CN111054902A - 一种全自动铸焊机以及自动铸焊流水线 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种全自动铸焊机包括机架、铅液池和铸焊模具，还包括送料组件、升降组件和周转板，所述周转板上装载有呈极耳向下的待铸焊的电池，所述送料组件通过连接部驱动所述周转板于所述轨道与所述提升支架上移动，所述铸焊模具在其升降方向上的存在位置至少包括有由下向上依次排列的加热位置、铸焊位置和刮铅位置。通过该全自动铸焊机可以实现高效、高质量且多个电池可同时进行铸焊的铸焊工作。同时还提供一种自动铸焊流水线，该铸焊流水线使得该全自动铸焊机具有生产线全工步水平的自动化的批量预处理、铸焊、转运能力。

Description

一种全自动铸焊机以及自动铸焊流水线

技术领域

本发明涉及电池铸焊设备技术领域，尤其涉及一种全自动铸焊机以及自动铸焊流水线。

背景技术

现今大部分电池生产公司主要以传统手工铸焊工艺进行电池铸焊，小部分以旧式铸焊机进行生产。这样的生产方式存在着人手需求多、生产效率慢、工人与熔炉位置过于接近存在安全隐患并长时间处于高温作业状态。生产情况并不理想。

如申请号为201720731458 .3所述的一种全自动铸焊机，包括机架，台面板、台面板上部的上框架和主控部件，主控部件内部设有控制电路和供电电路，上框架内部安装有模具输送部件、下压铸焊部件、刮板部件、入槽部件和模具夹持部件，上述部件设于台面板上方，熔炉部件和水槽部件并排设于所述机架内部，模具被带入熔炉部件内浸泡，经过刮板部件刮去多余铅液，落于水槽部件上部，通过下压铸焊部件带动电池下压铸焊后，水槽部件内冲水冷却，冷却完毕下压铸焊部件上提，入槽部件沿X轴移至所述电池正下方，下压铸焊部件在此下压，在入槽部件上部顶针协助下完成电池与外部壳体的压紧动作，完成电池的铸焊工序。其结构较为复杂，尤其模具每次铸焊都需要重新浸入铅液中，模具和铅液的温差容易导致铸焊质量下降，且容易产生铅渣等。其冲水冷却等结构也导致整个铸焊机生产效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全自动铸焊机以及一种自动铸焊流水线，通过该全自动铸焊机可以实现高效、高质量且多个电池可同时进行铸焊的铸焊工作，同时与其匹配的铸焊流水线具有自动化的批量预处理、铸焊、转运能力。

为实现发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种全自动铸焊机，包括机架、设于所述机架内的铅液池和于所述铅液池中在升降的铸焊模具，还包括设于所述机架的送料组件、升降组件和周转板，所述送料组件包括轨道、沿所述轨道设置的行走装置和受所述行走装置驱动沿所述轨道移动的连接装置，所述升降组件包括固接于所述机架并指向下方的提升气缸和连接于所述提升气缸的活塞杆端部的提升支架，所述周转板上装载有呈极耳向下的待铸焊的电池，所述周转板侧面设有与所述连接装置可拆连接的连接部，所述连接装置通过连接部驱动所述周转板于所述轨道与所述提升支架上移动，所述提升支架缺省位置位于所述轨道末端并位于所述铸焊模具上方，所述铸焊模具在其升降方向上的存在位置至少包括有由下向上依次排列的加热位置、铸焊位置和刮铅位置。

作为本发明的优选，所述铅液池侧面设有荡铅装置，所述荡铅装置包括至少一组水平设置的荡铅气缸和设于所述荡铅气缸活塞杆端部的连接板，所述连接板上设有通过柔性连接件与其相连的荡铅板，所述荡铅板的缺省位置位于所述铸焊模具的加热位置上方。

