CN110153576B - 电池组内电池连接片焊接设备及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池组内电池连接片焊接设备，包括裁切装置、激光器及机械臂；裁切装置安装于机械臂上，用于将料带裁切成连接片；激光器安装于机械臂上，用于将连接片焊接于电池组内的电芯上；本发明还提供了一种焊接方法，先用裁切装置将料带裁切成连接片，再启动激光器将连接片焊接于电芯上。本发明提供的电池组内电池连接片焊接设备及焊接方法，自动化程度高，减少了人力和设备投入，降低了焊接成本，提高了焊接效率。

Description

电池组内电池连接片焊接设备及焊接方法

技术领域

本发明属于电池制造技术领域，更具体地说，是涉及一种电池组内电池连接片焊接设备及焊接方法。

背景技术

锂电池具有高储存能量密度、使用寿命长、额定电压高、重量轻等优点，被广泛应用于电动工具、航空航天、手提电脑、通讯设备等领域。

锂电池模组包括壳体及设于壳体内的电芯组，电芯与电芯之间通过连接片连接自电芯内引出的导电柱，以将电芯组并联或串联。

传统的锂电池生产设备，连接片提前经过冲压，然后人工将连接片安放于两个电芯之间进行激光焊接，人工投入和设备投入大，导致生产效率低，生产成本高。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种电池组内电池连接片焊接设备，以解决现有技术中存在的连接片焊接成本高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种电池组内电池连接片焊接设备，包括裁切装置、激光器及机械臂；所述裁切装置安装于所述机械臂上，用于将料带裁切成连接片；所述激光器安装于所述机械臂上，用于将所述连接片焊接于电池组内的电芯上。

进一步地，所述裁切装置包括安装板、送料机构、安装块、连杆、第一驱动机构、滑轨、滑块、第一切刀和第二切刀；

所述安装板固设于所述机械臂上；

所述送料机构设于所述安装板上，用于输送所述料带；

所述安装块设于所述安装板上；

所述连杆可转动地连接于所述安装块上，所述第一驱动机构用于推动所述连杆转动；

所述滑轨固设于所述安装块上，所述滑块滑设于所述滑轨上，所述滑块的一端滑动连接所述连杆，所述连杆用于带动所述滑块沿所述滑轨滑动；

所述第一切刀连接于所述滑块的远离所述连杆的一端，所述第二切刀固设于所述安装块上，所述滑块用于带动所述第一切刀靠近所述第二切刀以裁切所述料带。

进一步地，所述裁切装置还包括用于复位所述连杆的复位弹簧，所述复位弹簧的一端连接于所述安装块，另一端连接于所述连杆。

进一步地，所述裁切装置还包括缓冲件、导向柱和设于所述安装板上的侧板，所述导向柱穿设于所述侧板与所述安装块，所述导向柱的一端抵接于所述侧板的远离所述安装块的一侧，另一端连接于所述安装块；

所述缓冲件用于阻碍所述安装块靠近所述侧板。

进一步地，所述送料机构包括第二驱动机构、主动滚轮和从动滚轮，所述主动滚轮连接于所述第二驱动机构的输出轴上，所述主动滚轮与所述从动滚轮通过挤压所述料带以输送所述料带；

所述第二驱动机构设于所述安装板的背离所述主动滚轮的一侧。

进一步地，所述送料机构还包括弹性压紧件，所述从动滚轮滑动设于所述安装板上，所述弹性压紧件用于推动所述从动滚轮靠近所述主动滚轮。

进一步地，所述裁切装置还包括用于压紧所述料带的夹紧机构，在所述料带的输送路径上，所述夹紧机构位于所述第一切刀和第二切刀的后方。

进一步地，所述裁切装置还包括拨料机构，所述第二切刀位于所述安装块的侧部，所述拨料机构用于将伸出所述安装块底部的所述料带弯折于所述安装块的底部；所述安装块上设有正对所述料带并用于为焊接所述料带提供避让空间的空腔。

