CN111360405B - 一种纽扣电池正极铝箔激光焊接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纽扣电池正极铝箔激光焊接装置，用于完成负极壳上的正极铝箔与正极壳的焊接；包括铝箔弯折展平机构和铝箔纠向压合焊接机构。铝箔弯折展平机构用于对正极铝箔进行弯折，并用于对经弯折后的正极铝箔进行展平；铝箔纠向压合焊接机构用于对展平的正极铝箔进行位置纠正，并将位置纠正后的正极铝箔与正极壳压合以便进行激光焊接。本发明整合到自动线体上可实现正极铝箔全自动激光焊接，避免了手工作业一致性差，耗时长，良率低等缺点。

Description

一种纽扣电池正极铝箔激光焊接装置
技术领域
本发明属于产品组装技术领域，尤其涉及一种纽扣电池正极铝箔激光焊接装置。
背景技术
纽扣电池广泛应用于电子设备中，如手表、儿童玩具中等。在纽扣电池组装生产过程中，需要对电池负极壳上的正极铝箔与正极壳进行激光焊接。目前通常通过人工手持焊接工具进行焊接的方式完成，产品良率低，主要不良现象为虚焊、焊点缺失、正极铝箔位置偏斜等；且人工操作，焊接一致性差，耗时长。
鉴于此，亟需在现有技术上进行改进，研发设计一种提高正极铝箔与正极壳焊接后产品良率的自动化焊接装置。
发明内容
旨在克服上述现有技术中存在的不足，本发明解决的技术问题是，提供了一种纽扣电池正极铝箔激光焊接装置；可确保正极铝箔与正极壳焊接后的产品良率。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种纽扣电池正极铝箔激光焊接装置，用于完成负极壳上的正极铝箔与正极壳的焊接；包括：
铝箔弯折展平机构，用于对所述正极铝箔进行弯折，并用于对经弯折后的所述正极铝箔进行展平；
铝箔纠向压合焊接机构，用于对展平的所述正极铝箔进行位置纠正，并将位置纠正后的所述正极铝箔与所述正极壳压合以便进行激光焊接。
进一步，所述铝箔弯折展平机构用于对经一次弯折后的所述正极铝箔进行同向二次弯折，并用于对经二次弯折后的所述正极铝箔进行展平；
且带有展平的所述正极铝箔的所述负极壳翻转180度。
进一步，所述铝箔弯折展平机构包括第一支架、设置于所述第一支架上的升降驱动单元、与所述升降驱动单元连接的水平驱动单元以及设置于所述水平驱动单元上的下刮平单元和上刮平单元；
所述升降驱动单元上设置有用于向经一次弯折后的所述正极铝箔吹气以实现同向二次弯折的气嘴结构；所述下刮平单元和所述上刮平单元相互配合用于夹紧展开并刮平经二次弯折后的所述正极铝箔。
进一步，所述水平驱动单元包括第一水平驱动件和第二水平驱动件；
所述第二水平驱动件设置于所述第一水平驱动件的动力部；所述下刮平单元和所述上刮平单元均设置于所述第二水平驱动件的动力部。
进一步，所述下刮平单元包括第一连接板和设置于所述第一连接板上的下刮平板；所述下刮平板的水平延伸部与所述气嘴结构相对应，所述气嘴结构吹气使所述正极铝箔向所述下刮平板的水平延伸部方向二次弯折。
进一步，所述上刮平单元包括第一安装板、设置于所述第一安装板上的第一升降驱动件、与所述第一升降驱动件的动力部连接的第三水平驱动件以及设置于所述第三水平驱动件的动力部上的浮动刮平头组件。
进一步，所述浮动刮平头组件包括第二连接板，设置于所述第二连接板底部的第三连接板；所述第三连接板上滑动安装有第一导向件，所述第一导向件上套设有第一弹性件，所述第一导向件穿出所述第三连接板的一端设置有上刮平头；所述上刮平头与所述下刮平板的水平延伸部相适配。
进一步，所述铝箔纠向压合焊接机构包括第二支架；所述第二支架从上至下依次设置有浮动压合焊接单元、纠向单元和浮动支撑单元。
进一步，所述纠向单元包括第二升降驱动件，所述第二升降驱动件的动力部上设置有夹爪驱动件，所述夹爪驱动件的两个动力部上均设置有连接块，所述连接块上设置有纠向夹爪；两个所述纠向夹爪相对运动时对所述正极铝箔进行位置纠正。
