CN102699518B - 一种动力电池电极超声波连续滚动焊接装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动力电池电极超声波连续滚动焊接装置及其工作方法，该装置中的第一驱动机构驱动移动焊接模组在安装平台上滑动，移动焊接模组包括超声波焊接系统、用于带动超声波焊接系统上下移动的第二驱动机构和用于带动超声波焊接系统转动的驱动电机；焊接平台上具有多个并排设置的夹持动力电池和宽极耳的夹持机构，当超声波焊接系统左右移动时，超声波焊接系统的圆柱形焊接头的圆周面对被夹持的动力电池的电极施力，以进行焊接；控制系统控制第一、第二驱动机构、驱动电机和超声波焊接系统的动作。本发明可连续滚动地对动力电池电极和极耳焊接，可实现焊接施力的一致性，保证了焊接质量；可实现自动化批量焊接，节省了人力成本。

Description

一种动力电池电极超声波连续滚动焊接装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种超声波焊接设备，尤其涉及一种可连续焊接多个动力电池电极的动力电池电极超声波连续滚动焊接装置及其工作方法。
背景技术
目前对于宽极耳的多层电池超声波焊接，主要是以分多次焊接实现，这样往往容易造成焊接效果达不到现在动力电池多层焊接工艺的要求。因此，在动力电池多层极片与宽极耳的焊接时更需要连续的焊接，否则会损坏动力电池多层极片与电极耳，影响到电池的生产合格率。另外，在动力电池多层电极焊接工艺一般采用单点焊接，缺点是焊接效率比较低。尤其采用手动方式进给工件，焊接质量不能保证，无法实现大批量、规模化、产品一致性生产要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是改变现有动力电池多层电极焊接工艺一般采用单点焊接，采用手动方式进给工件，焊接质量不能保证，无法实现大批量、规模化生产要求的问题，提供一种动力电池电极超声波连续滚动焊接装置及其工作方法。
为实现上述目的，所述动力电池电极超声波连续滚动焊接装置，包括安装平台，其特点是，所述焊接装置还包括移动焊接模组、第一驱动机构、焊接平台和控制系统；其中，所述第一驱动机构驱动移动焊接模组在安装平台上滑动，所述移动焊接模组包括超声波焊接系统、用于带动超声波焊接系统上下移动的第二驱动机构、以及用于带动超声波焊接系统转动的驱动电机；
固装于安装平台上的焊接平台上具有多个并排设置的用于夹持动力电池和宽极耳的夹持机构，当超声波焊接系统左右移动时，超声波焊接系统的圆柱形焊接头的圆周面对被夹持的动力电池的电极施力，以进行超声波焊接；并且，
所述控制系统分别与第一驱动机构、第二驱动机构、驱动电机和超声波焊接系统电连接，以控制各机构的动作。
优选的是，所述移动焊接模组还包括第一移动仓和第二移动仓，所述第一移动仓的外底面滑动连接于设置在安装平台上的滑轨上，所述第一移动仓的内底面固装有第二驱动机构，所述第二驱动机构的输出端固连在第二移动仓的外底面上，所述第二移动仓内固装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴通过一传动齿轮与可转动地设置于第二移动仓内的超声波焊接系统配合连接，以带动超声波焊接系统同步转动。
优选的是，水平放置的所述超声波焊接系统可转动地连接于所述第二移动仓两相对的内壁上，超声波焊接系统的焊接头依次贯穿第二移动仓和第一移动仓，以进行超声波焊接。
优选的是，所述第二移动仓的侧面通过连接部滑动连接于第一移动仓的侧壁上，以使第二移动仓稳固地上下移动。
优选的是，所述第一驱动机构为伺服驱动电机。
优选的是，所述第二驱动机构为气缸。
本发明的另一个目的在于提供所述动力电池电极超声波连续滚动焊接装置的工作方法，该工作方法包括，
步骤一：将多个待焊接的动力电池和对应的宽极耳装夹于焊接平台上；
步骤二：所述控制系统控制第一驱动机构驱动移动焊接模组在安装平台上滑动，直至超声波焊接系统的焊接头位于待焊接位置的上方；
