CN110480203B - 一种电池封口焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池加工设备技术领域，提供了一种电池封口焊接方法，包括：将电池固定在压块与顶销之间，使焊枪的枪头正对电池的封口，启动伺服电机使电池转动，启动焊枪对封口进行焊接。本发明提供的电池封口焊接方法，采用压块及顶销分别固定住电池的两端，其中，由于顶销与电池的接触方式为点式接触，方便夹紧时定心，在电池转动时，可以减小电池的跳动误差，提高焊接质量。

Description

一种电池封口焊接方法

技术领域

本发明涉及电池加工设备技术领域，特别是涉及一种电池封口焊接方法。

背景技术

随着国家对新能源的政策的扶持，锂电池行业近年来发展迅速。在锂电池的生产过程中，先要将集流盘焊接在电芯的两端，然后将盖板与壳体合在一起，最后进行壳体与盖板的密封焊接。

现有的电池封口焊接方法在对电池进行装夹定位后，电池一边转动一边焊接，电池旋转时会有一定的跳动公差存在，盖板和电池壳体装配时也存在一定的误差，使得盖板与电池壳体之间的间隙在周向上并不均匀，造成盖板端面与壳体端面并不是整周严密贴合的，焊接时可能无法将焊缝全部封上，影响产品的质量。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供一种电池封口焊接方法，以解决现有技术中在对电池的封口进行焊接时，由于电池定位误差造成的焊接效果差的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电池封口焊接方法，包括：将电池固定在压块与顶销之间，使焊枪的枪头正对电池的封口，启动伺服电机使电池转动，启动焊枪对封口进行焊接。

其中，枪头沿电池的轴向往复摆动。

其中，根据电池的封口宽度调节枪头摆动的振幅。

其中，根据电池的转动速率调节枪头摆动的频率。

其中，顶销与电池的接触方式为柔性接触，在顶销与第二顶紧气缸之间设置有第一弹性元件，以减小顶销与电池接触时的碰撞力度。

其中，采用托轮托举住电池的侧壁，将电池向上输送至压块与顶销之间，当电池的轴线与压块及顶销的轴线位于同一直线时，托轮停止向上运动。

其中，控制压轮向下运动，将电池压紧。

其中，压轮与电池的接触方式为柔性接触，在压轮与下压气缸之间设置有第二弹性元件，以减小压轮与电池接触时的碰撞力度。

其中，将抽烟管道对准电池的封口位置，以抽出焊接产生的烟尘。

(三)有益效果

本发明提供的电池封口焊接方法，采用压块及顶销分别固定住电池的两端，其中，由于顶销与电池的接触方式为点式接触，方便夹紧时定心，在电池转动时，可以减小电池的跳动误差，提高焊接质量。

附图说明

图1为本发明提供的电池封口焊接方法所依托的电池封口焊接装置的一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明提供的电池封口焊接方法所依托的电池封口焊接装置的一个实施例的又一视角下的示意图；

图中，1-压块；2-第一顶紧气缸；3-顶销；4-第一弹性元件；5-第二顶紧气缸；6-电池；7-压块支架；8-第一滑轨；9-顶销支架；10-第二滑轨；11-第一焊接底座；12-第二焊接底座；13-伺服电机；14-第一顶升气缸；15-第二顶升气缸；16-托轮；17-下压气缸；18-第二弹性元件；19-压轮；20-抽烟管道；21-焊枪；22-缓冲器；23-机架本体；24-转接板；25-固定架；26-第一手动平移台；27-第二手动平移台。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供了一种电池封口焊接方法，包括：将电池6固定在压块1与顶销3之间，使焊枪21的枪头正对电池6的封口，启动伺服电机13使电池6转动，启动焊枪21对封口进行焊接。