进一步，所述浮动压合焊接单元包括第三升降驱动件；所述第三升降驱动件的动力部上设置有第四连接板，所述第四连接板上滑动安装有第二导向件，所述第二导向件穿出所述第四连接板的一端设置有固定块，所述固定块与所述第四连接板之间的所述第二导向件上套设有第二弹性件；所述固定块上安装有压头，所述压头内设有供激光透过的通孔。
进一步，所述浮动支撑单元包括第四升降驱动件，所述第四升降驱动件的动力部上设置有第五连接板，所述第五连接板上滑动安装有顶杆，所述顶杆上设置有限位件，所述限位件与所述第五连接板之间的所述顶杆上套设有第三弹性件；所述顶杆与所述压头相对应。
由于采用了上述技术方案，取得的有益效果如下：
本发明纽扣电池正极铝箔激光焊接装置，其中铝箔弯折展平机构可在正极铝箔焊接之前，对正极铝箔进行弯折后展平；有效避免了焊接时虚焊、焊点缺失不良情况的发生；铝箔纠向压合焊接可在正极铝箔焊接之前，对正极铝箔的位置进行纠正，有效避免了焊接时正极铝箔位置偏斜不良情况的发生。
综上所述，本发明中纽扣电池正极铝箔激光焊接装置整合到自动线体中，可实现正极铝箔全自动激光焊接，避免了手工作业一致性差，耗时长，良率低等缺点。
附图说明
图1是本发明纽扣电池正极铝箔激光焊接装置与夹持翻转装置的结构示意图；
图2是图1中铝箔弯折展平机构的结构示意图；
图3是图2的结构分解图；
图4是图3中上刮平单元的结构示意图；
图5是图3中下刮平单元、气嘴结构和浮动刮平头组件的安装位置参考图；
图6是图1中铝箔纠向压合焊接机构的结构示意图；
图7是图6的结构分解图；
图8是本发明纽扣电池正极铝箔激光焊接的过程参考图；
图中：1-铝箔弯折展平机构，10-第一支架，11-升降驱动单元，111-升降驱动气缸，112-安装板，113-气嘴结构，1131-气嘴，12-水平驱动单元，121-第一水平驱动件，122-第二水平驱动件，13-下刮平单元，131-第一连接板，132-下刮平板，14-上刮平单元，141-第一安装板，142-第一升降驱动件，143-第三水平驱动件，144-浮动刮平头组件，1441-第二连接板，1442-第三连接板，1443-第一导向件，1444-第一弹性件，1445-上刮平头，2-铝箔纠向压合焊接机构，21-第二支架，22-纠向单元，221-第二升降驱动件，222-夹爪驱动件，223-连接块，224-纠向夹爪，23-浮动压合焊接单元，231-第三升降驱动件，232-第四连接板，233-第二导向件，234-固定块，235-第二弹性件，236-压头，2361-通孔，24-浮动支撑单元，241-第四升降驱动件，242-第五连接板，243-顶杆，244-限位件，245-第三弹性件，3-夹持翻转装置，4-负极壳定位工装，5-正极壳定位工装，6-负极壳，7-正极铝箔，71-焊接圆头部，72-连接部，8-正极壳。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，本发明描述的实施例仅仅是为了便于简化描述，不能理解为对本发明的限制。
由图1和图8共同所示所示，本实施例公开的纽扣电池正极铝箔激光焊接装置，用于完成负极壳6上的正极铝箔7(焊机圆头部71)与正极壳8的焊接。主要包括铝箔弯折展平机构1和铝箔纠向压合焊接机构2。其中，铝箔弯折展平机构1用于对正极铝箔7进行弯折，并用于对经弯折后的正极铝箔7进行展平(类似拉易拉罐拉环)；铝箔纠向压合焊接机构2用于对展平的正极铝箔7进行位置纠正，并将位置纠正后的正极铝箔7与正极壳8压合以便进行激光焊接。
目前常见纽扣电池激光焊接工艺中，在焊接前通常会有套装密封圈的工艺步骤；为了防止干涉，正极铝箔7通常需要先经一次弯折装置进行一次弯折(弯折约90度)以避让密封圈的安装。若套装密封圈的工艺步骤不受正极铝箔7的干涉，则无需经一次弯折装置进行一次弯折。
纽扣电池的壳体结构很多，包括正极壳8和负极壳6；正极壳8和负极壳6扣合形成密封腔体；正极壳8和负极壳6可均为筒形结构；也可以仅正极壳8为筒形结构，负极壳6为板状结构。当负极壳6为筒形结构时，需要借助夹持翻转装置3进行180度的翻转后再进行焊接和扣合。若负极壳6为板状结构时，则焊接前无需借助夹持翻转装置3进行翻转。
