CN107262927B - 一种纽扣形锂电池双面点焊设备及其点焊方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纽扣形锂电池双面点焊设备及其方法，其中，点焊设备包括点焊盘，点焊盘上设置有中心齿轮、环形滑道、四个三角形凸台，在点焊盘上设置有多个与中心齿轮啮合的椭圆形齿轮，在点焊盘的外部设置有上料机械手、第一焊脚上料焊接机构、第二焊脚上料焊接机构和卸料机械手；方法包括中心齿轮带动椭圆形齿轮绕着中心齿轮周向转动，椭圆形齿轮经过每个三角形凸台时，椭圆形齿轮上的容纳板位置发生变化，上料机械手将电池本体置于容纳槽内，第一焊脚上料焊接机构对电池本体的一侧面焊接第一焊脚，第二焊脚上料焊接机构对电池本体的另一侧面焊接第二焊脚，卸料机械手将双面焊脚焊接完成后的电池本体进行卸料。

Description

一种纽扣形锂电池双面点焊设备及其点焊方法
技术领域
本发明涉及一种点焊机及其点焊方法，尤其涉及一种纽扣形锂电池双面点焊设备及其点焊方法。
背景技术
锂电池生产过程中，需要在锂电池的金属顶杆上方焊接极耳和盖板，一般采用在激光焊机上进行操作。激光焊机包括激光发生器、激光头以及固定安装锂电池、极耳和盖板的活动安装座，工作人员先在活动安装座上固定锂电池、极耳和盖板，然后将活动安装座推送至激光头的正下方，使得激光头与盖板相应布置。例如，现有公开号为CN104259660A的中国发明专利公开《一种锂电池焊接设备》，包括锂电池夹装装置、输送装置、激光焊接装置，锂电池夹装装置包括支撑板，支撑板的上板面上设置有固定孔，固定孔的上方设置有压板，压板上开设有通孔，压板固定在一立状布置的升降杆的上端，取料装置包括升降台，升降台上设置有挡板，升降台外侧设置有锁紧机构，锁紧机构包括支座以及推板，激光焊接装置的激光头与升降台上、下对应布置。
焊脚电池，也称带脚电池，引脚电池，在台湾及香港有人称之为打拼(PIN)电池。通常小电子、数码产品、医疗器械等、做储存电源用的纽扣电池需要焊在线路板(PCBA)上，电池的电池片为不锈钢带镀镍。纽扣电池焊脚较为复杂，主要原因为纽扣电池太薄加工不专业，及负极锂片是直接与电池负极外壳相连的，所以很容易发生电池被焊坏(内部隔膜焊穿造成短路)或者是焊片容易掉下的不良现象。
在锂电池生产过程中，特别是针对具有焊脚的纽扣型的锂电池，这类电池包括有一本体，焊接于本体一侧面之上的第一焊脚，焊接于本体另一侧面上的第二焊脚。在现有技术中，这类电池的第一焊脚和第二焊脚的焊接，通常是需要在本体一侧焊接完成后，再焊接另外一侧，采用人工焊接方式，效率低下，现有的焊接设备不能满足需求。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种纽扣形锂电池双面点焊设备，实现锂电池的第一焊脚和第二焊脚的自动化焊接，提高焊接效率。
本发明要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种利用纽扣形锂电池双面点焊设备的点焊方法，实现锂电池的第一焊脚和第二焊脚的自动化焊接，提高焊接效率。
