CN103551774A - 一种集流片焊接装置、下集流片焊接装置及其夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种集流片焊接装置、下集流片焊接装置及其夹具，所述夹具包括基座、导向块、卷芯托块、夹具筒体和上盖；所述托块的中央设有对中凹槽和通孔；所述夹具筒体罩设于所述导向块和卷芯托块外；所述夹具筒体设有定心部件；所述上盖的底壁开有用于激光焊接所需的通孔，侧壁开有卡扣槽；所述夹具筒体外周壁设有凸柱。本发明的夹具因在欲加工的超级电容器的卷芯两端分别设置有：中央设有对中凹槽的托块和设有定心部件的夹具筒体，可从上下两个部位对欲加工的超级电容器的卷芯进行定位，所以可以做到定位准确，同时托块的使用又使得本发明的夹具可以适用于不同高度的超级电容器卷芯与集流片的焊接，而且转产方便，节省了工时和成本。

Description

一种集流片焊接装置、下集流片焊接装置及其夹具
技术领域
本发明涉及夹具，尤其涉及一种用于超级电容器集流片焊接的夹具。
背景技术
在焊接结构超级电容器的生产过程当中，通常有一道工序为用激光焊的方式将上、下集流片与卷芯熔接在一起，将卷芯正、负极引出，有良好的导电性能及焊接强度，这一工序对产品的质量至关重要。
对于激光焊接，超级电容器卷芯焊接位置的定位精度是影响其装配质量的最基本因素，现有技术的定位方法大多通过工装夹具对焊接位置进行定位。那么，工装夹具的设计是否合理，对电子元器件的质量影响很大。定位精度差，则装配质量不稳定；工装夹具的结构不合理，则会在装配时对卷芯导电性能及焊接强度造成不同程度的影响。
现有技术中有一种三爪结构的工装夹具，其通过三爪收缩固定环使三爪收缩夹紧卷芯并与集流片紧密接触，但由于该三爪与卷芯同时运动夹紧，之间相互摩擦，在使用时常发生卷芯与集流片偏心问题，不能满足生产工艺要求。此外，该夹具也不能满足不同高度尺寸的卷芯与集流片焊接的需求。
发明内容
本发明为克服上述现有技术的缺陷，提供一种定位准确并满足不同尺寸的卷芯与集流片焊接需求的下集流片焊接夹具，其包括基座、导向块、卷芯托块、夹具筒体和上盖；所述基座、导向块和卷芯托块自下而上依次设置，所述卷芯托块的中央设有对中凹槽和通孔，所述对中凹槽用于使欲加工的超级电容器卷芯的一端处于居中位置；所述夹具筒体与所述基座连接，并罩设于所述导向块和卷芯托块外；所述夹具筒体的距离所述底座一定高度处设有定心部件，用于对欲加工的超级电容器的卷芯施加压力以使其处于居中位置；所述上盖的底壁开有用于激光焊接所需的工作窗口，侧壁开有两个以上用于连接所述夹具筒体的卡扣槽；所述夹具筒体外周壁设有两个以上可卡入所述卡扣槽的凸柱。
根据实施例，本发明还可采用以下优选的技术方案：
所述卷芯托块的对中凹槽的内壁面呈可使欲加工的超级电容器的卷芯的相应端部自动居中的锥形面。
所述定心部件有多个，沿所述夹具筒体的周壁均匀分布，各定心部件均包括支架和压轮，所述压轮以活动连接方式设于所述支架的杆部的端部，可在一定压力下沿所述杆部的轴向移动；所述压轮的转动方向沿所述夹具筒体的轴向，且各压轮相向的端部处于同一圆周上，该圆周的直径略小于欲加工的超级电容器卷芯的外径。
所述导向块和卷芯托块上对应设有至少两个定位销孔，以通过定位销固定两者的相对位置。
所述上盖底壁上的工作窗口的形状和大小为至少能够暴露出所需焊接的部位。
