CN110788528B - 一种锂电池模块焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂电池模块焊接领域。一种锂电池模块焊接设备，包括底板、进料装置、第一焊接装置、第二焊接装置、不合格品出料装置、合格品出料装置和机器人机械手；所述的进料装置设置在底板上；所述的第一焊接装置和第二焊接装置并列设置在底板上，第二焊接装置呈镜像设置在第一焊接装置的右侧；所述的不合格品出料装置设置在底板上；所述的合格品出料装置设置在底板上；所述的机器人机械手衔接在进料装置、第一焊接装置、第二焊接装置、不合格品出料装置和合格品出料装置之间，机械手用于抓取并搬运锂电池模块，以及检测锂电池模块是否合格。本发明的优点是焊接时治具多角度旋转；两个焊接装置同时焊接，提高加工效率；机械手对产品进行质量检测，保证了产品质量。

Description

一种锂电池模块焊接设备

技术领域

本发明涉及锂电池模块焊接领域，尤其是一种锂电池模块焊接设备和方法。

背景技术

锂电池由于具有电压高、容量大、体积小、质量轻、工作温度范围宽等优点而得到广泛应用，目前，大容量锂电池的研究日益广泛，并已成功用于电动自行车、摩托车、电动汽车等领域，这些用于电动自行车、摩托车、电动汽车等领域的动力电池大部分均是由多只单体电池通过镍片串联在一起的锂电池模块。

现有的锂电池模块焊接设备，例如公开号为CN201611102842.3的中国发明专利中公开了本发明公开了一种锂电池模块焊接执行装置、机器人以及锂电池模块焊接生产工作站，其中，锂电池模块焊接执行装置包括电极棒、用于夹持电极棒的夹具以及驱动夹具移动以使电极棒一端下压在锂电池模块上的下压驱动机构，所述下压驱动机构上设置有沿电极棒下压方向延伸且与夹具固定连接的自转体、驱动自转体自转以带动电极棒绕着自转体的轴线旋转的旋转驱动件，大大提高了焊接的生产效率，减轻人工负担，适用于锂电池模块的大批量焊接生产，在整个锂电池模块焊接工作站内，通过机器人实现锂电池模块的焊接以及搬运移动，自动化程度比较高，大大提高了焊接效率。

但上述的锂电池模块焊接设备存在以下的问题：（一）焊接时的治具无法旋转和翻转，导致焊接时难度较大，影响焊接质量；（二）只有一个焊接区域，焊接效率低，影响生产效率；（三）没有检测产品的装置，无法保证产品质量。

发明内容

本发明的第一个目的是为了解决上述现有的锂电池模块焊接设备存在的生产效率低和产品焊接质量差的问题，提供一种治具可以多角度旋转和翻转、有两个焊接区域和产品检测的锂电池模块焊接设备。

为本发明的第一个目的，采用以下技术方案予以实施：

一种锂电池模块焊接设备，该设备包括底板、进料装置、第一焊接装置、第二焊接装置、不合格品出料装置、合格品出料装置和机器人机械手；所述的底板上设有支撑架；所述的进料装置设置在底板上，进料装置用于锂电池模块进料；所述的第一焊接装置和第二焊接装置并列设置在底板上，第二焊接装置呈镜像设置在第一焊接装置的右侧，第一焊接装置用于锂电池模块一侧的焊接，第二焊接装置用于锂电池模块另一侧的焊接；所述的不合格品出料装置设置在底板上，不合格品出料装置用于不合格品的出料；所述的合格品出料装置设置在底板上，合格品出料装置用于对合格品的出料；所述的机器人机械手衔接在进料装置、第一焊接装置、第二焊接装置、不合格品出料装置和合格品出料装置之间，机器人机械手用于抓取并搬运锂电池模块，以及检测锂电池模块是否合格。

作为优选，所述的进料装置包括进料架、进料传送带组件、第一进料组件和第二进料组件；所述的进料架设置在底板上；所述的进料传送带组件包括进料电机、进料主动轮、进料从动轮和进料皮带；所述的进料电机设置在进料架一端的内部；所述的进料主动轮设置在进料电机的输出端；所述的进料从动轮设置在进料架另一端；所述的进料皮带安装在进料主动轮和进料从动轮之间；所述的第一进料组件包括第一进料支撑板、第一进料皮带压块、第一进料拖链和第一进料限位块；所述的第一进料支撑板的一端通过第一进料皮带压块压在进料皮带的一条皮带上，第一进料支撑板的另一端通过第一进料拖链设置在进料架上；所述的第一进料限位块有多个，第一进料限位块均设置在第一进料支撑板顶部，第一进料限位块用于限制锂电池模块移动；所述的第二进料组件包括第二进料支撑板、第二进料皮带压块、第二进料拖链和第二进料限位块；所述的第二进料支撑板的一端通过第二进料皮带压块压在进料皮带的一条皮带上，且第二进料支撑板衔接的皮带与第一进料支撑板衔接的皮带不在同一侧，第二进料支撑板的另一端通过第二进料拖链设置在进料架上，第二进料支撑板的高度低于第一进料支撑板，第一进料支撑板和第二进料支撑板形成上下交替进料；所述的第二进料限位块有多个，第二进料限位块均设置在第二进料支撑板顶部，第二进料限位块用于限制锂电池模块移动。

