CN116652383B - 电池模组兼容焊接变距机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电池模组兼容焊接变距机构，在升降机构上设置定位极柱位置的压块与X轴线性模组、Y轴线性模组，X轴线性模组与Y轴线性模组能够根据不同的模组型号快速调节压块的位置，以保证焊接精度。本发明相较于现有的铜嘴定位机构具有结构简单、快速换型的优点，能够解决多款电芯产品的兼容问题。同时，本发明在升降机构上设置了电芯测距机构，能够测定当前极柱所在高度并反馈至升降机构，对升降高度进行补偿，电芯测距机构通过X轴平移模组与Y轴平移模组实现对不同模组的伺服调整。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池模组焊接设备，具体是一种电池模组兼容焊接变距机构。
背景技术
新能源模组pack的加工过程中包含激光焊接工艺，通过激光焊接的方式将电池的正负极片与极柱进行高精度的连接。极柱焊接时需要对极柱的位置进行定位，现有技术中的铜嘴模组结构复杂，且只能针对特定产品，在产品换型时需要同时更换整个定位装置，互换效率低。针对多款产品工作时，无法调节电芯极柱的位置，导致装配精度降低。因此，需要对现有技术中极柱焊接定位装置的兼容性做出改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池模组兼容焊接变距机构，铜嘴定位机构与竖直设置的升降机构，所述升降机构设有可沿竖直平面往复移动的升降支撑板；
所述铜嘴定位机构包括安装于升降支撑板上的定位支撑平台与设于定位支撑平台底部的多个用于定位极柱位置的压块，所述压块上贯通设置有激光焊；压块的底部设置有多个柔性压头，在升降支撑板下移时柔性压头压紧极柱表面。
所述铜嘴定位机构还包括X轴线性模组与Y轴线性模组，所述X轴线性模组与Y轴线性模组分别带动压块沿相垂直的X轴与Y轴水平移动，对电芯模组的长宽方向作换型变距。
进一步地，所述升降机构包括固定支架与竖直安装于固定支架上的Z轴线性模组，所述Z轴线性模组包括Z向滑台，所述升降支撑板滑动连接于Z向滑台；所述Z轴线性模组的驱动元件带动滑块上的升降支撑板沿Z向滑台移动，使铜嘴定位机构下降压紧极柱并对极柱提供柔性压紧力。
进一步地，所述X轴线性模组上设有支撑Y轴线性模组的X向移动支架，Y轴线性模组上设有支撑压块的Y向移动支架，所述压块通过定位座与Y向移动支架相连。
进一步地，所述X轴线性模组包括承台板、设于承台板上的X向滑轨，所述承台板固定安装在定位支撑平台底部，所述X向移动支架的一端与X向滑轨滑动相连。
进一步地，所述X轴线性模组包括安装于承台板内的两组第三伺服电机，两组第三伺服电机的输出轴各传动连接有一组X向移动支架。
进一步地，所述Y轴线性模组包括Y向滑轨，所述Y向滑轨设置于X向移动支架上，所述Y向移动支架滑动安装于Y向滑轨上，通过Y轴线性模组的驱动机构带动Y向移动支架沿Y向移动。
进一步地，所述Y轴线性模组的驱动机构包括Y向丝杠与第二伺服电机，所述Y向丝杠的输入端和第二伺服电机的输出端各设置有传动齿轮并通过传动齿轮传递旋转动力。
进一步地，还包括在极柱高度平面对进行测距的电芯测距机构，所述电芯测距机构通过连接支架固定设置在升降支撑板上，包括实时监控极柱位置的测距元件与带动所述测距元件沿电芯长宽方向进行调节的X轴平移模组、Y轴平移模组。
进一步地，所述X轴平移模组上设有支撑Y轴平移模组的X向平移座；所述Y轴平移模组上连接有支撑测距元件的测距支撑板。
进一步地，所述X轴平移模组包括设于连接支架上的X向平移滑台，所述X轴平移模组的驱动元件带动X向平移座沿X向平移滑台移动，实现测距元件在X向的变距；
所述Y轴平移模组包括设于X向平移座上的Y向平移滑台，所述Y轴平移模组的驱动元件带动测距支撑板沿Y向平移滑台移动，实现测距元件在Y向的变距。
