CN114211757B - 用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备，包括具备焊接承载座的自动旋转载盘及沿自动旋转载盘旋转方向依次设置的若干自动化工位，焊接承载座包括贯通通道、组装腔槽、若干复位定位夹爪，自动化工位具备对应的升降驱动机构，自动旋转载盘上设有镂空载区，镂空载区与焊接承载座之间设有导向升降浮动部，超声波焊接工位设有焊接顶升机构，焊接顶升机构上设有超声波焊接保护板。本发明创新地提出了用于顶盖板与塑制板相超声波焊接一体地设备，能实现自动化超声焊接，运行流畅高效。通过具备复位定位夹爪的焊接承载座设计，满足装载料精确定位需求，同时满足超声焊保护配合，超声波焊接质量可靠稳定，产品合格率得到较大提升。

Description

用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备

技术领域

本发明涉及用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备，属于动力电池盖板组装焊接的技术领域。

背景技术

动力电池具备电池盖板，电池盖板又叫电池封口板，其为薄壁阀体，需要进行防爆阀焊接，电池内部压力超过规定值时，防爆阀阀体破裂从而避免电池爆裂等情况发生，防爆阀一般采用激光焊接方式进行焊接，对焊缝要求非常高。

动力电池盖板的零件包括顶盖板、极柱、防爆阀，在进行生产作业时，首先进行防爆阀与顶盖板之间的焊接作业，然后进行极柱组装与顶盖板相铆接及焊接一体，而为了增加动力电池盖板的绝缘稳定性，一般会设计塑制板，塑制板与顶盖板之间的连接通过极柱铆接实现一体配合，但是通过极柱冲铆配接的塑制板与顶盖板之间连接结构强度不足，无法满足有效使用寿命需求，因此需要进行塑制板与顶盖板之间的结合设计，通过焊接或者粘接等方式实现稳定结合。

目前现有技术中采用人工对位治具进行顶盖板与塑制板之间的预装载，再通过超声波焊接方式实现相对焊接固定，生产效率非常低，无法满足高效生产需求，同时产品合格率较低，而传统自动化超声焊接设备很难满足塑制板与顶盖板之间的在线自动化焊接，且顶盖板在前序生产作业过程中，存在一定地形变等情况，需要进行二次整形等作业，同时在超声波焊接过程中，还需要较高地对位精度与防爆阀保护，这对超声焊自动化设计造成了较大困扰，而本案即旨在克服传统困难，实现顶盖板与塑制板之间的自动化超声焊。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，针对目前顶盖板与塑制板超声焊自动化存在诸多缺陷的问题，提出用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备，用于顶盖板与塑制板相焊接一体，

包括自动旋转载盘、沿所述自动旋转载盘旋转方向依次设置的顶盖板上料工位、激光扫码测高工位、塑制板组装工位、超声波焊接工位、检测及良品卸料工位、NG卸料工位，所述自动旋转载盘上设有若干用于工位切换的焊接承载座，

所述焊接承载座包括贯通通道、位于所述贯通通道顶部的组装腔槽、位于所述组装腔槽外周的若干复位定位夹爪，

所述顶盖板上料工位、所述塑制板组装工位、所述检测及良品卸料工位、所述NG卸料工位分别设有位于所述焊接承载座底部的用于驱动所述复位定位夹爪松脱的升降驱动机构，

所述自动旋转载盘上设有用于搭载所述焊接承载座的镂空载区，所述镂空载区与所述焊接承载座之间设有导向升降浮动部，所述超声波焊接工位设有位于所述镂空载区底部的用于顶升所述焊接承载座的焊接顶升机构，所述焊接顶升机构上设有用于穿过所述贯通通道与顶盖板相抵接的超声波焊接保护板。

优选地，所述顶盖板上料工位的旁侧设有整形扫码机构，所述整形扫码机构包括旋转分度盘、沿所述旋转分度盘旋转方向依次设置的顶盖板供料工位、顶盖板整形工位、顶盖板扫码工位及顶盖板转移工位，所述旋转分度盘上设有若干用于承托顶盖板的镂空承托部，

