CN115213560A - 电池焊接装置及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池焊接装置及焊接方法，上述的电池焊接装置包括：压紧机构及焊接机构；压紧机构包括：支撑架、第一压紧组件及第二压紧组件；第一压紧组件连接于支撑架，第一压紧组件位于待焊接电池的上方，第一压紧组件用于压紧电芯；第一压紧组件设有镂空空间，镂空空间与待焊接电池的极柱对应设置；第二压紧组件连接于第一压紧组件，且位于镂空空间处，第二压紧组件用于压紧密封钉；焊接机构包括激光焊接头，激光焊接头用于对所述密封钉进行焊接，以完成所述密封钉的预点焊和满焊。本发明实施例提供的电池焊接装置能够使装置定位准确且牢固，将预点焊和满焊两种焊接方式通过这一装置进行实现，提高了焊接效率，且保障了焊接质量。

Description

电池焊接装置及焊接方法

技术领域

本发明涉及电池制造设备技术领域，尤其涉及一种电池焊接装置及焊接方法。

背景技术

在电池的焊接过程中，由于电芯位置与焊接头位置的准确对位，会在很大程度上影响电池焊接的质量和焊接效率，在实际焊接过程中，存在电池定位不准而导致电池焊缝质量不达标，容易出现次品的问题。此外，密封钉盖合到多个电芯上侧时，若密封钉与注液孔没有贴紧，容易出现松动，影响电池焊接的合格率；尤其是对于激光焊，焊件位置需非常精确，必须确保在激光束的聚焦范围内，但是，在密封钉与电池的焊接中，一般是先预点焊，再进行满焊，在这一过程中，移动电芯后，容易导致密封钉的松动，造成焊接出现偏差，影响焊接质量，进而影响焊接效率。因此，设计一种能兼顾密封钉的预点焊和满焊的装置是亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种电池焊接装置及焊接方法，用以解决现有技术中的电池焊接质量差、效率低的问题。

第一方面，本发明提供一种电池焊接装置，包括：压紧机构及焊接机构；

所述压紧机构包括：支撑架、第一压紧组件及第二压紧组件；所述第一压紧组件连接于所述支撑架，所述第一压紧组件位于待焊接电池的上方，所述第一压紧组件用于压紧电芯；所述第一压紧组件设有镂空空间，所述镂空空间与所述待焊接电池的极柱对应设置；所述第二压紧组件连接于所述第一压紧组件，且位于所述镂空空间处，所述第二压紧组件用于压紧密封钉；

所述焊接机构包括激光焊接头，所述激光焊接头用于对所述密封钉进行焊接。

根据本发明提供的电池焊接装置，所述第一压紧组件包括：压板、第一连接件及第一驱动件；

所述第一连接件的一端与所述压板连接，所述压板通过所述第一连接件与所述支撑架垂直设置，所述压板上设有所述镂空空间；所述第一驱动件与所述第一连接件的另一端连接，在所述第一驱动件的作用下，所述第一连接件能够带动所述压板沿所述支撑架的高度方向移动，以压紧所述电芯。

根据本发明提供的电池焊接装置，所述第二压紧组件包括：压片、第二连接件及第二驱动件；

所述第二连接件连接于所述压板远离所述待焊接电池的一侧，所述压片连接于所述第二连接件，所述压片的一端经由所述镂空空间朝向所述待焊接电池设置；所述第二驱动件与所述压片的另一端连接，在所述第二驱动件的作用下，所述压片能够沿所述支撑架的高度方向移动，以压紧所述密封钉。