本发明提供了一种电池模组兼容焊接变距机构，在升降机构上设置定位极柱位置的压块与X轴线性模组、Y轴线性模组，X轴线性模组与Y轴线性模组能够根据不同的模组型号快速调节压块的位置，以保证焊接精度。本发明相较于现有的铜嘴定位机构具有结构简单、快速换型的优点，能够解决多款电芯产品的兼容问题。同时，本发明在升降机构上设置了电芯测距机构，能够测定当前极柱所在高度并反馈至升降机构，对升降高度进行补偿，电芯测距机构通过X轴平移模组与Y轴平移模组实现对不同模组的伺服调整。
附图说明
图1为本发明一种电池模组兼容焊接变距机构的结构示意图；
图2为升降机构的机构示意图；
图3为铜嘴定位机构的侧视图；
图4为实施例中压块与定位支撑平台的连接示意图；
图5为实施例中X轴线性模组的结构示意图；
图6为Y轴线性模组的结构示意图之一；
图7为Y轴线性模组的结构示意图之二；
图8为Y轴线性模组的侧视图；
图9为电芯测距机构的结构示意图；
图10为电芯测距机构的侧视图；
图11为Y轴平移模组的结构示意图。
附图标记：铜嘴定位机构1；升降机构2；电芯测距机构3；
定位支撑平台11；压块12；激光焊孔13；柔性压头14；X轴线性模组15；Y轴线性模组16；X向移动支架17；Y向移动支架18；定位座19。
承台板151；X向滑轨152；X向导轨153；第三伺服电机154；
Y向滑轨161；传动齿轮162；Y向丝杠163；第二伺服电机164；检测片165；光电传感器166；
升降支撑板21；固定支架22；Z轴线性模组23；
Z向滑台231；第一伺服电机232；
X轴平移模组31；Y轴平移模组32；连接支架33；X向平移座34；测距支撑板35；测距元件36；
X向平移滑台311；第四伺服电机312；X向平移导轨313；
Y向平移滑台321；第五伺服电机322；Y向平移导轨323。
实施方式
如图1与图4所示的电池模组兼容焊接变距机构，包括铜嘴定位机构1与竖直设置的升降机构2；所述升降机构2设有升降支撑板21，所述升降支撑板21可沿竖直平面往复移动；所述铜嘴定位机构1包括安装于升降支撑板21上的定位支撑平台11与位于定位支撑平台11底部的多个用于定位极柱位置的压块12，所述压块12上贯通设置有激光焊孔13；压块12的底部设置有多个柔性压头14，在升降支撑板21下移时柔性压头14压紧极柱表面。
具体如图2所示，所述升降机构2包括固定支架22与竖直安装于固定支架22上的Z轴线性模组23，Z轴线性模组23包括Z向滑台231，所述升降支撑板21滑动连接于Z向滑台231；Z轴线性模组23的驱动元件包括设置于Z向滑台231端部的第一伺服电机232，第一伺服电机232的通过丝杠结构带动滑块上的升降支撑板21沿Z向竖直移动，使铜嘴定位机构1下降压紧极柱并对极柱提供柔性压紧力。
如图1与图3所示，所述铜嘴定位机构1还包括X轴线性模组15与Y轴线性模组16，所述X轴线性模组15与Y轴线性模组16分别带动压块12沿相垂直的X轴与Y轴水平移动，对电芯模组的长宽方向作换型变距。具体地，所述X轴线性模组15上设有支撑Y轴线性模组16的X向移动支架17，Y轴线性模组16上设有支撑压块12的Y向移动支架18，所述压块12通过定位座19与Y向移动支架18相连。
如图3与图5所示，所述X轴线性模组15包括承台板151、设于承台板151上的X向滑轨152，所述承台板151固定安装在定位支撑平台11底部，所述X向移动支架17的一端与X向滑轨152滑动相连，使X向移动支架17沿X向滑轨152移动；所述X轴线性模组15还包括X向导轨153，所述X向导轨153固定设置于定位支撑平台11的底部并与X向移动支架17相连，X向导轨153能够辅助定位Y轴线性模组16的移动位置。
