CN109676254B - 一种圆盘式铝转镍极耳焊接设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种圆盘式铝转镍极耳焊接设备，包括触摸屏和机架，所述机架上设有圆盘组件，所述圆盘组件上均布有六个焊接工作台，每个焊接工作台的外侧设有工位与之对应，沿圆盘组件旋转方向依次设有铝极耳上料工位、镍料上料工位、铝极耳和镍料定位工位、铝极耳和镍料搭接工位、激光焊接工位和成品卸料工位。本发明实现将铝极耳和镍料转焊成为铝转镍极耳的自动焊接，实现了自动化生产，大大提高了生产，从而节省了大量的人力成本和生产成本，同时也降低了铝转镍极耳的不良率。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池极耳制作设备技术领域，具体涉及一种圆盘式铝转镍极耳焊接设备。
背景技术
软包装聚合物锂离子电池的正极极耳的材料通常是纯铝。电池在加工组装时需要通过焊接的方式将电池的正负极与其它电子元件连接，然而由纯铝制成的正极极耳不能直接进行焊锡。现有的工艺通常是在电池正极极耳的引出端焊接一段镍带，再通过镍带进行锡焊，此工艺被称为软包装聚合物锂离子电池的正极极耳铝转镍工艺。
现有的软包装聚合物锂离子电池的正极极耳铝转镍技术有两种基本方式，一种是铝极耳在制造过程中，由极耳制造厂通过激光焊接机将镍带焊接至正极极耳，生产出单个的铝转镍极耳；另一种是铝极耳在极耳制造厂不进行铝转镍工艺，直接生产成单个铝极耳，电池制造厂采用此种极耳生产成电芯后，再通过金属超声波焊接机或激光焊接机进行铝转镍工艺。目前来说，极耳制造厂进行铝转镍焊接时，还没有生熟且自动化程度较高的设备，而是大多采用手工对接后再激光焊接的方式，不仅焊接效率低，稳定性差，而且折算到单个产品上的成本非常高，从而减少企业的利润。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种结构简单、生产效率高、便于极耳制造厂进行铝转镍焊接的自动化转焊设备。
本发明的目的是这样实现的：
本发明涉及一种圆盘式铝转镍极耳焊接设备，包括触摸屏和机架，所述机架上设有圆盘组件，所述圆盘组件上均布有六个焊接工作台，每个焊接工作台的外侧设有工位与之对应，沿圆盘组件旋转方向依次设有铝极耳上料工位、镍料上料工位、铝极耳和镍料定位工位、铝极耳和镍料搭接工位、激光焊接工位和成品卸料工位。
优选的，所述焊接工作台的底部横向设有气缸滑台，所述气缸滑台通过镍料升降气缸连接镍料焊接台，所述焊接工作台的底部通过焊接垫板气缸连接焊接垫板，所述焊接垫板连接极耳焊接台，所述镍料焊接台和极耳焊接台左右设置且伸出焊接工作台的台面。
优选的，所述铝极耳和镍料定位工位包括定位架，所述定位架的底部设有第一滑轨，顶部设有上气缸，所述上气缸穿过上顶板连接浮动接头，所述浮动接头通过连接板连接固定板，所述固定板两端设有第一滑块，所述定位架上对应第一滑块设有第二滑轨，所述固定板的下方通过阔型气爪安装板连接阔型气爪，所述阔型气爪前后对应连接阔型气爪顶针定位块和阔型气爪固定定位块，所述阔型气爪的内部设有中间定位气爪，所述中间定位气爪的左右分别连接中间镍料定位块和中间极耳定位块，所述阔型气爪安装板左右两侧分别设有左定位气缸和右定位气缸，所述左定位气缸和右定位气缸分别连接左右气缸顶针固定块。
优选的，所述激光焊接工位包括激光焊接机和焊接压紧装置，所述焊接压紧装置包括压紧架，所述压紧架的上部设有压紧升降气缸，所述压紧升降气缸的收缩杆通过气缸垫板连接压紧块安装板，所述压紧块安装板连接压紧块上固定板，所述压紧块上固定板通过导柱连接压紧块，所述导柱上套设有弹簧，所述弹簧位于压紧块上固定板与压紧块之间，所述压紧块侧面设有进气孔，所述进气孔连接进气接头，所述压紧块底部设有凸起的压紧面，所述压紧块底部对应压紧面设有微型吹气孔。
