CN101992341B - 一种自动点焊设备 - Google Patents
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Abstract
一种自动点焊设备，包括机架和设在机架上的工作台，工作台上设有分别将电池和连接有焊片的钢带送入焊接工位的电池送料机构和钢带送料机构、承载并移送电池的移送机构和将焊片从钢带上切断的焊片切断机构以及将焊片焊接于电池正负极两端的焊接机构、良品下料机构，移送机构上设有夹持电池的电池夹座，电池夹座上设有向内侧压紧电池的弹动件，上述机构与主控电路连接。本发明结构设计合理，采用电气控制实现电池和钢带的自动送料、焊接和性能检测，送料速度快，焊接精度高，焊接产品质量好，提高了焊接产品的质量和生产效率，降低了工人的劳动强度和节约了生产成本，特别适合进行大批量生产焊接有焊片电池的需要，提高了企业的市场竞争力。
Description
一种自动点焊设备
技术领域
[0001] 本发明属于点焊技术领域，具体地说是指一种可实现电池和钢带自动送料、焊接和性能检测的一体化设备。
背景技术
[0002] 随着科学技术的发展，电池应用越来越广泛，消费者对其质量要求也越来越高。在电池的生产制造中，需要在电池的正、负极两端分别焊接上焊片，以便满足电池产品的加工和使用需要。
[0003]目前，针对电池和焊片的焊接，主要是靠人工焊接，然而人工焊接很大程度上依赖于人工的技术熟练程度，无法保证每次焊接的位置相同，废品率高，难于保证产品的焊接质量，劳动强度也大，生产效率难于提高，人工焊接的方式已远不能满足生产发展的需要•’另夕卜，电池和焊片在焊接过程中，需要对电池和焊片进行送料，人工送料，生产效率低；还有，在焊接过程中需要对电池性能进行检测，人工检测容易产生漏检和误检，造成不良品。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于克服上述不足，提供一种自动送料、焊接和性能检测的自动点焊设备。
[0005] 根据上述目的设计了一种自动点焊设备，包括机架和设在机架上的工作台，所述工作台上设有分别将电池和连接有焊片的钢带送入焊接工位的电池送料机构和钢带送料机构、承载并移送电池的移送机构和将焊片从钢带上切断的焊片切断机构以及将焊片焊接于电池正负极两端的焊接机构、良品下料机构，移送机构上设有夹持电池的电池夹座，电池夹座上设有向内侧压紧电池的弹动件，上述机构与主控电路连接。
[0006]自动点焊设备还包括设于移送机构起始端检验电池上的标签是否摆放一致的电池标签对位机构、设于移送机构尾部检测焊片和电池是否焊接到位的反射光纤检测机构和设于移送机构末端去除检测出的不良电池产品的不良品回收机构。
[0007] 所述的电池送料机构安装于移送机构一端,包括一电池输送带、安装于电池输送带一侧盛放电池的托料盘和安装于电池输送带另一侧将电池吸取至电池输送带的吸取气缸机构，在电池输送带中间设有检测电池输送带上是否存在有电池的对射光纤，托料盘由安装于工作台下方的电机驱动翻转使电池横放且与电池输送带位置对应，在电池输送带末端设有将电池夹持到移送机构电池夹座上的机械手机构一，机械手机构一上设有打开弹动件的压杆。
[0008] 所述的电池标签对位机构包括安装于工作台上的固定座一，在固定座一上安装有旋转轴、成像检测器和打开电池夹座弹动件的压杆气缸，旋转轴与电机连接，电机安装于气缸一上，旋转轴上安装有吸嘴，成像检测器位于电池夹座上方，机械手机构一将电池夹持到电池夹座后，气缸一推动电机前进，吸嘴吸住并带动电池转动，成像检测器检测电池上的标签摆放位置并将检测结果反馈至与主控电路连接的控制系统，控制系统控制电机驱动旋转轴旋转自动对电池位置进行调整使电池摆放位置一致。
