CN106964888B - 电芯模组焊接设备 - Google Patents
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Abstract
一种电芯模组焊接设备，包括：机架、输送待加工件的输送机构、焊接机构、视觉定位检测机构及控制系统，输送机构包括：输送待加工件进行进料的进料机构、定位待加工件以供焊接机构进行定位焊接的电芯模组定位机构，视觉定位检测机构定位找出待加工件上的第一个焊点，并以第一个焊点为基准点确定其他焊点的相对坐标，控制系统控制焊接机构根据相对坐标进行焊接；上述电芯模组焊接设备，通过视觉定位检测机构定位找出工件的第一个焊点，并以第一个焊点为基准点确定其他焊点的相对坐标，控制焊接机构根据相对坐标进行焊接，方便确定其他焊点的坐标，进行定位焊接，进料机构自动进料，电芯模组定位机构自动定位电芯模组，提高定位精度及加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及新能源电池制造领域，特别涉及一种电芯模组焊接设备。
背景技术
在新能源电池包制作过程中，最重要的一道工序是镍片与圆形电池正负极的焊接,此工序目前最普遍的焊接方式是电阻焊。
在电池极片与镍片的电阻焊过程中，普遍采用人工放料的方式，人工把产品放到设备上，将产品夹紧固定，然后进行焊接，焊接完成后，人工把产品取出。且在电阻焊接的过程中，有几个对焊接质量至关重要的因素：焊接放电电压、焊接压力和焊接头的焊针，现有的焊接过程中基本上都没有进行检测和管控。
现有的电池极片焊接过程中都采用输入焊点的坐标进行焊接，由于电芯模组上的焊点很多，如果按坐标输入，编程比较复杂，而且容易出错。
现有的电阻焊的焊机的焊接电压、焊接电流，没有反馈监控。且焊接头的普遍采用压缩弹簧，弹簧的压缩量和弹失效没有管控；焊接的压力不稳定。漏焊、错焊无监控，或者只能线下人工检验；软件编程繁琐，效率低下。
另在新能源电池包圆型电芯模组电阻焊过程中影响电阻焊焊接质量的关键因素就是焊针的表面质量，包括焊接的磨损和清洁。电阻焊的焊接过程中，两种被焊物体之间会瞬间产生高温熔化，熔化的物质会粘在焊针上，特别是在大批量连续焊接的情况下，焊针表面会慢慢被熔融状态的焊接物质所覆盖，同时也会粘上脏污。焊接头焊接磨损，赃物或者粘有异物，导致焊接不良，甚至虚焊。
发明内容
基于此，有必要提供一种方便定位焊接的电芯模组焊接设备。
一种电芯模组焊接设备，包括：机架、设置在机架上以输送待加工件的输送机构、对待加工件进行焊接的焊接机构、视觉定位检测机构及控制系统，所述输送机构包括：输送待加工件进行进料的进料机构、接收所述进料机构输送的待加工件并定位待加工件以供所述焊接机构进行定位焊接加工的电芯模组定位机构，所述视觉定位检测机构定位找出待加工件上的第一个焊点，并以第一个焊点为基准点确定其他焊点的相对坐标，所述控制系统控制所述焊接机构根据相对坐标进行焊接。
在优选的实施例中，所述视觉定位检测机构定位拍照待加工件上的第一个焊点，根据第一个焊点的外圆计算圆心，第一焊点的圆心坐标为第一个焊点中心作为基准点坐标，并根据基准点坐标计算其他焊点的相对坐标。
在优选的实施例中，所述控制系统根据输入的电芯模组焊点图读取焊点相对基准点的相对坐标，并记录焊点的坐标位置及数量，控制所述焊接结构根据记录的焊点的相对坐标进行焊接；所述控制系统控制所述视觉定位检测机构对焊接后的焊点进行拍照检测并与合格样品图片进行比对判断，判断焊接是否合格。
在优选的实施例中，所述焊接机构包括：由气体压力调节其焊接压力的气缸焊接头、及设置在所述气缸焊接头上的焊针；所述控制系统控制实时检测焊接压力并根据检测到的气压值控制所述对该气缸焊接头进行充气或泄气；所述控制系统控制检测焊接电压或电流并判断焊接电压或电流是否超过设定值或范围。
在优选的实施例中，所述电芯模组定位机构包括：定位安装机座、设置在所述定位安装机座上的并列设置的定位导轨、设置在所述定位导轨内侧并支撑待加工件的支撑轨道、及将待加工件从进料机构输送到设定位置并将焊接好的工件输送出的拉模机构、及限位待加工件并定位待加工件的加工位的挡位机构。
