CN112548304A

CN112548304A - 一种全自动铝壳电池超声波焊接机

Info

Publication number: CN112548304A
Application number: CN202011344107.XA
Authority: CN
Inventors: 王林; 汪骑兵; 杨文裕; 陈智伟; 朱达康
Original assignee: Shenzhen Zhongji Automation Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Zhongji Automation Co Ltd
Priority date: 2020-11-25
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2021-03-26

Abstract

本发明涉及电池加工技术领域，特别涉及一种全自动铝壳电池超声波焊接机，电芯取料机械手、连接片上料机构、压板输送机械手、保护片上料机构、焊接机构和电芯下料机构沿循环输送线的输送方向依次排列；压板输送机械手设置在压板推送组件与循环输送线之间；压板输送机械手用于将压板推送组件的压板输送至载具上；焊接机构用于将连接片和保护片焊接固定在电芯的极耳上；电芯下料机构用于取出载具上焊接后的电芯。在使用本发明时，该结构实现电芯极耳的连接片、电芯极耳和保护片自动焊接极大限度地提高电池生产效率，并能够使得电芯极耳的焊接质量更加稳定。

Description

一种全自动铝壳电池超声波焊接机

技术领域

本发明涉及电池加工技术领域，特别涉及一种全自动铝壳电池超声波焊接机。

背景技术

随着二十世纪末微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段，广泛应用于各行各业。在锂电池的生产组装过程中，焊接连接片、电芯极耳和保护片是一个重要工序。焊接前需要将电池放入夹具内，依次装入焊接连接片、电芯极耳和保护片后进行焊接；无论是装入电池焊接连接片、电芯极耳和保护片或者超声波焊接大部分还是采用人工操作，这种人工操作方式在具体应用中存在生产劳动强度大、效率低的缺陷；且焊接位置不能保持一定的精度，导致锂电池电芯加工的质量不过关，影响产品的质量。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种全自动铝壳电池超声波焊接机。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明所述的一种全自动铝壳电池超声波焊接机，它包括有机架；所述机架上固定有电芯取料机械手、连接片上料机构、循环输送线、压板推送组件、压板输送机械手、保护片上料机构、电芯下料机构和焊接机构；所述循环输送线的表面上均布有若干个载具；所述电芯取料机械手、连接片上料机构、压板输送机械手、保护片上料机构、焊接机构和电芯下料机构沿循环输送线的输送方向依次排列；所述压板输送机械手设置在压板推送组件与循环输送线之间；

所述电芯取料机械手用于将电芯输送至载具上；所述连接片上料机构用于将连接片输送至装有电芯的载具上；所述压板输送机械手用于将压板推送组件的压板输送至载具上；所述保护片上料机构用于将保护片输送至载具上；所述焊接机构用于将连接片和保护片焊接固定在电芯的极耳上；所述电芯下料机构用于取出载具上焊接后的电芯。

进一步地，所述载具由载具固定支架和固定在载具固定支架上的两个电芯夹持机构组成；所述载具固定支架固定在循环输送线上。

进一步地，所述电芯取料机械手包括有第一取料夹爪、第二取料夹爪、固定在机架上的取料横移模组；所述取料横移模组的输出端固定有取料升降模组；所述取料升降模组的输出端固定有夹爪固定板；所述夹爪固定板上固定有用于带动第一取料夹爪转动的取料转动机构；所述夹爪固定板上固定有取料横移气缸和取料横移导轨；所述第二取料夹爪上固定有与取料横移导轨相匹配的取料第一滑块；所述取料第一滑块嵌入到取料横移导轨上；所述取料横移气缸的活塞杆端固定在第二取料夹爪上。

进一步地，所述连接片上料机构包括有固定在机架上的连接片横移模组和连接片固定支架；所述连接片横移模组的滑块上固定有连接片升降模组；所述连接片升降模组上固定有连接片夹爪；所述连接片固定支架上固定有连接片定位组件和转盘；所述转盘上固定有若干个连接片载料盒；所述连接片载料盒在转盘上呈圆周分布；所述连接片定位组件设置在转盘与循环输送线之间。

