CN112705829A - 一种电池生产用自动点焊机 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电池生产用自动点焊机，包括工作台、机架、两个点焊组件、定位组件、横向轨道、纵向轨道、换向组件、拨轮组件和输送带，所述点焊组件包括竖向移动机构、横向移动机构、光电开关、点焊头和焊针，两个点焊组件分别对应一个点焊工位且焊针连线方向互相垂直，定位组件包括定位板、定位槽、定位条和调节机构，纵向轨道和横向轨道分别由一个皮带传动，皮带的动力端设置有减速电机，拨轮组件用来拨动位于换向组件上的电池组工装，纵向轨道的输出端设置有与纵向轨道的传送方向垂直的输送带。本发明可以实现电池组的自动传送，由两个点焊组件对同一电池组有序进行两个不同方向上的点焊，提高了点焊质量与点焊效率，生产效率较高。

Description

一种电池生产用自动点焊机

技术领域

本发明属于电池组生产设备技术领域，尤其涉及一种电池生产用自动点焊机。

背景技术

点焊机系采用双面双点过流焊接的原理，工作时两个电极加压工件使两层金属在两电极的压力下形成一定的接触电阻，而焊接电流从一电极流经另一电极时在两接触电阻点形成瞬间的热熔接，且焊接电流瞬间从另一电极沿两工件流至此电极形成回路，并且不会伤及被焊工件的内部结构。锂电池是现在运用比较成熟而且发展前景非常广阔的能源电池，锂电池的研究对于可持续发展有着重要意义。在锂电池的制造生产中，点焊是比较重要的工序。

现有的点焊机包括点焊头、焊针夹具、焊针、竖向移动机构、横向移动机构和机架。点焊头携带焊针在竖向移动机构和横向移动机构的作用下完成点焊工作。不过，由于点焊机的自动性能较差，大部分电池组都是通过人工将其摆放至点焊工位的，再由点焊机来进行点焊，工作量较大，生产效率较低；再者，对于异形电池组或者是需要在两个垂直交叉方向上进行点焊时，虽然点焊位点分布比较规律，但点焊作业还是受到了较大限制，生产效率很低；尽管一些点焊机采用安装旋转机构的方式来配合点焊头完成多个方向的点焊，但由于电池组的点焊位点较多，再加上点焊的瞬间压力，导致旋转动作出现故障的频率较高，进而影响生产效率；其次，旋转机构的旋转频次较多，旋转机构的旋转与电池组的平移存在一定的时间差，导致点焊质量受到影响。

发明内容

本发明针对上述的点焊机所存在的技术问题，提出一种设计合理、结构简单、点焊质量与点焊效率较高、故障率较低且有利于提高生产效率的一种电池生产用自动点焊机。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供的一种电池生产用自动点焊机，包括工作台，所述工作台上设置有机架，所述机架上设置有点焊组件，所述点焊组件包括竖向移动机构、横向移动机构、光电开关和点焊头，所述点焊头设置在竖向移动机构的底部，所述竖向移动机构与横向移动机构的活动端连接，所述点焊头的底部设置有一对焊针，所述机架上并排设置有两个点焊组件，所述两个点焊组件分别对应一个点焊工位，所述两个点焊组件的两个横向移动方向互相平行，所述两个点焊组件的焊针连线方向互相垂直，所述点焊组件的下方设置有定位组件，所述定位组件包括两个对称分布的定位板，所述定位板在其内侧设置有两组与两个点焊工位分别对应的定位槽组，所述定位槽组包括两个上下分布的定位槽，所述定位槽中设置有定位条，所述定位条用来与装有电池组的电池组工装侧壁滑动配合，所述定位板的外侧设置有用来调节定位条的调节机构，所述定位组件之间设置有供电池组工装移动的纵向轨道，所述纵向轨道的输入端设置有换向组件，所述换向组件的一侧设置有供电池组工装移动的横向轨道，所述横向轨道和纵向轨道均包括两个相背的“7”字形支撑板，所述支撑板的下方设置有若干个沿其长度方向分布的辊轴，所述辊轴的底端设置有位于工作台下方的齿轮，所述纵向轨道和横向轨道分别由一个皮带传动，所述皮带的动力端设置有减速电机，所述换向组件的另一侧设置有拨轮组件，所述拨轮组件设置在支撑座上，所述支撑座的一侧与机架连接，所述拨轮组件用来拨动位于换向组件上的电池组工装，所述纵向轨道的输出端设置有与纵向轨道的传送方向垂直的输送带。