进一步地，所述裁切装置还包括除尘装置和充气装置，所述除尘装置用于净化所述空腔内的烟尘，所述充气装置用于向所述空腔内充入惰性气体。

本发明提供的电池组内电池连接片焊接设备的有益效果在于：与现有技术相比，本发明电池组内电池连接片焊接设备焊接连接片时，机械臂带动裁切装置接近电芯，然后裁切装置将料带裁切为连接片，最后激光器发射的激光束将连接片焊接于电芯上；裁切料带及将裁切的连接片焊接于电芯上均通过焊接设备完成，减少了人力和设备投入，降低了焊接成本，提高了焊接效率。

本发明的目的之二在于提供一种焊接方法，以解决现有技术中存在的连接片焊接效率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种焊接方法，包括如下步骤：

裁切装置将料带裁切成连接片；

启动激光器将所述连接片焊接于电芯上。

本发明提供的焊接方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明焊接方法使得裁切装置和激光器紧密配合，提高了裁切装置和激光器的利用效率，从而提高了连接片的焊接效率，减少了人力和设备投入，降低了焊接成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电池组内电池连接片焊接设备的结构示意图；

图2为图1中裁切装置的结构示意图一；

图3为图2中A处的放大结构图；

图4为图1中裁切装置的结构示意图二；

图5为图4中B处的放大结构图。

其中，图中各附图标记：

1、裁切装置；11、安装板；12、送料机构；121、主动滚轮；122、从动滚轮；123、弹性压紧件；124、第二驱动机构；13、安装块；14、连杆；141、长圆孔；15、第一驱动机构；151、抵接块；16、滑轨；17、滑块；18、第一切刀；19、第二切刀；110、复位弹簧；120、缓冲件；130、导向柱；140、侧板；150、夹紧机构；160、转动轴；170、滚轮销；180、推块；1801、推孔；190、安装座；1110、拨料机构；11101、拨料杆；11102、第三驱动机构；1120、除尘装置；1130、充气装置；11301、充气管；2、机械臂；3、激光器；4、料带。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。

请参阅图1，现对本发明提供的电池组内电池连接片焊接设备进行说明。电池组内电池连接片焊接设备，包括裁切装置1、激光器3及机械臂2；裁切装置1安装于机械臂2上，用于将料带4裁切成连接片；激光器3安装于机械臂2上，用于将连接片焊接于电池组内的电芯上。

本发明提供的电池组内电池连接片焊接设备，与现有技术相比，在焊接连接片时，机械臂2带动裁切装置1接近电芯，然后裁切装置1将料带4裁切为连接片，最后激光器3发射的激光束将连接片焊接于电芯上；裁切料带4及将裁切的连接片焊接于电芯上均通过焊接设备完成，减少了人力和设备投入，降低了焊接成本，提高了焊接效率。

具体地，请参阅图1，激光器3位于裁切装置1的远离电芯的一侧。

具体地，还包括安装于激光器3上的振镜。

请参阅图1至图3，裁切装置1包括安装板11、送料机构12、安装块13、连杆14、第一驱动机构15、滑轨16、滑块17、第一切刀18和第二切刀19；

安装板11固设于机械臂2上；

送料机构12设于安装板11上，用于输送料带4；

安装块13设于安装板11上；

连杆14可转动地连接于安装块13上，第一驱动机构15用于推动连杆14转动；

滑轨16固设于安装块13上，滑块17滑设于滑轨16上，滑块17的一端滑动连接连杆14，连杆14用于带动滑块17沿滑轨16滑动；

第一切刀18连接于滑块17的远离连杆14的一端，第二切刀19固设于安装块13上，滑块17用于带动第一切刀18靠近第二切刀19以裁切料带4。

在将料带4裁切为连接片时，送料机构12输送的料带4穿过第一切刀18与第二切刀19之间的间隙，然后第一驱动机构15推动连杆14转动，连杆14将其转动位移传递至滑块17，滑块17在滑轨16的限位下沿直线运动并带动第一切刀18靠近第二切刀19，直至第一切刀18将料带4挤压至第二切刀19并将料带4切断；通过连杆14、滑轨16和滑块17的配合带动第一切刀18靠近第二切刀19，降低了对第一驱动机构15和送料机构12的位置要求，使得整个裁切装置1的结构简单、紧凑，占用空间小；同时料带4裁切的自动化程度高，减小了人力投入，降低了连接片的生产成本。

