阅读说明：本技术 一种晶硅光伏组件的接线盒拆除装置及方法 (Junction box dismounting device and method for crystalline silicon photovoltaic assembly ) 是由 马昀锋 郑璐 卢刚 杨紫琪 何银凤 雷鸣宇 杨振英 马冀超 海建平 杜娟 于 2019-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种晶硅光伏组件的接线盒拆除装置。本发明的另一个技术方案是提供了一种晶硅光伏组件的接线盒拆除方法。本发明设计的晶硅光伏组件接线盒拆除方法和装置是在原拆除方法上做了很大改进,为了减少组件损伤及提高接线盒拆除效率,本发明在操作台面上具备位置识别功能,先采用剪线装置将接线盒后部多余电线剪去,以便于此部分电线的直接回收利用,另外采用机械铲刀,左右两边的刀刃分别从接线盒两侧进入接线盒与组件粘接的胶层,用锋利的刀刃对接线盒与组件之间粘接的胶进行切割,使得接线盒能保持完整的状态被切下,且能保持较好的组件层压件状态,组件层压件无破损。需要的情况下可预加热,使得硅胶软化,更容易拆下接线盒。(The invention relates to a junction box dismounting device of a crystalline silicon photovoltaic assembly. The invention further provides a junction box dismantling method of the crystalline silicon photovoltaic assembly. The invention relates to a crystal silicon photovoltaic assembly junction box dismantling method and a device, which are greatly improved on the original dismantling method, and in order to reduce the damage of assemblies and improve the dismantling efficiency of the junction box, the invention has a position identification function on an operation table surface, firstly adopts a wire shearing device to shear redundant wires at the rear part of the junction box so as to be convenient for directly recycling the wires, and adopts a mechanical scraper knife, wherein cutting edges at the left side and the right side respectively enter a glue layer bonded with the junction box and the assemblies from the two sides of the junction box, and the glue bonded between the junction box and the assemblies is cut by a sharp cutting edge, so that the junction box can be kept in a complete state and cut, a better assembly laminating part state can be kept, and the assembly laminating part is not damaged. If necessary, the junction box can be preheated, so that the silica gel is softened, and the junction box can be more easily detached.)

一种晶硅光伏组件的接线盒拆除装置及方法

技术领域

本发明涉及一种全自动拆卸晶硅光伏组件的接线盒的装置以及采用该装置的拆除接线盒的方法。

背景技术

在众多可再生能源之中，太阳能具有无枯竭危险、安全可靠、无噪声、无污染排放外、应用不受资源分布地域的限制等突出优势。光伏组件是把太阳能转换为电能的装置，近年来全球范围内光伏发电都增长态势明显。中国的光伏产业发展更为蓬勃，截止2018年底，我国光伏发电新增装机及累计装机容量均为世界第一。

作为最主流的光伏发电单元，晶硅光伏组件至关重要，晶硅光伏组件的结构是由玻璃、EVA、电池、EVA、背板构成的多层长方形片装结构，这部分称为层压件。晶硅光伏组件的四个边是由铝合金制成的边框进行固定，最后采用接线盒将太阳能电池产生的电力与外部线路连接。接线盒通过硅胶与组件的背板粘在一起，晶硅光伏组件内的引出线通过接线盒内的内部线路连接在一起，并使晶硅光伏组件与外部线缆导通。

接线盒在晶硅光伏组件制作工艺流程的最后一步，是采用打胶工艺将接线盒粘在晶硅光伏组件上，然后将晶硅光伏组件引出线头端与接线盒内线路连接；再采用灌封胶工艺，将接线盒中灌满硅胶，使得接线盒与晶硅光伏组件进行更好的结合，所以接线盒与与晶硅光伏组件结合的十分牢固。一旦晶硅光伏组件在加工过程中出现问题需要进行晶硅光伏组件的出厂前返修，或者在晶硅光伏组件退役后需要进行晶硅光伏组件的回收利用时，都需要进行接线盒的拆除。

