CN112743232A - 一种保护板焊接的机构及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保护板焊接的机构及方法，焊接机构包括机座，所述机座上设置有激光发生器和驱动激光发生器移动的焊接移动模组，所述激光发生器下方设有压爪，所述压爪连接有驱动其移动的压爪移动模组，所述压爪移动模组安装在机座上，所述机座上可拆卸安装有治具，所述治具上放置有电池和设于电池侧边的保护板，所述保护板上设有保护板导电片，所述压爪下端设有镂空的压爪窗口，所述压爪用于压住电池上的电池极耳和保护板导电片。本发明自动化实现了保护板和极耳的焊接，提高了生产效率，本控制方法能够提高焊接的效果。

Description

一种保护板焊接的机构及控制方法

技术领域

本发明涉及电池领域，具体的说，尤其涉及一种保护板焊接的机构及控制方法。

背景技术

电池保护板，主要是针对可充电电池起保护作用的集成电路板，避免电池被过充、过放、过流、短路及超高温充放电。保护板生产过程中最为耗时的工艺是对其进行焊接，目前市场上保护板的排线焊接采用的是人工焊接的方式，人工焊接的效率低且成本较高。电池通过极耳和保护板焊接，焊接过程中由于控制不好，容易出现焊接效果差的问题。

发明内容

为了解决极耳和保护板焊接的效率低、焊接效果差的问题，本发明提供一种保护板焊接的机构及控制方法。

一种保护板焊接的机构，包括机座，所述机座上设置有激光发生器和驱动激光发生器移动的焊接移动模组，所述激光发生器下方设有压爪，所述压爪连接有驱动其移动的压爪移动模组，所述压爪移动模组安装在机座上，所述机座上可拆卸安装有治具，所述治具上放置有电池和设于电池侧边的保护板，所述保护板上设有保护板导电片，所述压爪下端设有镂空的压爪窗口，所述压爪用于压住电池上的电池极耳和保护板导电片。

可选的，所述治具上设有铜柱和吸盘，所述吸盘用于吸住电池，所述电池极耳位于铜柱上。

可选的，所述压爪移动模组包括安装在机座上的X模组、用于调节压爪Y方向位置的调节组件以及设置在X模组上的Z模组，所述压爪安装在Z模组上，所述X模组驱动压爪进行左右移动，所述Z模组驱动压爪进行上下移动，所述调节组件用于调整压爪前后的位置。

可选的，所述调节组件包括安装在机座上的安装板，所述安装板上螺纹连接有螺杆，所述螺杆的两端贯穿所述安装板并连接有移动板，所述压爪安装在移动板上。

一种极耳和保护板焊接的控制方法，包括以下步骤：

计算压爪窗口的最小尺寸：

确定保护板上X轴方向上的焊点数量NX、焊点之间的间距OX、焊点的直径D和焊点的位置公差T2；

确定保护板上Y轴方向上的焊点数量NY、焊点之间的间距OY、焊点的直径D和焊点的位置公差T2，所述焊点设置在保护板导电片内；

计算压爪窗口的最小长度AX＝(NX-1)*OX+D+T2*2；

计算压爪窗口的最小宽度AY＝(NY-1)*OY+D+T2*2；

焊接时采用的压爪窗口满足上述计算得到的最小尺寸。

可选的，包括以下步骤：

判断压爪窗口的最小长度是否小于保护板导电片的长度；

判断压爪窗口的最小宽度是否小于保护板导电片的宽度；

若两个判断都为是，则控制压爪往下移动，压住电池极耳和保护板导电片；

若两个判断中有一个否，则改变焊点的数量、焊点之间的间距、焊点的直径、焊点的位置公差、保护板导电片的长度或保护板导电片的宽度中的一项或多项数值。

可选的，包括以下步骤：

确定电池极耳的宽度WT和电池极耳的位置公差T1；

计算电池极耳的有效宽度X＝WT-2*T1；

判断电池极耳的有效宽度是否小于或等于压爪窗口的最小宽度，

若是则控制视觉定位电池极耳的位置，根据电池极耳的位置调整压爪和激光发生器的位置，控制压爪移动，使压爪压在电芯极耳纵向中线上，焊接后焊点的中心点位于压爪窗口的纵向中线上。

一种极耳和保护板焊接的控制方法，包括以下步骤：

确定电池极耳的宽度WT、电池极耳的位置公差T1和保护板导电片的宽度WX；

计算铜柱的长度和宽度，铜柱的长度＝WT+2*T1，铜柱的宽度＝WX。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供了一种保护板焊接的机构及控制方法，能够提高焊接效率和效果；焊接时，压爪压住保护板和电池极耳，确保焊接的准确性；自动化实现了保护板和电池极耳的焊接，提高了生产效率；本发明的控制方法能够提高焊接的效果，避免压爪窗口尺寸不合适导致焊点尺寸过大或过小，确保焊接的效果。

附图说明

图1为本申请实施例提供的保护板焊接机构的整体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的保护板焊接机构的部分结构示意图；