请参阅图3至图5，安装块13上转动连接有多个连杆14，每个连杆14上均转动连接有一个滑块17，所有滑块17的远离连杆14的一端均连接于第一切刀18，以便通过连杆14带动滑块17沿滑轨16的滑槽方向直线运动，再通过滑块17带动第一切刀18平稳地靠近第一切刀18，使得第一切刀18各个部位的受力状态趋于相同，从而切断料带4。

具体地，请参阅图3，连杆14通过转动轴160与安装块13转动连接。

请参阅图3及图5，裁切装置1还包括滚轮销170，连杆14沿其长度方向设有长圆孔141，滚轮销170穿过滑块17和长圆孔141将滑块17与连杆14滑动连接，长圆孔141为滑块17提供了沿连杆14的长度方向的运动余量，避免连杆14在转动过程中被滑块17支撑而锁死。

具体地，第一驱动机构15为气缸。

请参阅图2及图3，裁切装置1还包括用于复位连杆14的复位弹簧110，复位弹簧110的一端连接于安装块13，另一端连接于连杆14，使得第一驱动机构15推动连杆14的转动方向与复位弹簧110的复位方向相反，从而在第一驱动机构15的输出轴复位时，复位弹簧110复位连杆14，避免第一驱动机构15在推动连杆14后，连杆14不能复位而不能连续裁切料带4，同时复位弹簧110还能阻碍第一驱动机构15推动连杆14，起到缓冲的作用。

请参阅图3至图5，裁切装置1还包括推块180和固设于安装块13上的安装座190，第一驱动机构15设于安装座190上，复位弹簧110的一端连接于安装座190上，另一端连接于连杆14；推块180固设于连杆14的一端，推块180上设有推孔1801，第一驱动机构15的输出轴上设有用于抵接推块180的抵接块151，第一驱动机构15的部分输出轴能伸入推孔1801内，以将推块180平稳地推动，从而带动连杆14平稳运动。

请参阅图3，裁切装置1还包括缓冲件120、导向柱130和设于安装板11上的侧板140，导向柱130穿设于侧板140与安装块13，导向柱130的一端抵接于侧板140的远离安装块13的一侧，另一端连接于安装块13；缓冲件120用于阻碍安装块13靠近侧板140。

导向柱130能将安装块13连接于侧板140上，并且安装块13能沿导向柱130的轴向朝向侧板140运动，缓冲件120则会阻碍安装块13靠近侧板140，起到缓冲安装块13运动的作用，从而通过安装于安装块13上的连杆14作用在滑块17上，使得滑块17带动第一切刀18靠近第二切刀19时，有一定的缓冲余量，提高第一切刀18和第二切刀19的使用寿命；侧板140则能将安装块13连接于安装板11上，结构简单，易于制造，安装方便。

具体地，请参阅图3，缓冲件120套设于导向柱130上，缓冲件120位于侧板140与安装块13之间。

具体地，请参阅图3及图4，侧板140为L形板，侧板140的一侧与安装板11连接，另一侧用于通过导向柱130连接安装块13。

可选地，裁切装置1还包括第四驱动机构，第四驱动机构用于推动侧板140在安装板11上滑动，以带动安装块13朝向电芯运动。

请参阅图2，送料机构12包括第二驱动机构124、主动滚轮121和从动滚轮122，主动滚轮121连接于第二驱动机构124的输出轴上，主动滚轮121与从动滚轮122通过挤压料带4以输送料带4。主动滚轮121与从动滚轮122能夹紧料带4，通过主动滚轮121与料带4之间的摩擦力带动料带4运动，从而完成料带4的输送。

第二驱动机构124设于安装板11的背离主动滚轮121的一侧，以节省安装板11的设有主动滚轮121的一侧的空间，将第二驱动机构124与主动滚轮121合理分布于安装板11的两侧。

具体地，第二驱动机构124包括电机和与电机的输出轴连接的同步轮，同步轮与主动滚轮121连接，电机通过同步轮带动主动滚轮121转动，电机与主动滚轮121位于安装板11的同侧，同步轮位于安装板11的背离主动滚轮121的一侧。可选的，电机位于安装板11的背离主动滚轮121的一侧。

具体地，请参阅图2，主动滚轮121设有两个，两个主动滚轮121同步转动，每个主动滚轮121分别与一个从动滚轮122配合输送料带4，提高了送料机构12输送料带4的稳定性。

