CN105345263A - 一种用于电池焊接的全自动立焊方法及夹具装置 - Google Patents

一种用于电池焊接的全自动立焊方法及夹具装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于电池焊接的全自动立焊方法及夹具装置，该方法包括以下步骤：S1、电池焊接流水线将待焊接的电池运送到自动焊接工位，机械手将待焊接的电池放入电池模套内；S2、上推气缸将在电池模套内的电池顶起到上定位压头的位置，长边压紧气缸前推，将电池的长边压紧，短边压紧气缸前推，将电池的短边压紧；S3、激光焊接工作台移动至待焊接电池的位置，激光探头开始进行焊接，具体步骤为：S4、激光焊接工作台离开待焊接电池的位置，并松开各个气缸，机械手将焊接后的电池充电池模套中取出。本发明无需经过翻转工序，无需人工干预和周转，大幅提高了电池焊接的效率、可靠性和合格率。

Description

一种用于电池焊接的全自动立焊方法及夹具装置
技术领域
本发明涉及电池焊接领域，尤其涉及一种用于电池焊接的全自动立焊方法及夹具装置。
背景技术
在锂电池制造过程中焊接技术使用十分广泛，焊接方法和工艺优化,不仅直接影响电池的质量可靠性与使用安全性，还决定着电池的生产成本。以前使用的较多的是超声波焊接,电阻焊焊接。目前，锂电池正不断向大容量，快速充电、长寿命和高安全性方向发展，对其制造过程中的焊接技术也提出了新的要求；电池在装配过程与焊接的过程中要求精度提高，还需要解决不同材料、薄片和小尺寸的电池零件的焊接问题，同时，还要满足快速、大批量和牢固焊接，这样才能应用于批量化生产,在以上要求提出后,企业已经开始大量导入激光焊接工艺来取代原有的传统焊接工艺。
初期方形电池的外壳多为顶焊密封结构，但由于制造工艺限制、顶盖放置没有定位台阶，而长度尺寸公差的要求也较为严格，难于制造。因而多用顶盖侧焊外壳结构，这种结构对上盖尺寸公差要求宽松，且容易压紧，有明显优点，但增加了激光焊接过程的难度，针对一块方形铝壳电池的封装的焊接，一般采取长边和短边分开侧边焊接工艺，由于焊接的实际工艺，在焊接长边或短边时，需要人工或自动翻转一次，长短边焊接过程中，还存在周转工序，占用时间长，环节多，不利于生产管理，也不利于实现生产的自动化。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中电池焊接需要人工或自动翻转，且焊接环节多，占用时间长的缺陷，提供一种无需进行翻转操作，整个流程全部由程序自动完成的用于电池焊接的全自动立焊方法及夹具装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供一种用于电池焊接的全自动立焊方法，包括以下步骤：
S1、电池焊接流水线将待焊接的电池运送到自动焊接工位，机械手将待焊接的电池放入电池模套内；
S2、上推气缸将在电池模套内的电池顶起到上定位压头的位置，长边压紧气缸前推，将电池的长边压紧，短边压紧气缸前推，将电池的短边压紧；
S3、激光焊接工作台移动至待焊接电池的位置，激光探头开始进行焊接，具体步骤为：
S31、激光探头移动到长边焊接起始位，并沿长边方向进行焊接，完成一条长边的焊接后，激光探头关闭；
S32、分度装置旋转90度，同时激光探头移动到短边焊接起始位，并沿短边方向进行焊接，完成一条短边的焊接后，激光探头关闭；
S33、分度装置旋转90度，并重复步骤S31和S32，直到完成电池两条长边和两条短边的焊接；
S4、激光焊接工作台离开待焊接电池的位置，并松开各个气缸，机械手将焊接后的电池充电池模套中取出。
本发明还提供一种用于电池焊接的全自动立焊夹具装置，包括用于调整夹具角度的分度装置，以及设置在所述分度装置上的分度转盘，该装置还包括主体支架和固接在所述分度转盘上的上推气缸，所述主体支架在所述上推气缸的作用下沿竖直方向上下移动；
所述主体支架内固接有电池模套，所述主体支架的顶部设置有对所述电池模套进行竖直方向限位的上定位压头，所述主体支架的两侧设置有对所述电池模套进行固定的长边压紧气缸和短边压紧气缸。
所述分度转盘和所述主体支架之间还设置有多根用于支撑所述主体支架的导向导杆。
所述导向导杆包括导柱和导套，导柱固接在所述分度转盘上，导套的上端与所述主体支架固接，导套与导柱滑动配合连接。