作为优选，所述的第一焊接装置包括前后移动组件、旋转组件、左右移动组件、上下移动组件和焊接组件；所述的前后移动组件用于调整锂电池模块前后的位置；所述的旋转组件用于旋转和翻转锂电池模块；所述的左右移动组件用于调整焊接组件左右的位置；所述的上下移动组件用于调整焊接组件上下的位置；所述的焊接组件用于焊接锂电池模块；所述的前后移动组件包括前后移动座、前后移动电机、前后移动丝杆构件、前后移动传送带构件和旋转组件连接板；所述的前后移动座设置在底板上；所述的前后移动电机设置在前后移动座的下方；所述的前后移动丝杆构件设置在前后移动座内部；所述的前后移动传送带构件一端衔接在前后移动电机的输出端，前后移动传送带构件的另一端衔接在前后移动丝杆构件上，前后移动电机转动通过前后移动传送带构件带动前后移动丝杆构件转动；所述的旋转组件连接板滑动安装在前后移动座上部，且旋转组件连接板的下部与前后移动丝杆构件衔接。

作为优选，所述的旋转组件包括旋转底座、第一旋转电机、第一旋转传送带构件、转盘架、第二旋转电机、第二旋转传送带构件、旋转定位气缸、旋转定位板和治具；所述的旋转底座设置在旋转组件连接板上；所述的第一旋转电机竖直设置在旋转底座下部；所述的第一旋转传送带构件设置在旋转底座内部，且第一旋转传送带构件中的主动轮与第一旋转电机输出端衔接；所述的转盘架设置在第一旋转传送带构件中的从动轮上；所述的第二旋转电机设置在转盘架的左端；所述的第二旋转传送带构件设置在转盘架左侧面，且第二旋转传送带构件中的主动轮与第二旋转电机的输出端衔接；所述的旋转定位气缸设置在转盘架的右侧面；所述的旋转定位板滑动安装在旋转底座右侧面，且旋转定位板与旋转定位气缸输出端衔接；所述的治具通过驱动轴和从动轴设置在转盘架上，且驱动轴与第二旋转传送带构件的从动轮衔接，从动轴通过旋转定位板在转盘架的右侧面定位。

作为优选，该治具包括治具左侧挡板、治具右侧挡板、治具底板、治具焊接侧板、治具夹紧气缸、治具左侧夹紧组件和治具右侧夹紧组件；所述的治具左侧挡板底部的前后两侧均设有凸台，治具左侧挡板的上部有一个凹槽；所述的治具右侧挡板结构与治具左侧挡板相同；所述的治具底板设置在治具左侧挡板和治具右侧挡板之间，治具底板有四个角，通过这四个角设置在治具左侧挡板和治具右侧挡板的四个凸台上，治具底板上部设有用于安装锂电池模块的垫板，垫板内部设有感应销，感应销用于感应是否有锂电池模块；所述的治具焊接侧板有两块，分别设置在治具底板的前后两侧，治具焊接侧板上有多个用于焊枪伸入的焊接槽；所述的治具夹紧气缸安装在治具底板的下端面，治具夹紧气缸的输出端连接有气缸连接块，气缸连接块安装在导向板下部，导向板通过四个导柱滑动设置在治具左侧挡板和治具右侧挡板下部；所述的治具左侧夹紧组件包括治具左侧立板、夹紧板和夹紧连杆；所述的治具左侧立板设置在导向板上，且治具左侧立板在位于治具左侧挡板的左侧；所述的夹紧板为“弓”型，夹紧板中部设置在治具左侧立板的顶部中间位置，夹紧板的前后两端用于夹紧；所述的夹紧连杆有两个，夹紧连杆的下端铰接在治具左侧挡板上，夹紧连杆上端铰接在左侧夹紧板“弓”型的凹槽内；所述的治具右侧夹紧组件结构与治具左侧夹紧组件相同，治具右侧夹紧组件设置在在导向板上，且治具右侧夹紧组件位于治具右侧挡板的右侧。

作为优选，所述的左右移动组件包括左右移动座、左右移动电机、左右移动丝杆构件和左右移动连接板；所述的左右移动座设置在支撑架上；所述的左右移动电机横向安装在左右移动座的左侧；所述的左右移动丝杆构件横向设置在左右移动座内部，且左右移动丝杆构件与左右移动电机的输出端相衔接；所述的左右移动连接板滑动设置在左右移动座上，且左右移动连接板与左右移动丝杆构件相衔接，左右移动连接板通过左右移动丝杆构件左右移动。

作为优选，所述的上下移动组件包括上下移动座、上下移动电机、上下移动丝杆构件和焊接组件连接板；所述的上下移动座设置在左右移动连接板上；所述的上下移动电机竖直设置在上下移动座的上部；所述的上下移动丝杆构件竖直设置在上下移动座的内部，且上下移动丝杆构件与上下移动电机的输出端相衔接；所述的焊接组件连接板滑动设置在上下移动座上，且焊接组件连接板与上下移动丝杆构件相衔接，焊接组件连接板通过上下移动丝杆构件上下移动；所述的焊接组件包括焊接微调气缸、焊接微调气缸安装板、焊接头和焊针；所述的焊接微调气缸通过焊接微调气缸安装板安装在焊接组件连接板上；所述的焊接头设置在焊接微调气缸上；所述的焊针设置在焊接头下部，焊针用于焊接锂电池模块的一个侧面。

作为优选，所述的不合格品出料装置包括不合格品出料架、不合格品出料气缸、推块和不合格品放置架；所述的不合格品出料架设置在底板的不合格品出料端上，不合格品出料架顶部出料口上有出料传动轴，出料传动轴用于不合格品的出料；所述的不合格品出料气缸设置在不合格品出料架的顶部；所述的推块设置在不合格品出料气缸的输出端，推块用于推动不合格品；所述的不合格品放置架设置底板上，且不合格品放置架与不合格品出料架的出料端衔接；所述的机器人机械手设置在不合格品放置架顶部。

