小牛串焊机(CH56GH513)培训资料

第四章：培训资料
4.1小牛CH56自动串焊机4.1.1概述
4.1.1.1宁夏小牛自动化设备有限公司简介
宁夏小牛自动化设备有限公司是一家集研发、制造、销售、服务为一体的民营企业。

公司成立于1999年，专注于自动化技术的创新。

2008
年进入光伏行业，开始研发晶体硅电池片串焊机，第
一代串焊机CH2316型（600片/小时）于2009年研发成功，2010年5月首次亮相上海
SNEC 光伏展，
得到了国内外组件厂家的特别关注，
2010
年底改进后的第二代串焊机试运行成功并投放市场。

这期间，我公司与客户紧密合作，不断拓展电池片串焊设备，
2013
年5月又推出第三代多栅线
串焊机CH56。

截止2014年62家客户共计443台设备投入使用。

主要客户有阿特斯、南京中电、天合光能、晶科能源、连云港神舟、金坛正信、乐叶光伏、宁波华顺、张家港盛康、东銞等。

2013
年
底推出高速CH513型串焊机，双线焊接，保持了原CH56机型最优的焊带定位方式，每小时实际产能
高达1300片，为扩大产能满足客户需要在上海建厂。

小牛公司经过十多年的积累，拥有完整的生
产链与供应链，把客户的需求放在首位，将成熟的工艺及丰富的自动化经验运用到组件企业的焊接过程上，在给客户提供高品质、高可靠性、高性价比的产品同时，还给客户提供优质的一站式优质售后服务。

4.1.1.2CH56简介
CH56是宁夏小牛自动化设备有限公司研发的第三代太阳能电池片自动焊接机，技术特点如下：1.它可同时兼容
125电池片、1563BB 、4BB 及5BB 电池片的焊接。

2.电池片的传输采用真空吸附、叉子传动达到在电池片搬运过程中稳定可靠的目的。

3.采用电磁感应焊接方式，具有能耗低、热惯性小，焊接质量优等特点。

4.产能每小时大于
600片。

5.焊带采用先定位再裁切，有效保证了焊接工艺。

4.1.2CH56的机械结构组成
本机主要由两部分构成：分别是主机、翻面机。

前部焊接部分我们称作主机，焊接成串后的串处理机构我们称作翻面机部分。

XN CH56
主机翻面机
计算机指示灯
内部结构如下图：
整机按照功能不同共分为14个部如下图，下面一一说明。

4.1.3CH56各部功能及调整方法介绍
4.1.3.11部供料机构
供料机构负责将放在预备位的装有电池片的电池盒移送至工作位。

在移动前，定位气缸缩回、吹气板宽度气缸缩回、锁定机构气缸缩回，然后运输皮带开始转动，在运送过程中，如果电池盒入口磁敏开关检测到电池盒到来后，定位气缸顶升使电池盒定位然后锁定机构锁定，上述动作完成后由电池托将电池片顶升至激光限制的高度，完成一次电池盒交换的动作。

