CN112705844B - 一种非对称极耳电池模组的焊接装置及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种非对称极耳电池模组的焊接装置及焊接方法，包括模组转运机构，模组转运机构的两侧分别设置丝杠运动机构和顶持机构，丝杠运动机构上方安装铜嘴压紧机构，模组转运机构下方安装顶升机构，上方设有用于放置电池模组的转运托盘，且转运托盘旋转90°后，转运托盘的轴线与顶持机构的轴线重合，丝杠运动机构、铜嘴压紧机构、模组转运机构、顶升机构、顶持机构分别信号连接至控制器。本发明所述的非对称极耳电池模组的焊接装置及焊接方法，通过极耳铜嘴压紧机构的自动移动，使其与模组A、B面分别对应进行定位压紧焊接，实现了电池模组极耳的自动焊接。

Description

一种非对称极耳电池模组的焊接装置及焊接方法

技术领域

本发明属于软包动力电池领域，尤其是涉及一种非对称极耳电池模组的焊接装置及焊接方法。

背景技术

当前国内电池厂商模组焊接大部分采用自动化激光焊接，模组的结构多样化需要匹配对应的自动化方案设计现有技术中，非对称极耳焊接结构电池模组的两端面极耳焊接位置存在差异，不能采用同一压紧工装进行压紧；需要针对此结构制作不同的压紧工装进行分别压紧焊接；现有焊接方案需要进行线下分别压紧，无法进行自动化生产；导致焊接时极耳位置不准确，自动化程度低，易造成生产效率低等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种非对称极耳电池模组的焊接装置，以解决现有焊接技术需要进行线下分别压紧，无法进行自动化生产的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种非对称极耳电池模组的焊接装置，包括丝杠运动机构、铜嘴压紧机构、模组转运机构、顶升机构、顶持机构和控制器，模组转运机构的两侧分别设置丝杠运动机构和顶持机构，丝杠运动机构上方安装铜嘴压紧机构，模组转运机构下方安装顶升机构，上方设有用于放置电池模组的转运托盘，且转运托盘旋转90°后，转运托盘的轴线与顶持机构的轴线重合，丝杠运动机构、铜嘴压紧机构、模组转运机构、顶升机构、顶持机构分别信号连接至控制器。

进一步的，所述铜嘴压紧机构包括一号压紧单元、二号压紧单元、一号极耳铜嘴压紧板和二号极耳铜嘴压紧板，一号压紧单元和二号压紧单元下方固定连接至丝杠运动机构，丝杠运动机构左右移动带动一号压紧单元和二号压紧单元左右移动，一号压紧单元的内侧安装一号极耳铜嘴压紧板，二号压紧单元的内侧安装二号极耳铜嘴压紧板，一号压紧单元、二号压紧单元、丝杠运动机构的电机分别信号连接至控制器。

进一步的，所述一号压紧单元和二号压紧单元的结构相同，一号压紧单元包括一号托板、一号压紧气缸和二号压紧气缸，一号托板的固定连接至丝杠运动机构，上方对称安装一号压紧气缸和二号压紧气缸，一号压紧气缸和二号压紧气缸的内侧均通过连接杆连接至一号极耳铜嘴压紧板，一号压紧气缸和二号压紧气缸共用一个一号压紧电磁阀，一号压紧电磁阀信号连接至控制器。

进一步的，所述一号极耳铜嘴压紧板和二号极耳铜嘴压紧板均为一体式结构，一号极耳铜嘴压紧板、二号极耳铜嘴压紧板上设置的铜嘴均通过导向柱进行定位，铜嘴与导向柱间安装弹簧进行压缩量调整。

进一步的，所述模组转运机构包括两条平行设置的倍速链，两条倍速链之间设有若干气动挡卡和顶升机构，倍速链通过电机驱动进行回型结构运转使倍速链流转，且两个倍速链上方设有若干转运托盘，转运托盘上方设有用于放置模组侧卡槽，转运托盘底部设有定位槽，相邻的两个气动挡卡之间放置一个转运托盘，第二个气动档卡的一侧设有一个位置传感器，每个气动挡卡均管路连接至外部气源，且每条管路上设有一个挡块电磁阀，每个挡块电磁阀、位置传感器分别信号连接至控制器。

进一步的，所述模组转运机构包括平行设置的一号倍速链、二号倍速链，一号倍速链、二号倍速链之间安装一号气动挡卡、二号气动挡卡和顶升机构，且一号倍速链、二号倍速链上方放置一号转运托盘和二号转运托盘，一号气动挡卡位于一号转运托盘前方，二号气动挡卡位于二号转运托盘前方，二号气动挡卡一侧设有位置传感器，位置传感器安装在二号倍速链外侧，一号转运托盘和二号转运托盘底部均安装一个到位传感器，一号气动挡卡、二号气动挡卡均连接至外部气源，一号气动挡卡的一号气动挡卡电磁阀、二号气动挡卡的二号气动挡卡电磁阀、位置传感器、到位传感器分别信号连接至控制器。

