CN114888402B - 一种热电池多工位自动焊接设备及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热电池多工位自动焊接设备及其加工工艺，包括送料输送线和抓取机械手，至少一个料盘，每个料盘上设有多个电池，所述电池包括筒体和盖体，所述抓取机械手抓取电池，并将电池在焊接工位和出料工位之间转移，所述焊接工位包括：焊接台，可转动的设置在焊接工位上，所述焊接台的两侧设有电池夹持组件，所述电池被电池夹持组件定位在焊接台上；冷却组件，包括冷却平台，设于冷却平台上的冷却帽，以及移载模组，所述移载模组保持冷却帽覆盖在焊接位置上方或焊接位置的内侧；焊接组件，包括焊接头，以及旋转调节单元，焊接头通过旋转调节单元实现角度调节，且所述焊接台在焊接头校准焊接位置后转动，提高电池的焊接效率。
Description
技术领域
本发明涉及电池焊接技术领域，具体涉及一种热电池多工位自动焊接设备及其加工工艺。
背景技术
热电池又叫熔盐电池，热激活储备电池(heat activated reserve battery)；贮存时电解质为不导电的固体，使用时用电发火头或撞针机构引燃其内部的加热药剂，使电解质熔融成为离子导体而被激活的一种储备电池。它是以熔融盐为电解质，利用自动激活机构点燃热源使电解质熔化激活的一次储备电池；
现有热电池的生产过程一般都是将正负极材料装入电池壳后，再焊接上电池盖，而电池壳和电池盖的焊接过程分为第一步的点焊和第二步的圆周满焊；而现有在对已经点焊完成的电池壳和电池盖之间进行满焊时，一般都是依靠人工来进行焊接，但人工焊接不可避免的存在生产效率低和产品一致性低等缺点，且焊接过程中弧焊的弧光、烟尘还会对操作工的身体健康造成较大影响；
在热电池焊接时，电池壳与电池盖的焊接位置位于盖体周侧，即电池的端面处，为此，电池在焊接过程中需保持以直立的状态，对于不同规格的电池，其直立状态均存在倾倒的风险，而在现有技术中又缺少能够在焊接前对电池壳进行自动快速定位，同时，若在焊接过程中以焊接头围绕电池盖转动的实施方案较为困难，且定位基准不便，焊接质量得不到保障，另外的，电池壳和电池盖容易受焊接产生的高温影响，产生形变，进而影响焊接质量和电池安全性，致使热电池的自动焊接无法实现，因此急需开发一种能够实现电池壳和电池盖焊接的自动化设备。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种热电池多工位自动焊接设备及其加工工艺，提高电池的焊接效率。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种热电池多工位自动焊接设备，包括送料输送线和抓取机械手，所述送料输送线上放置有至少一个料盘，每个所述料盘上设有多个电池，所述电池包括筒体和盖体，所述抓取机械手抓取电池，并将电池在焊接工位和出料工位之间转移，所述焊接工位包括：
焊接台，所述焊接台可转动的设置在焊接工位上，所述焊接台的Y向两侧设有电池夹持组件，所述电池被电池夹持组件定位在焊接台上；
冷却组件，设于焊接台的X向一侧，包括冷却平台，设于冷却平台上的冷却帽，以及用于转运冷却帽转运的移载模组，所述移载模组保持冷却帽覆盖在焊接位置上方或焊接位置的内侧；
焊接组件，设于焊接台的X向另一侧，包括焊接头，以及至少一个旋转调节单元，所述焊接头通过旋转调节单元实现角度调节，以使所述焊接头对准所述筒体和盖体之间的焊接位置，且所述焊接台在焊接头校准焊接位置后转动。
进一步，所述抓取机械手上还设有检测模组，所述检测模组包括Z轴测高模块，视觉识别模块，以及视觉检测模块；
所述抓取机械手通过Z轴测高模块测量电池与其抓取端的Z轴距离，以抓取电池；
所述抓取机械手通过视觉识别模块识别电池的外径尺寸；
所述抓取机械手通过视觉检测模块检测筒体与盖体的间隙及其错边量。
进一步，所述焊接台内穿设有升降吸附模组，所述升降吸附模组包括顶升电缸，以及设于顶升电缸的动作端上的气盘，所述气盘上设有负压通道和出气通道；
所述负压通道随顶升电缸伸出并与电池接触，以吸附电池底部，且所述气盘随顶升电缸收回并解除负压通道，且所述出气通道朝向电池输出保护气。
进一步，所述电池夹持模组包括夹持气缸，以及设于所述夹持气缸的动作端上的两个电池夹爪，所述电池夹爪与夹持气缸的动作端之间还连通有第一冷却通道，通过以上改进，有效防止电池夹爪和筒体在焊接过程中不会受高温产生形变，同时对电池内部电解质起到保护效果。