下面基于当前工艺、以负极壳6为筒形结构，且套装密封圈的工艺步骤受正极铝箔7干涉为前提进行如下阐述。
具体使用时，纽扣电池正极铝箔激光焊接装置需要整合到自动线体中，与自动线体中位于铝箔弯折展平机构1和铝箔纠向压合焊接机构2之间的夹持翻转装置3、位于铝箔弯折展平机构1上游的一次弯折装置以及搬运装置(图中未示出，用于实现负极壳6、正极壳8在各个装置间的转移)配合使用；同时还需要自动线中的负极壳定位工装4和正极壳定位工装5的配合才能完成激光焊接的整个过程；其中除了纽扣电池正极铝箔激光焊接装置外，其他装置均为本领域技术人员所熟知的现有技术，在此不做赘述。
下面仅针对本实施例纽扣电池正极铝箔激光焊接装置进行详细阐述；其中，铝箔弯折展平机构1用于对经上游一次弯折装置进行一次弯折后(弯折约90度；可避免套装密封圈发生干涉，且更便于后续展平工艺步骤的有效进行)的正极铝箔7进行同向二次弯折，并用于对经二次弯折后的正极铝箔7进行展平。当带有展平的正极铝箔7的负极壳6翻转180度后(经夹持翻转装置3的翻转后，使正极铝箔7位于负极壳6的下方，便于后续位置纠正、焊接工艺步骤的进行)，铝箔纠向压合焊接机构2用于对展平的正极铝箔7进行位置纠正，并将位置纠正后的正极铝箔7与正极壳8压合以便进行激光焊接。
由图2至图5共同所示，本实施例中，铝箔弯折展平机构1包括第一支架10、设置于第一支架10的升降驱动单元11、与升降驱动单元11连接的水平驱动单元12以及设置于水平驱动单元12上的下刮平单元13和上刮平单元14。其中，升降驱动单元11包括安装在第一支架10上的升降驱动气缸111，升降驱动气缸111的动力部上设置有安装板112；安装板112上设置有用于向经一次弯折后的正极铝箔7吹气以实现同向二次弯折的气嘴结构113；气嘴结构113包括气道和间隔设置于气道上的气嘴1131(本实施例中有两个气嘴1131，可同时对两个正极铝箔7进行吹气)。下刮平单元13和上刮平单元14相互配合用于夹紧展开并刮平经二次弯折后的正极铝箔7。
本实施例中，水平驱动单元12包括第一水平驱动件121和第二水平驱动件122；第二水平驱动件122设置于第一水平驱动件121的动力部；下刮平单元13和上刮平单元14均设置于第二水平驱动件122的动力部。第一水平驱动件121和第二水平驱动件122均为水平气缸。
本实施例中，下刮平单元13包括呈L形的第一连接板131，第一连接板131包括沿第二水平驱动件122驱动方向延伸的第一板部和与第一板部垂直的第二板部；第二板部与与第二水平驱动件122的动力部连接，第一板部上间隔设置有两个下刮平板132；下刮平板132包括竖向延伸部和水平延伸部，下刮平板13的水平延伸部与气嘴结构113中气嘴1131一一对应，以确保气嘴结构113吹气时正极铝箔7向下刮平板132的水平延伸部方向二次弯折，便于后续的夹紧展开工艺步骤的进行。
本实施例中，上刮平单元14包括第一安装板141、设置于第一安装板141上的第一升降驱动件142(升降气缸)、与第一升降驱动件142的动力部连接的第三水平驱动件143以及设置于第三水平驱动件143的动力部上的浮动刮平头组件144。
其中，浮动刮平头组件144包括第二连接板1441，设置于第二连接板1441底部的第三连接板1442。第三连接板1442包括工字型板和T字型板；工字型板包括中间连接部和位于中间连接部两侧的第一、二连接部；T字型板包括竖板部和横板部；其中第一连接部与第二连接板1441的底部连接，竖板部与第二连接部连接。第二连接板1441和T字型板位于第一连接板131中第一板部的两侧。横板部上间隔滑动安装有两个第一导向件1443(导向轴)，第一导向件1443穿出第二连接部的一端设置有上刮平头1445；位于横板部与第二连接部之间的第一导向件1443上设置有第一弹性件1444(弹簧，用于浮动缓冲，避免硬性接触)；上刮平头1445与相应下刮平板的水平延伸部相配合实现正极铝箔7的夹紧展平、刮平。
由图6和图7共同所示，本实施例中，铝箔纠向压合焊接机构2包括第二支架21；第二支架21从上至下依次设置有浮动压合焊接单元23、纠向单元22和浮动支撑单元24。