具体地，例如，在对电池6封口焊接之前需要先对电池6进行固定，利用压块1与顶销3将电池6的两端分别顶紧，利用压块1与电池6之间的摩擦力，使得当伺服电机13带动压块1转动时，电池6也跟随压块1同步转动，由于电池6与顶销3的接触方式为点接触，可以方便电池6定心，电池6转动时顶销3不容易错位，减小了电池6的跳动误差，避免电池6的封口处的焊缝因为跳动误差的存在，与焊枪21的枪头错位，从而导致无法将电池6的封口完全封住。

本发明提供的电池封口焊接方法，采用压块1及顶销3分别固定住电池6的两端，其中，由于顶销3与电池6的接触方式为点式接触，方便夹紧时定心，在电池6转动时，可以减小电池6的跳动误差，提高焊接质量。

进一步地，枪头沿与电池6的轴向往复摆动；具体地，在对电池6进行封口焊接之前，一般需要先将盖板采用点焊的方式焊接到电池6的壳体上，但是，由于装配时定位精度不高，导致盖板与电池6的壳体之间的缝隙的宽度不均匀，这时为了提高电池6封口的焊接质量，可以采用摆动焊接的方式对缝隙进行焊接，枪头沿着电池6的轴向往复运动，以使原来偏离枪头中心的缝隙也可以被焊接上；例如，焊枪21可以包含有多种焊接模式，可以设置枪头摆动的轨迹形状，例如，可以根据需要设置成波浪形、S形或者Z形等等；例如，可以设置枪头摆动的振幅以及频率，还可以设置枪头发射的光斑直径，以及功率等参数，以获取更好的焊接效果。

进一步地，可以根据电池6的封口宽度调节枪头摆动的振幅；例如，电池6的封口宽度越大，枪头摆动的振幅也应该越大，反之，电池6的封口宽度越小，枪头摆动的振幅也应该越小。

进一步地，可以根据电池6的转动速率调节枪头的摆动频率；例如，电池6的转动速率越快，枪头摆动的频率也应该越快，反之，电池6的封口宽度越小，枪头摆动的频率也应该越小。

进一步地，顶销3与电池6的接触方式为柔性接触，在顶销3与第二顶紧气缸5之间设置有第一弹性元件4，以减小顶销3与电池6接触时的碰撞力度。具体地，例如，如果顶销3在第二顶紧气缸5的带动下直接与电池6接触，可能会因为碰撞力度太大将电池6折弯，导致该电池6报废，而第一弹性元件4的设置，可以起到一定的缓冲作用。

进一步地，采用托轮16托举住电池6的侧壁，将电池6向上输送至压块1与顶销3之间，当电池6的轴线与压块1及顶销3的轴线位于同一直线时，托轮16停止向上运动。具体地，例如，为了能在焊接过程中，能够方便将生产线上的待焊接电池6转移到焊接工位上来，可以在电池6的下方设置托轮16，四个托轮16可以将电池6从传送带上向上托起，并上升至与压块1及顶销3平齐的位置；并且，电池6底部的四个托轮16还可以起到定位以及支撑效果，方便焊接。

进一步地，控制压轮19向下运动，将电池6压紧。具体地，例如，为了防止在焊接过程中，电池6向上移动，采用压轮19从电池6的上方向下压住电池6的侧壁，以提高定位精度。

进一步地，压轮19与电池6的接触方式为柔性接触，在压轮19与下压气缸17之间设置有第二弹性元件18，以减小压轮19与电池6接触时的碰撞力度。具体地，例如，为了防止压轮19接触电池6时，力度太大，在压轮19与下压气缸17的伸缩头之间设置第二弹性元件18，可以起到一定的缓冲作用。

进一步地，将抽烟管道20对准电池6的封口位置，以抽出焊接产生的烟尘。具体地，例如，为了保证焊装车间的清洁度，同时也为了保证电池6的封口位置的清洁度，设置抽烟管道20可以将焊接产生的烟尘、碎屑及时排出，以提高焊接的质量。

