CN117644352B - 一种焊接定位装置、电池生产线及焊接方法 - Google Patents

一种焊接定位装置、电池生产线及焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种焊接定位装置、电池生产线及焊接方法,该焊接定位装置包括载具和压合模组,载具包括压合区域和放置区域,两个放置区域之间沿第一方向间隔形成压合区域。压合模组包括压块和驱动装置,驱动装置与压块驱动连接以驱动压块沿第二方向朝压合区域移动,压块朝向压合区域的一侧设有压合面和避让空间,压合面用于沿第二方向抵压一部分电极组件的极耳,避让空间位于压合面沿第一方向的一侧且其朝向压合区域的一侧敞开,避让空间用于在压合面抵压一部分电极组件的极耳的状态下,容纳另一部分电极组件的极耳。本发明实施例中的焊接定位装置有利于降低当前焊接作业工序不要进行焊接的极耳受到第二方向的压合作用力的几率。

Description

一种焊接定位装置、电池生产线及焊接方法
技术领域
本发明实施例涉及电池生产技术领域,具体涉及一种焊接定位装置、电池生产线及焊接方法。
背景技术
近年来,新能源产业蓬勃发展。电池作为新能源产业中必不可少的一部分,对其生产环节的质量把控关系到电池的性能、安全性、成本等方方面面。
电池中具有电池单体,电池中设有电极组件。电极组件指的是将正极片、负极片、隔离膜以卷绕、叠片等方式组合形成的电化学组件。
需要通过转接片将电极组件极耳与设于电池单体的盖板上的极柱电连接,以实现。
在电池单体的生产过程中,需要将电极组件的极耳与转接片通过焊接的方式进行连接,两者之间的焊接质量关系到电极组件的生产质量。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例期望提供一种有利于提高电极组件的极耳与转接片之间的焊接质量的焊接定位装置、电池生产线及焊接方法。
为达到上述目的,本发明实施例的技术方案是这样实现的:
本发明实施例提供一种焊接定位装置,用于电极组件的极耳与转接片的焊接作业,所述焊接定位装置包括:
载具,包括压合区域和至少两个用于放置单个所述电极组件的放置区域,两个所述放置区域之间沿第一方向间隔形成所述压合区域,所述压合区域用于放置所述极耳和所述转接片;
压合模组,包括压块和驱动装置,所述驱动装置与所述压块驱动连接,以驱动所述压块沿第二方向朝所述压合区域移动,所述第二方向与所述第一方向正交,所述压块朝向所述压合区域的一侧设有压合面和避让空间,所述压合面用于沿所述第二方向抵压一部分所述电极组件的所述极耳,所述避让空间位于所述压合面沿所述第一方向的一侧且其朝向所述压合区域的一侧敞开,所述避让空间用于在所述压合面抵压一部分所述电极组件的所述极耳的状态下,容纳另一部分所述电极组件的所述极耳。
本发明实施例中的焊接定位装置,通过在压合模组的压块上设置能够容纳其中一部分电极组件的极耳的避让空间,以使得压块的压合面能够实现抵压当前所需焊接电极组件的极耳的功能的同时,当前焊接作业工序不要进行焊接的电极组件的极耳能够进入到避让空间中。如此,有利于降低当前焊接作业工序不要进行焊接的极耳受到第二方向的压合作用力的几率,降低了极耳在焊接之前提前受到压合作用力而产生压痕以及发生损坏极耳的几率;同时,有利于降低在压头沿第二方向脱离接触之后,未焊接的极耳受静电、吸附真空等作用被压头所带起,进而导致极耳的叠片发生弯折、穿插等问题的几率,从而有效提高了后续其它极耳与转接片的焊接质量,进而有助于电池单体的生产质量。
一些实施例中,所述避让空间沿所述第一方向背离所述压合面的一侧敞开。
如此,便于电极组件的极耳能够沿第一方向穿过该敞开位置,降低压块与无需焊接的极耳发生接触的几率。
一些实施例中,所述压块设有焊接腔,所述焊接腔位于所述压合面背离所述压合区域的一侧,所述焊接腔沿所述第二方向远离所述压合面的一侧敞开形成第一敞口,且沿所述第二方向靠近所述压合面的一侧内壁设有焊接孔,所述焊接孔沿所述第二方向贯穿所述压块。
如此,焊接设备的焊接部分能够通过第一敞口伸入到焊接腔中再进行焊接作业,焊接腔的侧壁能够对焊接作业过程中所产生的粉尘起到遮挡的作用,降低粉尘粘附到其它焊接的极耳上,从而有利于提高后续所需焊接的极耳与转接片的焊接质量;使得焊接设备的焊接部分能够穿过焊接孔实现对转接片和极耳的焊接作业。
一些实施例中,所述压块包括压板、第一挡板和第二挡板,所述第一挡板和所述第二挡板沿所述第一方向间隔设置且均沿所述第二方向延伸,所述压板连接于所述第一挡板和所述第二挡板之间,且位于两者沿所述第二方向靠近所述压合区域的一端,所述压板朝向所述压合区域一侧的至少部分表面形成所述压合面,所述压板、所述第一挡板和所述第二挡板共同围设形成所述焊接腔,所述焊接孔设于所述压板,所述避让空间设于所述第二挡板沿所述第一方向背离所述压板的一侧。
如此,通过第一压板和第二压板起到了在焊接过程中阻挡焊接粉尘的作用,有利于提高焊接质量;在压块沿第二方向朝向压合区域移动的过程中,第一压板沿第一方向背离第二压板的一侧表面能够与受压的极耳发生接触,并引导极片朝向转接片移动,从而起到导向作用,避免极耳直接与压板的边缘发生剐蹭而造成极耳损伤;第二压板实现了焊接腔与避让空间之间的分隔,从而对位于避让空间内的极耳起到保护作用。