作为优选，所述的合格品出料装置包括合格品出料组件和合格品出料抓手组件；所述的合格品出料组件用于合格品出料，合格品出料组件包括合格品出料座、无杆气缸、合格品安装架和合格品出料拖链；所述的合格品出料座设置在底板的合格品出料端上；所述的无杆气缸设置在合格品出料座的顶部；所述的合格品安装架滑动设置在无杆气缸上，合格品安装架顶部设置用于安装锂电池模块的夹具；所述的合格品出料拖链的下部设置在合格品出料座的侧面上，合格品出料拖链的上部设置在合格品安装架的侧面，合格品出料拖链通过无杆气缸拖拽合格品安装架移动；所述的合格品出料抓手组件包括抓手支撑架、吊臂、吊臂电机、抓手气缸和抓手；所述的抓手支撑架设置在底板上，且抓手支撑架位于合格品出料组件的出料端；所述的吊臂设置在抓手支撑架上部，吊臂上设有齿条；所述的吊臂电机设置在齿条上；所述的抓手气缸滑动设置在吊臂上，且抓手气缸与吊臂电机固定连接，抓手气缸通过抓手拖链与吊臂连接；所述的抓手设置在抓手气缸的输出端。

本发明的另一个目的是提供一种锂电池模块焊接的方法。

一种锂电池模块焊接方法，依次通过以下步骤：

（一）锂电池模块进料：锂电池模块通过进料传送带组件由第一进料组件和第二进料组件交替进料，通过机器人机械手将锂电池模块放置到第一焊接装置和第二焊接装置的治具上；

（二）锂电池模块焊接：通过前后移动组件、旋转组件、左右移动组件和上下移动组件的配合，不断调整治具上锂电池模块的位置，焊接组件对锂电池模块进行焊接操作；

（三）不合格品出料：机器人机械手将检测焊接不合格的锂电池模块抓到合格品出料架上，不合格品出料气缸带动推块将不合格品推到不合格品放置架中；

（四）合格品出料：机器人机械手将检测合格的锂电池模块抓到合格品出料组件上，通过无杆气缸将合格品送到合格品出料座出料端，吊臂电机和抓手气缸调整抓手位置，抓手将合格品抓取出料。

采用上述技术方案的一种锂电池模块焊接方法及其设备，技术效果是通过进料传送带组件带动第一进料组件向前进料，同时第二进料组件向后移动，准备将待焊接的锂电池模块安装到第二进料组件上；第一进料组件进料完成后，第一进料组件向后移动，准备安装下一组锂电池模块，同时第二进料组件向前移动，进行进料，形成第一进料组件和第二进料组件上下交替进料。通过第一进料组件和第二进料组件不断的上下交替进料，有效的提高了进料的效率。通过第一旋转电机带动第一旋转传送带构件转动，使转盘架在水平面内旋转，调整锂电池模块的位置和角度，通过第二旋转电机旋转驱动轴，使治具在在转盘架上做摇篮运动，进一步调整锂电池模块位置。通过第一旋转电机带动第一旋转传送带构件转动，使转盘架在水平面内旋转，便于调整锂电池模块的位置和角度，通过第二旋转电机旋转驱动轴，使治具在在转盘架上做摇篮运动，进一步调整锂电池模块位置，便于后续的焊接操作。通过焊接微调气缸微调焊接头的位置，调整后对锂电池模块进行焊接操作。焊接微调气缸不断调整焊接头的位置，提高了焊接时的精度。通过机器人机械手将检测不合格的锂电池模块抓到不合格品出料架顶部，不合格品出料气缸推动推块将不合格品推入不合格品放置架中。通过机器人机械手和不合格品出料气缸将不合格品单独处理，保证了产品质量。通过无杆气缸带动合格品安装架向前移动到合格品出料座的出料端，吊臂电机和抓手气缸调整抓手将锂电池模块抓起，然后出料。无杆气缸和合格品出料拖链一起移动，保证了出料时的稳定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为进料装置的结构示意图。

图3为第一焊接装置的结构示意图。

图4为前后移动组件的结构示意图。

图5为旋转组件的结构示意图。

图6为治具的结构示意图。

图7为左右移动组件的结构示意图。

图8为上下移动组件的结构示意图。

图9为焊接组件的结构示意图。

图10为不合格品出料装置的结构示意图。

图11为合格品出料装置的结构示意图。

图12为合格品出料组件的结构示意图。

图13 为出料抓手的结构示意图。

图14为锂电池模块的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种锂电池模块焊接设备，该设备包括底板1、进料装置2、第一焊接装置3、第二焊接装置4、不合格品出料装置5、合格品出料装置6和机器人机械手7。底板1上设有支撑架11，支撑架11用于支撑第一焊接装置3和第二焊接装置4，便于第一焊接装置3和第二焊接装置4对锂电池模块的焊接。进料装置2设置在底板1上，进料装置2用于锂电池模块进料。第一焊接装置3和第二焊接装置4并列设置在底板1上，第二焊接装置4呈镜像设置在第一焊接装置3的右侧。第一焊接装置3用于锂电池模块一侧的焊接，第二焊接装置4用于锂电池模块另一侧的焊接。不合格品出料装置5设置在底板1上，不合格品出料装置5用于不合格品的出料。合格品出料装置6设置在底板1上，合格品出料装置6用于对合格品的出料。机器人机械手7衔接在进料装置2、第一焊接装置3、第二焊接装置4、不合格品出料装置5和合格品出料装置6之间，机器人机械手7用于抓取并搬运锂电池模块，以及检测锂电池模块是否合格。

