CN114227040A - 用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备，包括组装焊接旋转盘及沿组装焊接旋转盘依次设置若干作业工位，组装焊接旋转盘上设有若干用于工位切换的组装焊接载座，组装焊接载座具备导向顶升位移；焊接工位具备焊接配合装置，焊接配合装置包括具备圈焊避让位移的极柱保护盖帽压扣机构。本发明通过极柱保护盖帽能实现对极柱的焊接保护，同时能实现焊接过程中极柱保护盖帽压接保持与圈焊避让，使得焊接质量可靠稳定。采用顶升工位配合，能满足各工位组装配合精度，确保焊接前预组装精度可靠稳定，提高了产品成型精度，产品合格率得到较大提升。各工位设计合理且配合巧妙，能实现全自动化生产作业，运行高效流畅，生产效率得到较大提升。

Description

用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备

技术领域

本发明涉及用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备，属于动力电池盖板极柱组装及焊接生产的技术领域。

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，包括盖板、极柱、密封圈、绝缘塑制件、防爆阀，在电池盖板成型过程中，需要先进行盖板与防爆阀的焊接作业，然后进行密封圈、极柱等结构件的组装焊接。

盖板一般具备正负极的两个极柱组件装载位，即存在两个装载槽，每个装载槽内需要进行密封圈、极柱等搭载焊接，传统极柱组件为引脚极柱、密封圈、极柱绝缘盖的组装，首先进行密封圈与引脚极柱在装载槽内的搭载，然后进行冲铆连接，再进行极柱的圈焊，最后进行极柱绝缘盖的压扣组装保护，其结构较为复杂，引脚极柱结构强度不足，同时极柱绝缘盖易出现松脱等情况。

针对此情况，目前存在采用与盖板相组装一体的塑制保护板设计，通过塑制保护板进行绝缘保护，仅极柱外露，因此采用了盖帽极柱代替传统引脚极柱，使得电池封口板呈现无外露引脚的片状体，易于运输及电池组装，而在进行极柱组件组装焊接时，进行密封圈与极柱的先后搭载预组装，再进行盖帽极柱与装载槽之间的圈焊。

该盖帽极柱在焊接作业时，需要保持对密封圈的压接量，满足极柱固定位置精度需求，因此需要进行相对组装行程的控制，同时盖帽极柱与装载槽之间焊接时需要进行一定地焊接保护，从而使得焊接形变量在可控范围内，确保焊接质量可靠。

目前盖帽极柱自动化焊接设备采用中心顶压点焊后进行外圈焊的方式，中心顶压是通过会对盖帽极柱进行压接从而满足盖帽位置度与密封圈的形变量，其会对盖帽极柱产生较大地压接损伤，同时中心顶压会对焊接行程产生干涉，仅能实现单侧点焊，在中心顶压撤离后才能实现满焊，单侧点焊会造成极柱一定偏向，且无焊接保护，在满焊过程中会增加整体形变量，焊接效率和焊接质量均无法保障。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，针对传统盖帽极柱位置精度不可控及焊接质量不稳定的问题，提出用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备。

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极柱组装焊接设备，动力电池盖板包括盖板，所述盖板上设有两个相间隔设置的装载槽，

包括组装焊接旋转盘、沿所述组装焊接旋转盘依次设置的盖板上料工位、成对密封圈上料工位、成对极柱上料及检测工位、成对极柱保护盖帽上料工位、第一极柱焊接工位、第二极柱焊接工位、良品卸料综合工位、NG品卸料工位，

所述组装焊接旋转盘上设有若干用于工位切换的组装焊接载座，所述组装焊接旋转盘上设有与任意所述组装焊接载座相一一对应的镂空区，所述组装焊接载座与所述镂空区的外周之间设有升降浮动机构，所述组装焊接载座上设有盖板限位槽和载座定位部；

所述第一极柱焊接工位和所述第二极柱焊接工位上分别设有焊接配合装置，所述焊接配合装置包括位于所述组装焊接旋转盘顶部的对位载板、位于所述组装焊接旋转盘底部的用于穿过所述镂空区顶升所述组装焊接载座的焊接顶升机构、位于所述对位载板顶部的焊机，

所述对位载板上设有与所述装载槽一一对应设置的对位配合部，其中一个所述对位配合部为封闭压扣部、另一个所述对位配合部为焊接镂空部，所述对位载板上设有用于与所述焊接镂空部相对的极柱保护盖帽压扣机构，所述极柱保护盖帽压扣机构具备用于避让焊机圈焊位移的避让位移，

