專利名稱：龍門式太陽(yáng)能電池陣電阻點(diǎn)焊機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池陣表面導(dǎo)線、元器件管腳等零部件與銀連接片之間的電阻點(diǎn)焊龍門式機(jī)床。具體涉及一種可以完成太陽(yáng)能電池陣零部件的自動(dòng)可靠焊接的自動(dòng)化機(jī)床。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)空間用太陽(yáng)能電池陣的零部件焊接基本都采用釬焊方法，其缺點(diǎn)是在外太空使用時(shí)，受到冷熱交變的空間環(huán)境影響，采用的錫鉛釬料由于低溫冷脆性以及高溫下易熔化，易造成焊點(diǎn)失效脫落，從而導(dǎo)致整個(gè)太陽(yáng)能電池陣的失效故障，成為限制我國(guó)衛(wèi)星在軌使用壽命的瓶頸問(wèn)題。電阻點(diǎn)焊因?yàn)槠溆锌臻g使用穩(wěn)定性以及其克服了錫釬焊接空間冷熱交變粉末化的缺點(diǎn)，已成為現(xiàn)今空間用太陽(yáng)能電池陣零部件焊接的主流技術(shù)。
我們?cè)O(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了該款機(jī)床設(shè)備幫助國(guó)內(nèi)某研究所完成了其空間用太陽(yáng)能電池陣從錫釬焊向電阻點(diǎn)焊技術(shù)的跨越式發(fā)展。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于解決空間用太陽(yáng)能電池陣的自動(dòng)電阻點(diǎn)焊問(wèn)題， 提出一種太陽(yáng)能電池陣元器件焊接專用的龍門式太陽(yáng)能電池陣電阻點(diǎn)焊機(jī)床，本發(fā)明解決了焊接過(guò)程中需要的圖像識(shí)別式自動(dòng)定位，壓力控制、程控焊接等問(wèn)題，滿足了焊接需要。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的龍門式太陽(yáng)能電池陣電阻點(diǎn)焊機(jī)床， 機(jī)床整體采用鋁合金材料搭建而成，其創(chuàng)新點(diǎn)在于，其包括機(jī)床床身、圖像識(shí)別單元]、單軸機(jī)器人、程控焊接單元、壓力控制單元、控制機(jī)柜及其操作軟件，其中
機(jī)床床身的框架采用鋁合金型材搭建而成；
X軸采用兩根同步帶驅(qū)動(dòng)的型材導(dǎo)軌，兩根導(dǎo)軌分布在機(jī)床的上下兩側(cè)，兩根導(dǎo)軌之間采用同步桿；
Y軸采用一根同步帶驅(qū)動(dòng)鋁合金型材導(dǎo)軌和一根輔助鋁合金型材導(dǎo)軌；機(jī)床工作臺(tái)安裝在Y軸的滑塊上；
Z軸采用單軸機(jī)器人，并安裝在機(jī)床工作臺(tái)上；
圖像識(shí)別單元、程控焊接單元和壓力控制單元均安裝在機(jī)床工作臺(tái)上；
圖像識(shí)別單元、程控焊接單元和壓力控制單元均和控制機(jī)柜通訊連接；
控制機(jī)柜的操作軟件集成具有控制集成圖像識(shí)別單元、程控焊接單元和壓力控制單元的模塊；
機(jī)床的X軸、Y軸和Z軸均采用伺服電機(jī)。
優(yōu)選地，本發(fā)明上述龍門式太陽(yáng)能電池陣電阻點(diǎn)焊機(jī)床中，圖像識(shí)別單元的攝像頭、程控焊接單元的焊槍和電源、壓力控制單元的監(jiān)控儀都安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，機(jī)床上所有的線纜都是通過(guò)走線槽來(lái)完成。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的龍門式太陽(yáng)能電池陣電阻點(diǎn)焊機(jī)具有圖像識(shí)別、自動(dòng)定位跟蹤功能，焊接壓力控制功能，以及程控焊接功能，可以完成太陽(yáng)能電池陣零部件的自動(dòng)可靠焊接。


圖1是本發(fā)明龍門式太陽(yáng)能電池陣電阻點(diǎn)焊機(jī)床的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的側(cè)視圖。
圖3是圖1中A部位的局部放大圖。
其中1為機(jī)床床身；2為圖像識(shí)別單元；3為單軸機(jī)器人；4為程控焊接單元；5為壓力控制單元。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。