本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种纽扣形锂电池双面点焊设备，其特征在于：包括一点焊盘，该点焊盘中心处形成有一圆形凸台，该圆形凸台上转动设置有转轴，该转轴上设置有位于圆形凸台上方的中心齿轮，所述转轴上设置有一驱动齿轮，该驱动齿轮与一不完全齿轮啮合，该不完全齿轮与驱动电机连接，所述点焊盘上位于所述圆形凸台的周缘开设有环形滑道，所述点焊盘上位于左前、左后、右前和右后处分别形成有一三角形凸台，每个三角形凸台的斜边为弧形且与所述圆形凸台相对，每个三角形凸台的两个直角边所在的边缘处开设有与所述环形滑道相切的第一过渡滑道和第二过渡滑道，所述点焊盘上位于环形滑道内设置有四个椭圆形齿轮，每个椭圆形齿轮分别与所述中心齿轮相啮合，每个椭圆形齿轮的下侧面上延伸有与所述环形滑道相适配的第一凸柱和第二凸柱，每个三角形凸台的同侧斜端部开设有一容纳槽，在容纳槽内设置有一转动柱，在容纳槽内转动设置有拨杆，在拨杆和转动柱之间设置有使得拨杆一端抵靠于圆形凸台外缘的扭簧，所述每个椭圆形齿轮的顶部竖立有容纳板，每个容纳板的顶部开设有用于容纳电池本体的容纳槽，所述点焊盘的前侧设置有用于将电池本体夹持放至容纳板上容纳槽内的上料机械手，所述点焊盘的左侧设置有第一焊脚上料焊接机构，该第一焊脚上料焊接机构包括用于输送第一焊脚的第一焊脚机械手以及用于将第一焊脚焊接于电池本体一侧面上的第一点焊机，所述点焊盘的后侧设置有第二焊脚上料焊接机构，该第二焊脚上料焊接机构包括用于输送第二焊脚的第二焊脚机械手以及用于将第二焊脚焊接于电池本体另一侧面上的第二点焊机，所述点焊盘的右侧设置有用于将双面焊接完成后的电池本体进行卸料的卸料机械手。
作为改进，所述点焊盘的侧壁上位于每个拨杆另一端相对应处开设有滑槽，滑槽避免了点焊盘对拨杆转动造成阻挡。
再改进，所述容纳板的顶面上间隔开设有多个容纳槽，提高点焊效率。
与现有技术相比，本发明解决第一个技术问题的优点在于：中心齿轮带动椭圆形齿轮绕着中心齿轮周向转动，四个椭圆形齿轮均布于点焊盘之上，当其中一个椭圆形齿轮在某一方向上摆正时，其它三个椭圆形在另外三个方向上同时摆正，于此同时，与驱动电机相连的不完全齿轮不能带动转轴上的驱动齿轮转动，中心齿轮间歇停止转动，另外，在椭圆形齿轮经过每个三角形凸台时，椭圆形齿轮上的容纳板位置发生变化，在椭圆形齿轮转过每个三角形凸台后，容纳板上的电池本体从一侧面向外转变成另一侧面向外，实现电池本体在双面焊接过程中需要的位置变化，同时，配合上料机械手将电池本体置于容纳槽内，第一焊脚上料焊接机构对电池本体的一侧面焊接第一焊脚，第二焊脚上料焊接机构对电池本体的另一侧面焊接第二焊脚，卸料机械手将双面焊脚焊接完成后的电池本体进行卸料，从而实现了对电池本体一侧面上的第一焊脚和电池本体另一侧面上的第二焊脚进行焊接，实现了锂电池的第一焊脚和第二焊脚的自动化焊接，提高了焊接效率。
本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为：一种利用所述纽扣形锂电池双面点焊设备的点焊方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、驱动电机带动不完全齿轮转动，不完全齿轮带动中心齿轮转动，中心齿轮带动其中一个椭圆形齿轮运动至点焊盘的前侧，上料机械手夹持电池本体，并把电池本体放置于位于点焊盘前侧的容纳板容纳槽内；
(2)、随着中心齿轮的转动，所述步骤(1)中的其中一个椭圆形齿轮运动至点焊盘上左前三角形凸台处，左前三角形凸台上的拨杆一端阻挡上述其中一个椭圆形齿轮的第一凸柱，该第一凸柱进入左前方的第一过渡滑道并推动拨杆另一端转动，拨杆一端绕着转动柱转动打开环形滑道，上述其中一个椭圆形齿轮的第二凸柱进入环形滑道内，上述其中一个椭圆形齿轮的第一凸柱和第二凸柱的前后方向发生变化；