所述对位载板的底部设有与所述载座定位部相配合的对位导向结构；

所述良品卸料综合工位包括成对极柱保护盖帽卸料机构、焊接检测机构、良品输送机构。

优选地，所述极柱保护盖帽压扣机构包括旋转压盖及用于驱动所述旋转压盖旋转的压盖驱动部，所述旋转压盖具备焊接避让槽、位于所述焊接避让槽内的用于压接极柱保护盖帽的径向压杆部。

优选地，所述盖板上料工位设有盖板自动化上料机构，所述盖板自动化上料机构包括盖板送料带、位于所述盖板送料带的输送末端的扫码部、用于在所述盖板送料带与所述盖板上料工位上组装焊接载座之间位移切换的盖板周转部。

优选地，所述盖板周转部的位移路径上设有盖板二次定位工装。

优选地，所述成对密封圈上料工位包括两个密封圈供料机构、用于拾取两个所述密封圈供料机构的出料并装载至所述组装焊接载座内盖板上的密封圈组装机构。

优选地，所述成对极柱上料及检测工位包括位于所述组装焊接旋转盘顶部的极柱导向板、位于所述组装焊接旋转盘底部的载座顶升机构、位于所述极柱导向板顶部的视觉检测机构、用于向所述极柱导向板进行极柱供给的极柱供给机构，所述极柱导向板的底部设有与所述载座定位部相配合的对位配合部。

优选地，所述极柱供给机构包括极柱二次定位工装、极柱供给线、用于在极柱供给线与所述极柱二次定位工装之间及用于在所述极柱二次定位工装与所述组装焊接载座之间切换位移的极柱周转部。

优选地，所述成对极柱保护盖帽上料工位包括极柱位置度检测机构、两个极柱保护盖帽供料机构、用于拾取两个所述极柱保护盖帽供料机构的出料并装载至所述组装焊接载座内盖板的极柱上的极柱保护盖帽组装机构。

优选地，所述NG品卸料工位包括NG输送带、用于在所述NG输送带与所述NG品卸料工位的组装焊接载座之间周转的NG周转运输部。

优选地，所述成对极柱保护盖帽卸料机构包括极柱保护盖帽回收舱、用于拾取所述组装焊接载座内盖板上极柱保护盖帽并转移至所述极柱保护盖帽回收舱上的极柱保护盖帽卸料部；

所述良品输送机构包括良品输送带、用于拾取盖板并转移至所述良品输送带上的良品卸料部；

所述极柱保护盖帽回收舱位于所述良品输送带的底部。

本发明的有益效果主要体现在：

1.通过极柱保护盖帽能实现对极柱的焊接保护，同时能实现焊接过程中极柱保护盖帽压接保持与圈焊避让，使得焊接质量可靠稳定。

2.采用顶升工位配合，能满足各工位组装配合精度，确保焊接前预组装精度可靠稳定，提高了产品成型精度，产品合格率得到较大提升。

3.各工位设计合理且配合巧妙，能实现全自动化生产作业，运行高效流畅，生产效率得到较大提升。

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极柱组装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极柱组装焊接设备的俯视结构示意图。

图3是本发明用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备中第一极柱焊接工位和第二极柱焊接工位的结构示意图。

图4是本发明用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备中组装焊接旋转盘的结构示意图。

图5是本发明用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备中成对极柱上料及检测工位的结构示意图。

图6是本发明用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备中成对极柱保护盖帽上料工位的结构示意图。

图7是本发明用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备中成对极柱保护盖帽卸料机构的结构示意图。

图8是本发明中电池盖板的爆炸结构示意图。

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极柱组装焊接设备，如图1至图8所示，动力电池盖板包括盖板100，盖板100上设有两个相间隔设置的装载槽。

极柱组装焊接设备包括组装焊接旋转盘1、沿组装焊接旋转盘1依次设置的盖板上料工位2、成对密封圈上料工位3、成对极柱上料及检测工位4、成对极柱保护盖帽上料工位5、第一极柱焊接工位6、第二极柱焊接工位7、良品卸料综合工位8、NG品卸料工位9。

组装焊接旋转盘1上设有若干用于工位切换的组装焊接载座10，组装焊接旋转盘1上设有与任意组装焊接载座相一一对应的镂空区11，组装焊接载座10与镂空区的外周之间设有升降浮动机构，组装焊接载座10上设有盖板限位槽101和载座定位部102。

