CN110640364A - 一种焊接治具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接治具及其使用方法，属于焊接装置技术领域。该焊接治具，包括两个相同作业单元，每个所述作业单元包括定位板，所述定位板用于容纳固定一个所述电池模组；第一驱动件，所述第一驱动件上设置有压块，所述第一驱动件能驱动所述压块将所述极耳压紧在所述汇流排上；第二驱动件，所述第二驱动件与所述定位板驱动连接，用于驱动所述电池模组移动至焊接工位；两个所述作业单元被配置为：当一个所述作业单元的所述第二驱动件驱动压紧完毕的所述电池模组移动至所述焊接工位进行焊接时；另一个所述作业单元的所述第一驱动件能够驱动所述压块将所述极耳压紧在汇流排上。其优点在于：能够使焊接设备待机时间较短，使焊接效率较高。

Description

一种焊接治具及其使用方法

技术领域

本发明涉及焊接装置技术领域，尤其涉及一种焊接治具及其使用方法。

背景技术

新能源汽车己经成为汽车行业发展的整体趋势，新能源汽车中，大多是采用锂电池作为电储能装置的纯电动汽车或者混合动力汽车。由于锂电池自身的特点，钢壳、铝壳及塑料壳的硬壳电池，普遍都存在爆炸的安全隐患。软包电池由于具有高安全、高能量密度及寿命长等优点，逐步取代了硬壳电池。

在软包电池模组的生产制造过程中，需要通过激光焊接的方式实现软包电池模组内部的高压电连接。其中，为了保证激光焊接的效果，在焊接之前首先需要将软包电池模组安装到焊接治具中；然后再将电池模组的电芯的极耳通过焊接治具进行压紧，使其与汇流排的接触较为紧密；最后才能进行焊接。该步骤中的焊接设备停机等待时间较长，造成资源浪费，使生产成本较高，且焊接效率较低。

针对以上问题，亟需一种焊接治具及其使用方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种焊接治具，焊接治具结构简单，生产成本较低，工作效率较高，且压紧及焊接效果均较好。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种焊接治具，用于将电池模组的极耳压紧在所述电池模组的汇流排上以进行焊接，包括两个相同作业单元，每个所述作业单元包括：

定位板，所述定位板用于容纳固定一个所述电池模组；

第一驱动件，所述第一驱动件上设置有压块，所述第一驱动件能驱动所述压块将所述极耳压紧在所述汇流排上；

第二驱动件，所述第二驱动件与所述定位板驱动连接，用于驱动所述电池模组移动至焊接工位；

两个所述作业单元被配置为：当一个所述作业单元的所述第二驱动件驱动压紧完毕的所述电池模组移动至所述焊接工位进行焊接时；另一个所述作业单元的所述第一驱动件能够驱动所述压块将所述极耳压紧在所述汇流排上。

优选地，两个所述作业单元中心对称设置。

优选地，所述焊接治具还包括底板，所述底板设置在焊接设备工作台上，两个所述作业单元均位于所述底板上。

优选地，所述底板上设置有导轨，所述定位板的底端设置有滑块，所述滑块沿所述导轨移动，以使所述电池模组移动至所述焊接工位。

优选地，所述导轨设置有两条，分别用于两个作业单元中的所述定位板上的所述滑块滑动。

优选地，所述第一驱动件为手指气缸。

优选地，所述第二驱动件为笔形气缸。

优选地，所述压块为铜块。

本发明的另一个目的在于提出一种焊接治具的使用方法，使用方法中的焊接治具结构简单，生产成本较低，工作效率较高，且压紧及焊接效果均较好，自动化程度高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种焊接治具的使用方法，包括如上述的焊接治具。