作为本发明的优选，所述铅液池侧面还设有刮铅装置，所述刮铅装置包括水平设置的刮铅气缸和连接于所述刮铅气缸的活塞杆随动的刮铅板，所述刮铅板下表面与所述铸焊模具位于所述刮铅位置时的顶面相切。

作为本发明的优选，所述刮铅装置还包括顶板，所述顶板呈水平方向的延伸，其表面固接于所述刮铅气缸的活塞杆端部，所述刮铅板固接于所述顶板的下表面，所述顶板上端间隔设有与电池对应的多个顶针。

作为本发明的优选，所述顶针成对设置，每对所述顶针间设有调节块，所述调节块固接于所述顶板，所述顶针固接于所述调节块。

作为本发明的优选，所述轨道和所述提升支架的端部都设有限位装置。

作为本发明的优选，所述送料组件还包括位于所述轨道之间指向上方的冷却装置。

作为本发明的优选，所述铅液池内设有热管，所述热管的端部位于所述铅液池靠近所述机架后方的一侧并向下延伸并覆盖于所述铅液池的底部。

本发明还提供了一种自动铸焊流水线，包括上述的一种全自动铸焊机，包括呈流水线上下游依次设置的入料平台、切刷机、装夹工位、翻转下料工位和输送线，所述全自动铸焊机的所述送料组件位于所述装夹工位和所述翻转下料工位之间，同时还包括用于装夹电池的多模抓手，所述多模抓手可动设置于所述装夹工位、翻转下料工位和送料组件之间。

作为本发明的进一步优选，所述多模抓手耦合连接于龙门架或多轴机械手。

本发明的有益效果在于：

1.通过设置于铅液池中的铸焊模具使其无需在两次铸焊工序之间再次与铅液加热，有效节约了生产时间，提高了生产效率，也降低了铅渣这样影响铸焊质量的杂质形成；

2.通过荡铅装置和刮铅装置进一步保证铸焊的产出质量；

3.通过限位装置和冷却装置等有效减少人工参与并精简了自动铸焊的工序，进一步提高生产效率；

4.自动铸焊流水线使得可以自动化的实现铸焊的前、后序工序，提高生产效率，同时也通过多模抓手实现了多个电池一次铸焊的高效生产能力；

5.可应用于龙门架或多轴机械手的多模抓手使其具有良好的泛用性。

附图说明

图1为本发明实施例一的外部示意图；

图2为本发明实施例一的纵向剖视示意图；

图3为本发明实施例一送料组件处的结构示意图；

图4为本发明实施例一荡铅装置处的结构示意图；

图5为本发明实施例一刮铅装置处的结构示意图；

图6为本发明实施例二的整体示意图；

图中各项分别为：1机架，11铅液池，111热管，12铸焊模具，13限位装置，2送料组件，21轨道，22行走装置，23连接装置，24冷却装置，3升降组件，31提升气缸，32提升支架，4周转板，41连接部，5荡铅装置，51荡铅气缸，52连接板，53柔性连接件，54荡铅板，6刮铅装置，61刮铅气缸，62刮铅板，63顶板，64顶针，65调节块，71入料平台，72切刷机，73装夹工位，74翻转下料工位，75多模抓手，76龙门架。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细描述：

如图1、2、3所示的一种全自动铸焊机，包括封机架1、设于机架1内的铅液池11和于铅液池11中在升降的铸焊模具12，铸焊模具12的上表面加工有用于将电池集群极片的极耳铸焊连接成正负极片集群的成型槽。机架1的结构近似于常见的封闭式加工中心，其通过可开合升降的窗口和外壳实现对内部的加工时的封闭，有效隔绝铅蒸气和铸焊时的高热，保护生产场地中的人员和周边设备，铸焊模具通过与其连接的气缸实现竖直方向的升降调整。该全自动铸焊机还包括设于机架1前侧的送料组件2、位于机架1中部的升降组件3以及可动的周转板4。本实施例中的铸焊模具至少为常用的无跨桥铸焊用的模具结构。

