一种光伏组件背筋高效自动组装方法与流程

一种光伏组件背筋高效自动组装方法
【技术领域】
1.本发明属于光伏组件组装设备技术领域，特别是涉及一种光伏组件背筋高效自动组装方法。


背景技术：

2.光伏组件中根据玻璃板组成的不同可以分为单玻组件和双玻组件，太阳能双玻组件是指：由两块钢化玻璃、胶膜和太阳能电池片，经过层压机高温层压组成复合层，电池片之间由导线串、并联汇集到引线端所形成的光伏电池组件。单玻组件和双玻组件的区别是单玻组件只有正面一块玻璃，背面是由复合材质背板构成。双玻组件与单玻组件在制作过程中，均需要在背面安装背筋。本公司之前研发了一款专利公开号为cn215091919u的一种光伏组件边框背筋用打螺丝机，但该设备针对的是双玻组件的背筋组装，其采用打螺丝的方式将背筋与边框固定连接在一起，背筋与边框一起进行装配；由于双玻组件中有两块钢化玻璃，因此双玻组件较单玻组件而言的抗压能力更强，所以可以采样打螺丝的方式实现背筋的组装。但单玻组件的背筋是安装在符合材质背板上，且仅有一块钢化玻璃，抗压能力较弱，采样现有技术中的打螺丝组装方式并不适用，容易造成光伏组件中电池片隐裂现象。
3.因此，有必要提供一款新的光伏组件背筋高效自动组装设备来实现单玻光伏组件背板上背筋的自动化组装。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种光伏组件背筋高效自动组装设备，采用胶贴的方式实现了单玻组件上背筋的自动组装，保障了单玻组件在组装过程中的质量品质与安全性，大大提高了生产效率。
5.本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种光伏组件背筋高效自动组装方法，其包括以下步骤：
6.s1)取待安装的背筋至一中转定位平台上，保持水平状态；
7.s2)对背筋进行位置矫正定位，检查背筋两端下表面的扣板是否存在，若在，则进行下一步，若不在，则排废回收；
8.s3)在背筋面朝上的第一表面上粘贴胶带；
9.s4)利用一对顶爪从背筋的两端顶住背筋端口将背筋顶持夹住，此时，所述顶爪处于旋转朝上的状态，且所述顶爪顶部低于所述第一表面；
10.s5)在背筋的第一表面上进行点胶，同时检测所述第一表面上胶层的厚度与涂胶的完整性：所述顶爪夹持着背筋移动至安装位置，在移动过程中途径一个点胶单元与一个第二传感器，随着背筋的移动，所述点胶单元将胶水涂在所述第一表面上，同时，所述第二传感器感应所述第一表面的表面高度，对胶层进行检测；
11.s6)背筋随着所述顶爪移动至安装位置上方，所述顶爪夹持背筋旋转180
°
，使得所述第一表面朝下，并贴覆在光伏组件背板表面上；
12.s7)沿背筋长度方向上滚压背筋，将背筋与背板完全压紧，完成安装。
13.进一步的，所述步骤s1)中通过背筋供料模组实现背筋自动供料，所述背筋供料模组从底部单次输出一根背筋，并通过第二搬运单元搬运到所述中转定位平台上；所述第二搬运单元包括第六电机、受所述第六电机驱动进行前后运动的第五支撑板、固定在所述第五支撑板上的第七电机、受所述第七电机驱动进行上下运动的支撑平台，所述支撑平台上设置有若干吸附固定背筋的吸附孔。
14.进一步的，所述中转定位平台包括承载背筋且对背筋一侧边位置进行限位的一对支撑座、与所述支撑座配合对背筋另一相对侧边位置进行限制的侧方限位模组、对背筋一端位置进行限定的第一端部限位模组、对背筋另一相对端位置进行限定的第二端部限位模组；通过所述支撑座、所述侧方限位模组、所述第一端部限位模组以及所述第二端部限位模组实现对背筋进行位置矫正定位。
15.进一步的，所述中转定位平台的两端下方设置有第一传感器，检测背筋下表面两端的扣板是否存在。