进一步的，所述顶升机构包括顶升气缸、固定板、安装板、升降杆、顶板、定位柱，固定板两侧分别安装一个安装板，两个安装板分别固定连接至一号倍速链一侧的钢板、二号倍速链一侧的钢板，固定板上方设有顶板，固定板底部安装顶升气缸，顶升气缸的升降杆穿过固定板连接至顶板，顶板上均布若干定位柱，用于插接转运托盘底部的定位槽，顶升气缸信号连接至控制器。

进一步的，所述顶持机构包括顶持壳体、顶持气缸和顶持板，顶持壳体内部安装顶持气缸，顶持气缸靠近模组转运机构的一侧安装顶持板，且顶持板的高度大于转运托盘的高度，顶持气缸信号连接至控制器。

相对于现有技术，本发明所述的非对称极耳电池模组的焊接装置具有以下优势：

(1)本发明所述的非对称极耳电池模组的焊接装置，模组两端面焊接工装与PLC进行反馈连接，可实现不同焊接工装的自动切换，通过焊接工装的自动切换，实现对应待焊接位置焊接；实现非对称结构软包动力电池模组的焊接生产。

(2)本发明所述的非对称极耳电池模组的焊接装置，通过极耳铜嘴压紧机构的自动移动，使其与模组A、B面分别对应进行定位压紧焊接，实现了电池模组极耳的自动焊接。

本发明的另一目的在于提出一种非对称极耳电池模组的焊接方法，以解决极耳焊接时，极耳位置不准确，自动化程度低，造成生产效率低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种非对称极耳电池模组的焊接方法，包括焊接机器人，焊接机器人信号连接至控制器，对模组A面、模组B面进行标记，具体步骤如下：

S1、模组入焊接工站

S11、堆叠完成的模组放置于转运托盘，转运托盘放置在倍速链上，并通过倍速链进入焊接工站；

S2、模组定位

S21、气动挡卡自然状态下处于上升状态以便将模组停留至当前工位，当位置传感器将检测到转运托盘的信号实时传递给控制器，当控制器判断该转运托盘上没有模组时，对该转运托盘进行标记，当前一工序的模组焊接完成后，一号气动挡卡会上升，当没有模组的转运托盘会通过倍速链进入待测位置时，控制器控制一号气动挡卡下降，同时控制其他执行器均不进行动作，从而不对该转运托盘的空盘进行焊接，使得该空盘直接流向流水线的下一步剔除工序；当位置传感器检测到该转运托盘上有模组时，会将信号传递给控制器，控制器判断该转运托盘上有模组，当前一工序的模组焊接完成后，控制器一号气动挡卡会上升，当下一个有模组的转运托盘会通过倍速链进入待测位置时，即该转运托盘上的到位传感器给控制器发送到位信号，控制器判断模组到达待测位置；

S22、控制器控制顶升气缸向上运动，顶升机构对转运托盘进行定位，顶升气缸继续上升到预定行程后，并按照预定压力将转运托盘进行升起并旋转90°，待焊接模组旋转后其轴线与顶持板的轴线一致；

S23、上述预定行程完成后，控制器控制顶持气缸按设定行程和压力在模组后方顶持模组B面，避免模组移位；

S24、上述预定行程完成后，控制器控制丝杠运动机构的电机旋转，丝杠运动机构带动铜嘴压紧机构按照设定行程运动，使得一号压紧单元对准模组A面，丝杠运动机构停止运动后，控制器控制一号极耳铜嘴压紧板对准模组A面进行压紧；

S3、模组焊接

S31、模组A面极耳通过一号极耳铜嘴压紧板压紧后，控制器将压紧信号传递给机器人，触发机器人按设定程序进行模组A面极耳焊接；待模组A面焊接完成后，机器人及激光焊接头回到安全位置后，机器人信号发送给控制器，控制器控制一号压紧单元、模组后方顶持机构依次松开模组回到初始位置，模组处于自由状态；

S32、控制器控制顶升机构再次对载有的转运托盘进行180°旋转，使焊接完成的模组A面旋转至模组后方顶持机构一侧侧，模组B面旋转至铜嘴压紧机构位置；待旋转完成后，模组后方顶持机构按设定行程及气压对模组A面定位，同时铜嘴压紧机构通丝杠运动机构移动，使与模组B面对应的二号极耳铜嘴压紧板对准模组B面，丝杠运动机构停止运动后，控制器控制二号极耳铜嘴压紧板对准模组B面进行压紧；模组B面压紧后，控制器将压紧信号传递给机器人，触发机器人按设定程序进行模组B面极耳焊接；

