CN112894183A - 铝壳电池极耳自动焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明属于锂电池制造技术领域，提供了一种铝壳电池极耳自动焊接机，包括：盖板上料机构，盖板上料机构用于输送盖板并对盖板进行上料；组装加工机构，包括输送组件和依次设置在输送组件一侧的电阻焊接组件、极耳弯折整形组件和超声波焊接组件；电芯取料机构，其设置在组装加工机构的末端，电芯取料机构用于将焊接好的电芯取出；电控箱，盖板上料机构、组装加工机构和电芯取料机构均与电控箱电连接。与现有技术相比，本发明的优点在于：采用自动上料、整形定位、自动焊接、自动出料，以及正负极焊接两道工序一台设备完成，减少了人工成本，提高了生产效率，且焊接位置及强度一致性好，杜绝了因焊接不一致对电池性能一致性的影响。

Description

铝壳电池极耳自动焊接机

技术领域

本发明锂电池制造属于技术领域，具体涉及一种铝壳电池极耳自动焊接机。

背景技术

在现有方形铝壳锂离子电池的生产过程中，将电池电芯装入方形铝壳后，需要将电池盖板分别与电芯的正负极耳焊接，由于加工要求，负极耳采用的是电阻焊，正极耳采用超声波焊接的方式，而且正极耳在焊接前还要将其折弯才能保证最后的组装。

目前电池制造企业在铝壳电芯入壳后，正负极耳与盖板之间的焊接都是采用人工进行操作，盖板、电芯的上料和定位、焊接全靠手工进行，并且正负极焊接需要两道工序才能完成，生产效率较低，而且手工焊接往往导致盖板与极耳的位置定位精度差，产品合格率较低，手工折极耳因员工的熟练程度与随意性，也会导致产品不良品增加，使企业经营成本过高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，而提供铝壳电池极耳自动焊接机。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：提出铝壳电池极耳自动焊接机，包括：工作台；

盖板上料机构，其设置在所述工作台的一侧，所述盖板上料机构用于输送盖板并对盖板进行上料；

组装加工机构，其设置在盖板上料机构的一侧，所述组装加工机构包括输送组件和依次设置在输送组件一侧的电阻焊接组件、极耳弯折整形组件和超声波焊接组件，所述输送组件上设有若干线性排列的工位，所述输送组件用于对盖板和电芯的输送，所述电阻焊接组件用于对负极耳的电阻焊接，所述极耳弯折整形组件用于对正极耳整形，所述超声波焊接组件用于对正极耳超声波焊接；

电芯取料机构，其设置在所述组装加工机构的末端，所述电芯取料机构用于将焊接好的电芯取出；

电控箱，其设置在工作台上，所述盖板上料机构、组装加工机构和电芯取料机构均与所述电控箱电连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采用自动上料、整形定位、自动焊接、自动出料，以及正负极焊接两道工序一台设备完成，减少了人工成本，提高了生产效率，且焊接位置及强度一致性好，杜绝了因焊接不一致对电池性能一致性的影响。

在上述的铝壳电池极耳自动焊接机中，所述输送组件包括循环输送台，所述循环输送台上设有多个沿输送方向依次抵靠排列的放置台，每个放置台上均设有盖板放置槽和电芯放置槽。当盖板上料机构将盖板放置在循环输送台上的盖板放置槽后，操作者将电芯放置在相对的电芯放置槽内，之后循环输送台带动放置台沿输送方向向前运动。当装有盖板和电芯的放置台运动至加工输送机构一侧的电阻焊接组件、极耳弯折整形组件、超声波焊接组件正下方时，电阻焊接组件、极耳弯折整形组件、超声波焊接组件即对电芯和盖板进行负极耳电阻焊接、正极耳整形、正极耳超声波焊接，完成电芯和盖板的焊接后，由电芯取料机构将其取出，由操作人员取走。通过在循环输送台上设置盖板放置槽和电芯放置槽，方便对电芯和盖板的定位，确保盖板和电芯相对位置放置的准确性，确保焊接的一致性，操作方便。