优选的，所述压紧架顶部还设有导轨，所述导轨与压紧升降气缸的升降方向平行，所述导轨上设有第二滑块，所述第二滑块在导轨上上下移动。
优选的，所述压紧架的底部设有调节块，所述调节块通过调节螺栓连接调节固定块。
优选的，所述压紧架上对应压紧升降气缸还设有液压缓冲器。
一种圆盘式铝转镍极耳焊接方法，其焊接方法包括以下步骤：
步骤一、上料机械手通过吸盘从铝极耳上料工位的极耳料放置台吸取铝极耳，放置在与铝极耳上料工位相对应的焊接工作台的极耳焊接台上，圆盘转动至镍料上料工位；
步骤二、上料机械手通过吸盘从镍料上料工位的镍料放置台吸取镍料，放置在与镍料上料工位相对应的焊接工作台的镍料焊接台上，圆盘转动至铝极耳和镍料定位工位；
步骤三、铝极耳和镍料定位工位对铝极耳和镍料进行同时定位，圆盘转动至铝极耳和镍料搭接工位；
步骤四、铝极耳和镍料搭接工位在焊接工作台上进行，气缸滑台推动镍料焊接台与极耳焊接台靠近，镍料升降气缸下降，把铝极耳和镍料搭接在一起，同时焊接垫板气缸上升，顶住镍料，防止焊接时出现虚焊、漏焊等问题，圆盘转动至激光焊接工位；
步骤五、压紧升降气缸下降，带动压紧块的压紧面压紧铝极耳和镍料，压缩空气从进气接头进入经微型吹气孔吹出，对焊接位置进行冷却，然后激光焊接机进行激光焊接，焊接完成，压缩空气停止，压紧升降气缸上升，圆盘转动至成品卸料工位；
步骤六、成品卸料工位的卸料机械手通过吸盘吸取焊接好的铝转镍极耳，将铝转镍极耳放入卸料放置平台中，圆盘继续转动至铝极耳上料工位，开始下一个周期轮转。
本发明的有益效果是：
本发明通过自动上料机械手自动上料、通过定位模块自动定位、自动搭接、激光自动焊接、机械手自动卸料，从而实现将铝极耳和镍料转焊成为铝转镍极耳的自动焊接，实现了自动化生产，大大提高了生产，从而节省了大量的人力成本和生产成本，同时也降低了铝转镍极耳的不良率。因此，本发明的圆盘式铝转镍极耳焊接设备不仅结构简单而且生产效率高，填补了铝转镍自动焊接的技术空白。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为焊接工作台的结构示意图。
图3为铝极耳和镍料定位工位的装置示意图。
图4为图3的局部放大图。
图5为图4的仰视图。
图6为焊接压紧装置的结构示意图。
图7为压紧块的仰视图。
其中：触摸屏1；机架2；焊接工作台3；气缸滑台3.1；镍料升降气缸3.2；镍料焊接台3.3；焊接垫板3.4；极耳焊接台3.5；极耳料放置台4；铝极耳4.1；镍料放置台5；镍料5.1；铝极耳和镍料定位工位6；定位架6.1；第一滑轨6.2；上气缸6.3；上顶板6.4；浮动接头6.5；连接板6.6；固定板6.7；第一滑块6.8；第二滑轨6.9；阔型气爪安装板6.10；阔型气爪6.11；阔型气爪顶针定位块6.12；阔型气爪固定定位块6.13；中间定位气爪6.14；中间镍料定位块6.15；中间极耳定位块6.16；左定位气缸6.17；右定位气缸6.18；左右气缸顶针固定块6.19；上料机械手7；成品卸料工位8；卸料机械手8.1；卸料放置平台8.2；激光焊接机9；焊接压紧装置10；压紧架10.1；压紧升降气缸10.2；气缸垫板10.3；压紧块安装板10.4；压紧块上固定板10.5；导柱10.6；压紧块10.7；弹簧10.8；进气接头10.9；压紧面10.10；微型吹气孔10.11；导轨10.12；第二滑块10.13；调节块10.14；调节螺栓10.15；调节固定块10.16；液压缓冲器10.17；进气接头10.18。
实施方式
