CIGS柔性电池片拼接机及其工作方法与流程

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种定位工装，具体涉及一种CIGS柔性电池片拼接机及其工作方法。

背景技术：

太阳能发电是通过太阳能电池片将太阳光光能转化成电能的一个能量转化的过程，目前太阳能电池片主要分为晶硅和非晶硅两类。其中非晶硅中的CIGS柔性太阳能电池片(以下简称：CIGS柔性电池片)以其重量轻、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，被国际上称为下一代的廉价太阳能电池片，已成为太阳能行业现在研发及使用的热点；同晶硅组件的电池片单/串焊一样，CIGS柔性组件生产时也是需要将若干个CIGS柔性电池片拼接、排版制作成电池模块，然后层压组装成CIGS柔性组件。目前其拼接工作由手工完成，人员劳动强度大、生产效率低、手动操作片间距难以控制、产品一致性差、拼接质量难以保证，又因其CIGS电池片的外形及结构不同于晶硅电池片，故难以复制晶硅行业的全自动串焊机进行大规模生产，CIGS电池片的拼接问题已成为CIGS柔性组件批量生产中的一个瓶颈工序，亟待解决。

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柔性电池片拼接机及其工作方法，通过将直角定位机构、软磁定位机构和自动输送机构相结合，解决了目前拼接速度慢、质量差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种CIGS柔性电池片拼接机，包括输送带、直角定位尺、主体框架和步进电机，所述输送带设置在主体框架上，步进电机带动输送带间歇运动，所述直角定位尺架设在输送带带面上方，直角定位尺的两端连接至升降机构。

作为本发明方案的优选实施方式：所述输送带包括主动轮、从动轮和输送带带面，所述主动轮通过步进电机驱动。所述升降机构包括主动齿轮、从动齿轮、凸轮、推杆和套轴，主动齿轮设置在输送带从动轮的主轴上，与从动轮同步转动，从动齿轮与主动齿轮啮合，从动齿轮和凸轮同轴，从动齿轮带动凸轮运动，凸轮每运动一圈，使推杆在竖直方向上运动，套轴竖直固定，推杆设置在套轴内部，推杆的另一端连接至直角定位尺的一个直角边的两个端部。所述输送带面为四氟布材料。所述直角定位尺对应的输送带带面的下方设置有吸附电池片的软磁定位装置，所述软磁定位装置包括软磁铁和固定软磁铁的平台。

一种CIGS柔性电池片拼接机的工作方法，包括如下步骤：

步骤一：初始位置时，直角定位尺贴紧输送带带面；

步骤二：完成两块电池片拼装后，步进电机转动，与输送带的从动轮同轴的主动齿轮带动与从动齿轮同轴的凸轮运动，推杆向上运动，带动直角定位尺的直角边向上运动，直角定位尺被抬离输送带带面；

步骤三：凸轮运动一周后，回到初始位置，推杆带动直角定位尺贴紧输送带带面，完成一个工作循环。

本发明有益效果是:本发明提供的CIGS柔性电池片拼接机，可以替代目前CIGS电池片手工拼接；采用电机作为动力，速度可控，机器替代手工，降低人员劳动强度；间距精确可控，采用运动控制系统控制步进电机定距运行，每次前进距离固定；按电池串的大小可以做成面积较大的输送带，实现电池串纵向及横向的拼接。

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拼接机的正视图。

图2是本发明的具体实施方式的拼接机的俯视图。

图3是本发明的具体实施方式的拼接机的使用状态图。

图4是本发明的具体实施方式的升降装置的结构示意图。

其中，1直角定位支架、2直角定位尺、3操作屏、4启动按钮、5紧急按钮、6输送带，7电机、8主动轮、9主体框架、10支脚、11调节螺丝、12从动轮、13软磁铁、14电池片、15主动齿轮、16从动齿轮、17凸轮、18推杆、19套轴。

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：利用电机7带动传送带转动，实现柔性电池片14的自动上料，传送带带面采用四氟布材料，在传送带的带面上方固定设置有直角定位装置，直角定位装置保证两块柔性电池片14拼接间距，在直角定位装置对应的传送带带面下方设置有用于吸附电池片14的软磁铁13，配合直角定位装置进行直角定位，避免电池片14在拼接过程中位置移动，完成拼接后，传送带向前运动的同时将柔性电池片14带离拼接的位置，为下一片柔性电池片14的拼接提供位置。

