CN113351993A - 一种电池盖板引片全自动焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池盖板引片全自动焊接设备，其包括进行旋转运动的旋转盘、等角度环形分布在所述旋转盘上的若干治具、围绕所述旋转盘设置的盖板供料上料单元、正负极引片供料上料单元、激光焊接模组以及成品下料输送单元，所述旋转盘上设置有与所述治具一一对应的盖板引片压紧单元，所述旋转盘的上方固定设置有驱动设定工位上的所述盖板引片压紧单元向前向下运动压紧所述治具上的盖板和引片的凸轮单元。本发明大大提高了电池盖板与引片的装配焊接效率，提高了焊接质量，保障了电池盖板的品质；且充分利用驱动源的驱动作用，大大减少了驱动电机的配置，降低了制作成本，节约了能耗。

Description

一种电池盖板引片全自动焊接设备

【技术领域】

本发明涉及一种电池盖板引片全自动焊接设备。

【背景技术】

新能源汽车逐渐成为汽车发展的趋势，新能源汽车的动力源主要来源于动力电池包。动力锂电池在安装到动力车上时，会将锂电池放在一个盒体内形成电池包，该电池包上设置有盖板将其封闭，并通过盖板上设置的电气元件实现电气导通。电池盖板具体通过正极引片与负极引片与电芯导通，因此，正极引片与负极引片需要与盖板焊接在一起，保障其电连接的稳定性。目前，正负极引片的焊接采用人工装配，移动轴带动激光头完成焊接，一方面，焊接效率低，另一方面，人工装配存在人为误差，导致装配精度低，进而影响焊接质量。

因此，有必要提供一种新的电池盖板引片全自动焊接设备来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种电池盖板引片全自动焊接设备，大大提高了电池盖板与引片的装配焊接效率，提高了焊接质量，保障了电池盖板的品质；且充分利用驱动源的驱动作用，大大减少了驱动电机的配置，降低了制作成本，节约了能耗。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种电池盖板引片全自动焊接设备，其包括进行旋转运动的旋转盘、等角度环形分布在所述旋转盘上的若干治具、围绕所述旋转盘设置的盖板供料上料单元、正负极引片供料上料单元、激光焊接模组以及成品下料输送单元，所述旋转盘上设置有与所述治具一一对应的盖板引片压紧单元，所述旋转盘的上方固定设置有驱动设定工位上的所述盖板引片压紧单元向前向下运动压紧所述治具上的盖板和引片的凸轮单元。

进一步的，所述治具包括固定在所述旋转盘上的底座、开设在所述底座上的承载槽、围绕所述承载槽设置的若干限位块、设置在所述承载槽一旁且对引片进行限位的引片限位槽；所述引片限位槽中设置有吸附孔。

进一步的，所述凸轮单元包括位于所述旋转盘上方的第一凸轮、位于所述第一凸轮上方的第二凸轮，所述第一凸轮上设置有凸轮导向凹槽，所述第二凸轮的下表面边缘设置有下凸式的导向弧面；

所述第一凸轮与所述第二凸轮在所述激光焊接模组工位处驱动所述盖板引片压紧单元向前向下移动至设定位置压紧盖板与引片。

进一步的，所述盖板引片压紧单元包括径向固定在旋转盘上的第一滑轨、可滑动的设置在所述第一滑轨上的活动块、固定在所述活动块上的且径向分布的第一滚子支架、设置在所述第一滚子支架朝向所述旋转盘圆心一端的第一滚子、上下可活动的设置在所述活动块上的且面朝所述治具设置的压板支架、设置在所述压板支架顶部的第二滚子支架、设置在所述第二滚子支架上的第二滚子、固定在所述压板支架上的若干压板。