参见图1-图7，本发明涉及一种圆盘式铝转镍极耳焊接设备，包括触摸屏1和机架2，所述机架2上设有圆盘组件，所述圆盘组件上均布有六个焊接工作台3，每个焊接工作台3的外侧设有工位与之对应，沿圆盘组件旋转方向依次设有铝极耳上料工位、镍料上料工位、铝极耳和镍料定位工位6、铝极耳和镍料搭接工位、激光焊接工位和成品卸料工位8。
所述焊接工作台3的底部横向设有气缸滑台3.1，所述气缸滑台3.1通过镍料升降气缸3.2连接镍料焊接台3.3，所述焊接工作台3的底部通过焊接垫板气缸连接焊接垫板3.4，所述焊接垫板3.4连接极耳焊接台3.5，所述镍料焊接台3.3和极耳焊接台3.5左右设置且伸出焊接工作台3的台面。
所述铝极耳和镍料定位工位6包括定位架6.1，所述定位架6.1的底部设有第一滑轨6.2，顶部设有上气缸6.3，所述上气缸6.3穿过上顶板6.4连接浮动接头6.5，所述浮动接头6.5通过连接板6.6连接固定板6.7，所述固定板6.7两端设有第一滑块6.8，所述定位架6.1上对应第一滑块6.8设有第二滑轨6.9，所述固定板6.7的下方通过阔型气爪安装板6.10连接阔型气爪6.11，所述阔型气爪6.11前后对应连接阔型气爪顶针定位块6.12和阔型气爪固定定位块6.13，所述阔型气爪6.11的内部设有中间定位气爪6.14，所述中间定位气爪6.14的左右分别连接中间镍料定位块6.15和中间极耳定位块6.16，所述阔型气爪安装板6.10左右两侧分别设有左定位气缸6.17和右定位气缸6.18，所述左定位气缸6.17和右定位气缸6.18分别连接左右气缸顶针固定块6.19。
所述激光焊接工位包括激光焊接机9和焊接压紧装置10，所述焊接压紧装置10包括压紧架10.1，所述压紧架10.1的上部设有压紧升降气缸10.2，所述压紧升降气缸10.2的收缩杆通过气缸垫板10.3连接压紧块安装板10.4，所述压紧块安装板10.4连接压紧块上固定板10.5，所述压紧块上固定板10.5通过导柱10.6连接压紧块10.7，所述导柱10.6上套设有弹簧10.8，所述弹簧10.8位于压紧块上固定板10.5与压紧块10.7之间，所述弹簧10.8给压紧块10.7一定的预紧力，预紧力的大小通过导柱10.6上方的螺母调节，所述压紧块10.7侧面设有进气孔10.18，所述进气孔10.18连接进气接头10.9，所述压紧块10.7底部设有凸起的压紧面10.10，所述压紧块10.7底部对应压紧面10.10设有微型吹气孔10.11。
所述压紧架10.1顶部还设有导轨10.12，所述导轨10.12与压紧升降气缸10.2的升降方向平行，所述导轨10.12上设有第二滑块10.13，所述第二滑块10.13在导轨10.12上上下移动，第二滑块10.13和导轨10.12对压紧升降气缸10.2具有很好的导向作用，确保压紧升降气缸10.2升降的稳定性。
所述压紧架10.1的底部设有调节块10.14，所述调节块10.14通过调节螺栓10.15连接调节固定块10.16，通过调节螺栓10.15对整个焊接压紧装置10进行前后微调。
所述压紧架10.1上对应压紧升降气缸10.2还设有液压缓冲器10.17，起限位和缓冲作用。
一种圆盘式铝转镍极耳焊接方法，其焊接方法包括以下步骤：
步骤一、上料机械手7通过吸盘从铝极耳上料工位的极耳料放置台4吸取铝极耳4.1，放置在与铝极耳上料工位相对应的焊接工作台3的极耳焊接台3.5上，圆盘转动至镍料上料工位；
步骤二、上料机械手7通过吸盘从镍料上料工位的镍料放置台5吸取镍料5.1，放置在与镍料上料工位相对应的焊接工作台3的镍料焊接台3.3上，圆盘转动至铝极耳和镍料定位工位6；
步骤三、铝极耳和镍料定位工位6对铝极耳4.1和镍料5.1进行同时定位，圆盘转动至铝极耳和镍料搭接工位；