[0009] 所述的钢带送料机构分别安装于移送机构两侧，包括安装于工作台上的钢带料盘和钢带废料收集盘，钢带废料收集盘由电机驱动旋转且牵引钢带输送和收集钢带废料，在钢带料盘和钢带废料收集盘之间设有与钢带配合并拉紧钢带的旋转件。
[0010] 所述的焊片切断机构安装于旋转件和钢带废料收集盘之间，包括安装于工作台上的固定座二，固定座二上安装有气缸二和上切刀，气缸二和上切刀通过一杠杆机构连接，气缸二推动杠杆机构驱动上切刀切断钢带焊片的上接点。
[0011] 所述的焊接机构安装于焊片切断机构和钢带废料收集盘之间，包括安装于工作台上的固定座三，固定座三上安装有下切刀和焊机，下切刀和焊机分别与气缸三连接，气缸三驱动焊机将焊片的上端分别焊接于电池的正负极两端，同时，气缸三驱动下切刀切断钢带焊片的下接点，在焊接机构的另一侧设有固定电池的定位机构。
[0012] 所述的反射光纤检测机构为安装于移送机构两侧的光纤传感器。
[0013] 所述的良品下料机构安装于光纤检测机构和不良品回收机构之间，包括安装于工作台上的固定座四，在机架上与移送机构平行处安装有焊接成品转换输送带，固定座四上安装有机械手机构二，在机械手机构二上安装有铜芯，在工作台下方设有检测电池是否开路的开路检测器，铜芯与开路检测器连接，机械手机构二将检测出的未开路电池夹持到焊接成品转换输送带上；在焊接成品转换输送带末端安装有焊接成品输送带，在焊接成品转换输送带和焊接成品输送带之间安装有拉线转换机构，拉线转换机构由安装于工作台上的固定座五、安装于固定座五上的曲柄滑块机构和机械手机构三组成，曲柄滑块机构与驱动机构连接，驱动机构驱动曲柄滑块机构左右摆动将焊接成品转换输送带上的电池依次夹持到焊接成品输送带上，电池在焊接成品输送带上由吸取机构吸取后排放于料盘上。
[0014] 所述的不良品回收机构包括安装于工作台上的固定座六，固定座六上安装有回收料道一和机械手机构四，机械手机构四将反射光纤检测机构检测焊接不到位的电池夹持到回收料道一中；在工作台上良品下料机构位置对应处安装有回收料道二，机械手机构三将开路电池夹持到回收料道二中。
[0015] 本发明在工作台上设置电池送料机构、移送机构、电池标签对位机构、钢带送料机构、焊片切断机构、焊接机构、反射光纤检测机构和良品下料机构以及不良品回收机构，实现电池和钢带的自动送料、焊接和性能检测以及产品下料、废料回收，送料速度快，焊接精度高，焊接产品质量好，提高了焊接产品的质量和生产效率，大大降低了工人的劳动强度和节约了生产成本，特别适合进行大批量生产焊接有焊片电池的需要，提高了企业的市场竞争力。
附图说明
[0016] 附图1是本发明立体结构示意图；
[0017] 附图2是附图1A部放大结构示意图；
[0018] 附图3是附图1B部放大结构示意图；
[0019] 附图4是本发明电池装配于电池夹座上的正面结构示意图；
[0020] 附图5是本发明电池送料机构俯视结构示意图；
[0021] 附图6是本发明电池标签对位机构正面结构示意图；[0022] 附图7是本发明钢带正面结构示意图；
[0023] 附图8是本发明钢带送料机构俯视结构示意图；
[0024] 附图9是本发明焊片切断机构立体结构示意图；
[0025] 附图10是本发明焊接机构立体结构示意图；
[0026] 附图11是本发明良品下料机构立体结构示意图；
[0027] 附图12是本发明拉线转换机构侧面结构示意图；
[0028] 附图13是本发明不良品回收机构立体结构示意图。