如图1-2所示，为本发明提供的电池片14快速拼接机构的结构示意图，包括电气控制装置、传送装置和定位装置，传送装置包括电机7、主动轮8、从动轮12和四氟布传送带，四氟布比较薄，台面上的软磁能够吸附住电池片1414，电机7输出轴连接至主动轮8，主动轮8带动从动轮12工作。主动轮8和从动轮12均设置于主体框架9上，具体的，从动轮12转轴可通过调节螺丝11调节转轴位置，控制带面的松紧度，主体框架9的底面设有与地面接触的支脚10。

传送装置的周缘设有主体框架9，定位装置设置在主体框架9上，定位装置包括直接定位装置和软磁铁13定位装置，如图2所示，直角定位装置为U型结构，直角定位尺2固定连接直角定位支架1，直角定位装置的两个U型末端连接至主体框架9上，可绕主体框架9转动，支架定位支架和直角定位尺2在输送带6面的上方。直角定位尺2为两个直角边都带有刻度的直尺，直角定位尺2为两个直角边都带有刻度的直尺，保证每一片电池片14在该位置的状态是一致的，在传送带上的位置固定，步进电机7带动传送带向前运行固定的距离，实现两片电池片14之间的间距控制。

直角定位装置通过直角定位支架1设置在直角定位装置的升降机构上，输送带6面不运动时，直角定位装置贴近输送带6面，辅助完成电池片14拼接，一道电池片14的拼接工序结束，输送带6向前运动，并触发升降机构，使直角定位装置升起，脱离带面，未拼接的电池片14从直角定位装置的下方穿过，输送带6面停止运动后，直角定位装置压紧到输送带6带面上方，直角定位装置为角尺。

升降机构包括主动齿轮15、从动齿轮16、凸轮17、推杆18和套轴19，主动齿轮15设置在输送带6从动轮12的主轴上，与从动轮12同步转动，从动齿轮16与主动齿轮15啮合，从动齿轮16和凸轮17同轴，从动齿轮16带动凸轮17运动，凸轮17每运动一圈，使推杆18在竖直方向上运动，套轴19竖直固定，推杆18设置在套轴19内部，推杆18的另一端连接至直角定位装置的直角端。升降机构使直角定位装置不会影响电池片14的自动上料，如果手动拿起电池片14跨过直角定位装置，柔性电池片14较薄，不方便拾起。

升降机构的具体工作流程为：输送带6面没有运动时，直角定位装置贴近输送带6带面，完成一块电池串的拼接后，输送带6向前运动，与输送带6的从动轮12同轴的主动齿轮15带动与从动齿轮16同轴的凸轮17运动，凸轮17运动一周，推杆18向上运动，带动直角定位装置的直角端向上运动，直角定位支架1被抬离输送带6面，待拼接的电池片14运送到工作台区，直角定位装置自动落回到输送带6面。

软磁铁13定位装置设置在直角定位装置对应的输送带6面的下方。软磁铁13固定在下方的平台上，通过软磁铁13对柔性电池片14的吸附作用，使电池片14压紧在输送带6面上，避免拼接过程中晃动，具体的，软磁定位装置设置为至少两块电池片14面积大小，一般最大的一片电池片14宽度为105.6mm，因此，软磁吸附面积宽度至少为211.2mm。

定位工装使用软磁片，选用软磁片一方面是因为铜铟镓硒薄膜电池片14为不锈钢衬底，使用软磁可以吸附柱铜铟镓硒薄膜电池片14。另一方面，铜铟镓硒薄膜电池片14在拼接完成后需要从工装表面取下，这就要求工装对铜铟镓硒薄膜电池片14的吸附力不能太强，否则会加大取下铜铟镓硒薄膜电池片14难度系数。

另外，可以在软磁片的表面设置面板，面板用来调节软磁片对电池的吸附力，在软磁片的上表面内根据软磁对铜铟镓硒电池片14吸附力的大小来决定是否放置面板，面板可以采用厚度相对较薄，表面不易变形的TPE、TPT、隔水膜等，通过在软磁表面添加表面光滑的面板来改变软磁对铜铟镓硒电池吸附力度。

电气控制装置包括操作屏3、启动按钮4和紧急按钮5，操作屏3用于设置输送带6的运行参数，例如电机7的启/停时间、转动角度，启动按钮4和紧急按钮5分别控制生产线的启动和急停。

本发明机构的基本工作流程为：机台待机按下启动按钮4-->第一片柔性电池片14定位-->到设定时间自动步进-->第二片电池片14定位-->粘贴胶带-->到设定时间自动步进-->第三片电池片14定位-->粘贴胶带-->-->电池串结束。本发明的拼接机构具有拼接效率快：每分钟拼接6pcs，较手工每分钟拼接2pcs，效率提高300％；间距控制精确：步进电机7误差控制＜0.1mm，较手工误差2mm，误差降低200％；操作简单：一键式操作，岗前培训简单，工人上机快。

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。