CN101434008B - 电池盖帽与极耳点焊装置 - Google Patents
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Abstract
一种电池盖帽与极耳点焊装置，其包括：可将待加工电池送入点焊焊接工位之电池送料机构；可将盖帽导入并按顺序自动排列递进之盖帽导料机构；承接导料机构送入之盖帽并将其送入点焊焊接工位之盖帽送料机构；将送入焊接工位之电池盖帽与极耳进行焊接之激光点焊机构；以及，可控制上述各机构动作之控制系统。所述盖帽送料机构与盖帽导料机构配合连接，置于电池送料机构上方，使得盖帽与电池上极耳触接，所述激光点焊机构位于电池送料机构旁边位置，其激光发射中心与盖帽和电池上极耳触接点在同一直线上。本发明提供了一种可自动将圆柱电池及盖帽送入焊接工位，对电池上极耳与盖帽进行点焊连接之激光点焊加工设备。
Description
【技术领域】
本发明涉及电池加工领域，具体涉及锂离子电池加工过程中可自动对盖帽与极耳进行焊接连接之加工设备。
【背景技术】
锂离子电池是一种大容量、高功率电池，具有工作电压高、比能量高、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应和无污染等优异的性能，因此短短几年就实现了大规模产业化，已广泛应用于手机、笔记本计算机及消费电子用电器具等，受到全世界科技界和产业界的高度关注。18650锂离子圆柱电池一般包括壳体及盖帽，所述壳体内包含有电解液以及由正、负极片和隔膜纸卷绕而成的电池卷芯。在锂电池的加工过程中，当电池卷芯装于壳体内后，正、负极片极耳将与盖板帽进行焊接，而现有的生产过程中全部由人工手动方式先将电池及盖帽放置到专门的工装上面，然后用点焊机进行点焊完成。这种加工方式工效低，需要大量的人力资源，不符合当今现代化生产的要求，且手工加工很难保证产品质量的一致性，产品合格率也难以达到理想的标准。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是，克服上述现有技术的缺陷，提供一种可自动将圆柱电池及盖帽送入焊接工位，使盖帽与极耳进行点焊连接之激光点焊加工设备。
针对所述技术问题，本发明提出的技术方案是：
一种电池盖帽与极耳点焊装置，包括：
将待加工电池送入点焊焊接工位之电池送料机构；
将盖帽送至送料带的震动盘；
可将盖帽导入并按顺序自动排列递进之盖帽导料机构；
连接所述震动盘和盖帽导料机构的送料带；
承接所述盖帽导料机构送入之盖帽并将其送入点焊焊接工位之盖帽送料机构；
将送入焊接工位之电池盖帽与极耳进行焊接之激光点焊机构；
以及，可控制上述各机构动作之控制系统；
所述震动盘为一底部装有震动装置之圆柱形容器，所述震动盘内壁上设有呈螺旋盘绕的导向槽，所述震动盘在震动装置的作用下将所述盖帽沿所述导向槽逐步向上移动，然后由所述送料带将所述盖帽送入盖帽导料机构；
所述盖帽送料机构与盖帽导料机构配合连接，置于电池送料机构上方，使得盖帽与电池上极耳触接，所述激光点焊机构位于电池送料机构旁边位置，其激光发射中心与盖帽和电池上极耳触接点在同一直线上。
优选地，所述电池送料机构包括一可在电机带动下做间歇转动的转盘，所述转盘边缘均匀分布有至少两个电池定位座，该定位座上设有可置放加工圆柱电池的定位孔。
优选地，所述盖帽导料机构包括盖帽导料板，该导料板上开设有竖向送料槽，在所述盖帽导料板下端，还设置有与驱动器相连、可阻挡盖帽下落之盖帽下挡位杆。
在所述盖帽导料板下端，还设置有与驱动器相连、与下挡位杆平行且位于其上方之上挡位杆，盖帽下挡位杆和盖帽上挡位杆之间的距离略大于盖帽外径。
所述送料槽可为对称开设于所述盖帽导料板上之人字形长槽，其槽宽和槽深可容一个盖帽通过。
