CN117001128A - 一种电池极耳快速焊接机构 - Google Patents

Abstract

一种电池极耳快速焊接机构，包括用于输送电池的承载通道，承载通道的左右两端分别设有电池通道口并形成左右水平输送电池，承载通道上设有对电池进行定位的定位机构，还包括设于定位机构相对位置上的焊接支撑台，焊接支撑台上设有上下移动的活动焊枪，活动焊枪呈细杆状并竖直安装；定位机构启动对电池进行定位，活动焊枪下移对定位的电池进行点焊；活动焊枪上移离开点焊完的电池，承载通道输送电池将下个电池送入定位机构。

Description

一种电池极耳快速焊接机构

技术领域

本发明涉及电池加工技术领域，尤其涉及一种电池极耳快速焊接机构。

背景技术

目前电池分为金属壳和软包装两种，其中电池在加工时电池内的卷芯极耳需要与外壳焊接，形成电气回路，但是因为电芯的负极耳位于电芯内部的底部，焊接时，需要焊针穿过卷芯的中心孔接触到负极耳才能焊接；现有的电池焊接操作中，需要首先通过人工将焊针穿入卷芯的中心孔内，使得焊针与负极耳接触，再将穿有卷芯的电池输送至焊接工位，通过导电块进行按压，进而实现导电块、焊针、负极极耳、电池钢壳底部、焊座导通形成能量回路来实现电池钢壳底部的电阻焊接，焊接完成后再将卷芯中的焊针取出，而且由于需要进行人工的插针以及后续的拔针操作，使得整体的焊接结构无法实现全自动化生产，生产效率无法进一步提高，并且由于电池焊接时需要有较高的定位精度，以保证电池的焊接质量，而在焊接时电池钢壳和卷芯将焊接部位完全遮挡，很难凭借肉眼直观地观察到焊接部位，现有的设备难以保证焊接质量。

发明内容

本发明要解决上述现有技术存在的问题，提供一种电池极耳快速焊接机构，该焊接机构可以接入电池生产线中实现全自动化生产，大大提高电池生产效率，同时电池焊接时的定位精度高，充分保证电池在焊接时的焊接质量。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种电池极耳快速焊接机构，包括用于输送电池的承载通道，承载通道的左右两端分别设有电池通道口并形成左右水平输送电池，承载通道上设有对电池进行定位的定位机构，还包括设于定位机构相对位置上的焊接支撑台，焊接支撑台上设有上下移动的活动焊枪，活动焊枪呈细杆状并竖直安装；

定位机构启动对电池进行定位，活动焊枪下移穿入电池卷芯的中心孔内对电池底部进行点焊；活动焊枪上移离开点焊完的电池，承载通道输送电池将下个电池送入定位机构。

优选地，承载通道包括横截面呈“U”型设置的直线通道，电池通道口包括设置在直线通道左端侧壁上用于电池出料的出料口和设置在直线通道右端侧壁上用于电池进料的进料口，进料口外侧下方设有将电池由外向内输送至直线通道内的输送轮，直线通道上靠近进料口的一侧开有与电池输送方向对应的进料推件口，进料推件口内设有将送入直线通道内的电池推向定位机构的进料件，直线通道的左端侧壁上开有与出料口对应设置的出料推件口，出料推件口内设有将直线通道内的电池从出料口推出的出料件。

优选地，定位机构包括开设在承载通道前端侧壁上的通道口、设置在通道口内并通过第二驱动机构驱动进行前后移动的夹紧分隔块，夹紧分隔块上设有与电池壳体对应设置的定位槽。

优选地，活动焊枪上设有带动活动焊枪上下移动的位移装置，位移装置包括安装在焊接支撑台上的安装台、安装在安装台上的滑动导轨、滑动连接在滑动导轨上用于安装活动焊枪的活动滑块、安装在安装台上用于带动活动滑块上下移动的第一驱动机构。