在上述的铝壳电池极耳自动焊接机中，循环输送台包括上、下分布的上输送台和下输送台，所述上输送台远离盖板上料机构的一侧设有能够接纳放置台的第一升降器以及能够将第一升降器上的放置台推入下输送台一端的第一推动件，所述下输送台靠近盖板上料机构的一端设有能够接纳放置台的第二升降器以及能够将第二升降器上的放置台推入下输送台一端的第二推动件。上输送台上的放置台输送至末端时，完成焊接的放置台上的电芯和盖板由电芯取料机构取出，放置台由上输送台末端的第一升降器将其取下至下输送台的一端，并由第一推动件将其推入下输送台靠近盖板上料机构的一侧；没有完成焊接的电芯和盖板与放置台一起进入下输送台，之后依次进行。当放置台被推至输送台的另一端后，由第二升降器将其输送至上输送台处，该放置台上没有电芯和盖板时，由盖板上料机构将盖板放置在盖板放置槽内，人工操作将电芯放置在电芯放置槽内，之后由第二推动件将其推入上输送台一端；放置台上放有没有焊接完成的电芯和盖板时，由第二推动件直接将其推入上输送台一端，进行新一轮的焊接加工。由第一、二升降器和第一、二推动件完成盖板和电芯的输送，结构简单，自动化程度高，且可对没有焊接完成的电芯和盖板进行检测并进行二次加工，自动化程度高。

在上述的铝壳电池极耳自动焊接机中，所述盖板上料机构包括震动送料盘、连接在震动送料盘一侧的盖板送料槽和设置在盖板送料槽末端一侧的机械手组件，所述机械手组件将盖板送料槽内的盖板拿取放置在组装加工机构上，实现了上料的自动化。

在上述的铝壳电池极耳自动焊接机中，所述机械手组件包括成手指夹状的机械手，所述机械手的末端连接有夹紧气缸，所述夹紧气缸滑动连接在上料气缸上，所述夹紧气缸一端连接上料气缸的伸缩杆，所述上料气缸的一侧连接有旋转气缸，所述旋转气缸设置在移动座上，所述移动座滑动连接在工作台上。手指夹的机械手可更便捷地拿取盖板并将其准确地放置在组装加工机构上，结构精巧，使用方便。

在上述的铝壳电池极耳自动焊接机中，所述工作台上设有水平滑轨，所述水平滑轨的一侧设有电机，所述电机的输出端设有丝杆，所述丝杆设置在水平滑轨的上端，所述丝杆贯穿所述移动座，所述移动座滑动连接在水平滑轨上。电机调动丝杆转动实现移动座沿水平滑轨的滑动，从而带动机械手沿水平滑轨的滑动，从而将盖板由盖板上料机构取下放置在组装加工机构上。

在上述的铝壳电池极耳自动焊接机中，所述盖板上料机构还包括设置在组装加工机构一端设有导向块和导向气缸，所述导向块上设有导向槽，所述导向气缸的伸缩杆的一端设有压杆，所述压杆位于所述导向块的上方。通过设置导向块、导向槽以及导向气缸，可保证机械手将盖板准确放置在组装加工机构上，保证后续盖板和电芯焊接位置的准确性。

在上述的铝壳电池极耳自动焊接机中，所述电阻焊接组件包括设置在工作台上的气缸固定座，所述气缸固定座上设有垂直滑轨，所述气缸固定座上端设有焊接气缸，所述焊接气缸的一端连接有滑动连接在所述垂直滑轨上的焊针固定座，所述焊针固定座的下端设有焊针。焊接气缸沿垂直滑轨上下滑动，带动焊针向靠近或远离负极耳的一侧移动，实现对负极耳的焊接。

在上述的铝壳电池极耳自动焊接机中，所述极耳弯折整形组件包括整形气缸，所述整形气缸的一端设有压块，所述压块的下端靠近电芯放置槽的一侧设有直角三角形的缺口。整形气缸带动压块压在盖板上，三角形缺口正对正极耳的弯折处，可保证得正极耳弯折处紧贴在盖板上，方便正极耳的超声波焊。

在上述的铝壳电池极耳自动焊接机中，所述电芯取料机构包括取料座，所述取料座的上方设有导向杆，所述导向杆上滑动连接有移动气缸，所述移动气缸的一侧设有取料气缸，所述取料气缸的下端设有取料吸盘，且所述取料吸盘的下端一侧设有放置台。移动气缸带动取料吸盘移动至电芯处，取料气缸带动取料吸盘向靠近电芯处移动，之后利用取料吸盘的磁性将电芯吸起放置在放置台上，完成取料，实现取料的自动化。

