CN110340581B - 一种电池及其电池壳一体自动焊接设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池及其电池壳一体自动焊接设备，涉及新能源电池技术领域，包括固定在工作台上的循环传送带、焊接载板抓取组件、焊接载板装料传送组件、焊接载板装盒组件、电池载具翻转组件以及自动焊接组件、电池载具二次翻转组件、电池载具校正组件、以及电池及其电池壳下料组件，该电池及其电池壳一体自动焊接设备替代人工完成了待焊接电极镍片的自动定位安装、电池载具的多次翻转、两侧电池电极与镍片的自动焊接、电池载具的校正、电池块自动出料以及电池载具循环回流使用一系列动作过程，自动化程度高，降低了安全风险，提高了电池组装焊接成块的安全性和高效性，实用性强。

Description

一种电池及其电池壳一体自动焊接设备
技术领域
本发明涉及新能源电池技术领域，具体涉及一种电池及其电池壳一体自动焊接设备。
背景技术
在新能源汽车、智能手机、智能穿戴设备飞速发展的今天，新能源电池技术得到广泛关注，而在新能源电动汽车中，多家厂商使用多节电池组合成块，块再继续组合成整块车用电池进行电力供应，除了充放电次数多，安全性相对较好以外，最重要的是能量大，重量轻，价格也不高，且便于后续更换维修，考虑到电池块的组装过程需要精确控制，人工手工焊接存在的误差以及人身安全、设备安全问题，最好的处理办法便是通过自动化设备进行组装焊接。
发明内容
本发明目的是：针对上述背景技术提及的对多节电池及其电池壳进行自动组装并焊接成块的技术需求，提供一种能够便捷并高效地给予电池及其电池壳自动焊接的设备，自动化程度高，降低了安全风险，提高了电池组装焊接成块的安全性和高效性。
为解决上述问题采取的技术方案是：
一种电池及其电池壳一体自动焊接设备，包括固定在工作台上的循环传送带、焊接载板抓取组件、焊接载板装料传送组件、焊接载板装盒组件、电池载具翻转组件以及自动焊接组件、电池载具二次翻转组件、电池载具校正组件、以及电池及其电池壳下料组件。
所述循环传送带包括上下反向的两层传送带，并由升降台将电池载具从下层转移到上层，所述升降台包括升降气缸、升降板、推料气缸以及夹取电池载具上盖的夹爪，另一下料端同样采用升降台将电池载具从上层转移到下层，
所述电池载具包括底座，左右侧的焊接载板以及电池块上盖，两侧还设置有焊接载板的定位槽，所述底座内设置有若干电池组成的电池块的凹槽，并配合上盖一体构成整个电池块的外切圆柱型槽，所述焊接载板内侧开设有焊接孔，两边对称设置有定位孔，
所述焊接载板抓取组件包括气缸和滑轨组合的滑移平台、抓取气缸以及90度翻转组件，所述90度翻转组件包括90度旋转气缸、夹取气缸、夹块、控制旋转气缸上下滑移的拉伸气缸以及支撑架，所述夹块夹取焊接载板并翻转90度水平放置在所述焊接载板装料传送组件的传送带上，
所述焊接载板装料传送组件包括传送带、限位气缸以及传动电机，所述限位气缸限定焊接载板后由机器人抓取待焊接电极镍片放置在焊接孔内，再由限位气缸脱开，使焊接载板流向下一工位，
所述焊接载板装盒组件将焊接载板夹取并竖放后安装在电池载具两侧，包括对称布置的由气缸拉动，滑块滑轨配合的滑移支架、电动丝杆副、气缸控制的齿条以及夹取架中部固连的与齿条相互啮合的齿轮，
所述电池载具翻转组件包括横向电机丝杆副和纵向电机丝杆副共同组成的滑移模块，以及由电机通过传动件带动的翻转架，
所述自动焊接组件包括由X轴电机丝杆副、Y轴电机丝杆副以及Z轴电机丝杆副控制的自动焊接头，以及焊接夹持块和一侧的定位块，
所述电池载具二次翻转组件包括由导杆导套控制竖直方向、滑块滑轨控制水平方向移动的由顶升气缸顶起的起落架，以及电机通过传动件控制翻转180度的翻转夹爪，并由夹持气缸夹取电池载具，
待两侧的焊接载板均由自动焊接组件焊接完成后，由所述电池载具校正组件将电池载具夹取至初始姿态，
所述电池及其电池壳下料组件包括电池载具上盖的抓取机构和焊接完成的电池块的出料机构，以及出料传送带和电池载具的升降台，使电池载具通过下层传送带循环回流到最前端工序。
