CN110560969A - 一种高精度电池自动焊接设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高精度电池自动焊接设备，本申请通过设置旋转机构、第一调节机构和两第二调节机构，工作时，第一调节机构可带动不同型号的电池沿第一方向到达第一位置进而调节不同型号的电池与焊接机构之间的距离，第二调节机构在电池到达第一位置时同步沿第二方向移动以推动电池，使电池到达第二位置并且中心垂线与旋转机构的中心轴线重合，焊接机构对电池进行焊接时只需移动到旋转机构的中心轴线上方即可对准电池的中心垂线并对其周缘进行焊接，这样，可使焊接机构可适用于不同型号的电池，防止由于不同型号的电池的中心位置不同导致焊接机构与电池无法对准从而影响电池的焊接质量的问题。

Description

一种高精度电池自动焊接设备

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，尤其涉及一种高精度电池自动焊接设备。

背景技术

目前，锂离子蓄电池单体封装工序采用手工装配加半自动焊接的生产模式，该过程要求操作员作业时目视判断封装焊缝走向和熔池状态，发现异常立刻停止焊接或手动返回重新补焊，在精度控制上存在不足且纠偏存在一定的滞后，焊接过程不可避免的引入人为因素干扰，直接影响产品状态的可靠性和一致性。随着产能增加，出现了自动生产模式，该模式下，不同型号的电池安装在设备上难以与设备的旋转中心重合，导致电池旋转时容易发生偏心，电池焊接效果差，影响产品的质量。

发明内容

(一)发明目的

为了克服以上不足，本发明的目的在于提供一种高精度电池自动焊接设备，以解决电池焊接时与设备的旋转中心不重合，电池旋转时容易发生偏心，影响电池的焊接质量的技术问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种高精度电池自动焊接设备，其特征在于，包括：

机架；

旋转机构，可转动地设置在机架上，用于带动电池圆周转动；

第一调节机构，设置在旋转机构的中心，可跟随旋转机构同步转动且可沿第一方向运动，用于带动放置在其上的电池沿第一方向移动到第一位置；第一方向为旋转机构的中心轴线的延伸方向；

两第二调节机构，对称设置在旋转机构的两侧，且能够跟随旋转机构同步转动，第二调节机构的中心轴线与旋转机构的中心轴线垂直并且第二调节机构与电池对应的一端呈弧形结构，两第二调节机构沿垂直于第一方向的第二方向同步移动以将位于第一位置的电池推动到第二位置，使位于第二位置的电池的中心轴线能够与旋转机构的中心轴线重合，并夹紧位于第二位置的电池，第一位置位于两第二调节机构之间；

焊接机构，可移动地设置机架上，当电池的中心轴线与旋转机构的中心轴线重合后，焊接机构移动到旋转机构的中心轴线上以对夹紧后的电池的周缘进行焊接。

进一步地，第一调节机构包括：

高度调节轴，高度调节轴的中心轴线与旋转机构的中心轴线重合，且高度调节轴受驱能够沿旋转机架的中心轴线方向移动；

第一驱动装置，设置在旋转机架上，用于驱动高度调节轴移动。

进一步地，还包括：两冷却板，分别设置在两第二调节机构与电池对应的一端，冷却板与电池对应的一端呈弧形结构，冷却板能够在第二调节机构的带动下向靠近电池的方向移动并与电池的侧壁抵接以带走焊接机构对电池焊接时传递到电池上的热量。

进一步地，每个第二调节机构包括：

第一推动件，第一推动件与电池相对的一端呈弧形结构，第一推动件受驱可沿第二方向移动以将位于第一位置的电池推动到第二位置并与另一第一推动件相互配合夹紧电池；

第二驱动装置，第二驱动装置可跟随旋转机构同步转动，第二驱动装置的驱动端与第一推动件固定连接，用于带动第一推动件沿第二方向移动。

进一步地，每个第二调节机构包括：

弹性推动组件，设置在旋转机构上并且与电池对应的一端呈弧形结构，弹性推动组件与旋转机构弹性连接并且可在弹力作用下沿第二方向移动将位于第一位置的电池推动到第二位置并与另一弹性推动组件夹紧电池；