接下来，对上述电池封口焊接方法实施例所依托的电池封口焊接装置进行具体展开以及描述：

如图1所示，该电池封口焊接装置包括机架本体23，还包括第一定位组件与第二定位组件；第一定位组件包括第一顶紧气缸2与压块1，第一顶紧气缸2的底座与机架本体23相连，第一顶紧气缸2的伸缩头与压块1相连；第二定位组件包括第二顶紧气缸5、第一弹性元件4以及顶销3，第二顶紧气缸5的底座与机架本体23相连，第二顶紧气缸5的伸缩头与第一弹性元件4的一端相连，第一弹性元件4的另一端与顶销3相连；电池6可转动的设置在压块1与顶销3之间。

具体地，例如，机架本体23可以分为左右两部分，第一定位组件可以位于机架本体23的左半部分，第二定位组件可以位于机架本体23的右半部分，电池6则被输送至机架本体23的中间；例如，压块1可以为平头的柱状结构；例如，顶销3可以为球状或者锥状，以减小与电池6端部的接触面积；例如，第一弹性元件4可以是弹簧；在第一顶紧气缸2的带动下，压块1向着靠近电池6的方向移动，直至与电池6的一端接触上，在第二顶紧气缸5的带动下，顶销3向着靠近电池6的方向移动，直至与电池6的另一端接触上，当电池6的两端分别被压块1与顶销3夹紧后，开始焊接，并且边焊接边转动电池6，直至电池6转动一周后结束。

进一步地，第一定位组件还包括压块支架7；机架本体23的顶面沿电池6的轴向铺设有第一滑轨8；第一顶紧气缸2的伸缩头与压块支架7远离电池6的一面相连；压块支架7的底面设置有第一滑块，第一滑块与第一滑轨8可滑动连接，压块1与压块支架7靠近电池6的一面相连；第二定位组件还包括顶销支架9；机架本体23的顶面沿电池6的轴向铺设有第二滑轨10；第二顶紧气缸5的伸缩头与第一弹性元件4的一端相连，第一弹性元件4的另一端与顶销支架9远离电池6的一面相连；顶销支架9的底面设置有第二滑块，第二滑块与第二滑轨10可滑动连接，顶销3与顶销支架9靠近电池6的一面相连。

具体地，例如，压块支架7与第一顶紧气缸2的伸缩头之间采用固定连接，需要夹紧时，第一顶紧气缸2的伸缩头伸出，顶着压块支架7靠近电池6，直至安装在压块支架7上的压块1与电池6接触上，焊接完成后，第一顶紧气缸2的伸缩头回缩，带动压块支架7远离电池6，直至压块1与电池6分离；由于压块支架7的底部设置有沿第一滑轨8滑动的第一滑块，可以使得移动过程更加平稳，也可以起到定位导向的作用，有利于提高定位精度；例如，第一弹性元件4与第二顶紧气缸5的伸缩头之间也采用固定连接，第一弹性元件4与顶销支架9之间也采用固定连接，需要夹紧时，第二顶紧气缸5的伸缩头伸出，顶着顶销支架9靠近电池6，直至安装在顶销支架9上的顶销3与电池6接触上，焊接完成后，第二顶紧气缸5的伸缩头回缩，带动顶销支架9远离电池6，直至顶销3与电池6分离；由于顶销支架9的底部设置有沿第二滑轨10滑动的第二滑块，可以使得移动过程更加平稳，也可以起到定位导向的作用，有利于提高定位精度。

进一步地，第一定位组件还包括伺服电机13；压块支架7上开设有通孔，伺服电机13的输出轴穿过通孔，并与压块1相连。具体地，例如，为了起到更好的定位及支撑效果，可以在伺服电机13的输出轴外部套设轴承，轴承安装在轴承座内，轴承座的底部通过螺钉安装在压块支架7上；伺服电机13的外壳也可以通过螺钉安装到压块支架7上，伺服电机13的输出轴转动，带动压块1转动，在摩擦力的作用下，电池6也随之转动，从而对封口处进行整圈的焊接。