在优选的实施例中，所述定位导轨包括：相对设置在所述定位安装机座两侧的两定位挡板；所述支撑轨道包括：连续并列设置并轴向安装在所述定位挡板上的轴承，所述支撑轨道设置有两排、相对设置在并列设置的两定位挡板内侧；所述两支撑轨道之间隔开设置形成中空结构；所述拉模机构包括：推动或拉动待加工件沿所述支撑轨道运动的拉模片、驱动所述拉膜片上下运动的第一升降气缸、及驱动所述拉模片沿所述支撑轨道运动的第一推动气缸；所述档位机构包括：止挡并定位待加工件于焊接位置的止挡片、及驱动所述止挡片上下运动的止挡气缸，所述止挡片上设置有感应待加工件到位的定位传感器；所述电芯模组焊接设备还包括：设置在所述电芯模组定位机构的上部并驱动以固定待加工件的固定机构。
在优选的实施例中，所述固定机构包括：夹持固定待加工件的固定片、及驱动所述固定片上下运动的固定驱动气缸；所述固定片包括：与所述固定驱动气缸连接的固定本体部、及设置在所述固定本体部两侧以夹持待加工件的夹持部。
在优选的实施例中，所述进料机构包括：进料安装机座、设置在所述进料安装机座两侧并限位导向待加工件的进料导轨、设置在所述进料导轨内侧的进料输送带、感应待加工件进料位置的进料位置感应器、驱动进料输送带传输的进料驱动动力；所述进料输送带设置为两条，相对设置于两进料导轨内侧，所述进料输送带为链轮链条输送带，两进料输送带隔开设置。
在优选的实施例中，所述输送机构还包括：设置于所述电芯模组定位机构另一端的出料机构，所述进料机构、电芯模组定位机构、出料机构依次设置；所述出料机构包括：出料安装机座、设置在所述出料安装机座两侧并限位导向待加工件的出料导轨、设置在所述出料导轨内侧的出料输送带、驱动所述出料输送带进行输送的出料驱动动力，所述出料输送带为链轮链条输送带；所述控制系统控制进料驱动动力动作驱动所述进料输送带输送待加工件，当进料位置感应器感应到待加工件进料到位后，控制第一升降气缸驱动拉模片上升，上升到位后，控制第一推动气缸驱动拉模片推动或拉动待加工件，待加工件到达之前控制系统控制止挡气缸驱动止挡片上升，拉膜片推动或拉动待加工件直至止挡片进行定位，定位传感器感应待加工件到位，驱动固定机构固定待加工件，控制焊接机构进行焊接，焊接完成，控制止挡气缸驱动止挡片下降，第一推动气缸驱动拉模片推动或拉动工件至出料机构，出料机构将焊接后的加工件传输出去。
在优选的实施例中，所述焊接机构于所述电芯模组定位机构两侧设置有两组，所述焊接机构还包括：带动所述气缸焊接头进行焊接的六轴机器人，待加工件为两侧设置有待焊接电池极片的电芯模组，所述电芯模组焊接设备还包括：与所述焊接机构相应设置的磨针机构，所磨针机构包括：安装板、设置在安装板一侧的磨针动力、及相对设置在所述安装板另一侧的研磨机构、及与所述研磨机构相应设置的吸尘器，所述研磨机构包括：由研磨动力驱动的转轴、安装在所述转轴上的砂轮、安装在所述转轴上并置于所述砂轮上部的抛光轮；所述抛光轮与砂轮同轴设置，且所述抛光轮直径大于所述砂轮直径。
上述的电芯模组焊接设备，通过视觉定位检测机构定位找出待加工件上的第一个焊点，并以第一个焊点为基准点确定其他焊点的相对坐标，控制系统控制焊接机构根据相对坐标进行焊接，方便确定其他焊点的坐标，方便进行定位焊接，同时方便读取图纸的焊点位置确定焊点坐标以方便进行定位焊接，且设置进料机构方便进行自动进料，并通过电芯模组定位机构自动定位电芯模组，减少人工操作对电芯模组的损伤或损坏，同时提供定位精度及加工效率，焊接全程无人工介入，在提高焊接质量的同时，提高了产品的生产效率。
附图说明
图1为本发明一实施例的电芯模组焊接设备的示意图；
图2为本发明一实施例的电芯模组焊接设备的另一视角的结构示意图；
图3为本发明一实施例的电芯模组焊接设备的部分结构示意图；
图4为本发明一实施例的电芯模组焊接设备的另一视角的部分结构示意图；
图5为本发明一实施例的进料机构传输电芯模组的部分结构示意图；
图6为本发明一实施例的电芯模组定位机构传输电芯模组的部分结构示意图；
图7为本发明一实施例的电芯模组定位机构传输电芯模组的另一视角部分结构示意图；
图8为本发明一实施例的电芯模组定位机构传输电芯模组的又一视角部分结构示意图；
图9为本发明一实施例的出料机构传输电芯模组的部分结构示意图；
图10为本发明一实施例的出料机构传输电芯模组的另一视角的部分结构示意图；