作为优选，所述拨轮组件包括拨轮电机，所述拨轮电机的输出端设置有拨轮轴，所述拨轮轴上设置有星状拨轮，所述星状拨轮上设置有四个均匀分布拨杆，所述拨杆呈Z字形，所述拨杆的一端与星状拨轮垂直，所述拨杆的另一端长度小于纵向轨道的间距并且设置有旋转杆套。

作为优选，所述换向组件包括转盘，所述转盘的直径大于电池组工装的最大长度，所述转盘设置在工作台上，所述转盘的顶面设置有两个供电池组工装移动的换向轨道，所述转盘的中心设置有齿轴，所述齿轴上设置有换向轮，所述换向轮包括与齿轴啮合的内齿和与换向轮一体的弧形臂，所述弧形臂的一端设置有立轴，所述立轴上设置有轴套，所述换向轮的一侧设置有与轴套连接的换向气缸，所述换向轮的底部设置有压力开关，所述压力开关与换向气缸电性连接。

作为优选，所述调节机构包括凹字形板，所述凹字形板的中心设置有螺纹孔，所述螺纹孔中设置有调节杆，所述调节杆的端部与设置在定位条侧面的条形孔连接，所述定位条的一端铰接在定位槽中。

作为优选，所述机架的下方设置有位于竖向移动机构的导向方管。

作为优选，所述点焊头的底部设置有一对夹头孔，所述夹头孔中设置有弹簧夹头，所述点焊头的侧面设置有与弹簧夹头连接的调节螺旋，所述弹簧夹头中设置有拉杆，所述拉杆的底部设置有用来安装焊针的焊针座。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明提供的一种电池生产用自动点焊机，通过设计横向轨道、纵向轨道、换向组件和拨轮组件能够实现电池组的自动传送，而且由两个点焊组件对同一电池组有序进行两个不同方向上的点焊，不仅提高了点焊质量与点焊效率，还具有较长的使用寿命，整个设备生产效率较高，而且设计合理，结构简单，适合大规模推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例提供的一种电池生产用自动点焊机的轴测图；

图2为实施例提供的一种电池生产用自动点焊机的主视图；

图3为实施例提供的一种电池生产用自动点焊机的在另一方向的轴测图；

图4为实施例提供的一种电池生产用自动点焊机的仰视图；

图5为实施例提供的换向组件与定位组件的轴测图；

图6为实施例提供的换向组件与定位组件的主视图；

以上各图中，

1、工作台；2、机架；3、点焊组件；31、竖向移动机构；32、横向移动机构；33、光电开关；34、点焊头；35、焊针；36、弹簧夹头；37、调节螺旋；38、焊针座；39、导向方管；4、定位组件；41、定位板；42、定位槽；43、定位条；44、调节机构；441、凹字形板；442、调节杆；5、电池组工装；6、纵向轨道；7、换向组件；71、转盘；72、换向轨道；73、齿轴；74、换向轮；75、弧形臂；76、立轴；77、轴套；78、换向气缸；79、压力开关；8、横向轨道；9、支撑板；10、辊轴；11、齿轮；12、皮带；13、减速电机；14、拨轮组件；141、拨轮电机；142、拨轮轴；143、星状拨轮；144、拨杆；15、支撑座；16、输送带。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例，如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本发明提供的一种电池生产用自动点焊机，包括工作台1，所述工作台1上设置有机架2，机架2 上设置有点焊组件3，点焊组件3包括竖向移动机构31、横向移动机构32、光电开关33和点焊头34，点焊头34设置在竖向移动机构31的底部，竖向移动机构31与横向移动机构32的活动端连接，点焊头33的底部设置有一对焊针 35。其中，机架2和点焊组件3为现有技术，本实施例在此不再赘述。在现有技术的基础上，本发明主要增加了用来自动传送电池组以及电池组工装5的结构，并针对电池组工装被传送的精确性提供了定位组件4，而且对工作的局部结构作出相应的改进，从而大大提高本装置应用到电池组点焊作业中的点焊效率。

