CN107486641B - 一种新能源电池模组辅助夹紧焊接车 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种新能源电池外板激光焊接装配的辅助夹紧、翻转小车，主要针对硬壳状电池电芯的焊接装配。本发明是一种可自由移动的小车，操作工人将电池各个零部件按照相应顺序放置到该小车的装配平台上，将小车移动到预定位置；通过人工夹紧电池模组并将电池模组翻转预定角度，然后使外置的激光焊接机将电池模组的外板进行焊接；焊接结束后，人工操作翻转电池将电池转回，安放平台上升，夹紧电池打开，取下电池模组。本发明通过对重量较重的电池模组进行机械夹紧和翻转，实现了对电池模组的高效率翻转并焊接，极大的提高了工作效率，同时也降低了工作人员的劳动强度；本发明的充分考虑了人机工程学的因素，小车结构紧凑，操作者的操作可靠简单。

Description

一种新能源电池模组辅助夹紧焊接车

技术领域

本发明涉及新能源电池装配的技术领域，具体来说是涉及一种满足新能源电池模组外板激光焊接工艺的辅助电池模组夹紧焊接小车。

背景技术

新能源产业目前发展迅速，新能源电池是新能源产业中重要的一部分。各种各样的新能源电池正不断出现。因此，新能源电池模组的装配也成为当今自动化装备行业中发展迅猛的一个方向。新能源电池装配中存在与传统工业产品装配过程中没有的柔性零件装配、工装的绝缘性、电池电芯的一致性差异大等问题。特别的，在电池模组的焊接过程中，由于激光焊接的空间小、激光焊接区域的温度高，在焊接辅助夹具工装设计上相较于其他传统工业产品装配零件的设计更加困难。因此亟需一款可辅助电池模组进行焊接的工装夹具。

发明内容

本发明设计了一种新能源电池外板激光焊接装配的辅助夹紧、翻转小车，主要针对硬壳状电池电芯的焊接装配。本发明是一种可自由移动的小车，操作工人将电池各个零部件按照相应顺序放置到该小车的装配平台上，将小车移动到预定位置；通过人工夹紧电池模组并将电池模组翻转预定角度，然后使外置的激光焊接机将电池模组的外板进行焊接；焊接结束后，人工操作翻转电池将电池转回，安放平台上升，夹紧电池打开，取下电池模组。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种新能源电池模组辅助夹紧焊接车,包括小车本体、抬起定位组件和水平夹紧翻转移动组件，所述小车本体上设有抬起定位组件和水平夹紧翻转移动组件。

所述小车本体包括框架，框架顶端设有上安装平台。

所述抬起定位组件包括抬起定位底座，抬起定位底座固定在上安装平台的安装槽中；所述抬起定位底座的一侧开有导轨安装槽，导轨安装槽内设有竖直导轨滑块组件，竖直导轨滑块组件中的滑块上设有抬起定位平台，抬起定位平台上设有工件定位工装。

所述水平夹紧翻转移动组件包括水平导轨滑块组件，水平导轨滑块组件固定在上安装平台上，水平导轨滑块组件中的滑块上设有左夹紧臂和右夹紧臂；所述左夹紧臂上开有轴孔，轴孔内设有左转动轴；所述右夹紧臂上开有和左夹紧臂上的轴孔位于同一轴线上的另一个轴孔，右夹紧臂上的轴孔内设有右转动轴；

所述左转动轴的一端通过螺钉安装有左夹紧气缸，左转动轴上和左夹紧气缸相对的一端设有转动限位组件；所述右转动轴的一端通过螺钉安装有右夹紧气缸，右转动轴上和右夹紧气缸相对的一端设有转动减速组件；

所述右夹紧臂上设有轴承安装座和电机，轴承安装座上设有滚珠丝杠组件；所述滚珠丝杠组件包括滚珠丝杠和丝杠螺母，丝杆螺母通过螺母安装座固定在左夹紧臂上。

所述转动限位组件包括第一挡块、第二挡块和第三挡块，第一挡块固定在左转动轴上，第二挡块和第三挡块固定在左转动轴的两侧；所述第一挡块和第二挡块配合，当左转动轴转动至一定的角度时，第二挡块通过限制第一挡块的转动从而限制左转动轴的转动；所述第三挡块和左转动轴配合，当左转动轴转动至一定的角度时，第三挡块直接限制左转动轴的转动。

所述转动减速组件包括转轮和联轴器，转轮通过联轴器和右转动轴连接，通过手动控制转轮从而控制右夹紧气缸的转动。

所述上安装平台上设有行程开关和死挡块。

本发明的有益效果：

1、本发明通过对重量较重的电池模组进行机械夹紧和翻转，实现了对电池模组的高效率翻转并焊接，极大的提高了工作效率，同时也降低了工作人员的劳动强度；

2、本发明的水平夹紧翻转移动组件的两个夹紧臂各采用前后双限位，以及驱动电机等驱动零件与夹紧臂安装在一起的这种设计，使得水平夹紧翻转移动组件在导轨方向上，在限位空间内能够自由移动，克服了电池模组零件的一致性差导致的电池模组零件整体定位困难的问题；