进一步地，机架本体23还包括沿电池6的轴线方向间隔设置的第一焊接底座11与第二焊接底座12；第一焊接底座11位于电池6的一侧，第二焊接底座12位于电池6的另一侧，第一焊接底座11的底面及第二焊接底座12的底面均与机架本体23的底板相连；第一滑轨8铺设在第一焊接底座11的顶面，第一顶紧气缸2的底座与第一焊接底座11的顶面相连，第一顶紧气缸2设置在第一焊接底座11远离电池6的一端；第二滑轨10铺设在第二焊接底座12的顶面，第二顶紧气缸5的底座与第二焊接底座12的顶面相连，第二顶紧气缸5设置在第二焊接底座12远离电池6的一端。

具体地，例如，第一焊接底座11与第二焊接底座12均可以设计成长方体结构，长方体的各个侧面可以采用强度较高的不锈钢板，各个不锈钢板通过焊接连接，提高整体的刚度，有利于保证电池6精确定位；例如，机架本体23的底板为一水平设置的钢板，第一焊接底座11与第二焊接底座12均可以焊接在该底板上，同时两者之间预留一定的间隔，为第一顶升气缸14及第二顶升气缸15预留安装空间；例如，为了提高定位精度，第一滑轨8与第二滑轨10可以位于同一直线上，第一滑轨8与第二滑轨10的延伸方向均与电池6的轴线平行；例如，可以将第一顶紧气缸2的底座焊接或者通过螺栓安装在第一焊接底座11的顶面，同理，可以将第二顶紧气缸5的底座焊接或者通过螺栓安装在第二焊接底座12的顶面；使用时，第一顶紧气缸2的伸缩头带动压块支架7沿着第一滑轨8移动，第二顶紧气缸5的伸缩头带动顶销支架9沿着第二滑轨10移动，来实现对电池6的夹紧与松开。

进一步地，该电池封口焊接装置还包括第一顶升气缸14与第二顶升气缸15；第一顶升气缸14的底座与第一焊接底座11正对第二焊接底座12的一面相连，第二顶升气缸15的底座与第二焊接底座12正对第一焊接底座11的一面相连；第一顶升气缸14的伸缩头顶端与第二顶升气缸15的伸缩头顶端均设置有一对用于托举电池6的托轮16，每个托轮16的轴线均与电池6的轴线平行，每个托轮16均可绕各自的轴线旋转；第一顶升气缸14的伸缩头的伸缩方向与电池6的轴线垂直，第二顶升气缸15的伸缩头的伸缩方向与电池6的轴线垂直。

具体地，例如，第一顶升气缸14的底座可以焊接在第一焊接底座11的侧面，同理，第二顶升气缸15的底座也可以焊接在第二焊接底座12与第一焊接底座11相对的侧面；例如，安装在第一顶升气缸14的伸缩头上的两个托轮16之间可以预留一定的间隙，用来卡放电池6的侧壁，同理，安装在第二顶升气缸15的伸缩头上的两个托轮16之间也可以预留一定的间隙；第一顶升气缸14上的两个托轮16与第二顶升气缸15上的两个托轮16之间预留一定间隔，该间隔可以根据电池6的长短来设计，以保证最佳的支撑效果；每个托轮16均可以沿各自的轴心转动，如此设置，当电池6在压块1的带动下转动时，可以减小电池6侧壁与托轮16之间的摩擦力，使得整个转动过程更加顺畅平稳，有利于提高焊接效果；而且，第一顶升气缸14与第二顶升气缸15相互独立，当电池6倾斜时，可以通过改变第一顶升气缸14的伸缩头的伸缩量或者第二顶升气缸15的伸缩头的伸缩量来调平。

进一步地，该电池封口焊接装置还包括下压气缸17、第二弹性元件18与压轮19；下压气缸17的底座与顶销支架9的顶面相连，下压气缸17的伸缩头与第二弹性元件18的一端相连，第二弹性元件18的另一端与压轮19相连，下压气缸17的伸缩头的伸缩方向与电池6的轴线垂直。