如图6至图8所示，所述Y轴线性模组16包括Y向滑轨161与Y向驱动机构，所述Y向滑轨161设置于X向移动支架17上，所述Y向移动支架18滑动安装于Y向滑轨161上；所述Y向驱动机构带动Y向移动支架18沿Y向滑轨161移动，包括Y向丝杠163与第二伺服电机164，所述Y向丝杠163的输入端和第二伺服电机164的输出端各设置有传动齿轮162并通过传动齿轮162传递旋转动力；所述Y向移动支架18的一端与设于Y向丝杠163上的滑块相连，通过滚珠丝杠结构在Y向丝杠163上移动。所述Y向丝杠163的滑块上连接有检测片165，X向移动支架17上沿丝杠的延伸方向设置有光电传感器166，用于感应检测片165的工作位置，以便精确控制压块12沿Y向的位置。
如图4所示，本实施例中，在X轴方向设置了双动子线性模组，包括安装于承台板151内的两组第三伺服电机154，两组第三伺服电机154的输出轴各传动连接有一组X向移动支架17，以分别控制两组沿X轴方向设置的压块12；在Y轴方向设置两组Y向移动支架18，通过一组Y向丝杠163对两组Y向移动支架18进行传动。本实施例可形成四焊接工位，以同时对四组极柱进行伺服焊接，增加工作效率。本实施例的结构相对简单，能够大大减小在产品焊接定位上所浪费的资源。此外可预见的是，上述四工位的设置仅是本发明所做的一个具体实施例，技术人员能够根据实际工况的需求调整工位的数量，不应当理解为对本发明的限制。
如图1、图9、图10所示，本实施例中还设置有在极柱高度平面对进行测距的电芯测距机构3，所述电芯测距机构3通过连接支架33固定设置在升降支撑板21上，包括监控极柱位置的测距元件36与带动测距元件36沿电芯长宽方向进行调节的X轴平移模组31、Y轴平移模组32。测距元件36能够实时检测极柱当前所在高度，以确定铜嘴定位机构1下降的高度，X轴平移模组31与Y轴平移模组32带动测距元件36在电芯长宽方向换型变距。本实施例的测距元件36为两组激光测距传感器，通过测定的距离对升降机构2做高度补偿。
如图10所示，所述X轴平移模组31包括设于连接支架33上的X向平移滑台311，所述X向平移滑台311的滑块上设有支撑Y轴平移模组32的X向平移座34，所述X轴平移模组31的驱动元件为设于连接支架33上的第四伺服电机312，第四伺服电机312通过皮带与X向平移滑台311的驱动输入端相连，带动X向平移座34沿X向平移滑台311移动，实现测距元件36在X向的变距；连接支架33的端面上还安装有沿X向平移滑台311方向延伸的X向平移导轨313，所述X向平移座34滑动连接于所述X向平移导轨313，以辅助X向平移座34的移动。
如图11所示，所述Y轴平移模组32包括设于X向平移座34上的Y向平移滑台321，所述Y向平移滑台321的滑块上连接有支撑测距元件36的测距支撑板35。与X轴平移模组相类似，所述Y向平移滑台321由设置于X向平移座34上的第五伺服电机322驱动，所述第五伺服电机322与Y向平移滑台321的驱动输入端传动相连。通过第五伺服电机322带动测距支撑板35沿Y向平移滑台321移动，从而实现测距元件36在Y向的变距；X向平移座34上还设置有沿Y向平移滑台321延伸的Y向平移导轨323，以辅助测距支撑板35沿Y向的移动。
本实施例的工作过程如下：首先通过激光测距传感器在电芯极柱高度平面进行检测，通过X轴平移模组31和Y轴平移模组32快速调整激光测距传感器的监测位置，以对不同规格的电芯模组进行换型变距。X轴线性模组15根据检测的极柱位置调整X向移动支架17的位置，以实现压块12在电芯模组长度方向换型变距；Y轴线性模组16伺服调整Y向移动支架18的位置，以实现压块12电芯模组宽度方向换型变距；升降机构2快速控制电芯定位模组下移压紧电芯极柱，以精确定位极柱的焊接位置。定位完毕后，外部的焊接模块启动，完成电芯与CCS巴片的区域焊接动作。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.电池模组兼容焊接变距机构，其特征在于：包括铜嘴定位机构（1）与竖直设置的升降机构（2），所述升降机构（2）设有可沿竖直平面往复移动的升降支撑板（21）；
