CN105965160A - 一种电池盖板焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池盖板焊接设备，所述设备包括：机柜及设于机柜内的工作台，所述机柜及工作台的前端设有进料口，该进料口一侧设有出料口，进料口及出料口之间设有料盘升降机构，第一料盘及第二料盘的下方分别设有料盘转移机构，第一料盘上方设有第一机械手，工作台上且与进料口相反一侧依次设有电池推送机构、压装机构、定位机构及焊接机构，电池推送机构的输出端设有第一流水线及设于第一流水线一侧的第三料盘，工作台上设有第二流水线，在出料口处设有第三流水线，工作台上设有第二机械手，出料口处还设有第三机械手。本发明解决现有的密封钉焊接需要通过工人手工进行操作，导致生产成本较高、焊接效率及焊接精度较低等技术问题。

Description

一种电池盖板焊接设备

【技术领域】

本发明涉及电池制造技术领域，特别涉及一种电池盖板焊接设备。

【背景技术】

锂电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，因其具有高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多等特点。而广泛应用于汽车动力电池，移动电话、笔记本电脑、平板电脑等众多民用及军事领域。

锂电池在制造过程中，需要将电池盖板焊接到电池壳体的封口端而将壳体密封。现有的锂电池盖板的焊接都是通过工人使用简单的焊接工具及夹具来进行焊接和定位操作的，这种手工的焊接方式不仅定位不准确、而且导致良品率较低，此外通过人工焊接的方式还需要分别对上下料、压装、定位、焊接、校验等每一个工作流程配置对应的生产线，因此导致整个生产过程较为繁琐，焊接精度、生产效率及自动化程度较低，劳动强度较大并不能满足大批量锂电池生产的需求。

【发明内容】

综上所述，本发明主要的目的是为了解决现有的电池盖板的焊接需要通过工人手工进行操作，从而导致生产过程较为繁琐，生产成本较高、焊接效率及焊接精度较低等技术问题，而提供一种电池盖板焊接设备。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种电池盖板焊接设备，所述设备包括：机柜及设于机柜内的工作台，所述机柜及工作台的前端设有进料口，该进料口一侧设有出料口，所述进料口包括位于工作台上部的料盘待料区及位于工作台下部的空盘回流区，所述料盘待料区内设有至少一个装有待焊接电池的第一料盘，所述空盘回流区内设有至少一个空置的第二料盘，所述进料口及出料口之间设有可上下移动并使第一料盘及第二料盘循环交替上料用的料盘升降机构，所述第一料盘及第二料盘的下方分别设有将料盘由料盘待料区/空盘回流区搬运至料盘升降机构上并与其配合循环上料用的料盘转移机构，所述第一料盘上方设有由第一料盘抓取电池至电池推送机构的第一机械手，所述工作台上且与进料口相反一侧依次设有电池推送机构、压装机构、定位机构及焊接机构，所述电池推送机构的输出端设有与其配合传输电池用的第一流水线及设于第一流水线一侧用于将瑕疵产品输出的第三料盘，所述工作台上且位于出料口一侧设有第二流水线，在出料口处设有第三流水线，所述工作台的宽度方向上设有将电池由第一流水线抓取至第二流水线或第三料盘用的第二机械手，所述出料口处还设有与第二流水线及第三流水线配合出料用的第三机械手。

所述料盘转移机构包括：第一顶升底板，该第一顶升底板固定连接在工作台顶部，所述第一顶升底板长度方向上设有一对第一滑轨，该第一滑轨的两端分别固定安装有同步带轮，同步带轮上套接有同步带，其中一个同步带轮的一侧固定安装有第一电机，该第一电机与同步带轮及同步带驱动连接，所述第一滑轨通过滑块与顶升底板滑动连接，该顶升底板的长度方向上固定连接有若干个顶升底座，每个顶升底座旁安装有一顶升气缸，顶升底座两端固设有直线导轨，该直线导轨与顶升块滑动连接，所述顶升气缸与顶升块活动连接并可沿直线导轨上下滑动。

所述料盘升降机构包括：竖向固设在工作台出料口处支架上的第二顶升底板，所述第二顶升底板的其中一面上安装有第二电机，该第二电机的输出轴上转动连接有主动轮，所述第二顶升底板的另一面上分别固设有轴承座、一对丝杆固定块及一对直线导轨，所述一对丝杆固定块之间活动连接有丝杆，该丝杆的延伸端穿过轴承座与设于丝杆上的从动轮转动连接，所述第二电机分别与主动轮、从动轮、丝杆及设于主动轮及从动轮上的同步带驱动连接，所述丝杆固定块两端还通过连接板固定连接有用于支撑第一料盘或第二料盘用的升降架。