在生产中如果电池托上检测有无电池片的光电管检测到电池片已用完，则设备自己启动更换料盒一次。

在调试和正常生产中
需要注意的事项
和质量控制点
有：
a.定位气缸
的截流阀调整至
最大且锁定，使
两个气缸动作同
步且迅速。

b.吹气板宽
度气缸的截流阀
调整至两边的气
缸伸缩同步且动
作柔和顺畅。

c.锁定针形
气缸的截流阀调
整至锁定阀上下
动作柔且能可靠
地缩紧电池盒，
避免锁紧时发出
“啪”的声音。

d.电池片高
度，这个非常重
要。

通过调整激
光的高度和分层
气孔高度，使电
池托处于上位
时，最上面的电
池片边沿处于上
下两个吹气孔中
间靠上的位置。

即电池片边沿距
上面的吹气孔距
离大概为两吹气孔之间距离的三分之一。

e.激光的光斑不宜过大或过小，正常在接收端看到的光斑大小直径8mm即可，如不满足需要调整激光聚焦镜头，否则“运料机械手真空异常”报警会较多。

f.分层减压阀调整至0.26Kpa,太小不利于分层，太大将会加大原损率即将电池片吹破。

g.放置电池盒时一定注意电池盒的方向，使电池盒上面的标示方向与底板上的箭头方向一致。

h.电池托电机的皮带不宜太紧，一方面有利于延长皮带的寿命，另一方面可使托起机构上下动
作灵活，避免卡滞造成设备损坏。

i.如果空料盒位有电池盒，需要将其拿出，否则在工作位的电池盒内电池片用完后更换料盒时
设备会报“空料盒位置异常”的报警。

j.在往电池盒中装入电池片时，需要将电池片整理整齐，然后慢慢放入电池盒，避免电池片与
电池盒立柱相蹭，造成缺角或者崩边从而增加原损率。

k.电池片正常搬运到焊接台上，如果前后偏差太大则需要整体移动供料机构的位置。

4.1.3.22部运料机械手（移动吸盘）
该部的主要功能为：
a.从电池盒内抓取电池片，机械手在零位（前位）下行打开移动真空阀，等机械手下行到位分
层阀开始吹气，电池托下移回移量，等电池托下移到位，运料机械手上升关分层阀。

在上升过程中
检测是否吸到电池片，若无检测到电池片则报警。

b.当搬运机械手检测到电池片时启动栅线校正，水平制动至检测位进行外观拍照检测，如栅线
校正未完成或者电池片外观有缺陷使不良料盘伸至运料机械手下，机械手将电池片放入不良料盘后
回零，不良料盘回零。

然后重新抓取电池片。

c.当栅线校正完成并且电池外观完成时则继续水平移动至最大行程位（后位），然后机械手下
行将电池片放置在抬起的71部前移动叉上，然后上下回零、水平回零完成一次电池片搬运动作。

该部在调试生产中需要注意的事项和质量控制点有：
a.注意运料机械手前位行程，此数据关系到电池片的分层和电池片的抓取，需要跟电池片的高
度相配合，当电池片在上位时，运料机械手下行后吸盘距电池片的距离保持在0.1-0.5mm。

距离太大会导致吸不到电池片，距离太小则有可能将电池片压碎，造成破片。

b.调整运料机械手在后
位下行时，首先使前移动叉处
于高位，往上面放片电池片，
然后运料机械手后位下行，使
吸盘刚好接触到电池片并且
四个吸盘高度一致，如果不一
致则需要调整栅线校正机构
的平行度。

吸盘刚好挨到电池
片后将后位下行数据减去
0.3mm即可。

c.运料机械手水平零位
决定抓取电池片的位置，焊接
通栅电池片时运料机械手在
零位需要对应到电池托的中
间，焊接断栅线电池片时，需
要根据电池片调节零位数据
使栅线校正的光斑可靠照在实
栅线上。

d.检测位对应外观拍照位
置，需要保证电池片拍摄完整并
且在规定的画框内，同时要处于
不良托盘的中间，使挑不良片时
将电池片可靠放入不良品托盘
内。

e.最大行程，焊接156电池
片时，运料机械手处于交换台的
中间，焊接125时要适当地加大
运料机械手行程使电池片放下
后电池片的右端超出前移动叉。

f.栅线校正。

栅线校正是电池片定位方法的其中一种方法，常用电池片定位的方法主要有：电池片边沿定位、栅线定位等。

栅线校正机构如图所示：
栅线校正的原理：我们现在所使用的栅线校正的方法为
边缘定位法，采用了凸透镜成像原理，用一组光敏器件，并
在光敏器件的表面有一个狭缝（狭缝的方向和电池片主栅线
的方向平行），通过调整栅线校正机构上的旋钮使栅线镜像
边缘向左移动，在接近栅线时，由于栅线的光反射率远大于
蓝色电池表面，此时通过狭缝照射到光敏器件的光线会发生
突变，同样栅线检测机构（单片机）接收到的电信号也逐渐
增大，当电池片在移动过程中单片机检测到的亮度信号的增
长斜率增大时，我们就认为找到了栅线的边缘，当增大到一
定值后保持不变，此时停止转动旋钮，保存这个亮度值（基
准亮度值），然后每次通过驱动机构和凸轮机构带动吸盘使
电池片的位置向左移动（最大位移量4mm且单向）使得栅线
检测机构（单片机）接收到的电信号（也就是亮度值）和基
准值一样这样就找到了栅线，从而达到栅线校正的目的。