定位时，上气缸6.3伸出，带动整个定位机构下降；中间定位气爪6.14打开，其上的中间镍料定位块6.15和中间极耳定位块6.16分别作为镍料5.1和铝极耳4.1的固定定位侧；阔型气爪6.11闭合，其上的阔型气爪固定定位块6.13作为镍料5.1和铝极耳4.1的固定定位侧；阔型气爪顶针定位块6.12上装有弹性的顶针，可以把镍料5.1和铝极耳4.1顶紧到阔型气爪固定定位块6.13上，实现精准定位；左定位气缸6.17伸出，带动对应的左右气缸顶针固定块6.19的顶针把镍料5.1顶紧到中间镍料定位块6.15上；右定位气缸6.18伸出，带动对应的左右气缸顶针固定块6.19的顶针把铝极耳4.1顶紧到中间极耳定位块6.16上；定位完成以后，镍料5.1和铝极耳4.1下方的真空打开，吸附住物料防止松动；阔型气爪6.11打开，其上的阔型气爪顶针定位块6.12和阔型气爪固定定位块6.13同时退回；左定位气缸6.17闭合，其上的顶针退回；右定位气缸6.18闭合，其上的顶针退回；中间定位气爪6.14闭合，其上的中间镍料定位块6.15和中间极耳定位块6.16退回；上气缸6.3缩回，带动整个机构上升，完成一次定位循环。
步骤四、铝极耳和镍料搭接工位在焊接工作台3上进行，气缸滑台3.1推动镍料焊接台3.3与极耳焊接台3.5靠近，镍料升降气缸3.2下降，把铝极耳4.1和镍料5.1搭接在一起，同时焊接垫板气缸上升，顶住镍料5.1，圆盘转动至激光焊接工位；
步骤五、压紧升降气缸10.2下降，带动压紧块10.7的压紧面10.10压紧铝极耳4.1和镍料5.1，压缩空气从进气接头10.9进入经微型吹气孔10.11吹出，对焊接位置进行冷却，吹气方向对准焊接位置的极耳胶处，及时吹走焊接时产生的热量；然后激光焊接机9进行激光焊接，焊接完成，压缩空气停止，压紧升降气缸10.2上升，圆盘转动至成品卸料工位8；
步骤六、成品卸料工位8的卸料机械手8.1通过吸盘吸取焊接好的铝转镍极耳，将铝转镍极耳放入卸料放置平台8.2中，圆盘继续转动至铝极耳上料工位，开始下一个周期轮转。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种圆盘式铝转镍极耳焊接设备，其特征在于：包括触摸屏（1）和机架（2），所述机架（2）上设有圆盘组件，所述圆盘组件上均布有六个焊接工作台（3），每个焊接工作台（3）的外侧设有工位与之对应，沿圆盘组件旋转方向依次设有铝极耳上料工位、镍料上料工位、铝极耳和镍料定位工位（6）、铝极耳和镍料搭接工位、激光焊接工位和成品卸料工位（8）；
所述焊接工作台（3）的底部横向设有气缸滑台（3.1），所述气缸滑台（3.1）通过镍料升降气缸（3.2）连接镍料焊接台（3.3），所述焊接工作台（3）的底部通过焊接垫板气缸连接焊接垫板（3.4），所述焊接垫板（3.4）连接极耳焊接台（3.5），所述镍料焊接台（3.3）和极耳焊接台（3.5）左右设置且伸出焊接工作台（3）的台面；
所述铝极耳和镍料定位工位（6）包括定位架（6.1），所述定位架（6.1）的底部设有第一滑轨（6.2），顶部设有上气缸（6.3），所述上气缸（6.3）穿过上顶板（6.4）连接浮动接头（6.5），所述浮动接头（6.5）通过连接板（6.6）连接固定板（6.7），所述固定板（6.7）两端设有第一滑块（6.8），所述定位架（6.1）上对应第一滑块（6.8）设有第二滑轨（6.9），所述固定板（6.7）的下方通过阔型气爪安装板（6.10）连接阔型气爪（6.11），所述阔型气爪（6.11）前后对应连接阔型气爪顶针定位块（6.12）和阔型气爪固定定位块（6.13），所述阔型气爪（6.11）的内部设有中间定位气爪（6.14），所述中间定位气爪（6.14）的左右分别连接中间镍料定位块（6.15）和中间极耳定位块（6.16），所述阔型气爪安装板（6.10）左右两侧分别设有左定位气缸（6.17）和右定位气缸（6.18），所述左定位气缸（6.17）和右定位气缸（6.18）分别连接左右气缸顶针固定块（6.19）；