具体地，例如，为了起到更好的夹紧以及定位效果，可以对电池6的上部进行压紧；例如，下压气缸17的底座可以通过螺栓安装在顶销支架9的顶面；例如，第二弹性元件18可以为弹簧，第二弹性元件18的顶端与下压气缸17的伸缩头固定连接；例如，可以设置一个U型安装座，U型安装座的开口朝下，将压轮19通过转轴可转动的安装在该U型安装上，第二弹性元件18的底端则与该U型安装座的顶板相连；使用时，下压气缸17的伸缩头向下运动，由于第二弹性元件18的存在，可以使得压轮19与电池6的侧壁接触时更加平缓，防止刚性碰撞将电池6压坏，同时，压轮19可以转动，这样可以减小压轮19与电池6之间的摩擦力，使得电池6的转动过程更加平稳缓和，提高焊接精度。

如图2所示，进一步地，该电池封口焊接装置还包括转接板24、固定架25以及焊枪21；转接板24设置在机架本体23的一侧，转接板24的板面开设有若干第一位置调节孔；固定架25的底部开设有若干第二位置调节孔，第一位置调节孔与第二位置调节孔通过螺栓相连接；焊枪21可移动的设置在固定架25的顶部，焊枪21的枪头朝向电池6设置。

具体地，例如，转接板24可以为一块水平设置的平板，转接板24板面开设若干第一位置调节孔，其中，左右或者上下相邻的两个第一位置调节孔之间的间隔可以相等；例如，固定架25可以为U型结构，包括一个水平设置的平板与两个竖直设置的平板，固定架25与转接板24相连的平板上对应开设若干第二位置调节孔，选定位置后，采用螺栓将第一位置调节孔与第二位置调节孔连上即可；例如，为了更好的将焊枪21固定在固定架25上，可以在U型固定架25的两个竖直平板之间再设置一个竖直平板，可以采用螺栓将焊枪21的底座分别与三个竖直平板相连，如此设置，可以提高焊枪21与固定架25的连接强度，防止焊接时焊枪21振动，影响焊接精度。例如，挑选焊枪21时，可以选用枪头可以伸缩的焊枪21，以便于定向吹气，提高焊接质量，同时可以防止定点吹气时枪头前端与输送线体干涉。例如，挑选焊枪21时，选择枪头可以摆动的焊枪21。

进一步地，该电池封口焊接装置还包括第一手动平移台26与第二手动平移台27；第一手动平移台26与焊枪21相连，用于调整焊枪21在水平方向上的位置；第二手动平移台27与焊枪21相连，用于调整焊枪21在竖直方向上的位置。

具体地，例如，第一手动平移台26可以选用能在水平方向上调节焊枪21位置的手动平移台，第二手动平移台27可以选用能在竖直方向上调节焊枪21位置的手动平移台，第一手动平移台26与第二手动平移台27均可以安装在焊枪21外壳远离电池6的一面，这样可以方便操作；使用时，可以通过第一手动平移台26调节焊枪21的枪头与电池6在水平方向上的间距，可以通过第二手动平移台27调节焊枪21的枪头与电池6在竖直方向上的间距，调整好焊枪21的位置后，锁住第一手动平移台26以及第二手动平移台27，开启焊枪21进行焊接。

进一步地，该电池封口焊接装置还包括抽烟管道20；抽烟管道20的吸烟口正对电池6设置，抽烟管道20的出烟口与抽烟机相连。具体地，例如，由于在焊接过程中会产生烟尘，为了保证车间环境，可以设置抽烟管道20来除烟尘，抽烟管道20的吸烟口位于焊接处的正上方，抽烟管道20的出烟口与抽烟机相连。

进一步地，该电池封口焊接装置还包括缓冲器22；缓冲器22的一端与压块支架7靠近电池6的一面相连，另一端位于第一焊接底座11的侧板与压块支架7之间。具体地，例如，为了进一步减小在夹紧过程中对电池6造成损坏，可以在压块支架7上安装一个，或者间隔设置多个缓冲器22，缓冲器22可以为柱状，一端可以焊接在压块支架7上，另一端可以套设橡胶头，这样当第一顶紧气缸2带动压块1夹紧电池6之前，缓冲器22先与第一焊接底座11的侧板接触上，使得压块1在接触电池6时更加平缓，避免刚性碰撞，压坏电池6。