g.栅线校正机构需要列入月保养计划中，主要对活动件是否有磨损、动作是否灵活、牛眼滚珠是否干净、回零弹簧弹力是否合适、光源镜片是否完好以及光源是否干净等进行保养，以减少在正常生产中的问题，避免出问题后再去清洁。

h.栅线校正方法请参考 2.9.4.
4.1.3.3检测剔除机构
开始焊接时，运料机械手从零位离开栅线背灯打开，栅线摄像头开始对电池盒中最上面一片电池片进行拍照，对栅线
方向及断栅做出判断，
然后运料机械手回零抓
取电池片运动到检测
位，外观背灯打开，外
观摄像头对电池片外观
进行拍照检测，此时如
果栅线校正、栅线检测
以及外观检测其中有一
个不满足条件时不良品
托盘伸出，即从A到B
位置，运料机械手将电
池片放入不良品托盘。

运料机械手回零，不良
品托盘回零完成一次不
良电池片剔除动作。

调整方法及质量控制
点：
a.不良品电池托盘
的零位和行程位均调整
至最大但不能出现撞击声，先调整零位数据，数据越大，托盘越往回走，然后再调节行程位。

b.摄像头的调整主要有拍照位置调整、光圈和焦距调整，调整时先调整摄像头拍照位置，然后将光源调至最大后将焦距调整至最清楚，然后再调整光圈至合适位置。

拍照位置调整要求如右图：
c.摄像头相关参数：宽度值：表示缺口大小沿电池边缘的宽度范围，参数越大对小缺角的识别性越差。

根据经验设定8为佳。

无特殊要求，请保持此值。

深度值：表示缺口大小沿电池边缘的深度范围，参数越大对小缺角的识别性越差。

根据经验设定
4为佳。

无特殊要求，请保持此值。

栅线检测与栅线检测参数无特殊需求不做调整。

摄像头亮度调整设置
256。

4.1.3.4助焊剂喷涂机
构
该部主要包括助焊剂
存储供给及助焊剂喷涂两
部分。

助焊剂存储及供给主
要包括储液罐和供液罐及
控制电池阀组成，加装助焊
剂时把助焊剂补液口把手
拧开，用抽油器将助焊剂加
入储液罐中，完成助焊剂的
加装。

当打开补充压力阀和
补充阀时，压缩空气进入储
液罐，储液罐中的压力上升
将助焊剂从补液管压入供
液罐中，完成助焊剂的供给，正常生产中如果检测到储液罐的液位计处于低位，设备将自动开启助
焊剂补充保证供液罐中有助焊剂以便喷涂用。

当检测到储液罐中低位的液位计处于低位时，设备将
有“储液罐液位低”的报警，提醒操作员添加助焊剂，这时候供液罐中还有助焊剂可以工作一段时
间，所以可以实现加装助焊剂不停机的功能，提高设备的开动率。

