CN114310017B - 锂电池极片和电芯芯体焊接机 - Google Patents

Abstract

锂电池极片和电芯芯体焊接机，机柜上设置有极片上下料机构、送片机构、电芯芯体上料机构、电芯芯体旋转机构、焊接压紧机构及焊接机构，送片机构的两侧分别设置有极片料盒和成品料盒；送片机构、焊接机构及电芯芯体上料机构依次设置，电芯芯体旋转机构、焊接压紧机构和焊接机构相对设置；极片上下料机构将待焊接的极片从极片料盒移送到送片机构上以及将送片机构上完成焊接的极片移送至成品料盒；送片机构将极片的头部移送至焊接机构处；电芯芯体上料机构将电芯芯体移送至焊接机构处；电芯芯体旋转机构在焊接时夹紧电芯芯体并旋转电芯芯体；焊接压紧机构在焊接时压紧电芯芯体。本发明实现了一次锂电池极片和电芯芯体的自动焊接。

Description

锂电池极片和电芯芯体焊接机

技术领域

本发明属于锂电池制造设备技术领域，具体涉及一种用于对一次锂电池极片和电芯芯体进行点焊的焊接设备。

背景技术

如图1所示，一次锂电池的生产过程中，需要将正极片100焊接在电芯的芯体101上。目前一次锂电池的极片和电芯芯体的焊接工序基本是人工操作完成，在这种情况下，生产的产能、良品率和工人的操作熟练程度紧密相关，而且工人的劳动强度也很大，难以提高生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以提高一次锂电池极片和电芯芯体焊接自动化程度的焊接机，可以降低人为因素对产品的影响，提高生产效率及产品质量。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

锂电池极片和电芯芯体焊接机，包括：机柜，所述机柜上设置有极片上下料机构、送片机构、电芯芯体上料机构、电芯芯体旋转机构、焊接压紧机构及焊接机构，所述送片机构的两侧分别设置有极片料盒和成品料盒；所述送片机构、焊接机构及电芯芯体上料机构依次设置，所述电芯芯体旋转机构、所述焊接压紧机构和所述焊接机构相对设置；所述极片上下料机构用于将待焊接的极片从所述极片料盒移送到所述送片机构上以及将所述送片机构上完成焊接的极片移送至所述成品料盒；所述送片机构用于将极片的头部移送至所述焊接机构处；所述电芯芯体上料机构用于将电芯芯体移送至所述焊接机构处；所述电芯芯体旋转机构用于焊接时夹紧所述电芯芯体并旋转所述电芯芯体；所述焊接压紧机构用于焊接时压紧所述电芯芯体防止其径向移动；所述焊接机构对所述极片和所述电芯芯体进行焊接。

进一步的，所述极片上下料机构包括设置于所述机柜上的固定架、可水平移动地设置于所述固定架上的滑架、驱动所述滑架移动的滑架平移驱动单元、设置于所述滑架上的上料吸盘和下料吸盘，所述滑架的移动方向和所述送片机构输送极片的方向相垂直。

更进一步的，所述滑架上设置了多个沿平行于所述送片机构输送极片的方向间隔排列的上料吸盘，以及多个沿平行于所述送片机构输送极片的方向间隔排列的上料吸盘，所述上料吸盘和所述下料吸盘可相对所述滑架上下移动；所述极片料盒和所述送片机构之间的距离与所述成品料盒和所述送片机构之间的距离相等，且所述上料吸盘和所述下料吸盘之间的距离等于所述极片料盒和所述送片机构之间的距离。

进一步的，所述送片机构包括设置于所述机架上的承载板支架、可水平移动地设置于所述承载板支架上的极片承载板、驱动所述极片承载板移动的承载板移动驱动单元，所述极片承载板的移动方向为所述极片的长度方向。

更进一步的，所述送片机构还包括极片定位组件和极片固定组件；每一所述极片定位组件包括一对相对设置的极片定位块以及驱动所述极片定位块水平移动的定位孔驱动单元，所述极片定位块分别位于所述极片承载板的两侧，所述极片定位块可以相向移动以推动极片使其位于所述极片承载板中心线位置，或相背移动以松开极片；每一所述极片固定组件包括一对相对设置的极片压紧块、驱动所述极片压紧块水平移动的压紧块平移驱动单元以及驱动所述极片压紧块竖直移动的压紧块纵移驱动单元，所述极片压紧块分别位于所述极片承载板的两侧，且位于所述极片承载板的前部。