所述卷芯托块的中心设有方便拆卸的内螺纹孔，所述基座中央设有不小于所述内螺纹孔的通孔。
所述卷芯托块可随所述导向块在所述夹具筒体内往复移动，并可更换。
本发明与现有技术对比的有益效果是：
本发明的夹具因在欲加工的超级电容器卷芯的两端分别设置有：中央设有对中凹槽的托块和设有定心部件的夹具筒体，可从上下两个部位对欲加工的超级电容器的卷芯进行定位，所以可以做到定位准确，同时卷芯托块的使用又使得本发明的夹具可以适用于不同高度的超级电容器卷芯的焊接，而且转产方便，节省了工时和成本。
在一个优选的技术方案中，通过将卷芯托块的对中凹槽的内壁面设计为可使欲加工的超级电容器的卷芯的相应端部自动居中的锥形面，大大方便了对中操作及提高了效率。
在另一个优选的技术方案中，通过特别设计的包括支架和压轮的定心部件，可在装入超级电容器卷芯到夹具筒体内或取出的过程中，超级电容器卷芯外壁与夹具筒体的内壁之间是滚动摩擦，从而避免滑动摩擦会导致的划伤超级电容器卷芯的问题，且在装入和取出时比较省力。
又一个优选的技术方案中，所述导向块和卷芯托块上对应设有至少两个定位销孔，以通过定位销固定两者的相对位置，从而可避免错位导致的对位不准确，且方便卷芯托块的更换。
再一个优选的技术方案中，所述卷芯托块的中心设有方便拆卸的内螺纹孔，所述基座中央设有不小于所述内螺纹孔的通孔，可借助装卸杆来拆卸所述托块，提升夹具更换时的效率。
所述卷芯托块可随所述导向块在所述夹具筒体内往复移动，并可更换，该设计可使夹具适用于不同高度的超级电容器的卷芯与下集流片焊接。
本发明还提供一种下集流片焊接装置，包括动力部件、旋转支撑平台和两个以上如前任一项所述的下集流片焊接用夹具，以及对应设置的两个以上焊接部件，各所述下集流片焊接夹具沿周向均匀设于所述旋转支撑平台上，所述导向块可在所述动力部件的作用下带动所述卷芯托块移动，以使所述下集流片与欲加工的超级电容器的卷芯相互紧贴。
本发明的下集流片焊接装置，因包括两个以上下集流片焊接用夹具，以及对应设置的两个以上焊接部件，所以可一次装入多个超级电容器卷芯进行焊接操作，提升工作效率。
本发明还进一步提供一种集流片焊接装置，包括旋转支撑平台、上集流片焊接用夹具和前所述的下集流片焊接装置；所述上集流片焊接用夹具和所述下集流片焊接用夹具对称设于所述旋转支撑平台上；所述上集流片焊接用夹具包括第二基座、第二导向块、第二卷芯托块、第二夹具筒体和第二上盖，所述第二夹具筒体设于所述第二基座上，所述第二导向块、第二卷芯托块处于所述第二夹具筒体内部；所述第二上盖的底壁开有用于激光焊接所需的第二工作窗口，侧壁开有两个以上用于连接所述夹具筒体的第二卡扣槽；所述第二夹具筒体外周壁设有两个以上可卡入所述第二卡扣槽的第二凸柱。
本发明的集流片焊接装置，因其上集流片焊接用夹具和下集流片焊接用夹具对称设于所述旋转支撑平台上，通过所述旋转支撑平台来实现工位的转换，故可实现焊接上集流片或下集流片的同时安装下集流片或上集流片，从而提高工作效率，并在尽量短的时间内完成上、下集流片的焊接。
附图说明
图1是下集流片焊接夹具结构示意图。
图2是图1的下集流片焊接夹具的剖视示意图。
图3是一个实施例的定心部件的结构示意图。
图4是上集流片焊接夹具结构示意图。
图5是图4的上集流片焊接夹具的剖视示意图。
具体实施方式
下面对照附图和结合优选具体实施方式对本发明进行详细的阐述。
实施例1