所述顶盖板供料工位包括顶盖板供料输送带、用于将所述顶盖板供料输送带的出料运转至所述顶盖板供料工位上镂空承托部内的顶盖板运转部，

所述顶盖板整形工位包括位于所述镂空承托部底部的具备升降位移的顶升整形部和位于所述镂空承托部顶部的整形抵接部，

所述顶盖板扫码工位上设有扫码器，

所述顶盖板转移工位与所述顶盖板上料工位的焊接承载座之间设有顶盖板上料周转部。

优选地，所述顶盖板供料工位的镂空承托部的底部设有具备升降位移的承托导料部，所述承托导料部具备两个相间隔设置的端位支撑体，所述端位支撑体上设有定位销。

优选地，所述顶升整形部上设有若干承托整形块，所述承托整形块上设有避让孔槽，所述整形抵接部具备浮动位移。

优选地，所述旋转分度盘的任意工位之间设有避让区，所述顶升整形部与所述整形抵接部之间设有穿过所述避让区的进行对位导向的导向结构。

优选地，所述顶盖板供料输送带上设有至少一个冷却风机。

优选地，所述塑制板组装工位的旁侧设有塑制板供给机构、用于将所述塑制板供给机构的出料运转至所述塑制板组装工位焊接承载座上的塑制板上料机构。

优选地，所述塑制板供给机构包括至少一个塑制板供料弹夹，所述塑制板供料弹夹与所述塑制板上料机构之间设有用于塑制板线性周转的塑制板线性载座，

所述塑制板供料弹夹与所述塑制板线性载座之间设有塑制板转运部，所述塑料板上料机构包括用于在塑制板线性载座与所述塑制板组装工位的焊接承载座之间线性位移切换的线性转移拾取部，所述线性转移拾取部具备旋转调节位移，并且所述线性转移拾取部上设有用于监测塑制板上注液孔位置的位置度感应器。

优选地，所述塑制板供给机构包括弹夹旋转座，所述弹夹旋转座上设有周向均匀分布的可拆卸设置的所述塑制板供料弹夹，所述弹夹旋转座的底部设有与所述塑制板转运部垂直向相对设置的塑制板顶升供料部。

优选地，所述激光扫码测高工位上设有激光平扫器；

所述超声波焊接工位上设有超声波焊接机构；

所述检测及良品卸料工位设有焊接检测器、良品输送带、用于在所述检测及良品卸料工位上焊接承载座与所述良品输送带之间切换位移的良品转移机构；

所述NG卸料工位设有NG输送带、用于在所述NG卸料工位上焊接承载座与所述NG输送带之间切换位移的NG转移机构。

本发明的有益效果主要体现在：

1.创新地提出了用于顶盖板与塑制板相超声波焊接一体地设备，能实现顶盖板与塑制板之间的自动化超声焊接，运行流畅高效。

2.通过具备复位定位夹爪的焊接承载座设计，满足装载料精确定位需求，同时满足超声焊保护配合，超声波焊接质量可靠稳定，产品合格率得到较大提升。

3.能实现顶盖板与塑制板的功能性上料，满足顶盖板整形及塑制板防反要求，使得整体运行更高效流畅稳定。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备的结构示意图。

图2是本发明用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备中自动旋转载盘的结构示意图。

图3是本发明用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备中焊接承载座的结构示意图。

图4是本发明用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备中整形扫码机构的结构示意图。

图5是本发明用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备中旋转分度盘的结构示意图。

图6是本发明用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备中顶盖板整形工位的结构示意图。

图7是本发明用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备中承托导料部的结构示意图。

图8是本发明用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备中顶盖板供料输送带的结构示意图。

图9是本发明用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备中超声波焊接工位的结构示意图。

图10是图1中A部分的放大结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备，如图1至图10所示，用于顶盖板100与塑制板200相焊接一体。

如图1、图2、图3及图9所示，包括自动旋转载盘1、沿自动旋转载盘1旋转方向依次设置的顶盖板上料工位11、激光扫码测高工位12、塑制板组装工位13、超声波焊接工位14、检测及良品卸料工位15、NG卸料工位16，自动旋转载盘1上设有若干用于工位切换的焊接承载座10。

焊接承载座10包括贯通通道101、位于贯通通道101顶部的组装腔槽102、位于组装腔槽外周的若干复位定位夹爪103。

顶盖板上料工位11、塑制板组装工位13、检测及良品卸料工位15、NG卸料工位16分别设有位于焊接承载座10底部的用于驱动复位定位夹爪103松脱的升降驱动机构2。

自动旋转载盘1上设有用于搭载焊接承载座10的镂空载区，镂空载区与焊接承载座之间设有导向升降浮动部104，超声波焊接工位14设有位于镂空载区底部的用于顶升焊接承载座10的焊接顶升机构3，焊接顶升机构3上设有用于穿过贯通通道与顶盖板相抵接的超声波焊接保护板30。