优选地，所述盖帽送料机构包括盖帽置位驱动器及与所述盖帽导料机构相对应、可夹入下落盖帽的盖帽卡夹，所述盖帽卡夹与可驱动其缩拢或张开的夹盖帽气爪相连，夹盖帽气爪与置位驱动器相连。
在所述盖帽卡夹底部，还设有可将盖帽送料机构下落至盖帽卡夹的盖帽定位之盖帽下限位挡位块，该盖帽下限位挡位块与盖帽下限位驱动器相连。
优选地，所述激光点焊机构包括激光点焊机构安装架以及装于其上之激光头，所述激光头下方设有极耳顶紧驱动器，该驱动器移动件顶端设有可与极耳相触之极耳压头，该压头上可容激光头上发射出的激光束穿过的中心孔。
有别于现有技术，本发明具有下列有益效果：
1)本发明实现了电池、盖帽送料及焊接过程的自动化，其加工设备整体结构简洁、紧凑、布局合理，操作非常简单，有效地保证了加工的一致性，大大提高了加工效率，降低了生产成本。
2)本发明电池送料机构采用转盘间歇旋转循环送料方式，可简化加工设备，节约加工场地。
3)本发明在盖帽导料机构送料槽采用人字形长槽分两列将盖帽输出，同时电池送料机构上之电池定位座上对应设置两个可置放电池的定位孔，可在一个加工工位上同时对两个工件进行焊接，使加工效率提高了一倍。
4)本发明激光点焊机构上所设之由极耳顶紧驱动器驱动、可与极耳顶触之极耳压头，可使极耳和盖帽在焊接时紧密接触，保证了加工的可靠性，同时极耳压头上所设之中心孔可提高激光束焊点位置的准确性，提高了产品的合格率。
【附图说明】
图1为发明结构总装图；
图2为本发明盖帽导料机构结构示意图；
图3为本发明盖帽送料机构结构示意图；
图4为本发明盖帽送料过程示意图；
图5为本发明激光点焊机构结构示意图；
图6为本发明点焊加工过程示意图；
图7为图6之A处放大图。
图中：
1-电池送料机构； 11-电池定位座； 12-转盘；
2-盖帽； 3-待加工电池； 4-极耳；
5-盖帽导料机构；
51-盖帽导料板盖板； 52-盖帽上挡位杆； 53-盖帽下挡位杆；
54-盖帽导料板；
6-盖帽送料机构
61-夹盖帽气爪； 62-盖帽下限位驱动器；63-盖帽置位驱动器；
64-盖帽下限挡位块； 65-盖帽卡夹；
7-激光点焊机构；
71-安装架； 72-激光束； 73-极耳顶紧驱动器；
74-锥形压环； 75-激光头；
8-震动盘； 9-支架。
【具体实施方式】
以下将结合附图，通过对本发明的较佳实施例的详细描述，以使本发明的技术方案及其有益效果显而易见。
如图1所示，本发明包括电池送料机构1、盖帽导料机构5、盖帽送料机构6和激光点焊机构7以及控制上述各机构动作之控制系统(图中未画出)，所述电池送料机构1用于将待加工电池3送入点焊焊接工位上，所述盖帽导料机构5可将运送于其上之盖帽2导入并按顺序自动排列递进，所述盖帽送料机构6与盖帽导料机构5配合连接，置于电池送料机构1之上方，可承接盖帽导料机构5送入之盖帽2，并将其送入点焊焊接工位，使得盖帽2与电池上极耳4触接；所述激光点焊机构7位于电池送料机构1旁边位置，其激光束发射中心与盖帽2和电池上极耳4触接点在同一直线上，可对位于焊接工位之电池盖帽2与极耳4进行焊接，完成加工过程。
如图1所示，本发明电池送料机构1包括一可在电机带动下做转动的转盘12，所述转盘12边缘均匀分布有电池定位座11，该定位座上设有至少一个定位孔(图示实施例为对称设置的两定位孔)，待加工圆柱电池3可置放于所述定位孔内，在控制系统的控制下，由电机带动转盘12做间歇、循环转动，可使转盘12在每一次转动停止后，总有一电池定位座11置于点焊加工工位上，使待加工圆柱电池3处于对应的加工位置。当然，电池送料机构1也可采用直线运输带传送方式，电池定位座11置于直线运输带上，通过步进电机带动将待加工圆柱电池3送入加工工位。