如圖1-3所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例提供的龍門式太陽(yáng)能電池陣電阻點(diǎn)焊機(jī)床，機(jī)床整體采用鋁合金材料搭建而成，包括機(jī)床床身1、圖像識(shí)別單元2、單軸機(jī)器人3、程控焊接單元4(AVI0 :MCff-750)、壓力控制單元5 (AVIO =QC-IOO)、控制機(jī)柜及其操作軟件，其中 機(jī)床床身1的框架采用鋁合金型材搭建而成；X軸采用兩根同步帶驅(qū)動(dòng)的型材導(dǎo)軌，兩根導(dǎo)軌分布在機(jī)床的上下兩側(cè)，兩根導(dǎo)軌之間采用同步桿；Y軸采用一根同步帶驅(qū)動(dòng)鋁合金型材導(dǎo)軌和一根輔助鋁合金型材導(dǎo)軌；機(jī)床工作臺(tái)安裝在Y軸的滑塊上；Z軸采用單軸機(jī)器人 3，并安裝在機(jī)床工作臺(tái)上；圖像識(shí)別單元2、程控焊接單元4和壓力控制單元5均安裝在機(jī)床工作臺(tái)上；圖像識(shí)別單元2、程控焊接單元4和壓力控制單元5均和控制機(jī)柜通訊連接； 控制機(jī)柜的操作軟件集成具有控制集成圖像識(shí)別單元2、程控焊接單元4和壓力控制單元5 的模塊；機(jī)床的X軸、Y軸和Z軸均采用伺服電機(jī)。
本實(shí)施例的龍門式太陽(yáng)能電池陣電阻點(diǎn)焊機(jī)具有圖像識(shí)別、自動(dòng)定位跟蹤功能， 該功能主要由組成圖像識(shí)別單元2的攝像鏡頭、標(biāo)定機(jī)構(gòu)以及控制機(jī)柜及其操作軟件完成。該功能可以幫助機(jī)床進(jìn)行焊點(diǎn)位置的精確定位，精度可以達(dá)到士0.05mm。
本實(shí)施例的龍門式太陽(yáng)能電池陣電阻點(diǎn)焊機(jī)具有焊接壓力控制功能。該機(jī)床集成 AVIO的QC-100壓力控制單元。在控制機(jī)柜及其操作軟件內(nèi)設(shè)計(jì)專門的模塊進(jìn)行集成，使用其完成焊接壓力的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在設(shè)定的壓力點(diǎn)進(jìn)行焊接操作。
本實(shí)施例的龍門式太陽(yáng)能電池陣電阻點(diǎn)焊機(jī)具有程控焊接功能。該機(jī)床集成AVIO 的微型微隙平行電阻點(diǎn)焊單元(MCW-750)。通過(guò)相關(guān)的接口和協(xié)議，在控制機(jī)柜及其操作軟件用戶就可以完成焊接電流、電壓、放電時(shí)間等重要參數(shù)的設(shè)定，并對(duì)其實(shí)時(shí)焊接曲線(電流、電壓)進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。同時(shí)使用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元拍下的照片，完成對(duì)每個(gè)焊點(diǎn)所有數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)保存與監(jiān)測(cè)。
由于本實(shí)施例的機(jī)床用于焊接太陽(yáng)能電池陣，其重量非常輕，所以機(jī)床床身1的框架采用高品質(zhì)鋁合金型材搭建而成；X軸采用兩根同步帶驅(qū)動(dòng)的型材導(dǎo)軌，兩根導(dǎo)軌分布在機(jī)床的上下兩側(cè)，兩根導(dǎo)軌之間采用同步桿來(lái)保證其運(yùn)動(dòng)的同步性。Y軸采用一根同步帶驅(qū)動(dòng)鋁合金型材導(dǎo)軌和一根輔助鋁合金型材導(dǎo)軌；機(jī)床工作臺(tái)安裝在Y軸的滑塊上，全部采用鋁合金材料；Z軸采用單軸機(jī)器人3，安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，其結(jié)構(gòu)極其緊湊、控制方便。
如圖3所示，圖像識(shí)別單元2的攝像頭、程控焊接單元4的焊槍和電源、壓力控制單元5的監(jiān)控儀等都安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，機(jī)床上所有的線纜都是通過(guò)走線槽來(lái)完成。整個(gè)機(jī)床全部采用鋁合金材料搭建而成，結(jié)構(gòu)輕巧、重量輕、外觀大方美觀。
以下結(jié)合附圖具體說(shuō)明機(jī)床完成太陽(yáng)能電池陣電阻點(diǎn)焊的方法