如图2所示，进料装置2包括进料架21、进料传送带组件22、第一进料组件23和第二进料组件24。进料传送带组件22带动第一进料组件23和第二进料组件24交替进料，提高了进料的效率。进料架21设置在底板1上。进料传送带组件22包括进料电机221、进料主动轮222、进料从动轮223和进料皮带224。进料电机221设置在进料架21一端的内部。进料主动轮222设置在进料电机221的输出端。进料从动轮223设置在进料架21另一端。进料皮带224安装在进料主动轮222和进料从动轮223之间。第一进料组件23包括第一进料支撑板231、第一进料皮带压块232、第一进料拖链233和第一进料限位块234。第一进料支撑板231的一端通过第一进料皮带压块232压在进料皮带224的一条皮带上，通过第一进料皮带压块232将第一进料支撑板231与进料皮带224衔接，保证了进料的稳定性。第一进料支撑板231的另一端通过第一进料拖链233设置在进料架21上，第一进料拖链233进一步提高第一进料支撑板231的支撑稳定性，以及便于第一进料支撑板231跟随进料皮带224移动。第一进料限位块234有多个，第一进料限位块234均设置在第一进料支撑板231顶部，第一进料限位块234用于限制锂电池模块移动。第二进料组件24包括第二进料支撑板241、第二进料皮带压块242、第二进料拖链243和第二进料限位块244。第二进料支撑板241的一端通过第二进料皮带压块242压在进料皮带224的一条皮带上，且第二进料支撑板241衔接的皮带与第一进料支撑板231衔接的皮带不在同一侧，通过第二进料皮带压块242将第二进料支撑板241与进料皮带224衔接，保证了进料的稳定性，同时第二进料支撑板241与第一进料支撑板231不在皮带同一侧，使得第二进料支撑板241与第一进料支撑板231可以交替进料，提高了进料的效率。第二进料支撑板241的另一端通过第二进料拖链243设置在进料架21上，第二进料拖链243进一步提高第二进料支撑板241的支撑稳定性，以及便于第二进料支撑板241跟随进料皮带224移动。第二进料支撑板241的高度低于第一进料支撑板231，便于第一进料支撑板231和第二进料支撑板241形成上下交替进料。第二进料限位块244有多个，第二进料限位块244均设置在第二进料支撑板241顶部，第二进料限位块244用于限制锂电池模块移动。

进料装置2动作时，进料传送带组件22带动第一进料组件23向前进料，同时第二进料组件24向后移动，准备将待焊接的锂电池模块安装到第二进料组件24上；第一进料组件23进料完成后，第一进料组件23向后移动，准备安装下一组锂电池模块，同时第二进料组件24向前移动，进行进料，形成第一进料组件23和第二进料组件24上下交替进料。

进料装置2解决了进料效率低的问题，进料装置2的优点是通过第一进料组件23和第二进料组件24不断的上下交替进料，有效的提高了进料的效率。

如图3和图4所示，第一焊接装置3包括前后移动组件31、旋转组件32、左右移动组件33、上下移动组件34和焊接组件35。前后移动组件31用于调整锂电池模块前后的位置，旋转组件32用于旋转和翻转锂电池模块，左右移动组件33用于调整焊接组件35左右的位置，上下移动组件34用于调整焊接组件35上下的位置，焊接组件35用于焊接锂电池模块。前后移动组件31包括前后移动座311、前后移动电机312、前后移动丝杆构件313、前后移动传送带构件314和旋转组件连接板315。前后移动座311设置在底板1上。前后移动电机312设置在前后移动座311的下方。前后移动丝杆构件313设置在前后移动座311内部。前后移动传送带构件314一端衔接在前后移动电机312的输出端，前后移动传送带构件314的另一端衔接在前后移动丝杆构件313上，前后移动电机312转动通过前后移动传送带构件314带动前后移动丝杆构件313转动。旋转组件连接板315滑动安装在前后移动座311上部，且旋转组件连接板315的下部与前后移动丝杆构件313衔接。

前后移动组件31动作时，前后移动电机312带动前后移动传送带构件314运动，前后移动传送带构件314带动前后移动丝杆构件313将旋转变为直线移动，使旋转组件连接板315跟随前后移动丝杆构件313前后移动。

前后移动组件31解决了锂电池模块焊接时前后移动的问题，前后移动组件31的优点是通过前后移动电机312和前后移动丝杆构件313的配合，将旋转运动变为直线移动，实现了旋转组件连接板315的前后移动。

如图5所示，旋转组件32包括旋转底座321、第一旋转电机322、第一旋转传送带构件323、转盘架324、第二旋转电机325、第二旋转传送带构件326、旋转定位气缸327、旋转定位板328和治具329；所述的旋转底座321设置在旋转组件连接板315上；所述的第一旋转电机322竖直设置在旋转底座321下部；所述的第一旋转传送带构件323设置在旋转底座321内部，且第一旋转传送带构件323中的主动轮与第一旋转电机322输出端衔接；所述的转盘架324设置在第一旋转传送带构件323中的从动轮上；所述的第二旋转电机325设置在转盘架324的左端；所述的第二旋转传送带构件326设置在转盘架324左侧面，且第二旋转传送带构件326中的主动轮与第二旋转电机325的输出端衔接；所述的旋转定位气缸327设置在转盘架324的右侧面；所述的旋转定位板328滑动安装在旋转底座321右侧面，且旋转定位板328与旋转定位气缸327输出端衔接。所述的治具329通过驱动轴3241和从动轴3242设置在转盘架324上，且驱动轴3241与第二旋转传送带构件326的从动轮衔接，从动轴3242通过旋转定位板328在转盘架324的右侧面定位。

旋转组件32动作时，第一旋转电机322带动第一旋转传送带构件323转动，使转盘架324在水平面内旋转，调整治具329的位置和角度，通过第二旋转电机325旋转驱动轴3242，使治具329在在转盘架324上做摇篮运动，进一步调整治具329位置，通过旋转定位气缸327带动旋转定位板328将治具定位。

旋转组件32解决了锂电池模块焊接时难以旋转的问题，旋转组件32的优点是，通过第一旋转电机322带动第一旋转传送带构件323转动，使转盘架324在水平面内旋转，便于调整锂电池模块的位置和角度，通过第二旋转电机325旋转驱动轴3242，使治具329在在转盘架324上做摇篮运动，进一步调整锂电池模块位置，便于后续的焊接操作。