进一步地，所述机器人从筛选流线上把待焊接电极镍片抓起来，通过CCD相机拍照定位并放入所述焊接孔内。
进一步地，所述焊接载板装盒组件还包括夹持气缸以及夹持机械臂，所述齿轮齿条相互啮合传动控制所述夹取架转动90度，呈水平夹取或竖直夹取姿态。
进一步地，两对称的夹取架之间设置有定位气缸，两侧设置有承接焊接载板的定位架，所述定位架外侧设置有U形槽，防止和夹取架干涉。
进一步地，所述电池载具校正组件与所述电池载具翻转组件结构相同，并且在定位气缸两侧对称设置有拆离焊接载板的拆离组件，包括拆离夹爪、拆离气缸以及可水平竖直移动的滑移平台，拆离夹爪夹取焊接载板并放置在定位槽内。
进一步地，所述翻转架包括旋转轴、限位传感器控制的夹取气缸和机械夹爪，将整个电池载具翻转90度，使焊接载板一面朝上。
本发明的有益效果是：该电池及其电池壳一体自动焊接设备替代人工完成了待焊接电极镍片的自动定位安装、电池载具的多次翻转、两侧电池电极与镍片的自动焊接、电池载具的校正、电池块自动出料以及电池载具循环回流使用一系列动作过程，自动化程度高，降低了安全风险，提高了电池组装焊接成块的安全性和高效性，实用性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所提供的附图作简单地介绍。
图1为本实施例所述循环传送带、焊接载板抓取组件、焊接载板装料传送组件、焊接载板装盒组件、电池载具翻转组件的结构示意图；
图2为本实施例所述循环传送带、焊接载板抓取组件、焊接载板装料传送组件、焊接载板装盒组件、电池载具翻转组件的立体图；
图3为本实施例所述焊接载板装料传送组件的结构示意图；
图4为本实施例所述90度翻转组件的结构示意图；
图5为本实施例所述焊接载板的结构示意图；
图6为本实施例所述气缸和滑轨组合的滑移平台的结构示意图；
图7为本实施例所述焊接载板装盒组件的结构示意图；
图8为本实施例所述电动丝杆副的结构示意图；
图9为本实施例所述电池载具翻转组件的结构示意图；
图10为本实施例所述电池载具翻转组件的抓取初始角度“0度”状态示意图；
图11为本实施例所述电池载具翻转组件的抓取终止角度“90度”状态示意图；
图12为本实施例所述自动焊接组件、电池载具二次翻转组件、电池载具校正组件、以及电池及其电池壳下料组件的结构示意图；
图13为本实施例所述自动焊接组件的结构示意图；
图14为图13中A处的局部放大图；
图15为本实施例所述电池载具二次翻转组件的结构示意图；
图16为本实施例所述电池载具二次翻转组件的立体图；
图17为本实施例所述电池载具校正组件的结构示意图；
图18为本实施例所述电池及其电池壳下料组件的结构示意图；
其中，1-90度翻转组件，101-支撑架，102-拉伸气缸，103-90度旋转气缸，104-夹取气缸，105-夹块，2-焊接载板抓取组件，3-机器人，4-焊接载板装料传送组件，41-传动电机，42-传送带，43-限位气缸，44-焊接载板，441-定位孔，442-Ⅰ类待焊接电极镍片，443-Ⅱ类待焊接电极镍片，45-承接焊接载板的定位架，451-U形槽，46-定位气缸，5-焊接载板装盒组件，51-滑移支架，511-滑块，52-气缸，53-滑轨，54-电动丝杆副，55-控制齿条上下移动的气缸，56-齿条，57-齿轮，58-夹取架，59-夹持机械臂，6-电池载具翻转组件，61-电池载具翻转组件的定位气缸，62-横向电动丝杆副，63-纵向电动丝杆副，64-翻转架，65-电机，66-旋转轴，661-限位传感器，67-夹取气缸，68-机械夹爪，7-循环传送带，8-电池载具，9-自动焊接组件，91-X轴电机丝杆副，92-Y轴电机丝杆副，93-Z轴电机丝杆副，94-自动焊接器，95-焊接夹持块，96-焊头，97-定位块，10-电池载具二次翻转组件，1001-顶升气缸，1002-导杆，1003-起落架，1004-滑块滑轨，1005-滑移板，1006-电机1007-夹持气缸，1008-翻转夹爪，1009-电池载具二次翻转组件的定位气缸，11-拆离组件，111-拆离组件的定位气缸，112-拆离气缸，113-拆离夹爪，12-电池载具校正组件，121-横向电动丝杆副，122-纵向电动丝杆副，123-翻转架，124-电机，125-夹取气缸，126-机械夹爪，13-抓取机构，131-平移滑轨，132-抓取架，133-抓取夹爪，14-电池及其电池壳下料组件，141-下料夹取架，142-下料机械夹爪，15-出料机构，151-过渡下滑平台，152-出料传送带，16-电池载具的升降台，17-电池块。