CN110434494A - 一种锂电池集流盘焊接上料定位装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电池集流盘焊接上料定位装置，包括安装平台，所述安装平台安装有伺服电机和用于支撑集流盘的托台，所述伺服电机的输出轴连接有旋转轴，所述旋转轴中部通过固定平台安装有旋转夹持件；所述旋转夹持件包括驱动装置、手指气缸A，所述驱动装置的伸缩端通过滑台与所述手指气缸A固定连接；所述手指气缸A的两夹件端部分别固接有左夹爪A、右夹爪A，所述左夹爪A、右夹爪A的端部相对侧侧面设置为与所述集流盘外周相配合的凹弧面A。本装置实现对集流盘进行上料焊接，并能对其精准确定位，提高了集流盘焊接质量。

Description

一种锂电池集流盘焊接上料定位装置
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池集流盘焊接上料定位装置。
背景技术
在圆柱电池生产过程中，需要对入壳后的圆柱电芯的正负极极耳两侧焊接相应的正负极集流盘，集流盘9的结构如图5所示，其由电池盖部9-1和焊接部9-3构成，电池盖部9-1一侧设有极柱9-2和防爆阀。其中集流盘定位的准确性影响焊接质量的好坏。定位不准确导致焊接时，激光束照射到集流盘上时会偏移预定位置，从而出现虚焊现象；同时集流盘焊接后的相对角度可能过大，影响下一步的极耳折弯和合盖工序，最终导致电池A品率降低。
所以需要开发一种锂电池集流盘焊接上料定位装置，实现对集流盘进行上料焊接，并能对其精准确定位，降低集流盘焊接不良品数量，提高生产效率做很大贡献。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种锂电池集流盘焊接上料定位装置，提高集流盘上料与定位准确性，从而提高了集流盘焊接质量。
为了实现上述技术目的，本发明采取如下技术方案：
一种锂电池集流盘焊接上料定位装置，包括安装平台，所述安装平台安装有伺服电机和用于支撑集流盘的托台，所述伺服电机的输出轴连接有旋转轴，所述旋转轴中部通过固定平台安装有旋转夹持件；所述旋转夹持件包括驱动装置、手指气缸A，所述驱动装置的伸缩端通过滑台与所述手指气缸A固定连接；所述手指气缸A的两夹件端部分别固接有左夹爪A、右夹爪A，所述左夹爪A、右夹爪A的端部相对侧侧面设置为与所述集流盘外周相配合的凹弧面A。
进一步方案，位于凹弧面A处的右夹爪A一侧面开设有啮合槽A，相对于啮合槽A位置的左夹爪A上设有与其相啮合的凸台A。
进一步方案，所述托台通过固定座固定在安装平台上，所述固定座上固设有定位件；所述定位件包括固设在固定座上的手指气缸B，所述手指气缸B的两夹件端部分别固接有左夹爪B、右夹爪B，所述托台位于所述左夹爪B、右夹爪B之间。
更进一步方案，所述左夹爪B、右夹爪B的中部相对侧的侧面对称固设有支撑台；所述支撑台的顶端面与所述托台的顶端面在同一水平线上。
更进一步方案，所述左夹爪B、右夹爪B的端部相对侧侧面设置为与所述集流盘外周相配合的凹弧面B；位于凹弧面B处的左夹爪B的顶端面开设有啮合槽B，相对于啮合槽B位置的右夹爪B上设有与其相啮合的凸台B。
进一步方案，所述托台顶端面位于所述啮合槽B的槽底面的上方。目的是为了方便旋转夹持件对集流盘进行夹持操作。；所述托台包括托台本体，其顶端面开设有与集流盘上的极柱相适配的腰型槽和开设位置可调的螺栓安装槽。
进一步方案，所述伺服电机通过电机安装座固定在安装平台上，所述旋转轴的两端分别通过轴承座固定在安装平台；所述伺服电机的输出轴通过联轴器与旋转轴的一端连接；所述联轴器为SKF挠性联轴器。该联轴器能够有效吸收振动冲击且定位精准优点。
进一步方案，所述旋转轴的两端套设在所述轴承座的轴孔内，所述轴承座的轴孔内套设有深沟球滚子轴承。
进一步方案，所述驱动装置为伸缩气缸或伸缩液缸；所述滑台通过连接板与所述手指气缸A固定连接。
优选方案，为了提高工作效率，一次操作能同时对两个集流盘同时焊接上料，所述定位件为两个，并排固定在固定座上；所述旋转夹持件为两个，并排垂直固定在固定平台上，旋转轴向定位件方向旋转90°时，其左夹爪A、右夹爪A旋转至水平状态并与所述定位件上的左夹爪B、右夹爪B相卡接而夹持住集流盘。