附图说明

图1为本发明一个实施方案的整体结构示意图；

图2为本发明一个实施方案的盖板上料机构的部分结构示意图；

图3为本发明一个实施方案的输送组件的结构示意图；

图4为本发明一个实施方案的电阻焊接组件、极耳弯折整形组件和超声波焊接组件的结构示意图；

图5为本发明一个实施方案的电芯取料机构的结构示意图。

图中，100-工作台；200-盖板上料机构；210-震动送料盘；220-送料槽；230-机械手组件；231-机械手；232-夹紧气缸；223-上料气缸；234-旋转气缸；235-移动座；236-水平滑轨；237-电机；238-丝杆；240-导向块；241-导向槽；250-导向气缸；251-压杆；300-组装加工机构；310-输送组件；311-上输送台；312-下输送台；313-第一升降器；314-第一推动件；315-电芯放置槽；316-盖板放置槽；317-第二升降器；318-第二推动件；320-电阻焊接组件；321-气缸固定座；322-垂直导轨；323-焊接气缸；324-焊接固定座；325-焊针；330-极耳弯折整形组件；331-整型气缸；332-压块；333-缺口；340-超声波焊接组件；341-焊接座；342-焊头；400-电芯取料机构；410-取料座；420-导向杆；430-移动气缸；440-取料气缸；450-取料吸盘；460-放置台；500-电控箱。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2，本发明铝壳电池极耳自动焊接机，包括：工作台100，工作台100上设有盖板上料机构200，用于对盖板进行上料和输送。盖板上料机构200包括震动送料盘210、连接在震动送料盘210一侧的盖板送料槽220，送料槽220的宽度与盖板的宽度相适应，使得盖板整齐排列在送料槽200内，盖板送料槽220末端一侧的机械手组件230，机械手组件230将盖板送料槽220内的盖板拿取放置在组装加工机构300上。机械手组件230包括成手指夹状的机械手231，方便对盖板的夹取，机械手231的末端连接有夹紧气缸232，夹紧气缸232控制机械手231的松开与夹紧，夹紧气缸232滑动连接在上料气缸233上，夹紧气缸232一端连接上料气缸233的伸缩杆，上料气缸233带动机械手231向靠近或远离盖板一侧移动，上料气缸233的一侧连接有旋转气缸234，旋转气缸234带动机械手231进行旋转，旋转气缸234设置在移动座235上，移动座235滑动连接在工作台100的水平滑轨236上，水平滑轨236的一侧设有电机237，电机237的输出端设有丝杆238，丝杆238设置在水平滑轨236的上端，丝杆238贯穿移动座235，电机237带动丝杆238转动，从而带动移动座235沿水平滑轨236左右移动。盖板上料机构200还包括设置在组装加工机构100一端设有导向块240和导向气缸250，导向块240上设有导向槽241，导向气缸250的伸缩杆的一端设有压杆251，压杆251位于所述导向块240的上方。

如图1、图3所示，盖板上料机构200的一侧设有组装加工机构300，组装加工机构300包括输送组件310和依次设置在输送组件310一侧的电阻焊接组件320、极耳弯折整形组件330和超声波焊接组件340。输送组件310包括由上、下分布的上输送台311和下输送台312组成的循环输送台，循环输送台两侧设有贯穿循环输送台始终的滑轨，循环输送台上设有多个沿输送方向依次抵靠排列的放置台，放置台与滑轨滑动连接，且每个放置台上均设有盖板放置槽316和电芯放置槽315。上输送台311远离盖板上料机构200的一侧设有能够接纳放置台的第一升降器313以及能够将第一升降器313上的放置台推入下输送台312一端的第一推动件314，下输送台312靠近盖板上料机构200的一端设有能够接纳放置台的第二升降器317以及能够将第二升降器317上的放置台推入下输送台312一端的第二推动件318。本实施例中第一、二升降器317采用升降气缸实现放置台的升降，第一、二推动件采用推动气缸，推动气缸的伸缩杆的一端连接有推动板，通过推动气缸带动推动板来实现推动放置台。且在循环输送台的末端的工作台上设有检测设备，检测设备与电控箱500电连接，用于检测输送至上输送台311末端的放置台上的盖板和电芯是否焊接完成，焊接完成后发出信号给电控箱500，电控箱500控制电芯取料机构400将焊接完成的电芯和盖板取出；没有完成焊接的电芯和盖板，由第一升降器313及第一推动件314推入下输送台312。