所述电池推送机构包括：分别设于工作台下部的一组并排设置并用于将电池限位用的导向块、设于各导向块底部并与其配合传输电池用的滚动座及用于将待焊接电池由电池推送机构推送至定位机构及焊接机构进行定位、焊接的推动组件。

所述压装机构包括：设于工作台上部的下压气缸，与所述下压气缸活动连接并用于将电池盖板压平的压装组件，及设于电池推送机构下部并与所述下压气缸及压装组件配合将电池定位压紧用的上顶气缸。

所述定位机构包括：设于所述工作台上表面及下表面并用于将电池盖板水平限位以供焊接用的第一定位机构及第二定位机构。

所述焊接机构包括：安装在工作台上并可沿X、Y、Z轴移动的运动平移台，该运动平移台的Z轴上分别安装有激光出射头及用于将激光出射头所产生的烟尘排出的同轴吸烟组件。

所述工作台外部还设有控制装置及分别与该控制装置电连接的激光主机，烟雾净化器及冷水机，所述激光主机与激光出射头电连接，所述烟雾净化器则与同轴吸烟组件的出气口相连通。

所述第一顶升底板上还固定连接有若干根支撑柱，每根支撑柱的上端外侧还分别连接有定位料盘用的定位块，所述第一料盘及第二料盘放置于支撑柱上并通过定位块限位。

所述料盘升降机构的升降架的外侧表面上还固定连接有将第一料盘/第二料盘限位用的导板。

采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明所产生的有益效果在于：本发明通过设有可循环上料的料盘升降机构及料盘转移机构、将待焊接电池通过机械手抓取至电池推送机构进行传送，并通过压装机构将电池盖板压紧在电池壳体上、将电池盖板及电池壳体通过定位机构夹紧定位，最后通过焊接机构将电池盖板焊接在电池壳体上。整个过程由机器全自动进行操作，而无须人工进行干预，因此极大地降低了劳动强度以及生产成本、使工作效率显著提高。本发明还具有自动化程度高，且易于实施等特点。

【附图说明】

图1是本发明的整体结构立体示意图；

图2是本发明的工作台的整体结构立体示意图；

图3是本发明的料盘转移机构的结构示意图；

图4是本发明的料盘升降机构的结构示意图；

图5是本发明的电池推送机构的结构示意图；

图6是本发明的压桩机构的结构示意图；

图7是本发明的定位机构的结构示意图；

图8是本发明的焊接机构的结构示意图。

【具体实施方式】

下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不会构成任何限制。

如图1～图8所示，本发明的一种电池盖板焊接设备，所述设备包括机柜1，工作台2，第一料盘7，第二料盘8，料盘升降机构9，料盘转移机构10，第一机械手11，电池推送机构12、压装机构13、定位机构14及焊接机构15，第一流水线16，第三料盘17，第二流水线18，第三流水线19，第二机械手20，第三机械手21，控制装置68，激光主机69，烟雾净化器70及冷水机71。

如图1，图2所示，所述工作台2设于机柜1内部，所述机柜1及工作台2的前端设有进料口3，该进料口3一侧设有出料口4，进一步地，所述进料口3包括：料盘待料区5及空盘回流区6，其中，所述料盘待料区5位于工作台2上部，所述料盘待料区5内设有至少一个第一料盘7，在本实施例中，第一料盘的数量为两个，每个第一料盘7中装有待焊接电池。所述空盘回流区6内设有至少一个第二料盘8，在本实施例中，第二料盘的数量为两个，每个第二料盘8为空料盘。当第一料盘中的电池被第一机械手11抓取完后，通过料盘转移机构10及料盘升降机构9输送至空盘回流区6由外部的装料车装载电池，再将装满电池的第二料盘通过料盘转移机构10及料盘升降机构9输送至料盘待料区5，继续供第一机械手抓取上料。所述第一料盘7上方设有由第一料盘7抓取电池至电池推送机构的第一机械手11。所述电池推送机构12、压装机构13、定位机构14及焊接机构15分别依次设于所述工作台2上且与进料口3相反一侧。所述电池推送机构12的输出端设有与其配合传输电池用的第一流水线16及设于第一流水线一侧用于将瑕疵产品输出的第三料盘17，所述工作台2上且位于出料口一侧设有第二流水线18，在出料口4处设有第三流水线19，所述第三流水线与第二流水线18相互垂直。所述第三机械手21固定设于出料口处，且第三机械手分别与第二流水线18及第三流水线19配合出料。第二机械手20设于所述工作台的宽度方向上，且第二机械手用于将电池由第一流水线16抓取至第二流水线18或第三料盘17。所述工作台2外部还设有控制装置68及分别与该控制装置电连接的激光主机69，烟雾净化器70及冷水机71，所述激光主机69与激光出射头66电连接，所述烟雾净化器70则与同轴吸烟组件67的出气口相连通。

