电池片半自动焊接机结构设计_开题报告

电池片半自动焊接机是用于实现电池片焊条自动焊接的一种装置。电池片半自动焊接机按照给定的程序、轨迹和要求实现焊带运送、助焊剂涂抹、焊条切割、焊条加热、自动焊接等功能的机械装置。

电池片半自动焊接机是在新能源技术飞速发展的背景下，近代自动化控制领域中出现的一项新技术，在现代光伏组件生产加工过程中发挥着非常大的作用。电池片焊接机涉及到力学、机械学、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。

电池片半自动焊接机的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识，它与手工焊接相比较具有如下有点：其一，焊接速度快、质量一致性好，表面美观，没有手工焊接的焊锡不均匀现象。设备焊接可以避免人工焊接时的各种人为因素的影响，比如操作工熟练程度的影响、身体状况的影响、情绪的影响等。保证焊接的一致性、可靠性。其二，减少操作人员及检验人员的数量，降低管理难度及产品成本，现在人工成本逐年增加，每年的招工是最令老板头疼的事情，半自动焊接机能大量减少雇佣人员，每名操作人员可同时值守6—8台设备，大大减少产品成本，提高产品竞争力。其三，焊接机的焊接可靠性要远大于人工焊接。焊接不良是导致组件提前失效的重要原因。太阳能光伏组件的设计寿命为25年，而组件通常都安装在户外，每天要承受30℃左右的温度变化，加上季节更替温度的变化更大。由于焊带基材为纯铜，铜的膨胀系数约为硅（电池片）的6倍，这种差异就意味着：只要有温度的变化，焊带与电池片焊接处就会受力。因此不良的焊接会导致组件功率降低，严重时导致失效。人工焊接导致不良焊接的原因很多。比如：焊台的温度、助焊剂的涂布、电烙铁的温度、人员的熟练程度等等。有些方面是可以通过有效的管理来解决的，而有些情况是无法完全控制的，对于人工焊接过程中影响焊接可靠性的因素，全自动串焊机均能得到良好解决。

二、文献综述

（一）国内研究现状

随着我国生活水平提高，我国对清洁能源的需求增加，在人们的观念里，清洁能源深入人心。光伏组件的需求也在不断增长，为为了确保生产组件的质量和产量，我国更多组件生产商家越来越留意太阳能电池片的全自动串焊机和全自动单焊机。在以前，我国的焊接机朱啊哟依赖进口，价格很贵，一台产能600片/小时的串焊机，大概需要三百万人民币；高产能的设备价格更高。在国内由于人力成本相对低廉，大多数组件厂商更愿意采用人工焊接。自2010年开始，国内出现了国产的串焊机和单焊机（单片焊机属于国内首创），价格仅为进口设备的二分之一或更低，优越的性价比，使组件生产厂商大范围的使用电池片焊接机成为可能。

电池片半自动焊接机是用于实现电池片焊条自动焊接的一种装置。电池片半自动焊接机按照给定的程序、轨迹和要求实现焊带运送、助焊剂涂抹、焊条切割、焊条加热、自动焊接等功能的机械装置。

电池片半自动焊接机是在新能源技术飞速发展的背景下，近代自动化控制领域中出现的一项新技术，在现代光伏组件生产加工过程中发挥着非常大的作用。电池片焊接机涉及到力学、机械学、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。通过对电池片焊接机的具体分析，在满足系统要求的前提下提高效率和实用性，使焊接机的结构尽量简单，降低控制的成本，本设计设计方案通过利用对焊条施加轴线方向的拉力，通过安装的三根矫正轴，使原本卷圈状的焊条达到矫正的目的。焊条在牵引力的作用下，通过一对导向轮之后，可以使焊条与之后的加工保持在同一水平面上。

（二）国外研究现状

在国外太阳能光伏行业中电池片焊接机应用较多，发展较快。目前自动焊接节主要以日本外山 与NPC为主，韩国 德国均有自动焊接线，自动焊接是未来的一个趋势，产能达，质量稳定性高。

电池片半自动焊接机主要由执行结构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等组成。执行机构包括送料装置、焊带拉直装置、助焊剂涂抹装置、焊带加热装置、焊带切断装置、焊带牵引装置和焊接装置等部件。