进一步的，所述焊接压紧机构包括电芯芯体压块及控制所述电芯芯体压块上下移动的压块驱动单元。

进一步的，所述电芯芯体上料机构包括电芯芯体储料槽、位于所述电芯芯体储料槽出料端的电芯芯体承载座，所述电芯芯体承载座可沿水平方向在所述电芯芯体储料槽出料端和所述焊接机构之间移动。

更进一步的，所述电芯芯体承载座设置于一平移滑台上，所述平移滑台由平移滑台驱动单元驱动可在水平方向上移动，所述平移滑台的移动方向和所述送片机构的送片方向平行；所述电芯芯体储料槽的出料端设置有用于检测电芯芯体是否移动至所述电芯芯体储料槽的出料端的第一检料传感器，所述电芯芯体承载座旁侧设置有用于检测电芯芯体是否放置于其上的第二检料传感器；所述电芯芯体储料槽的底部从下向上依次设置有第一芯体限位组件和第二芯体限位组件，所述第一芯体限位组件用于对电芯芯体储料槽内从下往上数第一个的电芯芯体进行限位，使其可以移动或者固定不动，所述第二限位组件用于对电芯芯体储料槽内从下往上数第二个的电芯芯体进行限位，使其可以移动或者固定不动。

进一步的，所述电芯芯体旋转机构包括可绕自身轴线转动的旋转座、驱动所述旋转座转动的旋转驱动单元、设置于所述旋转座上的第一限位顶针、和所述第一限位顶针相对设置的第二限位顶针、驱动所述第一限位顶针沿自身轴向移动的第一限位顶针驱动单元、驱动所述第二限位顶针沿自身轴线移动的第二限位顶针驱动单元，所述第二限位顶针和所述第一限位顶针同步转动且所述第二限位顶针和第一限位顶针的轴线重合。

更进一步的，所述电芯芯体旋转机构还包括设置于所述机柜上的旋转机构支架，所述旋转座设置于所述旋转机构支架上，所述旋转机构支架上设置有第二限位顶针支架，所述第二限位顶针通过轴承设置于所述第二限位顶针支架上。

进一步的，所述焊接机构包括可水平移动的焊接平移滑台、驱动所述焊接平移滑台移动的焊接平移滑台驱动单元、可上下移动地设置于所述焊接平移滑台上的焊头安装座、设置于所述焊头安装座上的焊头，所述焊接平移滑台的移动方向平行于电芯芯体的轴线方向。

更进一步的，所述焊头为扇形，所述焊头的圆心角小于等于360°，所述焊头通过焊头安装轴设置于所述焊头安装座上，所述焊头安装轴可绕自身轴线转动，所述焊头安装轴的轴线和所述焊接平移滑台的移动方向相垂直；所述焊头安装轴直接或间接与一焊头转动复位元件相连，所述焊头转动复位元件用于使滚动焊接后的焊头转动复位。

更进一步的，所述焊头的圆心角小于360°，所述焊头上具有焊接起始端和焊接结束端。

更进一步的，所述焊头转动复位元件为复位弹簧，所述复位弹簧的一端和所述焊头安装轴相连、另一端和所述焊头安装座相连。

由以上技术方案可知，本发明可以自动完成取极片→送片、电芯芯体自动上料→自动焊接→成品自动下料的一次锂电池的正极与电芯芯体之间的焊接工序，整个过程中人工只需协助定期存放极片与电芯芯体以及定期更换成品料盘，这种以机器为主、人工为辅的生产方式，有效提高了生产的自动化，产品的产能、良品率不再过多的依赖操作员自身的熟练度，而是取决于设备自身的制作能力，提高了生产的稳定性，还能大幅度降低操作员的工作强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一次锂电池的极片和电芯芯体的焊接示意图；