(3)、上述其中一个椭圆形齿轮在点焊盘的左侧位置摆正时，不完全齿轮不能带动驱动齿轮转动，第一焊脚机械手夹持第一焊脚将其输送至上述其中一个椭圆形齿轮上方的电池本体一侧面处，同时，第一点焊机的焊针运动至第一焊脚和电池本体接触处，第一焊脚焊接于电池本体的一侧面之上；
(4)、随着中心齿轮的继续转动，所述步骤(3)中的其中一个椭圆形齿轮运动至点焊盘上左后三角形凸台处，左后三角形凸台上的拨杆一端阻挡上述其中一个椭圆形齿轮的第二凸柱，该第二凸柱进入左后方的第一过渡滑道并推动拨杆另一端转动，拨杆一端绕着转动柱转动打开环形滑道，上述其中一个椭圆形齿轮的第一凸柱进入环形滑道内，上述其中一个椭圆形齿轮的第一凸柱和第二凸柱的前后方向发生变化，上述其中一个椭圆形齿轮上的容纳板位置发生转动；
(5)、步骤(4)的其中一个椭圆形齿轮在点焊盘的后侧位置摆正时，上述其中一个椭圆形齿轮上方的电池本体的另一侧面向外，第二焊脚机械手夹持第二焊脚将其输送至上述其中一个椭圆形齿轮上方的电池本体另一侧面处，同时，第二点焊机的焊针运动至第二焊脚和电池本体接触处，第二焊脚焊接于电池本体的另一侧面之上，电池本体完成双侧面的焊脚焊接；
(6)、所述其中一个椭圆形齿轮运动至点焊盘的右侧位置时，卸料机械手将所述其中一个椭圆形齿轮上的电池本体进行卸料，所述其中一个椭圆形齿轮进入下一个焊接循环。
与现有技术相比，本发明解决第二个技术问题的优点在于：中心齿轮带动椭圆形齿轮绕着中心齿轮周向转动，四个椭圆形齿轮均布于点焊盘之上，当其中一个椭圆形齿轮在某一方向上摆正时，其它三个椭圆形在另外三个方向上同时摆正，于此同时，与驱动电机相连的不完全齿轮不能带动转轴上的驱动齿轮转动，中心齿轮间歇停止转动，另外，在椭圆形齿轮经过每个三角形凸台时，椭圆形齿轮上的容纳板位置发生变化，在椭圆形齿轮转过每个三角形凸台后，容纳板上的电池本体从一侧面向外转变成另一侧面向外，实现电池本体在双面焊接过程中需要的位置变化，同时，配合上料机械手将电池本体置于容纳槽内，第一焊脚上料焊接机构对电池本体的一侧面焊接第一焊脚，第二焊脚上料焊接机构对电池本体的另一侧面焊接第二焊脚，卸料机械手将双面焊脚焊接完成后的电池本体进行卸料，从而实现了对电池本体一侧面上的第一焊脚和电池本体另一侧面上的第二焊脚进行焊接，实现了锂电池的第一焊脚和第二焊脚的自动化焊接，提高了焊接效率。
附图说明
图1是本发明实施例中纽扣形锂电池双面点焊设备的结构示意图；
图2是本发明实施例中驱动齿轮和不完全齿轮结构简图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1、2所示，本实施中的纽扣形锂电池双面点焊设备，包括点焊盘5、拨杆55、弹簧、椭圆形齿轮6、容纳板7、中心齿轮52、转轴58、不完全齿轮581、驱动齿轮582、驱动电机、上料机械手1、第一焊脚上料焊脚机构2、第二焊脚上料焊接机构3和卸料机械手4。