其中，送料组件2包括成对设置在机架1上且沿水平方向向机架1内的升降组件3延伸的轨道21、沿轨道21设置的行走装置22和受行走装置22驱动沿轨道21移动的连接装置23，本实施例中的行走装置22为水平设置的气缸，连接装置23为连接在气缸的活塞杆端部的平板结构（在其他优选实施方式中可以为丝杠螺母副/齿轮齿条副等结构）。升降组件3包括固接于机架1顶部并指向下方的提升气缸31和连接于提升气缸31的活塞杆端部的提升支架32，升降组件还包括安装在提升支架32上的夹紧气缸和安装在夹紧气缸上的夹紧板。

周转板4整体呈平板结构，其上设有多组滚轮限位结构用于在它上面装载呈极耳向下的待铸焊的电池集群，每组滚轮限位结构围绕的周转板4上具有通孔以方便极耳向下穿过周转板4延伸，本实施例中的周转板4上一共有6组呈2×3矩阵分布的限位结构，铸焊模具12上也即具有对应数量和分布尺寸的成型槽数量（在其他优选实施方式中可以为其他矩形矩阵分布结构）。周转板4侧面设有与连接装置23可拆连接的连接部41。请参考图3，连接装置23在其平板上还设有气缸驱动下的滑轨连杆夹紧结构，其对应的连接部41呈机加工在周转板4端部的对称的槽口结构，通过该滑轨连杆机构可以实现其端部的卡头插入/离开该槽口从而实现和连接部41之间的连接和断开。从而连接装置23通过连接部41驱动周转板4于轨道21与提升支架32上往复移动，即实现电池集群铸焊的送入和送出，提升支架32两侧设有对称的槽口，用于限位夹持送入其中的周转板4，提升支架32的缺省位置位于轨道21末端并位于铸焊模具12上方，铸焊模具12在其升降方向上的存在位置至少包括有由下向上依次排列的加热位置、铸焊位置和刮铅位置，在其连接的气缸的带动下铸焊模具可以实现在这三个位置上的移动。

在工作时，通过人工或机械的方式在周转板4上放置好电池集群，此后送料组件2开始工作，连接装置23与周转板4连接后在行走装置22的导向下沿轨道21向提升支架32移动，直至将周转板4全部送入提升支架32中后连接装置23松开连接并退回，此时完成周转板4上的电池集群和提升支架32下方的铸焊模具12的对应，同时上述的夹紧气缸的活塞杆向下推出止抵在电池集群的上端，与提升支架32形成将周转板4及其上的电池集群夹紧防止晃动的夹持结构。此时的铸焊模具12位于加热位置并浸没在铅液池11的铅液中，从而使得其在进行铸焊前即已经被铅液有效的加热，无需额外的余热工步，有效提高了生产效率。此后铸焊模具12升起至最高的刮铅位置，使得铸焊模具12高于铅液的液面并进行刮铅，使得在铸焊模具12上只有成型槽内留有用于铸焊的铅液。此后提升气缸31将提升支架32（及其上的周转板4）降下直至止抵在铸焊模具12上方，此时电池集群极片的极耳正好插入在成型槽内的铅液中开始铸焊。在开始铸焊的过程中，提升气缸31和连接铸焊模具12的气缸同步动作向下，使得铸焊模具12连同铸焊中的电池集群同步下降至铸焊位置，铸焊位置即为铸焊模具12的部分浸入铅液中受其加热，其上表面高于铅液液面防止干扰铸焊成型，这一步骤使得铸焊模具12在铅液的浸泡加热下温度呈一个稳定的状态，使得成型槽内的铅液温度不会快速下降，从而使得极耳可以充分的与铅液接触融解并铸焊成为一体，提高产出质量，又由于为半浸没的状态，成型槽中的铅液在一定时间后还是会实现固化，保证铸焊成型，同时也无需现有技术中常用的水冷装置使其冷凝固化，经测试，通过控制铸焊模具12浸入铅液中的深度，可以有效、可控地调节其铸焊-凝固的时长和温度曲线，从而在相对现有铸焊方式没有增加时间的情况下达到相同的铸焊效率，同时简化了水冷结构，有效精简了设备复杂性，提高了经济性。在完成铸焊后铸焊模具12即回到加热位置，提升支架32带动其上的周转板4和电池集群升起至缺省位置并通过送料组件将周转板4送出机架1内，从而实现全自动的铸焊流程。整个系统通过一般的数控装置或微机进行控制，具有良好的可控生产能力。