进一步的，所述活动块受第一弹簧径向向内抵持；所述压板支架受第二弹簧竖向向上抵持。

进一步的，所述第一滚子与所述第一凸轮中的所述凸轮导向凹槽配合，所述第二凸轮的下表面边缘压持着所述第二滚子，且通过所述导向弧面驱动所述第二凸轮向下移动。

进一步的，所述盖板供料上料单元包括盖板送料输送线、位于所述盖板送料输送线末端的盖板精定位机构、将盖板从所述盖板送料输送线上抓取到所述盖板精定位机构上且同步的将盖板从所述盖板精定位机构上抓取到所述治具中的第一搬运机构；

所述正负极引片供料上料单元包括平行设置的正极引片送料输送线与负极引片送料输送线、位于所述正极引片送料输送线与所述负极引片送料输送线末端的引片精定位机构、将引片从所述正极引片送料输送线和所述负极引片送料输送线上抓取到所述引片精定位机构上且同步的将引片从所述引片精定位机构上抓取到所述治具中的第二搬运机构。

进一步的，所述第一搬运机构包括第一电机、受第一电机驱动进行上下水平移动的第一支撑板、固定在第一支撑板上的两组第一吸附模组。

进一步的，所述第二搬运机构与所述第一搬运机构结构原理相同；所述第一搬运机构还包括一固定安装板，所述固定安装板上设置水平分布的一对第二滑轨，每个所述第二滑轨上设置有第一滑块，每个所述第一滑块上设置有竖向分布的第二滑块，所述第一支撑板上设置有与所述第二滑块配合的且竖向分布的第三滑轨，所述固定安装板上还设置有导向滑槽板，所述导向滑槽板上设置有倒U形的第二导向槽，所述第一电机的旋转端固定设置有一个摆动板，所述摆动板的一端固定在所述第一电机的旋转端且另一自由端开设有径向的第一导向槽，所述第一支撑板上设置有插入至所述第一导向槽与所述第二导向槽内的第三滚子。

进一步的，所述盖板精定位机构包括第一载板、设置在所述第一载板上的若干第一固定限位块、与所述第一固定限位块配合将盖板限制在设定位置的若干第一活动限位块、驱动所述第一活动限位块进行水平移动的第一气缸；

所述引片精定位机构包括第二载板、设置在所述第二载板上的若干第二固定限位块、与所述第二固定限位块配合将引片限制在设定位置的若干第二活动限位块、驱动所述第二活动限位块进行水平移动的第二气缸。

与现有技术相比，本发明的电池盖板引片全自动焊接设备的有益效果在于：实现了盖板的自动上料、正负极引片自动上料、正负极引片与盖板的自动装配固定、正负极引片与盖板的自动焊接、以及成品的自动下料等一系列自动化操作，大大提高了引片盖板的装配焊接效率和焊接质量；设备采用旋转盘结构形式实现物料在各个工站之间的流转，且利用其旋转运动配合凸轮驱动结构，实现在设定工位上对盖板和引片的固定压紧操作，一方面保障了焊接的精准度；另一方面节省了驱动源数量的配置，降低了设备制作成本；在物料的上料搬运上，仅采用一个电机，配合凸轮滚子导向槽结构实现多个轴向的运动，一方面提高了运动效率，降低了节拍，另一方面节省了能耗和动力源数量的配置，降低了成本。

【附图说明】

图1为本发明实施例的俯视结构示意图；

图2为本发明实施例中旋转盘、治具、盖板引片压紧单元与凸轮单元的结构示意图；

图3为本发明实施例中盖板引片压紧单元与凸轮单元配合的局部结构示意图；

图4为本发明实施例中治具与盖板引片压紧单元配合的结构示意图；

图5为本发明实施例中盖板供料上料单元的结构示意图；

图6为本发明实施例中盖板精定位机构的结构示意图；

图7为本发明实施例中第一搬运机构的部分结构示意图；

图8为本发明实施例中正负极引片供料上料单元的结构示意图；

图9为本发明实施例中引片精定位机构的结构示意图；

图10为本发明实施例中成品下料输送单元的结构示意图；

附图标记说明：

100电池盖板引片全自动焊接设备；

1旋转盘，11驱动马达；

2治具，21底座，22承载槽，23限位块，24引片限位槽，25吸附孔；

3盖板供料上料单元，31盖板送料输送线，32盖板精定位机构，321第一载板，322第一固定限位块，323第一活动限位块，324第一气缸，33第一搬运机构，331第一电机，332第一支撑板，333第一吸附模组，334摆动板，335第一导向槽，336固定安装板，337第二滑轨，338第一滑块，339第二滑块，3310第三滑轨，3311导向滑槽板，3312第二导向槽，3313第三滚子；