图11为本发明一实施例的磨针机构与焊针配合的部分结构示意图；
图12为本发明一实施例的磨针机构的部分结构示意图；
图13为本发明一实施例的研磨机构的部分结构示意图；
图14为本发明一实施例的电芯焊点图纸的示意图。
具体实施方式
如图1至图4所示，本发明一实施例的电芯模组焊接设备100，包括：机架102、设置在机架102上以输送待加工件的输送机构20、对待加工件进行焊接的焊接机构40、视觉定位检测机构60及控制系统90。输送机构20包括：输送待加工件进行进料的进料机构22、接收进料机构22输送的待加工件并定位待加工件以供焊接机构40进行定位焊接加工的电芯模组定位机构24。
视觉定位检测机构60定位找出待加工件上的第一个焊点，并以第一个焊点为基准点找出其他焊点的相对坐标。控制系统90控制焊接机构40根据相对坐标进行焊接。
本实施例的待加工件为电芯模组99。优选的为圆形电芯的圆形电芯模组。电芯模组的两侧为待焊接电池极片。电池极片与镍片经初步定位焊后再经本发明的电芯模组焊接设备进行焊接。
由于电芯模组对焊接质量要求较高，为保证良好的焊接环境，减少外界环境污染，本实施例的电芯模组焊接设备100还设置有外壳104。电芯模组定位机构24、焊接机构40、视觉定位检测机构60罩设在外壳104内。
进一步，本实施例的视觉定位检测机构60定位拍照待加工件上的第一个焊点，根据第一个焊点的外圆计算圆心，第一焊点的圆心坐标为第一个焊点中心作为基准点坐标，并根据基准点坐标计算其他焊点的相对坐标。
进一步，控制系统90根据输入的电芯模组焊点图（如CAD图）读取焊点相对基准点的相对坐标，并记录焊点的坐标位置及数量，控制焊接结构根据记录的焊点的相对坐标进行焊接。
进一步，控制系统90控制视觉定位检测机构60对焊接后的焊点进行拍照检测、并与合格样品图片进行比对判断，判断焊接是否合格。
进一步，本实施例的焊接机构40包括：由气体压力调节其焊接压力的气缸焊接头42、及设置在气缸焊接头42上的焊针44。控制系统90控制实时检测气缸焊接头42的焊接压力，并根据检测到的气压值控制对该气缸焊接头42进行充气或泄气。
控制系统90控制检测焊接电压或电流，并判断焊接电压或电流是否超过设定值或范围，若判断超出设定范围则判断焊接不合格，从而控制调整焊接电压或电流。
如图6至8所示，进一步，本实施例的电芯模组定位机构24包括：定位安装机座242、设置在定位安装机座242上的并列设置的定位导轨244、设置在定位导轨244内侧并支撑待加工件的支撑轨道246、将待焊接的电芯模组99从进料机构22输送到设定位置并将焊接好的电芯模组99输送出的拉模机构248、及限位待加工件并定位待加工件的加工位的挡位机构249。
进一步，本实施例的定位导轨244包括：相对设置在定位安装机座两侧的两定位挡板2442。
进一步，本实施例的支撑轨道246包括：连续并列设置并轴向安装在定位挡板2442上的轴承2462。本实施例中，优选的为深沟球轴承。电芯模组99在输送过程中与轴承2462滚动摩擦，减少摩擦力，避免损伤模组99。
本实施例的支撑轨道246设置有两排、相对设置在并列设置的两定位挡板2442内侧。两支撑轨道246之间隔开设置形成中空结构。
进一步，本实施例的拉模机构248包括：推动或拉动待加工件沿支撑轨道运动的拉模片2482、驱动拉膜片2482上下运动的第一升降气缸2484、及驱动拉模片2482沿支撑轨道246方向运动的第一推动气缸2486。拉膜片2482设置在第一升降气缸2484上，第一升降气缸2484设置在第一推动气缸2486上。第一推动气缸2486动作时，带动第一升降气缸2484带动拉膜片2482一起支撑轨道246方向运动以推动电芯模组99，拉膜片2482穿过两支撑轨道246之间形成中空结构以与电芯模组99接触。
进一步，本实施例的挡位机构249包括：止挡并定位待加工件于焊接位置的止挡片2492、及驱动止挡片2492上下运动的止挡气缸。止挡片2492上设置有感应待加工件到位的定位传感器。