进一步，所述冷却平台内设有第二冷却通道，所述移载模组转运冷却帽在冷却平台上降温，或转运冷却帽至焊接位置上方，，通过以上改进，控制冷却帽的自身温度，保证冷却效果。
进一步，位于所述焊接平台外侧还设有校准平台，所述校准平台上设有原点校正顶尖和Z轴校正销，所述Z轴校正销的端面呈平面设置，所述焊接头与Z轴校正销对齐并校对Z轴原点，所述焊接头与原点校正顶尖对齐并校对起始原点，通过以上改进，提高焊接头与焊接位置的定位精度。
进一步，所述焊接组件包括第一旋转调节单元和第二旋转调节单元，所述第一旋转调节单元关于焊接头垂直角度设置，所述第二旋转调节单元关于焊接头切线角度位置，通过以上改进，使得焊接头与焊接头的焊接角度，可根据不同规格的电池实时调节到最佳焊接角度。
进一步，所述冷却帽上设有多个间隔设置的散热筋条；
所述冷却帽还具有内凹的环形轮廓，所述环形轮廓与移载模组的动作端之间设有V形夹持面。
进一步，所述焊接工位上设有多个沿Y向设置的焊接台，每个所述焊接台连接有一X向设置的送料输送线。
进一步，所述送料输送线处还设有干燥气组件，维持焊接工位的正压，防止外界空气进入，同时，通入干燥气控制焊接工位的湿度，控制焊接质量。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：1、由于进入焊接台的电池已完成筒体和盖体的点焊，通过移载模组带动冷却帽压覆在焊接位置上方，从而控制点焊位置的环境温度，同时，冷却帽在压覆位置下，焊接位置能够露置在冷却帽的外缘，以便后续的满焊工序；
2、冷却帽始终保持在焊接位置的上方，在焊接过程中，由旋转台转动，完成盖体与筒体的满焊，使得焊接头与焊接位置只需一个对准点，并以电池为基准，进而减少焊接误差，同时，移载模组可驱动冷却帽上升或下移，进而调节焊接位置的环境温度，有利于对焊接位置横截面上的热梯度控制，冷却帽同时对电池表面进行降温，从而保护电池内部的电解质，同时防止盖体和筒体在高温影响下形变；
3、在电池转运至焊接台的过程中，气盘首先上升从而支承电池，并通过负压通道吸附电池，从而提高电池直立状态的稳定性，待电池稳固后，电池夹爪夹持电池，防止电池倾斜，保证焊接位置的水平度，使得盖体与筒体的焊接质量得到保障；
4、在焊接头校正过程中，焊接头首先经过根据不同规格的电池外径进行Z轴校正和XY轴原点校正，进一步的减少焊接头与焊接位置之间的误差，焊接头到达焊接位置的截面后，通过多个旋转单元精准对齐焊接位置，从而提高焊接质量，且根据盖体与筒体之间的间隙，焊接头能够针对不同的电池进行实时调整。
进一步，所述电池夹持组件的夹持位置靠近所述电池的焊接位置，且所述电池由所述电池夹持组件带动转动。
一种热电池多工位自动焊接设备的加工工艺，包括以下步骤：
A.电池备料：在筒体与盖体完成点焊后，取电池立式的在料盘的安置位上间隔放置，每个安置位底部连接真空吸管吸附电池底部；
B.电池上料：抓取机械手抓取电池，并通过Z轴测高模块初步测高，定量下移行程，并进一步通过视觉识别模块抓取对应外径规格的电池，通过视觉检测模块检测盖体与筒体的间隙和错边量，若合格，则转运电池至焊接工位，若不合格，则转运电池进入废料盘；
C.电池定位：电池进入焊接台后，顶升电缸伸出，带动气盘至水平位并支承电池，在抓取机械手脱离前，负压通道工作并定位直立状态的电池，待抓取机械手脱离后，电池夹持组件夹持电池，且负压通道停止工作，筒体与盖体的焊接位置露置于相对上部；
D.焊接头校正：焊接头移动并与Z轴校正销校正Z轴原点，与原点校正顶尖校正XY轴原点，焊接头移动至焊接台，经过旋转角度单元调节角度后对准焊接位置；
E.焊接准备：移载模组抓取冷却平台上的冷却帽并放置在待焊接的电池上，电池夹持模组保持电池夹持状态，且顶升电缸带动气盘收回；
F.焊接：焊接头工作，同时焊接台进行转动，完成盖体与筒体的圆周满焊；
G.电池下料：移载模组转动至电池位置取下冷却帽，将冷却帽抓至冷却平台冷却；抓取机械手行进对电池焊缝拍照检验，此时顶升电缸伸出，气盘通过负压通道吸附并支承电池，电池夹爪松开电池，顶升电缸将电池顶升至抓取位置，抓取机械手抓取电池至出料工位。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的焊接台和冷却组件的结构示意图；