如图3所示，所述料盘转移机构10设于第一料盘7及第二料盘8的下方。其用于将第一料盘7/第二料盘8由料盘待料区/空盘回流区搬运至料盘升降机构9上并与其配合循环上料。所述料盘转移机构10包括：底部台板22，该第一顶升底板分别固定连接在工作台2的上表面及下部支架上，所述底部台板22长度方向上设有一对第一滑轨23，该第一滑轨的两端分别固定安装有同步带轮25，同步带轮25上套接有同步带（图中未示出），其中一个同步带轮的一侧固定安装有第一电机27，该第一电机与同步带轮25及同步带驱动连接，所述第一滑轨23通过滑块28与第一顶升底板29滑动连接，该顶升底板的长度方向上固定连接有若干个顶升底座30，每个顶升底座旁安装有一顶升气缸31，顶升底座30两端固设有直线导轨32，该直线导轨与顶升块33滑动连接，所述顶升气缸31与顶升块33活动连接并可沿直线导轨上下滑动。进一步地，所述底部台板22上还固定连接有若干根支撑柱68，每根支撑柱的上端外侧还分别连接有定位料盘用的定位块69，所述第一料盘7及第二料盘8放置于支撑柱68上并通过定位块69限位。

如图4所示，所述料盘升降机构9可上下移动地设于进料口3及出料口4之间，其用于使第一料盘7及第二料盘8循环交替上料，所述料盘升降机构9包括：竖向固设在工作台出料口处支架上的第二顶升底板34，所述第二顶升底板34的其中一面上安装有第二电机35，该第二电机的输出轴上转动连接有主动轮36，所述第二顶升底板34的另一面上分别固设有轴承座37、一对丝杆固定块38及一对直线导轨39，所述一对丝杆固定块38之间活动连接有丝杆39，该丝杆的延伸端穿过轴承座40与设于丝杆上的从动轮41转动连接，所述第二电机35分别与主动轮36、从动轮37、丝杆39及设于主动轮及从动轮上的同步带42驱动连接，所述丝杆固定块38两端还通过连接板43固定连接有用于支撑第一料盘7或第二料盘8用的升降架44。进一步地，所述料盘升降机构的升降架44的外侧表面上还固定连接有将第一料盘7/第二料盘8限位用的导板70。

如图5所示，所述电池推送机构12包括：分别设于工作台下部的一组并排设置并用于将电池限位用的导向块45、设于各导向块底部并与其配合传输电池用的滚动座46及用于将待焊接电池由电池推送机构推送至定位机构14及焊接机构15进行定位、焊接的推动组件47。具体地，所述推动组件47包括：推料支板471，该推料支板固定连接在工作台2底部，所述推料支板471的一侧固设有导轨安装座472，该导轨安装座底部安装有直线导轨473，该直线导轨通过滑块474与推拉板475滑动连接，所述导轨安装座472两端固设有缓冲器固定座476，在缓冲器固定座上安装有第一缓冲器477，所述推料支板471底部对称地连接有一对安装座478，一对安装座之间安装有第三气缸479，该第三气缸的滑块480与推拉板475固接，并通过第三气缸479带动滑块480及推拉板475沿直线导轨左右滑动，所述推拉板475下表面的两端分别安装有至少一个第四气缸481，该第四气缸与推拉板475活动连接。