本装置中手指气缸A、B均采用平型夹爪式。上述伺服电机、深沟球滚子轴承、手指气缸等均为市购产品。其具体的工作原理在此不作累述。伺服电机、手指气缸、驱动装置的开、关可通过手动开关，也可通过控制器进行自动控制，这两方式均是本领域常规的控制方式，不是本装置的发明点，在好处费不作累述。
本装置中伺服电机间歇式正反转实现对旋转夹持件进行精确旋转操作，深沟球滚子轴承减少旋转轴的转动力矩，同时提高其旋转精度。从而使旋转夹持件的旋转精度较高。手指气缸又名气动夹爪或气动夹指，是利用压缩空气作为动力，用来夹取或抓取工件的执行装置。
托台是为了支撑放置集流盘，为了便于集流盘的对位和定位，在其顶端面开设有与集流盘上极柱相适配的腰型槽。为了便于安装，在托台的顶端面开设位置可调的螺栓安装槽，托台通过螺栓固定安装在安装平台上。手指气缸A、B、电机安装座、轴承座、固定座等都是通过螺栓固定在安装平台上。
所以本装置可为圆柱电池集流盘的激光焊接起到精确定位功能，提高了焊接质量。
本装置中旋转夹持件与定位件的左夹爪、右夹爪的相对侧侧面均设置为半圆形的凹弧面，正好用于夹持集流盘外圆周面。另外，旋转夹持件与定位件的左夹爪、右夹爪是相错开设置，正好进行对接，保证了对集流盘的同时夹持，进而保证集流盘转运过程中位置的准确性。
本装电机安装座、轴承座、固定座、固定平台和连接板均采用高强度合金板材加工而成，并通过螺栓进行固定连接。所以该装置具有质量轻，结构强度高，材料便宜成本低，安装简易，拆卸方便的优越性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中的定位件的结构示意图；
图3是本发明中的旋转夹持件的结构示意图；
图4是本发明中的托台的结构示意图；
图5是本发明中集流盘的结构示意图。
图中：1-安装平台；2-伺服电机；3-电机安装座；4-联轴器；5-轴承座；6-旋转轴；7-旋转夹持件，7-1驱动装置，7-2滑台，7-3连接板，7-4手指气缸A，7-5右夹爪A，7-6左夹爪A，7-7凸台A，7-8啮合槽A，7-9凹弧面A； 8-固定平台；9-集流盘；10-固定座，11-定位件，11-1手指气缸B，11-2左夹爪B，11-3右夹爪B，11-4支撑台，11-5啮合槽B，11-6凸台B，11-7凹弧面B，12-托台，12-1托台本体，12-2腰形槽，12-3螺栓安装槽。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。
如图1-5所示，一种锂电池集流盘焊接上料定位装置，包括安装平台1，所述安装平台1安装有伺服电机2和用于支撑集流盘9的托台12，所述伺服电机2的输出轴连接有旋转轴6，所述旋转轴6中部通过固定平台8安装有旋转夹持件7；所述旋转夹持件7包括驱动装置7-1、手指气缸A 7-4，所述驱动装置7-1的伸缩端通过滑台7-2与所述手指气缸A 7-4固定连接；所述手指气缸A 7-4的两夹件端部分别固接有左夹爪A 7-6、右夹爪A 7-5，所述左夹爪A7-6、右夹爪A 7-5的端部相对侧侧面设置为与所述集流盘9外周相配合的凹弧面A 7-9。
如图4所示，托台12是为了支撑放置集流盘9，为了便于集流盘9的对位和定位，在托台本体12-1的顶端面开设有与集流盘9上极柱9-2相适配的腰型槽12-2。为了便于安装，在托台本体12-1的顶端面开设位置可调的螺栓安装槽12-3，其通过螺栓固定安装在固定座10上，固定座10固定在安装平台1上。托台12的位置正好位于旋转夹持件7旋转置水平状态时的左夹爪A 7-6、右夹爪A 7-5之间。
本实施例直接通过托台12上的腰型槽12-2来对集流盘9进行定位，托台12的顶面积要小于集流盘9的表面积，便于旋转夹持件7对集流盘9进行夹持操作。再通过伺服电机2带动旋转轴6转动，进而将旋转夹持件7由垂直状态旋转至水平状态；然后驱动装置7-1（气缸或油缸）工作，驱使滑台7-2通过连接板7-3带动手指气缸A 7-4一起调整距离，使左夹爪A7-6、右夹爪A 7-5的凹弧面A 7-9正好位于集流盘9的外周；手指气缸A 7-4工作，使左夹爪A7-6、右夹爪A 7-5同时夹紧集流盘9的外周。最后伺服电机2反向转动，使旋转夹持件7由水平状态旋转至垂直状态，驱动装置7-1伸长，使集流盘9送至电池正负极极耳处进行焊接。焊接后，手指气缸A 7-4松开、驱动装置7-1收回，回复到初始状态。