图2为本发明实施例的结构示意图；

图3为本发明实施例极片上下料区域的示意图；

图4为本发明实施例极片和电芯芯体焊接区域的示意图；

图5为本发明实施例送片机构的结构示意图；

图6为本发明实施例电芯芯体上料机构的结构示意图；

图7为本发明实施例电芯芯体旋转机构的结构示意图；

图8为本发明实施例焊接机构的结构示意图；

图9为本发明实施例焊头的结构示意图。

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。需要说明的是，附图采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施例的目的。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量；术语“正”、“反”、“底”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图2所示，本发明的焊接机包括机柜1、设置于机柜1上的极片上下料机构2、送片机构3、电芯芯体上料机构4、电芯芯体旋转机构5、焊接压紧机构6、焊接机构7以及电控箱8，电控箱8可采用现有的产品，本发明对电控箱8的结构没有改进，此处不再赘叙。极片上下料机构2用于将待焊接的极片送至送片机构3上以及经焊接完成的极片从送片机构3上移送到成品料盒内。送片机构3用于承载极片，将极片的头部送至焊接工位和电芯芯体进行焊接。电芯芯体上料机构4用于将电芯芯体送至焊接工位，和极片进行焊接。电芯芯体旋转机构5用于使电芯芯体绕自身轴线转动。焊接压紧机构6用于在焊接时压紧电芯芯体，对电芯芯体进行固定位。焊接机构7用于对极片和电芯芯体进行焊接。送片机构3、焊接机构7及电芯芯体上料机构4依次设置，电芯芯体旋转机构5、焊接压紧机构6和焊接机构7相对设置。

如图3所示，本实施例的极片上下料机构2包括固定架2-1、滑架2-2、上料吸盘(未图示)、下料吸盘2-3、极片料盒2-4、成品料盒2-5、上料吸盘上下驱动单元2-6、下料吸盘上下驱动单元2-7以及滑架平移驱动单元2-8。本实施例的固定架2-1包括一对门形的框架，滑架2-2可沿水平方向移动地设置于固定架2-1上，送片机构3位于滑架2-2的下方。在送片机构2的左右两侧(极片宽度方向上的两侧)分别设置极片料盒2-4和成品料盒2-5。作为本发明一种优选的实施方式，在送片机构3和成品料盒2-5之间还设置有一倾斜设置的送料板2-9，送料板2-9靠近送片机构3的一侧高于其靠近成品料盒2-5的一侧，从而下料吸盘2-3将完成焊接的成品极片送至送料板2-9上后，成品极片在重力作用下可以顺着送料板2-9滑入成品料盒2-5中。

在固定架2-1上设置有导轨2-1a，滑架2-2设置于导轨2-1a上，并可沿导轨2-1a移动。滑架2-2的移动方向(导轨2-1a的延伸方向)和送片机构3 输送极片的方向相垂直。在滑架2-2上设置上料吸盘和下料吸盘，为了提高极片运输的可靠性和稳定性，可设置多个上料吸盘和多个下料吸盘，本实施例在滑架2-2上设置了多个沿平行于送片机构3输送极片的方向(极片的长度方向)间隔排列的上料吸盘，以及多个沿平行于送片机构3输送极片的方向间隔排列的上料吸盘。本实施例为了使结构更为紧凑，一个动作(滑架一次平移) 可以实现两个动作(极片上料和极片下料)，极片料盒2-4和送片机构3(极片承载板)之间的距离与成品料盒2-5和送片机构3(极片承载板)之间的距离相等，且上料吸盘和下料吸盘之间的距离等于极片料盒2-4和送片机构3之间的距离以及成品料盒2-5(或送料板2-9)和送片机构3之间的距离。这样滑架2-2在一次移动过程中，可以同时实现上料吸盘将极片料盒2-4中的极片移送至送片机构3处以及下料吸盘2-3将送片机构3处的极片送至成品料盒2- 5内(或者送料板2-9处)。本实施例的上料吸盘和下料吸盘2-3均可相对滑架2-2在竖直方向上移动，上料吸盘的上下移动由上料吸盘上下驱动单元2-6 控制，下料吸盘2-3的上下移动由下料吸盘上下驱动单元2-7控制。滑架2-2 的水平移动由滑架平移驱动单元2-8。以上驱动单元可采用气缸、电机、电动推杆等常规的机械驱动单元。在其他实施例中，也可以将滑架设置为可上下移动，从而带动上料吸盘和下料吸盘同时上下移动，而无需在设置吸盘上下驱动单元。