根据本发明提供的电池焊接装置，所述压紧机构还包括限位件，所述限位件设于所述压板远离所述待焊接电池的一侧，且位于所述镂空空间处。

根据本发明提供的电池焊接装置，所述限位件为多个，多个所述限位件沿所述镂空空间的长度方向间隔设于所述压板上。

根据本发明提供的电池焊接装置，所述焊接机构还包括：底座及三轴驱动组件；

所述三轴驱动组件设于所述底座上，所述激光焊接头连接于所述三轴驱动组件上，在所述三轴驱动组件的作用下，所述激光焊接头能够靠近朝向所述待焊接电池的一侧移动。

根据本发明提供的电池焊接装置，所述三轴驱动组件包括：X轴驱动件、Y轴驱动件及Z轴驱动件；

所述X轴驱动件设于所述底座上，所述Y轴驱动件设于所述X 轴驱动件上，所述Z轴驱动件设于所述Y轴驱动件上；所述激光焊接头与所述Z轴驱动件连接。

根据本发明提供的电池焊接装置，所述焊接机构包括：视觉组件、吹气组件、防护组件及抽尘组件；

所述视觉组件包括：视觉相机及图像处理系统；所述图像处理系统与所述视觉相机电性连接，所述视觉相机用于获取图像数据，所述图像处理系统用于根据所述图像数据进行精确定位，以使所述激光焊接头与所述密封钉对应设置；

所述吹气组件连接于所述激光焊接头的运动端，以向所述电芯的顶端的焊缝位置吹送气体；

所述抽尘组件设于所述防护组件上，所述抽尘组件用于将焊接过程中产生的粉尘予以捕集和排出。

根据本发明提供的电池焊接装置，所述焊接机构还包括防护组件；所述防护组件罩设于所述激光焊接头的外围。

第二方面，本发明还提供一种基于第一方面任一项所述的电池焊接装置的焊接方法，包括：

将待焊接电池放置于第一压紧组件的下方；

向下移动所述第一压紧组件，以压紧电芯，且避让出所述待焊接电池的极柱；

向下移动第二压紧组件，以压紧密封钉；

通过激光焊接头对压紧后的所述密封钉与所述电芯的第一焊接位进行预点焊；

在预点焊结束后，向上移动所述第二压紧组件，以避让出所述密封钉与所述电芯的第二焊接位；

通过所述激光焊接头对所述第二焊接位进行满焊。

本发明提供的电池焊接装置，包括压紧机构和焊接机构，通过第一压紧组件压紧电芯，第二压紧组件进一步压紧密封钉，从而实现电芯的压紧固定，在固定后，利用焊接机构对其进行预点焊，在预点焊后，抬升第二压紧组件，在第一压紧组件持续压紧电芯的基础上，对电芯进一步进行满焊。相较于现有技术，本发明提供的电池焊接装置能够使装置定位准确且牢固，将预点焊和满焊两种焊接方式通过这一装置进行实现，提高了焊接效率，且保障了焊接质量。

进一步地，本发明提供的焊接方法，由于其是基于上述的电池焊接装置执行的，因此，其同样具有如上所述的相同优势。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明实施例提供的电池焊接装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的压紧机构的结构示意图之一；

图3是本发明实施例提供的压紧机构的结构示意图之二；

图4是本发明实施例提供的焊接机构的结构示意图；

附图标记：

1：压紧机构；11：支撑架；12：第一压紧组件；121：压板；122：第一连接件；123：第一驱动件；13：第二压紧组件；131：压片；132：第二连接件；133：第二驱动件；14：限位件；

2：焊接机构；21：激光焊接头；22：底座；23：三轴驱动组件； 231：X轴驱动件；232：Y轴驱动件；233：Z轴驱动件；24：视觉组件；25：吹气组件；26：防护组件；27：抽尘组件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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作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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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作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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本发明实施例提供了一种电池焊接装置、焊接方法及其电池生产线，用以解决现有技术中的电池焊接质量差、效率低的问题。

下面结合图1至图4描述本发明实施例的电池焊接装置及电池生产线。

第一方面，如图1所示，本发明实施例提供的电池焊接装置，包括：压紧机构1及焊接机构2。

压紧机构1包括：支撑架11、第一压紧组件12及第二压紧组件 13；第一压紧组件12连接于支撑架11，第一压紧组件12位于待焊接电池的上方，第一压紧组件12用于压紧电芯；第一压紧组件12设有镂空空间，镂空空间与待焊接电池的极柱对应设置；第二压紧组件 13连接于第一压紧组件12，且位于镂空空间处，第二压紧组件13用于压紧密封钉。