如图4所示，电阻焊接组件320包括设置在工作台100上的气缸固定座321，气缸固定座321上设有垂直滑轨322，气缸固定座321上端设有焊接气缸323，焊接气缸323的一端连接有滑动连接在垂直滑轨322上的焊针固定座324，焊针固定座324的下端设有焊针325。极耳弯折整形组件330包括整形气缸331，整形气缸331的一端设有压块332，压块332的下端靠近电芯放置槽315的一侧设有直角三角形的缺口333。超声波焊接组件340包括设置在工作台100上的焊接座341、焊接座341内设有超声波发生器和焊头342，焊头342与超声波焊接器相连。

如图1、图5所示，组装加工机构300的末端设有电芯取料机构400，电芯取料机构400用于将焊接好的电芯取出。电芯取料机构400包括取料座410，取料座410的上方设有导向杆420，导向杆420上滑动连接有移动气缸430，移动气缸430的一侧设有取料气缸440，取料气缸440的下端设有取料吸盘45-，且取料吸盘450的下端一侧设有放置台460。

如图1所示，工作台100上设置有电控箱500，盖板上料机构200、组装加工机构300和电芯取料机构400均与电控箱500电连接，盖板上料、输送、焊接、整形、取料均由电控箱500控制完成，自动化程度高。

工作原理：使用时，启动电控箱500，盖板上料机构200的震动送料盘210的下端设有电机，电机带动震动送料盘210震动，将震动送料盘210内的盖板震出至盖板送料槽220内，盖板送料槽220的宽度与盖板的宽度相适应，使得盖板整齐排列在盖板送料槽220内，并将盖板输送至盖板送料槽200的末端。同时电机237转动带动丝杆238转动，从而带动移动座235沿水平滑轨236向盖板送料槽220的末端移动。移动座235移动至适当位置后，旋转气缸234带动机械手231转动至合适的角度，之后由上料气缸233带动机械手231向着盖板送料槽220处的盖板移动。在机械手231的后侧还设有夹紧气缸232，机械手231的前端呈现手指夹状，当机械手231将盖板夹在中间后夹紧气缸232控制机械手231夹紧从而取到盖板。之后在上料气缸233、旋转气缸234以及电机237的共同作用下，使得机械手231将盖板移动至导向块240处，并由夹紧气缸232控制机械手231将盖板放置在导向槽241内。之后导向气缸250带动压杆251压住盖板，保证盖板平稳的放置在导向槽241内。导向板240设置在升降气缸312上端的盖板放置槽316上端，所以实现了将盖板平稳地放置升降气缸312上端的盖板放置槽316内。

当机械手231将盖板放置在升降气缸312上端的盖板放置槽316后，操作者将电芯放置在相对的电芯放置槽315内，之后第二推动件318将第二升降器317上方的放置有盖板和电芯的放置台一起推入上输送台311内，之后依次推入装好盖板和电芯的放置台。当放置台被推动至电阻焊接组件320下端时，焊接气缸323带动焊针固定座324沿垂直滑轨322向下运动，使焊针325与负极耳相接触，完成电芯负极耳与盖板的焊接，之后焊接气缸323带动焊针固定座324沿垂直滑轨322向上运动远离电芯和盖板，完成负极耳的焊接。之后焊接好的盖板和电芯在顶推气缸313的作用下继续向靠近极耳弯折整形组件330一侧移动，当其移动至极耳弯折整形组件330下端时，整形气缸331带动压块332压在盖板处，保证得正极耳弯折处紧贴在盖板上，方便正极耳的超声波焊接，完成正极耳的弯折整形，整形气缸331带动压块332远离盖板。之后盖板和电芯继续向靠近超声波焊接组件340一侧移动，移动至焊接座341下端时，超声波发生器带动焊头720完成对正极耳的超声波焊接。

之后焊接好的电芯继续向上输送台311的一端移动，当其移动至上输送台311的末端时，检测机构检测到电芯和盖板完成焊接，检测机构发出信号给电控箱500，电控箱500传递信息给电芯取料机构400，电芯取料机构400的移动气缸430通过气管与外部设备相连，在外部设备的驱动下带动移动气缸430沿导向杆420移动。当电芯完成焊接后，移动气缸420带动取料吸盘450移动至电芯处，取料气缸440带动取料吸盘450向靠近电芯处移动，之后利用取料吸盘450的磁性将电芯吸起放置在放置台460上，完成取料。没有焊接的电芯和盖板移动至输送台311末端后，检测机构将检测信息发送给电控箱500，电控箱500控制由上输送台311末端的第一升降器313将放置台取下至下输送台312的一端，并由第一推动件314将其推入靠近机械手231的一侧，之后依次进行，当放置台被推至下输送台312的另一端后，由第二升降器313将其输入上输送台311的一端，进行新一轮的加工。