其中，点焊盘5中心处形成有一圆形凸台51，该圆形凸台51上转动设置有转轴58，该转轴58上设置有位于圆形凸台51上方的中心齿轮52，所述转轴58上设置有一驱动齿轮582，该驱动齿轮582与一不完全齿轮581啮合，该不完全齿轮581与驱动电机连接，所述点焊盘5上位于所述圆形凸台51的周缘开设有环形滑道53，所述点焊盘5上位于左前、左后、右前和右后处分别形成有一三角形凸台54，每个三角形凸台54的斜边为弧形且与所述圆形凸台51相对，每个三角形凸台54的两个直角边所在的边缘处开设有与所述环形滑道53相切的第一过渡滑道541和第二过渡滑道542，所述点焊盘5上位于环形滑道53内设置有四个椭圆形齿轮6，每个椭圆形齿轮6分别与所述中心齿轮52相啮合，每个椭圆形齿轮6的下侧面上延伸有与所述环形滑道53相适配的第一凸柱61和第二凸柱62，每个三角形凸台54的同侧斜端部开设有一容纳槽543，在容纳槽543内设置有一转动柱56，在容纳槽543内转动设置有拨杆55，在拨杆55和转动柱56之间设置有使得拨杆55一端抵靠于圆形凸台51外缘的扭簧，所述每个椭圆形齿轮6的顶部竖立有容纳板7，每个容纳板7的顶部开设有用于容纳电池本体8的容纳槽71，所述点焊盘5的前侧设置有用于将电池本体8夹持放至容纳板7上容纳槽71内的上料机械手1，所述点焊盘5的左侧设置有第一焊脚上料焊接机构2，该第一焊脚上料焊接机构2包括用于第一焊脚81输送的第一焊脚机械手21以及用于将第一焊脚81焊接于电池本体8一侧面上的第一点焊机22，所述点焊盘5的后侧设置有第二焊脚上料焊接机构3，该第二焊脚上料焊接机构3包括用于第二焊脚82输送的第二焊脚机械手32以及用于将第二焊脚82焊接于电池本体8另一侧面上的第二点焊机32，所述点焊盘5的右侧设置有用于将双面焊接完成后的电池本体8进行卸料的卸料机械手4。
另外，所述点焊盘5的侧壁上位于每个拨杆55另一端相对应处开设有滑槽57，滑槽57避免了点焊盘5对拨杆55转动造成阻挡。
此外，所述容纳板7的顶面上间隔开设有多个容纳槽71，提高点焊效率。
最后，本发明还公开了一种利用所述纽扣形锂电池双面点焊设备的点焊方法，包括以下步骤：
(1)、驱动电机带动不完全齿轮581转动，不完全齿轮581带动中心齿轮转动，中心齿轮52带动其中一个椭圆形齿轮运动至点焊盘5的前侧，上料机械手1夹持电池本体8，并把电池本体8放置于位于点焊盘5前侧的容纳板7容纳槽71内；
(2)、随着中心齿轮52的转动，所述步骤(1)中的其中一个椭圆形齿轮运动至点焊盘5上左前三角形凸台处，左前三角形凸台上的拨杆一端阻挡上述其中一个椭圆形齿轮的第一凸柱61，该第一凸柱61进入左前方的第一过渡滑道541并推动拨杆55另一端转动，拨杆55一端绕着转动柱56转动打开环形滑道53，上述其中一个椭圆形齿轮的第二凸柱62进入环形滑道53内，上述其中一个椭圆形齿轮的第一凸柱61和第二凸柱62的前后方向发生变化；
(3)、上述其中一个椭圆形齿轮在点焊盘5的左侧位置摆正时，不完全齿轮581不能带动驱动齿轮582转动，第一焊脚机械手21夹持第一焊脚81将其输送至上述其中一个椭圆形齿轮上方的电池本体一侧面处，同时，第一点焊机22的焊针运动至第一焊脚81和电池本体8接触处，第一焊脚81焊接于电池本体8的一侧面之上；
(4)、随着中心齿轮52的继续转动，所述步骤(3)中的其中一个椭圆形齿轮运动至点焊盘5上左后三角形凸台处，左后三角形凸台上的拨杆一端阻挡上述其中一个椭圆形齿轮的第二凸柱62，该第二凸柱62进入左后方的第一过渡滑道并推动拨杆另一端转动，拨杆一端绕着转动柱转动打开环形滑道53，上述其中一个椭圆形齿轮的第一凸柱61进入环形滑道53内，上述其中一个椭圆形齿轮的第一凸柱61和第二凸柱62的前后方向发生变化，上述其中一个椭圆形齿轮上的容纳板7位置发生转动；