优选地，焊接支撑台包括垂直设置的固定底座，固定底座和安装台之间设有上下调节机构，上下调节机构带动安装台相对固定底座进行上下调节移动。

优选地，活动焊枪包括安装在焊接支撑台上的上电极，承载通道底部设有与上电极对应设置的下电极，下电极和上电极之间通过导线连接有电源。

优选地，夹紧分隔块的左右两侧设有穿入相邻电池间使相邻电池间隔分离的分隔部，活动焊枪下端外侧设有上下活动安装在焊接支撑台上的上定位机构，上定位机构包括活动连接在焊接支撑台上通过驱动力驱动进行上下移动的安装座和安装在安装座上的定位套管，定位套管下端设有与电池卡接设置的开口，定位套管上端中心位置开有定位中心孔，活动焊枪下端穿过定位中心孔位于定位套管内。

优选地，活动滑块上设有第一连接块，活动焊枪安装在第一连接块上，安装座上固定连接有第二连接块，第二连接块后端安装有滑动连接在滑动轨道外侧的定位滑块，第一连接块内侧滑动连接有左右两个导向杆，导向杆上端穿出第一连接块并设有向外扩的限位部，导向杆下端固定连接在第二连接块上，第一连接块和第二连接块之间设有将活动滑块上的驱动力向下传递至第二连接块上的弹性件。

优选地，定位套管上端中心位置设有凸台，定位中心孔贯穿凸台设置，定位套管的侧边设有连通定位中心孔的夹紧槽，安装座为套在凸台外侧的锁紧底座，活动焊枪和定位中心孔之间设有通过锁紧底座夹紧在定位中心孔内的导向套管。

优选地，第一连接块上安装有推动活动焊枪向下按压的按压驱动机构，活动焊枪固定连接在按压驱动机构的活动端上。

本发明有益的效果是：本发明中设有活动焊枪，通过活动焊枪的上下移动实现穿入和拔出电池卷芯的操作，进而避免了人工的插针操作，节省人力成本的同时也大大增加了电池焊接效率；在焊接前，设有对电池进行定位的定位机构，实现了电池的精准定位，便于活动焊枪的准确穿入，同时也保证了电池的焊接质量。

附图说明

图1为代加工的电池的爆炸图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为承载通道的俯视图；

图4为焊接支撑台的结构示意图；

图5为焊接支撑台、上下调节机构、位移装置和上电极的安装示意图；

图6为夹紧分隔块的结构示意图；

图7为定位套管的截面图；

图8为定位套管、导向套管、锁紧底座的爆炸图。

附图标记说明：1、承载通道，2、卷芯，3、电池壳体，4、焊接支撑台，5、第一驱动机构，6、活动焊枪，6-1、上电极，6-2、下电极，9、位移装置，10、上下调节机构，10-1、调节导轨，10-2、滑动台，10-3、锁紧螺钉，4-1、固定底座，4-2、安装台，9-1、滑动导轨，9-2、活动滑块，11、第一连接块，12、按压驱动机构，13、通道口，14、第二驱动机构，15、夹紧分隔块，16、定位槽，17、分隔部，9-3、定位滑块，18、定位套管，19、开口，20、定位中心孔，21、第二连接块，22、导向杆，23、限位部，24、弹性件，25、凸台，26、夹紧槽，27、锁紧底座，28、导向套管，29、进料口，30、输送轮,31、进料件，32、工作台面，33、出料口，34、直线通道，35、进料推件口，36、出料推件口，37、出料件,38、引导斜面，39、限位平面,40、固定块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

本申请中的电池极耳快速焊接机构为电池自动化生产线中的一个重要加工装置，该焊接机构主要针对如图1所示状态的电池进行焊接加工，如图1所示，绕卷后的卷芯2已经装入电池壳体3内，需要将卷芯2下端的极耳与电池壳体3进行导电焊接。