步骤三：所述控制系统控制第二驱动机构驱动第二移动仓向下移动，直至超声波焊接系统的焊接头的圆周面抵于待焊接位置并向焊接位置施加一定的压力；
步骤四：所述控制系统同时控制第一驱动机构和驱动电机，使移动焊接模组在水平滑动的同时，驱动电机带动超声波焊接系统同步转动，以连续滚动地对动力电池的多层电极和宽极耳进行焊接；
步骤五：焊接完一块动力电池的电极后，所述控制系统控制第二驱动机构驱动第二移动仓向上移动，使超声波焊接系统的焊接头脱离与当前动力电池的接触；然后重复步骤二，以进行下一块动力电池多层电极和宽极耳的焊接。
优选的是，所述焊接装置的焊接压力为0.1MPa～0.8MPa，焊接功率为300W～20000W，且所述超声波焊接频率为15KHz～40KHz。
本发明的有益效果在于，应用所述动力电池电极超声波连续滚动焊接装置及其工作方法，由于采用水平移动的移动焊接模组，结合同步转动的超声波焊接系统，可连续滚动地对动力电池的多层电极和宽极耳进行超声波焊接，有效地实现了动力电池受力的一致性，保证了焊接质量；此外，结合焊接平台上并排设置的多个动力电池，可依次对焊接平台上的多个动力电池进行焊接，实现了自动化批量焊接，节省了人力成本。
附图说明
图1示出了本发明所述的动力电池电极超声波连续滚动焊接装置的整体结构示意图。
图2示出了图1中所示的焊接装置整体的侧视角结构示意图。
图3示出了图1中移动焊接模组的结构示意图。
图4示出了图1中焊接平台的俯视图。
图5示出了图1中的焊接平台的结构示意图。
图6示出了图1中所示的动力电池电极超声波连续滚动焊接装置的正视图。
图7示出了图1中所示的动力电池电极超声波连续滚动焊接装置的左视图。
图8示出了图1中所示的动力电池电极超声波连续滚动焊接装置的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1至图8所示，所述动力电池电极超声波连续滚动焊接装置，包括安装平台2、移动焊接模组5、第一驱动机构55、焊接平台4和控制系统1。
其中，所述第一驱动机构55驱动移动焊接模组5在安装平台2上滑动，所述移动焊接模组5包括超声波焊接系统53、用于带动超声波焊接系统53上下移动的第二驱动机构54、以及用于带动超声波焊接系统53转动的驱动电机51。
固装于安装平台2上的焊接平台4上具有多个并排设置的用于夹持动力电池61和宽极耳的夹持机构，当超声波焊接系统53左右移动时，超声波焊接系统53的圆柱形焊接头56的圆周面对被夹持的动力电池61的电极施力，以进行超声波焊接。
所述控制系统1为PLC控制系统，其分别与第一驱动机构55、第二驱动机构54、驱动电机51和超声波焊接系统53电连接，以控制各机构的动作。
具体地，如图2或图3所示，所述移动焊接模组5还包括第一移动仓和第二移动仓，所述第一移动仓的外底面滑动连接于设置在安装平台2上的滑轨21上，所述第一移动仓的内底面固装有第二驱动机构54和第一驱动机构55，所述第二驱动机构54的输出端固连在第二移动仓的外底面上，所述第二移动仓内固装有驱动电机51，所述驱动电机51可固装于第二移动仓的内底面或内壁上，所述驱动电机51的输出轴通过一传动齿轮52与可转动地设置于第二移动仓内的超声波焊接系统53配合连接，以带动超声波焊接系统53同步转动。
水平放置的所述超声波焊接系统53可转动地连接于所述第二移动仓两相对的内壁上，超声波焊接系统53的焊接头56依次贯穿第二移动仓和第一移动仓，以进行超声波焊接。并且，所述第二移动仓的侧面通过连接部滑动连接于第一移动仓的侧壁上，以使第二移动仓稳固地上下移动。
进一步的，所述第一驱动机构55优选为伺服驱动电机51；所述第二驱动机构54优选为气缸。
值得注意的是，可以将超声波焊接系统53中的超声波发生器3独立于所述移动焊接模组5设置，优选地，所述超声波发生器3可设置于安装平台2的下方。
所述动力电池61电极超声波连续滚动焊接装置的工作方法，包括以下几个步骤：
步骤一：将多个待焊接的动力电池61和对应的宽极耳62装夹于焊接平台4上；
步骤二：所述控制系统1控制第一驱动机构55驱动移动焊接模组5在安装平台2上滑动，直至超声波焊接系统53的焊接头56位于待焊接位置的上方；