如图5所示，本实施例的送片机构3包括极片承载板3-1、承载板支架3- 2、极片定位组件3-3、极片固定组件3-4以及承载板移动驱动单元3-5。承载板支架3-2设置于机柜1上，极片承载板3-1可沿极片的长度方向(极片的输送方向)移动地设置于承载板支架3-2上，极片承载台3-1的移动由承载板移动驱动单元3-5控制，本实施例的承载板移动驱动单元3-5采用气缸。极片定位组件3-3和极片固定组件3-4设置于承载板支架3-2上。极片定位组件3-3 用于对极片100进行定位，使极片100的轴线和极片承载板3-1的中心线对齐，极片定位组件3-3可设置多组，提高极片定位的精度。每一组极片定位组件3-3均包括一对相对设置的极片定位块3-31以及驱动极片定位块3-31水平移动的定位块驱动单元3-32，相对设置的极片定位块3-31分别位于极片承载板3-1的两侧，相对设置的一对极片定位块3-31之间可以相向移动或相背移动，相向移动时两个极片定位块3-31可以推动极片100，使其位于极片承载板3-1中心线位置，相背移动时两个极片定位块3-31松开极片。极片固定组件 3-4位于极片承载板3-1的前部，用于对极片100的头部进行固定位，使其保持位置固定。极片固定组件3-4包括一对相对设置的极片压紧块3-41、驱动极片压紧块3-41水平移动的压紧块平移驱动单元3-42、驱动极片压紧块3-41竖直移动的压紧块纵移驱动单元3-43，当极片100定位完成后，压紧块平移驱动单元3-42和压紧块纵移驱动单元3-43分别动作，控制极片压紧块水平移动到极片100的上方，然后下移，压紧极片100于极片承载台3-1上。极片承载台3-1带动其上的极片100移动，将极片100的头部送至焊接机构7处，极片承载台3-1将极片100移送到位后，极片定位组件3-3对极片100进行定位，定位完成后，极片固定组件3-4压紧极片100，使其位置固定，方便极片100和电芯芯体101进行焊接。定位块驱动单元3-32、压紧块平移驱动单元3-42及压紧块纵移驱动单元3-43均可采用气缸或电机等常规的驱动结构。

电芯芯体上料机构4、电芯芯体旋转机构5、焊接压紧机构6及焊接机构7 设置于机柜1的焊接区域。如图4所示，焊接压紧机构6包括电芯芯体压块6- 1及控制电芯芯体压块6-1上下移动的压块驱动单元6-2，本实施例的焊接压紧机构6设置于电芯芯体旋转机构5的旋转机构支架5-1上。结合图6所示，本实施例的电芯芯体上料机构4包括电芯芯体储料槽4-1、第一检料传感器4- 2、电芯芯体承载座4-3、第二检料传感器4-4、承载座上下移动驱动单元4- 5、平移滑台4-6、平移滑台驱动单元4-7及上料机构支架4-8。上料机构支架 4-8设置于机柜1上，平移滑台4-6可水平移动地设置于上料机构支架4-8 上，平移滑台4-6的移动方向和送片机构3的送片方向平行，从而平移滑台4- 6移动时，可带动设置于其上的电芯承载座4-3移动至焊接位置。本实施例的电芯芯体承载座4-3可上下移动地设置于平移滑台4-6上，承载座上下移动驱动单元4-5为设置于平移滑台4-6上的气缸，气缸的活塞杆和一支撑板4-11 相连，电芯芯体承载座4-3设置于支撑板4-11上，第二检料传感器4-4设置于电芯芯体承载座4-3的旁侧，用于检测电芯芯体是否放置于电芯芯体承载座 4-3上，本实施例的第二检料传感器4-4采用接近开关。电芯芯体承载座4-3 可随平移滑台4-6的移动在电芯芯体储料槽4-1的底部和焊接位置之间移动。第一检料传感器4-2设置于电芯芯体储料槽4-1的底部(出料端)，用于检测电芯芯体是否落到电芯芯体储料槽4-1的底部，本实施例的第一检料传感器4- 2采用光纤传感器。在电芯芯体储料槽4-1的底部还从下向上依次设置有第一芯体限位组件4-9和第二芯体限位组件4-10，第一芯体限位组件4-9用于对电芯芯体储料槽4-1内从下往上数第一个(位于最下方)的电芯芯体进行限位，使其可以向下落或者固定不动；第二限位组件4-10用于对电芯芯体储料槽内从下往上数第二个的电芯芯体进行限位，使其可以向下落或者固定不定。本实施例的第一、第二芯体限位组件的结构相同，均采用气缸的结构，气缸伸出后可阻止电芯芯体101向下移动，气缸收回后电芯芯体101可向下移动。