图3为本发明的电池的结构示意图；
图4为本发明的焊接台的剖视图；
图5为本发明的电池夹持组件的结构示意图；
图6为本发明的焊接台的转动示意图；
图7为本发明的升降吸附模组的结构示意图；
图8为本发明的气盘的结构示意图；
图9为本发明的气盘的爆炸示意图；
图10为本发明的上盘结构示意图；
图11为本发明的冷却组件的结构示意图；
图12为本发明的冷却帽和冷却平台的配合示意图；
图13为本发明的抓取机械手和龙门架的结构示意图；
图14为本发明的抓取机械手和检测模组的结构示意图；
图15为本发明的焊接组件的结构示意图；
图中：1、电池；1.1、筒体；1.2、盖体；1.3、焊接位置；
2、送料输送线；3、料盘；3.1、安置位；
4、抓取机械手；
5、焊接台；5.1、固定盘；5.2、滑轨；5.3、滑块；
6、电池夹持组件；6.1、夹持气缸；6.2、电池夹爪；6.3、第一冷却通道；6.4、定位架体；6.41、圆柱销；6.42、菱形销；
7、冷却组件；7.1、冷却平台；7.11、第二冷却通道；7.12、定位销；7.2、冷却帽；7.21、散热筋条；7.3、移载模组；7.31、升降气缸；7.32、旋转气缸；7.33、双指气缸；7.34、夹臂；
8、焊接组件；8.1、焊接头；8.2、第一旋转调节单元；8.3、第二旋转调节单元；8.4、Y向移动模组；8.5、Z轴移动模组；8.6、X轴移动模组；
9、检测模组；9.1、Z轴测高模块；9.2、视觉识别模块；9.3、视觉检测模块；
10、升降吸附模组；10.1、顶升电缸；10.2、气盘；10.21、上盘；10.22、下盘；10.23、真空槽；10.24、连通槽；10.3、负压通道；10.31、上气道；10.32、下气道；10.4、出气通道；10.41、保护气道；
11、校准平台；11.1、原点校正顶尖；11.2、Z轴校正销；
12、龙门架；
具体实施方式
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。
应当理解尽管在本文中出现了术语上、中、下、顶端、一端等以描述各种元件，但这些元件不被这些术语限制。这些术语仅用于将元件彼此区分开以便于理解，而不是用于定义任何方向或顺序上的限制。
如图1-15所示，一种热电池1多工位自动焊接设备，包括送料输送线2和抓取机械手4，所述送料输送线2上放置有至少一个料盘3，每个所述料盘3上设有多个电池1，所述电池1包括筒体1.1和盖体1.2，电池1在放置进入料盘3之前，预先对筒体1.1和盖体1.2之间进行点焊初步定位，为便于后续对电池1的焊接位置1.3进行满焊，电池1需以直立的状态转运和定位；所述抓取机械手4通过龙门架12实现三轴移动，从而抓取送料输送线2上的电池1，并将电池1在焊接工位和出料工位之间转移。
其中，所述焊接工位包括：
焊接台5，所述焊接台5可转动地设置在焊接工位上，所述焊接台5的Y向两侧设有电池夹持组件6，在焊接过程中，所述电池夹持组件6夹持电池1的外侧壁，从而将电池1定位在焊接台5上；
冷却组件7，设于焊接台5的X向一侧，包括冷却平台7.1，设于冷却平台7.1上的冷却帽7.2，以及用于转运冷却帽7.2转运的移载模组7.3，所述冷却帽7.2具有一散热表面和腔室，所述移载模组7.3保持冷却帽7.2覆盖在焊接位置1.3上方或焊接位置1.3的内侧，冷却帽7.2主要用于对电池1表面散热，避免高温对热电池1内部电解质的影响，对于焊接位置1.3，冷却帽7.2也起到控制焊缝环境温度稳定的作用；
焊接组件8，设于焊接台5的X向另一侧，包括焊接头8.1，以及至少一个旋转调节单元，所述焊接头8.1关于焊接台5可移动的设置，且所述焊接头8.1通过旋转调节单元实现角度调节，以使所述焊接头8.1对准所述筒体1.1和盖体1.2之间的焊接位置1.3，且所述焊接台5在焊接头8.1校准焊接位置1.3后转动，进而实现盖体1.2与筒体1.1之间的圆周满焊。
从图1中可以看出，在本实施例中，焊接工位的数量为四个，且沿Y向依次设置，送料输送线2的数量为三个，且沿X向设置，三个送料输送线2关于Y向间隔开，并朝向焊接工位，增加焊接效率，且在料盘3的每个安置位3.1底部连接有气管，用于吸附直立的电池1，保持电池1稳定性。