目前针对晶硅光伏组件在加工过程中出现问题需要进行晶硅光伏组件的出厂前返修以及晶硅光伏组件退役后需要回收的这两种需要拆除接线盒的情况，现有的方法仅是采用人工返修。

现有的人工拆除接线盒的方法非常难以控制，基本上是采用人工强制机械力对组件的接线盒进行破坏性拆除，存在明显的缺点，费时费力、力度难以控制，拆除后的接线盒和晶硅光伏组件均会受到一定程度的破坏，接线盒拆除效果差，拆除残留也难以控制，并且还会对拆除接线盒后的晶硅光伏组件剩余部分产生一定的破坏，且效率非常低下。

如果接线盒拆除是为了返修晶硅光伏组件，则拆除后的接线盒难以用于晶硅光伏组件返修后的生产再利用。

如果接线盒拆除是为了回收晶硅光伏组件，则回收效果不佳，也无法满足晶硅光伏组件回收批量生产的需求，并且回收来的接线盒一般破碎处理进行材料再回收，其中价值比较高的部分为接线盒的电线，其经过破碎后回收效果不佳。晶硅光伏组件使用寿命一般要求为20-25年，目前全球光伏电站装机量不断增加，几年后晶硅光伏组件批量退役，晶硅光伏组件回收需要大批量进行，无法采用现有的人工方式进行接线盒拆除，必须开发设计新的方法及设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前回收晶硅光伏组件的接线盒均采用人工返修方式。

为了解决上述技术问题，本发明的一个技术方案是提供了一种晶硅光伏组件的接线盒拆除装置，其特征在于，包括：

输送机构，用于将待拆除接线盒的晶硅光伏组件输送至操作台面，晶硅光伏组件位于操作台面上时，设有接线盒的背面朝上；

视觉识别系统，用于捕捉位于操作台面上的晶硅光伏组件的背面图片，利用该背面图片对接线盒的位置进行定位，并将获得的接线盒位置信息发送给操作装置；

操作装置包括控制单元及与控制单元相连的机械铲刀，机械铲刀位于设于操作台面的上方，机械铲刀设于两方向位移机构上，两方向位移机构一方面在控制单元的控制下带动机械铲刀沿操作台面的长度方向前、后移动，另一方面在控制单元的控制下带动机械铲刀沿操作台面的宽度方向左、右移动；

机械铲刀包括由伸缩电机驱动伸缩的伸缩机构，伸缩电机由控制单元控制，伸缩机构的一端与两方向位移机构连接固定，另一端与底座连接固定，底座上设有由控制单元控制的夹爪驱动机构，夹爪驱动机构驱动左、右对称布置的两个机械夹爪相向运动及相背运动，在每个夹爪底部设有一个平铲刀，两个平铲刀在机械夹爪的带动下相向运动的过程中将接线盒从晶硅光伏组件背面的切除。

优选地，所述输送机构为履带式传输机构或机器人手臂。

优选地，所述视觉识别系统对接线盒的位置进行定位包括以下步骤：

以晶硅光伏组件的顶角或者操作台面的某一具***置为原点，通过对背面图片中接线盒与原点的相对位置进行测量来判断接线盒的实际位置，从而实现对接线盒位置的定位。

优选地，所述操作装置还包括剪线装置，剪线装置包括竖直轨道机构，在竖直轨道机构上设有竖直移动滑块，由所述控制单元控制的驱动电机一驱动竖直移动滑块在竖直轨道机构上沿所述操作台面的高度方向上、下移动，水平轨道机构设于竖直移动滑块上，水平轨道机构沿所述操作台面的宽度方向布置在所述操作台面的上方，在水平轨道机构上设有水平移动滑块，由所述控制单元控制的驱动电机二驱动水平移动滑块在水平轨道机构上沿所述操作台面的宽度方向左、右移动，水平移动滑块的底部设有切断刀，切断刀将电线切断。