焊接机构2包括激光焊接头21，激光焊接头21用于对密封钉进行焊接。

具体地，如图1所示，电池焊接装置由压紧机构1和焊接机构2 两部分组成，两者对应设置，压紧机构1用于压紧电芯，焊接机构2 的激光焊接头21的方向可调，能够对压紧后的电芯进行对应的激光焊接操作。

如图2所示，压紧机构1由支撑架11、第一压紧组件12和第二压紧组件13组成，支撑架11呈竖直放置状态，第一压紧组件12垂直连接于支撑架11的一侧面上，第二压紧组件13设于第一压紧组件 12的镂空空间处，其中，第一压紧组件12的体积较大，能够将电池的端部压紧，在其镂空空间处，第二压紧组件13能够将电池的极柱压紧。

因此，在需要预点焊时，先通过第一压紧组件12压紧电池的端部，再在镂空处下压第二压紧组件13，将密封钉也压紧，最后通过焊接机构2进行预点焊操作。

在预点焊结束后需要进行满焊时，提升第二压紧组件13，让出镂空空间，使得满焊的目标区域暴露，在第一压紧组件12继续压紧电池端部的情况下，不需要改变电池的位置，即可继续通过焊接机构 2进行满焊操作。

本发明实施例提供的电池焊接装置，电池焊接装置包括压紧机构 1和焊接机构2，通过第一压紧组件12压紧电芯，第二压紧组件13 进一步压紧密封钉，从而实现电芯的压紧固定，在固定后，利用焊接机构2对其进行预点焊，在预点焊后，抬升第二压紧组件13，在第一压紧组件12持续压紧电芯的基础上，对电芯进一步进行满焊。相较于现有技术，本发明提供的电池焊接装置能够使装置定位准确且牢固，将预点焊和满焊两种焊接方式通过这一装置进行实现，提高了焊接效率，且保障了焊接质量。

在可选的实施例中，第一压紧组件12包括：压板121、第一连接件122及第一驱动件123。

第一连接件122的一端与压板121连接，压板121通过第一连接件122与支撑架11垂直设置，压板121上设有镂空空间；第一驱动件123与第一连接件122的另一端连接，在第一驱动件123的作用下，第一连接件122能够带动压板121沿支撑架11的高度方向移动，以压紧电芯。

具体地，如图2和图3所示，第一压紧组件12由压板121、第一连接件122和第一驱动件123组成，在支撑架11上沿其高度方向设有通孔，该通孔可以为长方孔，压板121通过第一连接件122与支撑架11连接，第一驱动件123连接在支撑架11的背面，在第一驱动件123的作用下，压板121能够在高度方向下降或上升，以适应电池的位置，方便压板121压紧或者释放电池，该第一驱动件123可以为气缸。

其中，第一连接件122可以为滑轨与连接板的组合结构，在第一驱动件123的作用下，连接板能够沿滑轨的延伸方向滑动。

在可选的实施例中，第二压紧组件13包括：压片131、第二连接件132及第二驱动件133。

第二连接件132连接于压板121远离待焊接电池的一侧，压片 131连接于第二连接件132，压片131的一端经由镂空空间朝向待焊接电池设置；第二驱动件133与压片131的另一端连接，在第二驱动件133的作用下，压片131能够沿支撑架11的高度方向移动，以压紧密封钉。

具体地，如图2所示，第二压紧组件13由压片131、第二连接件132和第二驱动件133组成，在压板121的方向连接有第二连接件 132，第二连接件132朝向压板121的镂空空间的一端连接有压片131，该压片131可以为L形结构。

在压片131的端部连接有第二驱动件133，第二驱动件133能够驱动压片131下降或者上升，以压紧密封钉，实现预点焊，以及在预点焊结束后，释放电池。

进一步地，为了对电池进行定位，避免其在移动或焊接过程中出现移位的现象，如图2所示，压紧机构1还包括限位件14，限位件 14设于压板121远离待焊接电池的一侧，且位于镂空空间处，限位件14能够进一步压紧待焊接电池。

在一些实施例中，为了进一步增强限位件14对待焊接电池的限位效果，限位件14可以为多个，多个限位件14沿镂空空间的长度方向间隔设于压板121上，限位件14的具体数量不作限定，依据实际需要进行设置即可。