16.进一步的，所述步骤s3)中，通过贴胶单元在背筋面朝上的第一表面上粘贴胶带，所述贴胶单元包括第四电机、受所述第四电机驱动进行左右移动的第四支撑板、设置在所述第四支撑板上的胶带放卷模组与离型纸收卷模组、将胶带在离型纸上按照设定长度切断的裁切模组、将离型纸上切断的胶带粘贴到背筋上的粘贴模组；所述第二搬运单元从所述背筋供料模组的底部承接一根背筋然后移动至所述中转定位平台上进行定位，之后移动至贴胶位置，通过所述贴胶单元在背筋的两端与中间区域粘贴胶带。
17.进一步的，所述步骤s7)中通过背筋滚压单元沿背筋长度方向对背筋进行滚压；所述背筋滚压单元包括第三电机、受所述第三电机驱动进行左右移动的第四气缸、受所述第四气缸驱动进行上下运动的安装板、弹性浮动设置在所述安装板上的滚轮模组、设置在所述安装板上且监测背筋滚压时压力大小的压力传感器。
18.进一步的，所述步骤s6)中，在背筋放置到背板上之前，通过一个第三传感器检测来料光伏组件上是否有组件，并在背筋装配好后检测光伏组件上是否有背筋存在，保障背筋装配可靠。
19.与现有技术相比，本发明一种光伏组件背筋高效自动组装方法的有益效果在于：实现了单玻光伏组件组装过程中背筋的自动供料、自动贴胶带、自动点胶、以及自动粘贴组装等一系列自动化操作，大大提高了背筋的组装效率；采用胶贴方式实现背筋的位置固定，保障了单玻组件组装过程中产品的品质与安全性，有效避免了螺丝组装背筋造成的隐裂问题；利用可翻转式的顶爪从背筋的两端顶持夹紧背筋，一方面方便背筋两个端部位置的胶带粘贴，且方便背筋两个端部位置的点胶操作，使得背筋表面点胶涂覆更加全面无死角；另一方面，通过翻转动作实现背筋上下表面的翻转切换，满足了贴胶带和涂胶时表面朝上的需求和背筋贴装时有胶表面朝下的需求；点胶位置选择在背筋上进行，大大降低了因为点胶不良导致的报废成本，且点胶单元固定设置，保障了点胶精度；整体结构布局紧凑，空间占用小；能够实现两根背筋的同时组装，进一步的提高了背筋组装效率。
【附图说明】
20.图1为本发明实施例的组装方法流程示意图；
21.图2为本发明实施例中组装设备的立体结构示意图；
22.图3为本发明实施例中组装设备的俯视结构示意图；
23.图4为本发明实施例中第一搬运单元的结构示意图；
24.图5为本发明实施例中夹料模组的结构示意图；
25.图6为本发明实施例中背筋滚压单元的结构示意图；
26.图7为本发明实施例中背筋供料贴胶单元的立体结构示意图；
27.图8为本发明实施例中背筋供料贴胶单元的侧视结构示意图；
28.图9为本发明实施例中贴胶单元的结构示意图；
29.图10为本发明实施例中中转定位平台与第二、三搬运单元的结构示意图；
30.图中数字表示：
31.100-光伏组件背筋高效自动组装设备；101-背筋；
32.1-组件输送线；
33.2-背筋供料贴胶单元，21-背筋料仓，22-贴胶单元，221-第四电机，222-第四支撑板，223-胶带放卷模组，224-离型纸收卷模组，225-裁切模组，226-粘贴模组，23-中转定位平台，231-支撑座，232-侧方限位模组，2321-第五气缸，2322-第一限位推板，233-第一传感器，234-第一端部限位模组，235-第二端部限位模组，2351-第五电机，2352-第二限位推板，24-第二搬运单元，241-第六电机，242-第五支撑板，243-第七电机，244-支撑平台，25-第三搬运单元，26-第一排废单元；
34.3-背筋滚压单元，31-第三电机，32-第四气缸，33-安装板，34-滚轮模组，35-压力传感器；
35.4-第一搬运单元，41-第一电机，42-第一支撑板，43-第二电机，44-第二支撑板，45-夹料模组，451-第一气缸，452-第三支撑板，453-第二气缸，454-顶爪；
36.5-点胶单元；6-支撑单元；7-第二传感器；
37.8-第二排废单元；
38.9-第三传感器。
【具体实施方式】
39.实施例一：
40.请参照图1-图10，本实施例为一种光伏组件背筋高效自动组装设备100，其包括组件输送线1、设置在组件输送线1一旁的背筋供料贴胶单元2、设置在组件输送线1上方的背筋滚压单元3、将背筋从背筋供料贴胶单元2中取出搬运到组件输送线1上并放置在背板上的第一搬运单元4、设置在组件输送线1与背筋供料贴胶单元2之间的点胶单元5，点胶单元5位于第一搬运单元4搬运背筋移载路径的上方。
