专利名称：焊接系统及方法
技术领域：
本发明有关于一种焊接系统及方法，特别是有关于一种将连续带状材料 焊接至基板的焊接系统及方法。
背景技术：
焊接是一种常见的加工工艺，而为了使得工艺能够自动化，通常会将欲 焊接的材料设计成连续带状结构，将连续带状材料巻覆在巻筒状的结构上， 利用该巻筒状结构作连续性的供料。再者，由于材料科学的蓬勃发展， 一个 产品中通常包含有各种不同的材料，因此在焊接的加工工艺中，经常会需要 将二种特性迥异的材料焊接在一起。例如，在太阳能或半导体产业中，即经 常需要在玻璃基板上焊接一如铝的金属材料。而在该类材料特性迥异的焊接 中，通常是利用超声波作为焊接所需的能量来源。
在前述在玻璃基板上焊接一带状铝材料的工艺中， 一般是将欲焊接的带 状铝材料预先配置在玻璃基板的欲焊接的位置上，接着利用超声波焊接模块 将带状铝焊接在该玻璃基板上。
在该工艺中，由于带状金属铝是预先配置在玻璃基板上，且并无任何机 构或装置将带状金属铝限制在玻璃基板的欲焊接的范围中，故当超声波焊接 头焊接时，容易因超声波焊接头与带状金属铝的接触而造成带状金属铝的移 动，使得带状金属铝无法按照既定的范围贴附在玻璃基板上。另外，也可能 因为超声波焊接头与带状金属铝的接触，使得带状金属铝产生皱折，进而无 法平整地贴附在玻璃基板上。
因此，需要重新设计一焊接系统，以减少上述的带状金属由既定焊接范 围偏移的问题，且同时可减少由于焊接头与带状金属接触所产生的皱折。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种焊接系统，可改善带状材料由基板上的既定焊接范围偏移以及产生铍折的问题。
本发明的另一 目的在于提供一种焊接方法，利用实时供料实时焊接方式， 可减少前述焊接范围偏移以及产生皱折的问题。
为了实现上述目的，本发明提出一种焊接系统，可用以将一连续带状材 料实时地焊接至一基板上。该焊接系统至少包括基座、移动模块、可动焊 接模块、剪切模块、及可动夹抓模块。其中基座是用以承载基板。而移动模 块设置在基座的上方，并可在一起点与一终点间作移动。可动焊接模块则设 置在移动模块上，利用可动焊接模块可向下移动而将连续带状材料按压在基 板上，并通过移动模块将连续带状材料实时地焊接至基板上的一区间，该区 间的二端分别对应于前述的起点及终点。在可动焊接模块完成焊接后，利用 设置在移动模块上的剪切模块剪切连续带状材料。至于可动夹抓模块则邻设 在基座的一侧，当剪切模块剪切连续带状材料且移动模块移动至起点后，可 动夹抓模块将连续带状材料的剪切部夹抓至可动焊接模块的下方。
为了实现上述目的，本发明提出一种焊接方法，用以将一连续带状材料 实时地焊接至一基板上。该焊接方法至少包括提供焊接系统、执行提供基 板步骤、执行初始化步骤、执行焊接模块定位步骤、执行悍接步骤、利用剪 切模块执行剪切步骤、执行复归步骤、以及执行夹抓步骤。其中焊接系统至 少包括基座、移动模块、可动焊接模块、剪切模块与可动夹抓模块，其中移 动模块设在基座的上方，且可动焊接模块与剪切模块设在移动模块上，可动 夹抓模块则邻设在基座的一侧，移动模块可在起点与终点之间移动。而提供 基板步骤是用以提供基板在基座上。初始化步骤则是使得位在基座上方的移 动模块位于起点。而焊接模块定位步骤是向下移动可动焊接模块，使得可动 焊接模块将位在其下方的连续带状材料按压在基板上。焊接步骤是将移动模 块由前述起点移往终点，使得连续带状材料实时地焊接至基板上的一区间， 该区间的二端分别对应于前述起点与终点。在完成焊接歩骤后，则利用剪切 模块执行剪切步骤，使用设置在移动模块上的剪切模块剪切连续带状材料。 复归歩骤是将移动模块由终点移动至起点。至于夹抓步骤则是利用基板上方 的可动夹抓模块将连续带状材料的剪切部夹抓至可动焊接模块的下方。
本发明的优点为，利用实时地供应连续带状材料且实时地将连续带状材 料焊接至基板上，可减少焊接范围偏移以及皱折的问题。其中减少皱折可避免连续带状材料无法确实粘贴在基板上，以此提升焊接的质量。另外，焊接 范围偏移的问题的改善，可提升产品的合格率与产能。
为了能够对本发明的观点有较佳的理解，请参照下述的详细说明并配合 相应的附图。要强调的是，根据工业的标准常规，附图中的各种特征并未依 比例示出。事实上，为清楚说明上述实施例，可任意地放大或縮小各种特征 的尺寸。相关附图内容说明如下。
