CN107160027A - 一种极耳焊接装置及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种极耳焊接装置及工作方法，包括：单轴机械手，所述单轴机械手安装在底板上远离焊接位的一侧，所述单轴机械手上设有丝杆螺母；直线导轨A，所述直线导轨A安装在单轴机械手靠近焊接位的一侧，所述直线导轨A上滑动连接有滑块A；直线导轨B，所述直线导轨B安装在直线导轨A靠近焊接位的一侧，所述直线导轨B上滑动连接有滑块B；滑板，所述滑板位于直线导轨A和直线导轨B的上方，所述滑板分别与丝杆螺母、滑块A和滑块B固定连接；超声波焊接机，所述超声波焊接机包括安装板、机架、气缸A和焊接机上模。本发明可以对极耳进行左右限位、上下限位和前限位，防止极耳打褶，保证极耳的焊接质量。

Description

一种极耳焊接装置及工作方法

技术领域

本发明涉及电芯极耳焊接技术领域，尤其涉及一种极耳焊接装置及工作方法。

背景技术

极耳，是锂离子聚合物电池产品的一种原材料，是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，通俗的说，极耳就是电池正负两极的耳朵，是在进行充放电时的接触点，目前，在圆柱形电池的生产工艺中，需要对极耳进行焊接，极耳焊接多采用超声波焊接，焊接质量对电芯产品质量有重要影响，焊接操作速度直接影响设备效率，设备对极耳焊接的要求有：焊接牢固，极耳位置准确，操作快速。现有技术中，锂电池电芯卷绕设备的极耳在焊接时定位精度不高，导致焊接时极耳位置不准确，出现极耳打褶等现象。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种极耳焊接装置及工作方法，可以对极耳进行左右限位、上下限位和前限位，防止极耳打褶，保证极耳的焊接质量。

根据本发明实施例的一种极耳焊接装置，包括：单轴机械手，所述单轴机械手安装在底板上远离焊接位的一侧，所述单轴机械手上设有丝杆螺母；直线导轨A，所述直线导轨A安装在单轴机械手靠近焊接位的一侧，所述直线导轨A上滑动连接有滑块A；直线导轨B，所述直线导轨B安装在直线导轨A靠近焊接位的一侧，所述直线导轨B上滑动连接有滑块B；滑板，所述滑板位于直线导轨A和直线导轨B的上方，所述滑板分别与丝杆螺母、滑块A和滑块B固定连接，所述单轴机械手上的丝杆螺母带动滑板沿直线导轨A和直线导轨B做往复运动；超声波焊接机，所述超声波焊接机包括安装板、机架、气缸A和焊接机上模，所述安装板倾斜设置在滑板的上方，所述机架安装在安装板的上端，所述气缸A安装在机架的顶部，所述机架上设有焊接机上模，所述焊接机上模与气缸A的输出端固定连接，所述气缸A可以带动焊接机上模完成下压动作；气缸B，所述气缸B安装在焊接机下模靠近机架的一侧，所述气缸B的输出端连接有前限位块；气夹爪A，所述气夹爪A安装在焊接机下模远离机架的一侧，所述气夹爪A包括气缸C和夹爪A，所述气缸C驱动夹爪A完成管夹动作，所述夹爪A用于左右定位极耳；气夹爪B，所述气夹爪B安装在焊接机下模的一侧，所述气夹爪B包括气缸D、滑块和夹爪B，所述夹爪B与滑块固定连接，所述气缸D驱动滑块上下移动，所述夹爪B用于上下定位极耳并进行收拢；电芯极耳整合导向板，所述电芯极耳整合导向板安装在焊接机下模远离气夹爪B的一侧，焊接机下模，所述焊接机下模安装在焊接机上模正下方且与电芯极耳整合导向板相水平。

在本发明的另一些实施例中，所述电芯极耳整合导向板为上下2片负责将3片极耳整合在一起，并且便于电芯极耳顺利进入到焊接位置。

在本发明的另一些实施例中，所述前限位块顶着极耳末端，确保3片极耳的末端齐平。

所述工作方法如下：电芯到达此工位时，单轴机械手根据上工位CCD检测的数据，将超声波焊接机左右调整到极耳的中心位置，再由气夹爪A的夹爪A左右定位极耳进行管夹，气夹爪B的夹爪B上下定位极耳进行收拢，气缸B可以推动前限位块使其与极耳末端相抵，确保3片极耳的末端齐平，气夹爪B与气缸B属于连动机构，当气夹爪B中夹爪B下压但还未合拢时,气缸B将会带动前限位块进行极耳前限位使3片极耳的末端齐平之后再叠合，当上面动作完成后气缸A带动焊接机上模进行下压焊接，随后将全部复位等待下节拍焊接。