助焊剂喷涂是通过喷涂压力阀给供液罐中加压，当喷头上的电磁阀打开时助焊剂在压缩空气和
重力的共同作用下助焊剂从喷头的小孔喷出。

助焊剂系统的调试
方法及质量控制点如
下：
a.在初次加装助焊
剂时要保证助焊剂储液
罐和供液罐干净，要加
装的助焊剂干净，避免
杂质进入助焊剂管道堵
塞喷头。

b.加注助焊剂时注
意方法，要正确使用抽
油器从助焊剂补液口加
入，避免助焊剂外流造
成罐体腐蚀，如下面图
片所示方法。

c.助焊剂补充减压
阀压力调整至0.1Mpa,
喷涂加压减压阀调整至
0.03Mpa.
d.助焊剂喷头安装
应拧紧，不应有漏液。

e.助焊剂废液管在设备安装调试时需要检查固定，并安装废液桶。

f.停机时间超过1天，尤其是冬天需要将喷头全部拧下放入酒精中，并将助焊剂管路清理干净，避免助焊剂结晶造成管路堵塞。

g.助焊剂管路检查也需要列入周保养项目进行检查，避免助焊剂外漏遇明火产生火灾，此问题
一定需要给客户强调。

4.1.3.551部供带机构
该部的功能是保证焊带的正常供给、收紧及供给状态检测。

在焊带供给时当焊带重锤向上离开
接近开关后，焊带供给电机开始旋转供给焊带直至重锤下降至接近开关能检测到的位置。

当H2手从工作位回零时，焊带供给电机反向旋转收紧焊带直到将重锤提起离开接近开关。

焊带的供给状态是
通过焊带拉出
时重锤的位置
来判断焊带是
否正常拉出。

该部的调
整及质量控制
点：
a.焊带重
锤上下应动作
灵活，避免重
锤卡在导轨中
间造成焊带卷
松的太多和报
“焊带供给异
常”的警报。

焊带重锤上下
不灵活主要原
因为焊带架变
形导致导轨变
形，可将导轨
中间的螺钉松
开或者拆除，如果还不灵活可以在滑块上面中间位置粘贴铝箔，然后用重新装配，参照群里上传的重锤动作不灵
活的处理方法处理，同时注意导轨的日常润滑。

b.正常工作中应注意焊带架与H2夹钳的位置对应，应保持在同一条线上，否则将会影响焊接完的电池片正极露白。

c.如果设备上安装了4个焊带架及重锤检测开关，则需要在焊带控制板上将E05对GND进行短接，否则在报“焊带供给异常”时即使将所有的重锤放到最低也无法继续，同样如果安装了3个焊
带架则需要将E04、E05都与
GND短接。

d.如果掉焊带不报警则
可能是焊带卡在了H2夹钳手
中导致重锤随着H2左右动作
而上下运动造成检测系统误
认为焊带正常拉出，需要清
理H2的导槽及切刀导槽。

e.焊带重锤的接近开关
检查：当用手使重锤向上离
开或者到下面接近开关能检
测到时对应的焊带控制板上
的LED的状态会发生变化。

f.安装焊带时注意焊带
卷与焊带架的对应，按照焊
带焊带安装示意图进行正确
安装焊带。

4.1.3.652部布带机构
该部分主要由三部分构成，分别为拉带机械手（H1）、切刀与夹带组合手（H2）以及托起机构
（H3）。

拉带手的主要功能是夹钳口张开，机械手移动至交换位然后夹钳口夹紧焊带，这时H2的夹钳口松开，H1向左移动拉够所需要的焊带的长度后H2夹钳夹紧，切刀裁切焊带，拉带手就完成一次拉
带动作。

H2夹带手的主要功能为焊带安装好后夹住焊带不让焊带掉出切刀口，拉焊带时，H2到交换位，H1也到交换位将切刀手往右顶使焊带头露出进入H1夹钳手以便H1夹住焊带，这时H2方可松开，
H1拉带结束后H2重新夹住焊带，切刀手在缓冲弹簧的作用下弹回然后裁切焊带后整个机械手回工
作位完成一次焊带铺设动作。

托起机构主要的功能是使H1和H2手同时上下移动以便焊带的铺设，H3的位置分为零位（上位）、
中位和下位。

当铺设首条
焊带时电池
片在从预焊
台到焊接台
的过程中，H3
从上位到下
位移动，其他
的中间焊带
和尾条焊带
H3只动作到
中位。

该部的调整方法及质量控制点如下：
a.H1拉带手上的夹钳注意调整电机角度，使其的动作状态跟在设定中点击的状态一致，即点击
“夹紧”，夹钳应该动作至夹紧状态。

b.H1零位位置离硬限位3-5mm即可，移动速度同在在1000-1100mm/s,交换位数据跟正面缩进参数有关，如果实际测量到的正面缩进数据与产品设定中的不一致则需要调整H1和H2的交换位，使正面缩进实际值与设定值相符。