第三驱动装置，设置在机架上，可在旋转机构停止转动时与弹性推动组件驱动连接，用于驱动弹性推动组件向远离电池的方向移动以松开夹紧的电池。

进一步地，弹性推动组件包括：用于推动电池移动的第二推动件以及弹性件，第二推动件与电池相对的一端为弧形结构，弹性件的一端与第二推动件连接，另一端与旋转机构连接，弹性件伸缩可带动第二推动件沿第二方向移动。

进一步地，第二推动件与第三驱动装置连接的一端向内凹陷形成T形结构的避空卡槽，避空卡槽与第三驱动装置的驱动端相匹配；

当旋转机构带动第二推动件转动时，第三驱动装置的驱动端可从避空卡槽中脱出并且在第二推动件经过与其对应的位置时穿过避空卡槽；

当旋转机构停止转动并且避空卡槽卡合到第三驱动装置的驱动端时，第三驱动装置可带动第二推动件向远离电池的方向移动以松开夹紧的电池。

进一步地，旋转机构包括：旋转机架以及与旋转机架驱动连接用于驱动旋转机架周向旋转的第四驱动装置。

进一步地，焊接机构包括：

焊枪，可滑动地设置在机架上；

X模组，与焊枪滑动连接，用于带动焊枪沿X轴方向移动；

Y模组，与X模组滑动连接，用于带动X模组以及焊枪沿Y轴方向移动。

进一步地，还包括：检测机构，可滑动地设置在机架上，检测机构可在焊接结构完成焊接后移动到电池的上方对电池的焊接情况进行检测。

借由以上的技术方案，本申请的有益效果在于：高精度电池自动焊接设备通过本申请的焊接设备设置了旋转机构、第一调节机构和两第二调节机构，工作时，第一调节机构可带动不同型号的电池沿第一方向到达第一位置进而调节不同型号的电池与焊接机构之间的距离，第二调节机构在电池到达第一位置时同步沿第二方向移动以推动电池，由于第一方向与第二方向垂直并且第一方向与旋转机构的中心垂线重合，电池在第二调整机构的推动下中心垂线会与旋转机构的中心轴线重合，焊接机构对电池进行焊接时只需移动到旋转机构的中心轴线上方即可对准电池的中心垂线并对其周缘进行焊接，这样，可使焊接机构可适用于不同型号的电池，防止由于不同型号的电池的中心位置不同导致焊接机构与电池无法对准从而影响电池的焊接质量的问题。

附图说明

图1是本发明的高精度电池自动焊接设备的结构示意图；

图2是本发明的高精度电池自动焊接设备的正视图；

图3是本发明的高精度电池自动焊接设备的后视图；

附图标记：

1：旋转台；2：第四驱动装置；3：高度调节轴；4：第一驱动装置；5：连接架；6：第三驱动装置；7：第二推动件；701：避空卡槽；8：冷却板；9：电池；10：焊接机构；11：检测机构。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

请参阅图1-图3，本发明提供的一种高精度电池自动焊接设备，其包括：

机架；

旋转机构，可转动地设置在机架上，用于带动电池9圆周转动；

第一调节机构，设置在旋转机构的中心，可跟随旋转机构同步转动且可沿第一方向运动，用于带动放置在其上的电池9沿第一方向移动到第一位置；第一方向为旋转机构的中心轴线的延伸方向；

两第二调节机构，对称设置在旋转机构的两侧，且能够跟随旋转机构同步转动，第二调节机构的中心轴线与旋转机构的中心轴线垂直并且第二调节机构与电池9对应的一端呈弧形结构，两第二调节机构沿垂直于第一方向的第二方向同步移动以将位于第一位置的电池9推动到第二位置，使位于第二位置的电池9的中心轴线能够与旋转机构的中心轴线重合，并夹紧位于第二位置的电池9，第一位置位于两第二调节机构之间；