[0029] 其中I工作台、11电池、12钢带、121焊片、13料盘、2移送机构、21电池夹座、211弹动件、3电池送料机构、31电池输送带、32托料盘、33吸取气缸机构、34对射光纤、4电池标签对位机构、41固定座一、42旋转轴、43成像检测器、44压杆气缸、45电机、46气缸一、47吸嘴、5钢带送料机构、51钢带料盘、52钢带废料收集盘、53旋转件、6焊片切断机构、61固定座二、62气缸二、63上切刀、64杠杆机构、7焊接机构、71固定座三、72下切刀、73焊机、74气缸三、75定位机构、8反射光纤检测机构、9良品下料机构、91固定座四、92焊接成品转换输送带、93机械手机构二、94铜芯、95焊接成品输送带、96拉线转换机构、961固定座五、962曲柄滑块机构、963机械手机构三、10不良品回收机构、101固定座六、102回收料道一、103机械手机构四、104回收料道二。
具体实施方式
[0030] 为了便于本领域技术人员的理解，下面将结合具体实施例及附图对本发明结构原理作进一步详细描叙:
[0031] 如附图1-13，一种自动点焊设备，包括机架和设在机架上的工作台I在工作台I上设有电池送料机构3、移送机构2、电池标签对位机构4、钢带送料机构5、焊片切断机构6、焊接机构7、反射光纤检测机构8和良品下料机构9以及不良品回收机构10，电池送料机构3和钢带送料机构4分别将电池11和钢带12送入焊接工位，钢带12上连接有焊片121，移送机构2承载并移送电池11，移送机构2上设有夹持电池11的电池夹座21，电池夹座21上设有向内侧压紧电池11的弹动件211，弹动件211保证了电池11在移送过程中的稳定，焊片切断机构6将焊片121从钢带12上切断，焊接机构7将焊片121焊接于电池11正负极两端，电池标签对位机构5检测电池11上的标签是否摆放一致，反射光纤检测机构8用于检测焊片121和电池11是否焊接到位，良品下料机构9将检测合格的电池11整理放于料盘13中，不良品回收机构10将不合格电池取出，上述机构与主控电路连接。
[0032] 上述的电池送料机构3安装于移送机构2 —端，包括一电池输送带31、安装于电池输送带31 —侧的托料盘32和安装于电池输送带31另一侧的吸取气缸机构33，托料盘32上盛放未焊接有焊片121的电池11，托料盘32由安装于工作台I下方的电机驱动翻转使电池11横放且与电池输送带31位置对应，电池输送带31由电机驱动工作，在电池输送带31上设有检测电池输送带31上是否存在有电池11的对射光纤34，当对射光纤34检测到电池输送带31上有电池11时，吸取气缸机构33不工作不吸取托料盘上的电池11，当检测到电池输送带31上无电池11时吸取气缸机构33将电池吸取至电池输送带31。在电池输送带31的末端设有将电池11夹持到移送机构电池夹座21上的机械手机构一，机械手机构一上设有打开电池夹座弹动件211的压杆。[0033] 上述的电池标签对位机构4包括安装于工作台I上的固定座一 41，在固定座一 41上安装有旋转轴42、成像检测器43和压杆气缸44，旋转轴42与电机45连接，电机45安装于气缸一 46上，旋转轴42上安装有吸嘴47，成像检测器43位于电池夹座21的上方，压杆气缸44用于打开电池夹座弹动件211。机械手机构一将电池11夹持到电池夹座21后,压杆气缸44向下伸出，压杆气缸44打开电池夹座弹动件211,同时,气缸一 46推动电机45前进，吸嘴47吸住并带动电池11转动，成像检测器43检测电池11上的标签摆放位置并将检测结果反馈至与主控电路连接的控制系统，成像检测器43根据控制系统分析的结果发出相应信号控制电机45驱动旋转轴42旋转自动对电池11位置进行调整使电池11摆放位置一致，保证了焊片121焊接在电池11上的位置一致。
[0034] 上述的钢带送料机构5分别安装于移送机构2的两侧，包括安装于工作台上的钢带料盘51和钢带废料收集盘52，钢带废料收集盘52由电机驱动旋转，钢带废料收集盘52牵引钢带12输送且收集焊接后的钢带12废料，在钢带料盘51和钢带废料收集盘52之间设有一旋转件53，旋转件53与钢带12配合并拉紧钢带12。钢钢12在钢带废料收集盘52的牵引下依次经过旋转件53、焊片切断机构6、焊接机构7、旋转件53、钢带废料收集盘52。