本发明中，单轴机械手可以带动滑板沿直线导轨A和直线导轨B方向移动，气夹爪A用于左右定位极耳并进行管夹，气夹爪B用于上下定位极耳并进行收拢，气缸B推动前限位块使其与极耳末端相抵，确保3片极耳的末端齐平，从三方面对极耳进行限位，气夹爪B与气缸B属于连动机构，当气夹爪B中夹爪B下压但还未合拢时，气缸B将会带动前限位块进行极耳前限位使3片极耳的末端齐平之后再叠合，这样可以防止极耳打褶，保证极耳的焊接质量，气夹爪B的作用在于对极耳进行上下限位，气缸B带动前限位块的作用在于对极耳进行前限位，如果极耳上下限位先于前限位完成就无法达到前限位的效果(末端齐平)，如果前限位完全先于上下限位就可能出现极耳打褶现象，气缸A可以带动焊接机上模进行下压焊接，电芯极耳整合导向板负责将3片极耳整合在一起，并且便于电芯极耳顺利进入到焊接位置；极耳定位精度高，焊接准确，不会出现极耳打褶现象。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提出的一种极耳焊接装置的结构示意图。

图2为本发明提出的一种极耳焊接装置的俯视图。

图3为本发明提出的一种极耳焊接装置的正视图。

图4为本发明提出的一种极耳焊接装置的侧视图。

图5为图1中焊接机上模和焊接机下模的局部放大图。

图中：1单轴机械手、2底板、3直线导轨A、4直线导轨B、5滑板、6安装板、7机架、8气缸A、9焊接机上模、10焊接机下模、11气缸B、12气缸C、13滑块、14电芯极耳整合导向板、15滑块A、16滑块B、17固定座、18前限位块、19夹爪B、20夹爪A。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1-5，一种极耳焊接装置，包括：单轴机械手1，单轴机械手1安装在底板2上远离焊接位的一侧，单轴机械手1上设有丝杆螺母，单轴机械手包括伺服电机、丝杆、丝杆螺母；直线导轨A 3，直线导轨A 3安装在单轴机械手1靠近焊接位的一侧，直线导轨A 3上滑动连接有滑块A 15；直线导轨B 4，直线导轨B 4安装在直线导轨A 3靠近焊接位的一侧，直线导轨B 4上滑动连接有滑块B 16；滑板5，滑板5位于直线导轨A 3和直线导轨B 4的上方，滑板5分别与丝杆螺母、滑块A 15和滑块B 16固定连接，单轴机械手1上的丝杆螺母带动滑板5沿直线导轨A 3和直线导轨B 4做往复运动；超声波焊接机，超声波焊接机包括安装板6、机架7、气缸A 8和焊接机上模9，安装板6倾斜设置在滑板5的上方，机架7安装在安装板6的上端，气缸A 8安装在机架7的顶部，机架7上设有焊接机上模9，焊接机上模9与气缸A 8的输出端固定连接，气缸A 8可以带动焊接机上模9完成下压动作；气缸B 11，气缸B 11安装在焊接机下模10靠近机架7的一侧，气缸B 11的输出端连接有前限位块18，气缸B 11驱动前限位块18做前后运动，气缸B 11通过固定座17固定；气夹爪A，气夹爪A安装在焊接机下模10远离机架7的一侧，气夹爪A包括气缸C 12和夹爪A 20，气缸C 12驱动夹爪A 20完成管夹动作，夹爪A 20用于左右定位极耳；气夹爪B，气夹爪B安装在焊接机下模10的一侧，气夹爪B与气缸B11属于连动机构，气夹爪B包括气缸D、滑块13和夹爪B 19，夹爪B 19与滑块13固定连接，气缸D驱动滑块13上下移动，夹爪B 19用于上下定位极耳并进行收拢；电芯极耳整合导向板14，电芯极耳整合导向板14安装在焊接机下模10远离气夹爪B的一侧，焊接机下模10，焊接机下模10安装在焊接机上模9正下方且与电芯极耳整合导向板14相水平。