进一步地，所述焊接机构包括有极片焊接组件和焊接预压机构；所述极片焊接组件由固定在机架上的焊机平移组件和焊机组成；所述焊接预压机构包括有固定在机架上的立柱和固定在立柱上的预压升降机构；所述预压升降机构上固定有预压板。

进一步地，所述压板推送组件包括有固定在机架上的压板固定架、固定在压板固定架上的压板升降机构；所述压板固定架上固定有压板储料架；所述压板升降机构用于推动压板储料架内的压板做升降运动。

进一步地，所述焊接机构与电芯下料机构之间设置有整形除尘机；所述整形除尘机包括有伸缩机构、固定在机架上的整形支架板和与整形支架板滑动连接的横移滑动板；所述整形支架板上固定有整形横移动力机构；所述整形横移动力机构用于驱动横移滑动板做水平方向的平移运动；所述横移滑动板上设置有两块整形升降滑动板；所述整形升降滑动板与横移滑动板滑动连接；所述伸缩机构的两端分别固定在两块整形升降滑动板上；整形升降滑动板的内侧表面上均固定有吸尘管和多块整形压块。

采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的一种全自动铝壳电池超声波焊接机，机架上固定有电芯取料机械手、连接片上料机构、循环输送线、压板推送组件、压板输送机械手、保护片上料机构、电芯下料机构和焊接机构；循环输送线的表面上均布有若干个载具；电芯取料机械手、连接片上料机构、压板输送机械手、保护片上料机构、焊接机构和电芯下料机构沿循环输送线的输送方向依次排列；压板输送机械手设置在压板推送组件与循环输送线之间；电芯取料机械手用于将电芯输送至载具上；连接片上料机构用于将连接片输送至装有电芯的载具上；压板输送机械手用于将压板推送组件的压板输送至载具上；保护片上料机构用于将保护片输送至载具上；焊接机构用于将连接片和保护片焊接固定在电芯的极耳上；电芯下料机构用于取出载具上焊接后的电芯。在使用本发明时，第一、电芯取料机械手将电芯输送至载具上；

第二、循环输送线带动装有电芯的载具运动至连接片上料机构处，通过连接片上料机构将连接片放入电芯的载具上；

第三、循环输送线带动装有电芯和连接片的载具运动至压板输送机械手下方；通过压板输送机械手把压板推送组件上的一块压板放入到装有电芯的载具上；

第四、循环输送线带动装有电芯、连接片和压板的载具运动至保护片上料机构；通过保护片上料机构将一块保护片放入到装有电芯、连接片和压板的载具上；

第五、循环输送线带动装有电芯、连接片、压板和保护片的载具运动至焊接机构处，通过焊接机构将连接片、电芯极耳和保护片焊接为一体；

第六、循环输送线带动焊接后的电芯输送至电芯下料机构上；通过电芯下料机构将焊接好的电芯输出到外部；

该结构实现电芯极耳的连接片、电芯极耳和保护片自动焊接极大限度地提高电池生产效率，并能够使得电芯极耳的焊接质量更加稳定。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是电芯取料机械手的结构示意图；