[0035] 上述的焊片切断机构6安装于旋转件53和钢带废料收集盘52之间，包括安装于工作台I上的固定座二 61，固定座二 61上安装有气缸二 62和上切刀63，气缸二 62和上切刀63通过一杠杆机构64连接，气缸二 62推动杠杆机构64驱动上切刀63切断钢带焊片121的上接点。
[0036] 上述的焊接机构7安装于焊片切断机构6和钢带废料收集盘52之间，包括安装于工作台I上的固定座三71，固定座三71上安装有下切刀72和焊机73，下切刀72和焊机73分别与气缸三74连接，气缸三74驱动焊机73将焊片121的上端分别焊接于电池11的正负极两端，同时，气缸三74驱动下切刀72切断钢带焊片121的下接点，在焊接机构7的另一侧设有固定电池11的定位机构75，焊接时，定位机构75顶住电池11，相对应的焊机73将焊片121焊接于电池11的正极端或负极端。
[0037] 上述的反射光纤检测机构8安装于移送机构2尾部，分别位于移送机构2的两侧，焊接有焊片121的电池11在移送机构2上移送，当电池11经过反射光纤检测机构8，反射光纤检测机构8感应检测焊片121和电池11是否焊接到位，并将检测结果发送至控制系统。
[0038] 上述的良品下料机构9安装于光纤检测机构8和不良品回收机构10之间，包括安装于工作台I上的固定座四91，在机架上与移送机构2平行处安装有焊接成品转换输送带92，在固定座四91上安装有机械手机构二 93，在机械手机构二上安装有铜芯94，在工作台I下方设有检测电池11是否开路的开路检测器，铜芯94与开路检测器连接。良品下料机构9工作时，电池11在移送机构2上移送，机械手机构二 93铜芯94向下打开电池夹座弹动件211，同时机械手机构二 93铜芯94夹取反射光纤检测机构8检测的焊接到位的电池11，反射光纤检测机构8检测的焊接不到位的电池11继续在移送机构2移送，机械手机构二 93上的铜芯94检测电池11是否开路，机械手机构二 93将检测出的未开路电池11夹持到焊接成品转换输送带92上；在焊接成品转换输送带92末端安装有焊接成品输送带95，在焊接成品转换输送带92和焊接成品输送带95之间安装有拉线转换机构96，拉线转换机构96由安装于工作台I上的固定座五961、安装于固定座五961上的曲柄滑块机构962和机械手机构三963组成，曲柄滑块机构962与驱动机构连接，驱动机构驱动曲柄滑块机构962左右摆动将焊接成品转换输送带92上的电池11依次夹持到焊接成品输送带95上，电池在焊接成品输送带95上由吸取机构吸取后排放于料盘13上，吸取机构包括安装有吸头的丝杆和气缸，吸头端面呈拱形，吸头吸取电池11，丝杆安装于气缸上，气缸推动丝杆上下移动吸取电池11，丝杆前后移动将电池11排放于料盘13上。
[0039] 上述的不良品回收机构10包括安装于工作台I上的固定座六101，固定座六101上安装有回收料道一 102和机械手机构四103，机械手机构四将反射光纤检测机构8检测焊接不到位的电池11夹持到回收料道一 102中；在工作台I上良品下料机构9位置对应处安装有回收料道二 104，机械手机构三963将开路电池夹持到回收料道二 963中。
[0040] 本发明可通过单片机或微机进行程序控制。