c.H2夹带手上切刀和夹钳的角度调整要跟设定中点击的状态一致。

即点击“裁切焊带”切刀应
该动作到裁切位，如下图，在观察顶丝孔方向的同时注意观察夹钳口和切刀口是否对应。

d.H1夹钳夹紧、切刀回零以及H2夹钳夹紧动作为自检动作即为找光电管的过程，一次可以判
断光电管是否损坏，比如张开动作电机动作180度正常，夹紧却不是180度，这样就可以说明有可能光电管有问题。

e.H1手和H2手交换位的调节，当两手都处于交换位时保证切刀被可靠压回，切刀的活动量
0.5mm-1mm即可，当正面缩进实际值与设定值不一致时需同时调节H1和H2的交换位，两者的关系为此消彼长。

f.H3三个位置的确定，当H3
在零位时，切刀底面与焊台的高面
距离为6mm,中位的数据在零位数
据的基础上加2mm,低位的数据在
中位的数据基础上加 2.5mm即为低
位数据，此时切刀的下表面距离焊
接台高面 1.5mm,H2夹钳的下表面
距离焊台高面约0.8mm.
g.H3零位数据太小即H3太高，
将会影响首条焊带的偏移，太低会
造成电池串通过时的可靠性降低。

中位太高会引起正面焊带右面偏
移。

所以H3的各个位置要求严格按
照规定高度调整,低位只有在首片
电池往焊接台搬运的过程中H3同
时下降至低位，其余时间均工作在
中位和上位。

H.切刀与H2夹钳要一一对正，切刀手动作灵活，否则会引起掉焊带的现象发生。

切刀限宽条需
要定时清理，正常在清理焊台时用气枪对着切刀限款条上的小孔吹气进行清理，必要时拆下清理。

4.1.3.761部焊头架
该部的主要功能是带动电磁焊头上下运动。

电池片运送到焊接台后，布带机构拉出焊带，然后
焊头下降至压焊带位，压针将焊带压住后H1夹钳释放回零，切刀裁切后回零焊头下降至短压焊带位，然后到焊接位，焊接完成后焊头回零完成一次焊接动作。

该部的调整方法及质量控制点如下：
a.焊头升降的皮带要注
意松紧度，如果太紧会导致焊
头上下动作不灵活。

太松则导
致皮带跳齿或影响皮带寿命。

b.压焊带位调整只需压
针刚好压住焊带即可，通常调
试时在点“压焊带位：时可观
察导柱被顶起的量，一般导柱
刚好动就可以，太大可能会造
成电池片隐裂。

c.短压焊带位：当焊头到
达短压焊带位时，焊头两边的
短压针离焊接台面0.5mm即
可，太大相当于导柱从高空砸
到电池片上导致裂片。

d.焊头到焊接位时，焊头
中间磁体部分距离焊台高度应为 1.6mm-2.0mm之间。

注意焊头太低会造成破片，太高则会大大的降
低焊头的加热效率，长时间低效率工作会导致焊头驱动板及焊头电源损坏，此问题一定要注意。

4.1.3.863部电磁焊头
该部主要的功能为在焊带和电池片栅线周围产生交变的磁场，使处于磁场当中的焊带及电池片
栅线产生涡电流从而使焊带和电池片栅线产生热量，将焊带融化跟电池片栅线上的银浆融合然后再
通过冷却达到将焊带焊接到电池片上的目的。

电磁感应焊接原理说明：
电磁感应现象：在闭合电路中，金属导体在磁场中做
切割磁力线运动时，导体会产生感应电流，此现象被称为
电磁感应现象。

同样，如果金属导体在交变的磁场中，导
体也会产生感应电流。

实际上无论是前者还是后者，实质
上都是磁通量的变化使导体内产生感应电动势。

示意图如
右所示：
涡电流：导体在交变的磁场中产生的感应电流叫做涡
电流，导体通有交变电流，随着电流的变化，铁芯内磁通
量也在不断改变，我们把铁芯看作由一层一层的圆筒状薄
壳所组成，每层薄壳都相当于一个回路。