此外，在一些实施例中，为了提高电池焊接装置焊接的自动化程度，电池焊接装置还包括有料传感器，有料传感器设于支撑架11朝向待焊接电池的一侧，来料传感器检测到有电池靠近，随即调节压紧机构1对其进行压紧。

在可选的实施例中，焊接机构2还包括：底座22及三轴驱动组件23。

三轴驱动组件23设于底座22上，激光焊接头21连接于三轴驱动组件23上，在三轴驱动组件23的作用下，激光焊接头21能够靠近朝向待焊接电池的一侧移动。

进一步地，三轴驱动组件23包括：X轴驱动件231、Y轴驱动件232及Z轴驱动件233。

X轴驱动件231设于底座22上，Y轴驱动件232设于X轴驱动件231上，Z轴驱动件233设于Y轴驱动件232上；激光焊接头21 与Z轴驱动件233连接。

具体地，如图4所示，激光焊接头21通过连接板连接于Z轴驱动件233上；X轴驱动件231设于底座22上，X轴驱动件231用于驱动Y轴驱动件232、Z轴驱动件233及激光焊接头21沿X轴方向移动；Y轴驱动件232用于驱动Z轴驱动件233与激光焊接头21沿 Y轴方向移动；Z轴驱动件233用于驱动激光焊接头21沿Z轴方向移动，从而实现激光焊接头21在三维空间内的移动。

在可选的实施例中，焊接机构2包括：视觉组件24、吹气组件 25、防护组件26及抽尘组件27。

视觉组件24包括：视觉相机及图像处理系统；图像处理系统与视觉相机电性连接，视觉相机用于获取图像数据，图像处理系统用于根据图像数据进行精确定位，以使激光焊接头21与密封钉对应设置。

吹气组件25连接于激光焊接头21的运动端，以向电芯的顶端的焊缝位置吹送气体。

抽尘组件27设于防护组件26上，抽尘组件27用于将焊接过程中产生的粉尘予以捕集和排出。

具体地，如图4所示，焊接机构2中还设置有视觉组件24、吹气组件25、防护组件26和抽尘组件27，其中，视觉组件24包括视觉相机及图像处理系统，图像处理系统与视觉相机电性连接。

视觉相机用于获取图像数据，图像处理系统用于根据图像数据进行精确定位。

焊接开始前，视觉相机将其采集的光信号转换成图像数据，以获取焊缝路径图像，并将该焊缝路径图像传输至图像处理系统，对焊缝路径图像进行预处理，计算出预测的焊缝路径宽度和跟踪方向。

焊接时，根据视觉相机的图像，控制驱动激光焊接头21适度偏移，以修正焊接轨迹。

为保证焊接效果，通过吹气组件25和抽尘组件27将焊接过程中产生的粉尘予以捕集，最后通过除尘管道导入外部的进行净化处理。

进一步地，为了做好焊接防护，如图4所示，焊接机构还包括防护组件26；防护组件26罩设于激光焊接头21的外围，该防护组件 26可以为防护罩。

第二方面，本发明实施例还提供一种基于第一方面任一项的电池焊接装置的焊接方法，包括：

将待焊接电池放置于第一压紧组件12的下方。

向下移动第一压紧组件12，以压紧电芯，且避让出待焊接电池的极柱。

向下移动第二压紧组件13，以压紧密封钉。

通过激光焊接头21对压紧后的密封钉与电芯的第一焊接位进行预点焊。

在预点焊结束后，向上移动第二压紧组件13，以避让出密封钉与电芯的第二焊接位。

通过激光焊接头21对第二焊接位进行满焊。

具体地，由于上述的焊接方法是基于电池焊接装置实施的，因此电池焊接装置具有的技术效果，其同样具备，即本发明实施例提供的焊接方法能够使装置定位准确且牢固，将预点焊和满焊两种焊接方式通过这一装置进行实现，提高了焊接效率，且保障了焊接质量。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的，本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电池焊接装置，其特征在于，包括：压紧机构及焊接机构；