优选地，所述的焊接治具的使用方法还包括整平极耳：当压块压紧所述极耳后，对所述极耳进行整平，以使所述极耳与汇流排的贴合更紧密。

本发明的有益效果为：

本发明提供了一种焊接治具及其使用方法。该焊接治具中，第一驱动件驱动压块压紧电池模组的极耳至汇流排上，第二驱动件用于驱动定位板及电池模组移动至焊接工位。当一个作业单元的第二驱动件驱动压紧完毕的电池模组移动至焊接工位进行焊接时；另一个作业单元的第一驱动件能够驱动压块将极耳压紧在汇流排上。即当焊接工位上的一个作业单元上的电池模组焊接完成后，另一个作业单元上的电池模组能够立即移动到焊接工位进行焊接，使焊接设备停机等待时间较短，不会造成资源浪费，节约了成本，使焊接效率较高；且通过压块压紧极耳，使极耳与汇流排的贴合紧密度较好，以使焊接效果较好，不会出现焊接失效；采用第一驱动件和第二驱动件进行自动化操作，省时省力，自动化程度高，且焊接治具的操作简单，工作效率较高。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的焊接治具的总成图；

图2为本发明实施例二提供的焊接治具的使用方法的流程示意图。

附图标记说明：

图中：

1-焊接治具；11-导轨；12-第二驱动件；13-第一驱动件；14-压块；15-定位板；16-底板；

2-第二电池模组；3-第一电池模组。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而己。在整个说明书中，同样的附图标记指示同样的元件。

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本实施例中，提出了一种焊接治具，该焊接治具1设置在焊接设备工作台(图中未示出)上，用于将电池模组的极耳压紧在电池模组的汇流排上以进行焊接。其中，极耳位于电池模组顶端面的汇流排上，焊接治具1用于将极耳压紧至汇流排上，再将其焊接在汇流排上。本实施例中，电池模组为软包电池模组。软包电池模组具有高安全、高能量密度及寿命长的特点。

本实施例中，采用激光焊接将极耳焊接在汇流排上。激光焊接不需使用电极，没有电极污染或受损的顾虑，且因不属于接触式焊接制程，机具的耗损及变形皆可降至最低；激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引，可放置在离工件适当之距离，且可在工件周围的机具或障碍间再导引，其他焊接法则因受到上述的空间限制而无法发挥；激光束可聚焦在很小的区域，可焊接小型且间隔相近的部件。

如图1所示，焊接治具1包括包括两个相同作业单元，两个作业单元中心对称设置，中心对称设置能够便于两个作业单元上的电池模组的压紧及焊接的有序操作，使操作更加方便。其中，每个作业单元均包括定位板15、第一驱动件13及第二驱动件12。定位板15用于容纳固定一个电池模组；第一驱动件13上设置有压块14，第一驱动件13能驱动压块14将极耳压紧在汇流排上；第二驱动件12与定位板15驱动连接，用于驱动电池模组移动至焊接工位。

两个作业单元被配置为：当一个作业单元的第二驱动件12驱动压紧完毕的电池模组移动至焊接工位进行焊接时；另一个作业单元的第一驱动件13能够驱动压块14将极耳压紧在汇流排上。

当一个作业单元的第二驱动件12驱动压紧完毕的电池模组移动至焊接工位进行焊接时；另一个作业单元的第一驱动件13能够驱动压块14将极耳压紧在汇流排上。即当焊接工位上的一个作业单元的电池模组焊接完成后，另一个作业单元上的电池模组能够立即移动到焊接工位进行焊接；不会出现当焊接工位上的电池模组焊接完后，焊接设备需要一直等待新的电池模组的极耳压紧后再移动至焊接工位才能进行焊接，缩短了新的电池模组的极耳压紧的时间，使焊接设备停机等待时间较短，不会造成资源浪费，节约了成本，使焊接效率较高。

且通过压块14压紧极耳，使极耳与汇流排的贴合紧密度较好，使汇流面积可靠，以使焊接效果较好，不会出现焊接失效；采用第一驱动件13和第二驱动件12进行自动化操作，省时省力，自动化程度高，且焊接治具1的操作简单，工作效率较高。焊接治具1的结构简单，当焊接完毕后，很容易将电池模组从焊接治具1上卸料取下，实现了对电池模组的快速焊接和卸料，极大地提高了焊接和卸料效率，同时降低了生产成本。