如图1、图2所示，本实施例的下集流片焊接夹具，包括基座1、导向块2、卷芯托块3、夹具筒体4和上盖6；所述基座1、导向块2和卷芯托块3自下而上依次设置，所述卷芯托块3的中央设有对中凹槽301，所述对中凹槽301用于使欲加工的超级电容器的卷芯9的一端处于居中位置；所述夹具筒体4与所述基座1连接，并罩设于所述导向块2和卷芯托块3外；所述夹具筒体4的距离所述底座1一定高度处设有定心部件5，用于对欲加工的超级电容器的卷芯9施加压力以使其处于居中位置；所述上盖6的底壁开有用于激光焊接所需的工作窗口，侧壁开有两个以上用于连接所述夹具筒体的卡扣槽12；所述夹具筒体4外周壁设有两个（显然也可以是多个，优选在周壁上均匀设置）可卡入所述卡扣槽12的凸柱11。
前述一定高度处可根据实际所要加工的超级电容器卷芯9的尺寸来定，只要能够实现定心部件5对卷芯9的定位并相对靠近远离底座1的一个端部即可。
本实施例中，为了取得更好的自动对中的效果，所述卷芯托块3的中央所设的对中凹槽301的内壁面呈可使欲加工的超级电容器的卷芯9的相应端部自动居中的倒截锥形。
如图3所示，所述定心部件5有多个，沿所述夹具筒体4的周壁均匀分布，各定心部件5均包括支架501和压轮502，所述压轮502以活动连接方式设于所述支架501的杆部5011的端部，可在一定压力下沿所述杆部5011的轴向移动；所述支架501的头部5012固设与所述夹具筒体4的周壁上；所述压轮502的转动方向沿所述夹具筒体4的轴向，且各压轮502相向的端部处于同一圆周上，该圆周的直径略小于欲加工的超级电容器卷芯9的外径。该特别设计的包括支架5011和压轮502的定心部件5，可在装入到夹具筒体4内或取出的过程中，因可对超级电容器卷芯9施加一定的弹性压力，所以，既保证了良好的定心（对中）效果，又使得超级电容器卷芯9外壁与夹具筒体4的内壁之间是滚动摩擦，从而避免滑动摩擦会导致的划伤超级电容器卷芯9的问题，且在装入和取出时比较省力。该图中的所述压轮502也可设置成万向轮的形式，从而可以不必预先设定其转动方向为沿所述夹具筒体4的轴向。
考虑到本发明的下集流片焊接用夹具所应用的产品要求的精度较高，故还优选在所述导向块2和卷芯托块3上对应设有至少两个定位销孔，以通过定位销10固定两者的相对位置。这样，可以避免转产情况下更换卷芯托块3时出现两者间错位的问题。这里所说转产是指不同高度的卷芯9与下集流片7的焊接，这时就需要更改厚度更大或更小的卷芯托块3，以便调整至适当的卷芯9位置来对应下集流片7焊接部位的位置。
所述上盖6底壁上的工作窗口的形状和大小为至少能够暴露出所需焊接的部位。所述工作窗口即在上盖6底壁上所开、可使焊接激光通过的开口。本实施例中，为了保证下集流片7与卷芯9贴紧时不变形，所述上盖6的底壁上的工作窗口呈环形的齿轮状设计，各个齿槽部位对应下集流片7上各个需要焊接的部位，以充分暴露焊接部位而在无需焊接的部位保留齿状底壁，从而可以对下集流片7的相应部位起到支撑和保护作用。所述上盖6盖到所述夹具筒体4上，其两个卡扣槽12的缺口处分别对准所述夹具筒体4上的两个凸柱11，两个凸柱11卡入两个卡扣槽12后旋转所述上盖6一定的角度，即可将两者牢固的锁扣在一起，通过所述上盖6对待焊接的下集流片7进行轴向上的定位。