(5)、步骤(4)的其中一个椭圆形齿轮在点焊盘5的后侧位置摆正时，上述其中一个椭圆形齿轮上方的电池本体8的另一侧面向外，第二焊脚机械手31夹持第二焊脚82将其输送至上述其中一个椭圆形齿轮上方的电池本体8另一侧面处，同时，第二点焊机32的焊针运动至第二焊脚82和电池本体8接触处，第二焊脚82焊接于电池本体8的另一侧面之上，电池本体8完成双侧面的焊脚焊接；
(6)、所述其中一个椭圆形齿轮运动至点焊盘5的右侧位置时，卸料机械手4将所述其中一个椭圆形齿轮上的电池本体8进行卸料，所述其中一个椭圆形齿轮进入下一个焊接循环。
综上，中心齿轮52带动椭圆形齿轮6绕着中心齿轮52周向转动，四个椭圆形齿轮6均布于点焊盘5之上，当其中一个椭圆形齿轮在某一方向上摆正时，其它三个椭圆形在另外三个方向上同时摆正，于此同时，与驱动电机相连的不完全齿轮581不能带动转轴58上的驱动齿轮582转动，中心齿轮52间歇停止转动，另外，在椭圆形齿轮6经过每个三角形凸台54时，椭圆形齿轮6上的容纳板7位置发生变化，在椭圆形齿轮6转过每个三角形凸台54后，容纳板7上的电池本体8从一侧面向外转变成另一侧面向外，实现电池本体8在双面焊接过程中需要的位置变化，同时，配合上料机械手1将电池本体8置于容纳槽71内，第一焊脚上料焊接机构2对电池本体8的一侧面焊接第一焊脚81，第二焊脚上料焊接机构3对电池本体8的另一侧面焊接第二焊脚82，卸料机械手4将双面焊脚焊接完成后的电池本体8进行卸料，从而实现了对电池本体8一侧面上的第一焊脚81和电池本体8另一侧面上的第二焊脚82进行焊接，实现了锂电池的第一焊脚81和第二焊脚82的自动化焊接，提高了焊接效率。

Claims (4)

1.一种纽扣形锂电池双面点焊设备，其特征在于：包括一点焊盘(5)，该点焊盘(5)中心处形成有一圆形凸台(51)，该圆形凸台(51)上转动设置有转轴(58)，该转轴(58)上设置有位于圆形凸台(51)上方的中心齿轮(52)，所述转轴(58)上设置有一驱动齿轮(582)，该驱动齿轮(582)与一不完全齿轮(581)啮合，该不完全齿轮(581)与驱动电机连接，所述点焊盘(5)上位于所述圆形凸台(51)的周缘开设有环形滑道(53)，所述点焊盘(5)上位于左前、左后、右前和右后处分别形成有一三角形凸台(54)，每个三角形凸台(54)的斜边为弧形且与所述圆形凸台(51)相对，每个三角形凸台(54)的两个直角边所在的边缘处开设有与所述环形滑道(53)相切的第一过渡滑道(541)和第二过渡滑道(542)，所述点焊盘(5)上位于环形滑道(53)内设置有四个椭圆形齿轮(6)，每个椭圆形齿轮(6)分别与所述中心齿轮(52)相啮合，每个椭圆形齿轮(6)的下侧面上延伸有与所述环形滑道(53)相适配的第一凸柱(61)和第二凸柱(62)，每个三角形凸台(54)的同侧斜端部开设有一容纳槽(543)，在容纳槽(543)内设置有一转动柱(56)，在容纳槽(543)内转动设置有拨杆(55)，在拨杆(55)和转动柱(56)之间设置有使得拨杆(55)一端抵靠于圆形凸台(51)外缘的扭簧，所述每个椭圆形齿轮(6)的顶部竖立有容纳板(7)，每个容纳板(7)的顶部开设有用于容纳电池本体(8)的容纳槽(71)，所述点焊盘(5)的前侧设置有用于将电池本体(8)夹持放至容纳板(7)上容纳槽(71)内的上料机械手(1)，所述点焊盘(5)的左侧设置有第一焊脚上料焊接机构(2)，该第一焊脚上料焊接机构(2)包括用于输送第一焊脚(81)的第一焊脚机械手(21)以及用于将第一焊脚(81)焊接于电池本体(8)一侧面上的第一点焊机(22)，所述点焊盘(5)的后侧设置有第二焊脚上料焊接机构(3)，该第二焊脚上料焊接机构(3)包括用于输送第二焊脚(82)的第二焊脚机械手(31)以及用于将第二焊脚(82)焊接于电池本体(8)另一侧面上的第二点焊机(32)，所述点焊盘(5)的右侧设置有用于将双面焊接完成后的电池本体(8)进行卸料的卸料机械手(4)。