图3是图2中的A部放大视图；

图4是连接片上料机构的结构示意图；

图5是压板推送组件的结构示意图；

图6是极片焊接组件的结构示意图；

图7是载具的结构示意图；

图8是焊接预压机构的结构示意图；

图9是整形除尘机的结构示意图；

图10是上贴胶机构的结构示意图；

图11是电芯下料机构的结构示意图；

附图标记说明：

1、电芯取料机械手；101、取料横移模组；102、取料升降模组；

103、取料横移气缸；104、取料转动机构；105、第一取料夹爪；

106、取料横移导轨；107、第二取料夹爪；108、取料第一滑块；

109、夹爪固定板；

2、连接片上料机构；201、连接片横移模组；202、连接片定位组件；

203、连接片固定支架；204、转盘；205、连接片载料盒；

206、连接片夹爪；207、连接片升降模组；

3、循环输送线；

4、压板推送组件；401、压板储料架；402、压板升降机构；

403、压板固定架；

5、压板输送机械手；6、保护片上料机构；

7、极片焊接组件；701、焊机平移组件；702、焊机；

8、载具；801、电芯夹持机构；802、载具固定支架；

9、焊接预压机构；901、预压升降机构；902、预压板；903、立柱；

10、机架；

11、整形除尘机；1101、整形升降滑动板；1102、吸尘管；

1103、整形压块；1104、整形横移动力机构；1105、整形支架板；

1106、横移滑动板；1107、伸缩机构；

12、上贴胶机构；13、下贴胶机构；14、电芯下料机构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1至11所示，本发明所述的一种全自动铝壳电池超声波焊接机，它包括有机架10；所述机架10上固定有电芯取料机械手1、连接片上料机构2、循环输送线3、压板推送组件4、压板输送机械手5、保护片上料机构6、电芯下料机构14和焊接机构；所述循环输送线3的表面上均布有若干个载具8；所述电芯取料机械手1、连接片上料机构2、压板输送机械手5、保护片上料机构6、焊接机构和电芯下料机构14沿循环输送线3的输送方向依次排列；所述压板输送机械手5设置在压板推送组件4与循环输送线3之间；

所述电芯取料机械手1用于将电芯输送至载具8上；所述连接片上料机构2用于将连接片输送至装有电芯的载具8上；所述压板输送机械手5用于将压板推送组件4的压板输送至载具8上；所述保护片上料机构6用于将保护片输送至载具8上；所述焊接机构用于将连接片和保护片焊接固定在电芯的极耳上；所述电芯下料机构14用于取出载具8上焊接后的电芯；电芯下料机构14与现有技术无本质区别，故此不详说；循环输送线3为一首尾相接的输送线，在图1中视角下做顺时针方向运动。

第一、电芯取料机械手1将电芯输送至载具8上。

第二、循环输送线3带动装有电芯的载具8运动至连接片上料机构2处，通过连接片上料机构2将连接片放入电芯的载具8上。

第三、循环输送线3带动装有电芯和连接片的载具8运动至压板输送机械手5下方；通过压板输送机械手5把压板推送组件4上的一块压板放入到装有电芯的载具8上。

第四、循环输送线3带动装有电芯、连接片和压板的载具8运动至保护片上料机构6；通过保护片上料机构6将一块保护片放入到装有电芯、连接片和压板的载具8上。

第五、循环输送线3带动装有电芯、连接片、压板和保护片的载具8运动至焊接机构处，通过焊接机构将连接片、电芯极耳和保护片焊接为一体。

第六、循环输送线3带动焊接后的电芯输送至电芯下料机构14上；通过电芯下料机构14将焊接好的电芯输出到外部。

作为本发明的一种优选方式，所述载具8由载具固定支架802和固定在载具固定支架802上的两个电芯夹持机构801组成；所述载具固定支架802固定在循环输送线3上；电芯夹持机构801为四侧均设置气缸的夹持机构，通过四个气缸同步动作，实现电芯的夹持固定。

作为本发明的一种优选方式，所述电芯取料机械手1包括有第一取料夹爪105、第二取料夹爪107、固定在机架10上的取料横移模组101；所述取料横移模组101的输出端固定有取料升降模组102；所述取料升降模组102的输出端固定有夹爪固定板109；所述夹爪固定板109上固定有用于带动第一取料夹爪105转动的取料转动机构104；所述夹爪固定板109上固定有取料横移气缸103和取料横移导轨106；所述第二取料夹爪107上固定有与取料横移导轨106相匹配的取料第一滑块108；所述取料第一滑块108嵌入到取料横移导轨106上；所述取料横移气缸103的活塞杆端固定在第二取料夹爪107上；第一取料夹爪105和第二取料夹爪107分别各抓取一个电芯；通过取料转动机构104调节第一取料夹爪105上电芯的极耳的方向，使得两个电芯极耳对向设置，然后通过取料横移气缸103带动第二取料夹爪107上的电芯运动，使得两个电芯的位置与同一个载具固定支架802上两个电芯夹持机构801的位置匹配；使得第一取料夹爪105上的电芯和第二取料夹爪107上的电芯分别放入到同一个载具固定支架802上两个电芯夹持机构801上。