本发明产生的有益效果是：本发明的用于电池焊接的全自动立焊方法，通过上推气缸将电池模套顶起，并通过长边压紧气缸和短边压紧气缸对其进行固定，焊接完一条边后，通过分度装置旋转夹具，继续完成电池的其它多条边的焊接；本发明的方法能够使单个电池的焊接过程一次性完成，无需经过翻转工序，且整个过程全部有程序完成，无需人工干预和周转；从而大幅提高了电池焊接的效率、可靠性和合格率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的用于电池焊接的全自动立焊方法的流程图；
图2是本发明实施例的用于电池焊接的全自动立焊夹具装置的结构示意图；
图3是本发明实施例的用于电池焊接的全自动立焊夹具装置的侧视图；
图4是本发明实施例的用于电池焊接的全自动立焊夹具装置的俯视图；
图5(a)是本发明实施例的用于电池焊接的全自动立焊方法的焊接工作流程示意图a；
图5(b)是本发明实施例的用于电池焊接的全自动立焊方法的焊接工作流程示意图b；
图5(c)是本发明实施例的用于电池焊接的全自动立焊方法的焊接工作流程示意图c；
图5(d)是本发明实施例的用于电池焊接的全自动立焊方法的焊接工作流程示意图d；
图5(e)是本发明实施例的用于电池焊接的全自动立焊方法的焊接工作流程示意图e；
图中1-分度装置，2-分度转盘，3-主体支架，4-上推气缸，5-电池模套，6-上定位压头，7-长边压紧气缸，8-短边压紧气缸，9-导向导杆。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例的用于电池焊接的全自动立焊方法，包括以下步骤：
S1、电池焊接流水线将待焊接的电池运送到自动焊接工位，机械手将待焊接的电池放入电池模套内；
S2、上推气缸将在电池模套内的电池顶起到上定位压头的位置，长边压紧气缸前推，将电池的长边压紧，短边压紧气缸前推，将电池的短边压紧；
S3、激光焊接工作台移动至待焊接电池的位置，激光探头开始进行焊接，具体步骤为：
S31、激光探头移动到长边焊接起始位，并沿长边方向进行焊接，完成一条长边的焊接后，激光探头关闭；
S32、分度装置旋转90度，同时激光探头移动到短边焊接起始位，并沿短边方向进行焊接，完成一条短边的焊接后，激光探头关闭；
S33、分度装置旋转90度，并重复步骤S31和S32，直到完成电池两条长边和两条短边的焊接；
S4、激光焊接工作台离开待焊接电池的位置，并松开各个气缸，机械手将焊接后的电池充电池模套中取出。
本发明的方法采用立焊方式，采用直线运动和旋转的运动控制技术，减少单个电池焊接中不必要的的翻转环节和物流周转环节，提高了生产的效率，也更容易和自动化生产线结合。
如图2，图3，图4所示，本发明实施例的用于电池焊接的全自动立焊夹具装置用于实现本发明实施例的用于电池焊接的全自动立焊方法，包括用于调整夹具角度的分度装置1，以及设置在分度装置1上的分度转盘2，该装置还包括主体支架3和固接在分度转盘2上的上推气缸4，主体支架3在上推气缸4的作用下沿竖直方向上下移动。
主体支架3内固接有电池模套5，主体支架3的顶部设置有对电池模套5进行竖直方向限位的上定位压头6，主体支架3的两侧设置有对所述电池模套5进行固定的长边压紧气缸7和短边压紧气缸8。
分度转盘2和主体支架3之间还设置有多根用于支撑所述主体支架3的导向导杆9，导向导杆9包括导柱和导套，导柱固接在分度转盘2上，导套的上端与主体支架3固接，导套与导柱滑动配合连接。
如图5(a)，图5(b)，图5(c)，图5(d)，图5(e)所示，本发明的另一个实施例中，用于电池焊接的全自动立焊方法可以分为以下工作流程：
1、全自动立焊夹具设置在自动焊接流水线上，自动焊接流水线上的机械手将待焊接的电池放入电池模套5内。
2、上推气缸4将放置在电池模套5内的待焊接电池顶起，直到上定位压头6位置时停止，上定位压头6对电池进行限位。
3、长边压紧气缸7前推，将待焊接电池的长边压紧。
4、短边压紧气缸8前推，将待焊接电池的短边压紧。在待焊接电池被上定位压头6限位，长边和短边都被压紧后，待焊接电池被完全固定。
5、待焊接电池固定完成后，自动焊接流水线上的激光焊接工作台开始出激光，激光焊接工作台移动开始A的焊接，移动方向沿着一条长边的方向，焊接结束后关闭激光。
6、完成一条长边的焊接后，分度装置1旋转，带动分度转盘2和主体支架3旋转90度，同时激光焊接工作台移动到L2的位置，并开始出激光，激光焊接工作台移动开始B的焊接，移动方向沿着一条短边的方向，焊接结束后关闭激光。