具体地实现过程及原理说明：

在进行自动化超声波焊接作业时，由顶盖板上料工位11进行顶盖板100的自动化上料，此时由其底部的升降驱动机构2进行复位定位夹爪103的驱动，满足顶盖板100的载入需求，顶盖板100载入组装腔槽102中。

旋转工位至激光扫码测高工位12进行当前顶盖板100的测高检测，合格即依次进行后续工位，不合格时，后续工位不作业，直至NG卸料工位16进行卸料作业。

当激光扫码测高工位12测试合格后，进入塑制板组装工位13，进行塑制板的自动化上料组装，此时由当前工位的升降驱动机构2进行顶升松脱，待塑制板组装完成后，由复位定位夹爪103进行复位位置度精确矫正，再进入到超声波焊接工位14进行超声波焊接。

超声波焊接时，由焊接顶升机构3对焊接承载座10进行顶升作业，在导向升降浮动部104的导向作用下与超声波焊接工位14的超声波发生端相对配合，而超声波焊接保护板30与顶盖板100的防爆阀相抵接，实现对防爆阀的超声波焊接保护，有效防止出现防爆阀损伤，提高了产品合格率。

当焊接完成后，进入检测及良品卸料工位15检测与卸料，良品直接在当前工位卸料，NG品由自动旋转载盘1切换至NG卸料工位16卸料。

在一个具体实施例中，如图4至图7所示，顶盖板上料工位11的旁侧设有整形扫码机构4，整形扫码机构4包括旋转分度盘41、沿旋转分度盘41旋转方向依次设置的顶盖板供料工位42、顶盖板整形工位43、顶盖板扫码工位44及顶盖板转移工位45，旋转分度盘41上设有若干用于承托顶盖板的镂空承托部40。

顶盖板供料工位42包括顶盖板供料输送带421、用于将顶盖板供料输送带的出料运转至顶盖板供料工位上镂空承托部内的顶盖板运转部422。

顶盖板整形工位43包括位于镂空承托部底部的具备升降位移的顶升整形部431和位于镂空承托部顶部的整形抵接部432。

顶盖板扫码工位44上设有扫码器440。

顶盖板转移工位45与顶盖板上料工位11的焊接承载座之间设有顶盖板上料周转部450。

具体地实现过程及原理说明：

采用整形扫码机构4能实现顶盖板自动上料前的整形、扫码作业，满足全自动化介入需求，整形能提高顶盖板的形态稳定性，消除一定地NG率，而扫码满足后续生产配套监控需求。

具体地，由顶盖板供料输送带421进行顶盖板自动化供料，由顶盖板运转部422进行当前顶盖板的拾取与转移，满足搭载在顶盖板供料工位镂空承托部上的搭载需求，然后进行工位切换，在顶盖板整形工位43进行当前镂空承托部上的顶盖板整形，再经过顶盖板扫码工位44由扫码器440进行扫码，最终由顶盖板上料周转部450拾取向顶盖板上料工位11进行整形扫码后的顶盖板供给。

在一个具体实施例中，如图7所示，顶盖板供料工位42的镂空承托部的底部设有具备升降位移的承托导料部423，承托导料部423具备两个相间隔设置的端位支撑体4231，端位支撑体上设有定位销4232。

通过该承托导料部423能穿过镂空承托部进行顶盖板承接，在回落时，使得顶盖板与镂空承托部实现精确对位，满足后续整形对位精度需求。

在一个具体实施例中，如图6所示，顶升整形部431上设有若干承托整形块，承托整形块上设有避让孔槽，整形抵接部432具备浮动位移。

具体地说明，在旋转分度盘41分度切换工位至顶盖板整形工位43时，由整形抵接部432进行顶部支撑，由顶升整形部431进行顶升整形，并且通过避让槽等结构实现对位配合，提高了顶升整形的顶盖板形体精度。