4正负极引片供料上料单元，41正极引片送料输送线，42负极引片送料输送线，43引片精定位机构，431第二载板，432第二固定限位块，433第二活动限位块，434第二气缸，44第二搬运机构，441第二电机，442第二支撑板，443第二吸附模组；

5激光焊接模组；6成品下料输送单元，61成品下料输送线，62第三搬运机构，621第三气缸，622第三支撑板，623第四气缸，624第四支撑板，625第五气缸，626夹爪；

7盖板引片压紧单元，71第一滑轨，72活动块，73第一滚子支架，74第一滚子，75压板支架，76第二滚子支架，77第二滚子，78压板；

8凸轮单元，81第一凸轮，811凸轮导向凹槽，82第二凸轮，821导向弧面。

【具体实施方式】

实施例：

请参照图1-图10，本实施例一种电池盖板引片全自动焊接设备100，其包括进行旋转运动的旋转盘1、等角度环形分布在旋转盘1上的若干治具2、围绕旋转盘1设置的盖板供料上料单元3、正负极引片供料上料单元4、激光焊接模组5以及成品下料输送单元6，旋转盘1上设置有与治具2一一对应的盖板引片压紧单元7，旋转盘1的上方固定设置有驱动设定工位上的盖板引片压紧单元7向前向下运动压紧治具2上的盖板和引片的凸轮单元8。

旋转盘1受驱动马达11等角度旋转，使得治具2在设定的工位位置进行停留。

治具2包括固定在旋转盘1上的底座21、开设在底座21上的承载槽22、围绕承载槽22设置的若干限位块23、设置在承载槽22一旁且对引片进行限位的引片限位槽24。引片限位槽24中设置有吸附孔25，吸附孔25用于吸附住引片限位槽24中的引片，保障引片在焊接过程中保持位置稳定。

凸轮单元8包括位于旋转盘1上方的第一凸轮81、位于第一凸轮81上方的第二凸轮82，第一凸轮81上设置有凸轮导向凹槽811，第二凸轮82的下表面边缘设置有下凸式的导向弧面821。第一凸轮81与第二凸轮82在激光焊接模组5工位处驱动盖板引片压紧单元7向前向下移动至设定位置压紧盖板与引片。

盖板引片压紧单元7包括径向固定在旋转盘1上的第一滑轨71、可滑动的设置在第一滑轨71上的活动块72、固定在活动块72上的且径向分布的第一滚子支架73、设置在第一滚子支架73朝向旋转盘1圆心一端的第一滚子74、上下可活动的设置在活动块72上的且面朝治具2设置的压板支架75、设置在压板支架75顶部的第二滚子支架76、设置在第二滚子支架76上的第二滚子77、固定在压板支架75上的若干压板78。

活动块72受第一弹簧(图中未标识)径向向内抵持，使得压板78避开治具2，腾出治具2上方的空间，方便盖板、引片的放入以及成品的下料。

压板支架75受第二弹簧(图中未标识)竖向向上抵持，使得压板78保持在高位状态，以免与治具发生碰撞。

第一滚子74与第一凸轮81中的凸轮导向凹槽811配合，第二凸轮82的下表面边缘压持着第二滚子77，且通过导向弧面821驱动第二凸轮82向下移动，当盖板引片压紧单元7旋转至激光焊接模组5工位处时，在凸轮导向凹槽811的作用下，驱动活动块72径向靠近治具2，在导向弧面821的作用下，驱动压板支架75向下运动，从而使得压板78压紧治具2中的盖板与引片。