具体地，两个主动滚轮121之间设有盖板，盖板位于料带4的输送路径上，盖板上设有允许料带4通过的间隙，避免料带4卷曲、弯折。

请参阅图2，送料机构12还包括弹性压紧件123，从动滚轮122滑动设于安装板11上，弹性压紧件123用于推动从动滚轮122靠近主动滚轮121，通过推动从动滚轮122将料带4挤压于主动滚轮121上，提高主动滚轮121与料带4之间的摩擦力，以便通过料带4与主动滚轮121和从动滚轮122之间的摩擦力输送料带4。

具体地，弹性压紧件123的一端与安装从动滚轮122的移动块抵接，另一端与安装板11抵接，以推动从动滚轮122靠近主动滚轮121。优选地，弹性压紧件123为弹簧。

请参阅图2，裁切装置1还包括用于压紧料带4的夹紧机构150，在料带4的输送路径上，夹紧机构150位于第一切刀18和第二切刀19的后方，以便在将料带4夹紧后，第一切刀18和第二切刀19裁切料带4，避免第一切刀18在将料带4挤压于第二切刀19上时带动料带4，增加切割料带4后连接片的长度误差，还能避免料带4切割处弯折。

请参阅图3至图5，裁切装置1还包括拨料机构1110，第二切刀19位于安装块13的侧部，拨料机构1110用于将伸出安装块13底部的料带4弯折于安装块13的底部；安装块13上设有正对料带4并用于为焊接料带4提供避让空间的空腔。焊接连接片时，拨料机构1110将伸出安装块13底部的料带4弯折于安装块13的底部，以便在安装块13靠近电芯时能将料带抵接于电芯上，从而通过第一切刀18和第二切刀19将料带4裁切为连接片，然后再利用激光焊接；安装块13上的空腔则方便激光束通过，从而将连接片焊接于电芯上，减少了人力和设备投入，降低了成本，提高了效率。

具体地，请参阅图2及图3，拨料机构1110包括拨料杆11101和用于带动拨料杆11101弯折料带的第三驱动机构11102，以提高弯折料带的效率。第三驱动机构11102包括互成角度的横向驱动机构和纵向驱动机构，横向驱动机构与纵向驱动机构配合带动拨料杆11101弯折料带4。

具体地，横向驱动机构与纵向驱动机构相互垂直，横向驱动机构与纵向驱动机构均为气缸。

请参阅图4，裁切装置1还包括除尘装置1120，除尘装置1120用于净化空腔内的烟尘，以保持空腔内处于清洁状态，使得激光器3发出的激光束能到达连接片，提高连接片的焊接强度。

请参阅图4，裁切装置1还包括充气装置1130，充气装置1130用于向空腔内充入惰性气体，以保护连接片，避免在焊接连接片时产生的高温将连接片氧化。

具体地，请参阅图4，充气装置1130的充气管11301连通空腔。

请参阅图1及图2，现对本发明提供的焊接方法进行说明。焊接方法，包括如下步骤：

S1：裁切装置1将料带4裁切成连接片；

S2：启动激光器3将连接片焊接于电芯上。

本发明提供的焊接方法，与现有技术相比，能使裁切装置1和激光器3紧密配合，提高了裁切装置1和激光器3的利用效率，从而提高了连接片的焊接效率，减少了人力和设备投入，降低了焊接成本。

在进行步骤S1时还包括如下步骤：

S11：启动送料机构12输送料带4；

S12：经过预设时间后送料机构12停止送料；

S13：拨料机构1110将伸出安装块13底部的料带4弯折于安装块13的底部。

S14：机械臂2带动安装块13靠近电芯，至弯折于安装块13底部的料带4与电芯接触；

S15：启动第一驱动机构15推动连杆14，连杆14通过滑块17带动第一切刀18靠近第二切刀19，将料带4裁切为连接片。

上述步骤能使送料机构12、拨料机构1110、机械臂2和第一驱动机构15紧密配合，提高了裁切效率和连接片的焊接效率，减少了人力和设备投入，降低了焊接成本。

在进行步骤S15时还包括如下步骤：

S151：启动压紧机构夹紧料带4。

上述步骤能在夹紧机构150将料带4夹紧后，第一切刀18和第二切刀19裁切料带4，避免第一切刀18在将料带4挤压于第二切刀19上时带动料带4，增加切割料带4后连接片的长度误差，还能避免料带4切割处弯折。