参照附图2所示：本实施例中通过一种电池极耳快速焊接机构，包括安装在工作台面32上的承载通道1，承载通道1的左右两端分别设有电池通道口并形成左右水平输送电池，承载通道1内设置若干个均匀排列的电池，承载通道1上设有对电池进行定位的定位机构，定位机构位于左右电池通道口之间，定位机构相对位置上设有安装在工作台面32上的焊接支撑台4，焊接支撑台4上设有可进行上下移动的活动焊枪6，如图1所示，由于需要穿入卷芯2的中心孔内对卷芯2下端的极耳和电池壳体3进行焊接，所以活动焊枪6需呈细杆状并竖直安装，如图1和2所示，为了便于实现电池的全自动生产，承载通道1可以为截面呈“U”型设置的直线通道34，电池通道口包括设置在直线通道34左端侧壁上用于电池出料的出料口33和设置在直线通道34右端侧壁上用于电池进料的进料口29，并在直线通道34的进料口29外侧下方设有将电池由外向内输送至直线通道34内的输送轮30，输送轮30可以通过驱动电机直接驱动旋转，当需要实现自动化生产时，只需在输送轮30外侧设置用于输送电池的轨道，使得电池通过重力作用滑动或者传输带输送至输送轮30上端，再通过输送轮30旋转将电池送入承载通道1内即可；直线通道34上靠近进料口29的一侧开有与电池输送方向对应的进料推件口35，进料推件口35内设有将送入直线通道34内的电池推向定位机构的进料件31，气缸通过气缸座固定在工作台面32上，直线通道34的左端侧壁上开有与出料口33对应设置的出料推件口36，出料推件口36内设有将直线通道34内的电池从出料口33推出的出料件37，本实施例中出料推件口36与出料口33的连线垂直承载通道1设置，使得出料件37从后往前的将承载通道1内的电池从出料口33推出进入下一道工序，本实施例中，进料件31和出料件 37均通过气缸作为驱动以对电池进行推动。

使用时，定位机构启动对承载通道1内的电池进行定位，活动焊枪6下移穿入卷芯2对定位的电池壳体和卷芯进行点焊；在焊接过程中，出料件37推动承载通道1左端的电池从出料口33内推出；焊接完成后，活动焊枪6上移离开点焊完的电池，进料件31向左推动电池，使得靠近定位机构一侧的未加工电池则刚好被推动至定位机构内，此时定位机构重新进行定位同时进料件31复位，最后通过输送轮30将新的代加工电池从电池进料口29送入承载通道1内，依次往复操作。

如图4和5所示，为了实现活动焊枪6的上下移动，在活动焊枪6上设有位移装置9，位移装置9包括安装在焊接支撑台4上的安装台4-2、安装在安装台4-2上的滑动导轨9-1、滑动连接在滑动导轨9-1上用于安装活动焊枪6的活动滑块9-2、安装在安装台4-2上用于带动活动滑块9-2上下移动的第一驱动机构5，本实施例中滑动导轨9-1呈竖直状态安装，活动滑块9-2在滑动导轨9-1外侧上下滑动，位移装置9上的第一驱动机构5也可以为气缸或者电动推杆。

如图6所示，本实施例中的定位机构包括开设在承载通道1前端侧壁上的通道口13、设置在通道口13内并通过第二驱动机构14驱动进行前后移动的夹紧分隔块15，其中，第二驱动机构14可以为通过安装座固定连接在工作台面32上的气缸或者电动推杆等；夹紧分隔块15上设有与电池壳体3对应设置的定位槽16，本实施例中的定位槽16为与电池外壳3的外表面相贴合的半圆槽。

如图4、7和8所示，为了进一步增加电池的定位准确性，本实施例中在活动焊枪6下端外侧设有上下活动安装在焊接支撑台4上的上定位机构，上定位机构对定位在夹紧分隔块15内的电池进行进一步定位，上定位机构包括活动连接在焊接支撑台4上通过驱动力驱动进行上下移动的安装座27和安装在安装座27上的定位套管18，定位套管18上端中心位置开有定位中心孔20，活动焊枪6下端穿过定位中心孔20位于定位套管18内，从而将活动焊枪6和定位套管18的相对位置进行确定，定位套管18下端设有与电池外壳3上方卡接设置的开口19，定位套管18在驱动力的作用下向下移动并套在下端电池的上端，进而对定位套管18和电池壳体3的位置进行确定，从而在使用时使得活动焊枪6可以准确的穿入电池壳体3中心位置的卷芯2内对下端的极耳进行焊接，同时定位套管18可以将电池壳体3完全按压在承载通道1内，使得电池壳体3的底部与承载通道1的底部平行，保证后续电池内部的焊接质量，由于承载通道1上设置有若干个电池，并且由于电池是通过进料件31逐个向定位机构推送，所以在定位套管18下移前，需要使得定位机构相邻两侧的电池与定位机构内的电池保持一定的间隔，从而便于定位套管18下移套在对应的电池外侧，所以在定位机构的夹紧分隔块15的左右两侧设有穿入相邻电池间使相邻电池间隔分离的分隔部17，分隔部17的厚度大于定位套管18的半径与电池壳体3的半径差值；