如图7所示，本实施例的电芯芯体旋转机构5包括旋转机构支架5-1、第一限位顶针5-2、第二限位顶针5-3、第二限位顶针支架5-4、旋转座5-5、旋转驱动单元5-6、第一限位顶针驱动单元5-7及第二限位顶针驱动单元5-8。旋转机构支架5-1设置于机柜1上，旋转座5-5可绕自身轴线转动地设置于旋转机构支架5-1上，旋转座5-5的转动由旋转驱动单元5-6控制，本实施例的旋转驱动单元5-6采用电机，电机通过同步带、同步轮等传动结构带动旋转座 5-5的转动。第一限位顶针5-2设置于旋转座5-5上，可随旋转座5-5旋转，第二限位顶针5-3和第一限位顶针5-2相对设置，第一限位顶针5-2和第二限位顶针5-3的轴线重合。第二限位顶针5-3通过轴承设置于第二限位顶针支架 5-4上，第二限位顶针支架5-4和旋转机构支架5-1相连。第一限位顶针5-2 和第二限位顶针5-3分别在第一限位顶针驱动单元5-7及第二限位顶针驱动单元5-8的控制下可沿自身的轴线移动，从而夹紧电芯芯体101或松开电芯芯体 101，对电芯芯体101进行轴向定位。旋转座5-5转动时，会带动其上的第一限位顶针5-2一起转动，第二限位顶针5-3通过轴承设置于第二限位顶针支架 5-4上，因此也会随第一限位顶针5-2一起转动，从而实现电芯芯体的旋转。本实施例的第一限位顶针驱动单元5-7及第二限位顶针驱动单元5-8均采用气缸。

如图8所示，本实施例的焊接机构7包括焊接平移滑台7-1、焊接平移滑台驱动单元7-2、焊头7-3、焊头安装座7-4以及焊头移动驱动单元7-5。本实施例的焊接平移滑台7-1可沿水平方向移动地设置于一固定板7-6上，固定板 7-6上设置有导轨7-6a，焊接平移滑台7-1设置于导轨7-6a上，由设置于固定板7-6上的焊接平移滑台驱动单元7-2驱动水平移动，焊接平移滑台7-1的移动方向平行于电芯芯体的轴线方向。本实施例的焊接平移滑台驱动单元7-2 采用电机，电机通过丝杆传动结构带动焊接平移滑台7-1移动。在其他的实施例中，焊接平移滑台7-1也可以直接设置在机柜1的台面上。焊头安装座7-4 可上下移动地设置于焊接平移滑台7-1上，本实施例在焊接平移滑台7-1上设置有一竖直安装板7-7，竖直安装板7-7上设置有竖直延伸的竖直导轨7-7a，焊头安装座7-4设置于竖直导轨7-7a上，并可沿竖直导轨7-7a上下移动。焊头安装座7-4的上下移动由设置于焊接平移滑台7-1上的焊头移动驱动单元7- 5控制。焊头7-3设置于焊头安装座7-4上。结合图9所示，本实施例的焊头 7-3为扇形，扇形的圆心角小于等于360°，优选小于360°，这样扇形的两端分别形成焊头的焊接起始端a和焊接结束端b，焊头7-3的半径及圆心角根据焊接长度相应设置，焊头7-3的弧长为焊接长度，焊接长度确定后，就可以确定焊头的半径及圆心角。焊头7-3通过一焊头安装轴7-8设置于焊头安装座7- 4上，焊头安装轴7-8的轴线和焊接平移滑台7-1的移动方向相垂直，焊头7- 3通过焊头安装座7-8可转动地设置于焊头安装座7-8上，其可绕焊头安装座7-8的轴线转动。焊头安装轴7-8的一端或通过轴承或直接与外部的焊接机 (未图示)相连。