作为对焊接台5的进一步解释，所述焊接工位上设有一工作台，所述焊接台5固定在工作台上，如图2所示，所述焊接台5包括精密转台，以及穿设于精密转台中心的升降吸附模组10，所述电池夹持组件6固定在精密转台上，在抓取机械手4转运时，由升降吸附模组10承接电池1，在电池1稳固直立状态后，由电池夹持组件6固定电池1，在焊接过程中，电池夹持组件6的夹持位置位于筒体1.1上，使得焊接位置1.3得以露置，焊接头8.1位于电池夹持组件6的上方，并在电池1的X向另一侧以倾斜或竖直方向对准焊接位置1.3。
如图5所示，作为对电池夹持组件6的一种实施方式，所述电池夹持组件6包括设于焊接台5上的夹持气缸6.1和两个电池1夹爪，所述夹持气缸6.1具有两个动作端，每个动作端上设置一个电池1夹爪，所述电池1夹爪的夹持面与电池1的外轮廓相配，其中，所述电池1夹爪的夹持位置靠近筒体1.1与盖体1.2的焊接位置1.3，具体位于筒体1.1的筒壁上，且电池1由所述电池夹持组件6带动转动，通过该种定位方式，有效减少电池1在旋转焊接过程中，电池1顶部的转动偏差，从而保证焊接位置1.3时的转动平面度。
在另一些实施例中，为适应不同规格的电池1，所述电池1夹爪可更换的设置，为此，在电池1夹爪与夹持气缸6.1的动作端之间还设有一定位架体6.4，所述电池1夹爪插接的固定在定位架体6.4上，具体的，所述定位架体6.4上设有一圆柱销6.41和菱形销6.42，为方便电池1夹爪快速更换，所述电池1夹爪上还设有两个销套，两个销套与圆柱销6.41和菱形销6.42插接定位，减少电池1夹爪的磨损。
如图2、图4和图6所示，在另一些实施例中，所述精密转台上设有环形设置的固定盘5.1，所述电池夹持组件6设置在固定盘5.1上，升降吸附模组10穿设于固定盘5.1上。
作为对夹持气缸6.1的动作端行进的稳定性的一种改进，所述固定盘5.1上设有相对的两个滑轨5.2，每个滑轨5.2上设有滑块5.3，两个定位架体6.4固定在滑块5.3上，且定位架体6.4与滑块5.3之间通过定位槽配合，从而提供夹持动作的稳定性。
如图7所示，作为升降吸附模组10的一种实施方式，所述焊接台5的转动通过精密转台实现，环形设置的固定盘5.1得以为升降吸附模组10提供设置空间，其中，所述升降吸附模组10包括设于工作台下方的顶升电缸10.1，以及设于顶升电缸10.1的动作端上的气盘10.2，所述气盘10.2上设有负压通道10.3和出气通道10.4；
所述负压通道10.3随顶升电缸10.1伸出并与电池1接触，以吸附电池1底部，且所述气盘10.2随顶升电缸10.1收回并解除负压通道10.3，且所述出气通道10.4朝向电池1输出保护气。
在电池1进入焊接台5时，由升降吸附模组10和电池夹持组件6对电池1进行定位，气盘10.2首先吸附并支承电池1，稳固电池1直立状态，根据电池1高度，顶升电缸10.1调节电池1的Z轴位置，驱使电池1夹爪夹持在电池1的筒体1.1上相对靠近焊接位置1.3，换句话说，电池1夹爪夹紧在筒体1.1的上部，而焊接位置1.3实际上是位于筒体1.1和盖体1.2的端面上，因而与焊接头8.1不会产生干涉。
作为对气盘10.2的进一步解释，
如图8至图10所示，在本实施例中，所述气盘10.2的上侧还开设有若干个真空槽10.23，且所述真空槽10.23以所述气盘10.2上侧的中心为圆心呈同心圆分布，所述的负压通道10.3开设在所述真空槽10.23的槽底。
在本实施例中，所述气盘10.2由上盘10.21和下盘10.22叠合形成，且所述上盘10.21与下盘10.22之间还设置有密封圈，所述负压通道10.3由上气道10.31和下气道10.32组成，且所述上盘10.21的底部还开设有连通槽10.24，所述上气道10.31的其中一端为所述的负压通道10.3，另一端位于所述连通槽10.24的槽底，又因所述负压通道10.3呈同心圆分布，所述上气道10.31亦呈同心圆分布，且所述连通槽10.24将位于同一圆周上的上气道10.31相连通，所述下气道10.32的其中一端连通所述的连通槽10.24，另一端位于所述下盘10.22底部并连接有气接头，依靠上述结构从而实现一个气接头同时连通多个负压通道10.3。
在本实施例中，所述气盘10.2还穿设有一吹气头，所述气盘10.2的中心开设有一安装槽，所述吹气头的头部露出在所述安装槽内，所述吹气头的尾部连通外部的出气通道10.4，以实现能够从所述吹气头的头部吹出保护气体。