需要说明的是，旋转分度盘41的任意工位之间设有避让区，顶升整形部与整形抵接部之间设有穿过避让区的进行对位导向的导向结构。

具体地说明，顶升整形部与整形抵接部之间需要较为可靠的导向，因此旋转分度盘41采用了避让区的设计，其在旋转过程中不会与导向结构相接触，同时满足各工位之间的组装配合精度需求。

在一个具体实施例中，如图8所示，顶盖板供料输送带421上设有至少一个冷却风机420。

具体地说明，顶盖板前端作业为极柱焊接，因此存在一定地余温，通过在顶盖板供料输送带421上设置冷却风机420，能实现在线供给冷却，满足连续连贯作业需求。

在一个具体实施例中，塑制板组装工位13的旁侧设有塑制板供给机构5、用于将塑制板供给机构的出料运转至塑制板组装工位焊接承载座上的塑制板上料机构6。

具体地说明，通过塑制板供给机构5能实现塑制板200的自动化供料，而塑制板上料机构6实现塑制板200的上料周转。

在一个具体实施例中，如图1和图10所示，塑制板供给机构5包括至少一个塑制板供料弹夹51，塑制板供料弹夹与塑制板上料机构6之间设有用于塑制板线性周转的塑制板线性载座52。

塑制板供料弹夹51与塑制板线性载座52之间设有塑制板转运部53，塑料板上料机构6包括用于在塑制板线性载座52与塑制板组装工位的焊接承载座之间线性位移切换的线性转移拾取部61，线性转移拾取部具备旋转调节位移，并且线性转移拾取部上设有用于监测塑制板上注液孔位置的位置度感应器62。

具体地实现过程及原理说明：

塑制板200上存在偏向的注液孔，因此其存在180°旋转的两个位置度，而在焊接时，对塑制板200存在定向要求。

因此设计了塑制板线性载座52、塑制板转运部53、线性转移拾取部61的设计，塑制板转运部53进行塑制板供料弹夹51的出料拾取，并搭载在塑制板转运部53上，再由线性转移拾取部61进行定位拾取，其通过位置度感应器62实现对位装夹后，再根据位置度感应器62的检测进行相应旋转作业后搭载，具体地，塑制板运转部53为中间运转承托，线性转移拾取部61时进行位置度感应，最终根据中间承托的位置度进行是否旋转调节的上料作业，满足塑制板的上料方向性匹配。

在一个具体实施例中，如图10所示，塑制板供给机构5包括弹夹旋转座50，弹夹旋转座上设有周向均匀分布的可拆卸设置的塑制板供料弹夹51，弹夹旋转座50的底部设有与塑制板转运部垂直向相对设置的塑制板顶升供料部500。

即通过塑制板顶升供料部500能实现对弹夹旋转座50的顶升供给料，而弹夹旋转座50进行旋转切换弹夹作业，能满足一定地自动化装载量供给需求。

在一个具体实施例中，激光扫码测高工位12上设有激光平扫器120，通过激光平扫器120能检测当前顶盖板100的平整度。满足在线检测度需求，不会造成不良品焊接报废的情况发生。

超声波焊接工位14上设有超声波焊接机构140，其为超声波焊接发生设备。即仅需要满足焊接对位配合的要求即可。

检测及良品卸料工位15设有焊接检测器151、良品输送带、用于在检测及良品卸料工位上焊接承载座与良品输送带之间切换位移的良品转移机构152，附图中省略了良品输送带的图示。

焊接检测器151进行当前焊接成品检测，良品由良品转移机构152拾取运转至良品输送带进行输送。NG产品切换至下个工位。

NG卸料工位16设有NG输送带161、用于在NG卸料工位上焊接承载座与NG输送带之间切换位移的NG转移机构162。

在NG卸料工位16时，由NG转移机构162将当前NG产品拾取并运转至NG输送带161上，实现NG品排离。

通过以上描述可以发现，本发明用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备，创新地提出了用于顶盖板与塑制板相超声波焊接一体地设备，能实现顶盖板与塑制板之间的自动化超声焊接，运行流畅高效。通过具备复位定位夹爪的焊接承载座设计，满足装载料精确定位需求，同时满足超声焊保护配合，超声波焊接质量可靠稳定，产品合格率得到较大提升。能实现顶盖板与塑制板的功能性上料，满足顶盖板整形及塑制板防反要求，使得整体运行更高效流畅稳定。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备，用于顶盖板与塑制板相焊接一体，其特征在于：

