CN114571114A

CN114571114A - 激光动态均衡焊接系统及焊接方法

Info

Publication number: CN114571114A
Application number: CN202210392089.5A
Authority: CN
Inventors: 冉昌林; 游浩; 雷波; 肖彬彬
Original assignee: Wuhan Yifi Laser Corp Ltd
Current assignee: Wuhan Yifi Laser Corp Ltd
Priority date: 2022-04-14
Filing date: 2022-04-14
Publication date: 2022-06-03
Anticipated expiration: 2042-04-14
Also published as: CN114571114B

Abstract

本发明提供了一种激光动态均衡焊接系统及焊接方法，激光动态均衡焊接系统包括：焊接夹具，焊接夹具用于夹持待焊接件并带动待焊接件转动；激光焊接装置，激光焊接装置用于对待焊接件进行焊接；检测装置，检测装置用于直接检测待焊接件的转速；控制装置，控制装置分别与激光焊接装置、检测装置通信连接，控制装置用于根据待焊接件的实际转速，控制焊接激光的能量。本发明的激光动态均衡焊接系统通过设置检测装置，通过检测装置对待焊接件的转速进行直接检测，从而可以获取待焊接件的实际转速，控制装置通过待焊接件的实际转速控制激光焊接部件的功率，从而避免由于待焊接件速度的变化造成的焊接不良，提高良品率。

Description

激光动态均衡焊接系统及焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种激光动态均衡焊接系统及焊接方法。

背景技术

随着电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展，焊接过程自动化已成为焊接技术新的生长点之一。尤其是电池制造过程中，需要通过伺服驱动电芯转动，通过激光器对转动的电芯进行激光焊接。然而，在实际生产时，有可能伺服与电芯间出现相对滑动。从而造成伺服是在做匀速旋转，但电芯没有做匀速旋转，出现短暂的降速情况。从而影响焊接质量，焊缝不均匀，出现炸点等不良品。因此，如何保证焊缝的均匀性是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种激光动态均衡焊接系统及焊接方法，以解决现有技术中焊缝不均匀的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种激光动态均衡焊接系统，包括：焊接夹具，所述焊接夹具用于夹持待焊接件并带动所述待焊接件转动；激光焊接装置，所述激光焊接装置用于对所述待焊接件进行焊接；检测装置，所述检测装置用于直接检测待焊接件的转速；控制装置，所述控制装置分别与所述激光焊接装置、所述检测装置通信连接，所述控制装置用于根据所述待焊接件的实际转速，控制焊接激光的能量。

进一步地，所述检测装置包括：检测滚轮，所述检测滚轮抵顶在所述待焊接件上，所述检测滚轮用于随所述待焊接件同步转动；编码器，所述编码器与所述检测滚轮驱动连接，所述编码器用于检测检测滚轮的转速，所述编码器与所述控制装置通信连接。

进一步地，所述检测滚轮为橡胶轮。

进一步地，所述检测装置还包括：支撑轮，所述抵顶在所述待焊接件上，所述检测滚轮和所述支撑滚轮分别位于待焊接件的两侧。

进一步地，所述焊接夹具包括：支撑台；第一转动座，所述第一转动座设置在所述支撑台上；第二转动座，所述第二转动座设置在所述支撑台上，所述第一转动座与所述第二转动座间隔设置，所述第一转动座与所述第二转动座之间形成用于固定夹持所述待焊接件的夹持空间；驱动装置，所述驱动装置与所述第一转动座驱动连接，在所述驱动装置的驱动下，所述第一转动座带动所述待焊接件转动。

进一步地，所述焊接夹具还包括：支撑辊，所述支撑辊设置在所述支撑台上，所述支撑辊抵顶在所述待焊接件上，所述支撑辊用于支撑所述待焊接件。

进一步地，所述焊接夹具还包括：支架，所述支架设置在所述支撑台上，所述检测装置可移动地设置在所述支架上。

进一步地，所述控制装置为PLC。

进一步地，所述激光动态均衡焊接系统还包括：人机交互终端；一级交换机，所述人机交互终端与所述一级交换机通信连接，所述PLC与所述一级交换机通信连接；二级交换机，所述二级交换机与所述PLC通信连接，所述激光焊接装置用于对待焊接件进行焊接，所述激光焊接装置与所述二级交换机通信连接，所述检测装置与所述二级交换机通信连接。

进一步地，所述待焊接件为电芯。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于上述的激光动态均衡焊接系统的焊接方法，包括以下步骤：S10：获取待焊接件的实际转速值，获取预设转速值；S20：比较实际转速值和预设转速值，根据比较结果调节激光焊接装置的功率。