作为本发明的一种优选方式，所述连接片上料机构2包括有固定在机架10上的连接片横移模组201和连接片固定支架203；所述连接片横移模组201的滑块上固定有连接片升降模组207；所述连接片升降模组207上固定有连接片夹爪206；所述连接片固定支架203上固定有连接片定位组件202和转盘204；所述转盘204上固定有若干个连接片载料盒205；所述连接片载料盒205在转盘204上呈圆周分布；所述连接片定位组件202设置在转盘204与循环输送线3之间；连接片横移模组201带动连接片升降模组207做水平运动，连接片升降模组207带动连接片夹爪206做升降运动，连接片夹爪206先夹取连接片载料盒205上的连接片然后放入到连接片定位组件202上；通过连接片定位组件202上的多个气缸对连接片进行重新定位，定位后的连接片通过连接片横移模组201输送至装有电芯的载具8上；保护片上料机构6与连接片上料机构2使用相同的结构，保护片上料机构6以与连接片上料机构2相同的方式为载具8上输送保护片。

作为本发明的一种优选方式，所述焊接机构包括有极片焊接组件7和焊接预压机构9；所述极片焊接组件7由固定在机架10上的焊机平移组件701和焊机702组成；焊机平移组件701能够带动焊机702在平面上做左右平移、前后平移以及升降运动；通过焊机702对电芯、压板和保护片的焊接；本申请中一共有两个焊接机构，其中一个用于正极连接片、正极耳、正极保护片的焊接；另一个用于负极连接片、负极耳、负极保护片的焊接；焊机702与现有技术无本质区别，故此不详说；所述焊接预压机构9包括有固定在机架10上的立柱903和固定在立柱903上的预压升降机构901；所述预压升降机构901上固定有预压板902；在焊接前，预压升降机构901带动预压板902向下方的电芯运动，将电芯压紧，提高焊接时候的精度。

作为本发明的一种优选方式，所述压板推送组件4包括有固定在机架10上的压板固定架403、固定在压板固定架403上的压板升降机构402；所述压板固定架403上固定有压板储料架401；所述压板升降机构402用于推动压板储料架401内的压板做升降运动；压板升降机构402推动压板上升，使得压板输送机械手5在压板储料架401上取料的高度一致；压板储料架401的内部设置堆叠有多块压板，压板的作用是，在焊接前通过焊接预压机构9对压板施加压力，压住电芯，使得焊接的精度更高，压板用于对电芯保护；而焊接完毕后通过压板输送机械手5重新放入到压板储料架401内；压板输送机械手5与现有技术无本质区别，故此不详说。

作为本发明的一种优选方式，所述焊接机构与电芯下料机构14之间设置有整形除尘机11；所述整形除尘机11包括有伸缩机构1107、固定在机架10上的整形支架板1105和与整形支架板1105滑动连接的横移滑动板1106；所述整形支架板1105上固定有整形横移动力机构1104；所述整形横移动力机构1104用于驱动横移滑动板1106做水平方向的平移运动；所述横移滑动板1106上设置有两块整形升降滑动板1101；所述整形升降滑动板1101与横移滑动板1106滑动连接；所述伸缩机构1107的两端分别固定在两块整形升降滑动板1101上；整形升降滑动板1101的内侧表面上均固定有吸尘管1102和多块整形压块1103；整形横移动力机构1104推动横移滑动板1106在整形支架板1105上滑动至整形压块1103与电池极耳对准；伸缩机构1107收缩使得两个整形升降滑动板1101之间相互靠近后两个整形压块1103对焊接好的极耳进行压紧整形，并且吸尘管1102将极耳表面的焊渣吸除；在整形除尘机11与电芯下料机构14之间分别设置有上贴胶机构12和下贴胶机构13；通过上贴胶机构12和下贴胶机构13对电芯表面进行贴胶，一共贴了四道胶带；贴完后，两套检测组件对电芯进行检测判断是否合。