7、完成一条短边的焊接后，分度装置1旋转，带动分度转盘2和主体支架3旋转90度，同时激光焊接工作台移动到L1的位置，并开始出激光，激光焊接工作台移动开始A’的焊接，移动方向沿着另一条长边方向，焊接结束后关闭激光。
8、分度装置旋转90度，同时工作台移动到L2。
9、完成一条长边的焊接后，分度装置1旋转，带动分度转盘2和主体支架3旋转90度，同时激光焊接工作台移动到L2的位置，并开始出激光，激光焊接工作台移动开始B’的焊接，移动方向沿着另一条短边方向，焊接结束后关闭激光。
10、完成四条边的焊接后，激光焊接工作台移动到L1的位置，松开长边压紧气缸7和短边压紧气缸8，同时上推气缸4向下移动，电池模套5移开上定位压头6。
11、自动焊接流水线上的机械手将焊接完成后的电池从电池模套5中取出，放到自动焊接流水线上移动至下一步的检测工序，完成一个电池的焊接过程。
经过以上的流程，单个电池的焊接过程一次性完成，无需经过翻转工序，且整个过程全部有程序完成，无需人工干预和周转。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于电池焊接的全自动立焊方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、电池焊接流水线将待焊接的电池运送到自动焊接工位，机械手将待焊接的电池放入电池模套内；
S2、上推气缸将在电池模套内的电池顶起到上定位压头的位置，长边压紧气缸前推，将电池的长边压紧，短边压紧气缸前推，将电池的短边压紧；
S3、激光焊接工作台移动至待焊接电池的位置，激光探头开始进行焊接，具体步骤为：
S31、激光探头移动到长边焊接起始位，并沿长边方向进行焊接，完成一条长边的焊接后，激光探头关闭；
S32、分度装置旋转90度，同时激光探头移动到短边焊接起始位，并沿短边方向进行焊接，完成一条短边的焊接后，激光探头关闭；
S33、分度装置旋转90度，并重复步骤S31和S32，直到完成电池两条长边和两条短边的焊接；
S4、激光焊接工作台离开待焊接电池的位置，并松开各个气缸，机械手将焊接后的电池充电池模套中取出。
2.一种用于电池焊接的全自动立焊夹具装置，包括用于调整夹具角度的分度装置(1)，以及设置在所述分度装置(1)上的分度转盘(2)，其特征在于，该装置还包括主体支架(3)和固接在所述分度转盘(2)上的上推气缸(4)，所述主体支架(3)在所述上推气缸(4)的作用下沿竖直方向上下移动；
所述主体支架(3)内固接有电池模套(5)，所述主体支架(3)的顶部设置有对所述电池模套(5)进行竖直方向限位的上定位压头(6)，所述主体支架(3)的两侧设置有对所述电池模套(5)进行固定的长边压紧气缸(7)和短边压紧气缸(8)。
3.根据权利要求2所述的用于电池焊接的全自动立焊夹具装置，其特征在于，所述分度转盘(2)和所述主体支架(3)之间还设置有多根用于支撑所述主体支架(3)的导向导杆(9)。
4.根据权利要求3所述的用于电池焊接的全自动立焊夹具装置，其特征在于，所述导向导杆(9)包括导柱和导套，导柱固接在所述分度转盘(2)上，导套的上端与所述主体支架(3)固接，导套与导柱滑动配合连接。
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Registration number: Y2021420000081

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Denomination of invention: A fully automatic vertical welding method and fixture device for battery welding

Effective date of registration: 20230425

Granted publication date: 20170822

Pledgee: China Merchants Bank Limited by Share Ltd. Wuhan branch

Pledgor: Wuhan Yifei laser Co.,Ltd.

Registration number: Y2023420000183