具体地，两个作用单元上的两个电池模组分别为第一电池模组3和第二电池模组2。焊接治具1还包括底板16，底板16设置在焊接设备工作台上，且固定在焊接设备工作台上，两个作业单元均位于底板16上，以使第一电池模组3和第二电池模组2均位于焊接设备工作台上。本实施例中，底板16为电木底板，由酚醛树脂制得。电木底板具有较好的刚性，能够对放置在其上侧的电池模组具有较稳定的支撑作用；电木底板的耐化学腐蚀及耐热性较好，且价格低廉。

进一步地，底板16上设置有导轨11，定位板15的底端设置有滑块，滑块沿导轨11移动，以使电池模组移动至焊接工位。其中，导轨11设置有两条，分别用于两个作业单元中的定位板15上的滑块滑动，使两个作业单元中的第二驱动件12分别驱动定位板15上的滑块沿两个导轨11滑动，以将第一电池模组3和第二电池模组2移动至焊接工位进行焊接。

本实施例中，第一驱动件13为手指气缸。手指气缸利用压缩空气作为动力，用来夹取或抓取压块14的执行装置。手指气缸能够有效地替代人工的抓取压块14的工作，极大地提高了抓取效率，可靠性高，且装置结构简单、轻便及安装维护简单，其压力等级较低，使用安全，工作安全性较高，使用寿命较长。其它实施例中，第一驱动件13还可以为机械手。

本实施例中，第二驱动件12为笔形气缸。笔形气缸为引导活塞在缸内进行直线往复运动的圆筒形金属机件。笔形气缸的重量较轻，体积较小，且能够稳定承载定位板15，使其沿导轨11运动；笔形气缸能够安装在定位板15的底端，极大地节省了使用空间；且笔形气缸的端盖和缸筒连接使用可靠性高的双层铆接，耐久性高，不易分离，可靠性较高。其它实施例中，第二驱动件12还可以为直线气缸。

本实施例中，将作业单元的数量设置为两个，能够在第一电池模组3进行焊接时，第二电池模组2进行极耳压紧的工作，以便于第一电池模组3焊接完后，第二电池模组2能够立即进行焊接，极大地缩短了焊接设备的等待时间，提高了焊接效率。其它实施例中，还可以将作业单元的数量设置为三个或者四个。具体的设置数量需要根据实际焊接的电池模组的数量及生产要求决定。

本实施例中，当需要进行压紧和焊接的电池模组的尺寸数量发生改变时，只需要调整作业单元的数量及位置即可，就能通过该焊接治具1进行压紧和焊接工作，不再需要更换相匹配的焊接治具1，使焊接治具1的通用性较高，同时使焊接效率较高。

实施例二

本实施例中，提出了一种焊接治具的使用方法。该焊接治具的使用方法利用上述实施例一的焊接治具1进行压紧焊接，使电池模组的压紧及焊接加工能够实现自动化控制，便于操作，使工作效率更高。该焊接治具的使用方法还包括控制器，控制器能够发出控制信号，以控制第一驱动件13与第二驱动件12自动工作。控制器能够实现对整个焊接治具1及焊接设备的自动控制。

控制器(英文名称：Controller)是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。

本实施例中，控制器为组合逻辑控制器，由逻辑电路构成。组合逻辑控制器的控制速度较快，能够在焊接工位上的一个作业单元的电池模组焊接完成后，立刻控制第二驱动件12驱动另一个作业单元的定位板15上的电池模组立即移动到焊接工位进行焊接，使焊接设备停机等待时间较短，不会造成资源浪费，节约了成本，使焊接效率较高。

本实施例中的焊接治具的使用方法的具体工作过程：如图2所示，首先，将第一电池模组3和第二电池模组2分别安装在两个作业单元的定位板15上，两个第一驱动件13开始工作，以分别驱动第一电池模组3和第二电池模组2的压块14压紧极耳至汇流排上；当第一电池模组3的极耳压紧后，通过人工的方式对极耳再进行整平，以使极耳与汇流排的贴合更紧密；当观察到第一电池模组3的极耳的压紧面平整，压紧效果较好时，驱动第一电池模组3的第一驱动件13发送压紧完成的信号至控制器；控制器接收到压紧完成的信号后，发送推送信号给驱动第一电池模组3的第二驱动件12。