焊接机构10，可移动地设置机架上，当电池9的中心轴线与旋转机构的中心轴线重合后，焊接机构10移动到旋转机构的中心轴线上以对夹紧后的电池9的周缘进行焊接。

现有的电池9型号众多且每个型号的电池9形状大小不一，导致焊接机构10焊接电池9时无法对准不同型号电池9的中心，电池9的焊接效果差，电池9的品质得不到保证。本申请针对上述问题对焊接设备做了改进，本申请的焊接设备设置了旋转机构、第一调节机构和两第二调节机构，工作时，第一调节机构可带动不同型号的电池9沿第一方向到达第一位置进而调节不同型号的电池9与焊接机构10之间的距离，第二调节机构在电池9到达第一位置时同步沿第二方向移动以推动电池9，由于第一方向与第二方向垂直并且第一方向与旋转机构的中心垂线重合，电池9在第二调整机构的推动下中心垂线会与旋转机构的中心轴线重合，焊接机构10对电池9进行焊接时只需移动到旋转机构的中心轴线上方即可对准电池9的中心垂线并对其周缘进行焊接，这样，可使焊接机构10可适用于不同型号的电池9，防止由于不同型号的电池9的中心位置不同导致焊接机构10与电池9无法对准从而影响电池9的焊接质量的问题。

各机构间的动作配合如下：

控制器根据电池9的型号控制第一调节机构启动，第一调节机构带动电池9沿第一方向到达第一位置；

然后，控制器控制第二调节结构同步相向移动推动电池9，使得电池9 移动到中心垂线与旋转机构的中心垂线重合的第二位置，并且，第二调整机构在电池9到达第二位置时夹紧电池9的侧壁；

继而，焊接机构10移动到达旋转机构的中心垂上以对准电池9的中心垂线并且焊接端与电池9的周缘接触；

最后，旋转机构带动电池9转动，使得焊接机构10可连续的对电池9 的周缘进行焊接。

请参阅图1-图3，旋转机构包括：旋转机架以及第四驱动装置2，第四驱动装置2为电机，与旋转机架驱动连接，第四驱动装置2启动时可带动旋转机架周向旋转。具体的，旋转架包括中间具有通孔的旋转台1以及对称设置在旋转台1两侧的两连接架5，旋转台1的通孔可供第一调整机构穿入，两连接架5用于支撑两第二调节机构。

请参阅图1-图3，第一调节机构包括：高度调节轴3和第一驱动装置4；

高度调节轴3穿过在旋转台1的通孔中，具体的，高度调节轴3的上端设置有承托电池9的承托部；

第一驱动装置4具体设置在旋转台1的底部并与旋转台1连接，第一驱动装置4的驱动端与高度调节轴3驱动连接，第一驱动装置4启动时可带动调节轴3和电池9沿旋转机架的中心垂轴方向上下移动。

在一可选实施例中，第二调节机构包括：第一推动件和第二驱动装置；

第一推动件与电池9相对的一端呈弧形结构，第一推动件在外力作用下可沿第二方向移动并推动电池9，使得电池9从第一位置移动到第二位置，第二位置具体电池9的中心垂线与旋转机构的中心垂线重合的位置，在电池 9到达第二位置时，两第一推动件相互配合夹紧电池9；

第二驱动装置具体设置在旋转机构上并可跟随旋转机构同步转动，第二驱动装置的驱动端与第一推动件固定连接，用于为第一推动件提供动力来源。

第二调节机构的具体工作过程是：当需要安装电池9时，两第二驱动装置分别带动两第一推动件沿第二方向相反移动，当电池9完成安装并且电池 9到达第一位置时，两第二驱动装置分别带动两第一推动件沿第二方向相向移动以推动电池9到达第二位置并夹紧电池9。

请参阅图1-图3，在另一可选实施例中，第二调节机构包括：弹性推动组件和第三驱动装置6；

弹性推动组件设置在旋转机构的连接架5上并且弹性推动组件与电池9 对应的一端呈弧形结构，弹性推动组件与旋转机构弹性连接，弹性推动组件在弹力作用下可沿第二方向移动将位于第一位置的电池9推动到第二位置并且在弹力作用下与另一弹性推动组件夹紧电池9的侧壁；

第三驱动装置6设置在机架上，第三驱动装置6与旋转机架不连接，第三驱动装置6在旋转机构停止转动时才与弹性推动组件驱动连接，带动弹性推动组件向远离电池9的方向移动以松开夹紧的电池9。