S33、待模组B面焊接完成后机器人及激光焊接头回到安全位置后，机器人信号发送给控制器，控制器控制二号压紧单元、模组后方顶持机构依次松开模组回到初始位置，模组处于自由状态；

S34、控制器控制顶升机构再次对载有的转运托盘进行90°旋转，使转运托盘与倍速链平行，完成旋转后，控制器控制顶升机构下降回到初始位置，此时载有模组的转运托盘落于倍速链上，同时模组到位信号感应器靠近气动挡卡，并将信号传递给控制器，控制器控制该气动挡卡下降，使该转运托盘及模组移动出焊接工站。

进一步的，所述步骤S21中，模组进入待检测位置的检测方法为两种，一种为：该转运托盘下方设有到位传感器，到位传感器到达指定位置时，给控制器发送到位信号；另一种为：控制器内部设定延时设定程序，其具体推算过程为：已知相邻的两个气动挡卡之间的距离S，倍速链的速度V，即模组的运行速度为V，则根据速度计算公式，可计算出相邻两个模组的运行时间t，t＝S/V，将该时间t存入控制器中，到达规定的时间后，即模组到达指定位置。

所述非对称极耳电池模组的焊接方法与上述非对称极耳电池模组的焊接装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的非对称极耳电池模组的焊接装置旋转前的示意图；

图2为本发明实施例所述的非对称极耳电池模组的焊接装置旋转后的示意图；

图3为本发明实施例所述的丝杠运动机构个铜嘴压紧机构的示意图；

图4为本发明实施例所述的模组转运机构的示意图；

图5为本发明实施例所述的顶升机构的示意图；

图6为本发明实施例所述的顶持机构的示意图。

附图标记说明：

1-丝杠运动机构；2-铜嘴压紧机构；21-一号压紧单元；211-一号托板；212-一号压紧气缸；213-二号压紧气缸；22-二号压紧单元；221-二号托板；222-三号压紧气缸；223-四号压紧气缸；23-一号极耳铜嘴压紧板；24-二号极耳铜嘴压紧板；3-模组转运机构；31-一号倍速链；32-二号倍速链；33-一号转运托盘；34-二号转运托盘；35-一号气动挡卡；36-二号气动挡卡；37-位置传感器；4-顶升机构；41-顶升气缸；42-固定板；43-安装板；44-升降杆；45-顶板；46-定位柱；47-顶升导向柱；5-顶持机构；51-顶持壳体；52-顶持气缸；53-顶持板；6-一号模组；7-二号模组。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种非对称极耳电池模组的焊接装置，如图1至图6所示，包括丝杠运动机构1、铜嘴压紧机构2、模组转运机构3、顶升机构4、顶持机构5和控制器，模组转运机构3的两侧分别设置丝杠运动机构1和顶持机构5，丝杠运动机构1上方安装铜嘴压紧机构2，模组转运机构3下方安装顶升机构4，上方设有用于放置电池模组的转运托盘，且转运托盘旋转90°后，转运托盘的轴线与顶持机构5的轴线重合，丝杠运动机构1、铜嘴压紧机构2、模组转运机构3、顶升机构4、顶持机构5分别信号连接至控制器。控制器为流水线上的控制器，具体的为三菱FX系列PLC。

铜嘴压紧机构2包括一号压紧单元21、二号压紧单元22、一号极耳铜嘴压紧板23和二号极耳铜嘴压紧板24，一号压紧单元21和二号压紧单元22下方固定连接至丝杠运动机构1，丝杠运动机构1左右移动驱动一号压紧单元21和二号压紧单元22左右移动，一号压紧单元21的内侧安装一号极耳铜嘴压紧板23，二号压紧单元22的内侧安装二号极耳铜嘴压紧板24，一号极耳铜嘴压紧板23和二号极耳铜嘴压紧板24均用于压紧电池模组，一号压紧单元21、二号压紧单元22、丝杠运动机构1的电机分别信号连接至控制器。控制器控制丝杠运动机构1的电机正转和翻转，从而驱动丝杠运动机构1带动一号压紧单元21和二号压紧单元22左右移动，使得分别对准模组的两端。

优选的，一号压紧单元21和二号压紧单元22的结构相同，一号压紧单元21包括一号托板211、一号压紧气缸212和二号压紧气缸213，一号托板211的固定连接至丝杠运动机构1，上方对称安装一号压紧气缸212和二号压紧气缸213，一号压紧气缸212和二号压紧气缸213的内侧均通过连接杆连接至一号极耳铜嘴压紧板23，使得一号极耳铜嘴压紧板23受力均匀，一号压紧气缸212和二号压紧气缸213共用一个一号压紧电磁阀，一号压紧电磁阀信号连接至控制器。与每个压紧气缸单独使用一个电磁阀相比，共用一个电磁阀，保证了一号压紧气缸212和二号压紧气缸213动作的一致性，节约了一个电磁阀，从而节约了社会资源，降低了经济成本，同时减少了控制器的一个控制程序，提高了工作效率。