其中，纠向单元22包括第二升降驱动件221(升降气缸)，第二升降驱动件221的动力部上设置有夹爪驱动件222(夹爪气缸)，夹爪驱动件222的两个动力部上均设置有连接块223，连接块223上设置有纠向夹爪224，纠向夹爪224有两对，每对的两个纠向夹爪224相对运动时对正极铝箔7(被负极壳定位工装4定位；两个纠向夹爪224展开状态时，伸入正极壳8内，且两个纠向夹爪224分别位于正极铝箔7连接部72的两侧)进行位置纠正。
其中，浮动压合焊接单元23包括第三升降驱动件231；第三升降驱动件231的动力部上设置有第四连接板232，第四连接板232上滑动安装有第二导向件233，第二导向件233穿出第四连接板232的一端设置有固定块234，固定块234与第四连接板232之间的第二导向件233上套设有第二弹性件235(弹簧)；固定块234上安装有压头236，压头236用于使正极铝箔7的焊接圆头部71与正极壳8(被位于负极壳定位工装4下方的正极壳定位工装5定位)压合，压头236内设有供激光透过的通孔2361。
其中，浮动支撑单元24包括第四升降驱动件241，第四升降驱动件241的动力部上设置有第五连接板242，第五连接板242上滑动安装有顶杆243，顶杆243上设置有限位件244(螺母)，限位件244与第五连接板242之间的顶杆243上套设有第三弹性件245；顶杆243与压头236相对应，用于在焊接时对正极壳8的底部进行支撑。
下面基于图3、图7和图8，对本实施例纽扣电池正极铝箔激光焊接装置的工作原理进行阐述。
铝箔弯折展平机构1的动作工程：升降驱动气缸111带动安装板112及安装板112上的各个单元向带有经一次弯折后的正极铝箔7的负极壳6(固定在定位工装上，图中未示出)方向运动，即向下运动；使气嘴结构113的气嘴1131与正极铝箔7的位置相对应；气嘴1131吹气使正极铝箔7二次弯折，便于后续夹紧展开工艺步骤的进行；二次弯折前后的结构参见图8中(a)和(b)所示。
第一升降驱动件142带动第三水平驱动件143和浮动刮平头组件144向二次弯折的正极铝箔7方向运动(向下运动)，上刮平头1445与下刮平单元13中下刮平板132夹紧正极铝箔7(焊接圆头部71与连接部72的连接处)；第二水平驱动件122水平动作，带动上刮平头1445与下刮平板132同步运动，将二次弯折后的正极铝箔7展开(拉开)，第三水平驱动件143动作，带动上刮平头1445运动(上刮平头1445与下刮平板132此时发生相对运动)，对展开的正极铝箔7进行刮平，刮平后的结构参见图8中(c)所示。第一升降驱动件142带动第三水平驱动件143和浮动刮平头组件144向上运动复位；第一水平驱动件121动作，使上刮平头1445与下刮平板132避让正极铝箔7；升降驱动气缸111带动安装板112及安装板112上的各个单元向上运动复位，完成正极铝箔8的展平工艺步骤。
搬运装置将完成展平工艺步骤的负极壳6搬运至夹持翻转装置3上，夹持翻转装置3夹持负极壳6后进行180度翻转，使原本位于上方的正极铝箔8位于负极壳6的下方，参见图8中(d)所示,便于后续焊接工艺步骤的进行。
搬运装置将将正极壳8搬运至正极壳定位工装5定位，将经翻转处理后的负极壳6搬运到负极壳定位工装4定位。
铝箔纠向压合焊接机构2的动作工程：
纠向单元22中的第二升降驱动件221带动夹爪驱动件222和纠向夹爪224向下运动至正极壳8内，且两个呈张开状态的纠向夹爪224位于正极铝箔7的连接部72的两侧；夹爪驱动件222带动两个纠向夹爪224相对运动对正极铝箔7进行位置纠正。参见图8中(e)所示。
浮动压合焊接单元23中的第三升降驱动件231带动压头236向下运动，使正极铝箔7的焊接圆头部71与正极壳8压合；浮动支撑单元24中的第四升降驱动件241带动顶杆243向上运动，对正极壳8的底部进行支撑。激光透过压头236内设的通孔2361完成正极壳8与正极铝箔7的焊接圆头部的焊接。参见图8中(f)所示。