本装置的另一种方案如图1所示，为了更好地对集流盘9进行精准定位，避免其在托台12上发生微移。所述固定座10上固设有定位件11；所述定位件11包括固设在固定座10上的手指气缸B 11-1，所述手指气缸B 11-1的两夹件端部分别固接有左夹爪B 11-2、右夹爪B 11-3，所述托台12位于所述左夹爪B11-2、右夹爪B 11-3之间。
更进一步方案，所述左夹爪B 11-2、右夹爪B 11-3的中部相对侧的侧面对称固设有支撑台11-4；所述支撑台11-4的顶端面与所述托台12的顶端面在同一水平线上。
更进一步方案，所述左夹爪B 11-2、右夹爪B 11-3的端部相对侧侧面设置为与所述集流盘9外周相配合的凹弧面B11-7；位于凹弧面B 11-7处的左夹爪B 11-2的顶端面开设有啮合槽B 11-5，相对于啮合槽B 11-5位置的右夹爪 B 11-3上设有与其相啮合的凸台B11-6。
进一步方案，所述托台12顶端面位于所述啮合槽B 11-5的槽底面的上方。目的是为了方便旋转夹持件对集流盘进行夹持操作。
进一步方案，位于凹弧面A 7-9处的右夹爪A 7-5一侧面开设有啮合槽A 7-8，相对于啮合槽A 7-8位置的左夹爪A 7-6上设有与其相啮合的凸台A 7-7。
由于集流盘9的厚度较薄，左右夹爪的夹持部设置啮合槽和凸台，是为了方便与定位件11进行配合抓取集流盘；并且旋转夹持件7和定位件11上的啮合槽和凸台错开设置，正好使其两两啮合对接，而便于对定位后的集流盘进行夹取。
进一步方案，所述伺服电机2通过电机安装座3固定在安装平台1上，所述旋转轴6的两端分别通过轴承座5固定在安装平台1；所述伺服电机2的输出轴通过联轴器4与旋转轴6的一端连接；所述联轴器4为SKF挠性联轴器。该联轴器能够有效吸收振动冲击且定位精准优点。
进一步方案，所述旋转轴6的两端套设在所述轴承座5的轴孔内，所述轴承座5的轴孔内套设有深沟球滚子轴承。
进一步方案，所述驱动装置7-1为伸缩气缸或伸缩液缸；所述滑台7-2通过连接板7-3与所述手指气缸A 7-4固定连接。
为了提高工作效率，本装置一次操作能同时对两个集流盘同时焊接上料，即托台12、定位件11、旋转夹持件7均为两个（如图1所示）。具体的：所述定位件11为两个，并排固定在固定座10上；所述旋转夹持件7为两个，并排垂直固定在固定平台8上，旋转轴6向定位件11方向旋转90°时，其左夹爪A 7-6、右夹爪A 7-5旋转至水平状态并与所述定位件11上的左夹爪B 11-2、右夹爪B 11-3相卡接而夹持住集流盘9。
其工作过程如下：
将集流盘9的电池盖部9-1放置到托台12上，集流盘9的焊接部9-3由支撑台11-4对其进行支撑，通过托台12上的腰型槽12-2对集流盘9的极柱9-2相对定位，托台12位于手指气缸B11-1的左夹爪B 11-2、右夹爪B 11-3之间。此时手指气缸B 11-1工作，其左夹爪B 11-2、右夹爪B 11-3夹紧，左夹爪B 11-2、右夹爪B 11-3的凹弧面B 11-7夹紧集流盘9，实现对集流盘9的定位。
伺服电机2动作，通过联轴器4将动力传递给旋转轴6，旋转轴6驱动固定平台8带动旋转夹持件7由垂直状态旋转至水平状态；驱动装置7-1选择气缸，其工作驱使滑台7-2通过连接板7-3带动手指气缸A 7-4一起调整其与集流盘9的位置关系，使左夹爪A 7-6、右夹爪A7-5的凹弧面A 7-9正好位于集流盘9的外周；并且左夹爪A 7-6上的凸台A 7-7插入定位件11上左夹爪 B 11-2的啮合槽B 11-5中，右夹爪A 7-5上的啮合槽A 7-8与右夹爪 B 11-3上的凸台B 11-6相配合。从而实现无缝对接，旋转夹持件7的左夹爪A 7-6、右夹爪A 7-5将集流盘9夹持住。
手指气缸B 11-1松开，伺服电机2反向转动，使旋转夹持件7带着集流盘9一起由水平状态旋转至垂直状态，驱动装置7-1伸长，使集流盘9送至电池正负极极耳处进行焊接。焊接后，手指气缸A 7-4松开、驱动装置7-1收回，回复到初始状态。
本装置中“固设”、“固定连接”、“安装”、“架设”等均表示相互连接的两部件之间是固定在一起，一般是通过焊接、螺钉或胶粘等方式固定在一起。“活动安装”、“滑动连接”等是指两部件连接在一起并能相对运动。