第一极柱焊接工位6和第二极柱焊接工位7上分别设有焊接配合装置60，焊接配合装置60包括位于组装焊接旋转盘1顶部的对位载板61、位于组装焊接旋转盘底部的用于穿过镂空区11顶升组装焊接载座10的焊接顶升机构62、位于对位载板顶部的焊机200，焊机200具备三轴位移。

对位载板61上设有与装载槽一一对应设置的对位配合部，其中一个对位配合部为封闭压扣部611、另一个对位配合部为焊接镂空部612，对位载板61上设有用于与焊接镂空部612相对的极柱保护盖帽压扣机构70，极柱保护盖帽压扣机构70具备用于避让焊机圈焊位移的避让位移。

对位载板61的底部设有与载座定位部102相配合的对位导向结构。

良品卸料综合工位8包括成对极柱保护盖帽卸料机构81、焊接检测机构82、良品输送机构83。

具体地实现过程及原理说明：

该极柱组装焊接设备主要用于在两个装载槽中分别依次搭载密封圈、极柱、极柱保护盖帽，然后在第一极柱焊接工位6和第二极柱焊接工位7分别进行极柱的外缘与装载槽之间的焊接作业。

具体地，首先通过盖板上料工位2进行盖板100的上料装载，盖板100限位在组装焊接载座10的盖板限位槽101内，依次切换工位进行组装，成对密封圈上料工位3进行两个装载槽的密封圈分别搭载，成对极柱上料及检测工位4进行密封圈叠料情况检测与极柱搭载，成对极柱保护盖帽上料工位5进行极柱保护盖帽对极柱的套接保护，仅外露焊接缘边。

第一极柱焊接工位6和第二极柱焊接工位7进行对组装极柱的分别焊接作业，进行焊接作业说明，在组装焊接载座10切换至第一极柱焊接工位6或第二极柱焊接工位7时，由焊接顶升机构62将组装焊接载座10顶升，并且通过对位导向结构使得对位载板61与载座定位部102之间实现精确对位配合，确保组装焊接载座10顶升后的两个装载槽内的极柱保护盖帽分别与封闭压扣部611及焊接镂空部612一一对应精准对位。

封闭压扣部611对其中一个极柱组件进行压接封闭保护，同时满足当前极柱组件的压接锁固稳定性，在焊接镂空部612内，极柱保护盖帽压扣机构70对极柱保护盖帽进行压接，通过焊接顶升机构62的压力传感器精确控制配合行程，满足密封圈压缩量与极柱位置精度，而在焊接作业过程中，极柱保护盖帽压扣机构70在保持对极柱保护盖帽压接作用下进行避让位移，焊机200通过三轴位移行程进行围绕极柱缘边的圈焊作业，确保极柱焊接质量稳定可靠。

在极柱焊接完成后，至良品卸料综合工位8，首先通过成对极柱保护盖帽卸料机构81进行极柱保护盖帽的卸离，使得焊接极柱整体外露，再由焊接检测机构82进行焊接质量检测，当检测合格时，由良品输送机构83进行良品卸料，NG品切换至NG品卸料工位9进行NG品移除。

在一个具体实施例中，如图1至图3所示，极柱保护盖帽压扣机构70包括旋转压盖71及用于驱动旋转压盖旋转的压盖驱动部72，旋转压盖71具备焊接避让槽711、位于焊接避让槽内的用于压接极柱保护盖帽的径向压杆部712。

具体地实现过程及原理说明：

焊接顶升机构62顶升使得极柱保护盖帽与径向压杆部72相抵接，由焊接避让槽711进行焊机的焊接端穿过焊接作业，通过压盖驱动部72对旋转压盖71进行旋转，径向压杆部712进行旋转避让，满足圈焊满焊需求，同时维持较为可靠地稳定压接力。

对压盖驱动部72进行说明，其采用线性位移气缸与具备与线性位移气缸线性位移方向呈偏角线性活动位移的驱动端实现对极柱保护盖帽的旋转驱动，仅需要满足径向压杆部712的一定偏角旋转避让位移即可，还可以采用齿轮旋转配合的方式实现对旋转压盖的位移驱动，仅需要满足压接保持与旋转避让即可。

在一个优选实施例中，径向压杆部712的自由端具备轴承体或滚珠体，满足与极柱保护盖帽之间相对旋转活动度需求，对极柱保护盖帽起到保护作用，延长了极柱保护盖帽的有效使用寿命。

在一个具体实施例中，如图1和图2所示，盖板上料工位2设有盖板自动化上料机构20，盖板自动化上料机构20包括盖板送料带21、位于盖板送料带21的输送末端的扫码部22、用于在盖板送料带21与盖板上料工位2上组装焊接载座之间位移切换的盖板周转部23。