具体地，本发明在机架2上并排设置有两个点焊组件3，两个点焊组件3 分别对应一个点焊工位，两个点焊组件3的两个横向移动方向互相平行，两个点焊组件的焊针连线方向互相垂直，点焊组件3的下方设置有定位组件4，定位组件4包括两个对称分布的定位板41，定位板41在其内侧设置有两组与两个点焊工位分别对应的定位槽组，定位槽组包括两个上下分布的定位槽42，定位槽42中设置有定位条43，定位条43用来与装有电池组的电池组工装5侧壁滑动配合，定位板41的外侧设置有用来调节定位条的调节机构44，定位组件4之间设置有供电池组工装移动的纵向轨道6，纵向轨道6的输入端设置有换向组件7，换向组件7的一侧设置有供电池组工装移动的横向轨道8，横向轨道8 和纵向轨道6均包括两个相背的“7”字形支撑板，支撑板9的下方设置有若干个沿其长度方向分布的辊轴10，辊轴10的底端设置有位于工作台下方的齿轮 11，纵向轨道6和横向轨道8分别由一个皮带12传动，皮带12的动力端设置有减速电机13，换向组件7的另一侧设置有拨轮组件14，拨轮组件14设置在支撑座15上，支撑座15的一侧与机架2连接，拨轮组件14用来拨动位于换向组件上的电池组工装5，纵向轨道6的输出端设置有与纵向轨道6的传送方向垂直的输送带16。其中，支撑板9与辊轴10既能对电池组工装起到支撑的作用，同时也起到摩擦传动的作用，使得电池组工装5能够合理地到达点焊工位，并在点焊之后被准确地输出至输送带16。换向组件7作为横向轨道8与纵向轨道6之间的过渡部分能够使得电池组工装5在横向轨道8、纵向轨道6与输送带16之间进行有序输送，而拨轮组件14主要是辅助在换向组件上的电池组工装5能够以被动的形式进入到纵向轨道6上，进而逐渐到达相应的点焊工位。定位组件的作用是防止电池组工装5在纵向轨道6的带动下出现摆头摆尾的情况。

本装置的工作原理是，将装有电池组的电池组工装5陆续放到横向轨道8 的输入端，由横向轨道8的辊轴10带动其朝换向组件移动，直到其完全进入到换向组件7上，换向组件7转动90度可以将电池组工装连同电池组转动90度，通过拨轮组件14将电池组工装5朝正在运作中的纵向轨道6拨动，电池组工装 5在纵向轨道6的摩擦传动下逐渐朝第一个点焊工位移动，直到第一个点焊工位的光电开关33检测到电池组工装，启动相应的点焊组件3进行同一方向上的点焊作业，而电池组工装5则稳定向前移动，可以保证同一方向上的点焊位点被全部焊接；电池组工装5继续移动直到进入第二个点焊工位并被该处的光电开关33检测到，启动相应的点焊组件3进行另一个方向上的点焊作业，将上一个点焊工位所剩余的点焊位点全部焊接；点焊完成之后，电池组工装继续向前移动，直到其进入到输送带16，由输送带16将其输出。电池组工装5在纵向轨道6上移动的过程中，其顶部和底部的侧壁沿着定位组件4的定位条43进行滑动，而定位条43可以根据纵向轨道的安装误差以及点焊组件的安装误差以及点焊精度被调节机构44调整，以最大限度地保证点焊质量。这样的话，本装置避免采用边点焊边旋转的形式，既减少了点焊组件与电池组的时间差，提高了点焊效率，又保护了设备，同时也保证了点焊质量，大大提高了本装置应用到电池组点焊作业的生产效率。其中，光电开关33控制横向移动机构32和竖向移动机构31的原理属于现有成熟技术，本发明实施例在此不再赘述。