在本实施例中，所述下盘10.22上还开设有一保护气道10.41，所述保护气道10.41其中一端连通所述的安装槽，另一端与外部的保护气管相连通。
在本实施例中，所述上盘10.21底部开设有三道连通槽10.24，所述上盘10.21的上侧以同心圆的形式设置有两圈负压通道10.3，其中两道连通槽10.24与所述的两圈负压通道10.3相连通；所述安装槽的槽底也开设有一负压通道10.3，剩下的一道连通槽10.24与所述该负压通道10.3相连通。
在电池1转运至焊接台5的过程中，气盘10.2首先上升从而支承电池1，并通过负压通道10.3吸附电池1，从而提高电池1直立状态的稳定性，待电池1稳固后，电池1夹爪夹持电池1，防止电池1倾斜，保证焊接位置1.3的水平度，使得盖体1.2与筒体1.1的焊接质量得到保障。
如图2、图11和图12所示，作为对冷却组件7的进一步实施方式，所述移载模组7.3包括立式设置的升降气缸7.31，设于升降气缸7.31输出端上的旋转气缸7.32，以及设于旋转气缸7.32上的双指气缸7.33，所述双指气缸7.33的动作端上设有夹臂7.34，其中，所述冷却平台7.1和焊接台5均位于所述夹臂7.34的旋转轨迹上，所述夹臂7.34在冷却平台7.1和焊接台5之间做90°的旋转动作，在转运过程中，夹臂7.34首先夹紧冷却帽7.2，而后升降气缸7.31抬升一高度，旋转气缸7.32动作并将冷却帽7.2转运至电池1的上方，或是升降气缸7.31下降，将冷却帽7.2压覆在盖体1.2上。通过该种方式，由于进入焊接台5的电池1已完成筒体1.1和盖体1.2的点焊，通过移载模组7.3带动冷却帽7.2压覆在焊接位置1.3上方，从而控制点焊位置的环境温度，同时，冷却帽7.2在压覆位置下，焊接位置1.3能够露置在冷却帽7.2的外缘，以便后续的满焊工序。
冷却帽7.2始终保持在焊接位置1.3的上方，在焊接过程中，由旋转台转动，完成盖体1.2与筒体1.1的满焊，使得焊接头8.1与焊接位置1.3只需一个对准点，并以电池1为基准，进而减少焊接误差，同时，移载模组7.3可驱动冷却帽7.2上升或下移，进而调节焊接位置1.3的环境温度，有利于对焊接位置1.3横截面上的热梯度控制。
如图12所示，作为可选的，为方便冷却帽7.2在冷却平台7.1上转运，所述冷却平台7.1上设有一定位销7.12，所述冷却帽7.2中心设有一定位孔，在冷却平台7.1上，冷却帽7.2的定位孔与定位销7.12插接。
具体的，所述冷却帽7.2上设有多个间隔设置的散热筋条7.21，从而提高散热效果。
从图11中可以看出，所述冷却帽7.2还具有内凹的环形轮廓，所述环形轮廓与移载模组7.3的动作端之间设有V形夹持面，以方便冷却帽7.2定心。
在另一些实施例中，作为对电池1的冷却进行改进，所述定位架体6.4内连通有第一冷却通道6.3，通过第一冷却通道对电池夹爪实时降温，避免焊接高温造成电池热激活，以及对电池夹爪与电池配合度的影响，同时，通过电池夹爪对电池的筒壁进行间接的热传导，进一步对电池筒体降温，防止筒体形变。
由电池1夹爪进行电池1与定位架体6.4的热量传导，同时，所述圆柱销6.41和菱形销6.42均插接的置入在的定位架体6.4中，以保证6.2的定位效果。
进一步的，所述冷却平台7.1上设置有第二冷却通道7.11，所述移载模组7.3的夹臂7.34转运冷却帽7.2在冷却平台7.1上降温，或转运冷却帽7.2至焊接位置1.3上方，进而保证待待转运的冷却帽7.2的温度。
作为可选的，所述第一冷却通道6.3和第二冷却通道7.11的两端均连接冷却水接头。
如图13所示，作为对抓取机械手4的一种实施方式，所述抓取机械手4通过一龙门架12实现三轴移动，所述抓取机械手4上集成有抓取组件和检测模组9，龙门架12为龙门四轴结构，以最大化空间利用率，其中，龙门X轴采用同步双模组，底座采用矩形梁，保证系统的高刚性，保证检测模组9的重复精度，在焊接工位一侧设置检测平台，料盘3上不同规格的电池1均在检测平台上进行检测，检测台采用独立、固定方式，避免因测量基准的不稳定引入测量误差。
如图14所示，具体的，所述检测模组9包括Z轴测高模块9.1，视觉识别模块9.2，以及视觉检测模块9.3；所述抓取机械手4通过Z轴测高模块9.1测量电池1与其抓取端的Z轴距离，视觉识别模块9.2和视觉检测模块9.3根据Z轴距离调整焦距，同时，所述抓取机械手4通过视觉识别模块9.2识别电池1的外径尺寸、角度及其规格，以根据识别的规格抓取电池1，完成初步检测。