本实施例中，定位套管18上端中心位置设有凸台25，安装座27为套在凸台外侧通过螺钉进行锁紧固定的锁紧底座，为了锁紧底座可以更好的与定位套管18进行锁紧固定并且进一步引导活动焊枪6的移动，在定位套管18的侧边设有连通定位中心孔20的夹紧槽26，并且在活动焊枪6和定位中心孔20之间设有通过锁紧底座27夹紧在定位中心孔20内的导向套管28，使得锁紧底座向内收缩时可以同时夹紧定位套管18和导向套管28，活动焊枪6上下活动连连接在导向套管28内；

优选地，为了进一步减少驱动机构，使得整体结构更简便，降低装置成本，使得活动滑块9-2的下移操作作为上定位机构的驱动力；具体地，在活动滑块9-2上设有第一连接块11，活动焊枪6安装在第一连接块11上，第一驱动机构5的活动端与第一连接块11固定连接，从而通过第一连接块11带动活动滑块9-2和活动焊枪5进行上下移动，安装座27的后端固定连接有第二连接块21，第二连接块21的后端安装有滑动连接在滑动轨道9-1外侧的定位滑块9-3，第一连接块11内侧滑动连接有左右两个圆柱形的导向杆22，导向杆22上端穿出第一连接块11并设有向外扩的限位部23，导向杆22下端固定连接在第二连接块21上，第一连接块11和第二连接块21之间设有将活动滑块9-2上的驱动力向下传递至第二连接块21上的弹性件24，本实施例中的弹性件24为套在所述导向杆22外侧的压缩弹簧；当活动滑块9-2在第一驱动机构5的作用下向下滑动时，定位滑块9-3也顺着滑动轨道9-1向下滑动，直至定位套管18与下端的电池接触限位，此时活动滑块9-2继续下移，从而压缩第一连接块11和第二连接块21之间的压缩弹簧，进而通过压缩弹簧的弹力作为驱动力使得定位滑块9-3进一步的下移，从而使得下方的电池进行定位矫正完全卡入定位套管18的开口19内，从而实现上定位机构的进一步定位，在活动焊枪6焊接完成后，活动滑块9-2在第一驱动机构5的作用下向上滑动，压缩弹簧逐渐复位至原状，接着第一连接块11则在导向杆22的作用下向上移动至原位。

优选地，为了便于在定位套管18下移过程中电池卡入开口19内，开口19内壁上设有从上到下逐渐向外倾斜的引导斜面38，引导斜面38下端的直径大于电池壳体3上端的直径，引导斜面38上端的直径与电池壳体3上端的直径相同，引导斜面38上端设有用于限位电池上端面的限位平面39，从而在定位套管18下移时，定位套管18下方的开口19先罩在电池上端外侧，定位套管18继续下移，在引导斜面38的作用下电池逐渐与定位套管18同心设置，最后电池限位在限位平面39下方，定位套管18停止下移实现最终定位；