41.本实施例中，背筋供料贴胶单元2同时输出两根上表面设定位置粘贴有胶带的背筋，对应的，背筋滚压单元3、点胶单元5以及第一搬运单元4均设置有两组，可同时实现两根背筋的安装，提高安装效率。
42.由于单玻组件的抗压性不如双玻组件，因此，本实施例采用胶贴方式将背筋固定在背板上，然后利用背筋两端底部的扣板与边框进行卡扣式连接，进而实现背筋的组装。然而，通过点胶的方式进行固定，若采用现有技术中常规的点胶方式，直接在光伏组件背板上
背筋装配的位置区域内进行点胶，一方面，为了保障背筋粘贴的牢固度和稳定性，需要在背筋与背板相贴的全部表面上都要打胶，且打胶精度要求较高，因此点胶模组需要相对于光伏组件进行横向移载运动，然而，点胶模组的移动式点胶容易造成出胶量和点胶位置难以控制达到设定的精度要求，点胶模组与光伏组件之间的定位偏差、背筋放置在光伏组件上的位置偏差，两个偏差的累积，容易导致装完背筋后胶水不在背筋中心或覆盖不到背筋的整个粘贴表面，导致背筋粘贴不牢且粘贴位置不符合精度要求；另一方面，若点胶出现ng现象，则会导致整个光伏组件的报废，报废成本高。
43.基于上述考量，因此，本实施例将点胶的位置设计在背筋上，对背筋的粘贴表面进行涂胶操作；且点胶单元5固定设置在指定的位置，通过移动背筋，完成背筋整个粘贴表面的涂胶，一方面保障背筋与背板粘贴的表面完全涂覆有胶水，另一方面直接将涂覆有胶水的背筋放置到光伏组件背板上，背筋的装配误差仅仅只有放置时的偏差，偏差小且容易控制，容易达到安装精度要求；还有一方面，若点胶出现ng，则仅仅报废一根背筋即可，大大降低了报废成本。
44.请参照图4-图5，第一搬运单元4的支撑龙门架横跨组件输送线1并延伸至背筋供料贴胶单元2内。第一搬运单元4包括第一电机41、受第一电机41驱动进行左右移动的第一支撑板42、固定在第一支撑板42上的第二电机43、受第二电机43驱动进行上下运动的第二支撑板44、固定在第二支撑板44上的一对夹料模组45，夹料模组45包括固定在第二支撑板44上的第一气缸451、受第一气缸451驱动进行水平移动的第三支撑板452、固定在第三支撑板452上的第二气缸453、受第二气缸453驱动进行旋转运动的顶爪454。顶爪454的端部设置有从端部伸入背筋内腔的顶持部(图中未标示)，所述顶持部为锥度结构，如圆锥结构、或梯形锥度结构。优选的，所述顶持部为梯形锥度结构且依靠两侧的斜面与背筋端口顶持，以便所述顶持部可以顶持住背筋端口的中间高度位置，保障顶爪454的顶部不会凸出背筋的涂胶表面。第一气缸451实现两根夹料模组45中的顶爪454相互靠拢夹持或打开动作；第二气缸453实现顶爪454的上下翻转动作。顶爪454上设置有从背筋端部伸入背筋内腔的凸出部。两个夹料模组45通过顶爪454上的凸出部从背筋两端伸入背筋实现对背筋的夹持，然后通过第二气缸453驱动顶爪454旋转，实现对背筋整体的上下表面翻转。
45.在贴胶带时，背筋的第一表面朝上，胶带粘贴在所述第一表面上，之后，第一搬运单元4夹持背筋，所述第一表面朝上，途径点胶单元5，点胶单元5在所述第一表面上进行点胶，然后夹持背筋移动至组件输送线1上方，翻转180
°
后，将所述第一表面朝下，与所述第一表面相对的第二表面朝上，第一搬运单元4夹持背筋贴装在组件背板表面上，最后利用背筋滚压单元3沿背筋对第二表面滚压一遍，将背筋牢固的安装在背板表面上。
46.组件输送线1上设置有对光伏组件四周进行定位归正的归正单元(图中未标示)，所述归正单元对光伏组件四周进行位置限定并固定住。组件输送线1的下方设置有支撑托住光伏组件背筋安装区域的支撑单元6。在背筋安装时，支撑单元6上升至与组件输送线1输送面平齐的高度位置，为光伏组件背筋安装区域提供底部支撑，保障背筋表面能够全面的与背板表面贴敷。