盖板供料上料单元3包括盖板送料输送线31、位于盖板送料输送线31末端的盖板精定位机构32、将盖板从盖板送料输送线31上抓取到盖板精定位机构32上同步的将盖板从盖板精定位机构32上抓取到治具2中的第一搬运机构33。

盖板精定位机构32包括第一载板321、设置在第一载板321上的若干第一固定限位块322、与第一固定限位块322配合将盖板限制在设定位置的若干第一活动限位块323、驱动第一活动限位块323进行水平移动的第一气缸324。本实施例中第一活动限位块323与第一气缸324配合设置有两组，第一活动限位块323从相互垂直的两个方向对盖板进行约束，第一固定限位块322从另外两个相互垂直的方向对盖板进行约束，进而限制住盖板的四周。

第一搬运机构33包括第一电机331、受第一电机331驱动进行上下水平移动的第一支撑板332、固定在第一支撑板332上的两组第一吸附模组333。为了提高盖板上料的效率，本实施例中采用凸轮导向槽的结构实现第一电机331与第一支撑板332的驱动传动。具体的，第一电机331的旋转端固定设置有一个摆动板334，摆动板334的一端固定在第一电机331的旋转端且另一自由端开设有径向的第一导向槽335，第一搬运机构33还包括一固定安装板336，固定安装板336上设置水平分布的一对第二滑轨337，每个第二滑轨337上设置有第一滑块338，每个第一滑块338上设置有竖向分布的第二滑块339，第一支撑板332上设置有与第二滑块339配合的且竖向分布的第三滑轨3310，固定安装板336上还设置有导向滑槽板3311，导向滑槽板3311上设置有倒U形的第二导向槽3312，第一支撑板332上设置有插入至第一导向槽335与第二导向槽3312内的第三滚子3313。

通过第一电机331驱动摆动板334摆动，进而驱动第三滚子3313实现左右移动的运动轨迹，在第二导向槽3312的导向作用下，驱动第三滚子3313实现上下移动的运动轨迹。在第一导向槽335与第二导向槽3312的综合配合下，将第一电机331的旋转驱动转化成第一支撑板332的上下取料、水平移动、上下放料的整个动作流程。整个搬运机构仅采用一个电机驱动，大大节省了能耗，且降低了成本，并利用滚子导向槽配合的凸轮传动结构，提高了上下运动与水平移动的移动速度，提高了各种运动转换效率，进而提高了上料效率。

正负极引片供料上料单元4包括平行设置的正极引片送料输送线41与负极引片送料输送线42、位于正极引片送料输送线41与负极引片送料输送线42末端的引片精定位机构43、将引片从正极引片送料输送线41和负极引片送料输送线42上抓取到引片精定位机构43上且同步的将引片从引片精定位机构43上抓取到治具2中的第二搬运机构44。

引片精定位机构43包括第二载板431、设置在第二载板431上的若干第二固定限位块432、与第二固定限位块432配合将引片限制在设定位置的若干第二活动限位块433、驱动第二活动限位块433进行水平移动的第二气缸434。本实施例中第二活动限位块433与第二气缸434配合设置有三组，，其中两组分别对应正极引片限位、负极引片限位，剩下的一组从设定方向对正极引片和负极引片进行共同限位。具体的，其中两个第二活动限位块433从相对的两个方向分别对正极引片和负极引片进行约束，配合对应的第二固定限位块432限定该方向上的自由度；剩下的一个第二活动限位块433与第二固定限位块432配合从垂直于上述方向的方向上对引片进行约束，进而限制住引片的四周。

第二搬运机构44与第一搬运机构33结构原理相同，且包括第二电机441、受第二电机441驱动进行上下水平移动的第二支撑板442、固定在第二支撑板442上的四组第二吸附模组443。其中两组第二吸附模组443分别从正极引片送料输送线41、负极引片送料输送线42上吸取正极引片与负极引片并放置到引片精定位机构43上，另外两组第二吸附模组443则同步的从引片精定位机构43上分别吸取正极引片与负极引片放置到治具2中。