进一步地，如图4所示，焊接支撑台4包括垂直设置的固定底座4-1，固定底座4-1和安装台4-2之间设有上下调节机构10，上下调节机构10带动安装台4-2相对固定底座4-1进行上下调节移动；具体地，本申请中的上下调节机构10包括通过螺钉竖直固定连接在固定底座4-1前端面上的调节导轨10-1和滑动安装在调节导轨10-1外侧的滑动台10-2，调节导轨10-1为横截面为“T”字型结构，在滑动台10-2左侧设有贯穿滑动台10-2的螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有锁紧螺钉10-3，锁紧螺钉10-3内端锁紧固定在“T”字型调节导轨10-1的外侧面上，为了进一步固定滑动台10-2，可在调节导轨10-1的侧面也开设螺纹孔用于锁紧螺钉10-3的锁紧和固定；在进行焊接操作前，根据电池壳体3的尺寸规格上下调整滑动台10-2的高度，再通过锁紧螺钉10-3进行锁紧固定，进而保证安装台4-2上的活动焊枪6位于合适的工作位置。

本申请中的焊接方式可以为激光焊接、电阻焊接等多种焊接方式的中的一种，如图3和4所示，本实施例中采用电阻焊的方式对卷芯2的下极耳和电池壳体3进行电性焊接；其中，活动焊枪6包括安装在焊接支撑台4上的上电极6-1，承载通道1底部设有与上电极6-1对应设置的下电极6-2，下电极6-2和上电极6-1之间通过导线连接有电源，使用时细杆状的上电极穿入卷芯2内与下极耳限位接触并将下极耳按压在电池外壳3底部，进而使得上电极6-1、下极耳、电池外壳和下电极6-2的连通实现电路的通路，从而使得电流流经下极耳与电池外壳的接触面及邻近区域产生的电阻热效应将其加热到熔化或塑性状态，从而实现下极耳与电池外壳的焊接；进一步地，在第一连接块11上安装有推动活动焊枪6向下按压的按压驱动机构12，本实施例中的按压驱动机构12可以为气缸，活动焊枪6固定连接在按压驱动机构12的活动端上，第一连接块11上端固定连接有用于竖直安装气缸的气缸安装座；进一步地，为了便于加工安全，在推动活动焊枪6向下按压的气缸外侧设置有磁感应开关，磁感应开关分别与连接电极的电源串联，并且在气缸上设置有连接磁感应开关的显示灯，当磁感应开关检测到气缸下压到指定位置时（即活动焊枪6将下极耳下压至电池外壳3内时），磁感应开关通电显示灯亮起，同时上电极6-1和下电极6-2之间的导路连通，实现电阻焊。

为了便于活动焊枪6（即上电极6-1）的拆卸，在气缸的活动端固定连接有电极安装座，电机安装座包括前后两个通过螺钉进行相互固定的固定块40，固定块40之间开有用于夹持固定上电极6-1的安装孔。

本发明的说明书与权利要求书中会使用某些词汇来指称特定产品。本技术领域中具有通常知识者应理解，制造商可能会以不同的名称来指称相同的组件。本文并不意在区分那些功能相同但名称不同的组件。在下文说明书与申请专利范围中，“包含”、“具有”与“包括”等词为开放式词语，因此其应被解释为“含有但不限定为...”之意。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池极耳快速焊接机构，包括用于输送电池的承载通道（1），承载通道（1）的左右两端分别设有电池通道口并形成左右水平输送电池，承载通道（1）上设有对电池进行定位的定位机构，其特征是：还包括设于定位机构相对位置上的焊接支撑台（4），焊接支撑台（4）上设有上下移动的活动焊枪（6），活动焊枪（6）呈细杆状并竖直安装；

定位机构启动对电池进行定位，活动焊枪（6）下移穿入电池卷芯的中心孔内对电池底部进行点焊；活动焊枪（6）上移离开点焊完的电池，承载通道（1）输送电池将下个电池送入定位机构。

2.根据权利要求1所述的一种电池极耳快速焊接机构，其特征是：所述承载通道（1）包括横截面呈“U”型设置的直线通道（34），所述电池通道口包括设置在直线通道（34）左端侧壁上用于电池出料的出料口（33）和设置在直线通道（34）右端侧壁上用于电池进料的进料口（29），所述进料口（29）外侧下方设有将电池由外向内输送至直线通道（34）内的输送轮（30），所述直线通道（34）上靠近进料口（29）的一侧开有与电池输送方向对应的进料推件口（35），进料推件口（35）内设有将送入直线通道（34）内的电池推向定位机构的进料件（31），所述直线通道（34）的左端侧壁上开有与所述出料口（33）对应设置的出料推件口（36），所述出料推件口（36）内设有将直线通道（34）内的电池从出料口（33）推出的出料件（37）。