具体的，弹性推动组件包括：第二推动件7以及弹性件，第二推动件7 与电池9相对的一端为弧形结构，第二推动件7的作用是推动电池9移动，弹性件具体为复位弹簧，弹性件的一端与第二推动件7连接，另一端与旋转机构连接，弹性件在外力作用下可被压缩或在外力消失后在自身弹力作用下伸长，从而带动第二推动件7沿第二方向移动向远离或靠近电池9的方向移动。

请参阅图2和图3，第二推动件7与第三驱动装置6连接的一端向内凹陷形成T形结构的避空卡槽701，避空卡槽701与第三驱动装置6的驱动端相匹配；

具体的，第三驱动装置6与第二推动件7的配合过程如下：

当旋转机构带动第二推动件7周向转动时，第三驱动装置6的驱动端可从避空卡槽701中脱出，并且在第二推动件7转动过程中经过第三驱动装置6的位置时，第三驱动装置6的驱动端可从避空卡槽701穿过；

当旋转机构停止转动并且避空卡槽701刚好卡合到第三驱动装置6的驱动端时，第三驱动装置6可带动第二推动件7向远离电池9的方向移动，以松开夹紧的电池9。

优选的，本申请还设置有两冷却板8，冷却板8设置在弹性第一推动件或第二推动件7与电池9对应的一端，具体的，冷却板8与电池9侧壁接触的一端呈弧形结构。冷却板8在第一推动件或第二推动件7的带动下向靠近电池9的方向移动并与电池9侧壁抵接，当焊接机构10对电池9进行焊接时，冷却板8可以及时带走焊接机构10焊接时传递到电池9上的热量，冷却板8 可防止电池9积聚的热量过多损坏电池9甚至发生安全事故。

具体的，冷却板8上设置有进水口和出水口，进水口和出水口分别连接有管道，外部的冷凝水经过管道持续不断的从冷却板8的进水口进入到冷却板8然后从冷却板8的出水口中流出，冷凝水可带走冷却板8上的温度，使得冷却板8温度保持在低温状态。

请参阅图1-图3，具体的，焊接机构10包括：

焊枪，可滑动地设置在机架上，焊枪具体是倾斜方向设置；

X模组，具体的，X模组包括X滑轨以及与X滑轨滑动的第一滑动座，第一滑动座与焊枪连接，第一滑动座滑动可带动焊枪焊沿X轴的方向移动；

Y模组，与X模组滑动连接，用于带动X模组以及焊枪沿Y轴方向移动，具体的，Y模组包括Y滑轨以及与Y滑轨滑动的第二滑动座，第二滑动座与Y 滑轨滑动配合，X滑轨设置在第二滑动座上，第二滑动座滑动可带动焊枪沿Y 轴方向移动。

焊枪在X模组和Y模组的带动下可到达旋转机构中心轴的上方与电池9 的中心对准并对电池9进行焊接。

优选的，本申请还设置有检测机构11，检测机构11通过滑动模块可滑动地设置在机架上，可在焊接结构完成焊接后移动到电池9的上方对电池9 的焊接情况进行检测，检测机构11是基于CCD视觉传感系统，通过捕获定义区域内256个分辨率的灰度图像，转换成黑白像素，然后与用户编制的参考值比较对电池9的焊接情况进行检测。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种高精度电池自动焊接设备，其特征在于，包括：

机架；

旋转机构，可转动地设置在所述机架上，用于带动电池圆周转动；

第一调节机构，设置在所述旋转机构的中心，可跟随所述旋转机构同步转动且可沿第一方向运动，用于带动放置在其上的所述电池沿所述第一方向移动到第一位置；所述第一方向为所述旋转机构的中心轴线的延伸方向；

两第二调节机构，对称设置在所述旋转机构的两侧，且能够跟随所述旋转机构同步转动，所述第二调节机构的中心轴线与所述旋转机构的中心轴线垂直并且所述第二调节机构与所述电池对应的一端呈弧形结构，两第二调节机构沿垂直于所述第一方向的第二方向同步移动以将位于所述第一位置的所述电池推动到第二位置，使位于所述第二位置的所述电池的中心轴线能够与所述旋转机构的中心轴线重合，并夹紧位于第二位置的所述电池，所述第一位置位于两所述第二调节机构之间；