Claims (10)

1.铝壳电池极耳自动焊接机，其特征在于，包括：

工作台；

盖板上料机构，其设置在所述工作台的一侧，所述盖板上料机构用于输送盖板并对盖板进行上料；

组装加工机构，其设置在盖板上料机构的一侧，所述组装加工机构包括输送组件和依次设置在输送组件一侧的电阻焊接组件、极耳弯折整形组件和超声波焊接组件，所述输送组件上设有若干线性排列的工位，所述输送组件用于对盖板和电芯的输送，所述电阻焊接组件用于对负极耳的电阻焊接，所述极耳弯折整形组件用于对正极耳整形，所述超声波焊接组件用于对正极耳超声波焊接；

电芯取料机构，其设置在所述组装加工机构的末端，所述电芯取料机构用于将焊接好的电芯取出；

电控箱，其设置在工作台上，所述盖板上料机构、组装加工机构和电芯取料机构均与所述电控箱电连接。

2.根据权利要求1所述的铝壳电池极耳自动焊接机，其特征在于，所述输送组件包括循环输送台，所述循环输送台上设有多个沿输送方向依次抵靠排列的放置台，每个放置台上均设有盖板放置槽和电芯放置槽。

3.根据权利要求2所述的铝壳电池极耳自动焊接机，其特征在于，所述循环输送台包括上、下分布的上输送台和下输送台，所述上输送台远离盖板上料机构的一侧设有接纳放置台的第一升降器以及能够将第一升降器上的放置台推入下输送台一端的第一推动件，所述下输送台靠近盖板上料机构的一端设有接纳放置台的第二升降器以及能够将第二升降器上的放置台推入下输送台一端的第二推动件。

4.根据权利要求1所述的铝壳电池极耳自动焊接机，其特征在于，所述盖板上料机构包括震动送料盘、连接在震动送料盘一侧的盖板送料槽和设置在盖板送料槽末端一侧的机械手组件，所述机械手组件将盖板送料槽内的盖板拿取放置在组装加工机构上。

5.根据权利要求4所述的铝壳电池极耳自动焊接机，其特征在于，所述机械手组件包括成手指夹状的机械手，所述机械手的末端连接有夹紧气缸，所述夹紧气缸滑动连接在上料气缸上，所述夹紧气缸一端连接上料气缸的伸缩杆，所述上料气缸的一侧连接有旋转气缸，所述旋转气缸设置在移动座上，所述移动座滑动连接在工作台上。

6.根据权利要求5所述的铝壳电池极耳自动焊接机，其特征在于，所述工作台上设有水平滑轨，所述水平滑轨的一侧设有电机，所述电机的输出端设有丝杆，所述丝杆设置在水平滑轨的上端，所述丝杆贯穿所述移动座，所述移动座滑动连接在水平滑轨上。

7.根据权利要求4所述的铝壳电池极耳自动焊接机，其特征在于，所述盖板上料机构还包括设置在组装加工机构一端设有导向块和导向气缸，所述导向块上设有导向槽，所述导向气缸的伸缩杆的一端设有压杆，所述压杆位于所述导向块的上方。

8.根据权利要求1所述的铝壳电池极耳自动焊接机，其特征在于，所述电阻焊接组件包括设置在工作台上的气缸固定座，所述气缸固定座上设有垂直滑轨，所述气缸固定座上端设有焊接气缸，所述焊接气缸的一端连接有滑动连接在所述垂直滑轨上的焊针固定座，所述焊针固定座的下端设有焊针。

9.根据权利要求1所述的铝壳电池极耳自动焊接机，其特征在于，所述极耳弯折整形组件包括整形气缸，所述整形气缸的一端设有压块，所述压块的下端靠近电芯放置槽的一侧设有直角三角形的缺口。

10.根据权利要求1所述的铝壳电池极耳自动焊接机，其特征在于，所述电芯取料机构包括取料座，所述取料座的上方设有导向杆，所述导向杆上滑动连接有移动气缸，所述移动气缸的一侧设有取料气缸，所述取料气缸的下端设有取料吸盘，且所述取料吸盘的下端一侧设有放置台。

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