3、发明的水平夹紧翻转移动组件的死挡块的安装位置和形成开关位置可调节，这样实现了水平夹紧翻转移动组件在夹紧和打开时的行程大小不同，从而实现了对不同长度电池模组夹紧的兼容性；

4、本发明的转动限位组件具有可调节性，从而实现了翻转角度的可调节性，使其能够适应任意角度外置的激光焊接机；

5、本发明的充分考虑了人机工程学的因素，小车结构紧凑，操作者的操作可靠简单。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明辅助夹紧焊接车结构示意图；

图2是本发明辅助夹紧焊接车结构示意图；

图3是图2中A处放大示意图；

图4是电池模组结构示意图。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。

一种新能源电池模组辅助夹紧焊接车，由小车本体、抬起定位组件和水平夹紧翻转移动组件等主要的三大部分所组成。

小车本体由：框架1、脚轮2、上安装平台3等主要零部件所组成。

抬起定位组件主要由：抬起定位底座4、竖直导轨滑块组件5、抬起定位平台6、工件定位工装7等主要零部件所组成。

水平夹紧翻转移动组件主要由：水平导轨滑块组件8、左夹紧臂9、右夹紧臂10、左夹紧气缸组件11、右夹紧气缸组件12、左转动轴组件13、右转动轴组件14、转动限位组件15、转动减速组件16等零部件所组成。

框架1底端设有脚轮2，如图1所示，脚轮2共两组，一组为带两个带刹车的万向轮，另一组为固定轮。框架1顶端设有上安装平台3，上安装平台3通过螺钉固定在框架2顶端。

上安装平台3的安装槽中设有抬起定位组件中的抬起定位底座4，如图2所示，抬起定位底座4通过螺钉固定在上安装平台3上；抬起定位底座4的一侧开有导轨安装槽，导轨安装槽内设有竖直导轨滑块组件5，竖直导轨滑块组件5包括导轨和滑块，滑块上设有抬起定位平台6，抬起定位平台6上通过螺钉固定有工件定位工装7。

水平夹紧翻转移动组件的水平导轨滑块组件8通过螺钉安装在上安装平台3上，水平导轨滑块组件8包括导轨和滑块，滑块上设有左夹紧臂9和右夹紧臂10，左夹紧臂9上开有轴孔，轴孔内设有左转动轴13；右夹紧臂10上开有和左夹紧臂9上的轴孔位于同一轴线上的轴孔，右夹紧臂10上的轴孔内设有右转动轴14。左转动轴13的一端通过螺钉安装有左夹紧气缸11，左转动轴13上和左夹紧气缸11相对的一端设有转动限位组件15；右转动轴14的一端通过螺钉安装有右夹紧气缸12，右转动轴14上和右夹紧气缸12相对的一端设有转动减速组件16。转动减速组件16包括转轮和联轴器，转轮通过联轴器和右转动轴14连接，通过手动控制转轮从而控制右夹紧气缸12的转动，即控制电池模组的翻转。

上安装平台3上设有行程开关17和死挡块18，死挡块18的挡停位置和行程开关17的安装位置可以实现对左夹紧臂9和右夹紧臂10在导轨方向上运动的前后限位点，从而实现对不同长度电池模组的夹紧。

右夹紧臂10上设有轴承安装座和电机20，轴承安装座上设有滚珠丝杠组件19，滚珠丝杠组件19包括滚珠丝杠和丝杠螺母，丝杆螺母通过螺母安装座固定在左夹紧臂9上，通过这种安装方式可以使两个夹紧臂在没到达前后限位点之前可在导轨方向上自由移动。

工件定位工装7分为前后定位工装和左右定位工装两种。后定位工装为可更换的固定工装，前定位工装为可更换可移动的活动工装。左右定位工装其中一种工装为固定工装，另一种为活动工装。这种方式极大限度的提高了电池模组预定位夹紧的兼容性。

转动限位组件15包括第一挡块1501、第二挡块1502和第三挡块1503，第一挡块1501固定在左转动轴13上，第二挡块1502和第三挡块1503固定在左转动轴13的两侧。第一挡块1501和第二挡块1502配合，当左转动轴转动至一定的角度时，第二挡块1502通过限制第一挡块1501的转动从而限制左转动轴的转动；第三挡块1503和左转动轴13配合，当左转动轴13转动至一定的角度时，第三挡块1503直接限制左转动轴13的转动。