电芯极耳整合导向板14为上下2片负责将3片极耳整合在一起，并且便于电芯极耳顺利进入到焊接位置，前限位块18顶着极耳末端，确保3片极耳的末端齐平。

工作方法如下：工作时，电芯到达此工位时，单轴机械手1根据上工位CCD检测的数据(极耳偏移电芯中心位置)，将超声波焊接机左右调整到极耳的中心位置，再由气夹爪A的夹爪A 20左右定位极耳进行管夹，气夹爪B的夹爪B 19上下定位极耳进行收拢，气缸B 11可以推动前限位块18使其与极耳末端相抵，确保3片极耳的末端齐平，气夹爪B与气缸B 11属于连动机构(电气控制上进行动作的先后控制)，当气夹爪B中夹爪B 19下压但还未合拢时,气缸B 11将会带动前限位块18进行极耳前限位使3片极耳的末端齐平之后再叠合，这样可以防止极耳打褶，保证极耳的焊接质量，当上面动作完成后气缸A 8带动焊接机上模9进行下压焊接，随后将全部复位等待下节拍焊接，超声波焊接原理：由换能系统将高频信号转换为高频振动，再靠焊头将能量传达至工件接触面，使分子与分子间产生激烈摩擦，促使产品瞬间熔化并结合为一体。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种极耳焊接装置，其特征在于，包括：

单轴机械手，所述单轴机械手安装在底板上远离焊接位的一侧，所述单轴机械手上设有丝杆螺母：

直线导轨A，所述直线导轨A安装在单轴机械手靠近焊接位的一侧，所述直线导轨A上滑动连接有滑块A：

直线导轨B，所述直线导轨B安装在直线导轨A靠近焊接位的一侧，所述直线导轨B上滑动连接有滑块B：

滑板，所述滑板位于直线导轨A和直线导轨B的上方，所述滑板的一侧与丝杆螺母固定连接，所述滑板的底端与滑块A和滑块B固定连接，所述单轴机械手上的丝杆螺母带动滑板沿直线导轨A和直线导轨B做往复运动：

超声波焊接机，所述超声波焊接机包括安装板、机架、气缸A和焊接机上模，所述安装板倾斜设置在滑板的上方，所述机架安装在安装板的上端，所述气缸A安装在机架的顶部，所述机架上设有焊接机上模，所述焊接机上模与气缸A的输出端固定连接，所述气缸A可以带动焊接机上模完成下压动作：

气缸B，所述气缸B安装在焊接机下模靠近机架的一侧，所述气缸B的输出端连接有前限位块，所述气缸B驱动前限位块做前后运动：

气夹爪A，所述气夹爪A安装在焊接机下模远离机架的一侧，所述气夹爪A包括气缸C和夹爪A，所述气缸C驱动夹爪A完成管夹动作，所述夹爪A用于左右定位极耳；

气夹爪B，所述气夹爪B安装在焊接机下模的一侧，所述气夹爪B包括气缸D、滑块和夹爪B，所述夹爪B与滑块固定连接，所述气缸D驱动滑块上下移动，所述夹爪B用于上下定位极耳并进行收拢；

电芯极耳整合导向板，所述电芯极耳整合导向板安装在焊接机下模远离气夹爪B的一侧：

焊接机下模，所述焊接机下模安装在焊接机上模正下方且与电芯极耳整合导向板相水平。

2.根据权利要求1所述的极耳焊接装置，其特征在于：所述电芯极耳整合导向板为上下2片负责将3片极耳整合在一起，并且便于电芯极耳顺利进入到焊接位置。

3.根据权利要求1所述的极耳焊接装置，其特征在于：所述前限位块顶着极耳末端，确保3片极耳的末端齐平。

4.根据权利要求1-3任一项所述的极耳焊接装置的工作方法，其特征在于：工作方法如下：电芯到达此工位时，单轴机械手根据上工位CCD检测的数据，将超声波焊接机左右调整到极耳的中心位置，再由气夹爪A的夹爪A左右定位极耳进行管夹，气夹爪B的夹爪B上下定位极耳进行收拢，气缸B可以推动前限位块使其与极耳末端相抵，确保3片极耳的末端齐平，气夹爪B与气缸B属于连动机构，当气夹爪B中夹爪B下压但还未合拢时，气缸B将会带动前限位块进行极耳前限位使3片极耳的末端齐平之后再叠合，当上面动作完成后气缸A带动焊接机上模进行下压焊接，随后将全部复位等待下节拍焊接。