图1是依据本发明的一实施例的焊接系统的侧面示意图； 图2是根据图1的实施例的剪切模块的放大立体示意图； 图3是根据图1的实施例的可动夹抓模块的放大立体示意图； 图4是根据本发明的一实施例的焊接方法的流程示意图； 图5是根据图1的实施例的可动焊接模块的放大立体示意图； 图6A是根据图1的实施例的可动夹抓模块夹抓连续带状材料的局部放 大示意图6B是根据图1的实施例的可动焊接模块焊接连续带状材料的局部放 大示意图。
主要组件符号说明
100:焊接系统102:基座
跳移动模块106:可动焊接模块
跳剪切模块110:可动夹抓模块
112:起点114:终点
116:张力控制模块118:可调整滚轮
120:固定座122:驱动马达
124:螺杆126:轨道
200:连续带状材料300:基板
400:焊接方法401:提供焊接系统
402:提供基板步骤404:初始化步骤
406:焊接模块定位步骤408:焊接步骤410:剪切步骤 412:复归步骤
414:夹抓歩骤 416:前移步骤
具体实施例方式
请参照图1，其示出了根据本发明的一实施例的焊接系统的侧面示意图。
焊接系统100是用来实时地将连续带状材料200焊接至基板300上，也即当 连续带状材料200配置在基板300的顶面时，焊接系统100则马上对连续带 状材料200实施焊接，避免尚未焊接的连续带状材料200位在基板300的顶 面上。
焊接系统100至少包括基座102、移动模块104、可动焊接模块106、剪 切模块108、以及可动夹抓模块(movable grasping module )110。其中基座102 的主要功能是用来承载基板300。移动模块104则设置在基座102的上方， 并且移动模块104可在一起点112及一终点114之间移动。在本实施例中， 移动模块104主要是由驱动马达122、螺杆124搭配轨道126所组成。在其 它实施例中，移动模块104可以其它装置来替代前述的驱动马达122、螺杆 124及轨道126等组件。
请一并参照图1及图5，其中图5示出了根据图1的实施例的可动焊接 模块的放大立体示意图。可动焊接模块106设置在移动模块104上，其中可 动焊接模块106可作上下的移动，如图5中箭头所示。当可动焊接模块106 向下移动将连续带状材料200的起点按压在基板300上后，移动模块104即 由起点112开始往终点114移动，同时可动焊接模块106进行焊接动作。借 着可动焊接模块106将连续带状材料200按压在基板300上，并配合移动模 块104的移动，可使连续带状材料200持续且实时地供应至可动焊接模块 106，进而焊接至基板300上的一区间，如图6B所示，而该区间的二端点分 别对应于前述的起点112及终点114。在本实施例中，可动焊接模块106主 要由一滚轮所组成，利用滚轮作为可动焊接模块106的焊接头，并利用移动 模块104带动滚轮滚压连续带状材料200，以此可更为平顺地将连续带状材 料200焊接在基板300的顶面上。在另一实施例中，可动焊接模块106可为 一超声波焊接模块。在又一实施例中，可将前述二实施例加以结合，可动焊 接模块106除采用超声波作为焊接能量的来源外，还以一滚轮作为可动焊接模块106的焊接头。当可动焊接模块106采用超声波作为焊接能量的来源时， 主要是用以焊接特性迥异的二材料，例如连续带状材料200为金属铝，而基 板300则为半导体或太阳能工业常见的玻璃基板。
请一并参照图1及图2，其中图2示出了根据图1的实施例的剪切模块 的放大立体示意图。剪切模块108设置在移动模块104上。当可动焊接模块 106完成焊接后，剪切模块108则将连续带状材料200作剪切。此时连续带 状材料200的剪切部尚未位在可动焊接模块106的正下方。在本实施例中， 剪切模块108由一汽缸所驱动。在其它的实施例中，可利用其它如油压的方 式驱动剪切模块108对连续带状材料200作剪切。
请一并参照图1与图3，其中图3示出了根据图1的实施例的可动夹抓 模块的放大立体示意图。可动夹抓模块110邻设在基座的一侧。在本实施例 中，可动夹抓模块110是由位在基座102旁边的拖架所支撑而可延伸至基板 300的上方，但是当可动夹抓模块110位在初始位置时，则会超出基板300 向上延伸的范围，如图3所示。在其它实施例中，也可利用其它方式将可动 夹抓模块110设置在基板300的上方。在剪切模块108将连续带状材料200 作剪切，且移动模块104带动设置在其上的可动焊接模块106以及剪切模块 108移动至起点112后，可动夹抓模块110将连续带状材料200的剪切部夹 抓至可动焊接模块106的下方，以进行另一基板300的焊接。而其中可动夹 抓模块110夹抓连续带状材料200的剪切部的状况则如图6A所示。在另一 实施例中，当可动焊接模块106采用滚轮作为焊接头时，在可动夹抓模块110 将连续带状材料200的剪切部夹抓至可动焊接模块106的下方后，可动夹抓 模块110松脱连续带状材料200，并继续往前移动一预设距离，以此避免焊 接时滚轮往下移动与可动夹抓模块110互相干涉。在本实施例中，可动夹抓 模块IIO是由一汽缸所驱动。