如图6所示，治具329包括治具左侧挡板3291、治具右侧挡板3292、治具底板3293、治具焊接侧板3294、治具夹紧气缸3295、治具左侧夹紧组件3296和治具右侧夹紧组件3297；治具左侧挡板3291底部的前后两侧均设有凸台，便于治具底板3293的安装。治具左侧挡板3291的上部有一个凹槽，便于安装治具左侧夹紧组件3296对锂电池模块的夹紧；治具右侧挡板3292结构与治具左侧挡板3291相同；治具底板3293设置在治具左侧挡板3291和治具右侧挡板3292之间，治具底板3293有四个角，通过这四个角设置在治具左侧挡板3291和治具右侧挡板3292的四个凸台上，保证了治具底板3293安装的稳定性。治具底板3293上部设有用于安装锂电池模块的垫板32931，垫板32931内部设有感应销32932，感应销32932用于感应是否有锂电池模块。治具焊接侧板3294有两块，分别设置在治具底板3293的前后两侧，治具焊接侧板3294上有多个用于焊枪伸入的焊接槽。治具夹紧气缸3295安装在治具底板3293的下端面，治具夹紧气缸3295的输出端连接有气缸连接块32951，气缸连接块32951安装在导向板32952下部，导向板32952通过四个导柱32953滑动设置在治具左侧挡板3291和治具右侧挡板3292下部。治具左侧夹紧组件3296包括治具左侧立板32961、夹紧板32962和夹紧连杆32963。治具左侧立板32961设置在导向板32952上，且治具左侧立板32961在位于治具左侧挡板3291的左侧。夹紧板32962为“弓”型，夹紧板32962中部设置在治具左侧立板32961的顶部中间位置，夹紧板32962的前后两端用于夹紧，夹紧处有橡胶垫，用于缓冲。夹紧连杆32963有两个，夹紧连杆32963的下端铰接在治具左侧挡板3291上，夹紧连杆32963上端铰接在夹紧板32962“弓”型的凹槽内；治具右侧夹紧组件3297结构与治具左侧夹紧组件3296相同，治具右侧夹紧组件3297设置在在导向板32952上，且治具右侧夹紧组件3297位于治具右侧挡板3292的右侧。

治具329动作时，治具夹紧气缸3295带动气缸连接块32951将导向板32952向上提，使得其上的治具左侧夹紧组件3296和治具右侧夹紧组件3297向上移动，夹紧板32962在夹紧连杆32963的作用下向下翻转，将锂电池模块夹紧。

治具329解决了治具夹紧的问题，治具329的优点是通过连杆32963和夹紧板32962的铰接，巧妙的实现了锂电池模块的夹紧。

如图7所示，左右移动组件33包括左右移动座331、左右移动电机332、左右移动丝杆构件333和左右移动连接板334。左右移动座331设置在支撑架11上。左右移动电机332横向安装在左右移动座331的左侧。左右移动丝杆构件333横向设置在左右移动座331内部，且左右移动丝杆构件333与左右移动电机332的输出端相衔接。左右移动连接板334滑动设置在左右移动座331上，且左右移动连接板334与左右移动丝杆构件333相衔接，左右移动连接板334通过左右移动丝杆构件333左右移动。

左右移动组件33动作时，左右移动电机332带动左右移动丝杆构件333旋转，左右移动丝杆构件333带动左右移动连接板334左右移动。

左右移动组件33解决了焊接组件35左右移动的问题，左右移动组件33的优点是通过左右移动电机332和左右移动丝杆构件333的配合，实现了左右移动连接板334的左右移动，便于焊接组件35左右移动，提高焊接质量。

如图8所示，上下移动组件34包括上下移动座341、上下移动电机342、上下移动丝杆构件343和焊接组件连接板344。上下移动座341设置在左右移动连接板334上。上下移动电机342竖直设置在上下移动座341的上部。上下移动丝杆构件343竖直设置在上下移动座341的内部，且上下移动丝杆构件343与上下移动电机342的输出端相衔接。焊接组件连接板344滑动设置在上下移动座341上，且焊接组件连接板344与上下移动丝杆构件343相衔接，焊接组件连接板344通过上下移动丝杆构件343上下移动。

上下移动组件34动作时，上下移动电机342带动上下移动丝杆构件343旋转，上下移动丝杆构件343带动焊接组件连接板344上下移动。

上下移动组件34解决了焊接组件35上下移动的问题，上下移动组件34的优点是，通过上下移动电机342和上下移动丝杆构件343的配合，实现了焊接组件连接板344上下移动，便于焊接组件35的上下移动，进一步提高了焊接的质量。

如图9所示，焊接组件35包括焊接微调气缸351、焊接微调气缸安装板352、焊接头353和焊针354。焊接微调气缸351通过焊接微调气缸安装板352安装在焊接组件连接板344上。焊接头353设置在焊接微调气缸351上。焊针354设置在焊接头353下部，焊针354用于焊接锂电池模块的一个侧面。

焊接组件35动作时，焊接微调气缸351微调焊接头353的位置，调整后对锂电池模块进行焊接操作。

焊接组件35解决了焊接精度不高的问题，焊接组件35的优点是焊接微调气缸351不断调整焊接头353的位置，提高了焊接时的精度。

如图10所示，不合格品出料装置5包括不合格品出料架51、不合格品出料气缸52、推块53和不合格品放置架54。不合格品出料架51设置在底板1的不合格品出料端上，不合格品出料架51顶部出料口上有出料传动轴，出料传动轴用于不合格品的出料。不合格品出料气缸52设置在不合格品出料架51的顶部。推块53设置在不合格品出料气缸52的输出端，推块53用于推动不合格品。不合格品放置架54设置底板1上，且不合格品放置架54与不合格品出料架51的出料端衔接。机器人机械手7设置在不合格品放置架54顶部。