其次，第二驱动件12接收到控制器发送的推送信号后，驱动承载第一电池模组3的定位板15沿导轨11移动，直至将第一电池模组3推送至焊接工位，进行焊接；同时，驱动第二电池模组2的第一驱动件13继续驱动压块14对第二电池模组2的极耳进行压紧，直至第二电池模组2的极耳的压紧面平整，压紧效果较好时，驱动第二电池模组2的第一驱动件13发送压紧完成的信号至控制器，控制器接收到压紧完成的信号后，等待接收焊接设备发送出的暂停等待指令。

然后，当第一电池模组3焊接完成后，焊接设备处于暂停等待指令的状态，此时焊接设备将暂停等待指令发送至控制器，控制器接收到焊接设备发送出的暂停等待指令后，再次发送推送信号给驱动第二电池模组2的第二驱动件12，第二驱动件12接收到控制器发送的推送信号后，驱动承载第二电池模组2的定位板15沿导轨11移动，直至将第二电池模组2推送至焊接工位，进行焊接；同时，控制器再次发送推送信号给驱动第一电池模组3的第二驱动件12。

最后，第二驱动件12接收到推送信号后，驱动焊接完成的第一电池模组3移动至操作人员工位，操作人员从定位板15上将第一电池模组3拆卸取下，同时再在定位板15上放置一块未焊接的新的电池模组；在焊接第二电池模组2的同时，控制器控制第一驱动件13对未焊接的新的电池模组进行极耳压紧工作。极大地节约了放置与拆卸电池模组以及对极耳压紧操作的时间。待第二电池模组2焊接完成后，控制器控制第二驱动件12驱动新的电池模组立即移动至焊接工位进行焊接。重复上述过程，直至将待焊接的电池模组全部压紧并焊接完，以完成整个电池模组的压紧及焊接的工作过程。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种焊接治具，用于将电池模组的极耳压紧在所述电池模组的汇流排上以进行焊接，其特征在于，包括两个相同作业单元，每个所述作业单元包括：

定位板(15)，所述定位板(15)用于容纳固定一个所述电池模组；

第一驱动件(13)，所述第一驱动件(13)上设置有压块(14)，所述第一驱动件(13)能驱动所述压块(14)将所述极耳压紧在所述汇流排上；

第二驱动件(12)，所述第二驱动件(12)与所述定位板(15)驱动连接，用于驱动所述电池模组移动至焊接工位；

两个所述作业单元被配置为：当一个所述作业单元的所述第二驱动件(12)驱动压紧完毕的所述电池模组移动至所述焊接工位进行焊接时；另一个所述作业单元的所述第一驱动件(13)能够驱动所述压块(14)将所述极耳压紧在所述汇流排上。

2.如权利要求1所述的焊接治具，其特征在于，两个所述作业单元中心对称设置。

3.如权利要求1所述的焊接治具，其特征在于，所述焊接治具(1)还包括底板(16)，所述底板(16)设置在焊接设备工作台上，两个所述作业单元均位于所述底板(16)上。

4.如权利要求3所述的焊接治具，其特征在于，所述底板(16)上设置有导轨(11)，所述定位板(15)的底端设置有滑块，所述滑块沿所述导轨(11)移动，以使所述电池模组移动至所述焊接工位。

5.如权利要求4所述的焊接治具，其特征在于，所述导轨(11)设置有两条，分别用于两个作业单元中的所述定位板(15)上的所述滑块滑动。

6.如权利要求1所述的焊接治具，其特征在于，所述第一驱动件(13)为手指气缸。

7.如权利要求1所述的焊接治具，其特征在于，所述第二驱动件(12)为笔形气缸。

8.如权利要求1所述的焊接治具，其特征在于，所述压块(14)为铜块。

9.一种焊接治具的使用方法，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的焊接治具。

10.如权利要求9所述的焊接治具的使用方法，其特征在于，所述的焊接治具的使用方法还包括整平极耳：当压块(14)压紧所述极耳后，对所述极耳进行整平，以使所述极耳与汇流排的贴合更紧密。

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