为了提高拨轮组件14的专用性，本发明提供的拨轮组件14既能保证电池组工装5无阻碍进入换向组件，又能保证拨轮组件14的拨动端能够陆续拨动进入换向组件上的电池组工装5。具体地，拨轮组件14包括拨轮电机141，拨轮电机141的输出端设置有拨轮轴142，拨轮轴142上设置有星状拨轮143，星状拨轮143上设置有四个均匀分布拨杆144，拨杆144呈Z字形，拨杆144的一端与星状拨轮143垂直，拨杆144的另一端长度小于纵向轨道的间距(纵向轨道的间距与横线轨道间距以及换向轨道间距相同)并且设置有旋转杆套。拨轮组件14的工作原理是，相邻拨杆144在电池组工装5进入换向组件上时处于自然敞开状态，敞开间距大于电池组工装5的最大宽度，电池组工装5被横向轨道8输送至换向组件7上自然便处于两个拨杆144之间，而且电池组工装5被换向组件7带动并旋转90度之后，即由拨轮电机141驱动星状拨轮143转动，从而由拨杆144拨动电池组工装5朝纵向轨道6的传送方向移动直到完全转移到纵向轨道6上。其中，星状拨轮143为四角星结构，其四个拨杆144可以保证其与电池组工装的上料频率相匹配，使其具有较高的生产连续性；拨杆144 采用Z字形结构，尤其是其拨动端可以有效避开换向组件7上的换向轨道，保证其有合理的拨动功能，并且避免出现直接碰撞电池组而导致电池组顶部的镍片大面积错位，进一步保证了点焊质量与效率。

为了提高换向组件7的工作性能，本发明提供的换向组件7包括转盘 71，转盘71的直径大于电池组工装5的最大长度，转盘71设置在工作台1上，转盘71的顶面设置有两个供电池组工装移动的换向轨道72，转盘71的中心设置有齿轴73，齿轴73上设置有换向轮74，换向轮74包括与齿轴73啮合的内齿和与换向轮一体的弧形臂75，弧形臂75的一端设置有立轴76，立轴76上设置有轴套77，换向轮74的一侧设置有与轴套连接的换向气缸78，换向轮74的底部设置有压力开关79，压力开关79与换向气缸78电性连接。其中，压力开关控制气缸工作的技术属于现有成熟技术，本发明实施例不再赘述。通过换向气缸78驱动轴套可以使弧形臂75作平面运动，该平面运动包括换向轮74 的旋转运动，而换向轮74在转动的过程中可以使得齿轴带动转盘71旋转，进而能够使得换向轨道72在横向轨道8与纵向轨道6之间作90度的重复切换；同时，考虑到转盘71在本装置中的设计功能为旋转90度，所以本装置采用换向气缸驱动转盘转动形式，不仅具有足够的即时反应效率，还具有较高的利用率，噪音较低。需要说明的是，本装置所采用的所有气缸的气源均为气源站，可以是同一气源站，也可以是不同气源站，气源站的位置合理设计即可。

为了提高定位条73与电池组工装5的配合性能，本发明中特别设计高效的调节机构44以保证调节的即时性与可操作性。具体地，调节机构44包括凹字形板441，凹字形板441的中心设置有螺纹孔，螺纹孔中设置有调节杆442，调节杆442的端部与设置在定位条侧面的条形孔(图中未示出)连接，定位条43 的一端铰接在定位槽42中，这样的话，直接旋转调节杆442，调节杆442与螺纹孔的配合深度及其在条形孔的连接位置产生偏移，使得定位条43所朝向电池组工装5的一侧成为微倾斜面，从而使得电池组工装5具有平衡度较高的移动能力，进而保证点焊质量。其中，条形孔的上下壁面具有与调节杆的螺旋螺纹配合的斜直线纹路，既能保证其与调节杆具有可靠性较高的连接能力，还能保证其后端能够绕铰接节点作合理的摆动以获得移动的微倾斜面。

为了提高点焊质量，本发明在机架2的下方设置有位于竖向移动机构31 的导向方管39，一对导向方管39的间距为竖向移动机构31的宽度，竖向移动结构31能够在横向移动机构32的驱动下沿着导向方管39的内壁作直线运动。