焊接时，焊头7-3绕焊头安装座7-8的轴线转动，实现滚动焊接。焊头安装轴7-8与焊头复位件7-9相连，焊头转动复位元件7-9用于使滚动焊接完成后焊头7-3转动复位。本实施例的焊头转动复位元件7-9为复位弹簧，复位弹簧的一端固定在焊头安装座7-4上、另一端固定在焊头安装轴7-8上，焊头7- 3滚动焊接时焊头安装轴7-8(焊头7-3)转动，使得复位弹簧变形蓄能，完成焊接后，复位弹簧的弹力带动焊头安装轴7-8(焊头7-3)转动复位。在其他实施例中，也可以采用其他的控制元件来控制焊头安装轴7-8(焊头7-3)的转动复位，如与焊头安装轴7-8相连的电机等，采用复位弹簧的形式，结构简单，成本低。

焊接开始时焊头7-3的焊接起始端a压紧极片，随着焊接平移滑台7-1水平移动并带动焊头7-3沿电芯芯体的轴线方向移动，焊头7-3在压力作用下在其外圆切线方向产生离心力，从而在极片表面滚动，实现滚动焊接，焊接完成后，焊头转动复位元件7-9使焊头7-3转动复位。

下面结合各附图对本发明点焊机的工作过程进行说明：

首先，人工将待焊接的极片100放置于极片料盒2-4中，将待焊接的电芯芯体放置于电芯芯体储料槽4-1中；

机器启动后，在机柜1的极片上下料区域，上料吸盘上下驱动单元2-6控制上料吸盘下降，从极片料盒2-4中吸附极片，然后上料吸盘上下驱动单元2- 6控制上料吸盘上升，如果送片机构3处有焊接好的极片，则此时，下料吸盘上下驱动单元2-7也控制下料吸盘2-3下降，吸附极片承载板3-1处完成焊接的极片，然后下料吸盘上下驱动单元2-7控制下料吸盘上升；然后，滑架平移驱动单元2-8控制滑架2-2平移，带动上料吸盘和下料吸盘2-3同步移动，当上料吸盘移动至极片承载板3-1上方时，上料吸盘上下驱动单元2-6控制上料吸盘下降，将极片100放置于极片承载板3-1上，以此同时，下料吸盘上下驱动单元2-7也控制下料吸盘2-3下降，将焊接好的极片放置于送料板2-9上，极片顺着送料板2-9滑入成品料盒2-5中；

在机柜1的焊接区域，第一芯体限位组件4-9的气缸收回，电芯芯体储料槽4-1最下方的电芯芯体101在重力作用下落到电芯芯体承载座4-3上，与此同时，第二芯体限位组件4-10的气缸申出，电芯芯体储料槽内从下往上数第二个的电芯芯体无法落到电芯芯体储料槽4-1底部；第二检料传感器4-4感应到电芯芯体放入电芯承载座4-3上后，给出信号，承载座上下移动驱动单元4- 5驱动电芯芯体承载座4-3下移，电芯芯体承载座4-3下移到位后，平移滑台驱动单元4-7驱动平移滑台4-6水平移动，将电芯芯体承载座4-3送至第一限位顶针5-2和第二限位顶针5-3之间，第一限位顶针驱动单元5-7及第二限位顶针驱动单元5-8驱动第一限位顶针5-2和第二限位顶针5-3伸出，调整电芯芯体的轴向位置，并将电芯芯体夹住；

电芯芯体承载座4-3复位，第二芯体限位组件4-10的气缸收回，电芯芯体储料槽内从下往上数第二个的电芯芯体下落到电芯芯体储料槽4-1底部，第一芯体限位组件4-9的气缸伸出，第一检料传感器4-2检测到电芯芯体后，发出信号，第二芯体限位组件4-10的气缸伸出，限制上方的电芯芯体继续下落；

在电芯芯体被送至焊接位置的同时，送片机构3的极片定位组件3-3对放置于极片承载板3-1上的极片进行定位后，极片固定组件3-4将极片固定在极片承载板3-1上，承载板移动驱动单元3-5驱动极片承载板3-1将极片的头部送至电芯芯体的下方；上料吸盘、下料吸盘2-3及滑架2-2复位；