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参阅图1-18，本实施例提出一种电池及其电池壳一体自动焊接设备，包括固定在工作台上的循环传送带7、焊接载板抓取组件2、焊接载板装料传送组件4、焊接载板装盒组件5、电池载具翻转组件6以及自动焊接组件9、电池载具二次翻转组件10、电池载具校正组件12、以及电池及其电池壳下料组件14。
具体地说，所述循环传送带7包括上下反向的两层传送带，并由升降台将电池载具8从下层转移到上层，所述升降台包括升降气缸、升降板、推料气缸以及夹取电池载具上盖的夹爪，另一下料端同样采用升降台16将电池载具8从上层转移到下层，依此循环往复实现循环利用电池载具的目的。
所述电池载具8包括底座，左右侧的焊接载板44以及电池块17的上盖，两侧还设置有焊接载板的定位槽，所述底座内设置有6节电池组成的电池块的凹槽，并配合上盖一体构成整个电池块的外切圆柱型槽，所述焊接载板44内侧开设有焊接孔，两边对称设置有定位孔441。
所述焊接载板抓取组件2包括气缸和滑轨组合的滑移平台、抓取气缸以及90度翻转组件1，所述90度翻转组件1包括90度旋转气缸103、夹取气缸104、夹块105、控制旋转气缸上下滑移的拉伸气缸102以及支撑架101，所述夹块105夹取焊接载板44并翻转90度水平放置在所述焊接载板装料传送组件4的传送带42上。
所述焊接载板装料传送组件4包括传送带42、限位气缸43以及传动电机41，所述限位气缸43限定焊接载板44后由机器人3抓取待焊接电极镍片(442,443)放置在焊接孔内，再由限位气缸43脱开，使焊接载板44流向下一工位。
所述焊接载板装盒组件5将焊接载板44夹取并竖放后安装在电池载具8两侧，包括对称布置的由气缸52拉动，滑块滑轨53配合的滑移支架51、电动丝杆副54、气缸55控制的齿条56以及夹取架58中部固连的与齿条相互啮合的齿轮57，通过气缸制动，带动齿轮齿条啮合，并使夹取架转动90度，将焊接载板侧边水平对准电池载具安装上去。
所述电池载具翻转组件6包括横向电机丝杆副62和纵向电机丝杆副63共同组成的滑移模块，以及由电机65通过传动件带动的翻转架64，所述翻转架64包括旋转轴66、限位传感器661控制的夹取气缸67和机械夹爪68，将整个电池载具8翻转90度，使焊接载板44一面朝上。
所述自动焊接组件9包括由X轴电机丝杆副91、Y轴电机丝杆副92以及Z轴电机丝杆副93控制的自动焊接器94，以及焊接夹持块95和一侧的定位块97。
所述电池载具二次翻转组件10包括由导杆1002导套控制竖直方向、滑块滑轨控制水平方向移动的由顶升气缸1001顶起的起落架1003，以及电机1006通过传动件控制翻转180度的翻转夹爪1008，并由夹持气缸1007夹取电池载具8。
待两侧的焊接载板44均由自动焊接组件9焊接完成后，由所述电池载具校正组件12将电池载具8夹取至初始姿态。
所述电池及其电池壳下料组件14包括电池载具上盖的抓取机构13和焊接完成的电池块的出料机构15，以及出料传送带152和电池载具的升降台16，使电池载具8通过下层传送带循环回流到最前端工序。
进一步的实施方案是，所述机器人3从筛选流线上把待焊接电极镍片(442,443)抓起来，通过CCD相机拍照定位并放入所述焊接载板44的焊接孔内。
进一步的实施方案是，所述焊接载板装盒组件5还包括夹持气缸以及夹持机械臂59，所述齿轮齿条相互啮合传动控制所述夹取架58转动90度，呈水平夹取或竖直夹取姿态。
进一步的实施方案是，两对称的夹取架58之间设置有定位气缸46，两侧设置有承接焊接载板8的定位架45，所述定位架45外侧设置有U形槽451，防止和夹取架干涉。