一号压紧气缸212和二号压紧气缸213均为常用气缸。二号压紧单元22包括二号托板221、三号压紧气缸222和四号压紧气缸223，二号托板221的底部固定连接至丝杠运动机构1，上方对称安装三号压紧气缸222和四号压紧气缸223，三号压紧气缸222和四号压紧气缸223的内侧均通过连接杆连接至二号极耳铜嘴压紧板24，使得二号极耳铜嘴压紧板24受力均匀，三号压紧气缸222和四号压紧气缸223共用一个二号压紧电磁阀，二号压紧电磁阀信号连接至控制器。三号压紧气缸222和四号压紧气缸223均为常用气缸。

在一个或多个实施例中，一号极耳铜嘴压紧板23和二号极耳铜嘴压紧板24均为一体式结构，即一次性对模组端面极耳进行压紧固定；同时一号极耳铜嘴压紧板23和二号极耳铜嘴压紧板24上方设置的铜嘴通过导向柱进行定位，铜嘴与导向柱间安装弹簧进行压缩量调整，保证同一端面不同极耳位置差异压紧有效性，避免焊接不良。

模组转运机构3包括两条平行设置的倍速链，两条倍速链之间设有若干气动挡卡和顶升机构4，倍速链通过电机驱动进行回型结构运转使倍速链流转，且两个倍速链上方设有若干转运托盘，转运托盘上方设有用于放置模组侧卡槽，底部设有定位槽，优选的，所述转运托盘的数量至少为2个，相邻的两个气动挡卡之间放置一个转运托盘，用于检测转运托盘的位置；第二个气动档卡的一侧设有一个位置传感器，用于检测转运托盘上是否有模组，每个转运托盘的下方设有一个到位传感器，用于检测模组是否到达待加工位置，当该转运托盘接近其前方的气动档卡时，该到位传感器会将信号传递给控制器，每个气动挡卡均管路连接至外部气源，且每条管路上设有一个挡块电磁阀，每个挡块电磁阀、到位传感器、位置传感器分别信号连接至控制器。

在一个实施例中，模组转运机构3包括平行设置的一号倍速链31、二号倍速链32，一号倍速链31、二号倍速链32之间安装一号气动挡卡35、二号气动挡卡36和顶升机构4，且一号倍速链31、二号倍速链32上方放置一号转运托盘33和二号转运托盘34，一号气动挡卡35位于一号转运托盘33前方，二号气动挡卡36位于二号转运托盘34前方，二号气动挡卡36一侧设有位置传感器37，位置传感器37安装在二号倍速链32外侧，一号转运托盘33和二号转运托盘34底部均安装一个到位传感器，一号气动挡卡35、二号气动挡卡36均连接至外部气源，一号气动挡卡35的一号气动挡卡电磁阀、二号气动挡卡的二号气动挡卡电磁阀、位置传感器37、到位传感器分别信号连接至控制器。

一号气动挡卡电磁阀、二号气动挡卡电磁阀均为气缸常用电磁阀即可，位置传感器37为接近式传感器或红外传感器。到位传感器为光电式接近传感器。各种设备使用标件，无需特制，零部件常见且价格低廉，大大降低了生产成本。

在另一个实施例中，一号倍速链31、二号倍速链32之间均布多个气动挡卡，已知相邻的两个气动挡卡之间的距离S，倍速链的速度V，即模组的运行速度为V，则根据速度计算公式，可计算出相邻两个模组的运行时间t，t＝S/V，将该时间t存入控制器中，到达规定的时间后，即模组到达指定位置，因此此时实例中，每个转运托盘上不需要设置到位传感器，从而节约了传感器，节省了成本和社会资源。

顶升机构4包括顶升气缸41、固定板42、安装板43、升降杆44、顶板45、定位柱46，固定板42两侧分别安装一个安装板43，两个安装板43分别固定连接至一号倍速链31一侧的钢板、二号倍速链32一侧的钢板，固定板42上方设有顶板45，固定板42底部安装顶升气缸41，顶升气缸41的升降杆44穿过固定板42连接至顶板45，顶板45上均布若干定位柱46，用于插接转运托盘底部的定位槽，顶升气缸41信号连接至控制器。优选的，定位柱26至少为2个。

在一个或多个实施例中，定位柱26为四个，定位柱26为锥形金属柱，其位置与转运托盘底部的定位槽对应，方便直接插入定位槽中，使得定位柱26对转运托盘进行定位。定位方式简单，无需额外零部件或者设备，大大节约了社会资源，同时提高了工作效率。

顶板45和固定板42为矩形板结构，顶板45四个角落的下方分别安装一根顶升导向柱47，固定板42的四个角上分别设有一个通孔，每根顶升导向柱47均穿过一个通孔，且能沿通孔上下作往复运动，使得顶板45上方的转运托盘受力均匀，保证模组的稳定性。