具体的，所述抓取组件包括一转台，设于转台上的抓取气缸，以及设于抓取气缸的两个动作端上的橡胶块，所述橡胶块上设有V形配合面，且所述抓取机械手4通过Z轴测高模块9.1抓取在筒体1.1的上部，并相对的靠近盖体1.2的焊接位置1.3，所述抓取机械手4通过转台校对夹取角度，以及电池1的摆放角度。
所述抓取机械手4将电池1放置在检测平台上，并通过视觉检测模块9.3检测筒体1.1与盖体1.2的间隙及其错边量，其中，焊接位置1.3的错边量由激光位移传感器测量。
具体的，所述抓取机械手4、焊接头8.1、升降吸附模组10和电池夹持组件6之间通过控制器完成信号传输，作为示例的，抓取机械手4内连接有信息存储单元和信息发送器，信息存储单元记录当前电池1的高度、外径和当前角度等规格，由信息发送器发送至控制器，以控制焊接头8.1的动作行程，升降吸附模组10的升降行程。
如图15所示，在另一些实施例中，为提高焊接头8.1与焊接位置1.3的精确度，在进行焊接前，需要对焊接头8.1的动作原点进行归零校对，在图15中显示了焊接头8.1在校准位置和当前位置的位移。
具体的，位于所述焊接平台外侧还设有校准平台11，所述校准平台11上设有原点校正顶尖11.1和Z轴校正销11.2，所述Z轴校正销11.2的端面呈平面设置，所述焊接头8.1与Z轴校正销11.2对齐并校对Z轴原点，所述焊接头8.1与原点校正顶尖11.1对齐并校对起始原点，该起始原点为XY轴归零点。
在焊接头8.1校正过程中，焊接头8.1首先经过根据不同规格的电池1外径进行Z轴校正和XY轴原点校正，具体的的减少焊接头8.1与焊接位置1.3之间的误差，焊接头8.1到达焊接位置1.3的截面后，通过多个旋转单元精准对齐焊接位置1.3，从而提高焊接质量，且根据盖体1.2与筒体1.1之间的间隙，焊接头8.1能够针对不同的电池1进行实时调整。
具体的，所述焊接组件8包括第一旋转调节单元8.2和第二旋转调节单元8.3，所述第一旋转调节单元8.2关于焊接头8.1垂直角度设置，所述第二旋转调节单元8.3关于焊接头8.1切线角度位置，焊接头8.1根据控制器发送的电池1规格信息做角度调节。
其中，所述焊接组件8还包括用于驱动焊接头8.1移动的移动模组，包括Y向移动模组8.4，设于Y向移动模组8.4上的Z轴移动模组8.5，设于Z轴移动模组8.5上的X轴移动模组8.6，所述第二旋转调节单元8.3和第一旋转调节单元8.2依次设置在X轴移动模组8.6上，所述焊接头8.1设置在第一旋转调节单元8.2上。
在上文中，Z轴方向即竖直方向，对应电池1直立时的轴向。
一种热电池1多工位自动焊接设备的加工工艺，包括以下步骤：
A.电池1备料：在筒体1.1与盖体1.2完成点焊后，取电池1立式的在料盘3的安置位3.1上间隔放置，每个安置位3.1底部连接真空吸管吸附电池1底部，料盘3上每列放置同一规格的电池1；
B.电池1送料：抓取机械手4通过Z轴测高模块9.1初步测高，定量下移行程，并进一步通过视觉识别模块9.2抓取对应外径规格的电池1，从而抓取电池1，抓取机械手4进一步转运电池1至检测平台，通过视觉检测模块9.3检测盖体1.2与筒体1.1的间隙和错边量，若合格，则转运电池1至焊接工位，同时，发送电池1规格等信息至焊接台5和焊接头8.1，若不合格，则转运电池1进入废料盘3；
C.电池1定位：电池1进入焊接台5后，顶升电缸10.1根据电池1高度控制伸出行程，带动气吸盘10.2至水平位并支承电池1，使得电池1夹爪与电池1上部相对齐，在抓取机械手4脱离前，负压通道10.3工作并定位直立状态的电池1，待抓取机械手4脱离后，顶升电缸10.1带动电池1下降，至电池1顶面与6.2上表面平齐，电池夹持组件6夹持电池1，且负压通道10.3停止工作；
D.焊接头8.1校正：焊接头8.1移动并与Z轴校正销11.2校正Z轴原点，与原点校正顶尖11.1校正XY轴原点，焊接头8.1移动至焊接台5，焊接头8.1和旋转角度单元根据电池1规格调节角度后对准焊接位置1.3；
E.焊接准备：移载模组7.3抓取冷却平台7.1上的冷却帽7.2并放置在待焊接的电池上，移载模组7.3返回冷却台7.1位置，电池夹持组件6保持电池1夹持状态，且顶升电缸10.1带动气盘10.2收回；