激光焊接模组5可直接从市面上购买现成的模块，因此，本实施例不再赘述其结构。

成品下料输送单元6包括成品下料输送线61、将成品从治具2中夹取到成品下料输送线61上的第三搬运机构62。第三搬运机构62包括第三气缸621、受第三气缸621驱动进行水平移动的第三支撑板622、固定在第三支撑板622上的第四气缸623、受第四气缸623驱动进行上下运动的第四支撑板624、固定在第四支撑板624上的第五气缸625、受第五气缸625驱动进行张开或夹持动作的夹爪626。

本实施例一种电池盖板引片全自动焊接设备100的工作原理为：盖板由盖板送料输送线31输入至末端，然后通过第一搬运机构33将其抓取到盖板精定位机构32上，通过第一固定限位块322与第一活动限位块323对盖板进行精定位；然后再由第一搬运机构33将其抓取到旋转盘1上的治具2中，在治具2中，盖板通过限位块23进行定位；装载有盖板的治具2随着旋转盘1旋转至正负极引片供料上料单元4位置，正极引片与负极引片分别由正极引片送料输送线41与负极引片送料输送线42输入至末端，然后由第二搬运机构44将其搬运至引片精定位机构43上，对其位置进行精准定位；然后再由第二搬运机构44将其抓取到治具2中，放置在盖板上设定位置，在治具2中，引片通过引片限位槽24进行限位，并通过吸附孔25吸附固定；装在有盖板引片的治具2再随旋转盘1旋转至激光焊接模组5位置，此时，在凸轮单元8的作用下，旋转盘1上与治具2一一对应的盖板引片压紧单元7中的压板78已经径向向前向下压制住治具2中的盖板与引片，配合吸附孔25保障了盖板、引片的位置精准度和位置稳定性；然后通过激光焊接模组5将引片与盖板焊接在一起；焊接完后的成品在治具2中随旋转盘1旋转至成品下料输送单元6位置，由第三搬运机构62将其搬运到成品下料输送线61上输出；后续旋转盘1上的治具2重复上述动作，且在各个工位同步进行。

本实施例一种电池盖板引片全自动焊接设备100实现了盖板的自动上料、正负极引片自动上料、正负极引片与盖板的自动装配固定、正负极引片与盖板的自动焊接、以及成品的自动下料等一系列自动化操作，大大提高了引片盖板的装配焊接效率和焊接质量；设备采用旋转盘结构形式实现物料在各个工站之间的流转，且利用其旋转运动配合凸轮驱动结构，实现在设定工位上对盖板和引片的固定压紧操作，一方面保障了焊接的精准度；另一方面节省了驱动源数量的配置，降低了设备制作成本；在物料的上料搬运上，仅采用一个电机，配合凸轮滚子导向槽结构实现多个轴向的运动，一方面提高了运动效率，降低了节拍，另一方面节省了能耗和动力源数量的配置，降低了成本。

本发明的技术内容及技术特点已公开如上，然而本领域相关技术人员仍可能基于本发明的启示及公开而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所示，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种电池盖板引片全自动焊接设备，其特征在于：其包括进行旋转运动的旋转盘、等角度环形分布在所述旋转盘上的若干治具、围绕所述旋转盘设置的盖板供料上料单元、正负极引片供料上料单元、激光焊接模组以及成品下料输送单元，所述旋转盘上设置有与所述治具一一对应的盖板引片压紧单元，所述旋转盘的上方固定设置有驱动设定工位上的所述盖板引片压紧单元向前向下运动压紧所述治具上的盖板和引片的凸轮单元。

2.如权利要求1所述的电池盖板引片全自动焊接设备，其特征在于：所述治具包括固定在所述旋转盘上的底座、开设在所述底座上的承载槽、围绕所述承载槽设置的若干限位块、设置在所述承载槽一旁且对引片进行限位的引片限位槽；所述引片限位槽中设置有吸附孔。