如图2、图3所示，本发明盖帽导料机构5包括一直立放置的盖帽导料板54，该导料板上开设有竖向送料槽，所述送料槽可为竖向开设的直立槽，也可如图示实施例所示的对称开设于所述盖帽导料板54中部之人字形长槽，送料槽入口与震动盘8相连，出料口与电池定位座11定位孔对应。所述震动盘8通过支架9设于盖帽导料机构5旁，通过一斜向设置的送料带与所述送料槽入口相接，该震动盘8为一底部装有震动装置之圆柱形容器，其内可装有多个待加工盖帽2，在震动盘8内壁上，加工有呈螺旋盘绕的导向槽，在震动装置的作用下，震动盘8内之盖帽2通过相互的推挤可沿其导向槽逐步向上移动，然后由斜向送料带将其进入送料槽入口。所述盖帽导料板54由盖帽导料板盖板51盖合，可防止盖帽2下落时脱离，这样，送料槽槽宽和槽深刚好可容一个盖帽2通过，由震动盘8送入槽内之盖帽2在自身重力作用下可分两路自动向下移动，与电池定位座11定位孔内所设的待加工电池3对应，可在一个工位上同时对两个工件进行加工，以提高加工效率。为保证每一送料槽每次只提供一个下落的盖帽2，在所述盖帽导料板54下端，还设有与驱动器相连之盖帽下挡位杆53，也可在盖帽下挡位杆53上方设置一与之平行的盖帽上挡位杆52，皆与送料方向垂直，在驱动器的带动下，可横向穿越于所述送料槽，盖帽下挡位杆和盖帽上挡位杆之间的距离略大于盖帽外径，正好可容纳一个盖帽，用于阻挡盖帽2的继续下落。
如图3所示，本发明盖帽送料机构6包括盖帽置位驱动器63及盖帽卡夹65，所述盖帽置位驱动器63位于盖帽导料板54背面，其固定端固定在盖帽导料板54上，移动端与分别与盖帽下限位驱动器62和夹盖帽气爪61相连；所述盖帽卡夹65置于盖帽导料机构5之盖帽导料板54底部，与送料槽位置相对应，可承接和夹入下落的盖帽2，该盖帽卡夹65后端与夹盖帽气爪61相连，由夹盖帽气爪61驱动其张开或缩拢；所述夹盖帽气爪与61由盖帽置位驱动器63驱动其做水平移动，可使盖帽卡夹65在夹入盖帽2后移动至加工工位上，并位于待加工电池3之上方。在所述盖帽卡夹65底部，还设有盖帽下限位挡位块64，该盖帽下限位挡位块64与盖帽下限位驱动器63相连，可将盖帽送料机构5送料槽下落至盖帽卡夹65的盖帽2定位。
如图5、图6、图7所示，本发明激光点焊机构7包括可支承激光点焊机构之安装架71以及装于其上之激光头75，图示实施例激光头75根据电池定位座11之结构设置有两个，平行排列在同一水平面上，其下方设有极耳顶紧驱动器73，该驱动器固定端固定在安装架71背面，其移动件顶端设有可与极耳4相触之极耳压头76，该压头上加工有锥形压环74，可使极耳4与盖帽2顶触，便于两者之间的焊接。所述锥形压环74中心设有可容激光头75上发射出的激光束72穿过的中心孔，使激光束72中心与位于焊接工位上之盖帽2和电池上极耳4触接点在同一直线上。
本发明上述机构中驱动器可采用气缸、液压缸或步进电机，但并不仅仅局限于此，其他驱动装置也能够实现同样的效果。
本发明工作过程：
一、将待点焊圆形电池3置于电池定位座11上，由转盘12将业已经过极耳方向识别的工件送至激光点焊工位；
二、(1)震动盘8将盘里堆放的盖帽2通过震动按照一定的方向和顺序被送入盖帽导料板54的人字槽内，其中最低部的盖帽2被盖帽上挡位杆52挡住，若上一次循环内的激光点焊动作已经完成，则此时盖帽下挡位杆53将伸出，盖帽上挡位杆52退回，盖帽2继续下落，被盖帽下挡位杆53挡住；同时，导料槽内下落的盖帽2又被再伸出盖帽上挡位杆52挡住(参见图2)。
(2)盖帽下挡位杆53将上面的盖帽2挡住后，盖帽下限位驱动器62动作，将带动盖帽下限位挡块64前进，此时盖帽下挡位杆53退回，盖帽2往下落入盖帽卡夹65内，并被盖帽下限位挡块64托住，以限制盖帽2所处的位置高度，同时盖帽下挡位杆53又伸出，并重复步骤(1)的过程；然后夹盖帽气爪61动作，带动盖帽卡夹65将盖帽2夹紧，盖帽2被夹紧后盖帽下限位驱动器62带动盖帽下限位挡块64退回，至此完成了盖帽的导料过程(参见图2)。