2.根据权利要求1所述的纽扣形锂电池双面点焊设备，其特征在于：所述点焊盘(5)的侧壁上位于每个拨杆(55)另一端相对应处开设有滑槽(57)。
3.根据权利要求2所述的纽扣形锂电池双面点焊设备，其特征在于：所述容纳板(7)的顶面上间隔开设有多个容纳槽(71)。
4.一种利用权利要求1所述纽扣形锂电池双面点焊设备的点焊方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、驱动电机带动不完全齿轮(581)转动，不完全齿轮(581)带动中心齿轮(52)转动，中心齿轮(52)带动其中一个椭圆形齿轮运动至点焊盘(5)的前侧，上料机械手(1)夹持电池本体(8)，并把电池本体(8)放置于位于点焊盘(5)前侧的容纳板(7)的容纳槽(71)内；
(2)、随着中心齿轮(52)的转动，所述步骤(1)中的其中一个椭圆形齿轮运动至点焊盘(5)上左前三角形凸台处，左前三角形凸台上的拨杆(55)一端阻挡上述其中一个椭圆形齿轮的第一凸柱(61)，该第一凸柱(61)进入左前方的第一过渡滑道(541)并推动拨杆(55)另一端转动，拨杆(55)一端绕着转动柱(56)转动打开环形滑道(53)，上述其中一个椭圆形齿轮的第二凸柱(62)进入环形滑道(53)内，上述其中一个椭圆形齿轮的第一凸柱(61)和第二凸柱(62)的前后方向发生变化；
(3)、上述其中一个椭圆形齿轮在点焊盘(5)的左侧位置摆正时，不完全齿轮(581)不能带动驱动齿轮(582)转动，第一焊脚机械手(21)夹持第一焊脚(81)将其输送至上述其中一个椭圆形齿轮上方的电池本体一侧面处，同时，第一点焊机(22)的焊针运动至第一焊脚和电池本体接触处，第一焊脚(81)焊接于电池本体(8)的一侧面之上；
(4)、随着中心齿轮(52)的继续转动，所述步骤(3)中的其中一个椭圆形齿轮运动至点焊盘(5)上左后三角形凸台处，左后三角形凸台上的拨杆一端阻挡上述其中一个椭圆形齿轮的第二凸柱(62)，该第二凸柱(62)进入左后方的第一过渡滑道(541)并推动拨杆另一端转动，拨杆一端绕着转动柱转动打开环形滑道(53)，上述其中一个椭圆形齿轮的第一凸柱(61)进入环形滑道(53)内，上述其中一个椭圆形齿轮的第一凸柱(61)和第二凸柱(62)的前后方向发生变化，上述其中一个椭圆形齿轮上的容纳板(7)位置发生转动；
(5)、步骤(4)的其中一个椭圆形齿轮在点焊盘(5)的后侧位置摆正时，上述其中一个椭圆形齿轮上方的电池本体(8)的另一侧面向外，第二焊脚机械手(31)夹持第二焊脚(82)将其输送至上述其中一个椭圆形齿轮上方的电池本体(8)另一侧面处，同时，第二点焊机(32)的焊针运动至第二焊脚(82)和电池本体(8)接触处，第二焊脚(82)焊接于电池本体(8)的另一侧面之上，电池本体(8)完成双侧面的焊脚焊接；
(6)、所述其中一个椭圆形齿轮运动至点焊盘(5)的右侧位置时，卸料机械手(4)将所述其中一个椭圆形齿轮上的电池本体(8)进行卸料，所述其中一个椭圆形齿轮进入下一个焊接循环。
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