顶持机构5包括顶持壳体51、顶持气缸52和顶持板53，顶持壳体51内部安装顶持气缸52，顶持气缸52靠近模组转运机构3的一侧安装顶持板53，且顶持板53的高度大于转运托盘的高度，保证顶持板53能够对模组实现顶持，顶持气缸52信号连接至控制器。

一种非对称极耳电池模组的焊接方法，包括焊接机器人，焊接机器人位于丝杠运动机构1一侧，焊接机器人信号连接至控制器，由于模组A面、模组B面的待焊接数量及位置存在差异，如铜嘴压紧机构不能与模组待焊接面进行实时对应，则出现待焊接面无法进行有效压紧导致焊接不良，甚至因焊接位置偏差出现安全隐患，因此对非对称极耳电池模组的极耳焊接面以模组A面、模组B面进行标记，本方案通过PLC控制铜嘴压紧机构2的实时移动与待焊接面进行有效对应，保证待焊接面的有效压紧，实现模组的自动高质量焊接。

S1、模组入焊接工站：

S11、堆叠完成的模组放置于转运托盘，转运托盘上方的卡槽对模组放置位置进行定位；转运托盘放置在倍速链上，并通过倍速链(倍速链通过电机驱动进行回型结构运转使倍速链流转)进入焊接工站；

S2、模组定位

S21、气动挡卡自然状态下处于上升状态以便将模组停留至当前工位，当位置传感器37将检测到的信号实时传递给控制器，当控制器判断该转运托盘上没有模组时，对该转运托盘进行标记，当前一工序的模组焊接完成后，一号气动挡卡会上升，当没有模组的转运托盘会通过倍速链进入待测位置时，优选的，进入待检测位置的检测方法为两种，一种为：该转运托盘下方设有到位传感器，到位传感器到达指定位置时，给控制器发送到位信号；另一种为：控制器内部设定延时设定程序，已知相邻的两个气动挡卡之间的距离S，倍速链的速度V，即模组的运行速度为V，则根据速度计算公式，可计算出相邻两个模组的运行时间t，t＝S/V，将该时间t存入控制器中，到达规定的时间后，即模组到达指定位置；控制器达到延时设定程序后；控制器控制一号气动挡卡下降，同时控制其他执行器均不进行动作，从而不对该转运托盘的空盘进行焊接，使得该空盘直接流向流水线的下一步剔除工序；当控制器判断该转运托盘上有模组，当前一工序的模组焊接完成后，控制器控制器一号气动挡卡上升，当下一个有模组的转运托盘会通过倍速链进入待测位置时，即该转运托盘上的到位传感器给控制器发送到位信号，控制器判断模组到达待测位置。

S22、控制器控制顶升气缸41向上运动，顶升机构4的定位柱46插入该转运托盘底部的定位槽中对转运托盘进行定位，顶升气缸41的运动距离为顶升气缸41为预定行程，顶升气缸41继续上升到预定行程后，并按照预定压力将转运托盘进行升起并旋转90°，待焊接模组旋转后其轴线与顶持板53的轴线一致；

S23、上述预定行程完成后，控制器控制顶持气缸52按设定行程和压力在模组后方顶持模组(模组B面)，避免模组移位；

S24、上述预定行程完成后，即在模组上方及模组后方对模组进行定位后，控制器控制丝杠运动机构1的电机旋转，丝杠运动机构1带动铜嘴压紧机构2按照设定行程运动，使得一号压紧单元21对准模组A面，丝杠运动机构1停止运动后，控制器控制一号极耳铜嘴压紧板23对准模组A面进行压紧；

S3、模组焊接

S31、模组A面极耳通过一号极耳铜嘴压紧板23压紧后，(即一号压紧单元21完成设定行程后)，控制器将压紧信号传递给机器人，触发机器人按设定程序进行模组A面极耳焊接；机器人焊接极耳为现有技术，在此不再赘述，待模组A面焊接完成后机器人及激光焊接头回到安全位置后，机器人信号发送给控制器，控制器控制一号压紧单元21、模组后方顶持机构5依次松开模组回到初始位置；模组处于自由状态；

S32、控制器控制一号压紧单元21、顶持机构5完成设定路径，回到初始状态后，控制器控制顶升机构4再次对载有的转运托盘进行180°旋转，使焊接完成的模组A面旋转至模组后方顶持机构5一侧侧，模组B面旋转至铜嘴压紧机构2位置；待旋转完成后，模组后方顶持机构5按设定行程及气压对模组A面定位，同时铜嘴压紧机构2通丝杠运动机构1移动，使与模组B面对应的二号极耳铜嘴压紧板24对准模组B面，丝杠运动机构1停止运动后，控制器控制二号极耳铜嘴压紧板24对准模组B面进行压紧；模组B面压紧后，控制器将压紧信号传递给机器人，触发机器人按设定程序进行模组B面极耳焊接；