合格品出料装置5动作时，机器人机械手7将检测不合格的锂电池模块抓到不合格品出料架51顶部，不合格品出料气缸52推动推块53将不合格品推入不合格品放置架54中。

合格品出料装置5解决了不合格品出料的问题，合格品出料装置5的优点是通过机器人机械手7和不合格品出料气缸52将不合格品单独处理，保证了产品质量。

如图11、图12和图13所示，合格品出料装置6包括合格品出料组件61和合格品出料抓手组件62。合格品出料组件61用于合格品出料，合格品出料组件61包括合格品出料座611、无杆气缸612、合格品安装架613和合格品出料拖链614。合格品出料座611设置在底板1的合格品出料端上。无杆气缸612设置在合格品出料座611的顶部。合格品安装架613滑动设置在无杆气缸612上，合格品安装架613顶部设置用于安装锂电池模块的夹具6131。合格品出料拖链614的下部设置在合格品出料座611的侧面上，合格品出料拖链614的上部设置在合格品安装架613的侧面，合格品出料拖链614通过无杆气缸612拖拽合格品安装架613移动。合格品出料抓手组件62包括抓手支撑架621、吊臂622、吊臂电机623、抓手气缸624和抓手625。抓手支撑架621设置在底板1上，且抓手支撑架621位于合格品出料组件61的出料端。吊臂622设置在抓手支撑架621上部，吊臂622上设有齿条6221。吊臂电机623设置在齿条6221上。抓手气缸624滑动设置在吊臂622上，且抓手气缸624与吊臂电机623固定连接，抓手气缸624通过抓手拖链6241与吊臂622连接。抓手625设置在抓手气缸624的输出端。

合格品出料装置6动作时，无杆气缸612带动合格品安装架613向前移动到合格品出料座611的出料端，吊臂电机623和抓手气缸624调整抓手将锂电池模块抓起，然后出料。

合格品出料装置6解决了锂电池模块出料不稳定的问题，合格品出料装置6的优点是无杆气缸612和合格品出料拖链614一起移动，保证了出料时的稳定。

一种锂电池模块焊接方法，该方法采用一种锂电池模块焊接设备，依次通过以下步骤：

（一）锂电池模块进料：锂电池模块通过进料传送带组件22由第一进料组件23和第二进料组件24交替进料，通过机器人机械手7将锂电池模块放置到第一焊接装置3和第二焊接装置4的治具329上。

（二）锂电池模块焊接：通过前后移动组件31、旋转组件32、左右移动组件33和上下移动组件34的配合，不断调整治具329上锂电池模块的位置，焊接组件35对锂电池模块进行焊接操作。

（三）不合格品出料：机器人机械手7将检测焊接不合格的锂电池模块抓到合格品出料架51上，不合格品出料气缸52带动推块53将不合格品推到不合格品放置架54中。

（四）合格品出料：机器人机械手将检测合格的锂电池模块抓到合格品出料组件61上，通过无杆气缸612将合格品送到合格品出料座611出料端，吊臂电机623和抓手气缸624调整抓手625位置，抓手625将合格品抓取出料。

该设备通过进料传送带组件22带动第一进料组件23向前进料，同时第二进料组件24向后移动，准备将待焊接的锂电池模块安装到第二进料组件24上；第一进料组件23进料完成后，第一进料组件23向后移动，准备安装下一组锂电池模块，同时第二进料组件24向前移动，进行进料，形成第一进料组件23和第二进料组件24上下交替进料。通过第一进料组件23和第二进料组件24不断的上下交替进料，有效的提高了进料的效率。通过前后移动电机312带动前后移动传送带构件314运动，前后移动传送带构件314带动前后移动丝杆构件313将旋转变为直线移动，使旋转组件连接板315跟随前后移动丝杆构件313前后移动。前后移动组件31的优点是通过前后移动电机312和前后移动丝杆构件313的配合，将旋转运动变为直线移动，实现了旋转组件连接板315的前后移动。通过治具夹紧气缸3292将治具夹紧提升板3293向上提升，使夹紧元件32951转动将锂电池模块夹紧，第一旋转电机322带动第一旋转传送带构件323转动，使转盘架324在水平面内旋转，调整治具329的位置和角度，通过第二旋转电机325旋转驱动轴3242，使治具329在在转盘架324上做摇篮运动，进一步调整治具329位置。旋转组件32的优点是，通过第一旋转电机322带动第一旋转传送带构件323转动，使转盘架324在水平面内旋转，便于调整锂电池模块的位置和角度，通过第二旋转电机325旋转驱动轴3242，使治具3241在在转盘架324上做摇篮运动，进一步调整锂电池模块位置，便于后续的焊接操作。

通过左右移动电机332带动左右移动丝杆构件333旋转，左右移动丝杆构件333带动左右移动连接板334左右移动。左右移动组件33的优点是通过左右移动电机332和左右移动丝杆构件333的配合，实现了左右移动连接板334的左右移动，便于焊接组件35左右移动，提高焊接质量。通过上下移动电机342带动上下移动丝杆构件343旋转，上下移动丝杆构件343带动焊接组件连接板344上下移动。上下移动组件34的优点是通过上下移动电机342和上下移动丝杆构件343的配合，实现了焊接组件连接板344上下移动，便于焊接组件35的上下移动，进一步提高了焊接的质量。通过焊接微调气缸351微调焊接头353的位置，调整后对锂电池模块进行焊接操作。焊接组件35的优点是焊接微调气缸351不断调整焊接头353的位置，提高了焊接时的精度。通过机器人机械手7将检测不合格的锂电池模块抓到不合格品出料架51顶部，不合格品出料气缸52推动推块53将不合格品推入不合格品放置架54中。合格品出料装置5的优点是通过机器人机械手7和不合格品出料气缸52将不合格品单独处理，保证了产品质量。通过无杆气缸612带动合格品安装架613向前移动到合格品出料座611的出料端，吊臂电机623和抓手气缸624调整抓手将锂电池模块抓起，然后出料。合格品出料装置6的优点是无杆气缸612和合格品出料拖链614一起移动，保证了出料时的稳定。