本发明的激光动态均衡焊接系统通过设置检测装置，通过检测装置对待焊接件的转速进行直接检测，从而可以获取待焊接件的实际转速，控制装置通过待焊接件的实际转速控制激光焊接部件的功率，从而避免由于待焊接件速度的变化造成的焊接不良，提高良品率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明实施例的激光动态均衡焊接系统的结构示意图；以及

图2示出了本发明实施例的激光动态均衡焊接系统的结构的检测装置的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、焊接夹具；11、支撑台；12、第一转动座；13、第二转动座；14、驱动装置；15、支撑辊；16、支架；20、待焊接件；30、检测装置；31、检测滚轮；32、编码器；33、支撑轮。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

现有技术中在对电芯焊接时，需要通过伺服驱动电芯转动，通过激光器对转动的电芯进行激光焊接。然而，在实际生产过程中，通常采用两个转动底座抵顶在电芯两端，从而实现夹持，再用伺服驱动转动底座，使转动底座通过摩擦力带动电芯转动，但是为了防止电芯变形，两个底座的抵顶力不能过大，因此，有可能存在电芯与转动底座之间出现相对滑动的现象，从而导致转动底座虽然是匀速转动，但是电芯没有做匀速旋转，出现短暂的降速情况。从而影响焊接质量，焊缝不均匀，出现炸点等不良品。因此，如何保证焊缝的均匀性是本领域亟待解决的问题。

实施例1

如图1所示的，本发明提供了一种激光动态均衡焊接系统，包括焊接夹具10、激光焊接装置、检测装置30和控制装置，焊接夹具10用于夹持待焊接件20并带动待焊接件20转动；激光焊接装置用于对待焊接件20进行焊接；检测装置30用于直接检测待焊接件20的转速；控制装置分别与激光焊接装置、检测装置30通信连接，控制装置用于根据待焊接件20的实际转速，控制焊接激光的能量。使用时，通过检测装置30可以直接检测待焊接件20的实际转速，当待焊接件20由于相对滑动时，控制装置获取到待焊接件20的转速减低，从而控制激光焊接装置的功率也进行减低，从而减少激光焊接装置发射出的激光能量，这样就避免由于待焊接件20速度的变化造成的焊接不良。

本发明的激光动态均衡焊接系统通过设置检测装置30，通过检测装置30对待焊接件20的转速进行直接检测，从而可以获取待焊接件20的实际转速，控制装置通过待焊接件20的实际转速控制激光焊接部件的功率，从而避免由于待焊接件20速度的变化造成的焊接不良，提高良品率。

实施例2

在实施例1的基础上，如图2所示，检测装置30包括检测滚轮31和编码器32，检测滚轮31抵顶在待焊接件20上，检测滚轮31用于随待焊接件20同步转动；编码器32与检测滚轮31驱动连接，编码器32用于检测检测滚轮31的转速，编码器32与控制装置通信连接。通过设置检测滚轮31，并将检测滚轮31直接抵顶在待焊接件20上，当待焊接件20转动时，可以带动检测滚轮31进行同步转动，从而可以通过编码器32检测检测滚轮31的转速，实现对待焊接件20的转速检测。

优选地，在本实施例中，检测滚轮31为橡胶轮，采用橡胶轮可以提高摩擦力，从而避免打滑。

实施例3

在实施例2的基础上，如图2所示，检测装置30还包括支撑轮33，抵顶在待焊接件20上，检测滚轮31和支撑滚轮分别位于待焊接件20的两侧。通过设置支撑轮33并设置在待焊接件20的两侧，可以使待焊接件20受力平衡，避免变形。

实施例4

在实施例1的基础上，焊接夹具10包括支撑台11、第一转动座12、第二转动座13和驱动装置14，第一转动座12设置在支撑台11上；第二转动座13设置在支撑台11上，第一转动座12与第二转动座13间隔设置，第一转动座12与第二转动座13之间形成用于固定夹持待焊接件20的夹持空间；驱动装置14与第一转动座12驱动连接，在驱动装置14的驱动下，第一转动座12带动待焊接件20转动。

实施例5

在实施例4的基础上，焊接夹具10还包括支撑辊15，支撑辊15设置在支撑台11上，支撑辊15抵顶在待焊接件20上，支撑辊15用于支撑待焊接件20。通过设置支撑轮33，可以对待焊接件20进行支撑，平衡待焊接件20自身的重力，避免在高速转动过程中变形。

实施例6

在实施例5的基础上，焊接夹具10还包括支架16，支架16设置在支撑台11上，检测装置30可移动地设置在支架16上。通过设置支架16，可以将检测装置30可移动地安装在支架16上，方便操作。