3.根据权利要求1所述的一种电池极耳快速焊接机构，其特征是：所述定位机构包括开设在承载通道（1）前端侧壁上的通道口（13）、设置在通道口（13）内并通过第二驱动机构（14）驱动进行前后移动的夹紧分隔块（15），夹紧分隔块（15）上设有与所述电池壳体（3）对应设置的定位槽（16）。

4.根据权利要求1所述的一种电池极耳快速焊接机构，其特征是：所述活动焊枪（6）上设有带动活动焊枪（6）上下移动的位移装置（9），位移装置（9）包括安装在焊接支撑台（4）上的安装台（4-2）、安装在安装台（4-2）上的滑动导轨（9-1）、滑动连接在滑动导轨（9-1）上用于安装活动焊枪（6）的活动滑块（9-2）、安装在所述安装台（4-2）上用于带动活动滑块（9-2）上下移动的第一驱动机构（5）。

5.根据权利要求4所述的一种电池极耳快速焊接机构，其特征是：所述焊接支撑台（4）包括垂直设置的固定底座（4-1），固定底座（4-1）和安装台（4-2）之间安装有上下调节机构（10），所述上下调节机构（10）带动安装台（4-2）相对固定底座（4-1）进行上下调节移动。

6.根据权利要求1所述的一种电池极耳快速焊接机构，其特征是：所述活动焊枪（6）包括安装在焊接支撑台（4）上的上电极（6-1），所述承载通道（1）底部设有与上电极（6-1）对应设置的下电极（6-2），下电极（6-2）和上电极（6-1）之间通过导线连接有电源。

7.根据权利要求3所述的一种电池极耳快速焊接机构，其特征是：所述夹紧分隔块（15）的左右两侧设有穿入相邻电池间使相邻电池间隔分离的分隔部（17），所述活动焊枪（6）下端外侧设有上下活动安装在焊接支撑台（4）上的上定位机构，上定位机构包括活动连接在焊接支撑台（4）上通过驱动力驱动进行上下移动的安装座（27）和安装在安装座（27）上的定位套管（18），定位套管（18）下端设有与电池卡接设置的开口（19），所述定位套管（18）上端中心位置开有定位中心孔（20），所述活动焊枪（6）下端穿过定位中心孔（20）位于定位套管（18）内。

8.根据权利要求7所述的一种电池极耳快速焊接机构，其特征是：所述活动滑块（9-2）上设有第一连接块（11），所述活动焊枪（6）安装在所述第一连接块（11）上，所述安装座上固定连接有第二连接块（21），第二连接块（21）后端安装有滑动连接在滑动轨道（9-1）外侧的定位滑块（9-3），所述第一连接块（11）内侧滑动连接有左右两个导向杆（22），导向杆（22）上端穿出第一连接块（11）并设有向外扩的限位部（23），所述导向杆（22）下端固定连接在第二连接块（21）上，所述第一连接块（11）和第二连接块（21）之间设有将活动滑块（9-2）上的驱动力向下传递至第二连接块（21）上的弹性件（24）。

9.根据权利要求7所述的一种电池极耳快速焊接机构，其特征是：所述定位套管（18）上端中心位置设有凸台（25），所述定位中心孔（20）贯穿凸台（25）设置，所述定位套管（18）的侧边设有连通定位中心孔（20）的夹紧槽（26），所述安装座为套在凸台（25）外侧的锁紧底座（27），所述活动焊枪（6）和定位中心孔（20）之间设有通过锁紧底座（27）夹紧在定位中心孔（20）内的导向套管（28）。

10.根据权利要求8所述的一种电池极耳快速焊接机构，其特征是：所述第一连接块（11）上安装有推动活动焊枪（6）向下按压的按压驱动机构（12），所述活动焊枪（6）固定连接在按压驱动机构（12）的活动端上。