在该辅助小车进行工作时，首先由工作人员将电池模组按照预定的工艺顺序放置到工件定位工装7上，然后通过工件定位工装7将工件进行预定位。预定位过后，工作人员启动安装在右夹紧臂10上的驱动电机20工作，带动滚珠丝杠组件工作。滚珠丝杠组件工作，根据该机构的安装方式和丝杆的工作原理，两个夹紧臂开始相互靠近。由于两个夹紧臂上安装的零件不同所造成的最终移动部分的质量不同，因此在两个夹紧臂移动时，质量较小的那个夹紧臂部分会率先移动或移动速度较快，该夹紧臂会首先运动到内侧的死挡块挡停位置，并与相应的行程开关接触。在这个夹紧臂运动到挡停位置后停止，另一个夹紧臂继续移动到相应的行程开关位置，接触行程开关使得驱动电机抱闸停转。此时工件的电芯和侧面端板被夹紧。通过安装在左转动轴13或右转动轴14上的压力传感器能够检测到夹紧力的大小。

随后，工作人员操作控制左夹紧气缸11和右夹紧气缸12中气缸的控制开关，使得左夹紧气缸11和右夹紧气缸12闭合使其夹紧电源模组侧板。之后工作人员操作控制驱动抬起定位平台6的气缸工作，将抬起定位平台6落下。最后工作人员通过操作转动减速组件16上的手轮将夹紧的电池模组翻转至预定角度。翻转完成之后，将整个辅助小车移动到预定的焊接位置，通过外置的激光焊接机对电池模组的侧板和端板接触部分进行焊接。

本发明通过对工件定位工装7的兼容性设计以及整个水平夹紧翻转移动组件运动的可调节性的浮动设计使得整个小车在对电池模组外盖板焊接前的辅助工艺变得高效可靠。并且克服了由于工件电池模组中零件特别是电芯的不一致性导致的定位困难的问题。整个小车设计的空间结构紧凑，重量轻，充分考虑了人机工程学方面的因素，使整个小车在操作时，方便简单。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (5)

1.一种新能源电池模组辅助夹紧焊接车,包括小车本体、抬起定位组件和水平夹紧翻转移动组件，其特征在于，所述小车本体上设有抬起定位组件和水平夹紧翻转移动组件；

所述小车本体包括框架(1)，框架(1)顶端设有上安装平台(3)；

所述抬起定位组件包括抬起定位底座(4)，抬起定位底座(4)固定在上安装平台(3)的安装槽中；所述抬起定位底座(4)的一侧开有导轨安装槽，导轨安装槽内设有竖直导轨滑块组件(5)，竖直导轨滑块组件(5)中的滑块上设有抬起定位平台(6)，抬起定位平台(6)上设有工件定位工装(7)；

所述水平夹紧翻转移动组件包括水平导轨滑块组件(8)，水平导轨滑块组件(8)固定在上安装平台(3)上，水平导轨滑块组件(8)中的滑块上设有左夹紧臂(9)和右夹紧臂(10)；所述左夹紧臂(9)上开有轴孔，轴孔内设有左转动轴(13)；所述右夹紧臂(10)上开有和左夹紧臂(9)上的轴孔位于同一轴线上的另一个轴孔，右夹紧臂(10)上的轴孔内设有右转动轴(14)；

所述左转动轴(13)的一端通过螺钉安装有左夹紧气缸(11)，左转动轴(13)上和左夹紧气缸(11)相对的一端设有转动限位组件(15)；所述右转动轴(14)的一端通过螺钉安装有右夹紧气缸(12)，右转动轴(14)上和右夹紧气缸(12)相对的一端设有转动减速组件(16)；

所述右夹紧臂(10)上设有轴承安装座和电机(20)，轴承安装座上设有滚珠丝杠组件(19)。

2.根据权利要求1所述的一种新能源电池模组辅助夹紧焊接车,其特征在于，所述转动限位组件(15)包括第一挡块(1501)、第二挡块(1502)和第三挡块(1503)，第一挡块(1501)固定在左转动轴(13)上，第二挡块(1502)和第三挡块(1503)固定在左转动轴(13)的两侧；所述第一挡块(1501)和第二挡块(1502)配合，当左转动轴转动至一定的角度时，第二挡块(1502)通过限制第一挡块(1501)的转动从而限制左转动轴的转动；所述第三挡块(1503)和左转动轴(13)配合，当左转动轴(13)转动至一定的角度时，第三挡块(1503)直接限制左转动轴(13)的转动。

3.根据权利要求1所述的一种新能源电池模组辅助夹紧焊接车,其特征在于，所述转动减速组件(16)包括转轮和联轴器，转轮通过联轴器和右转动轴(14)连接，通过手动控制转轮从而控制右夹紧气缸(12)的转动。

4.根据权利要求1所述的一种新能源电池模组辅助夹紧焊接车,其特征在于，所述上安装平台(3)上设有行程开关(17)和死挡块(18)。

5.根据权利要求1所述的一种新能源电池模组辅助夹紧焊接车,其特征在于，所述滚珠丝杠组件(19)包括滚珠丝杠和丝杠螺母，丝杆螺母通过螺母安装座固定在左夹紧臂(9)上。

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