三、上述步骤完成后，盖帽置位驱动器63动作，带动盖帽卡夹65、夹盖帽气爪61、盖帽下限位驱动器62以及盖帽卡夹65内的盖帽2等一起下降，将盖帽2送到业已经过极耳方向识别的圆柱电池3正上方和极耳4的正后方(参见图3和图4)。
四、盖帽2被送到预定位置后，极耳顶紧驱动器73动作，使中间带有锥形压环74之极耳压头76前进，将极耳4压紧贴靠在盖帽2上，然后激光头75发出的激光束72穿越锥形压环74中心孔，在极耳4与盖帽2之间进行激光点焊焊接(参见图5、图6、图7)。
五、激光点焊动作完成后，极耳顶紧驱动器73和盖帽置位驱动器63退回，其它驱动器也全部退回到初始位置，至此完成了一次激光点焊动作的循环过程。此时，转盘12转动，将完成激光点焊的电池转入下一工位(即拉力检测工位)对焊接力进行检测，并将上一工位待加工电池转入本工位重复上面的过程。
以上所述的仅是本发明较佳的一种实施方式，其描述较为具体和详细，并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出其它若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种电池盖帽与极耳点焊装置，其特征在于包括：
将待加工电池送入点焊焊接工位之电池送料机构；
将盖帽送至送料带的震动盘；
可将盖帽导入并按顺序自动排列递进之盖帽导料机构；
连接所述震动盘和盖帽导料机构的送料带；
承接所述盖帽导料机构送入之盖帽并将其送入点焊焊接工位之盖帽送料机构；
将送入焊接工位之电池盖帽与极耳进行焊接之激光点焊机构；
以及，可控制上述各机构动作之控制系统；
所述震动盘为一底部装有震动装置之圆柱形容器，所述震动盘内壁上设有呈螺旋盘绕的导向槽，所述震动盘在震动装置的作用下将所述盖帽沿所述导向槽逐步向上移动，然后由所述送料带将所述盖帽送入盖帽导料机构；
所述盖帽送料机构与盖帽导料机构配合连接，置于电池送料机构上方，使得盖帽与电池上极耳触接，所述激光点焊机构位于电池送料机构旁边位置，其激光发射中心与盖帽和电池上极耳触接点在同一直线上；所述盖帽导料机构包括盖帽导料板，该盖帽导料板上开设有竖向送料槽，在所述盖帽导料板下端还设置有与驱动器相连、可阻挡盖帽下落之盖帽下挡位杆；
所述盖帽送料机构包括盖帽置位驱动器及与所述盖帽导料机构相对应、可夹入下落盖帽的盖帽卡夹；所述盖帽置位驱动器位于盖帽导料板背面且固定端固定在盖帽导料板上，移动端分别与盖帽下限位驱动器和夹盖帽气爪相连；所述盖帽卡夹置于盖帽导料板底部，盖帽卡夹与可驱动其缩拢或张开的所述夹盖帽气爪相连，夹盖帽气爪与置位驱动器相连，所述夹盖帽气爪由盖帽置位驱动器驱动其做水平移动；所述盖帽卡夹底部还设有可将盖帽送料机构下落至盖帽卡夹的盖帽定位之盖帽下限位挡位块，该盖帽下限位挡位块与盖帽下限位驱动器相连。
2.根据权利要求1所述的电池盖帽与极耳点焊装置，其特征在于：所述电池送料机构包括一可在电机带动下做间歇转动的转盘，所述转盘边缘均匀分布有至少两个电池定位座，该定位座上设有可置放加工圆柱电池的定位孔。
3.根据权利要求1所述的电池盖帽与极耳点焊装置，其特征在于：所述盖帽导料板下端，还设置有与驱动器相连、与下挡位杆平行且位于其上方之上挡位杆，盖帽下挡位杆和盖帽上挡位杆之间的距离略大于盖帽外径。
4.根据权利要求1所述的电池盖帽与极耳点焊装置，其特征在于：所述送料槽为对称开设于所述盖帽导料板上之人字形长槽，其槽宽和槽深可容一个盖帽通过。
5.根据权利要求1或2所述的电池盖帽与极耳点焊装置，其特征在于：所述激光点焊机构包括激光点焊机构安装架以及装于其上之激光头，所述激光头下方设有极耳顶紧驱动器，该驱动器移动件顶端设有可与极耳相触之极耳压头，该压头上设有可容激光头上发射出的激光束穿过的中心孔。
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