[0041] 本发明自动点焊设备的工作过程如下:启动主控电路，在电池送料机构3托料盘32上摆放好未焊接有焊片121的电池后，托料盘32翻转90度使电池11横向靠近于电池输送带31，吸取气缸机构33伸出吸住电池11再回伸将电池11吸至电池输送带31上，电池在电池输送带31上向前输送；电池输送带31末端的机械手机械一将电池11夹持到移送机构2的电池夹座21上，电池标签对位机构4的压杆气缸44向下伸出打开电池夹座21弹动件211，气缸一 46伸出，驱动电机45向电池夹座21上的电池11伸出，旋转轴42上的吸嘴47吸住电池11 一端，电机45带动旋转轴42旋转，成像检测器43对下方的电池11上的标签分别进行检测，成像检测器43将检测结果反馈至控制系统，定位好的电池11将不再旋转，旋转轴42吸住未定位好的电池11继续旋转，直至定位好，电池夹座21上的电池11全部定位好后，压杆气缸44向上回复位置，电池夹座21弹动件继续向内压紧电池11。
[0042] 移送机构2移送电池11向前移动，同时，移送机构2两侧的钢带送料机构5分别送料，将钢带12安装后，电机驱动钢带废料收集盘52旋转牵引钢带12输送，钢带12输送至旋转件53时，旋转件53对钢带12进行拉紧；焊片切断机构6气缸二 62推动杠杆机构64驱动上切刀63切断钢带焊片121的上接点；钢带12继续输送，焊接机构7气缸三74驱动焊机73将焊片121的上端焊接于电池11的正极端，移送机构2另一侧的焊接机构7气缸三74驱动焊机73将焊片121的上端焊接于电池11的负极端，在焊接焊片121的同时，气缸三74驱动下切刀72切断钢带焊片121的下接点，而钢带废料收集于钢带废料收集盘42上，焊接有焊片121的电池11在移送机构2上继续移送。
[0043] 当电池11经过反射光纤检测机构8时，光纤传感器将对电池11两端进行感应，光纤传感器感应电池11两端焊片121是否焊接到位，并将感应结果反馈至控制系统。电池11继续移送，反射光纤检测机构8检测的焊接不到位的电池11继续在移送机构2移送，机械手机构二 93不夹取电池11，机械手机构二 93夹取光纤传感器感应到有焊片121的电池
11，机械手机构二 93上的铜芯94检测电池11是否开路，机械手机构二 93将检测出的未开路电池11夹持到焊接成品转换输送带92上。未开路电池11输送至焊接成品转换输送带92末端时，拉线转换机构96驱动机构驱动曲柄滑块机构962带动机械手机构三963将焊接成品转换输送带92上的未开路电池11依次夹持到焊接成品输送带95上，焊接成品输送带95尾部的吸取机构将电池11吸取后排放于料盘13上，待料盘13装满焊接合格的电池11后，由气缸推出料盘13下料并通过气缸推进空料盘继续装载电池11。
[0044] 电池11的开路检测过程中检测出的开路电池11由机械手机构二 93夹持到回收料道二 104中，而光纤传感器感应的焊接不到位的电池11由不良品回收机构10进行回收，机械手机构四103将电池夹持到回收料道一 102中。
[0045] 如此循环往复即实现电池11和钢带12的自动送料、焊接和性能检测。
[0046] 上述实施例仅为本发明的较佳的实施方式，除此之外，本发明还可以有其他实现方式。也就是说，在没有脱离本发明发明构思的前提下，任何显而易见的替换均应落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种自动点焊设备，包括机架和设在机架上的工作台(I)，其特征在于:所述工作台上设有分别将电池(11)和连接有焊片(121)的钢带(12)送入焊接工位的电池送料机构(3)和钢带送料机构(5)、承载并移送电池的移送机构(2)和将焊片从钢带上切断的焊片切断机构(6)以及将焊片焊接于电池正负极两端的焊接机构(7)、良品下料机构(9)，移送机构上设有夹持电池的电池夹座(21)，电池夹座上设有向内侧压紧电池的弹动件(211)，上述机构与主控电路连接； 自动点焊设备还包括设于移送机构起始端检验电池上的标签是否摆放一致的电池标签对位机构(4)、设于移送机构尾部检测焊片和电池是否焊接到位的反射光纤检测机构(8)和设于移送机构末端去除检测出的不良电池产品的不良品回收机构(10)； 