由以上实施例可以看出，本发明提供的电池封口焊接装置具备以下有益效果：

1，采用同轴旋转夹具，压块端为基准，顶销端球头柔性，下部四轮托举为基准，上部柔性压紧，有效保障电池跳动精度；

2，设置了第一手动平移台以及第二手动平移台，有效实现焊接焦距调整；

3，转接板上阵列有大量的第一位置调节孔，固定架可在转接板上灵活调整，以便于调整焊枪的枪头与电池间位置关系；

4，配备的抽烟管道，可有效去除焊接过程中产生的烟尘，保证车间环境。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电池封口焊接方法，其特征在于，包括：将电池固定在压块与顶销之间，使焊枪的枪头正对电池的封口，启动伺服电机使电池转动，启动焊枪对封口进行焊接；

所述电池封口焊接方法还包括采用托轮托举住电池的侧壁，将电池向上输送至所述压块与所述顶销之间，当电池的轴线与所述压块及所述顶销的轴线位于同一直线时，托轮停止向上运动；

控制压轮向下运动，将电池压紧；

所述枪头沿电池的轴向往复摆动；

其中，所述压块与压块支架靠近电池的一面相连，所述压块支架与第一顶紧气缸的伸缩头相连，所述第一顶紧气缸的底座与第一焊接底座的顶面相连，所述第一焊接底座的底面与机架本体的底板相连，所述压块支架的底面设置有第一滑块，所述第一焊接底座的顶面铺设第一滑轨，所述第一滑块与所述第一滑轨可滑动连接，所述压块支架上开设有通孔，伺服电机的输出轴穿过所述通孔，并与所述压块相连；

所述顶销与顶销支架靠近电池的一面相连，第一弹性元件与所述顶销支架远离电池的一面相连，所述第一弹性元件与第二顶紧气缸的伸缩头相连，所述第二顶紧气缸的底座与第二焊接底座的顶面相连，所述第二焊接底座的底面均与所述机架本体的底板相连，所述顶销支架的底面设置有第二滑块，所述第二焊接底座的顶面铺设第二滑轨，所述第二滑块与所述第二滑轨可滑动连接；

所述托轮分别设置在第一顶升气缸的伸缩头顶端与第二顶升气缸的伸缩头顶端，每个所述托轮的轴线均与电池的轴线平行，每个所述托轮均可绕各自的轴线旋转，所述第一顶升气缸的底座与所述第一焊接底座相连，所述第二顶升气缸的底座与所述第二焊接底座相连；所述第一顶升气缸的伸缩头的伸缩方向与电池的轴线垂直，所述第二顶升气缸的伸缩头的伸缩方向与电池的轴线垂直；

所述压轮与第二弹性元件相连，所述第二弹性元件与下压气缸的伸缩头相连，所述下压气缸的底座与所述顶销支架的顶面相连，所述下压气缸的伸缩头的伸缩方向与电池的轴线垂直；

所述焊枪设置在固定架的顶部，所述焊枪的枪头朝向电池设置，所述固定架的底部开设有若干第二位置调节孔，转接板的板面开设有若干第一位置调节孔，所述第一位置调节孔与所述第二位置调节孔通过螺栓相连接；所述焊枪与第一手动平移台相连，用于调整所述焊枪在水平方向上的位置；所述焊枪与第二手动平移台相连，用于调整所述焊枪在竖直方向上的位置。

2.根据权利要求1所述的电池封口焊接方法，其特征在于，根据电池的封口宽度调节所述枪头摆动的振幅。

3.根据权利要求1所述的电池封口焊接方法，其特征在于，根据电池的转动速率调节所述枪头摆动的频率。

4.根据权利要求1所述的电池封口焊接方法，其特征在于，将抽烟管道对准电池的封口位置，以抽出焊接产生的烟尘。

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