47.请参照图6，背筋滚压单元3包括第三电机31、受第三电机31驱动进行左右移动的第四气缸32、受第四气缸32驱动进行上下运动的安装板33、弹性浮动设置在安装板33上的滚轮模组34、设置在安装板33上且监测背筋滚压压力大小的压力传感器35。
48.请参照图7-图10，背筋供料贴胶单元2包括沿背筋移动方向依次设置的背筋料仓21、中转定位平台23与贴胶单元22，还包括将背筋在背筋料仓21与中转定位平台23之间流转的第二搬运单元24、将背筋从中转定位平台23搬运到贴胶单元22位置再搬运到第一搬运单元4下方或排废位置的第三搬运单元25。
49.本实施例中，所述背筋移动方向与组件输送线1的输送方向平行，且与第一搬运单元4的搬运方向垂直。
50.背筋料仓21在底部设置有出料口，单次输出一根背筋。
51.请参照图9，贴胶单元22包括第四电机221、受第四电机221驱动进行左右移动的第四支撑板222、设置在第四支撑板222上的胶带放卷模组223与离型纸收卷模组224、将胶带在离型纸上按照设定长度切断的裁切模组225、将离型纸上切断的胶带粘贴到背筋上的粘贴模组226。
52.请参照图10，中转定位平台23主要用于对贴胶后的背筋进行位置矫正定位，并同时检测背筋下表面两端的扣板是否还在。本实施例中，中转定位平台23包括承载背筋且对背筋一侧边位置进行限位的一对支撑座231、与支撑座231配合对背筋另一相对侧边位置进行限制的侧方限位模组232、对背筋一端位置进行限定的第一端部限位模组234、对背筋另一相对端位置进行限定的第二端部限位模组235以及检测背筋下表面两端的扣板是否存在的第一传感器233。侧方限位模组232与第一端部限位模组234均包括第五气缸2321、受第五气缸2321驱动进行水平移动的第一限位推板2322。第二端部限位模组235包括第五电机2351、受第五电机2351驱动进行左右移动的第二限位推板2352。第二限位推板2352配合第一端部限位模组234中的第一限位推板2322实现对背筋两个端部位置的定位，同时，第二限位推板2352通过第五电机2351驱动适用于不同长度规格背筋的端部定位。
53.第二搬运单元24与第三搬运单元25分别设置在中转定位平台23的两侧，第二搬运单元24与第三搬运单元25实现背筋在中转定位平台23上的放和取动作。提高背筋在不同位置流转的效率。在其他实施例中，也可以将第二搬运单元24与第三搬运单元25合并成一个搬运单元，但动作节拍则会增加，效率会降低。
54.请参照图10，第二搬运单元24与第三搬运单元25结构相同且包括第六电机241、受第六电机241驱动进行前后运动的第五支撑板242、固定在第五支撑板242上的第七电机243、受第七电机243驱动进行上下运动的支撑平台244，支撑平台244上设置有若干吸附固定背筋的吸附孔(图中未标示)，通过吸附孔设计，加强背筋在支撑平台244上的位置稳定性。
55.本实施例中背筋供料贴胶单元2中的各个组件均设置有两组，且整体呈面对面形式布局，同时输出两根背筋至第一搬运单元4的下方，第一搬运单元4一次性搬运两根背筋进行安装。
56.背筋供料贴胶单元2还包括根据第一传感器233检测结果进行排废处理的第一排废单元26。第一排废单元26设置在中转定位平台3与第一搬运单元4之间。
57.背筋供料贴胶单元2的工作原理为：第二搬运单元24在背筋料仓21下方承接背筋料仓21从底部逐次输出的一根背筋，然后移动至中转定位平台23处，中转定位平台23对背筋进行位置矫正并检测背筋两端下表面的扣板是否还在，若不在，则第三搬运单元25将背筋直接移动至第一排废单元26位置，通过第一排废单元26将其收集回收；若在，则第三搬运
单元25将背筋移动至贴胶单元22下方，贴胶单元22在背筋设定位置处粘贴上双面胶带；然后继续粘贴好胶带的背筋移动至第一搬运单元4下方，供第一搬运单元4将背筋取走。