在使用本发明时，第一、取料夹爪和第二取料夹爪分别各抓取一个电芯；通过取料转动机构调节第一取料夹爪上电芯的极耳的方向，使得两个电芯极耳对向设置，然后通过取料横移气缸带动第二取料夹爪上的电芯运动，使得两个电芯的位置与同一个载具固定支架上两个电芯夹持机构的位置匹配；使得第一取料夹爪上的电芯和第二取料夹爪上的电芯分别放入到同一个载具固定支架上两个电芯夹持机构上。

第二、循环输送线带动装有电芯的载具运动至连接片上料机构处，连接片横移模组带动连接片升降模组做水平运动，连接片升降模组带动连接片夹爪做升降运动，连接片夹爪先夹取连接片载料盒上的连接片然后放入到连接片定位组件上；通过连接片定位组件上的多个气缸对连接片进行重新定位，定位后的连接片通过连接片横移模组输送至装有电芯的载具上。

第三、循环输送线带动装有电芯和连接片的载具运动至压板输送机械手下方；通过压板输送机械手把压板推送组件上的一块压板放入到装有电芯的载具上。

第四、循环输送线带动装有电芯、连接片和压板的载具运动至保护片上料机构；通过保护片上料机构将一块保护片放入到装有电芯、连接片和压板的载具上。

第五、循环输送线带动装有电芯、连接片、压板和保护片的载具运动至焊接机构处，

在焊接前，预压升降机构带动预压板向下方的电芯运动，将电芯压紧，提高焊接时候的精度；焊机平移组件能够带动焊机在平面上做左右平移、前后平移以及升降运动；通过焊机对电芯、压板和保护片的焊接；本申请中一共有两个焊接机构，其中一个用于正极连接片、正极耳、正极保护片的焊接为一体；另一个用于负极连接片、负极耳、负极保护片的焊接为一体，通过焊接机构将连接片、电芯极耳和保护片焊接为一体。

第六、循环输送线带动焊接后的电芯输送至整形横移动力机构，整形横移动力机构推动横移滑动板在整形支架板上滑动至整形压块与电池极耳对准；伸缩机构收缩使得两个整形升降滑动板之间相互靠近后两个整形压块对焊接好的极耳进行压紧整形，并且吸尘管将极耳表面的焊渣吸除。

第七、整形后的电芯通过循环输送线带输送至上贴胶机构和下贴胶机构处；通过上贴胶机构和下贴胶机构对电芯表面进行贴胶，一共贴了四道胶带；贴完后，两套检测组件对电芯进行检测判断是否合。

第八、检测完毕后，电芯通过循环输送线带输送至电芯下料机构上；通过电芯下料机构将焊接好的电芯输出到外部。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims

1.一种全自动铝壳电池超声波焊接机，其特征在于：它包括有机架（10）；所述机架（10）上固定有电芯取料机械手（1）、连接片上料机构（2）、循环输送线（3）、压板推送组件（4）、压板输送机械手（5）、保护片上料机构（6）、电芯下料机构（14）和焊接机构；所述循环输送线（3）的表面上均布有若干个载具（8）；所述电芯取料机械手（1）、连接片上料机构（2）、压板输送机械手（5）、保护片上料机构（6）、焊接机构和电芯下料机构（14）沿循环输送线（3）的输送方向依次排列；所述压板输送机械手（5）设置在压板推送组件（4）与循环输送线（3）之间；