进一步，本实施例的电芯模组定位机构24还包括：设置在定位安装机座242上并相对设置的一对支撑板243、活动安装支撑板243并使两相对设置的支撑板243沿相互靠近或远离方向滑动的滑轨247、及推动支撑板243沿滑轨247滑动的侧位定位动力245。支撑板243相对设置有一对，与定位导轨244相应设置，并安装固定定位导轨244。为了方便定位，本实施例只有一侧支撑板243下设置有滑轨247，侧位定位动力245驱动支撑板243沿滑轨247移动，靠近或远离另一侧支撑板。定位导轨244设置在支撑板243上端，通过驱动支撑板243移动，从而驱动定位导轨244夹紧定位电芯模组99的两侧。本实施例优选的，侧位定位动力245为气缸。
进一步，本实施例的电芯模组焊接设备100还包括：设置在电芯模组定位机构24的上部并驱动以固定待加工件的固定机构80。
进一步，本实施例的固定机构80包括：固定安装支架86、夹持固定待加工件的固定片82、及驱动固定片82上下运动的固定驱动气缸84。
为了适应不同大小的工件，本实施例的固定机构80还包括：设置在固定安装支架上并调节固定驱动气缸84上下位置的调节螺杆88。
本实施例的固定驱动气缸84对称设置有两个，固定片82与固定驱动气缸84对应设置有两个，分别由不同的固定驱动气缸84进行驱动。
进一步，本实施例的固定片82包括：与固定驱动气缸84连接的固定本体部822、及设置在固定本体部822两侧以夹持待加工件的夹持部824。
如图5所示，进一步，本实施例的进料机构22包括：进料安装机座220、设置在进料安装机座220两侧并限位导向待加工件的进料导轨222、设置在进料导轨222内侧的进料输送带224、感应待加工件进料位置的进料位置感应器226、驱动进料输送带传输的进料驱动动力。
进一步，本实施例的进料输送带224设置为两条，相对设置于两进料导轨222内侧。优选的进料输送带224为链轮链条输送带，两进料输送带224隔开设置。
如图9至图10所示，进一步，本实施例的输送机构20还包括：设置于电芯模组定位机构24另一端的出料机构26。进料机构22、电芯模组定位机构24、出料机构26依次设置。出料机构26包括：出料安装机座260、设置在出料安装机座260两侧并限位导向待加工件的出料导轨262、设置在出料导轨262内侧的出料输送带264、驱动出料输送带264进行输送的出料驱动动力。本实施例，优选的，出料输送带264为链轮链条输送带。优选的，本实施例的出料机构26还设置有感应电芯模组99的出料输送位置的出料感应器265。
进一步，本实施例的控制系统90控制进料驱动动力动作驱动进料输送带224输送待加工件，当进料位置感应器226感应到待加工件进料到位后，控制第一升降气缸2484带动拉膜片2482上升，上升到位后，控制第一推动气缸2486驱动拉模片2482推动或拉动待加工件；待加工件到达止挡位之前，控制系统90控制止挡气缸驱动止挡片2492上升，拉膜片2482推动或拉动待加工件直至止挡片2492进行定位，定位传感器感应待加工件到位后，控制系统控制驱动固定机构80固定待加工件，固定驱动气缸84驱动固定片82下降，夹持住待加工件两侧以固定定位，控制焊接机构40进行焊接，焊接完成，控制止挡气缸驱动止挡片2492下降，第一推动气缸2486驱动拉模片2482推动或拉动待加工件至出料机构26，出料机构26将焊接后的加工件传输出去。
进一步，本实施例的焊接机构40于电芯模组定位机构24两侧设置有两组。焊接机构40还包括：带动气缸焊接头42进行焊接的六轴机器人45。优选的，本实施例的视觉定位检测机构60也安装在六轴机器人45上，由六轴机器人45带动进行定位、检测。
本实施例，优选的，待加工件适用于为两侧设置有待焊接电池极片的电芯模组。
如图11至图13所示，进一步，本实施例的电芯模组焊接设备100还包括：与焊接机构40相应设置的磨针机构50。磨针机构50包括：安装板52、设置在安装板52一侧的磨针动力58、及相对设置在安装板另一侧的研磨机构54、及与研磨机构54相应设置的吸尘器56。研磨机构54包括：由研磨动力驱动的转轴542、安装在转轴542上的砂轮544、安装在转轴542上并置于砂轮544上部的抛光轮546。
本实施例的研磨动力58优选为伺服电机。抛光轮546与砂轮544同轴设置，抛光轮546直径大于砂轮544直径。砂轮544的中心部具有对焊针44进行倒角的焊针倒角部，气缸焊接头42将焊针44固定在研磨机构54的上部。砂轮544中间位置设置有焊针倒角部5442。