由于穿过每层薄
壳横截面的磁通量都在变化，因此，在相应于每层薄壳的
这些回路中都将激起感应电动势并形成环形的感应电流
即涡电流。

示意图如右所示：
焦耳热：当涡电流在金属导体内流动时，就会使金属
本身产生大量的热能，用交流线圈激发交变磁场，使放置在交变磁场中的金属块内产生涡电流而
被加热，这叫做焦耳热，又被称为感应加热。

电磁感应焊接原理就是：放置在交变的磁场中
的焊带由于电磁感应产生涡电流，当涡电流在焊带
中流动时产生大量的热能使焊带融化的过程。

该部的调试方法及质量控制点如下：
a.安装焊头前需要检查各风管、气管接头是否
拧紧，对松动的进行处理后安装，同时检查压针是
否一致，对不在一条线上的压针进行更换。

b.安装过程中注意风管、气管不得折死弯，要
保证气流通畅，风管在折弯处需要加弹簧支撑。

c.安装焊头时保证风管、气路及电缆线排布整
齐美观、便于维护，如下图红外传感器的线放在最
外面是为了日常维护方便。

线缆无拖拽现象是为了
保证红外传感器垂直保证测温的准确性。

d.焊头安装完成后需要对各
个焊头的平行度进行测量，可以用
2mm的小内六角扳手对前、后两个
焊头的磁性座部分两端进行测量，
如不平行可在61部导柱下面加垫
片调整焊头的平行度，保证焊头的
平行度是为了保证焊接时的温度
均匀性。

e.焊头安装完成后要对红外
温度传感器的温度进行标定，我们
采取的方法是找到低温和高温两
个点进行标定，低温75度，高温
250度，调节对应的电位器使其测到的温度跟实际温度相等。

f.焊头驱动板上的电源插头说明：
HV和PGND为250V电源，来自焊头电源，正常情
况下测量在250V左右，焊头加热时电压有小幅波动，
但波动不应太大，正常情况下电压下降20V左右。

R+为焊接控制器根据磁环的反馈而对焊接情况进
行智能电流调节补偿。

15V和GND为15V电源，来自15v的电源模块，
正常情况下测量电压14.9V左右。

IN+和IN-为控制焊头加热的开关，当两者之间有
5V的电压时焊头开始加热，当加热完成后两者之间的
电压变为0V。

g.当加热异常时的排查方法。

当有其中一个焊头加热异常时需要根据不同的情况进行分析，
1.如果是曲线上升缓慢或者到达一定温度后变平缓，这时应该用万用表检测加热时的电压波动，
判断是否由于电源保护引起的加热异常，如果电压波动太大可更换电源进行测试。

2.如果曲线没有上升趋势为一直线，这时首先观察焊带有无融化，如果焊带融化说明焊接及控
制部分正常，只是曲线的刷新有问题，这时应该检查焊头温度控制板到主板之间的线路。

3.如曲线变平没有上升趋势为一直线，并且焊带没有融化，这时需要停机进入设定关闭焊头电
源，将所有的焊头的电源下拔下，目的是避免在测试时影响其他的焊头。

电源线拔下后打开焊头电
源。

用万用表1000V直流档测量HV和PGND之间的电压是否有250V，如没有电压则检查电源及电
源转接板的保险是否熔断，如损坏需更换。

如果电源电压大于300V则可确定焊头电源中的50N50损坏请予以更换或者更换新的电源。

用万用表20V直流档测量15V和GND之间的电
压是否有15V。

如没有电压则需要检测控制焊头电源
的继电器是否正常吸合。

以上电源都正常时在设定中点击“测试加热”
一次，测量IN+和IN-之间是否有5V左右的电压，这
时如果没有则需要观察在加热时加热指示的LED灯
是否亮起，如果灯亮起说明控制器工作正常，此时应
检测此插头到焊头温控板上的线路是否通畅，然后检
查焊头温控板上如图所示的470Ω电阻是否正常。

④如以上检查均正常的话，需要检查焊头驱动板
有无损坏现象，可用万用表二极管档测量下图箭头所
标的250v与GND是否短路、测量途中电容两端1和
2是否短路、测量H桥部分四个MOS管1和2脚是否
短路以及1和2脚与中间的引脚是否短路，如果有短
路现象可以判断是焊头驱动板损坏，须更换。