具体地说明，盖板由盖板送料带21进行自动化连续送料，在经过扫码部22时进行扫码录入作业，通过盖板周转部23进行盖板上料。

在一个优选实施例中，盖板周转部的位移路径上设有盖板二次定位工装。

通过盖板二次定位工装，能提高盖板的位置精度，满足搭载在组装焊接载座上的位置精度，当然为了周转更高效，盖板二次定位工装与盖板送料带之间可以增设二次周转部，其与盖板周转部23进行协调配合。

当然，盖板周转部23亦可采用双拾取位，能实现盖板送料带21至盖板二次定位工装、盖板二次定位工装至组装焊接载座的同步周转位移。

在一个具体实施例中，成对密封圈上料工位3包括两个密封圈供料机构31、用于拾取两个所述密封圈供料机构的出料并装载至组装焊接载座内盖板上的密封圈组装机构32。

具体地说明，成对密封圈上料工位3属于现有技术，密封圈供料机构31一般为密封圈振动盘与直振供料轨道的配合，而密封圈组装机构32采用负压拾取与对位搭载的位移线轨料爪即可，满足同步双密封圈上料作业即可。

在一个具体实施例中，如图5所示，成对极柱上料及检测工位4包括位于组装焊接旋转盘顶部的极柱导向板41、位于组装焊接旋转盘底部的载座顶升机构42、位于极柱导向板顶部的视觉检测机构43、用于向极柱导向板进行极柱供给的极柱供给机构44，极柱导向板41的底部设有与载座定位部相配合的对位配合部。

具体地实现过程及原理说明：

在进行极柱上料时，首先通过载座顶升机构42进行组装焊接载座10的顶升，通过对位配合部与载座定位部使得组装焊接载座10与极柱导向板41相对位精确，视觉检测机构43进行当前密封圈的叠料检测，当检测合格后进行极柱搭载，由极柱供给机构44进行极柱拾取并装载在极柱导向板41的导向孔槽内，由导向孔槽进行导向使得极柱装载位置度精确。

该极柱供给机构44一般采用托盘供给，利用拾取机构、线性输送带、转运机构进行配合实现极柱自动化供给。

在一个具体实施例中，极柱供给机构44包括极柱二次定位工装441、极柱供给线442、用于在极柱供给线与极柱二次定位工装之间及用于在极柱二次定位工装与组装焊接载座之间切换位移的极柱周转部443。

通过拾取极柱供给线442输出极柱并转移至极柱二次定位工装441上进行二次定位，再进行极柱周转至极柱导向板41的导向搭载，满足极柱位置精度需求。

在一个具体实施例中，如图6所示，成对极柱保护盖帽上料工位5包括极柱位置度检测机构51、两个极柱保护盖帽供料机构52、用于拾取两个极柱保护盖帽供料机构的出料并装载至组装焊接载座内盖板的极柱上的极柱保护盖帽组装机构53。

具体地说明，通过极柱位置度检测机构51进行当前极柱位置度检测，再通过极柱保护盖帽组装机构53拾取极柱保护盖帽供料机构52输送的极柱保护盖帽，并搭载在极柱上，从而实现搭载保护。

在一个具体实施例中，NG品卸料工位9包括NG输送带91、用于在NG输送带与NG品卸料工位的组装焊接载座之间周转的NG周转运输部92。

即通过NG周转运输部92实现NG品卸料。

在一个具体实施例中，如图7所示，成对极柱保护盖帽卸料机构81包括极柱保护盖帽回收舱811、用于拾取组装焊接载座内盖板上极柱保护盖帽并转移至极柱保护盖帽回收舱的极柱保护盖帽卸料部812；良品输送机构83包括良品输送带831、用于拾取盖板并转移至良品输送带上的良品卸料部832；极柱保护盖帽回收舱位于良品输送带的底部。

具体地说明，极柱保护盖帽回收舱上具备承料导板，极柱保护盖帽卸料部812能实现极柱保护盖帽的卸料，通过承料导板进行导向回收，同时良品输送机构83与极柱保护盖帽卸料部812分别位于组装焊接载座10两侧，运行流程稳定。

通过以上描述可以发现，本发明用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备，通过极柱保护盖帽能实现对极柱的焊接保护，同时能实现焊接过程中极柱保护盖帽压接保持与圈焊避让，使得焊接质量可靠稳定。采用顶升工位配合，能满足各工位组装配合精度，确保焊接前预组装精度可靠稳定，提高了产品成型精度，产品合格率得到较大提升。各工位设计合理且配合巧妙，能实现全自动化生产作业，运行高效流畅，生产效率得到较大提升。