磨针动力58通过连接柱51固定在安装板52上，磨针动力58通过联轴器53与转轴542连接。
砂轮544、抛光轮546分别与转轴542可拆卸连接以便于更换，根据使用频率，砂轮一般一个月更换一次，抛光轮一般半个月更换一次。
进一步，本实施例的砂轮544为细砂轮，优选为金刚石砂轮或硬质合金砂轮。抛光轮546为海绵抛光轮。
安装板52中心具有通孔，转轴542穿过通孔与联轴器53连接。吸尘器56位于安装板52上部靠近抛光轮546处。
研磨动力58优选为伺服电机，可调节砂轮544、抛光轮546的转速，砂轮544，可以磨平面，也可以通过设置在砂轮544中心的焊针倒角部磨倒角，抛光轮546抛光焊针44端面。吸尘器56把焊针44打磨产生的粉尘吸走。控制系统控制研磨动力58的转速以及研磨的时间。
当焊针44需要研磨时，按顺序依次磨平面、磨倒角和抛光平面，研磨动力58转动，气缸焊接头42带着焊针44先落在磨平面的砂轮544上，磨完平面，再把焊针44移动到砂轮中心，磨倒角，磨完倒角后再把焊针44移到抛光轮546上，进行抛光平面。根据焊针44的材料不同，可设定不同的电机转速以及研磨时间，根据一般经验，电机转速选择1500转/分，研磨时间1-3秒，磨倒角1-3秒，抛光平面也是1-3秒。
控制系统90控制磨针机构的优选工作过程如下：
A、伺服电机启动，带动砂轮544、抛光轮546高速旋转，同时启动吸尘器56；
B、磨平面：六轴机器人45驱动气缸焊接头42将焊针44移动到砂轮544上，焊针44并避开砂轮中心（中心是用来倒角的），焊针44垂直于砂轮544，研磨时间2S；研磨时间可根据需要更改；
C、磨外圆倒角：磨完平面后，驱动焊针44上升，移位到砂轮544中心，进行焊针44外圆倒角，时间约1S（倒角时间可根据需要更改）；
D、抛光端面：倒角完成后，驱动焊针44上升，移位到抛光轮546上，抛光焊针44端面，时间1S（抛光时间可根据需要更改）；
E、六轴机器人45驱动气缸焊接头42带动焊针44离开研磨机构，伺服电机和吸尘器56停止运行，磨针完成。
控制系统90可根据需要设置伺服电机转速、焊针平面研磨时间、外圆倒角时间和抛光时间，用户可根据焊针材料和被焊接物体的材料不同自行设置参数，提高磨针质量和效率。
本发明的视觉定位检测机构60通过拍照第一个点所在外圆，根据外圆自动计算得到圆心，圆心的坐标就是焊点中心即第一个定位点。其它焊点根据导入的图如CAD图转DXF图自动读取以第一个点的坐标作为基准点，其它点相对第一个定位点的坐标进行读取。每焊接一个点，控制系统根据CAD图得到的焊点的相对坐标进行焊接，并把焊接的点的坐标记录下来，同时记录焊接的数量。
焊接质量通过视觉定位检测机构60对焊点的视觉拍照进行比对，把检测的焊接点的图片，与留存的合格样品的图片比对，从判断是否合格。同时检测并反馈焊接电压、焊接压力，并记录，如果超过设置的参数范围，则判断为不合格，并报警。设定的参数范围根据焊接的不同物料，进行不断实验和修正。
由于不断焊接过程中，焊针44会有磨损等情况，可以根据焊接试验得到焊接的磨损情况，设定一个焊接数量或根据需要设定一个焊接数量值，达到焊接数量时，控制磨针机构50打磨针头。如果出现异常，如焊接反馈的电压值会有变化，控制焊接机构40停止工作，并控制磨针机构50打磨焊针44。
进料导轨222、定位导轨244、出料导轨262依次设置，组成输送机构20的输送导轨，限位导向电芯模组99的输送。进料输送带224、支撑轨道246、出料输送带264依次设置，支撑电芯模组99，进料输送带224将电芯模组99输送到电芯模组定位机构24，出料输送带264将电芯模组99输出。
电芯模组99从进料机构22进入，当进料输送带224将电芯模组99输送到进料设定位，进料位置感应器226感应到电芯模组99，控制第一升降气缸2484带动拉膜片2482上升，上升到位后，控制第一推动气缸2486驱动拉模片2482推动或拉动待加工件；电芯模组99到达止挡位之前，控制系统90控制止挡气缸驱动止挡片2492上升，拉膜片2482推动或拉动电芯模组99直至止挡片2492进行定位，定位传感器感应电芯模组99到位，电芯模组99一端由止挡片2492定位、另一端由拉膜片2482定位，控制系统控制驱动固定机构80固定电芯模组99，固定驱动气缸84驱动固定片82下降，夹持住电芯模组99的两侧以固定定位，控制焊接机构40进行焊接，焊接完成，控制止挡气缸驱动止挡片2492下降，第一推动气缸2486驱动拉模片2482推动或拉动待加工件至出料机构26，出料机构26将焊接后的加工件传输出去，拉模机构248复位，等待输送下一个电芯模组99。