本发明的另一个技术方案是提供了一种晶硅光伏组件的接线盒拆除方法，其特征在于，采用上述的接线盒拆除装置，包括以下步骤：

步骤1、由输送机构将背面朝上的晶硅光伏组件输送至操作台面；

步骤2、视觉识别系统捕捉位于操作台面上的晶硅光伏组件的背面图片，利用该背面图片对接线盒的位置进行定位，并将获得的接线盒位置信息发送给操作装置的控制单元；

步骤3、控制单元依据接线盒位置信息控制两方向位移机构带动机械铲刀前、后、左、右移动，使得机械铲刀移动至接线盒上方；

步骤4、控制单元控制机械铲刀的伸缩机构，使得机械夹爪下降至平铲刀接触晶硅光伏组件，控制单元再控制夹爪驱动机构，由夹爪驱动机构驱动两个机械夹爪从接线盒的左、右两侧相向运动，在相向运动过程中，两个平铲刀从左、右两侧***接线盒与晶硅光伏组件之间直至两个平铲刀相碰，从而将接线盒从晶硅光伏组件背面的切除。

优选地，在所述步骤2之后，并所述步骤3之前还包括如下步骤：

控制单元依据接线盒位置信息控制剪线装置的驱动电机二，驱动电机二驱动水平移动滑块左、右移动，使得水平移动滑块上的切断刀位于接线盒引出的电线的正上方，控制单元控制驱动电机一，由竖直移动滑块带动切断刀向下移动，直将电线切断。

本发明设计的晶硅光伏组件接线盒拆除方法和装置是在原拆除方法上做了很大改进，为了减少组件损伤及提高接线盒拆除效率，本发明在操作台面上具备位置识别功能，先采用剪线装置将接线盒后部多余电线剪去，以便于此部分电线的直接回收利用，另外采用机械铲刀，左右两边的刀刃分别从接线盒两侧进入接线盒与组件粘接的胶层，用锋利的刀刃对接线盒与组件之间粘接的胶进行切割，使得接线盒能保持完整的状态被切下，且能保持较好的组件层压件状态，组件层压件无破损。需要的情况下可预加热，使得硅胶软化，更容易拆下接线盒。

附图说明

图1为本发明提供的一种晶硅光伏组件的接线盒拆除装置的总体结构示意图；

图2为本发明中的机械铲刀的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，本发明提供的一种晶硅光伏组件的接线盒拆除装置包括设备操作台面1，通过与操作台面1相接的履带传输送机构或者采用机器人手臂将待拆除接线盒3的晶硅光伏组件2背面朝上地放置在操作台面1上。

在操作台面1的侧面设有视觉识别系统4，由于晶硅光伏组件2是通过履带传输送机构或者机器人手臂放置到操作台面1上的，因此晶硅光伏组件2在操作台面1上的位置是依据设定的固定位置。根据该固定位置，就可以选择视觉识别系统4的安装位置。视觉识别系统4包括前端的摄像装置和后端的控制单元，控制单元可以采用工控机或者常规的PC，本领域技术人员可以根据需要选择。摄像装置捕捉到位于操作台面1上的晶硅光伏组件2的背面图片后，发送给控制单元。由控制单元利用该背面图片对晶硅光伏组件2上接线盒3的位置进行定位，获得接线盒3的位置信息。对于接线盒3的定位方式可以是以晶硅光伏组件2的顶角或者操作台面1的某一具***置为原点，通过对背面图片中接线盒3与原点的相对位置进行测量来判断接线盒3的实际位置，从而实现对接线盒3的定位。

控制单元依据位置信息控制操作装置，使得操作装置对接线盒3进行操作。操作装置包括剪线装置5和机械铲刀6，其中，剪线装置5并不是必须的，若不需要剪切接线盒3尾部的电线，则可以不设置剪线装置5。