包括自动旋转载盘、沿所述自动旋转载盘旋转方向依次设置的顶盖板上料工位、激光扫码测高工位、塑制板组装工位、超声波焊接工位、检测及良品卸料工位、NG卸料工位，所述自动旋转载盘上设有若干用于工位切换的焊接承载座，

所述焊接承载座包括贯通通道、位于所述贯通通道顶部的组装腔槽、位于所述组装腔槽外周的若干复位定位夹爪，

所述顶盖板上料工位、所述塑制板组装工位、所述检测及良品卸料工位、所述NG卸料工位分别设有位于所述焊接承载座底部的用于驱动所述复位定位夹爪松脱的升降驱动机构，

所述自动旋转载盘上设有用于搭载所述焊接承载座的镂空载区，所述镂空载区与所述焊接承载座之间设有导向升降浮动部，所述超声波焊接工位设有位于所述镂空载区底部的用于顶升所述焊接承载座的焊接顶升机构，所述焊接顶升机构上设有用于穿过所述贯通通道与顶盖板相抵接的超声波焊接保护板；

所述顶盖板上料工位的旁侧设有整形扫码机构，所述整形扫码机构包括旋转分度盘、沿所述旋转分度盘旋转方向依次设置的顶盖板供料工位、顶盖板整形工位、顶盖板扫码工位及顶盖板转移工位，所述旋转分度盘上设有若干用于承托顶盖板的镂空承托部，

所述顶盖板供料工位包括顶盖板供料输送带、用于将所述顶盖板供料输送带的出料运转至所述顶盖板供料工位上镂空承托部内的顶盖板运转部，

所述顶盖板整形工位包括位于所述镂空承托部底部的具备升降位移的顶升整形部和位于所述镂空承托部顶部的整形抵接部，

所述顶盖板扫码工位上设有扫码器，

所述顶盖板转移工位与所述顶盖板上料工位的焊接承载座之间设有顶盖板上料周转部；

所述顶盖板供料工位的镂空承托部的底部设有具备升降位移的承托导料部，所述承托导料部具备两个相间隔设置的端位支撑体，所述端位支撑体上设有定位销；

所述顶升整形部上设有若干承托整形块，所述承托整形块上设有避让孔槽，所述整形抵接部具备浮动位移；

所述旋转分度盘的任意工位之间设有避让区，所述顶升整形部与所述整形抵接部之间设有穿过所述避让区的进行对位导向的导向结构。

2.根据权利要求1所述用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备，其特征在于：

所述顶盖板供料输送带上设有至少一个冷却风机。

3.根据权利要求1所述用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备，其特征在于：

所述塑制板组装工位的旁侧设有塑制板供给机构、用于将所述塑制板供给机构的出料运转至所述塑制板组装工位焊接承载座上的塑制板上料机构。

4.根据权利要求3所述用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备，其特征在于：

所述塑制板供给机构包括至少一个塑制板供料弹夹，所述塑制板供料弹夹与所述塑制板上料机构之间设有用于塑制板线性周转的塑制板线性载座，

所述塑制板供料弹夹与所述塑制板线性载座之间设有塑制板转运部，所述塑制板上料机构包括用于在塑制板线性载座与所述塑制板组装工位的焊接承载座之间线性位移切换的线性转移拾取部，所述线性转移拾取部具备旋转调节位移，并且所述线性转移拾取部上设有用于监测塑制板上注液孔位置的位置度感应器。

5.根据权利要求4所述用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备，其特征在于：

所述塑制板供给机构包括弹夹旋转座，所述弹夹旋转座上设有周向均匀分布的可拆卸设置的所述塑制板供料弹夹，所述弹夹旋转座的底部设有与所述塑制板转运部垂直向相对设置的塑制板顶升供料部。

6.根据权利要求1所述用于动力电池盖板的自动化超声波焊接设备，其特征在于：

所述激光扫码测高工位上设有激光平扫器；

所述超声波焊接工位上设有超声波焊接机构；

所述检测及良品卸料工位设有焊接检测器、良品输送带、用于在所述检测及良品卸料工位上焊接承载座与所述良品输送带之间切换位移的良品转移机构；

所述NG卸料工位设有NG输送带、用于在所述NG卸料工位上焊接承载座与所述NG输送带之间切换位移的NG转移机构。