焊接平移滑台驱动单元7-2驱动焊接平移滑台7-1移动到焊接位置，然后焊头移动驱动单元7-5控制焊头7-3向上移动至极片头部和电芯芯体的下方，使极片和电芯芯体贴合，极片压块6-1向下移动，对电芯芯体进行径向定位，焊头7-3沿着电芯芯体轴向方向开始对产品进行滚动焊接；

一次焊接完成后，焊接压紧机构6将电芯芯体松开，电芯芯体旋转机构5 将电芯芯体转动一定的角度后(转动角度可根据需求进行调整)，焊接压紧机构6再次将电芯芯体压紧，焊接机构7重复前面的动作，再次对极片和电芯芯体进行焊接，焊接的重复次数根据产品的需求进行调整；

焊接完毕后，电芯转动机构复位，送片机构3将把焊好的产品回送到上下料区，产品回送到位后，重复前面的动作，进入下一轮的焊接循环。

本发明可以实现极片和电芯芯体焊接的自动化生产，有效地提高了生产的稳定性、生产效率以及产品的一致性，克服了人工操作导致产品质量不稳定的问题。

当然，本发明的技术构思并不仅限于上述实施例，还可以依据本发明的构思得到许多不同的具体方案，例如，用于控制部件移动的驱动单元可以采用电机、气缸、电动推杆等常用的驱动部件，当驱动单元采用电机时，除了可以采用丝杆传动结构外，也可以采用链条等其它常规的传动结构进行传动；存在相对平移运动之间的部件采用导轨和滑槽的结构滑动连接时，导轨和滑槽的位置可以互换；诸如此等改变以及等效变换均应包含在本发明所述的范围之内。

Claims (12)

1.锂电池极片和电芯芯体焊接机，其特征在于，包括：

机柜，所述机柜上设置有极片上下料机构、送片机构、电芯芯体上料机构、电芯芯体旋转机构、焊接压紧机构及焊接机构，所述送片机构的两侧分别设置有极片料盒和成品料盒；

所述送片机构、焊接机构及电芯芯体上料机构依次设置，所述电芯芯体旋转机构、所述焊接压紧机构和所述焊接机构相对设置；所述极片上下料机构用于将待焊接的极片从所述极片料盒移送到所述送片机构上以及将所述送片机构上完成焊接的极片移送至所述成品料盒；所述送片机构用于将极片的头部移送至所述焊接机构处；所述电芯芯体上料机构用于将电芯芯体移送至所述焊接机构处；所述电芯芯体旋转机构用于焊接时固定所述电芯芯体并旋转所述电芯芯体；所述焊接压紧机构用于焊接时压紧所述电芯芯体防止其径向移动；所述焊接机构对所述极片和所述电芯芯体进行焊接，所述焊接机构包括可水平移动的焊接平移滑台、驱动所述焊接平移滑台移动的焊接平移滑台驱动单元、可上下移动地设置于所述焊接平移滑台上的焊头安装座、设置于所述焊头安装座上的焊头，所述焊接平移滑台的移动方向平行于电芯芯体的轴线方向；所述焊头为扇形，所述焊头的圆心角小于等于360°，所述焊头通过焊头安装轴设置于所述焊头安装座上，所述焊头安装轴可绕自身轴线转动，所述焊头安装轴的轴线和所述焊接平移滑台的移动方向相垂直；所述焊头安装轴直接或间接与一焊头转动复位元件相连，所述焊头转动复位元件用于使滚动焊接后的焊头转动复位。

2.如权利要求1所述的锂电池极片和电芯芯体焊接机，其特征在于：所述极片上下料机构包括设置于所述机柜上的固定架、可水平移动地设置于所述固定架上的滑架、驱动所述滑架移动的滑架平移驱动单元、设置于所述滑架上的上料吸盘和下料吸盘，所述滑架的移动方向和所述送片机构输送极片的方向相垂直。

3.如权利要求2所述的锂电池极片和电芯芯体焊接机，其特征在于：所述滑架上设置了多个沿平行于所述送片机构输送极片的方向间隔排列的上料吸盘，以及多个沿平行于所述送片机构输送极片的方向间隔排列的下料吸盘，所述上料吸盘和所述下料吸盘可相对所述滑架上下移动；所述极片料盒和所述送片机构之间的距离与所述成品料盒和所述送片机构之间的距离相等，且所述上料吸盘和所述下料吸盘之间的距离等于所述极片料盒和所述送片机构之间的距离。