所述压紧机构包括：支撑架、第一压紧组件及第二压紧组件；所述第一压紧组件连接于所述支撑架，所述第一压紧组件位于待焊接电池的上方，所述第一压紧组件用于压紧电芯；所述第一压紧组件设有镂空空间，所述镂空空间与所述待焊接电池的极柱对应设置；所述第二压紧组件连接于所述第一压紧组件，且位于所述镂空空间处，所述第二压紧组件用于压紧密封钉；

所述焊接机构包括激光焊接头，所述激光焊接头用于对所述密封钉进行焊接。

2.根据权利要求1所述的电池焊接装置，其特征在于，所述第一压紧组件包括：压板、第一连接件及第一驱动件；

所述第一连接件的一端与所述压板连接，所述压板通过所述第一连接件与所述支撑架垂直设置，所述压板上设有所述镂空空间；所述第一驱动件与所述第一连接件的另一端连接，在所述第一驱动件的作用下，所述第一连接件能够带动所述压板沿所述支撑架的高度方向移动，以压紧所述电芯。

3.根据权利要求2所述的电池焊接装置，其特征在于，所述第二压紧组件包括：压片、第二连接件及第二驱动件；

所述第二连接件连接于所述压板远离所述待焊接电池的一侧，所述压片连接于所述第二连接件，所述压片的一端经由所述镂空空间朝向所述待焊接电池设置；所述第二驱动件与所述压片的另一端连接，在所述第二驱动件的作用下，所述压片能够沿所述支撑架的高度方向移动，以压紧所述密封钉。

4.根据权利要求2所述的电池焊接装置，其特征在于，所述压紧机构还包括限位件，所述限位件设于所述压板远离所述待焊接电池的一侧，且位于所述镂空空间处。

5.根据权利要求4所述的电池焊接装置，其特征在于，所述限位件为多个，多个所述限位件沿所述镂空空间的长度方向间隔设于所述压板上。

6.根据权利要求1所述的电池焊接装置，其特征在于，所述焊接机构还包括：底座及三轴驱动组件；

所述三轴驱动组件设于所述底座上，所述激光焊接头连接于所述三轴驱动组件上，在所述三轴驱动组件的作用下，所述激光焊接头能够靠近朝向所述待焊接电池的一侧移动。

7.根据权利要求6所述的电池焊接装置，其特征在于，所述三轴驱动组件包括：X轴驱动件、Y轴驱动件及Z轴驱动件；

所述X轴驱动件设于所述底座上，所述Y轴驱动件设于所述X轴驱动件上，所述Z轴驱动件设于所述Y轴驱动件上；所述激光焊接头与所述Z轴驱动件连接。

8.根据权利要求1所述的电池焊接装置，其特征在于，所述焊接机构包括：视觉组件、吹气组件及抽尘组件；

所述视觉组件包括：视觉相机及图像处理系统；所述图像处理系统与所述视觉相机电性连接，所述视觉相机用于获取图像数据，所述图像处理系统用于根据所述图像数据进行精确定位，以使所述激光焊接头与所述密封钉对应设置；

所述吹气组件连接于所述激光焊接头的运动端，以向所述电芯的顶端的焊缝位置吹送气体；

所述抽尘组件设于所述防护组件上，所述抽尘组件用于将焊接过程中产生的粉尘予以捕集和排出。

9.根据权利要求8所述的电池焊接装置，其特征在于，所述焊接机构还包括防护组件；所述防护组件罩设于所述激光焊接头的外围。

10.一种基于权利要求1至9任一项所述的电池焊接装置的焊接方法，其特征在于，包括：

将待焊接电池放置于第一压紧组件的下方；

向下移动所述第一压紧组件，以压紧电芯，且避让出所述待焊接电池的极柱；

向下移动第二压紧组件，以压紧密封钉；

通过激光焊接头对压紧后的所述密封钉与所述电芯的第一焊接位进行预点焊；

在预点焊结束后，向上移动所述第二压紧组件，以避让出所述密封钉与所述电芯的第二焊接位；

通过所述激光焊接头对所述第二焊接位进行满焊。

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