F.焊接：焊接头8.1工作，同时焊接台5进行转动，气盘10.2输出保护气体，完成盖体1.2与筒体1.1的圆周满焊；
G.电池1下料：移载模组7.3转动至电池位置取下冷却帽，将冷却帽7.2抓至冷却平台7.1冷却；抓取机械手4行进对电池焊缝拍照检验，此时顶升电缸10.1伸出，气盘10.2通过负压通道10.3吸附并支承电池，电池夹爪6.2松开电池，顶升电缸10.1将电池顶升至抓取位置，抓取机械手4抓取电池至出料工位。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种热电池多工位自动焊接设备，包括送料输送线(2)和抓取机械手(4)，所述送料输送线(2)上放置有至少一个料盘(3)，每个所述料盘(3)上设有多个电池(1)，所述电池(1)包括筒体(1.1)和盖体(1.2)，所述抓取机械手(4)抓取电池(1)，并将电池(1)在焊接工位和出料工位之间转移，其特征在于，所述焊接工位包括：
焊接台(5)，所述焊接台(5)可转动的设置在焊接工位上，所述焊接台(5)的Y向两侧设有电池夹持组件(6)，所述电池(1)被电池夹持组件(6)定位在焊接台(5)上；
冷却组件(7)，设于焊接台(5)的X向一侧，包括冷却平台(7.1)，设于冷却平台(7.1)上的冷却帽(7.2)，以及用于转运冷却帽(7.2)转运的移载模组(7.3)，所述移载模组(7.3)保持冷却帽(7.2)覆盖在焊接位置(1.3)上方或焊接位置(1.3)的内侧；
焊接组件(8)，设于焊接台(5)的X向另一侧，包括焊接头(8.1)，以及至少一个旋转调节单元，所述焊接头(8.1)通过旋转调节单元实现角度调节，以使所述焊接头(8.1)对准所述筒体(1.1)和盖体(1.2)之间的焊接位置(1.3)，且所述焊接台(5)在焊接头(8.1)校准焊接位置(1.3)后转动。
2.根据权利要求1所述的一种热电池多工位自动焊接设备，其特征在于：所述抓取机械手(4)上还设有检测模组(9)，所述检测模组(9)包括Z轴测高模块(9.1)，视觉识别模块(9.2)，以及视觉检测模块(9.3)；
所述抓取机械手(4)通过Z轴测高模块(9.1)测量电池(1)与其抓取端的Z轴距离；
所述抓取机械手(4)通过视觉识别模块(9.2)识别电池(1)的外径尺寸，以抓取电池(1)；
所述抓取机械手(4)通过视觉检测模块(9.3)检测筒体(1.1)与盖体(1.2)的间隙及其错边量。
3.根据权利要求1所述的一种热电池多工位自动焊接设备，其特征在于：所述焊接台(5)内穿设有升降吸附模组(10)，所述升降吸附模组(10)包括顶升电缸(10.1)，以及设于顶升电缸(10.1)的动作端上的气盘(10.2)，所述气盘(10.2)上设有负压通道(10.3)和出气通道(10.4)；
所述负压通道(10.3)随顶升电缸(10.1)伸出并与电池(1)接触，以吸附电池(1)底部，且所述气盘(10.2)随顶升电缸(10.1)收回并解除负压通道(10.3)，且所述出气通道(10.4)朝向电池(1)输出保护气。
4.根据权利要求1所述的一种热电池多工位自动焊接设备，其特征在于：所述电池夹持组件(6)包括设于焊接台(5)上的夹持气缸(6.1)，以及设于所述夹持气缸(6.1)的动作端上的两个电池(1)夹爪，所述电池(1)夹爪与夹持气缸(6.1)的动作端之间还连通有第一冷却通道(6.3)。
5.根据权利要求1所述的一种热电池多工位自动焊接设备，其特征在于：所述冷却平台(7.1)内设有第二冷却通道(7.11)，所述移载模组(7.3)转运冷却帽(7.2)在冷却平台(7.1)上降温，或转运冷却帽(7.2)至焊接位置(1.3)上方。
6.根据权利要求1所述的一种热电池多工位自动焊接设备，其特征在于：位于所述焊接台(5)外侧还设有校准平台(11)，所述校准平台(11)上设有原点校正顶尖(11.1)和Z轴校正销(11.2)，所述Z轴校正销(11.2)的端面呈平面设置，所述焊接头(8.1)与Z轴校正销(11.2)对齐并校对Z轴原点，所述焊接头(8.1)与原点校正顶尖(11.1)对齐并校对起始原点。
7.根据权利要求1所述的一种热电池多工位自动焊接设备，其特征在于：所述焊接组件(8)包括第一旋转调节单元(8.2)和第二旋转调节单元(8.3)，所述第一旋转调节单元(8.2)关于焊接头(8.1)垂直角度设置，所述第二旋转调节单元(8.3)关于焊接头(8.1)切线角度位置。