气缸焊接头42通过气缸中的气体压力传输给焊头，通过控制气源的稳定性来保证气缸焊接头42的焊接压力的稳定性。与现有的大多数是采用弹簧机构，弹簧机构的压力稳定性会因为弹簧的磨损变化大。气缸焊接头的优点在于在气缸行程范围内，气缸力是恒定的。
本实施例中，优选的，气缸焊接头42的气压补偿主要通过比例阀控制。比例阀可以根据读取到的实时气压值进行充气和泄气。
本实施的电芯模组99的焊接质量主要是焊接压力的控制、放电电压的反馈控制。错焊、漏焊问题由视觉定位检测机构60进行拍照检测。
本发明的电芯模组焊接设备100是一种运用六轴机器人的全自动电阻焊接设备，自动进料、产品自动定位和固定、六轴机器人自动焊接、自动磨针和自动出料，焊接全程无人工介入，在提高焊接质量的同时，提高了产品的生产效率。
由于电芯模组99的种类很多，模组上的电芯排列也各不相同，视觉定位检测机构60找出第一个焊接点，其它焊接点以第一个点为基准，找出相对坐标进行焊接，同时视觉系统自动检测焊点的数量和质量，并进行判断。电芯模组99上的焊点很多，如果按坐标输入，编程比较复杂，而且容易出错，本系统只要输入产品的图档如CAD图档（如图14），即可通过系统直接拾取电芯模组99的焊点坐标，无需人工输入，大大提高编程效率，降低出错的风险。
本发明的进料机构22的进料输送带224采用链轮链条输送带输送电芯模组99，实现上料自动化，减少人工放料产生的不稳定性，提高生产效率。
电芯模组定位机构24的支撑轨道246采用深沟球轴承支撑，传送定位电芯模组99的过程，支撑轨道246与电芯模组99滚动摩擦，减少摩擦力，避免损伤电芯模组99。
固定机构80固定电芯模组99，避免焊接过程电芯模组99晃动。
气缸焊接头42通过控制气压自动调节压力，气压自动补偿，焊接压力精密可控。
视觉定位检测机构60找准电芯模组99第一个点位置，并自动检测电芯模组99上焊接后每个焊点质量，避免错焊、漏焊。
六轴机器人45带动气缸焊接头42对焊点进行焊接，灵活性、通用性好，焊接精度高，并且便于控制和维护。
出料机构26在电芯模组99焊接完成，由链轮链条输送带自动把电芯模组99送出设备。
磨针机构50由控制系统控制自动进行焊针的磨平面、外圆倒角和平面抛光，去除焊针表面的被焊接物粘连，清洁赃污；磨针次数可根据不同被焊物体进行设置。
控制系统90本实施例中优选的采用工控机和运动控制卡控制，千兆网卡通讯，方便大数据保持，形成报表，同时支持连线控制，方便实现整条生产线系统控制，数据共享；可以读取焊接机构的焊接参数，同时具有焊接机构焊接电流反馈系统，方便检测和判断焊接不良；采用图纸输入特别如CAD图形（如图14）输入模式编制焊接点位，这一功能可以大大提高编程效率。客户化的产品种类众多，焊点点位很多，普通软件系统需要把每个焊接点的点位坐标进行设置，本发明的控制系统只需要输入焊接产品的图纸特别如CAD图档，即可自动拾取点位坐标，快速简单。
本实施例的电芯模组焊接设备的优选的操作运行步骤如下：
1.通气通电，启动设备；
2. 启动控制系统90，打开软件，在软件界面上输入账号和密码，进入设置页面；
3.输入电芯模组99的代号，调出该模组的CAD图纸（如图14），或输入电芯模组的CAD图，按确定确认；
4.点击‘启动’按钮，进料机构22自动输送电芯模组99到电芯模组定位机构24，到位后给出信号到控制系统90；
5.电芯模组进入电芯模组定位机构24后，输送到位后，发送信号给到控制系统90，控制系统90发出控制信号给固定机构80，固定机构80夹紧电芯模组99；
6. 固定机构80夹紧电芯模组99后，给出信号到控制系统90，六轴机器人45带动气缸焊接头42对电芯模组99进行自动焊接，并反馈焊接电压、电流给控制系统90，同时视觉定位检测机构60拍照检测焊点质量输送到控制系统90，并保存数据，方便追溯。如果出现异常马上报警，并在显示界面上提示故障原因；