Claims (1)

1.一种锂电池模块焊接设备，其特征在于，该设备包括底板（1）、进料装置（2）、第一焊接装置（3）、第二焊接装置（4）、不合格品出料装置（5）、合格品出料装置（6）和机器人机械手（7）；底板（1）上设有支撑架（11）；进料装置（2）设置在底板（1）上，进料装置（2）用于锂电池模块进料；第一焊接装置（3）和第二焊接装置（4）并列设置在底板（1）上，第二焊接装置（4）呈镜像设置在第一焊接装置（3）的右侧，第一焊接装置（3）用于锂电池模块一侧的焊接，第二焊接装置（4）用于锂电池模块另一侧的焊接；不合格品出料装置（5）设置在底板（1）上，不合格品出料装置（5）用于不合格品的出料；合格品出料装置（6）设置在底板（1）上，合格品出料装置（6）用于对合格品的出料；机器人机械手（7）衔接在进料装置（2）、第一焊接装置（3）、第二焊接装置（4）、不合格品出料装置（5）和合格品出料装置（6）之间，机器人机械手（7）用于抓取并搬运锂电池模块，以及检测锂电池模块是否合格；

进料装置（2）包括进料架（21）、进料传送带组件（22）、第一进料组件（23）和第二进料组件（24）；进料架（21）设置在底板（1）上；进料传送带组件（22）包括进料电机（221）、进料主动轮（222）、进料从动轮（223）和进料皮带（224）；进料电机（221）设置在进料架（21）一端的内部；进料主动轮（222）设置在进料电机（221）的输出端；进料从动轮（223）设置在进料架（21）另一端；进料皮带（224）安装在进料主动轮（222）和进料从动轮（223）之间；第一进料组件（23）包括第一进料支撑板（231）、第一进料皮带压块（232）、第一进料拖链（233）和第一进料限位块（234）；第一进料支撑板（231）的一端通过第一进料皮带压块（232）压在进料皮带（224）的一条皮带上，第一进料支撑板（231）的另一端通过第一进料拖链（233）设置在进料架（21）上；第一进料限位块（234）有多个，第一进料限位块（234）均设置在第一进料支撑板（231）顶部，第一进料限位块（234）用于限制锂电池模块移动；第二进料组件（24）包括第二进料支撑板（241）、第二进料皮带压块（242）、第二进料拖链（243）和第二进料限位块（244）；第二进料支撑板（241）的一端通过第二进料皮带压块（242）压在进料皮带（224）的一条皮带上，且第二进料支撑板（241）衔接的皮带与第一进料支撑板（231）衔接的皮带不在同一侧，第二进料支撑板（241）的另一端通过第二进料拖链（243）设置在进料架（21）上，第二进料支撑板（241）的高度低于第一进料支撑板（231），第一进料支撑板（231）和第二进料支撑板（241）形成上下交替进料；第二进料限位块（244）有多个，第二进料限位块（244）均设置在第二进料支撑板（241）顶部，第二进料限位块（244）用于限制锂电池模块移动；

进料装置动作时，进料传送带组件带动第一进料组件向前进料，同时第二进料组件向后移动，准备将待焊接的锂电池模块安装到第二进料组件上；第一进料组件进料完成后，第一进料组件向后移动，准备安装下一组锂电池模块，同时第二进料组件向前移动，进行进料，形成第一进料组件和第二进料组件上下交替进料；

第一焊接装置（3）包括前后移动组件（31）、旋转组件（32）、左右移动组件（33）、上下移动组件（34）和焊接组件（35）；前后移动组件（31）用于调整锂电池模块前后的位置；旋转组件（32）用于旋转和翻转锂电池模块；左右移动组件（33）用于调整焊接组件（35）左右的位置；上下移动组件（34）用于调整焊接组件（35）上下的位置；焊接组件（35）用于焊接锂电池模块；前后移动组件（31）包括前后移动座（311）、前后移动电机（312）、前后移动丝杆构件（313）、前后移动传送带构件（314）和旋转组件连接板（315）；前后移动座（311）设置在底板（1）上；前后移动电机（312）设置在前后移动座（311）的下方；前后移动丝杆构件（313）设置在前后移动座（311）内部；前后移动传送带构件（314）一端衔接在前后移动电机（312）的输出端，前后移动传送带构件（314）的另一端衔接在前后移动丝杆构件（313）上，前后移动电机（312）转动通过前后移动传送带构件（314）带动前后移动丝杆构件（313）转动；旋转组件连接板（315）滑动安装在前后移动座（311）上部，且旋转组件连接板（315）的下部与前后移动丝杆构件（313）衔接；

旋转组件（32）包括旋转底座（321）、第一旋转电机（322）、第一旋转传送带构件（323）、转盘架（324）、第二旋转电机（325）、第二旋转传送带构件（326）、旋转定位气缸（327）、旋转定位板（328）和治具（329）；旋转底座（321）设置在旋转组件连接板（315）上；第一旋转电机（322）竖直设置在旋转底座（321）下部；第一旋转传送带构件（323）设置在旋转底座（321）内部，且第一旋转传送带构件（323）中的主动轮与第一旋转电机（322）输出端衔接；转盘架（324）设置在第一旋转传送带构件（323）中的从动轮上；第二旋转电机（325）设置在转盘架（324）的左端；第二旋转传送带构件（326）设置在转盘架（324）左侧面，且第二旋转传送带构件（326）中的主动轮与第二旋转电机（325）的输出端衔接；旋转定位气缸（327）设置在转盘架（324）的右侧面；旋转定位板（328）滑动安装在旋转底座（321）右侧面，且旋转定位板（328）与旋转定位气缸（327）输出端衔接； 治具（329）通过驱动轴（3241）和从动轴（3242）设置在转盘架（324）上，且驱动轴（3241）与第二旋转传送带构件（326）的从动轮衔接，从动轴（3242）通过旋转定位板（328）在转盘架（324）的右侧面定位；