8.根据权利要求1所述的一种热电池多工位自动焊接设备，其特征在于：所述冷却帽(7.2)上设有多个间隔设置的散热筋条(7.21)；
所述冷却帽(7.2)还具有内凹的环形轮廓，所述环形轮廓与移载模组(7.3)的动作端之间设有V形夹持面。
9.根据权利要求1所述的一种热电池多工位自动焊接设备，其特征在于：所述电池夹持组件(6)的夹持位置靠近所述电池(1)的焊接位置(1.3)，且所述电池(1)由所述电池夹持组件(6)带动转动。
10.一种热电池多工位自动焊接设备的加工工艺，其特征在于，包括权利要求1所述的热电池多工位自动焊接设备，所述抓取机械手(4)上还设有检测模组(9)，所述检测模组(9)包括Z轴测高模块(9.1)，视觉识别模块(9.2)，以及视觉检测模块(9.3)；所述抓取机械手(4)通过Z轴测高模块(9.1)测量电池(1)与其抓取端的Z轴距离；所述抓取机械手(4)通过视觉识别模块(9.2)识别电池(1)的外径尺寸，以抓取电池(1)；所述抓取机械手(4)通过视觉检测模块(9.3)检测筒体(1.1)与盖体(1.2)的间隙及其错边量；
所述焊接台(5)内穿设有升降吸附模组(10)，所述升降吸附模组(10)包括顶升电缸(10.1)，以及设于顶升电缸(10.1)的动作端上的气盘(10.2)，所述气盘(10.2)上设有负压通道(10.3)和出气通道(10.4)；
所述负压通道(10.3)随顶升电缸(10.1)伸出并与电池(1)接触，以吸附电池(1)底部，且所述气盘(10.2)随顶升电缸(10.1)收回并解除负压通道(10.3)，且所述出气通道(10.4)朝向电池(1)输出保护气；
位于所述焊接台(5)外侧还设有校准平台(11)，所述校准平台(11)上设有原点校正顶尖(11.1)和Z轴校正销(11.2)，所述Z轴校正销(11.2)的端面呈平面设置，所述焊接头(8.1)与Z轴校正销(11.2)对齐并校对Z轴原点，所述焊接头(8.1)与原点校正顶尖(11.1)对齐并校对起始原点；
还包括以下步骤：
A.电池(1)备料：在筒体(1.1)与盖体(1.2)完成点焊后，取电池(1)立式的在料盘(3)的安置位(3.1)上间隔放置，每个安置位(3.1)底部连接真空吸管吸附电池(1)底部；
B.电池(1)上料：抓取机械手(4)通过Z轴测高模块(9.1)初步测高，定量下移行程，并进一步通过视觉识别模块(9.2)识别电池(1)规格后，抓取对应外径规格的电池(1)，通过视觉检测模块(9.3)检测盖体(1.2)与筒体(1.1)的间隙和错边量，若合格，则转运电池(1)至焊接工位，若不合格，则转运电池(1)进入废料盘(3)；
C.电池(1)定位：电池(1)进入焊接台(5)后，顶升电缸(10.1)伸出，带动气盘(10.2)至水平位并支承电池(1)，在抓取机械手(4)脱离前，负压管路工作并定位直立状态的电池(1)，待抓取机械手(4)脱离后，电池夹持组件(6)夹持电池(1)，且负压管路停止工作，筒体(1.1)与盖体(1.2)的焊接位置(1.3)露置于相对上部；
D.焊接头(8.1)校正：焊接头(8.1)移动并与Z轴校正销(11.2)校正Z轴原点，与原点校正顶尖(11.1)校正XY轴原点，焊接头(8.1)移动至焊接台(5)，经过旋转角度单元调节角度后对准焊接位置(1.3)；
E.焊接准备：移载模组(7.3)抓取冷却平台(7.1)上的冷却帽(7.2)并放置在在待焊接的电池上，电池夹持组件(6)保持电池(1)夹持状态，且顶升电缸(10.1)带动气盘(10.2)收回；
F.焊接：焊接头(8.1)工作，同时焊接台(5)进行转动，完成盖体(1.2)与筒体(1.1)的圆周满焊；
G.电池(1)下料：移载模组(7.3)转动至电池位置取下冷却帽，将冷却帽(7.2)抓至冷却平台(7.1)冷却；抓取机械手(4)行进对电池焊缝拍照检验，此时顶升电缸(10.1)伸出，气盘(10.2)通过负压通道(10.3)吸附并支承电池，电池夹爪(6.2)松开电池，顶升电缸(10.1)将电池顶升至抓取位置，抓取机械手(4)抓取电池至出料工位。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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