为了方便转产、维护等情况下的拆装需求，本实施例中，所述卷芯托块3的中心还设有用于拆卸的内螺纹孔，所述基座1和导向块2的中央均设有不小于所述内螺纹孔的通孔，以便使用装卸杆（比如外螺纹杆）进行卷芯托块3的拆装。
此外，所述卷芯托块3还可设计成可随所述导向块2在所述夹具筒体4内往复移动的形式，可通过电动或气动部件使卷芯9在所述卷芯托块3的推动下与集流片7紧密接触，以便焊接。同时，所述卷芯托块3可更换，故可以适应不同高度卷芯的焊接。这样设计的原因是，所述卷芯托块3在所述夹具筒体4内往复移动的的距离有限，因移动距离过大容易导致对中不准确。所述对中凹槽301也可是通孔，该通孔呈上大下小的倒截锥形，同样可以起到自动对中的效果。
实施例2
本实施例的下集流片焊接装置，包括动力部件、旋转支撑平台和两个以上如实施例1所述的下集流片焊接用夹具，以及对应设置的两个以上激光焊部件，各所述下集流片焊接夹具沿周向均匀设于所述旋转支撑平台上，所述导向块可在所述动力部件的作用下带动所述卷芯托块移动，以使所述下集流片与欲加工的超级电容器的卷芯相互紧贴。该设计可有多个焊接工位，能够同时多个产品的下集流片进行焊接，从而提高效率。
上述旋转支撑平台也可是移动支撑平台等，只要能够实现产品装卸和产品焊接两个工位的转换即可。
实施例3
本实施例的集流片焊接装置，包括旋转支撑平台、上集流片焊接用夹具和实施例2所述的下集流片焊接装置，以及对应设置的激光焊部件。所述上集流片焊接用夹具和所述下集流片焊接用夹具对称设于所述旋转支撑平台上。
如图4和图5所示，所述上集流片焊接用夹具包括第二基座1ˊ、第二导向块2ˊ、第二卷芯托块3ˊ、第二夹具筒体4ˊ和第二上盖6ˊ，所述第二夹具筒体4ˊ设于所述第二基座1ˊ上，所述第二导向块2ˊ、第二卷芯托块3ˊ处于所述第二夹具筒体4ˊ内部；所述第二上盖6ˊ的底壁开有用于激光焊接所需的第二工作窗口，侧壁开有两个用于连接所述夹具筒体的第二卡扣槽12ˊ；所述第二夹具筒体4ˊ外周壁设有两个可卡入所述第二卡扣槽12ˊ的第二凸柱11ˊ。显然，所述相互配合的第二卡扣槽12ˊ和第二凸柱11ˊ不局限于两个，而可以是多个，优选在周壁上均匀分布。
本实施例中的上集流片焊接用夹具与实施例1中的下集流片焊接用夹具相比，除了可以不必设置其中的定心部件5（当然也可保留）、第二卷芯托块3ˊ上的中心定位孔不同外，其余均各个相应的组件，均可采用相同的结构。这是因为，下集流片与卷芯9ˊ焊接后，超级电容器的该端部是一个平面，放置在所述第二卷芯托块3ˊ上的中心定位孔中时可自动使另外一端处于居中位置，而保证焊接的效果。所述中心定位孔是开在所述第二卷芯托块3ˊ中心的通孔，可使卷芯9的相应端的凸台插入其中以定心。此外，同样优选在所述导向块2ˊ和卷芯托块3ˊ上对应设有至少两个定位销孔，以通过定位销10ˊ固定两者的相对位置。同样，可以避免转产情况下更换卷芯托块3ˊ时出现两者间错位的问题。这里所说转产是指不同高度的卷芯9与上集流片8的焊接，这时就需要更改厚度更大或更小的卷芯托块3ˊ，以便调整至适当的卷芯9位置来对应上集流片8焊接部位的位置，最终可以通过激光焊部件进行激光焊。
本发明的集流片焊接装置，因其上集流片焊接用夹具和下集流片焊接用夹具对称设于所述旋转支撑平台上，通过所述旋转支撑平台来实现工位的转换，故可实现焊接上集流片或下集流片的同时安装下集流片或上集流片，从而提高工作效率，并在尽量短的时间内完成上、下集流片的焊接。