图3为本申请实施例提供的治具的立体结构示意图；

图4为本申请实施例提供的电池和保护板连接的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

参考附图1～4，一种保护板焊接的机构，包括机座1，机座上设置有激光发生器2和驱动激光发生器2移动的焊接移动模组3，焊接移动模组3用于调节激光发生器的焦点，激光发生器2下方设有压爪4，压爪4连接有驱动其移动的压爪移动模组5，压爪移动模组5安装在机座1上，机座1上可拆卸安装有治具6，治具6上放置有电池7和设于电池7侧边的保护板8，保护板8上设有保护板导电片，压爪4下端设有镂空的压爪窗口41，压爪4用于压住电池极耳71和保护板导电片，电池极耳71从电池7延伸到保护板导电片的表面。其中激光发生器2可以替换为其它常规的焊接机，焊接机构的结构紧凑，自动化操作提高了焊接的效率，治具6用于定位电池6和保护板8。

压爪移动模组5包括安装在机座1上的X模组51、用于调节压爪Y方向位置的调节组件9以及设置在X模组51上的Z模组52，压爪4安装在Z模组52上，X模组51驱动压爪4进行左右移动，Z模组52驱动压爪4进行上下移动，调节组件9用于调整压爪4前后的位置。X模组51为常规的模组，例如电机和丝杆的结构，Z模组52为常规的模组，例如设置在X模组上的气缸。在一些实施例中，在机座1上设有CCD定位机构，能够视觉定位电池极耳71的位置，以使压爪4准确压住电池极耳71和保护板8，保证焊接的准确性和焊接效果。

调节组件包括安装在机座上的安装板91，安装板91上螺纹连接有螺杆92，螺杆的两端贯穿安装板91并连接有移动板93，压爪4安装在移动板93上。调节组件9能够调整移动板93进行前后移动，具体的，通过螺杆92的旋转带动移动板93进行前后移动，从而调整压爪4的位置。

压爪4移动并压住保护板8和电池极耳71，激光发生器2发出的激光将电池极耳71和保护板8焊接在一起，在保护板导电片上形成多个焊点，保护板导电片可以为镍片。焊接移动模组3为常规的模组，例如电机和丝杠的机构，焊接移动模组3能够驱动激光发生器2进行上下移动。电池极耳71包括正极极耳和负极极耳，相应压爪4的数量也相应设置为两个。

在一些实施例中，在治具6上设有铜柱61和吸盘62，吸盘62用于吸住电池7，电池极耳71位于铜柱61上。铜柱61的数量有两个，分别对应两个电池极耳，铜柱61的材质可以采用氧化铝铜。

本发明还公开了一种极耳和保护板焊接的控制方法，包括以下步骤：计算压爪窗口的最小尺寸：

确定保护板上X轴方向上的焊点数量NX、焊点之间的间距OX、焊点的直径D和焊点的位置公差T2，焊点之间的间距相同，焊点的数量NX至少为2个；

确定保护板上Y轴方向上的焊点数量NY、焊点之间的间距OY、焊点的直径D和焊点的位置公差T2，焊点设置在保护板导电片内，焊点的间距相同，焊点的数量NY至少为2个；

计算压爪窗口的最小长度AX＝(NX-1)*OX+D+T2*2；计算压爪窗口的最小宽度AY＝(NY-1)*OY+D+T2*2；焊接时采用的压爪窗口满足上述计算得到的最小尺寸，以提高焊接的效果。例如，NX＝2个，OX＝0.8mm，T2＝±0.2mm，D＝0.5mm,NY＝2个，OY＝0.8mm；AX＝(2-1)*0.8+0.5+0.2*2＝1.7mm,AY＝(2-1)*0.8+0.5+0.2*2＝1.7mm。

在一些实施例中，本发明的控制方法还包括以下步骤：

判断压爪窗口的最小长度是否小于保护板导电片的长度；判断压爪窗口的最小宽度是否小于保护板导电片的宽度；

若两个判断都为是，则控制压爪往下移动，压住保护板导电片和电池极耳；若两个判断中有一个否，则改变焊点的数量、焊点之间的间距、焊点的直径或焊点的位置公差、保护板导电片的长度或保护板导电片的宽度中的一项或多项数值，以满足两个判断的条件，焊点的位置公差能够通过不同精度的激光发生器来改变。通过控制压爪窗口的尺寸，确保压爪窗口尺寸小于保护板导电片的尺寸，确保焊接的效果。

在一些实施例中，本发明的控制方法还包括以下步骤：

确定电池极耳的宽度WT和电池极耳的位置公差T1；计算电池极耳的有效宽度X＝WT-2*T1；例如，WT＝2mm，T1＝±1mm,则X＝2-2*1＝0。

判断电池极耳的有效宽度是否小于或等于压爪窗口的最小宽度，若是则控制视觉定位电池极耳的位置，根据电池极耳的位置调整压爪和激光发生器的位置，控制压爪移动，使压爪压在电芯极耳纵向中线上，焊接后焊点的中心点位于电池极耳的纵向中线上。通过计算电池极耳的有效宽度，来判断电池极耳的位置是否出现偏移，若否则直接控制激光发生器下移进行焊接，若是则再确认电池极耳的位置，确保焊接准确性，以提高焊接连接的效果。