7. 焊接到特定焊点时，或达到设定焊接数量或焊接时间时，六轴机器人45驱动气缸焊接头42带动焊针移动到磨针机构50的相应位置，并控制磨针机构50对焊针进行自动磨针（用户可根据不同的被焊接物设定自动磨针间隔时间）；
8. 焊接完成，出料机构26把焊好的电芯模组99送出；
9. 出料机构26检测到电芯模组99输送到位后，进料机构22把下一个电芯模组99送进电芯模组定位机构24，重复步骤4-8，进行下一个模组的焊接。
本发明的电芯焊接设备对目前圆型电芯在电阻焊接时存在的一些缺陷进行了改善或改良。电阻焊接对产品质量最主要的影响主要有如下方面：焊机放电电压稳定性、焊接压力、焊接头的焊针质量，本发明针对这些因素都进行了针对性的改进，机构更精确合理，控制更精细全面，提高了焊接系统的寿命和稳定性。同时，本发明采用了六轴机器人双面焊接机构，相比一般的单面焊接设备，提高了一倍的效率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种电芯模组焊接设备，其特征在于，包括：机架、设置在机架上以输送待加工件的输送机构、对待加工件进行焊接的焊接机构、视觉定位检测机构及控制系统，所述输送机构包括：输送待加工件进行进料的进料机构、接收所述进料机构输送的待加工件并定位待加工件以供所述焊接机构进行定位焊接加工的电芯模组定位机构，所述视觉定位检测机构定位找出待加工件上的第一个焊点，并以第一个焊点为基准点确定其他焊点的相对坐标，所述控制系统控制所述焊接机构根据相对坐标进行焊接；
所述电芯模组定位机构包括：定位安装机座、设置在所述定位安装机座上的并列设置的定位导轨、设置在所述定位导轨内侧并支撑待加工件的支撑轨道、及将待加工件从进料机构输送到设定位置并将焊接好的工件输送出的拉模机构、及限位待加工件并定位待加工件的加工位的挡位机构；
所述定位导轨包括：相对设置在所述定位安装机座两侧的两定位挡板；所述支撑轨道包括：连续并列设置并轴向安装在所述定位挡板上的轴承，所述支撑轨道设置有两排、相对设置在并列设置的两定位挡板内侧；两所述支撑轨道之间隔开设置形成中空结构；所述拉模机构包括：推动或拉动待加工件沿所述支撑轨道运动的拉模片、驱动所述拉模片上下运动的第一升降气缸、及驱动所述拉模片沿所述支撑轨道运动的第一推动气缸；所述挡位机构包括：止挡并定位待加工件于焊接位置的止挡片、及驱动所述止挡片上下运动的止挡气缸，所述止挡片上设置有感应待加工件到位的定位传感器；所述电芯模组焊接设备还包括：设置在所述电芯模组定位机构的上部并驱动以固定待加工件的固定机构。
2.根据权利要求1所述的电芯模组焊接设备，其特征在于：所述视觉定位检测机构定位拍照待加工件上的第一个焊点，根据第一个焊点的外圆计算圆心，第一焊点的圆心坐标为第一个焊点中心作为基准点坐标，并根据基准点坐标计算其他焊点的相对坐标。
3.根据权利要求1所述的电芯模组焊接设备，其特征在于：所述控制系统根据输入的电芯模组焊点图读取焊点相对基准点的相对坐标，并记录焊点的坐标位置及数量，控制所述焊接结构根据记录的焊点的相对坐标进行焊接；所述控制系统控制所述视觉定位检测机构对焊接后的焊点进行拍照检测并与合格样品图片进行比对判断，判断焊接是否合格。
4.根据权利要求1所述的电芯模组焊接设备，其特征在于：所述焊接机构包括：由气体压力调节其焊接压力的气缸焊接头、及设置在所述气缸焊接头上的焊针；所述控制系统控制实时检测焊接压力并根据检测到的气压值控制对该所述气缸焊接头进行充气或泄气；所述控制系统控制检测焊接电压或电流并判断焊接电压或电流是否超过设定值或范围。
5.根据权利要求1所述的电芯模组焊接设备，其特征在于：所述固定机构包括：夹持固定待加工件的固定片、及驱动所述固定片上下运动的固定驱动气缸；所述固定片包括：与所述固定驱动气缸连接的固定本体部、及设置在所述固定本体部两侧以夹持待加工件的夹持部。
6.根据权利要求1所述的电芯模组焊接设备，其特征在于：所述进料机构包括：进料安装机座、设置在所述进料安装机座两侧并限位导向待加工件的进料导轨、设置在所述进料导轨内侧的进料输送带、感应待加工件进料位置的进料位置感应器、驱动进料输送带传输的进料驱动动力；所述进料输送带设置为两条，相对设置于两进料导轨内侧，所述进料输送带为链轮链条输送带，两进料输送带隔开设置。