所述电芯取料机械手（1）用于将电芯输送至载具（8）上；所述连接片上料机构（2）用于将连接片输送至装有电芯的载具（8）上；所述压板输送机械手（5）用于将压板推送组件（4）的压板输送至载具（8）上；所述保护片上料机构（6）用于将保护片输送至载具（8）上；所述焊接机构用于将连接片和保护片焊接固定在电芯的极耳上；所述电芯下料机构（14）用于取出载具（8）上焊接后的电芯。

2.根据权利要求1所述的一种全自动铝壳电池超声波焊接机，其特征在于：所述载具（8）由载具固定支架（802）和固定在载具固定支架（802）上的两个电芯夹持机构（801）组成；所述载具固定支架（802）固定在循环输送线（3）上。

3.根据权利要求2所述的一种全自动铝壳电池超声波焊接机，其特征在于：所述电芯取料机械手（1）包括有第一取料夹爪（105）、第二取料夹爪（107）、固定在机架（10）上的取料横移模组（101）；所述取料横移模组（101）的输出端固定有取料升降模组（102）；所述取料升降模组（102）的输出端固定有夹爪固定板（109）；所述夹爪固定板（109）上固定有用于带动第一取料夹爪（105）转动的取料转动机构（104）；所述夹爪固定板（109）上固定有取料横移气缸（103）和取料横移导轨（106）；所述第二取料夹爪（107）上固定有与取料横移导轨（106）相匹配的取料第一滑块（108）；所述取料第一滑块（108）嵌入到取料横移导轨（106）上；所述取料横移气缸（103）的活塞杆端固定在第二取料夹爪（107）上。

4.根据权利要求1所述的一种全自动铝壳电池超声波焊接机，其特征在于：所述连接片上料机构（2）包括有固定在机架（10）上的连接片横移模组（201）和连接片固定支架（203）；所述连接片横移模组（201）的滑块上固定有连接片升降模组（207）；所述连接片升降模组（207）上固定有连接片夹爪（206）；所述连接片固定支架（203）上固定有连接片定位组件（202）和转盘（204）；所述转盘（204）上固定有若干个连接片载料盒（205）；所述连接片载料盒（205）在转盘（204）上呈圆周分布；所述连接片定位组件（202）设置在转盘（204）与循环输送线（3）之间。

5.根据权利要求1所述的一种全自动铝壳电池超声波焊接机，其特征在于：所述焊接机构包括有极片焊接组件（7）和焊接预压机构（9）；所述极片焊接组件（7）由固定在机架（10）上的焊机平移组件（701）和焊机（702）组成。

6.根据权利要求1所述的一种全自动铝壳电池超声波焊接机，其特征在于：所述压板推送组件（4）包括有固定在机架（10）上的压板固定架（403）、固定在压板固定架（403）上的压板升降机构（402）；所述压板固定架（403）上固定有压板储料架（401）；所述压板升降机构（402）用于推动压板储料架（401）内的压板做升降运动。

7.根据权利要求1所述的一种全自动铝壳电池超声波焊接机，其特征在于：所述焊接机构与电芯下料机构（14）之间设置有整形除尘机（11）；所述整形除尘机（11）包括有伸缩机构（1107）、固定在机架（10）上的整形支架板（1105）和与整形支架板（1105）滑动连接的横移滑动板（1106）；所述整形支架板（1105）上固定有整形横移动力机构（1104）；所述整形横移动力机构（1104）用于驱动横移滑动板（1106）做水平方向的平移运动；所述横移滑动板（1106）上设置有两块整形升降滑动板（1101）；所述整形升降滑动板（1101）与横移滑动板（1106）滑动连接；所述伸缩机构（1107）的两端分别固定在两块整形升降滑动板（1101）上；整形升降滑动板（1101）的内侧表面上均固定有吸尘管（1102）和多块整形压块（1103）。