请参照图1，在又一实施例中，焊接系统100还至少包括张力控制模块 116。张力控制模块116设置在移动模块104上，其中张力控制模块116主要 作用是用来控制可动焊接模块106焊接时连续带状材料200与焊接点之间的 张力。在本实施例中，张力控制模块116是由可调整滚轮118及固定座120 所组成。利用可调整滚轮118的移动来控制可调整滚轮118与固定座120间 的间隙大小，其中连续带状材料200是先通过该间隙后方被置于可动焊接模块106的下方。张力控制模块116的设置是为了避免连续带状材料200在焊 接过程中，因为张力太小导致进料过快堆积在基板300的顶面，形成具有铍 折的焊接。
请同时参照图1及图4，其中图4示出了根据本发明的一实施例的焊接 方法的流程示意图。焊接方法400是用以实时地焊接连续带状材料200至基 板300上，焊接方法400至少包括提供悍接系统401、执行提供基板步骤 402、执行初始化歩骤404、执行焊接模块定位步骤406、执行焊接步骤408、 执行剪切步骤410、执行复归步骤412、以及执行夹抓步骤414。其中提供焊 接系统401的步骤中的焊接系统的硬件架构是可如图1所示的焊接系统100。 接着执行提供基板歩骤402，以提供前述的基板300在焊接系统100的基座 102上。
在提供基板步骤402之后进行初始化步骤404，以将位于基座300上方 的移动模块104置于起点112。完成初始化步骤404后，接着执行焊接模块 定位歩骤406，将设置在移动模块104上且能够上下移动的可动焊接模块106 向下移动，使得可动焊接模块106利用焊接头将位在其下方的连续带状材料 200按压在基板300的顶面上。
接着执行焊接步骤408。将移动模块104由起点U2移往终点114，移动 模块104开始动作的同时，可动焊接模块106也开始实施焊接。配合可动焊 接模块106将连续带状材料200按压在基板300的顶面上，以及移动模块104 的由起点112往终点114的移动，可使得连续带状材料200连续且实时地供 应至可动焊接模块106的焊接头，进而焊接至基板300上的一区间，该区间 的二端点分别对应于起点112与终点114。
完成焊接步骤408后，紧接着执行剪切步骤410。利用设置在移动模块 104上的剪切模块108对连续带状材料200作剪切。在剪切步骤410完成后， 执行复归步骤412。复归步骤412是将移动模块104由终点114移动至起点 112，同时也将设置在移动模块104上的可动焊接模块106及剪切模块108 复归至初始位置。
然后执行夹抓步骤414，以基板300上方的可动夹抓模块110将前述的 连续带状材料200的剪切部夹抓至可动焊接模块106的下方，以利进行下一 个基板300的焊接。在另一实施例中，当焊接系统100的可动焊接模块106主要由一滚轮所 组成时，焊接方法400还至少包括前移步骤416。前移步骤416是在执行完 夹抓步骤414后，将可动夹抓模块110继续前移一预设距离，以此避免执行 焊接模块定位步骤406时，滚轮与可动夹抓模块110的干涉。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的 情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形， 但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1、一种焊接系统，其特征在于，用以实时地焊接一连续带状材料至一基板上，该焊接系统至少包括一基座，用以承载该基板；一移动模块，设置在该基座的上方且可在一起点及一终点之间移动；一可动焊接模块，设置在该移动模块上，该可动焊接模块可向下移动而将该连续带状材料按压在该基板上，通过该移动模块将该连续带状材料实时地焊接至对应于该起点及该终点的该基板上的一区间；一剪切模块，设置在该移动模块上，该可动焊接模块完成焊接后，该剪切模块则剪切该连续带状材料；以及一可动夹抓模块，邻设在该基座的一侧，在该剪切模块剪切该连续带状材料且该移动模块移动至该起点后，该可动夹抓模块将该连续带状材料的剪切部夹抓至该可动焊接模块的下方。