步骤三：所述控制系统1控制第二驱动机构54驱动第二移动仓向下移动，直至超声波焊接系统53的焊接头56的圆周面抵于待焊接位置并向焊接位置施加一定的压力；
步骤四：所述控制系统1同时控制第一驱动机构55和驱动电机51，使移动焊接模组5在水平滑动的同时，驱动电机51带动超声波焊接系统53同步转动，呈圆柱形的焊接头56的侧面接触焊接位置，以连续滚动地对动力电池61的多层电极和宽极耳62进行焊接；
步骤五：焊接完一块动力电池61的电极后，所述控制系统1控制第二驱动机构54驱动第二移动仓向上移动，使超声波焊接系统53的焊接头56脱离与当前动力电池61的接触；然后重复步骤二，以进行下一块动力电池61的多层电极和宽极耳62的焊接。
待焊接平台4上所有的动力电池61的电池均焊接完成后，可松开夹持机构，取出焊接好的动力电池61。
进一步的，所述焊接装置的焊接压力为0.1MPa～0.8MPa，焊接功率为300W～20000W，且所述超声波焊接频率为15KHz～40KHz。
综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。

Claims (3)

1.一种动力电池电极超声波连续滚动焊接装置，包括安装平台，所述焊接装置还包括移动焊接模组、第一驱动机构、焊接平台和控制系统；其中，所述第一驱动机构驱动移动焊接模组在安装平台上滑动，所述移动焊接模组包括超声波焊接系统、用于带动超声波焊接系统上下移动的第二驱动机构、以及用于带动超声波焊接系统转动的驱动电机；
固装于安装平台上的焊接平台上具有多个并排设置的用于夹持动力电池和宽极耳的夹持机构，当超声波焊接系统左右移动时，超声波焊接系统的圆柱形焊接头的圆周面对被夹持的动力电池的电极施力，以进行超声波焊接；并且，
所述控制系统分别与第一驱动机构、第二驱动机构、驱动电机和超声波焊接系统电连接，以控制各机构的动作；
其特征在于：所述移动焊接模组还包括第一移动仓和第二移动仓，所述第一移动仓的外底面滑动连接于设置在安装平台上的滑轨上，所述第一移动仓的内底面固装有第二驱动机构，所述第二驱动机构的输出端固连在第二移动仓的外底面上，所述第二移动仓内固装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴通过一传动齿轮与可转动地设置于第二移动仓内的超声波焊接系统配合连接，以带动超声波焊接系统同步转动；
水平放置的所述超声波焊接系统可转动地连接于所述第二移动仓两相对的内壁上，超声波焊接系统的焊接头依次贯穿第二移动仓和第一移动仓，以进行超声波焊接；
所述第二移动仓的侧面通过连接部滑动连接于第一移动仓的侧壁上，以使第二移动仓稳固地上下移动。
2.根据权利要求1所述的动力电池电极超声波连续滚动焊接装置的工作方法，其特征在于：包括，
步骤一：将多个待焊接的动力电池和对应的宽极耳装夹于焊接平台上；
步骤二：所述控制系统控制第一驱动机构驱动移动焊接模组在安装平台上滑动，直至超声波焊接系统的焊接头位于待焊接位置的上方；
步骤三：所述控制系统控制第二驱动机构驱动第二移动仓向下移动，直至超声波焊接系统的焊接头的圆周面抵于待焊接位置并向焊接位置施加一定的压力；
步骤四：所述控制系统同时控制第一驱动机构和驱动电机，使移动焊接模组在水平滑动的同时，驱动电机带动超声波焊接系统同步转动，以连续滚动地对动力电池的多层电极和宽极耳进行焊接；
步骤五：焊接完一块动力电池的电极后，所述控制系统控制第二驱动机构驱动第二移动仓向上移动，使超声波焊接系统的焊接头脱离与当前动力电池的接触；然后重复步骤二，以进行下一块动力电池多层电极和宽极耳的焊接。
3.根据权利要求2所述的动力电池电极超声波连续滚动焊接装置的工作方法，其特征在于：所述焊接装置的焊接压力为0.1MPa～0.8MPa，焊接功率为300W～20000W，且所述超声波焊接频率为15KHz～40KHz。
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