機(jī)床的X、Y、Z都采用的是伺服電機(jī)，可以完成焊槍在機(jī)床工作臺(tái)上位置的精確控制?？刂茩C(jī)柜的操作軟件集成了圖像識(shí)別單元2、程控焊接單元4和壓力控制單元5等的模塊。
焊接時(shí)，首先把太陽(yáng)能電池陣固定在機(jī)床臺(tái)面上。然后為單元設(shè)置太陽(yáng)能電池陣的零點(diǎn)位置和尺寸面積。
設(shè)定完成后，按動(dòng)開(kāi)始識(shí)別按鈕，單元就會(huì)根據(jù)電池陣的零點(diǎn)位置和尺寸面積，自動(dòng)運(yùn)行圖像識(shí)別程序?？刂茩C(jī)柜的操作軟件會(huì)控制圖像識(shí)別單元2的攝像頭對(duì)整個(gè)電池陣進(jìn)行掃描拍照并識(shí)別，把識(shí)別出的待焊元器件位置信息傳輸存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。
在識(shí)別完成后，需要根據(jù)焊接元器件的不同設(shè)定焊接需要的電壓(或者電流)、放電時(shí)間以及曲線等；以及焊接時(shí)需要的壓力。設(shè)定完成按動(dòng)開(kāi)始焊接按鈕，Z軸的單軸機(jī)器人在程序的控制下帶著焊槍向待焊元器件移動(dòng)，此時(shí)機(jī)床實(shí)時(shí)監(jiān)控焊槍的壓力，在達(dá)到設(shè)定值后，反饋信號(hào)給控制機(jī)柜，停止Z軸移動(dòng)，并給焊接電源一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)。焊接電源在信號(hào)的觸發(fā)下進(jìn)行焊接，此時(shí)單元會(huì)自動(dòng)的采集焊接相關(guān)的參數(shù)，監(jiān)控單元拍下焊接時(shí)的照片，并把它們存放到數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。
機(jī)床重復(fù)上述步驟，直到整塊太陽(yáng)能電池陣焊接完成。
權(quán)利要求
1.一種龍門式太陽(yáng)能電池陣電阻點(diǎn)焊機(jī)床，機(jī)床整體采用鋁合金材料搭建而成，其特征是，其包括機(jī)床床身[1]、圖像識(shí)別單元[2]、單軸機(jī)器人[3]、程控焊接單元W]、壓力控制單元[5]、控制機(jī)柜及其操作軟件，其中機(jī)床床身[1]的框架采用鋁合金型材搭建而成；X軸采用兩根同步帶驅(qū)動(dòng)的型材導(dǎo)軌，兩根導(dǎo)軌分布在機(jī)床的上下兩側(cè)，兩根導(dǎo)軌之間采用同步桿；Y軸采用一根同步帶驅(qū)動(dòng)鋁合金型材導(dǎo)軌和一根輔助鋁合金型材導(dǎo)軌；機(jī)床工作臺(tái)安裝在Y軸的滑塊上；Z軸采用單軸機(jī)器人[3]，并安裝在機(jī)床工作臺(tái)上；圖像識(shí)別單元[2]、程控焊接單元[4]和壓力控制單元[5]均安裝在機(jī)床工作臺(tái)上；圖像識(shí)別單元[2]、程控焊接單元[4]和壓力控制單元[5]均和控制機(jī)柜通訊連接；控制機(jī)柜的操作軟件集成具有控制集成圖像識(shí)別單元[2]、程控焊接單元[4]和壓力控制單元[5]的模塊；機(jī)床的X軸、Y軸和Z軸均采用伺服電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的龍門式太陽(yáng)能電池陣電阻點(diǎn)焊機(jī)床，其特征是，圖像識(shí)別單元[2]的攝像頭、程控焊接單元[4]的焊槍和電源，以及壓力控制單元[5]的監(jiān)控儀均安裝在機(jī)床工作臺(tái)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種龍門式太陽(yáng)能電池陣電阻點(diǎn)焊機(jī)床，機(jī)床整體采用鋁合金材料搭建而成，由機(jī)床床身[1]、圖像識(shí)別單元[2]、單軸機(jī)器人[3]、程控焊接單元[4]、壓力控制單元[5]、控制機(jī)柜及其操作軟件構(gòu)成。本發(fā)明機(jī)床可以完成太陽(yáng)能電池陣的零部件的自動(dòng)可靠焊接。本發(fā)明具有圖像識(shí)別、自動(dòng)定位跟蹤、焊接壓力控制、程控焊接等功能，適用于完成電子元器件的平行微隙電阻點(diǎn)焊連接。
文檔編號(hào)B23K11/11GK102513673SQ201110412800
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者喬鳳斌, 趙欣, 趙維剛 申請(qǐng)人:上海航天設(shè)備制造總廠