S33、待模组B面焊接完成后机器人及激光焊接头回到安全位置后，机器人信号发送给控制器，控制器控制二号压紧单元22、模组后方顶持机构5依次松开模组回到初始位置；模组处于自由状态；

S34、控制器控制二号压紧单元22、顶持机构5完成设定路径，回到初始状态后，控制器控制顶升机构4再次对载有的转运托盘进行90°旋转，使转运托盘与倍速链平行，完成旋转后，控制器控制顶升机构4下降回到初始位置，此时载有模组的转运托盘落于倍速链上，同时模组到位信号感应器靠近气动挡卡，并将信号传递给控制器，控制器控制该气动挡卡下降，使该转运托盘及模组移动出焊接工站。

实施例1，以两个转运托盘为例，一种非对称极耳电池模组的焊接方法，对模组A面、模组B面进行标记，

S1、模组入焊接工站：

S11、堆叠完成的模组分别放置于一号转运托盘33和二号转运托盘24上方，并将一号转运托盘33、二号转运托盘24放置在一号倍速链31和二号倍速链32之间，且以气动挡卡为界限间隔放置，一号转运托盘33、二号转运托盘24随倍速链进入焊接工站；

S2、模组定位

S21、一号气动挡卡35和二号气动档卡36自然状态下处于上升状态以便将模组停留至当前工位，位置传感器37将检测到信号实时传递给控制器，当控制器判断二号转运托盘34上没有模组时，对二号转运托盘34进行标记，当一号转运托盘33的模组焊接完成，流转到下一程序后，控制器控制一号气动档卡35上升，当没有模组的二号转运托盘34通过倍速链进入待测位置时，即二号转运托盘34上的到位传感器给控制器发送到位信号时，控制器控制一号气动档卡35下降，同时控制其他执行器均不进行动作，从而不对一号气动档卡35的空盘进行焊接，使得该空盘直接流向流水线的下一步剔除工序；当控制器判断二号转运托盘34上有模组时，当前一工序一号转运托盘33上的模组焊接完成，流转到下一程序后，控制器一号气动档卡35上升，当有模组的二号转运托盘34通过倍速链进入待测位置时，即二号转运托盘34上的到位传感器给控制器发送到位信号，控制器判断模组到达待测位置；

S22、控制器控制顶升气缸41向上运动，顶升机构4的定位柱46插入该转运托盘底部的定位槽中对转运托盘进行定位，顶升气缸41的运动距离为顶升气缸41为预定行程，顶升气缸41继续上升到预定行程后，并按照预定压力将转运托盘进行升起并旋转90°，待焊接模组旋转后其轴线与顶持板53的轴线一致；

S23、上述预定行程完成后，控制器控制顶持气缸52按设定行程和压力在模组后方顶持模组(模组B面)，避免模组移位；

S24、上述预定行程完成后，即在模组上方及模组后方对模组进行定位后，控制器控制丝杠运动机构1的电机旋转，丝杠运动机构1带动铜嘴压紧机构2按照设定行程运动，使得一号压紧单元21对准模组A面，丝杠运动机构1停止运动后，控制器控制一号压紧电磁阀打开，使得一号压紧气缸212和二号压紧气缸213按照设定行程运动，一号压紧气缸212和二号压紧气缸213同时推动一号极耳铜嘴压紧板23对准模组A面进行压紧；

S3、模组焊接

S31、模组A面极耳通过一号极耳铜嘴压紧板23压紧后，(即一号压紧单元21完成设定行程后)，控制器将压紧信号传递给机器人，触发机器人按设定程序进行模组A面极耳焊接；待模组A面焊接完成后机器人及激光焊接头回到安全位置后，机器人信号发送给控制器，控制器控制一号压紧单元21、模组后方顶持机构5依次松开模组回到初始位置；模组处于自由状态；

S32、控制器控制一号压紧单元21、顶持机构5完成设定路径，回到初始状态后，控制器控制顶升气缸41再次对载有模组的二号转运托盘34进行180°旋转，使焊接完成的模组A面旋转至模组后方顶持机构5一侧侧，模组B面旋转至铜嘴压紧机构2位置；待旋转完成后，模组后方顶持气缸52按设定行程及气压对模组A面定位，同时铜嘴压紧机构2通丝杠运动机构1移动，使与模组B面对应的二号极耳铜嘴压紧板24对准模组B面，丝杠运动机构1停止运动后，控制器控制二号极耳铜嘴压紧板24对准模组B面进行压紧；控制器控制二号压紧电磁阀打开，使得三号压紧气缸222和四号压紧气缸223按照设定行程运动，三号压紧气缸222和四号压紧气缸223同时推动二号极耳铜嘴压紧板24对准模组B面进行压紧；模组B面压紧后，控制器将压紧信号传递给机器人，触发机器人按设定程序进行模组B面极耳焊接；

