竖直设置的升降丝杠3-3支承在升降架3-2上。升降电机3-4固定在升降架3-2上，且输出轴与升降丝杠3-3固定。升降滑台3-5与升降架3-2构成滑动副，且与升降丝杠3-3构成螺旋副。升降滑台3-5的顶部设置有上限位块3-6，底部设置有下限位块3-7。上限位块3-6、下限位块3-7均与升降架3-2上的滑槽块位置对应。上限位块3-6和下限位块3-7用于对升降架3-2进行硬限位，避免升降电机3-4失控时，伤害其他组件。

如图5和6所示，焊带抓取机构包括抓取支架3-8、调节导轨3-9和焊带上料吸附组件。抓取支架3-8固定在升降滑台3-5上。抓取支架3-8上开设有调节滑槽3-10。调节滑槽3-10的长度方向水平，且垂直于横移导轨的长度方向。调节导轨3-9固定在抓取支架3-8上。

焊带上料吸附组件包括下推气缸3-11、定位片3-12、定位螺栓、定位螺母和横式吸附板3-13。下推气缸3-11的缸体通过滑块与调节导轨3-9构成滑动副。定位片3-12呈阶梯状，一端与下推气缸3-11的缸体固定，另一端位于抓取支架3-8上的调节滑槽3-10处，并开设有定位孔。定位螺栓穿过定位片3-12上的定位孔调节滑槽3-10。定位螺母旋在定位螺栓的螺纹部分上。当定位螺栓的头部与定位螺母压紧定位片3-12和抓取支架3-8时，下推气缸3-11固定在抓取支架3-8上；当松开定位螺母时，能够调节下推气缸3-11的位置。下推气缸3-11的活塞杆朝下设置，且与横式吸附板3-13固定。横式吸附板3-13的底部均设置有依次等间隔排列的四条吸附凹槽。吸附凹槽呈条形，且长度方向垂直于四个第一机械夹爪的排列方向。相邻两条吸附凹槽的中心距等于焊带供料装置上相邻两个导向环的中心距。四条吸附凹槽能够分别吸住焊带供料装置上被切断的四根焊带。吸附凹槽上开设有多个吸附口。横式吸附板3-13内设置有连接各吸附口的气道。横式吸附板3-13上开设有抽气口。横式吸附板3-13上的抽气口与抽气泵通过控制气路连接。抽气泵从基板3-8-1及横式吸附板3-13的抽气口中抽吸气体时，各吸附口产生吸力。

焊带上料吸附组件共有两个，且两个焊带上料吸附组件内的四条吸附凹槽分别对齐；通过在调节导轨3-9上调节两个焊带抓取机构的相对位置，能够调整两个焊带抓取机构内横式吸附板3-13的间距，从而使得本发明能够可靠抓取不同长度的焊带的两端，保证了抓取的可靠性。

在抓取过程中，两块横式吸附板3-13分别位于四个第一机械夹爪2-4与四个第二机械夹爪2-8之间位置的正上方。四个第一机械夹爪2-4各夹持一根焊带。横式吸附板3-13上的四条吸附凹槽分别位于四根焊带的正上方。

该ibc太阳能电池串光焊接装置的焊接方法具体如下：

步骤一、根据待截取焊带的长度调节两个焊带上料吸附组件的间距。之后，焊带供料装置2中四个第一机械夹爪2-4分别夹住四根焊带的端部；拉料滑台2-3与夹切滑台2-6反向滑动，使得第一机械夹爪2-4与切断组件2-7中切刀之间的焊带长度达到预设值。

步骤二、四个第二机械夹爪2-8分别夹住对应的焊带。

步骤三、焊带转移装置3中的焊带抓取机构移动到四根焊带的正上方，升降机构驱动焊带抓取机构向下移动，两个焊带抓取机构内的下推气缸3-11推出；两块横式吸附板3-13底部的各吸附凹槽与对应焊带分别接触。

步骤五、抽气泵开始抽气，两块横式吸附板3-13吸住四焊带；四个第一机械夹爪2-4松开。

步骤六、上切断气缸2-7-1和下切断气缸2-7-2同步推出，使得上刀架与下刀架上的切刀相向运动，切断四根焊带。

步骤七、四个第一机械夹爪2-4分别松开对应的焊带。

步骤八、升降机构驱动焊带抓取机构向上移动；之后，横移机构3-1将焊带抓取机构转移到后续的焊接设备上。

由于本发明能够一次性转移依次间隔排列的四根焊带；而ibc电池串上相邻两块电池片之间均通过依次间隔排列的四根焊带连接；因此，本发明一次搬运的四根焊带能够自动放置到两块电池片上供焊接使用，大大提高了ibc电池串。