综上，本发明纽扣电池正极铝箔激光焊接装置，实现的是纽扣电池铝箔的激光焊接工艺，从铝正极箔的展平到位置纠正，压合正极铝箔后完成激光焊接。有效避免了焊接时虚焊、焊点缺失、正极铝箔位置偏斜等不良情况的发生。应用于自动线体中，可实现正极铝箔全自动激光焊接，避免了手工作业一致性差，耗时长，良率低等缺点。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种纽扣电池正极铝箔激光焊接装置，用于完成负极壳上的正极铝箔与正极壳的焊接；其特征在于，包括：
铝箔弯折展平机构，用于对所述正极铝箔进行弯折，并用于对经弯折后的所述正极铝箔进行展平；
铝箔纠向压合焊接机构，用于对展平的所述正极铝箔进行位置纠正，并将位置纠正后的所述正极铝箔与所述正极壳压合以便进行激光焊接；
所述铝箔弯折展平机构用于对经一次弯折后的所述正极铝箔进行同向二次弯折，并用于对经二次弯折后的所述正极铝箔进行展平；
纠向压合焊接前，夹持翻转装置将带有展平的所述正极铝箔的所述负极壳翻转180度；
所述铝箔弯折展平机构包括第一支架、设置于所述第一支架上的升降驱动单元、与所述升降驱动单元连接的水平驱动单元以及设置于所述水平驱动单元上的下刮平单元和上刮平单元；
所述升降驱动单元上设置有用于向经一次弯折后的所述正极铝箔吹气以实现同向二次弯折的气嘴结构；所述下刮平单元和所述上刮平单元相互配合用于夹紧展开并刮平经二次弯折后的所述正极铝箔。
2.根据权利要求1所述的纽扣电池正极铝箔激光焊接装置，其特征在于，所述水平驱动单元包括第一水平驱动件和第二水平驱动件；
所述第二水平驱动件设置于所述第一水平驱动件的动力部；所述下刮平单元和所述上刮平单元均设置于所述第二水平驱动件的动力部。
3.根据权利要求2所述的纽扣电池正极铝箔激光焊接装置，其特征在于，所述下刮平单元包括第一连接板和设置于所述第一连接板上的下刮平板；所述下刮平板的水平延伸部与所述气嘴结构相对应，所述气嘴结构吹气使所述正极铝箔向所述下刮平板的水平延伸部方向二次弯折。
4.根据权利要求3所述的纽扣电池正极铝箔激光焊接装置，其特征在于，所述上刮平单元包括第一安装板、设置于所述第一安装板上的第一升降驱动件、与所述第一升降驱动件的动力部连接的第三水平驱动件以及设置于所述第三水平驱动件的动力部上的浮动刮平头组件。
5.根据权利要求4所述的纽扣电池正极铝箔激光焊接装置，其特征在于，所述浮动刮平头组件包括第二连接板，设置于所述第二连接板底部的第三连接板；所述第三连接板上滑动安装有第一导向件，所述第一导向件上套设有第一弹性件，所述第一导向件穿出所述第三连接板的一端设置有上刮平头；所述上刮平头与所述下刮平板的水平延伸部相适配。
6.根据权利要求1所述的纽扣电池正极铝箔激光焊接装置，其特征在于，所述铝箔纠向压合焊接机构包括第二支架；所述第二支架从上至下依次设置有浮动压合焊接单元、纠向单元和浮动支撑单元。
7.根据权利要求6所述的纽扣电池正极铝箔激光焊接装置，其特征在于，所述纠向单元包括第二升降驱动件，所述第二升降驱动件的动力部上设置有夹爪驱动件，所述夹爪驱动件的两个动力部上均设置有连接块，所述连接块上设置有纠向夹爪；两个所述纠向夹爪相对运动时对所述正极铝箔进行位置纠正。
8.根据权利要求7所述的纽扣电池正极铝箔激光焊接装置，其特征在于，所述浮动压合焊接单元包括第三升降驱动件；所述第三升降驱动件的动力部上设置有第四连接板，所述第四连接板上滑动安装有第二导向件，所述第二导向件穿出所述第四连接板的一端设置有固定块，所述固定块与所述第四连接板之间的所述第二导向件上套设有第二弹性件；所述固定块上安装有压头，所述压头内设有供激光透过的通孔。
9.根据权利要求8所述的纽扣电池正极铝箔激光焊接装置，其特征在于，所述浮动支撑单元包括第四升降驱动件，所述第四升降驱动件的动力部上设置有第五连接板，所述第五连接板上滑动安装有顶杆，所述顶杆上设置有限位件，所述限位件与所述第五连接板之间的所述顶杆上套设有第三弹性件；所述顶杆与所述压头相对应。
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