如图6所示，所述压装机构13包括：设于工作台上部的下压气缸60，与所述下压气缸活动连接并用于将电池盖板压平的压装组件61，及设于电池推送机构下部并与所述下压气缸60及压装组件61配合将电池定位压紧用的上顶气缸62。具体地，所述压装组件61包括：一对垫块611；所述一对垫块611分别固定设于所述工作台2上且位于第一缺口两长边的边沿处。所述一对垫块611的顶部固定连接有压装板612。该压装板的中央开有与所述第一缺口相对应的第三缺口（图中未示出）。所述压装板612下表面上且位于第三缺口的两端分别设有基准座613及第五气缸614。该第五气缸活动连接有与所述基准座613配合将电池压紧用的压块615。所述压装板612的上表面上且位于第三缺口的上方固定连接有U形结构的压装座616。该压装座内上部固定安装有下压气缸60。所述下压气缸60通过压头座617、压板618与压头619活动连接。

如图7所示，所述定位机构14包括：设于所述工作台2上表面及下表面并用于将电池盖板水平限位以供焊接用的第一定位机构63及第二定位机构64。具体地，所述第一定位机构63包括：对称设于焊接工位上的第二缺口两侧的一对上定位滑板631及一对滑轨632，所述一对滑轨632上滑动连接有多个滑块633，每个上定位滑板631的四个角处设有弹簧柱（图中未示出），在弹簧柱上套设有复位弹簧635及上定位托板636，该上定位托板636的顶部安装有第六气缸637，所述第六气缸637分别与上定位托板636及滑块633驱动连接，所述弹簧柱的另一端固接有上定位连板638，所述滑轨632的两端固接有缓冲器安装板639，该缓冲器安装板的内侧安装有第二缓冲器640，所述上定位滑板631的内侧还连接有夹持电池用的料爪642。所述上定位托板636两端还分别安装有防尘用的防尘盖板641。

如图7所示，所述第二定位机构64包括：对称安装在焊接工位底部用于水平校正电池位置的第一电池校正组件641、第二电池校正组件642及水平定位组件643，所述第一电池校正组件641及第二电池校正组件642设于水平定位组件643两侧，所述第一电池校正组件641包括：第一气缸安装座6411，在所述第一气缸安装座上安装有第六气缸6412，该第六气缸分别与推块6413及校正块6414驱动连接；所述水平定位组件643包括：第二气缸安装座6431，该第二气缸安装座上安装有第七气缸6432，该第七气缸通过设于底部的线性滑轨6433与连接件6434相连接，所述连接件通过转接件6435与压块6436相固接；所述第一电池校正组件641与第二电池校正组件642的结构相同。所述校正块6414与电池接触端的端部为V型。

如图8所示，所述焊接机构15包括：安装在工作台上并可沿X、Y、Z轴移动的运动平移台65，该运动平移台65的Z轴上分别安装有激光出射头66及用于将激光出射头66所产生的烟尘排出的同轴吸烟组件67。

本发明的动作流程如下：

首先通过工作台外部的自动搬运车来料，如第一料盘7满料则通过第一机械手逐个将电池抓取至电池推送机构12，并通过电池推送机构12推送至压装机构13进行压装，压装完成后进行电池轮廓扫描，如发现有瑕疵的产品则将产品抓取至第三料盘17输出，否则将电池继续传输至定位机构14进行定位，并通过焊接机构15对电池封口进行焊接。焊接完成后通过第二流水线18、第三流水线19进行出料。至此本发明的操作全部完成。

尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。

Claims (10)

1.一种电池盖板焊接设备，其特征在于，所述设备包括：机柜（1）及设于机柜内的工作台（2），所述机柜（1）及工作台（2）的前端设有进料口（3），在进料口（3）一侧设有出料口（4），所述进料口（3）包括位于工作台（2）上部的料盘待料区（5）及位于工作台（2）下部的空盘回流区（6），所述料盘待料区（5）内设有至少一个装有待焊接电池的第一料盘（7），所述空盘回流区（6）内设有至少一个空置的第二料盘（8），所述进料口（3）及出料口（4）之间设有可上下移动并使第一料盘（7）及第二料盘（8）循环交替上料用的料盘升降机构（9），所述第一料盘（7）及第二料盘（8）的下方分别设有将料盘由料盘待料区/空盘回流区搬运至料盘升降机构（9）上并与其配合循环上料用的料盘转移机构（10），所述第一料盘（7）上方设有由第一料盘（7）抓取电池至电池推送机构的第一机械手（11），所述工作台（2）上且与进料口（3）相反一侧依次设有电池推送机构（12）、压装机构（13）、定位机构（14）及焊接机构（15），所述电池推送机构（12）的输出端设有与其配合传输电池用的第一流水线（16）及设于第一流水线一侧用于将瑕疵产品输出的第三料盘（17），所述工作台（2）上且位于出料口一侧设有第二流水线（18），在出料口（4）处设有与第二流水线相垂直的第三流水线（19），所述工作台的宽度方向上设有将电池由第一流水线（16）抓取至第二流水线（18）或第三料盘（17）用的第二机械手（20），所述出料口（4）处还设有与第二流水线（18）及第三流水线（19）配合出料用的第三机械手（21）。