如图2、4所示，本实施例中，铅液池11侧面设有荡铅装置5，荡铅装置5包括两组各两个水平设置在机架1上的荡铅气缸51和设于荡铅气缸51活塞杆端部的连接板52，两组连接板52呈一窄一宽套设的前后设置，两块连接板52上安装有作为柔性连接件53的链条，链条的头部固接在前侧的较窄的连接板52上，其中部穿过位于后侧的较宽的连接板52上开设的通孔。荡铅板54的缺省位置位于铸焊模具12的加热位置上方，具体在工作中，设置荡铅板54为钢板，通过链条长度的设置，在缺省位置处，荡铅板54呈半浸没在铅液的液面表面的状态。在工作时，荡铅装置5在铸焊模具12从加热位置升起到刮铅位置这一步骤前工作，其首先通过荡铅气缸51将连接板52同步推出使得荡铅板54划过铅液表面，将其表面漂浮的铅渣、杂质、冷凝层等向铅液池11后部刮离。进一步的较宽的连接板52所连接的荡铅气缸51的的最大伸出行程小于较窄的连接板52所连接的荡铅气缸51的最大伸出行程。故在它们伸出至最大伸出长度时，两块连接板52的间距相对在缺省位置时更小，即链条从较宽的的连接板52的通孔通穿过并下垂的长度相对它们从缺省位置时同步推出时更长，荡铅板54浸没于铅液中的深度更深。此时再控制两组荡铅气缸51同步回收，从而以较深的深度将表层铅液进行搅动，从而使得后续铸焊模具12的成型槽上升过程中容纳的铅液质地均匀，进一步提高产出质量。选用链条作为柔性连接件53，一方面通过其多节链节连接结构保证整体长度不易变化，保证来回两次清理表面和搅动铅液的动作都可以准确的通过两块连接板52的间距调节实现；另一方面，链节间的可转动特点使得在两个动作间的切换更为顺畅。

如图2、5所示，本实施例中，铅液池11侧面还设有刮铅装置6，刮铅装置6包括水平设置的刮铅气缸61和连接于刮铅气缸61的活塞杆随动的刮铅板62，刮铅板62下表面与铸焊模具12位于刮铅位置时的顶面相切。即，在铸焊模具12升起至刮铅位置后，通过刮铅气缸61将刮铅板62推出/回收两次扫过铸焊模具12的上表面，可以将升起过程中留置在其上表面的铅液刮走，同时不会影响留置在成型槽内的铅液，从而保证铸焊模具表面的清洁性，保证产出质量。刮铅板62在本实施例中为多折的薄板，故具有一定的弹性，从而在刮过铸焊模具表面时可以呈弹性变形刮过的状态通过弹性力保证刮过清洁的有效性。

本实施例中，刮铅装置6还包括水平平板状的顶板63，顶板63呈水平方向的延伸，其下表面通过螺栓和连接块固接于刮铅气缸61的活塞杆端部，刮铅板62通过螺栓固接于顶板63的下表面以实现随动的挂扫清洁动作，顶板63上端通过螺栓间隔设有与电池集群对应的多个顶针64。在铸焊步骤完成后，提升支架32升起，此时刮铅气缸61再次推出将顶针64送至对应的电池集群下方，此时提升气缸31再次下降将使得电池集群铸焊完成的极耳处与顶针64相抵，通过顶针64的止抵作用实现脱模效果，这一脱模效果电池集群和周转板4之间的脱模，从而便于后续送料组件2将电池集群送出后通过人工或机械将电池集群收集送出。