同样，本实施例中的旋转支撑平台也可是移动支撑平台等，只要能够实现产品装卸和产品焊接两个工位的转换即可。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种下集流片焊接用夹具，其特征在于：包括基座、导向块、托块、夹具筒体和上盖；
所述基座、导向块和卷芯托块自下而上依次设置，所述卷芯托块的中央设有对中凹槽和通孔，所述对中凹槽用于使欲加工的超级电容器卷芯的一端处于居中位置；
所述夹具筒体与所述基座连接，并罩设于所述导向块和卷芯托块外；
所述夹具筒体的距离所述底座一定高度处设有定心部件，用于对欲加工的超级电容器的卷芯施加压力以使其处于居中位置；
所述上盖的底壁开有用于激光焊接所需的工作窗口，侧壁开有两个以上用于连接所述夹具筒体的卡扣槽；所述夹具筒体外周壁设有两个以上可卡入所述卡扣槽的凸柱。
2.如权利要求1所述的下集流片焊接用夹具，其特征在于：所述卷芯托块的对中凹槽的内壁面呈可使欲加工的超级电容器的卷芯的相应端部自动居中的锥形面。
3.如权利要求1所述的下集流片焊接用夹具，其特征在于：所述定心部件有多个，沿所述夹具筒体的周壁均匀分布，各定心部件均包括支架和压轮，所述压轮以活动连接方式设于所述支架的杆部的端部，可在一定压力下沿所述杆部的轴向移动；
所述压轮的转动方向沿所述夹具筒体的轴向，且各压轮相向的端部处于同一圆周上，该圆周的直径略小于欲加工的超级电容器卷芯的外径。
4.如权利要求1所述的下集流片焊接用夹具，其特征在于：所述导向块和卷芯托块上对应设有至少两个定位销孔，以通过定位销固定两者的相对位置。
5.如权利要求1所述的下集流片焊接用夹具，其特征在于：所述上盖底壁上的工作窗口的形状和大小为至少能够暴露出所需焊接的部位。
6.如权利要求5所述的下集流片焊接用夹具，其特征在于：所述工作窗口的形状呈环形的齿轮状设计，各个齿槽部位对应所述下集流片上各个需要焊接的部位。
7.如权利要求1所述的下集流片焊接用夹具，其特征在于：所述卷芯托块的中心设有方便拆卸的内螺纹孔，所述基座中央设有不小于所述内螺纹孔的通孔。
8.如权利要求7所述的下集流片焊接用夹具，其特征在于：所述卷芯托块可随所述导向块在所述夹具筒体内往复移动，并可更换。
9.一种下集流片焊接装置，其特征在于：包括动力部件、旋转支撑平台和两个以上如权利要求1-8任一项所述的下集流片焊接用夹具，以及对应设置的两个以上激光焊部件，各所述下集流片焊接夹具沿周向均匀设于所述旋转支撑平台上，所述导向块可在所述动力部件的作用下带动所述卷芯托块移动，以使所述下集流片与欲加工的超级电容器的卷芯相互紧贴。
10.一种集流片焊接装置，其特征在于：包括旋转支撑平台、上集流片焊接用夹具和权利要求9所述的下集流片焊接装置，以及对应设置的激光焊部件；
所述上集流片焊接用夹具和所述下集流片焊接用夹具对称设于所述旋转支撑平台上；
所述上集流片焊接用夹具包括第二基座、第二导向块、第二卷芯托块、第二夹具筒体和第二上盖，所述第二夹具筒体设于所述第二基座上，所述第二导向块、第二卷芯托块处于所述第二夹具筒体内部；
所述第二上盖的底壁开有用于激光焊接所需的第二工作窗口，侧壁开有两个以上用于连接所述夹具筒体的第二卡扣槽；所述第二夹具筒体外周壁设有两个以上可卡入所述第二卡扣槽的第二凸柱。
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