在进行步骤S2时还包括如下步骤：

S21：启动充气装置1130朝向空腔内充入惰性气体。

上述步骤能保护连接片不被氧化。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.电池组内电池连接片焊接设备，其特征在于：包括裁切装置、激光器及机械臂；所述裁切装置安装于所述机械臂上，用于将料带裁切成连接片；所述激光器安装于所述机械臂上，用于将所述连接片焊接于电池组内的电芯上；

所述裁切装置包括安装板、送料机构、安装块、连杆、第一驱动机构、滑轨、滑块、第一切刀和第二切刀；所述安装板固设于所述机械臂上；所述送料机构设于所述安装板上，用于输送所述料带；所述安装块设于所述安装板上；所述连杆可转动地连接于所述安装块上，所述第一驱动机构用于推动所述连杆转动；所述滑轨固设于所述安装块上，所述滑块滑设于所述滑轨上，所述滑块的一端滑动连接所述连杆，所述连杆用于带动所述滑块沿所述滑轨滑动；所述第一切刀连接于所述滑块的远离所述连杆的一端，所述第二切刀固设于所述安装块上，所述滑块用于带动所述第一切刀靠近所述第二切刀以裁切所述料带；

所述裁切装置还包括拨料机构，所述第二切刀位于所述安装块的侧部，所述拨料机构用于将伸出所述安装块底部的所述料带弯折于所述安装块的底部；所述安装块上设有正对所述料带并用于为焊接所述料带提供避让空间的空腔。

2.根据权利要求1所述的电池组内电池连接片焊接设备，其特征在于：所述裁切装置还包括用于复位所述连杆的复位弹簧，所述复位弹簧的一端连接于所述安装块，另一端连接于所述连杆。

3.根据权利要求1所述的电池组内电池连接片焊接设备，其特征在于：所述裁切装置还包括缓冲件、导向柱和设于所述安装板上的侧板，所述导向柱穿设于所述侧板与所述安装块，所述导向柱的一端抵接于所述侧板的远离所述安装块的一侧，另一端连接于所述安装块；

所述缓冲件用于阻碍所述安装块靠近所述侧板。

4.根据权利要求1所述的电池组内电池连接片焊接设备，其特征在于：所述送料机构包括第二驱动机构、主动滚轮和从动滚轮，所述主动滚轮连接于所述第二驱动机构的输出轴上，所述主动滚轮与所述从动滚轮通过挤压所述料带以输送所述料带；

所述第二驱动机构设于所述安装板的背离所述主动滚轮的一侧。

5.根据权利要求4所述的电池组内电池连接片焊接设备，其特征在于：所述送料机构还包括弹性压紧件，所述从动滚轮滑动设于所述安装板上，所述弹性压紧件用于推动所述从动滚轮靠近所述主动滚轮。

6.根据权利要求2-5任意一项所述的电池组内电池连接片焊接设备，其特征在于：所述裁切装置还包括用于压紧所述料带的夹紧机构，在所述料带的输送路径上，所述夹紧机构位于所述第一切刀和第二切刀的后方。

7.根据权利要求1所述的电池组内电池连接片焊接设备，其特征在于：所述裁切装置还包括除尘装置和充气装置，所述除尘装置用于净化所述空腔内的烟尘，所述充气装置用于向所述空腔内充入惰性气体。

8.焊接方法，其特征在于：所述焊接方法应用于如权利要求1至7任意一项所述的电池组内电池连接片焊接设备，所述焊接方法包括如下步骤：

裁切装置将料带裁切成连接片；

启动激光器将所述连接片焊接于电芯上；

所述裁切装置将料带裁切成连接片包括：

启动所述送料机构输送料带，经过预设时间后送料机构停止送料；

所述机械臂带动所述安装块靠近电芯，至所述安装块底部的料带与电芯接触；

启动所述第一驱动机构推动所述连杆，所述连杆通过滑块带动所述第一切刀靠近所述第二切刀，将料带裁切为连接片。

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