焊接机构，可移动地设置所述机架上，当所述电池的中心轴线与所述旋转机构的中心轴线重合后，所述焊接机构移动到所述旋转机构的中心轴线上以对夹紧后的所述电池的周缘进行焊接。

2.根据权利要求1所述的高精度电池自动焊接设备，其特征在于，所述第一调节机构包括：

高度调节轴，所述高度调节轴的中心轴线与所述旋转机构的中心轴线重合，且所述高度调节轴受驱能够沿所述旋转机架的中心轴线方向移动；

第一驱动装置，设置在所述旋转机架上，用于驱动所述高度调节轴移动。

3.根据权利要求2所述的高精度电池自动焊接设备，其特征在于，还包括：两冷却板，分别设置在两所述第二调节机构与所述电池对应的一端，所述冷却板与所述电池对应的一端呈弧形结构，所述冷却板能够在所述第二调节机构的带动下向靠近所述电池的方向移动并与所述电池的侧壁抵接以带走所述焊接机构对所述电池焊接时传递到所述电池上的热量。

4.根据权利要求3所述的高精度电池自动焊接设备，其特征在于，每个所述第二调节机构包括：

第一推动件，所述第一推动件与所述电池相对的一端呈弧形结构，所述第一推动件受驱可沿所述第二方向移动以将位于所述第一位置的所述电池推动到所述第二位置并与另一所述第一推动件相互配合夹紧所述电池；

第二驱动装置，所述第二驱动装置可跟随所述旋转机构同步转动，所述第二驱动装置的驱动端与所述第一推动件固定连接，用于带动所述第一推动件沿所述第二方向移动。

5.根据权利要求3所述的高精度电池自动焊接设备，其特征在于，每个所述第二调节机构包括：

弹性推动组件，设置在所述旋转机构上并且与所述电池对应的一端呈弧形结构，所述弹性推动组件与所述旋转机构弹性连接并且可在弹力作用下沿第二方向移动将位于所述第一位置的所述电池推动到第二位置并与另一所述弹性推动组件夹紧所述电池；

第三驱动装置，设置在所述机架上，可在所述旋转机构停止转动时与所述弹性推动组件驱动连接，用于驱动所述弹性推动组件向远离所述电池的方向移动以松开夹紧的所述电池。

6.根据权利要求5所述的高精度电池自动焊接设备，其特征在于，所述弹性推动组件包括：用于推动所述电池移动的第二推动件以及弹性件，所述第二推动件与所述电池相对的一端为弧形结构，所述弹性件的一端与所述第二推动件连接，另一端与所述旋转机构连接，所述弹性件伸缩可带动所述第二推动件沿所述第二方向移动。

7.根据权利要求6所述的高精度电池自动焊接设备，其特征在于，所述第二推动件与所述第三驱动装置连接的一端向内凹陷形成T形结构的避空卡槽，所述避空卡槽与所述第三驱动装置的驱动端相匹配；

当所述旋转机构带动所述第二推动件转动时，所述第三驱动装置的驱动端可从所述避空卡槽中脱出并且在所述第二推动件经过与其对应的位置时穿过所述避空卡槽；

当所述旋转机构停止转动并且所述避空卡槽卡合到所述第三驱动装置的驱动端时，所述第三驱动装置可带动所述第二推动件向远离所述电池的方向移动以松开夹紧的所述电池。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的高精度电池自动焊接设备，其特征在于，所述旋转机构包括：旋转机架以及与所述旋转机架驱动连接用于驱动所述旋转机架周向旋转的第四驱动装置。

9.根据权利要求1-6任意一项所述的高精度电池自动焊接设备，其特征在于，所述焊接机构包括：

焊枪，可滑动地设置在所述机架上；

X模组，与所述焊枪滑动连接，用于带动所述焊枪沿X轴方向移动；

Y模组，与所述X模组滑动连接，用于带动所述X模组以及所述焊枪沿Y轴方向移动。

10.根据权利要求1-6任意一项所述的高精度电池自动焊接设备，其特征在于，还包括：检测机构，可滑动地设置在所述机架上，所述检测机构可在所述焊接结构完成焊接后移动到所述电池的上方对所述电池的焊接情况进行检测。