本实施例中，顶针64成对设置（对应每个电池集群正极极片和负极极片的对置两排的极耳），每对顶针64间设有调节块65，调节块65通过螺栓固接于顶板63，顶针64通过侧面螺接固接于调节块65，调节块65在正式生产中设置为具有不同尺寸的多组，在生产一种尺寸参数的电池集群时即选用固定尺寸的一组调节块65以控制对置顶针64的间距，从而在生产不同极耳间距的电池集群时只需更换调节块和模具即可实现对应产出电池集群尺寸的变化，提高泛用性和使用效率。

本实施例中，轨道21和提升支架32的端部都设有位于周转板4移动方向两端的弹簧柱或其他弹性结构制成的限位装置13，从而使得周转板4在移动至与限位装置13处时被弹性缓冲并止抵停止移动，保证其动作的稳定性和定位的精确性。

本实施例中，送料组件2还包括位于轨道21之间指向上方的冷却装置24，本实施例中的冷却装置24为在送料组件2的前端下方的多个向上送风的风扇，因为本全自动铸焊机中不采用水冷的方式将极耳完全冷却即脱模送出，故在此处将送出的电池集群极耳进行风冷，方便后续运出过程中其温度不会伤害其他设备、电池外壳或工人。

本实施例中，铅液池11内设有电热的热管111，热管111的端部位于铅液池11靠近机架1后方的一侧并向下延伸并覆盖于铅液池11的底部。其端部向后设置的方式使得其便于维护保养。

实施例二

如图6所示，实施例二提供了一种自动铸焊流水线，从而实现电池集群铸焊的前后过程的自动化运行，其包括实施例一中所记载的一种全自动铸焊机，还包括呈流水线上下游依次设置的入料平台71、切刷机72、装夹工位73、翻转下料工位74和输送线，全自动铸焊机的送料组件2位于装夹工位73和翻转下料工位74之间，还包括用于装夹电池集群的多模抓手75，多模抓手75可动设置于装夹工位73、翻转下料工位74和送料组件2之间。多模抓手75为呈多个与周转板4上放置电池集群位置相对应的框体组成的抓手结构，各个框体内侧都设有气缸驱动的夹板用于夹持电池集群。

在本实施例中，多模抓手75耦合连接于安装在全自动铸焊机的前侧的龙门架76上。

在生产中，上游生产线将夹好对齐的电池集群送至入料平台71上放置，通过自动化机械或人工将电池集群放置到切刷机上实现极耳的切修、刷助焊剂并放置在装夹工位73上排列成为与周转板4对应的阵列结构等待夹取。此后多模抓手75来到装夹工位73上方下降并夹取电池集群，并在此后将电池集群送至送料组件2上方放置到周转板4上。此后即在全自动铸焊机中进行上述的铸焊动作。此后多模抓手75将铸焊完成送出的电池集群夹持到翻转下料工位74上，翻转下料工位74包括一个通过电机驱动的翻转支架，在此处即将极耳向下的电池集群翻转呈极耳向上的状态并放到输送线上向后方生产线输送离开。从而实现了在铸焊的预处理、入料、铸焊成型、转运出料等步骤中的全部自动化，有效减少人工，提高生产效率。

实施例三

实施例三中所记载的技术方案与实施例一近似，其不同之处在于：

本实施例中，多模抓手75连接在工业中常用的单臂结构的工业六轴机械手的端部，从而通过该多轴机械手提供的多向的运动使得上游的各个流水线的工位和机械可以相对实施例二更为自由的布置（只要装夹工位、翻转下料工位和全自动铸焊机的送料组件位于该机械手的运行范围内即可）。从而具有更好的流水线生产的便利性，降低生产场地的需求，提高泛用性。