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 (10)

1.用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备，动力电池盖板包括盖板，所述盖板上设有两个相间隔设置的装载槽，其特征在于：

包括组装焊接旋转盘、沿所述组装焊接旋转盘依次设置的盖板上料工位、成对密封圈上料工位、成对极柱上料及检测工位、成对极柱保护盖帽上料工位、第一极柱焊接工位、第二极柱焊接工位、良品卸料综合工位、NG品卸料工位，

所述组装焊接旋转盘上设有若干用于工位切换的组装焊接载座，所述组装焊接旋转盘上设有与任意所述组装焊接载座相一一对应的镂空区，所述组装焊接载座与所述镂空区的外周之间设有升降浮动机构，所述组装焊接载座上设有盖板限位槽和载座定位部；

所述第一极柱焊接工位和所述第二极柱焊接工位上分别设有焊接配合装置，所述焊接配合装置包括位于所述组装焊接旋转盘顶部的对位载板、位于所述组装焊接旋转盘底部的用于穿过所述镂空区顶升所述组装焊接载座的焊接顶升机构、位于所述对位载板顶部的焊机，

所述对位载板上设有与所述装载槽一一对应设置的对位配合部，其中一个所述对位配合部为封闭压扣部、另一个所述对位配合部为焊接镂空部，所述对位载板上设有用于与所述焊接镂空部相对的极柱保护盖帽压扣机构，所述极柱保护盖帽压扣机构具备用于避让焊机圈焊位移的避让位移，

所述对位载板的底部设有与所述载座定位部相配合的对位导向结构；

所述良品卸料综合工位包括成对极柱保护盖帽卸料机构、焊接检测机构、良品输送机构。

2.根据权利要求1所述用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备，其特征在于：

所述极柱保护盖帽压扣机构包括旋转压盖及用于驱动所述旋转压盖旋转的压盖驱动部，所述旋转压盖具备焊接避让槽、位于所述焊接避让槽内的用于压接极柱保护盖帽的径向压杆部。

3.根据权利要求1所述用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备，其特征在于：

所述盖板上料工位设有盖板自动化上料机构，所述盖板自动化上料机构包括盖板送料带、位于所述盖板送料带的输送末端的扫码部、用于在所述盖板送料带与所述盖板上料工位上组装焊接载座之间位移切换的盖板周转部。

4.根据权利要求3所述用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备，其特征在于：

所述盖板周转部的位移路径上设有盖板二次定位工装。

5.根据权利要求1所述用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备，其特征在于：

所述成对密封圈上料工位包括两个密封圈供料机构、用于拾取两个所述密封圈供料机构的出料并装载至所述组装焊接载座内盖板上的密封圈组装机构。

6.根据权利要求1所述用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备，其特征在于：

所述成对极柱上料及检测工位包括位于所述组装焊接旋转盘顶部的极柱导向板、位于所述组装焊接旋转盘底部的载座顶升机构、位于所述极柱导向板顶部的视觉检测机构、用于向所述极柱导向板进行极柱供给的极柱供给机构，所述极柱导向板的底部设有与所述载座定位部相配合的对位配合部。

7.根据权利要求6所述用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备，其特征在于：

所述极柱供给机构包括极柱二次定位工装、极柱供给线、用于在极柱供给线与所述极柱二次定位工装之间及用于在所述极柱二次定位工装与所述组装焊接载座之间切换位移的极柱周转部。

8.根据权利要求1所述用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备，其特征在于：

所述成对极柱保护盖帽上料工位包括极柱位置度检测机构、两个极柱保护盖帽供料机构、用于拾取两个所述极柱保护盖帽供料机构的出料并装载至所述组装焊接载座内盖板的极柱上的极柱保护盖帽组装机构。

9.根据权利要求1所述用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备，其特征在于：

所述NG品卸料工位包括NG输送带、用于在所述NG输送带与所述NG品卸料工位的组装焊接载座之间周转的NG周转运输部。

10.根据权利要求1所述用于动力电池盖板的极柱组装焊接设备，其特征在于：

所述成对极柱保护盖帽卸料机构包括极柱保护盖帽回收舱、用于拾取所述组装焊接载座内盖板上极柱保护盖帽并转移至所述极柱保护盖帽回收舱的极柱保护盖帽卸料部；

所述良品输送机构包括良品输送带、用于拾取盖板并转移至所述良品输送带上的良品卸料部；

所述极柱保护盖帽回收舱位于所述良品输送带的底部。

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