一种极耳和保护板焊接的控制方法，包括以下步骤：

确定电池极耳的宽度WT、电池极耳的位置公差T1和保护板导电片的宽度WX；计算铜柱的长度和宽度，铜柱的长度＝WT+2*T1，铜柱的宽度＝WX，例如WT＝2mm，T1＝±1mm,WX＝3.5mm，铜柱的长度＝2+2*1＝4mm，铜柱的宽度＝3.5mm。确定铜柱的尺寸，铜柱的数量为两个，两个铜柱的尺寸计算方法相同。

本发明提供了一种保护板焊接的机构及控制方法，能够提高焊接效率和效果；焊接时，压爪压住保护板导电片和与电池极耳，确保焊接的准确性；自动化实现了保护板和极耳的焊接，提高了生产效率；本发明的控制方法能够提高焊接的效果，避免压爪窗口尺寸不合适导致焊点尺寸过大或过小，确保焊接的效果。

在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实施的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种极耳和保护板焊接机构，包括机座(1)，其特征在于：所述机座(1)上设置有激光发生器(2)和驱动激光发生器(2)移动的焊接移动模组(3)，所述激光发生器(2)下方设有压爪(4)，所述压爪(4)连接有驱动其移动的压爪移动模组(5)，所述压爪移动模组(5)安装在机座(1)上，所述机座(1)上可拆卸安装有治具(6)，所述治具(6)上放置有电池(7)和设于电池(7)侧边的保护板(8)，所述保护板(8)上设有保护板导电片，所述压爪(4)下端设有镂空的压爪窗口(41)，所述压爪(4)用于压住电池上的电池极耳(71)和保护板导电片。

2.根据权利要求1所述的一种极耳和保护板焊接机构，其特征在于：所述治具(6)上设有铜柱(61)和吸盘(62)，所述吸盘(62)用于吸住电池(7)，所述电池极耳(71)位于铜柱(61)上。

3.根据权利要求1所述的一种极耳和保护板焊接机构，其特征在于：所述压爪移动模组(5)包括安装在机座(1)上的X模组(51)、用于调节压爪Y方向位置的调节组件(9)以及设置在X模组(51)上的Z模组(52)，所述压爪(4)安装在Z模组(52)上，所述X模组(51)驱动压爪进行左右移动，所述Z模组(52)驱动压爪(4)进行上下移动，所述调节组件(9)用于调整压爪(4)前后的位置。

4.根据权利要求3所述的一种极耳和保护板焊接机构，其特征在于：所述调节组件包括安装在机座上的安装板(91)，所述安装板上螺纹连接有螺杆(92)，所述螺杆的两端贯穿所述安装板并连接有移动板(93)，所述压爪(4)安装在移动板上。

5.一种极耳和保护板焊接的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

计算压爪窗口的最小尺寸：

确定保护板上X轴方向上的焊点数量NX、焊点之间的间距OX、焊点的直径D和焊点的位置公差T2；

确定保护板上Y轴方向上的焊点数量NY、焊点之间的间距OY、焊点的直径D和焊点的位置公差T2，所述焊点设置在保护板导电片内；

计算压爪窗口的最小长度AX＝(NX-1)*OX+D+T2*2；

计算压爪窗口的最小宽度AY＝(NY-1)*OY+D+T2*2；

焊接时采用的压爪窗口满足上述计算得到的最小尺寸。

6.根据权利要求5所述的一种极耳和保护板焊接的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

判断压爪窗口的最小长度是否小于保护板导电片的长度；

判断压爪窗口的最小宽度是否小于保护板导电片的宽度；

若两个判断都为是，则控制压爪往下移动，压住电池极耳和保护板导电片；

若两个判断中有一个否，则改变焊点的数量、焊点之间的间距、焊点的直径、焊点的位置公差、保护板导电片的长度或保护板导电片的宽度中的一项或多项数值。

7.根据权利要求5所述的一种极耳和保护板焊接的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

确定电池极耳的宽度WT和电池极耳的位置公差T1；

计算电池极耳的有效宽度X＝WT-2*T1；

判断电池极耳的有效宽度是否小于或等于压爪窗口的最小宽度，

若是则控制视觉定位电池极耳的位置，根据电池极耳的位置调整压爪和激光发生器的位置，控制压爪移动，使压爪压在电芯极耳纵向中线上，焊接后焊点的中心点位于电芯极耳的纵向中线上。

8.一种极耳和保护板焊接的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

确定电池极耳的宽度WT、电池极耳的位置公差T1和保护板导电片的宽度WX；

计算铜柱的长度和宽度，铜柱的长度＝WT+2*T1，铜柱的宽度＝WX。

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