所述的电池送料机构安装于移送机构一端，包括一电池输送带(31)、安装于电池输送带一侧盛放电池的托料盘(32)和安装于电池输送带另一侧将电池吸取至电池输送带的吸取气缸机构(33)，在电池输送带中间设有检测电池输送带上是否存在有电池的对射光纤(34)，托料盘由安装于 工作台下方的电机驱动翻转使电池横放且与电池输送带位置对应，在电池输送带末端设有将电池夹持到移送机构电池夹座上的机械手机构一，机械手机构一上设有打开弹动件的压杆； 所述的电池标签对位机构包括安装于工作台上的固定座一(41)，在固定座一上安装有旋转轴(42)、成像检测器(43)和打开电池夹座弹动件的压杆气缸(44)，旋转轴与电机(45)连接，电机安装于气缸一(46)上，旋转轴上安装有吸嘴(47)，成像检测器位于电池夹座上方，机械手机构一将电池夹持到电池夹座后，气缸一推动电机前进，吸嘴吸住并带动电池转动，成像检测器检测电池上的标签摆放位置并将检测结果反馈至与主控电路连接的控制系统，控制系统控制电机驱动旋转轴旋转自动对电池位置进行调整使电池摆放位置一致。
2.根据权利要求1所述的自动点焊设备，其特征在于:所述的钢带送料机构分别安装于移送机构两侧，包括安装于工作台上的钢带料盘(51)和钢带废料收集盘(52)，钢带废料收集盘由电机驱动旋转且牵引钢带输送和收集钢带废料，在钢带料盘和钢带废料收集盘之间设有与钢带配合并拉紧钢带的旋转件(53)。
3.根据权利要求1所述的自动点焊设备，其特征在于:所述的焊片切断机构安装于旋转件和钢带废料收集盘之间，包括安装于工作台上的固定座二(61)，固定座二上安装有气缸二(62)和上切刀(63),气缸二和上切刀通过一杠杆机构(64)连接,气缸二推动杠杆机构驱动上切刀切断钢带焊片的上接点。
4.根据权利要求1所述的自动点焊设备，其特征在于:所述的焊接机构安装于焊片切断机构和钢带废料收集盘之间，包括安装于工作台上的固定座三(71)，固定座三上安装有下切刀(72)和焊机(73)，下切刀和焊机分别与气缸三(74)连接，气缸三驱动焊机将焊片的上端分别焊接于电池的正负极两端，同时，气缸三驱动下切刀切断钢带焊片的下接点，在焊接机构的另一侧设有固定电池的定位机构(75)。
5.根据权利要求1所述的自动点焊设备，其特征在于:所述的反射光纤检测机构为安装于移送机构两侧的光纤传感器。
6.根据权利要求1所述的自动点焊设备，其特征在于:所述的良品下料机构安装于反射光纤检测机构和不良品回收机构之间，包括安装于工作台上的固定座四(91)，在机架上与移送机构平行处安装有焊接成品转换输送带(92)，固定座四上安装有机械手机构二(93)，在机械手机构二上安装有铜芯(94)，在工作台下方设有检测电池是否开路的开路检测器，铜芯与开路检测器连接，机械手机构二将检测出的未开路电池夹持到焊接成品转换输送带上；在焊接成品转换输送带末端安装有焊接成品输送带(95)，在焊接成品转换输送带和焊接成品输送带之间安装有拉线转换机构(96)，拉线转换机构由安装于工作台上的固定座五(961)、安装于固定座五上的曲柄滑块机构(962)和机械手机构三(963)组成，曲柄滑块机构与驱动机构连接，驱动机构驱动曲柄滑块机构左右摆动将焊接成品转换输送带上的电池依次夹持到焊接成品输送带上，电池在焊接成品输送带上由吸取机构吸取后排放于料盘(13)上。
7.根据权利要求6所述的自动点焊设备，其特征在于:所述的不良品回收机构包括安装于工作台上的固定座六(101)，固定座六上安装有回收料道一(102)和机械手机构四(103)，机械手机构四将反射光纤检测机构检测焊接不到位的电池夹持到回收料道一中；在工作台上良品下料机构位置对应处安装有回收料道二(104)，机械手机构三将开路电池夹持到回收料道二中。 ·
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