S33、待模组B面焊接完成后机器人及激光焊接头回到安全位置后，机器人信号发送给控制器，控制器控制二号压紧单元22、模组后方顶持机构5依次松开模组回到初始位置；模组处于自由状态；

S34、控制器控制二号压紧单元22、顶持气缸52完成设定路径，回到初始状态后，控制器控制顶升气缸41再次对载有模组的的二号转运托盘34进行90°旋转，使二号转运托盘34与倍速链平行，完成旋转后，此为设定时间，控制器控制顶升气缸41下降回到初始位置，此时载有模组的二号转运托盘34落于倍速链上，同时模组到位信号感应器靠近一号气动档卡35，并将信号传递给控制器，控制器控制一号气动档卡35下降，使二号转运托盘34及模组移动出焊接工站。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种非对称极耳电池模组的焊接装置，其特征在于：包括丝杠运动机构、铜嘴压紧机构、模组转运机构、顶升机构、顶持机构和控制器，模组转运机构的两侧分别设置丝杠运动机构和顶持机构，丝杠运动机构上方安装铜嘴压紧机构，模组转运机构下方安装顶升机构，上方设有用于放置电池模组的转运托盘，且转运托盘旋转90°后，转运托盘的轴线与顶持机构的轴线重合，丝杠运动机构、铜嘴压紧机构、模组转运机构、顶升机构、顶持机构分别信号连接至控制器；

铜嘴压紧机构包括一号压紧单元、二号压紧单元、一号极耳铜嘴压紧板和二号极耳铜嘴压紧板，一号压紧单元和二号压紧单元下方固定连接至丝杠运动机构，丝杠运动机构左右移动带动一号压紧单元和二号压紧单元左右移动，一号压紧单元的内侧安装一号极耳铜嘴压紧板，二号压紧单元的内侧安装二号极耳铜嘴压紧板，一号压紧单元、二号压紧单元、丝杠运动机构的电机分别信号连接至控制器；

一号压紧单元和二号压紧单元的结构相同，一号压紧单元包括一号托板、一号压紧气缸和二号压紧气缸，一号托板的固定连接至丝杠运动机构，上方对称安装一号压紧气缸和二号压紧气缸，一号压紧气缸和二号压紧气缸的内侧均通过连接杆连接至一号极耳铜嘴压紧板，一号压紧气缸和二号压紧气缸共用一个一号压紧电磁阀，一号压紧电磁阀信号连接至控制器。

2.根据权利要求1所述的一种非对称极耳电池模组的焊接装置，其特征在于：一号极耳铜嘴压紧板和二号极耳铜嘴压紧板均为一体式结构，一号极耳铜嘴压紧板、二号极耳铜嘴压紧板上设置的铜嘴均通过导向柱进行定位，铜嘴与导向柱间安装弹簧进行压缩量调整。

3.根据权利要求2所述的一种非对称极耳电池模组的焊接装置，其特征在于：模组转运机构包括两条平行设置的倍速链，两条倍速链之间设有若干气动挡卡和顶升机构，倍速链通过电机驱动进行回型结构运转使倍速链流转，且两个倍速链上方设有若干转运托盘，转运托盘上方设有用于放置模组侧卡槽，转运托盘底部设有定位槽，相邻的两个气动挡卡之间放置一个转运托盘，第二个气动档卡的一侧设有一个位置传感器，每个气动挡卡均管路连接至外部气源，且每条管路上设有一个挡块电磁阀，每个挡块电磁阀、位置传感器分别信号连接至控制器。

4.根据权利要求3所述的一种非对称极耳电池模组的焊接装置，其特征在于：模组转运机构包括平行设置的一号倍速链、二号倍速链，一号倍速链、二号倍速链之间安装一号气动挡卡、二号气动挡卡和顶升机构，且一号倍速链、二号倍速链上方放置一号转运托盘和二号转运托盘，一号气动挡卡位于一号转运托盘前方，二号气动挡卡位于二号转运托盘前方，二号气动挡卡一侧设有位置传感器，位置传感器安装在二号倍速链外侧，一号转运托盘和二号转运托盘底部均安装一个到位传感器，一号气动挡卡、二号气动挡卡均连接至外部气源，一号气动挡卡的一号气动挡卡电磁阀、二号气动挡卡的二号气动挡卡电磁阀、位置传感器、到位传感器分别信号连接至控制器。

5.根据权利要求4所述的一种非对称极耳电池模组的焊接装置，其特征在于：顶升机构包括顶升气缸、固定板、安装板、升降杆、顶板、定位柱，固定板两侧分别安装一个安装板，两个安装板分别固定连接至一号倍速链一侧的钢板、二号倍速链一侧的钢板，固定板上方设有顶板，固定板底部安装顶升气缸，顶升气缸的升降杆穿过固定板连接至顶板，顶板上均布若干定位柱，用于插接转运托盘底部的定位槽，顶升气缸信号连接至控制器。