以上实施例只是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种全自动铸焊机，包括机架（1）、设于所述机架（1）内的铅液池（11）和于所述铅液池（11）中在升降的铸焊模具（12），其特征在于，还包括设于所述机架（1）的送料组件（2）、升降组件（3）和周转板（4），所述送料组件（2）包括轨道（21）、沿所述轨道（21）设置的行走装置（22）和受所述行走装置（22）驱动沿所述轨道（21）移动的连接装置（23），所述升降组件（3）包括固接于所述机架（1）并指向下方的提升气缸（31）和连接于所述提升气缸（31）的活塞杆端部的提升支架（32），所述周转板（4）上装载有呈极耳向下的待铸焊的电池，所述周转板（4）侧面设有与所述连接装置（23）可拆连接的连接部（41），所述连接装置（23）通过连接部（41）驱动所述周转板（4）于所述轨道（21）与所述提升支架（32）上移动，所述提升支架（32）缺省位置位于所述轨道（21）末端并位于所述铸焊模具（12）上方，所述铸焊模具（12）在其升降方向上的存在位置至少包括有由下向上依次排列的加热位置、铸焊位置和刮铅位置。

2.根据权利要求1所述的一种全自动铸焊机，其特征在于，所述铅液池（11）侧面设有荡铅装置（5），所述荡铅装置（5）包括至少一组水平设置的荡铅气缸（51）和设于所述荡铅气缸（51）活塞杆端部的连接板（52），所述连接板（52）上设有通过柔性连接件（53）与其相连的荡铅板（54），所述荡铅板（54）的缺省位置位于所述铸焊模具（12）的加热位置上方。

3.根据权利要求1所述的一种全自动铸焊机，其特征在于，所述铅液池（11）侧面还设有刮铅装置（6），所述刮铅装置（6）包括水平设置的刮铅气缸（61）和连接于所述刮铅气缸（61）的活塞杆随动的刮铅板（62），所述刮铅板（62）下表面与所述铸焊模具（12）位于所述刮铅位置时的顶面相切。

4.根据权利要求3所述的一种全自动铸焊机，其特征在于，所述刮铅装置（6）还包括顶板（63），所述顶板（63）呈水平方向的延伸，其表面固接于所述刮铅气缸（61）的活塞杆端部，所述刮铅板（62）固接于所述顶板（63）的下表面，所述顶板（63）上端间隔设有与电池对应的多个顶针（64）。

5.根据权利要求4所述的一种全自动铸焊机，其特征在于，所述顶针（64）成对设置，每对所述顶针（64）间设有调节块（65），所述调节块（65）固接于所述顶板（63），所述顶针（64）固接于所述调节块（65）。

6.根据权利要求1所述的一种全自动铸焊机，其特征在于，所述轨道（21）和所述提升支架（32）的端部都设有限位装置（13）。

7.根据权利要求1所述的一种全自动铸焊机，其特征在于，所述送料组件（2）还包括位于所述轨道（21）之间指向上方的冷却装置（24）。

8.根据权利要求1所述的一种全自动铸焊机，其特征在于，所述铅液池（11）内设有热管（111），所述热管（111）的端部位于所述铅液池（11）靠近所述机架（1）后方的一侧并向下延伸并覆盖于所述铅液池（11）的底部。

9.一种自动铸焊流水线，包括权利要求1-8中任一所述的一种全自动铸焊机，其特征在于，包括呈流水线上下游依次设置的入料平台（71）、切刷机（72）、装夹工位（73）、翻转下料工位（74）和输送线，所述全自动铸焊机的所述送料组件（2）位于所述装夹工位（73）和所述翻转下料工位（74）之间，还包括用于装夹电池的多模抓手（75），所述多模抓手（75）可动设置于所述装夹工位（73）、翻转下料工位（74）和送料组件（2）之间。

10.根据权利要求9所述的一种自动铸焊流水线，其特征在于，所述多模抓手（75）耦合连接于龙门架（76）或多轴机械手。

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