进一步的实施方案是，所述电池载具校正组件12与所述电池载具翻转组件6结构相同，并且在定位气缸111两侧对称设置有拆离焊接载板的拆离组件11，包括拆离夹爪113、拆离气缸112以及可水平竖直移动的滑移平台，拆离夹爪夹取焊接载板44并放置在定位槽内。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种电池及其电池壳一体自动焊接设备，其特征在于：包括固定在工作台上的循环传送带、焊接载板抓取组件、焊接载板装料传送组件、焊接载板装盒组件、电池载具翻转组件以及自动焊接组件、电池载具二次翻转组件、电池载具校正组件、以及电池及其电池壳下料组件，
所述电池载具包括底座，左右侧的焊接载板以及电池块上盖，两侧还设置有焊接载板的定位槽，所述底座内设置有若干电池组成的电池块的凹槽，并配合上盖一体构成整个电池块的外切圆柱型槽，所述焊接载板内侧开设有焊接孔，两边对称设置有定位孔，
所述焊接载板抓取组件包括气缸和滑轨组合的滑移平台、抓取气缸以及90度翻转组件，所述90度翻转组件包括90度旋转气缸、夹取气缸、夹块、控制旋转气缸上下滑移的拉伸气缸以及支撑架，所述夹块夹取焊接载板并翻转90度水平放置在所述焊接载板装料传送组件的传送带上，
所述焊接载板装料传送组件包括传送带、限位气缸以及传动电机，所述限位气缸限定焊接载板后由机器人抓取待焊接电极镍片放置在焊接孔内，再由限位气缸脱开，使焊接载板流向下一工位，
所述焊接载板装盒组件将焊接载板夹取并竖放后安装在电池载具两侧，包括对称布置的由气缸拉动，滑块滑轨配合的滑移支架、电动丝杆副、气缸控制的齿条以及夹取架中部固连的与齿条相互啮合的齿轮，
所述电池载具翻转组件包括横向电机丝杆副和纵向电机丝杆副共同组成的滑移模块，以及由电机通过传动件带动的翻转架，
所述自动焊接组件包括由X轴电机丝杆副、Y轴电机丝杆副以及Z轴电机丝杆副控制的自动焊接头，以及焊接夹持块和一侧的定位块，
所述电池载具二次翻转组件包括由导杆导套控制竖直方向、滑块滑轨控制水平方向移动的由顶升气缸顶起的起落架，以及电机通过传动件控制翻转180度的翻转夹爪，并由夹持气缸夹取电池载具，
待两侧的焊接载板均由自动焊接组件焊接完成后，由所述电池载具校正组件将电池载具夹取至初始姿态，
所述电池及其电池壳下料组件包括电池载具上盖的抓取机构和焊接完成的电池块的出料机构，以及出料传送带和电池载具的升降台，使电池载具通过下层传送带循环回流到最前端工序。
2.根据权利要求1所述的电池及其电池壳一体自动焊接设备，其特征在于：所述循环传送带包括上下反向的两层传送带，并由升降台将电池载具从下层转移到上层，所述升降台包括升降气缸、升降板、推料气缸以及夹取电池载具上盖的夹爪，另一下料端同样采用升降台将电池载具从上层转移到下层。
3.根据权利要求1所述的电池及其电池壳一体自动焊接设备，其特征在于：所述机器人从筛选流线上把待焊接电极镍片抓起来，通过CCD相机拍照定位并放入所述焊接孔内。
4.根据权利要求1所述的电池及其电池壳一体自动焊接设备，其特征在于：所述焊接载板装盒组件还包括夹持气缸以及夹持机械臂，所述齿轮齿条相互啮合传动控制所述夹取架转动90度，呈水平夹取或竖直夹取姿态。
5.根据权利要求4所述的电池及其电池壳一体自动焊接设备，其特征在于：两对称的夹取架之间设置有定位气缸，两侧设置有承接焊接载板的定位架，所述定位架外侧设置有U形槽。
6.根据权利要求1所述的电池及其电池壳一体自动焊接设备，其特征在于：所述电池载具校正组件与所述电池载具翻转组件结构相同，并且在定位气缸两侧对称设置有拆离焊接载板的拆离组件，包括拆离夹爪、拆离气缸以及可水平竖直移动的滑移平台，拆离夹爪夹取焊接载板并放置在定位槽内。
7.根据权利要求1所述的电池及其电池壳一体自动焊接设备，其特征在于：所述翻转架包括旋转轴、限位传感器控制的夹取气缸和机械夹爪，将整个电池载具翻转90度，使焊接载板一面朝上。
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