为了提高点焊头34的装配性能，本发明在点焊头34的底部设置有一对夹头孔，夹头孔中设置有弹簧夹头36，点焊头34的侧面设置有与弹簧夹头连接的调节螺旋37，弹簧夹头中设置有拉杆(图中未示出)，拉杆的底部设置有用来安装焊针35的焊针座38。其中，焊针座38的主要用来夹紧焊针35，并且能够调整焊针35的间距。通过调节拉杆在弹簧夹头中的配合深度可以使焊针 35获得合理的点焊压力，而调节螺旋37则用来锁紧弹簧夹头36，实用性较强，利用率较高。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种电池生产用自动点焊机，包括工作台，所述工作台上设置有机架，所述机架上设置有点焊组件，所述点焊组件包括竖向移动机构、横向移动机构、光电开关和点焊头，所述点焊头设置在竖向移动机构的底部，所述竖向移动机构与横向移动机构的活动端连接，所述点焊头的底部设置有一对焊针，其特征在于，所述机架上并排设置有两个点焊组件，所述两个点焊组件分别对应一个点焊工位，所述两个点焊组件的两个横向移动方向互相平行，所述两个点焊组件的焊针连线方向互相垂直，所述点焊组件的下方设置有定位组件，所述定位组件包括两个对称分布的定位板，所述定位板在其内侧设置有两组与两个点焊工位分别对应的定位槽组，所述定位槽组包括两个上下分布的定位槽，所述定位槽中设置有定位条，所述定位条用来与装有电池组的电池组工装侧壁滑动配合，所述定位板的外侧设置有用来调节定位条的调节机构，所述定位组件之间设置有供电池组工装移动的纵向轨道，所述纵向轨道的输入端设置有换向组件，所述换向组件的一侧设置有供电池组工装移动的横向轨道，所述横向轨道和纵向轨道均包括两个相背的“7”字形支撑板，所述支撑板的下方设置有若干个沿其长度方向分布的辊轴，所述辊轴的底端设置有位于工作台下方的齿轮，所述纵向轨道和横向轨道分别由一个皮带传动，所述皮带的动力端设置有减速电机，所述换向组件的另一侧设置有拨轮组件，所述拨轮组件设置在支撑座上，所述支撑座的一侧与机架连接，所述拨轮组件用来拨动位于换向组件上的电池组工装，所述纵向轨道的输出端设置有与纵向轨道的传送方向垂直的输送带。

2.根据权利要求1所述的一种电池生产用自动点焊机，其特征在于，所述拨轮组件包括拨轮电机，所述拨轮电机的输出端设置有拨轮轴，所述拨轮轴上设置有星状拨轮，所述星状拨轮上设置有四个均匀分布拨杆，所述拨杆呈Z字形，所述拨杆的一端与星状拨轮垂直，所述拨杆的另一端长度小于纵向轨道的间距并且设置有旋转杆套。

3.根据权利要求2所述的一种电池生产用自动点焊机，其特征在于，所述换向组件包括转盘，所述转盘的直径大于电池组工装的最大长度，所述转盘设置在工作台上，所述转盘的顶面设置有两个供电池组工装移动的换向轨道，所述转盘的中心设置有齿轴，所述齿轴上设置有换向轮，所述换向轮包括与齿轴啮合的内齿和与换向轮一体的弧形臂，所述弧形臂的一端设置有立轴，所述立轴上设置有轴套，所述换向轮的一侧设置有与轴套连接的换向气缸，所述换向轮的底部设置有压力开关，所述压力开关与换向气缸电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种电池生产用自动点焊机，其特征在于，所述调节机构包括凹字形板，所述凹字形板的中心设置有螺纹孔，所述螺纹孔中设置有调节杆，所述调节杆的端部与设置在定位条侧面的条形孔连接，所述定位条的一端铰接在定位槽中。

5.根据权利要求4所述的一种电池生产用自动点焊机，其特征在于，所述机架的下方设置有位于竖向移动机构的导向方管。

6.根据权利要求5所述的一种电池生产用自动点焊机，其特征在于，所述点焊头的底部设置有一对夹头孔，所述夹头孔中设置有弹簧夹头，所述点焊头的侧面设置有与弹簧夹头连接的调节螺旋，所述弹簧夹头中设置有拉杆，所述拉杆的底部设置有用来安装焊针的焊针座。

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