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 (10)

1.一种锂电池集流盘焊接上料定位装置，包括安装平台（1），其特征在于：所述安装平台（1）安装有伺服电机（2）和用于支撑集流盘（9）的托台（12），所述伺服电机（2）的输出轴连接有旋转轴（6），所述旋转轴（6）中部通过固定平台（8）安装有旋转夹持件（7）；所述旋转夹持件（7）包括驱动装置（7-1）、手指气缸A（7-4），所述驱动装置（7-1）的伸缩端通过滑台（7-2）与所述手指气缸A（7-4）固定连接；所述手指气缸A（7-4）的两夹件端部分别固接有左夹爪A（7-6）、右夹爪A（7-5），所述左夹爪A（7-6）、右夹爪A（7-5）的端部相对侧侧面设置为与所述集流盘（9）外周相配合的凹弧面A（7-9）。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池集流盘焊接上料定位装置，其特征在于：位于凹弧面A（7-9）处的右夹爪A（7-5）一侧面开设有啮合槽A（7-8），相对于啮合槽A（7-8）位置的左夹爪A（7-6）上设有与其相啮合的凸台A（7-7）。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池集流盘焊接上料定位装置，其特征在于：所述托台（12）通过固定座（10）固定在安装平台（1）上，所述固定座（10）上固设有定位件（11）；所述定位件（11）包括固设在固定座（10）上的手指气缸B（11-1），所述手指气缸B（11-1）的两夹件端部分别固接有左夹爪B（11-2）、右夹爪B（11-3），所述托台（12）位于所述左夹爪B（11-2）、右夹爪B（11-3）之间。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池集流盘焊接上料定位装置，其特征在于：所述左夹爪B（11-2）、右夹爪B（11-3）的中部相对侧的侧面对称固设有支撑台（11-4）；所述支撑台（11-4）的顶端面与所述托台（12）的顶端面在同一水平线上。
5.根据权利要求3所述的一种锂电池集流盘焊接上料定位装置，其特征在于：所述左夹爪B（11-2）、右夹爪B（11-3）的端部相对侧侧面设置为与所述集流盘（9）外周相配合的凹弧面B（11-7）；位于凹弧面B（11-7）处的左夹爪B（11-2）的顶端面开设有啮合槽B（11-5），相对于啮合槽B（11-5）位置的右夹爪B（11-3）上设有与其相啮合的凸台B（11-6）。
6.根据权利要求5所述的一种锂电池集流盘焊接上料定位装置，其特征在于：所述托台（12）顶端面位于所述啮合槽B（11-5）的槽底面的上方；所述托台（12）包括托台本体（12-1），其顶端面开设有与集流盘（9）上的极柱（9-2）相适配的腰型槽（12-2）和开设位置可调的螺栓安装槽（12-3）。
7.根据权利要求1所述的一种锂电池集流盘焊接上料定位装置，其特征在于：所述伺服电机（2）通过电机安装座（3）固定在安装平台（1）上，所述旋转轴（6）的两端分别通过轴承座（5）固定在安装平台（1）；所述伺服电机（2）的输出轴通过联轴器（4）与旋转轴（6）的一端连接；所述联轴器（4）为SKF挠性联轴器。
8.根据权利要求7所述的一种锂电池集流盘焊接上料定位装置，其特征在于：所述旋转轴（6）的两端套设在所述轴承座（5）的轴孔内，所述轴承座（5）的轴孔内套设有深沟球滚子轴承。
9.根据权利要求1所述的一种锂电池集流盘焊接上料定位装置，其特征在于：所述驱动装置（7-1）为伸缩气缸或伸缩液缸；所述滑台（7-2）通过连接板（7-3）与所述手指气缸A（7-4）固定连接。
10.根据权利要求3所述的一种锂电池集流盘焊接上料定位装置，其特征在于：所述定位件（11）为两个，并排固定在固定座（10）上；所述旋转夹持件（7）为两个，并排垂直固定在固定平台（8）上，旋转轴（6）向定位件（11）方向旋转90°时，其左夹爪A（7-6）、右夹爪A（7-5）旋转至水平状态并与所述定位件（11）上的左夹爪B（11-2）、右夹爪B（11-3）相卡接而夹持住集流盘（9）。
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