7.根据权利要求6所述的电芯模组焊接设备，其特征在于：所述输送机构还包括：设置于所述电芯模组定位机构另一端的出料机构，所述进料机构、电芯模组定位机构、出料机构依次设置；所述出料机构包括：出料安装机座、设置在所述出料安装机座两侧并限位导向待加工件的出料导轨、设置在所述出料导轨内侧的出料输送带、驱动所述出料输送带进行输送的出料驱动动力，所述出料输送带为链轮链条输送带；所述控制系统控制进料驱动动力动作驱动所述进料输送带输送待加工件，当进料位置感应器感应到待加工件进料到位后，控制第一升降气缸驱动拉模片上升，上升到位后，控制第一推动气缸驱动拉模片推动或拉动待加工件，待加工件到达之前控制系统控制止挡气缸驱动止挡片上升，拉膜片推动或拉动待加工件直至止挡片进行定位，定位传感器感应待加工件到位，驱动固定机构固定待加工件，控制焊接机构进行焊接，焊接完成，控制止挡气缸驱动止挡片下降，第一推动气缸驱动拉模片推动或拉动工件至出料机构，出料机构将焊接后的加工件传输出去。
8.根据权利要求1所述的电芯模组焊接设备，其特征在于：所述焊接机构于所述电芯模组定位机构两侧设置有两组，所述焊接机构还包括：带动所述气缸焊接头进行焊接的六轴机器人，待加工件为两侧设置有待焊接电池极片的电芯模组，所述电芯模组焊接设备还包括：与所述焊接机构相应设置的磨针机构，所磨针机构包括：安装板、设置在安装板一侧的磨针动力、及相对设置在所述安装板另一侧的研磨机构、及与所述研磨机构相应设置的吸尘器，所述研磨机构包括：由磨针动力驱动的转轴、安装在所述转轴上的砂轮、安装在所述转轴上并置于所述砂轮上部的抛光轮；所述抛光轮与砂轮同轴设置，且所述抛光轮直径大于所述砂轮直径。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Effective date of registration: 20201217 Address after: Room 501, building e, xinzhongqiao Industrial Park, No.3, Baolong Sixth Road, Baolong community, Baolong street, Longgang District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant after: Shenzhen Yipai Energy Co.,Ltd. Address before: 518000 South Futai Road, Pingdi Street, Longgang District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant before: SHENZHEN LANGNENG POWER TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20230306 Address after: No. 608, No. 3 Plant, Huayilong Plant, Building 3, No. 43, Cuijing Road, Zhukeng Community, Longtian Street, Pingshan District, Shenzhen, Guangdong 518,000 Applicant after: Shenzhen Fuyuante New Energy Co.,Ltd. Address before: Room 501, building e, xinzhongqiao Industrial Park, No.3, Baolong Sixth Road, Baolong community, Baolong street, Longgang District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant before: Shenzhen Yipai Energy Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20230512 |