（1）装置送料是与运送焊带的装置。空间限制，送料部分要求尺寸小、动作灵敏、可靠，定位精度要求较高。因为定位不准，会引起两端电阻不等，影响焊接质量。常见送料机构有带式输送机、埋刮板输送机、螺旋输送机、振动输送机等等。

（2）焊带拉直装置是将原先弯曲的焊带，使焊条易于焊接，提高焊接精度。焊带拉直原理利用对焊条施加轴线方向的拉力，使其产生塑性变形，从而达到拉直的目的。可通过一对摩擦轮和施加轴向牵引力实现。

（3）助焊剂涂抹装置是对焊条涂抹助焊剂，是保证焊接过程顺利进行的辅助材料。助焊剂可以保证焊条表面的必要清洁度，防止焊接时表面再次氧化，降低焊条表面张力，提高焊接性能。助焊剂可通过喷涂、浸润和涂抹等方式。

（4）加热装置是将涂抹好助焊剂的焊带进行烘干。常见的烘干装置有烘干箱、加热板等。

（5）焊带切断装置是将焊条按照一定的长度进行切割，是焊接过程中的重要一步骤。它对焊接精度的影响非常大。在设计时不但要保证足够的切断力，还要保证整个切断装置的精度。

（6）焊带牵引装置是将切割好的焊带牵引至焊接的地方，需要很高的位置精度。对焊条的牵引可以通过电池铁吸附力夹紧焊条，并通过电机将其运送至焊接地点，这样可以保证精度。

（7）焊接装置是将运来的焊条进行焊接，是整个机构的核心。焊头的设计要求较高，一方面需要有加热装置控制加热温度进行焊接，另一方面焊接的时候容易压坏电池片。对此，焊头的设计要求和焊接力的要求很高。

^范文提纲

1引  言 

2  结构功能分析及设计方案 

2.1 焊接机的总体结构 

2.2驱动系统设计 

2.3 小结 

3  电池片半自动焊接机各部件的设计 

3.1焊带矫正机构的设计 

通过对电池片焊接机的具体分析，在满足系统要求的前提下提高效率和实用性，使焊接机的结构尽量简单，降低控制的成本，本设计设计方案通过利用对焊条施加轴线方向的拉力，通过安装的三根矫正轴，使原本卷圈状的焊条达到矫正的目的。

3.2 送料机构的设计 

送料机构是用来运送焊带的装置，其种类很多，根据操作及作业方式的不同选择不同的送料机构。

（1）由于电焊条原材料选用的是厚0.2mm，宽2mm的并且是卷成圈状的，故需要套在水平放置的圆杆上，这样既方便运送，又方便之后焊条的加工。

（2）因为焊条原料为卷圈状的，送料较为困难，故焊接机刚开始工作的时候需要用电机实现输送。 

3.3 助焊剂涂抹机构的设计 

本设计主要目的是使助焊剂均匀涂抹于焊带上，设计方案是选择一个吊瓶装置作为助焊剂的添加，这样方便助焊剂更换，而且在上面设置一个可调节的按钮，控制助焊剂的流量。吊瓶装置于工作台可选用吸盘连接。

3.4 加热装置的设计 

本设计的主要目的是烘干助焊剂，所需温度不高，故可以选用铝合金加热板。铝合金加热板导热性好，温度均匀性高，有效发热面积大，升温迅速满足要求。

3.5 焊带切断机构的设计 

将刀具固定在滑台气缸的滑块上，根据滑块的运动完成切割。气缸背部支架上上固定有电池铁，切割运动时，电池铁压紧焊条尾部，起到固定作用。焊条下部滑台气缸上固定有砧板，切割时砧板位于切刀下部，切割结束后，砧板随着滑台气缸向后运动，之后便于牵引装置运作。

3.6 焊带牵引定位装置的设计 

本设计目的是将切割好的焊条牵引至电池片处进行焊接，为满足定位精度要求和灵活控制，本设计选用电池铁压紧焊条一端，电池铁与滑块连接，电机控制滑块在导轨上运行，达到定位的精度要求。

3.7 焊接装置的设计 

本设计是在电池铁运送焊条至焊接处时，通过末端的真空吸附装置将焊条末端吸附住，再进行焊接。焊头与滑台气缸滑块固定连接，通过滑块的移动进行焊接。

3.8小结 

4  结论

参考文献 

附录 

参考文献

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