58.为了保障背筋在固定到背板上时的位置精度，本实施例先在背筋的两端和中间区域粘贴胶带，首先利用胶带将背筋的位置和状态稳定住，然后，待胶水固化后完成背筋的贴装。在该过程中，利用胶带辅助固定背筋的位置，保障胶水固化过程中背筋的位置稳定；防止背筋在胶水固化过程中发生位置偏离或者歪斜，当背筋位置发生偏移后，背筋的粘贴面可能不会全部涂覆有胶水，进而影响背筋的粘贴牢度；当背筋发生歪斜后，后续无法与组件的边框进行正常的卡扣装配，因此，容易造成组件报废。
59.为了检测背筋表面涂胶后的质量，第一搬运单元4搬运背筋移载路径的上方且位于点胶单元5的后方位置设置有第二传感器7，第二传感器7的感应端对准背筋的涂胶表面，若背筋经过第二传感器7时，符合设定的信号感应规律，则涂胶正常，否则涂胶不良。
60.请参照图2，组件输送线1的上方还设置有根据第二传感器7的检测结果对涂胶不良的背筋进行排废的第二排废单元8。当背筋涂胶不良时，第一搬运单元4夹持背筋移动至第二排废单元8处，第二排废单元8将其取走并放到废料收集箱中。
61.本实施例中，组件输送线1上还设置有第三传感器9，一方面用于检测流入到所述组件输送线1上的光伏组件上是否存在背筋，另一方面用于检测所述第一搬运模组4放置完背筋后，所述组件输送线1上的光伏组件上是否存在背筋。第三传感器9还可以监测在背筋点胶后是否在设定间隔时间内安装到背板上。第三传感器9采用对射传感器，其高度与背筋安装在背板上的高度对应，若背筋点胶后在设定间隔时间内安装到背板上，则第三传感器9的接收端接收不到信号，若第三传感器9的接收端在设定间隔时间内始终有接收到信号，则说明背筋在点胶后没有在规定的时间内进行贴装，此时，胶水过了设定的贴装时间，因此进行报废处理，由第二排废单元8进行排废。
62.本实施例还提供了一种光伏组件背筋高效自动组装方法，其包括以下步骤：
63.s1)取待安装的背筋至一平台上，保持水平状态；
64.s2)对背筋进行位置矫正定位，检查背筋两端下表面的扣板是否存在，若在，则进行下一步，若不在，则排废回收；
65.s3)在背筋面朝上的第一表面上粘贴胶带；可根据设计要求在背筋的两端位置与中间位置粘贴设定长度的双面胶，如双面胶带或双面泡棉胶；
66.s4)对背筋进行位置矫正定位，利用一对顶爪454从背筋的两端插入背筋内部空腔将背筋顶持夹住，此时，顶爪454旋转朝上的状态对背筋进行夹持，且顶爪454顶部低于背筋的第一表面；
67.s5)对背筋的第一表面上设定位置进行点胶，同时检测所述第一表面上胶层的厚度与涂胶的完整性：顶爪454夹持着背筋移动至安装位置，在移动过程中途径一个点胶单元5与一个第二传感器7，随着背筋的移动，点胶单元5将胶水涂在背筋的第一表面上，同时，第二传感器7感应所述第一表面的表面高度，正常情况下，当涂胶后的背筋经过第二传感器7时，第二传感器7保持有信号，若没有信号，则涂胶不良；
68.s6)背筋随着顶爪454移动至安装位置上方，顶爪454夹持背筋旋转180
°
，使得所述第一表面朝下设置，并贴覆在光伏组件背板表面上；顶爪454夹持背筋旋转180
°
后，背筋上粘贴胶带和涂有胶水的第一表面朝下，且顶爪454的最底部是没有凸出第一表面的，因此，
背筋的第一表面在下方空间上没有任何的干涉，能够完全的与背板表面贴合；
69.s7)沿背筋长度方向上滚压背筋，将背筋与背板完全压紧，完成安装。
70.本实施例一种光伏组件背筋高效自动组装方法，实现了光伏组件组装过程中背筋的自动供料、自动贴胶带、自动点胶、以及自动粘贴组装等一系列自动化操作，大大提高了背筋的组装效率；利用可翻转式的顶爪从背筋的两端顶持夹紧背筋，一方面方便背筋两个端部位置的胶带粘贴，且方便背筋两个端部位置的点胶操作，使得背筋表面点胶涂覆更加全面无死角；另一方面，通过翻转动作实现背筋上下表面的翻转切换，满足了贴胶带和涂胶时表面朝上的需求和背筋贴装时有胶表面朝下的需求；整体结构布局紧凑，空间占用小；能够实现两根背筋的同时组装，进一步的提高了背筋组装效率。
71.以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。