2、 根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于，该可动焊接模块是一 超声波焊接模块。
3、 根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于，该可动焊接模块还至 少包含有一滚轮，利用该滚轮滚压该连续带状材料以将该连续带状材料焊接 在该基板上，而其中该可动夹抓模块将该连续带状材料的剪切部夹抓至该可 动焊接模块的下方后，还继续前移一预设距离，以避免焊接时该滚轮与该可 动夹抓模块的干涉。
4、 根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于，该移动模块还至少包 含一驱动马达、 一螺杆及一轨道，而其中该剪切模块及该可动夹抓模块是由 一汽缸所驱动。
5、 根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于，还至少包括一张力控 制模块，设置在该移动模块上，该张力控制模块是用来控制焊接过程中该连 续带状材料的一张力，其中该张力控制模块是由一可调整滚轮及一固定座所 组成，该可调整滚轮的移动可控制该可调整滚轮及该固定座间的一间隙的大 小，且该连续带状材料是通过该间隙而置于该可动焊接模块的下方。
6、 一种焊接方法，其特征在于，用以实时地焊接一连续带状材料至一基板上，该焊接方法至少包括提供一焊接系统，其中该焊接系统至少包括一基座、 一移动模块、 一可 动焊接模块、 一剪切模块与一可动夹抓模块，其中该移动模块设在该基座的 上方，且该可动焊接模块与该剪切模块设在该移动模块上，该可动夹抓模块 邻设在该基座的一侧，该移动模块可在一起点与一终点之间移动；执行一提供基板步骤，提供该基板在该基座上；执行一初始化步骤，该移动模块位于该起点；执行一焊接模块定位步骤，向下移动该可动焊接模块，使得该可动焊接 模块将位在该可动焊接模块下方的该连续带状材料按压在该基板上；执行一焊接步骤，由该起点往该终点移动该移动模块，使得该连续带状 材料实时地焊接至对应于该起点及该终点的该基板上的一区间；利用该剪切模块执行一剪切步骤，以在完成该焊接步骤后，剪切该连续 带状材料；执行一复归歩骤，将该移动模块由该终点移动至该起点；以及 执行一夹抓歩骤，以该可动夹抓模块将该连续带状材料的剪切部夹抓至 该可动焊接模块的下方。
7、 根据权利要求6所述的焊接方法，其特征在于，该可动焊接模块是一 超声波焊接模块。
8、 根据权利要求6所述的焊接方法，其特征在于，该可动焊接模块还至 少包含有一滚轮，利用该滚轮滚压该连续带状材料以将该连续带状材料焊接 在该基板上，而在执行完该夹抓歩骤后，还包括执行一前移步骤，而将该可 动夹抓模块继续前移一预设距离，以避免执行该焊接模块定位歩骤时，该滚 轮与该可动夹抓模块的干涉。
9、 根据权利要求6所述的焊接方法，其特征在于，该移动模块还至少包 含一驱动马达、 一螺杆及一轨道，而其中该剪切模块及该可动夹抓模块是由 一汽缸所驱动。
10、 根据权利要求6所述的焊接方法，其特征在于，该焊接系统还至少 包括一张力控制模块，设置在该移动模块上，该张力控制模块是用来控制该 焊接步骤中该连续带状材料的一张力，其中该张力控制模块是由一可调整滚 轮及一固定座所组成，该可调整滚轮的移动可控制该可调整滚轮及该固定座间的一间隙的大小，且该连续带状材料是通过该间隙而置于该可动焊接模块 的下方。
全文摘要
本发明涉及一种实时焊接连续带状材料至基板上的焊接系统及方法。焊接系统至少包括基座、移动模块、可动焊接模块、剪切模块及可动夹抓模块。基座承载基板。而移动模块设在基座上方且可在一起点与一终点间移动。可动焊接模块则设置在移动模块上，并可将连续带状材料按压在基板上，通过移动模块将连续带状材料实时焊接至基板上。剪切模块也设置在移动模块上，待可动焊接模块完成焊接后，对连续带状材料作剪切。可动夹抓模块邻设在基座的一侧，在完成剪切动作且将移动模块移至起点后，可动夹抓模块将连续带状材料的剪切部夹抓至可动焊接模块的下方。
文档编号B23K37/00GK101596647SQ20081011150
公开日2009年12月9日 申请日期2008年6月2日 优先权日2008年6月2日
发明者杜水年, 黄俊杰, 黄明鸿 申请人:东捷科技股份有限公司