4.如权利要求1所述的锂电池极片和电芯芯体焊接机，其特征在于：所述送片机构包括设置于所述机柜上的承载板支架、可水平移动地设置于所述承载板支架上的极片承载板、驱动所述极片承载板移动的承载板移动驱动单元，所述极片承载板的移动方向为所述极片的长度方向。

5.如权利要求4所述的锂电池极片和电芯芯体焊接机，其特征在于：所述送片机构还包括极片定位组件和极片固定组件；

每一所述极片定位组件包括一对相对设置的极片定位块以及驱动所述极片定位块水平移动的定位孔驱动单元，所述极片定位块分别位于所述极片承载板的两侧，所述极片定位块可以相向移动以推动极片使其位于所述极片承载板中心线位置，或相背移动以松开极片；

每一所述极片固定组件包括一对相对设置的极片压紧块、驱动所述极片压紧块水平移动的压紧块平移驱动单元以及驱动所述极片压紧块竖直移动的压紧块纵移驱动单元，所述极片压紧块分别位于所述极片承载板的两侧，且位于所述极片承载板的前部。

6.如权利要求1所述的锂电池极片和电芯芯体焊接机，其特征在于：所述焊接压紧机构包括电芯芯体压块及控制所述电芯芯体压块上下移动的压块驱动单元。

7.如权利要求1所述的锂电池极片和电芯芯体焊接机，其特征在于：所述电芯芯体上料机构包括电芯芯体储料槽、位于所述电芯芯体储料槽出料端的电芯芯体承载座，所述电芯芯体承载座可沿水平方向在所述电芯芯体储料槽出料端和所述焊接机构之间移动。

8.如权利要求7所述的锂电池极片和电芯芯体焊接机，其特征在于：所述电芯芯体承载座设置于一平移滑台上，所述平移滑台由平移滑台驱动单元驱动可在水平方向上移动，所述平移滑台的移动方向和所述送片机构的送片方向平行；所述电芯芯体储料槽的出料端设置有用于检测电芯芯体是否移动至所述电芯芯体储料槽的出料端的第一检料传感器，所述电芯芯体承载座旁侧设置有用于检测电芯芯体是否放置于其上的第二检料传感器；所述电芯芯体储料槽的底部从下向上依次设置有第一芯体限位组件和第二芯体限位组件，所述第一芯体限位组件用于对电芯芯体储料槽内从下往上数第一个的电芯芯体进行限位，使其可以移动或者固定不动，所述第二芯体限位组件用于对电芯芯体储料槽内从下往上数第二个的电芯芯体进行限位，使其可以移动或者固定不动。

9.如权利要求1所述的锂电池极片和电芯芯体焊接机，其特征在于：所述电芯芯体旋转机构包括可绕自身轴线转动的旋转座、驱动所述旋转座转动的旋转驱动单元、设置于所述旋转座上的第一限位顶针、和所述第一限位顶针相对设置的第二限位顶针、驱动所述第一限位顶针沿自身轴向移动的第一限位顶针驱动单元、驱动所述第二限位顶针沿自身轴线移动的第二限位顶针驱动单元，所述第二限位顶针和所述第一限位顶针同步转动且所述第二限位顶针和第一限位顶针的轴线重合。

10.如权利要求9所述的锂电池极片和电芯芯体焊接机，其特征在于：所述电芯芯体旋转机构还包括设置于所述机柜上的旋转机构支架，所述旋转座设置于所述旋转机构支架上，所述旋转机构支架上设置有第二限位顶针支架，所述第二限位顶针通过轴承设置于所述第二限位顶针支架上。

11.如权利要求1所述的锂电池极片和电芯芯体焊接机，其特征在于：所述焊头的圆心角小于360°，所述焊头上具有焊接起始端和焊接结束端。

12.如权利要求1所述的锂电池极片和电芯芯体焊接机，其特征在于：所述焊头转动复位元件为复位弹簧，所述复位弹簧的一端和所述焊头安装轴相连、另一端和所述焊头安装座相连。