剪线装置5包括竖直轨道机构7，在竖直轨道机构7上设有竖直移动滑块。由控制单元控制的驱动电机一驱动竖直移动滑块在竖直轨道机构7上沿操作台面1的高度方向上、下移动。水平轨道机构8设于竖直移动滑块上，水平轨道机构8沿操作台面1的宽度方向布置在操作台面1的上方。在水平轨道机构8上设有水平移动滑块9，由控制单元控制的驱动电机二驱动水平移动滑块9在水平轨道机构8上沿操作台面1的宽度方向左、右移动，水平移动滑块9的底部设有锋口为U形或V形的切断刀，切断刀将卡入U形或V形锋口的电线切断。

确定好接线盒3尾部电线位置后，由剪线装置5移动到电线根部，将电线剪断并带走，如不需要剪断接线盒3则可省略此部分。接线盒3剪去电线的剩余部分采用视觉识别系统4定位后(如果剪线装置5和机械铲刀6的作业位置不发生冲突，组件位置不移动，即可不用再次定位)，再采用图2中的机械铲刀6进行铲除。

如图2所示，机械铲刀6位于设于操作台面1的上方，机械铲刀6设于两方向位移机构上，两方向位移机构一方面在控制单元的控制下带动机械铲刀6沿操作台面1的长度方向前、后移动，另一方面在控制单元的控制下带动机械铲刀6沿操作台面1的宽度方向左、右移动。

机械铲刀6包括由伸缩电机驱动伸缩的伸缩机构10，伸缩电机7由控制单元控制，伸缩机构10的一端与两方向位移机构连接固定，另一端与底座11连接固定。底座11上设有由控制单元控制的夹爪驱动机构，夹爪驱动机构驱动左、右对称布置的两个机械夹爪12相向运动及相背运动，在每个机械夹爪12底部设有一个平铲刀13，两个平铲刀13在机械夹爪12的带动下相向运动的过程中将接线盒3从晶硅光伏组件2背面切除。

在实际工作中，接线盒3定位好后就由两方向位移机构在控制单元的控制下带动机械铲刀6移动到接线盒3的上方后，平铲刀13下降至接触到待处理的晶硅光伏组件2的背面，形成图2中的状态，然后机械夹爪12就从左右两边同时向中间移动，带动两个平铲刀13将接线盒3从晶硅光伏组件2背面切除掉，这种设计可以在切下接线盒的同时不破坏组件

本发明中的装置适用于不同尺寸的组件和不同尺寸的接线盒，只需要将操作台面1、剪线装置5、底座11、机械夹爪12部分匹配待处理组件及其接线盒3的尺寸即可，工作原理及方法相同。

一种晶硅光伏组件的接线盒拆除方法，包括以下步骤：

步骤1、由输送机构将背面朝上的晶硅光伏组件2输送至操作台面1；

步骤2、视觉识别系统4捕捉位于操作台面1上的晶硅光伏组件2的背面图片，利用该背面图片对接线盒3的位置进行定位，并将获得的接线盒位置信息发送给操作装置的控制单元；

步骤3、控制单元依据接线盒位置信息控制两方向位移机构带动机械铲刀6前、后、左、右移动，使得机械铲刀6移动至接线盒上方；

步骤4、控制单元控制机械铲刀6的伸缩机构10，使得机械夹爪12下降至平铲刀13接触晶硅光伏组件2，控制单元再控制夹爪驱动机构，由夹爪驱动机构驱动两个机械夹爪12从接线盒的左、右两侧相向运动，在相向运动过程中，两个平铲刀13从左、右两侧***接线盒3与晶硅光伏组件2之间直至两个平铲刀13相碰，从而将接线盒3从晶硅光伏组件2背面的切除。

若需要将接线盒3尾部的电线切除，则在步骤2之后，并步骤3之前还包括如下步骤：

控制单元依据接线盒位置信息控制剪线装置5的驱动电机二，驱动电机二驱动水平移动滑块左、右移动，使得水平移动滑块上的切断刀位于接线盒引出的电线的正上方，控制单元控制驱动电机一，由竖直移动滑块带动切断刀向下移动，直至电线卡入切断刀的U形或V形锋口后被切断。