该治具（329）包括治具左侧挡板（3291）、治具右侧挡板（3292）、治具底板（3293）、治具焊接侧板（3294）、治具夹紧气缸（3295）、治具左侧夹紧组件（3296）和治具右侧夹紧组件（3297）；治具左侧挡板（3291）底部的前后两侧均设有凸台，治具左侧挡板（3291）的上部有一个凹槽；治具右侧挡板（3292）结构与治具左侧挡板（3291）相同；治具底板（3293）设置在治具左侧挡板（3291）和治具右侧挡板（3292）之间，治具底板（3293）有四个角，通过这四个角设置在治具左侧挡板（3291）和治具右侧挡板（3292）的四个凸台上，治具底板（3293）上部设有用于安装锂电池模块的垫板（32931），垫板（32931）内部设有感应销（32932），感应销（32932）用于感应是否有锂电池模块；治具焊接侧板（3294）有两块，分别设置在治具底板（3293）的前后两侧，治具焊接侧板（3294）上有多个用于焊枪伸入的焊接槽；治具夹紧气缸（3295）安装在治具底板（3293）的下端面，治具夹紧气缸（3295）的输出端连接有气缸连接块（32951），气缸连接块（32951）安装在导向板（32952）下部，导向板（32952）通过四个导柱（32953）滑动设置在治具左侧挡板（3291）和治具右侧挡板（3292）下部；治具左侧夹紧组件（3296）包括治具左侧立板（32961）、夹紧板（32962）和夹紧连杆（32963）；治具左侧立板（32961）设置在导向板（32952）上，且治具左侧立板（32961）在位于治具左侧挡板（3291）的左侧；夹紧板（32962）为“弓”型，夹紧板（32962）中部设置在治具左侧立板（32961）的顶部中间位置，夹紧板（32962）的前后两端用于夹紧；夹紧连杆（32963）有两个，夹紧连杆（32963）的下端铰接在治具左侧挡板（3291）上，夹紧连杆（32963）上端铰接在夹紧板（32962）“弓”型的凹槽内；治具右侧夹紧组件（3297）结构与治具左侧夹紧组件（3296）相同，治具右侧夹紧组件（3297）设置在在导向板（32952）上，且治具右侧夹紧组件（3297）位于治具右侧挡板（3292）的右侧；

左右移动组件（33）包括左右移动座（331）、左右移动电机（332）、左右移动丝杆构件（333）和左右移动连接板（334）；左右移动座（331）设置在支撑架（11）上；左右移动电机（332）横向安装在左右移动座（331）的左侧；左右移动丝杆构件（333）横向设置在左右移动座（331）内部，且左右移动丝杆构件（333）与左右移动电机（332）的输出端相衔接；左右移动连接板（334）滑动设置在左右移动座（331）上，且左右移动连接板（334）与左右移动丝杆构件（333）相衔接，左右移动连接板（334）通过左右移动丝杆构件（333）左右移动；

上下移动组件（34）包括上下移动座（341）、上下移动电机（342）、上下移动丝杆构件（343）和焊接组件连接板（344）；上下移动座（341）设置在左右移动连接板（334）上；上下移动电机（342）竖直设置在上下移动座（341）的上部；上下移动丝杆构件（343）竖直设置在上下移动座（341）的内部，且上下移动丝杆构件（343）与上下移动电机（342）的输出端相衔接；焊接组件连接板（344）滑动设置在上下移动座（341）上，且焊接组件连接板（344）与上下移动丝杆构件（343）相衔接，焊接组件连接板（344）通过上下移动丝杆构件（343）上下移动；焊接组件（35）包括焊接微调气缸（351）、焊接微调气缸安装板（352）、焊接头（353）和焊针（354）；焊接微调气缸（351）通过焊接微调气缸安装板（352）安装在焊接组件连接板（344）上；焊接头（353）设置在焊接微调气缸（351）上；焊针（354）设置在焊接头（353）下部，焊针（354）用于焊接锂电池模块的一个侧面；

前后移动组件动作时，前后移动电机带动前后移动传送带构件运动，前后移动传送带构件带动前后移动丝杆构件将旋转变为直线移动，使旋转组件连接板跟随前后移动丝杆构件前后移动；

旋转组件动作时，第一旋转电机带动第一旋转传送带构件转动，使转盘架在水平面内旋转，调整治具的位置和角度，通过第二旋转电机旋转驱动轴，使治具在在转盘架上做摇篮运动，进一步调整治具位置，通过旋转定位气缸带动旋转定位板将治具定位；

治具动作时，治具夹紧气缸带动气缸连接块将导向板向上提，使得其上的治具左侧夹紧组件和治具右侧夹紧组件向上移动，夹紧板在夹紧连杆的作用下向下翻转，将锂电池模块夹紧；

左右移动组件动作时，左右移动电机带动左右移动丝杆构件旋转，左右移动丝杆构件带动左右移动连接板左右移动；

上下移动组件动作时，上下移动电机带动上下移动丝杆构件旋转，上下移动丝杆构件带动焊接组件连接板上下移动；

焊接组件动作时，焊接微调气缸微调焊接头的位置，调整后对锂电池模块进行焊接操作。

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