实施例7

在实施例1的基础上，激光动态均衡焊接系统还包括人机交互终端、一级交换机，人机交互终端与一级交换机通信连接，PLC与一级交换机通信连接；二级交换机，二级交换机与PLC通信连接，激光焊接装置用于对待焊接件20进行焊接，激光焊接装置与二级交换机通信连接，检测装置30与二级交换机通信连接。通过设置人机交互终端、一级交换机、二级交换机可以将原本每个元件需要直接与PLC连接的方式改进为将元件与交换机连接，通过将交换机与PLC进行通信，改进后的PLC与交换机之间仅通过一根网线或者无线的放置连接，可以使缆线数量极大的减少，从而减少人工和维护成本，提高工作效率。

需要说明的是，在上述实施例中，控制装置为PLC，待焊接件20为电芯。

实施例8

根据本发明的另一方面，提供了一种用于上述的激光动态均衡焊接系统的焊接方法，包括以下步骤：S10：获取待焊接件20的实际转速值，获取预设转速值；S20：比较实际转速值和预设转速值，根据比较结果调节激光焊接装置的功率。

本发明用于激光动态均衡焊接系统的焊接方法，通过检测装置30对待焊接件20的转速进行直接检测，从而可以获取待焊接件20的实际转速，控制装置通过待焊接件20的实际转速控制激光焊接部件的功率，从而避免由于待焊接件20速度的变化造成的焊接不良，提高良品率。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种激光动态均衡焊接系统，其特征在于，包括：

焊接夹具(10)，所述焊接夹具(10)用于夹持待焊接件(20)并带动所述待焊接件(20)转动；

激光焊接装置，所述激光焊接装置用于对所述待焊接件(20)进行焊接；

检测装置(30)，所述检测装置(30)用于直接检测待焊接件(20)的转速；

控制装置，所述控制装置分别与所述激光焊接装置、所述检测装置(30)通信连接，所述控制装置用于根据所述待焊接件(20)的实际转速，控制焊接激光的能量。

2.根据权利要求1所述的激光动态均衡焊接系统，其特征在于，所述检测装置(30)包括：

检测滚轮(31)，所述检测滚轮(31)抵顶在所述待焊接件(20)上，所述检测滚轮(31)用于随所述待焊接件(20)同步转动；

编码器(32)，所述编码器(32)与所述检测滚轮(31)驱动连接，所述编码器(32)用于检测检测滚轮(31)的转速，所述编码器(32)与所述控制装置通信连接。

3.根据权利要求2所述的激光动态均衡焊接系统，其特征在于，

所述检测滚轮(31)为橡胶轮。

4.根据权利要求2所述的激光动态均衡焊接系统，其特征在于，所述检测装置(30)还包括：

支撑轮(33)，所述支撑轮(33)抵顶在所述待焊接件(20)上，所述检测滚轮(31)和所述支撑轮(33)分别位于待焊接件(20)的两侧。

5.根据权利要求1所述的激光动态均衡焊接系统，其特征在于，所述焊接夹具(10)包括：

支撑台(11)；

第一转动座(12)，所述第一转动座(12)设置在所述支撑台(11)上；

第二转动座(13)，所述第二转动座(13)设置在所述支撑台(11)上，所述第一转动座(12)与所述第二转动座(13)间隔设置，所述第一转动座(12)与所述第二转动座(13)之间形成用于固定夹持所述待焊接件(20)的夹持空间；

驱动装置(14)，所述驱动装置(14)与所述第一转动座(12)驱动连接，在所述驱动装置(14)的驱动下，所述第一转动座(12)带动所述待焊接件(20)转动。

6.根据权利要求5所述的激光动态均衡焊接系统，其特征在于，所述焊接夹具(10)还包括：

支撑辊(15)，所述支撑辊(15)设置在所述支撑台(11)上，所述支撑辊(15)抵顶在所述待焊接件(20)上，所述支撑辊(15)用于支撑所述待焊接件(20)。

7.根据权利要求5所述的激光动态均衡焊接系统，其特征在于，所述焊接夹具(10)还包括：

支架(16)，所述支架(16)设置在所述支撑台(11)上，所述检测装置(30)可移动地设置在所述支架(16)上。

8.根据权利要求1所述的激光动态均衡焊接系统，其特征在于，

所述控制装置为PLC。

9.根据权利要求1所述的激光动态均衡焊接系统，其特征在于，

所述待焊接件(20)为电芯。

10.一种用于权利要求1至9中任一项所述的激光动态均衡焊接系统的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10：获取待焊接件(20)的实际转速值，获取预设转速值；

S20：比较实际转速值和预设转速值，根据比较结果调节激光焊接装置的功率。