所述铜嘴定位机构（1）包括安装于升降支撑板（21）上的定位支撑平台（11）与设于定位支撑平台（11）底部的多个用于定位极柱位置的压块（12），所述压块（12）上贯通设置有激光焊孔（13）；压块（12）的底部设置有多个柔性压头（14），在升降支撑板（21）下移时柔性压头（14）压紧极柱表面；
所述铜嘴定位机构（1）还包括X轴线性模组（15）与Y轴线性模组（16），所述X轴线性模组（15）与Y轴线性模组（16）分别带动压块（12）沿相垂直的X轴与Y轴水平移动，针对电芯模组的长宽方向作换型变距；
所述X轴线性模组（15）上设有支撑Y轴线性模组（16）的X向移动支架（17），Y轴线性模组（16）上设有支撑压块（12）的Y向移动支架（18），所述压块（12）通过定位座（19）与Y向移动支架（18）相连；
所述X轴线性模组（15）包括承台板（151）与安装于承台板（151）内的两组第三伺服电机（154），两组第三伺服电机（154）的输出轴各传动连接有一组X向移动支架（17），以分别控制两组沿X轴方向设置的压块（12）；所述承台板（151）固定安装在定位支撑平台（11）底部；
所述X轴线性模组（15）还包括设于承台板（151）上的X向滑轨（152），所述X向移动支架（17）的一端与X向滑轨（152）滑动相连。
2.如权利要求1所述的电池模组兼容焊接变距机构，其特征在于：所述升降机构（2）包括固定支架（22）与竖直安装于固定支架（22）上的Z轴线性模组（23），所述Z轴线性模组（23）包括Z向滑台（231），所述升降支撑板（21）滑动连接于Z向滑台（231）；所述Z轴线性模组（23）的驱动元件带动滑块上的升降支撑板（21）沿Z向滑台移动，使铜嘴定位机构（1）下降压紧极柱并对极柱提供柔性压紧力。
3.如权利要求1所述的电池模组兼容焊接变距机构，其特征在于：所述Y轴线性模组（16）包括Y向滑轨（161），所述Y向滑轨（161）设置于X向移动支架（17）上，所述Y向移动支架（18）滑动安装于Y向滑轨（161）上，通过Y轴线性模组（16）的驱动机构带动Y向移动支架（18）沿Y向移动。
4.如权利要求3所述的电池模组兼容焊接变距机构，其特征在于：Y向移动支架（18）沿Y向设置有两组。
5.如权利要求4所述的电池模组兼容焊接变距机构，其特征在于：所述Y轴线性模组（16）的驱动机构包括Y向丝杠（163）与第二伺服电机（164），所述Y向丝杠（163）的输入端和第二伺服电机（164）的输出端各设置有传动齿轮（162）并通过传动齿轮（162）传递旋转动力。
6.如权利要求1所述的电池模组兼容焊接变距机构，其特征在于：还包括在极柱高度平面进行测距的电芯测距机构（3），所述电芯测距机构（3）通过连接支架（33）固定设置在升降支撑板（21）上，包括实时监控极柱位置的测距元件（36）与带动所述测距元件（36）沿电芯长宽方向进行调节的X轴平移模组（31）、Y轴平移模组（32）。
7.如权利要求6所述的电池模组兼容焊接变距机构，其特征在于：所述X轴平移模组（31）上设有支撑Y轴平移模组（32）的X向平移座（34）；所述Y轴平移模组（32）上连接有支撑测距元件（36）的测距支撑板（35）。
8.如权利要求7所述的电池模组兼容焊接变距机构，其特征在于：所述X轴平移模组（31）包括设于连接支架（33）上的X向平移滑台（311），所述X轴平移模组（31）的驱动元件带动X向平移座（34）沿X向平移滑台（311）移动，实现测距元件（36）在X向的变距；
所述Y轴平移模组（32）包括设于X向平移座（34）上的Y向平移滑台（321），所述Y轴平移模组（32）的驱动元件带动测距支撑板（35）沿Y向平移滑台（321）移动，实现测距元件（36）在Y向的变距。
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- 2023-07-24 CN CN202310905696.1A patent/CN116652383B/zh active Active
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