3.如权利要求1所述的电池盖板引片全自动焊接设备，其特征在于：所述凸轮单元包括位于所述旋转盘上方的第一凸轮、位于所述第一凸轮上方的第二凸轮，所述第一凸轮上设置有凸轮导向凹槽，所述第二凸轮的下表面边缘设置有下凸式的导向弧面；

所述第一凸轮与所述第二凸轮在所述激光焊接模组工位处驱动所述盖板引片压紧单元向前向下移动至设定位置压紧盖板与引片。

4.如权利要求3所述的电池盖板引片全自动焊接设备，其特征在于：所述盖板引片压紧单元包括径向固定在旋转盘上的第一滑轨、可滑动的设置在所述第一滑轨上的活动块、固定在所述活动块上的且径向分布的第一滚子支架、设置在所述第一滚子支架朝向所述旋转盘圆心一端的第一滚子、上下可活动的设置在所述活动块上的且面朝所述治具设置的压板支架、设置在所述压板支架顶部的第二滚子支架、设置在所述第二滚子支架上的第二滚子、固定在所述压板支架上的若干压板。

5.如权利要求4所述的电池盖板引片全自动焊接设备，其特征在于：所述活动块受第一弹簧径向向内抵持；所述压板支架受第二弹簧竖向向上抵持。

6.如权利要求4所述的电池盖板引片全自动焊接设备，其特征在于：所述第一滚子与所述第一凸轮中的所述凸轮导向凹槽配合，所述第二凸轮的下表面边缘压持着所述第二滚子，且通过所述导向弧面驱动所述第二凸轮向下移动。

7.如权利要求1所述的电池盖板引片全自动焊接设备，其特征在于：所述盖板供料上料单元包括盖板送料输送线、位于所述盖板送料输送线末端的盖板精定位机构、将盖板从所述盖板送料输送线上抓取到所述盖板精定位机构上且同步的将盖板从所述盖板精定位机构上抓取到所述治具中的第一搬运机构；

所述正负极引片供料上料单元包括平行设置的正极引片送料输送线与负极引片送料输送线、位于所述正极引片送料输送线与所述负极引片送料输送线末端的引片精定位机构、将引片从所述正极引片送料输送线和所述负极引片送料输送线上抓取到所述引片精定位机构上且同步的将引片从所述引片精定位机构上抓取到所述治具中的第二搬运机构。

8.如权利要求7所述的电池盖板引片全自动焊接设备，其特征在于：所述第一搬运机构包括第一电机、受第一电机驱动进行上下水平移动的第一支撑板、固定在第一支撑板上的两组第一吸附模组。

9.如权利要求8所述的电池盖板引片全自动焊接设备，其特征在于：所述第二搬运机构与所述第一搬运机构结构原理相同；所述第一搬运机构还包括一固定安装板，所述固定安装板上设置水平分布的一对第二滑轨，每个所述第二滑轨上设置有第一滑块，每个所述第一滑块上设置有竖向分布的第二滑块，所述第一支撑板上设置有与所述第二滑块配合的且竖向分布的第三滑轨，所述固定安装板上还设置有导向滑槽板，所述导向滑槽板上设置有倒U形的第二导向槽，所述第一电机的旋转端固定设置有一个摆动板，所述摆动板的一端固定在所述第一电机的旋转端且另一自由端开设有径向的第一导向槽，所述第一支撑板上设置有插入至所述第一导向槽与所述第二导向槽内的第三滚子。

10.如权利要求7所述的电池盖板引片全自动焊接设备，其特征在于：所述盖板精定位机构包括第一载板、设置在所述第一载板上的若干第一固定限位块、与所述第一固定限位块配合将盖板限制在设定位置的若干第一活动限位块、驱动所述第一活动限位块进行水平移动的第一气缸；

所述引片精定位机构包括第二载板、设置在所述第二载板上的若干第二固定限位块、与所述第二固定限位块配合将引片限制在设定位置的若干第二活动限位块、驱动所述第二活动限位块进行水平移动的第二气缸。

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