所述激光焊接工位包括激光焊接机（9）和焊接压紧装置（10），所述焊接压紧装置（10）包括压紧架（10.1），所述压紧架（10.1）的上部设有压紧升降气缸（10.2），所述压紧升降气缸（10.2）的收缩杆通过气缸垫板（10.3）连接压紧块安装板（10.4），所述压紧块安装板（10.4）连接压紧块上固定板（10.5），所述压紧块上固定板（10.5）通过导柱（10.6）连接压紧块（10.7），所述导柱（10.6）上套设有弹簧（10.8），所述弹簧（10.8）位于压紧块上固定板（10.5）与压紧块（10.7）之间，所述压紧块（10.7）侧面设有进气孔（10.18），所述进气孔（10.18）连接进气接头（10.9），所述压紧块（10.7）底部设有凸起的压紧面（10.10），所述压紧块（10.7）底部对应压紧面（10.10）设有微型吹气孔（10.11）；
所述压紧架（10.1）顶部还设有导轨（10.12），所述导轨（10.12）与压紧升降气缸（10.2）的升降方向平行，所述导轨（10.12）上设有第二滑块（10.13），所述第二滑块（10.13）在导轨（10.12）上上下移动。
2.根据权利要求1所述的一种圆盘式铝转镍极耳焊接设备，其特征在于：所述压紧架（10.1）的底部设有调节块（10.14），所述调节块（10.14）通过调节螺栓（10.15）连接调节固定块（10.16）。
3.根据权利要求1所述的一种圆盘式铝转镍极耳焊接设备，其特征在于：所述压紧架（10.1）上对应压紧升降气缸（10.2）还设有液压缓冲器（10.17）。
4.一种圆盘式铝转镍极耳焊接方法，其特征在于：采用权利要求1-3之一所述的设备，其焊接方法包括以下步骤：
步骤一、上料机械手（7）通过吸盘从铝极耳上料工位的极耳料放置台（4）吸取铝极耳（4.1），放置在与铝极耳上料工位相对应的焊接工作台（3）的极耳焊接台（3.5）上，圆盘转动至镍料上料工位；
步骤二、上料机械手（7）通过吸盘从镍料上料工位的镍料放置台（5）吸取镍料（5.1），放置在与镍料上料工位相对应的焊接工作台（3）的镍料焊接台（3.3）上，圆盘转动至铝极耳和镍料定位工位（6）；
步骤三、铝极耳和镍料定位工位（6）对铝极耳（4.1）和镍料（5.1）进行同时定位，圆盘转动至铝极耳和镍料搭接工位；
步骤四、铝极耳和镍料搭接工位在焊接工作台（3）上进行，气缸滑台（3.1）推动镍料焊接台（3.3）与极耳焊接台（3.5）靠近，镍料升降气缸（3.2）下降，把铝极耳（4.1）和镍料（5.1）搭接在一起，同时焊接垫板气缸上升，顶住镍料（5.1），圆盘转动至激光焊接工位；
步骤五、压紧升降气缸（10.2）下降，带动压紧块（10.7）的压紧面（10.10）压紧铝极耳（4.1）和镍料（5.1），压缩空气从进气接头（10.9）进入经微型吹气孔（10.11）吹出，对焊接位置进行冷却，然后激光焊接机（9）进行激光焊接，焊接完成，压缩空气停止，压紧升降气缸（10.2）上升，圆盘转动至成品卸料工位（8）；
步骤六、成品卸料工位（8）的卸料机械手（8.1）通过吸盘吸取焊接好的铝转镍极耳，将铝转镍极耳放入卸料放置平台（8.2）中，圆盘继续转动至铝极耳上料工位，开始下一个周期轮转。
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