2.根据权利要求1所述的电池盖板焊接设备，其特征在于，所述料盘转移机构（10）包括：底部台板（22），该底部台板分别固定连接在工作台（2）的上表面及下部支架上，所述底部台板（22）长度方向上固设有一对第一滑轨（23），该第一滑轨的两端分别固定安装有同步带轮（25），同步带轮（25）上套接有同步带，其中一个同步带轮的一侧固定安装有第一电机（27），该第一电机与同步带轮（25）及同步带驱动连接，所述第一滑轨（23）通过滑块（28）与第一顶升底板（29）滑动连接，该顶升底板的长度方向上固定连接有若干个顶升底座（30），每个顶升底座旁安装有一顶升气缸（31），顶升底座（30）两端固设有直线导轨（32），该直线导轨与顶升块（33）滑动连接，所述顶升气缸（31）与顶升块（33）活动连接并可沿直线导轨上下滑动。

3.根据权利要求1所述的电池盖板焊接设备，其特征在于，所述料盘升降机构（9）包括：竖向固设在工作台出料口处支架上的第二顶升底板（34），所述第二顶升底板（34）的其中一面上安装有第二电机（35），该第二电机的输出轴上转动连接有主动轮（36），所述第二顶升底板（34）的另一面上分别固设有一对轴承座（37）、丝杆固定块（38）及一对直线导轨（39），所述一对丝杆固定块（38）之间活动连接有丝杆（40），该丝杆的延伸端穿过轴承座（37）与设于丝杆上的从动轮（41）转动连接，所述第二电机（35）分别与主动轮（36）、从动轮（37）、丝杆（39）及设于主动轮及从动轮上的同步带（42）驱动连接，所述丝杆固定块（38）两端还通过连接板（43）固定连接有用于支撑第一料盘（7）或第二料盘（8）用的升降架（44）。

4.根据权利要求1所述的电池盖板焊接设备，其特征在于，所述电池推送机构（12）包括：分别设于工作台下部的一组并排设置并用于将电池限位用的导向块（45）、设于各导向块底部并与其配合传输电池用的滚动座（46）及用于将待焊接电池由电池推送机构推送至定位机构（14）及焊接机构（15）进行定位、焊接的推动组件（47）。

5.根据权利要求1所述的电池盖板焊接设备，其特征在于，所述压装机构（13）包括：设于工作台上部的下压气缸（60），与所述下压气缸活动连接并用于将电池盖板压平的压装组件（61），及设于电池推送机构下部并与所述下压气缸（60）及压装组件（61）配合将电池定位压紧用的上顶气缸（62）。

6.根据权利要求1所述的电池盖板焊接设备，其特征在于，所述定位机构（14）包括：设于所述工作台（2）上表面及下表面并用于将电池盖板水平限位以供焊接用的第一定位机构（63）及第二定位机构（64）。

7.根据权利要求1所述的电池盖板焊接设备，其特征在于，所述焊接机构（15）包括：安装在工作台上并可沿X、Y、Z轴移动的运动平移台（65），该运动平移台（65）的Z轴上分别安装有激光出射头（66）及用于将激光出射头（66）所产生的烟尘吸出的同轴吸烟组件（67）。

8.根据权利要求7所述的电池盖板焊接设备，其特征在于，所述工作台（2）外部还设有控制装置（68）及分别与该控制装置电连接的激光主机（69），烟雾净化器（70）及冷水机（71），所述激光主机（69）与激光出射头（66）电连接，所述烟雾净化器（70）则与同轴吸烟组件（67）的出气口相连通。

9.根据权利要求2所述的电池盖板焊接设备，其特征在于，所述底部台板（22）上还固定连接有若干根支撑柱（68），每根支撑柱的上端外侧还分别连接有定位料盘用的定位块（69），所述第一料盘（7）及第二料盘（8）放置于支撑柱（68）上并通过定位块（69）限位。

10.根据权利要求3所述的电池盖板焊接设备，其特征在于，所述料盘升降机构的升降架（44）的外侧表面上还固定连接有将第一料盘（7）/第二料盘（8）限位用的导板（70）。