6.根据权利要求5所述的一种非对称极耳电池模组的焊接装置，其特征在于：顶持机构包括顶持壳体、顶持气缸和顶持板，顶持壳体内部安装顶持气缸，顶持气缸靠近模组转运机构的一侧安装顶持板，且顶持板的高度大于转运托盘的高度，顶持气缸信号连接至控制器。

7.根据权利要求6所述的一种非对称极耳电池模组的焊接装置的焊接方法，其特征在于：包括焊接机器人，焊接机器人信号连接至控制器，对模组A面、模组B面进行标记，具体步骤如下：

S1、模组入焊接工站

S11、堆叠完成的模组放置于转运托盘，转运托盘放置在倍速链上，并通过倍速链进入焊接工站；

S2、模组定位

S21、气动挡卡自然状态下处于上升状态以便将模组停留至当前工位，当位置传感器将检测到转运托盘的信号实时传递给控制器，当控制器判断该转运托盘上没有模组时，对该转运托盘进行标记，当前一工序的模组焊接完成后，一号气动挡卡会上升，当没有模组的转运托盘会通过倍速链进入待测位置时，控制器控制一号气动挡卡下降，同时控制其他执行器均不进行动作，从而不对该转运托盘的空盘进行焊接，使得该空盘直接流向流水线的下一步剔除工序；当位置传感器检测到该转运托盘上有模组时，会将信号传递给控制器，控制器判断该转运托盘上有模组，当前一工序的模组焊接完成后，控制器一号气动挡卡会上升，当下一个有模组的转运托盘会通过倍速链进入待测位置时，即该转运托盘上的到位传感器给控制器发送到位信号，控制器判断模组到达待测位置；

S22、控制器控制顶升气缸向上运动，顶升机构对转运托盘进行定位，顶升气缸继续上升到预定行程后，并按照预定压力将转运托盘进行升起并旋转90°，待焊接模组旋转后其轴线与顶持板的轴线一致；

S23、上述预定行程完成后，控制器控制顶持气缸按设定行程和压力在模组后方顶持模组B面，避免模组移位；

S24、上述预定行程完成后，控制器控制丝杠运动机构的电机旋转，丝杠运动机构带动铜嘴压紧机构按照设定行程运动，使得一号压紧单元对准模组A面，丝杠运动机构停止运动后，控制器控制一号极耳铜嘴压紧板对准模组A面进行压紧；

S3、模组焊接

S31、模组A面极耳通过一号极耳铜嘴压紧板压紧后，控制器将压紧信号传递给机器人，触发机器人按设定程序进行模组A面极耳焊接；待模组A面焊接完成后，机器人及激光焊接头回到安全位置后，机器人信号发送给控制器，控制器控制一号压紧单元、模组后方顶持机构依次松开模组回到初始位置，模组处于自由状态；

S32、控制器控制顶升机构再次对载有的转运托盘进行180°旋转，使焊接完成的模组A面旋转至模组后方顶持机构一侧，模组B面旋转至铜嘴压紧机构位置；待旋转完成后，模组后方顶持机构按设定行程及气压对模组A面定位，同时铜嘴压紧机构通丝杠运动机构移动，使与模组B面对应的二号极耳铜嘴压紧板对准模组B面，丝杠运动机构停止运动后，控制器控制二号极耳铜嘴压紧板对准模组B面进行压紧；模组B面压紧后，控制器将压紧信号传递给机器人，触发机器人按设定程序进行模组B面极耳焊接；

S33、待模组B面焊接完成后机器人及激光焊接头回到安全位置后，机器人信号发送给控制器，控制器控制二号压紧单元、模组后方顶持机构依次松开模组回到初始位置，模组处于自由状态；

S34、控制器控制顶升机构再次对载有的转运托盘进行90°旋转，使转运托盘与倍速链平行，完成旋转后，控制器控制顶升机构下降回到初始位置，此时载有模组的转运托盘落于倍速链上，同时模组到位信号感应器靠近气动挡卡，并将信号传递给控制器，控制器控制该气动挡卡下降，使该转运托盘及模组移动出焊接工站。

8.根据权利要求7所述的一种非对称极耳电池模组的焊接方法，其特征在于：所述步骤S21中，模组进入待检测位置的检测方法为两种，一种为：该转运托盘下方设有到位传感器，到位传感器到达指定位置时，给控制器发送到位信号；另一种为：控制器内部设定延时设定程序，其具体推算过程为：已知相邻的两个气动挡卡之间的距离S，倍速链的速度V，即模组的运行速度为V，则根据速度计算公式，可计算出相邻两个模组的运行时间t，t=S/V，将该时间t存入控制器中，到达规定的时间后，即模组到达指定位置。

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