一些实施例中,所述压块还包括第三挡板,所述第二挡板沿所述第二方向远离所述压板的一端与所述第三挡板连接,所述第三挡板沿所述第一方向朝远离所述压板的方向延伸,所述第二挡板与所述第三挡板共同围设形成所述避让空间。
如此,通过设置第三挡板更好地对避让空间中的极耳起到保护作用,进一步有利于降低焊接过程中的粉尘粘附于当前无需焊接的极耳上的几率。
一些实施例中,所述压块还包括连接板和安装座,所述连接板沿所述第二方向延伸且连接于所述第一挡板和所述第二挡板之间,所述连接板沿所述第二方向靠近所述压合区域的一端与所述压板连接,所述连接板、所述压板、所述第一挡板和所述第二挡板共同围设形成所述焊接腔,所述安装座设于所述连接板沿所述第二方向远离所述压合区域的一端且位于所述连接板背离所述焊接腔的一侧,所述安装座垂直于所述第二方向延展,所述安装座与所述驱动装置驱动连接。
如此,一方面,连接板朝向压板的一侧表面形成了焊接腔的内壁的一部分,进一步提高了对焊接过程中的粉尘的阻挡效果,从而更有利于提高极耳的焊接质量;另一方面,连接板通过连接第一挡板和第二挡板,抑制了两者在压合作用力下发生变形而导致两者间的间距发生变化的几率,同时,对压板沿第二方向实现了支撑,降低了压板沿第二方向发生弯折、变形的几率,从而有利于提高连接板、压板、第一挡板和第二挡板,四者之间的总体连接强度,降低压块受压发生变形的风险。安装座设于连接板背离焊接腔的一侧,以降低安装座在焊接过程中对焊接设备作业的干扰。通过安装座与驱动装置驱动连接,有利于增大压块与驱动装置的连接位置的接触面积,从而减少在压合过程中的压强,降低压块受压发生变形的风险,有利于提高压块连接位置的连接强度。
一些实施例中,所述焊接腔沿第三方向的至少一侧敞开形成第二敞口,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向彼此正交。
如此,使得焊接设备的焊接部分能够从第一敞口和第二敞口进出焊接腔,从而丰富了焊接设备的焊接部分与压块之间相对移动路径的数目,提高了作业的灵活性,降低了两者之间发生碰撞的几率。
一些实施例中,所述压合模组还包括转接组件,所述转接组件包括第一转接件、第二转接件和弹性件,所述第一转接件与所述驱动装置驱动连接,所述第一转接件与所述第二转接件沿所述第二方向间隔设置,所述弹性件连接于所述第一转接件与所述第二转接件之间,所述弹性件能够沿所述第二方向弹性伸缩,所述第二转接件与所述压块连接。
如此,通过第一转接件和第二转接件之间沿第二方向发生相对运动,使得弹性件沿第二方向发生弹性变形,弹性件所产生的弹性作用力与压块的压合作用力之和,与驱动装置的驱动作用力实现了力的平衡,从而有利于使得压块对极耳所施加的压合作用力保持在设计要求范围内,降低了由于压合作用力过大导致极耳损坏的几率。
一些实施例中,所述转接组件还包括导向杆和直线轴承,所述导向杆和所述直线轴承中的一者设于所述第一转接件,另一者设于所述第二转接件,所述导向杆沿所述第二方向延伸且穿设于所述直线轴承中。
如此,通过导向杆与直线轴承两者的彼此约束,从而实现了对第一转接件和第二转接件沿第二方向运动导向的作用,降低了第一转接件和第二转接件之间在垂直于第二方向上发生相对移动进而导致压块无法抵压极耳的几率;同时,降低了弹性件沿第二方向上两端,在垂直于第二方向上发生相对移动而受到剪切作用力的几率,对弹性件起到了一定的保护作用。
一些实施例中,所述压合区域和所述压块中的一者设有定位销,另一者设有定位孔,所述定位销沿所述第二方向凸起,所述定位孔沿所述第二方向朝向所述定位销的一侧敞开,所述定位销能够沿所述第二方向插入所述定位孔中。
如此,能够在压块到达预设压合位置之前,通过定位销插入定位孔中,定位孔的内壁与定位销直接垂直于第二方向形成止挡配合,进而约束了压块和压合区域之间垂直于第二方向的相对位置,使得压块能够更加准确地抵压于极耳的预设位置上。
一些实施例中,所述压合模组还包括至少两块平整板,两块所述平整板沿所述第一方向间隔设置,所述压块设于两块所述平整板之间,所述驱动装置与所述平整板驱动连接,所述平整板分别用于沿所述第二方向抵压所述放置区域中的所述电极组件。
如此,通过平整板与电极组组件的接触,两者之间的摩擦力抑制了电极组件在焊接过程中发生移动的趋势,同时,平整板能够对电极组件起到遮挡作用,降低焊接过程中的粉尘对电极组件的不利影响。
一些实施例中,所述载具包括托板和多个定位板,所述定位板沿所述第二方向延伸,多个所述定位板分为至少两组,且每组中包括至少两个所述定位板,两组所述定位板沿所述第一方向间隔设置且所述压合区域位于两组所述定位板之间,所述放置区域位于一组所述定位板沿所述第一方向背离所述压合区域的一侧,每组中两个所述定位板沿第三方向间隔形成用于所述极耳穿过伸入所述压合区域的间隙,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向彼此正交。
如此,放置于放置区域的电极组件与定位板沿第一方向抵接,从而通过至少两组定位板实现了对不同电极组件之间沿第一方向的间距满足设计要求,有利于转接片与极耳之间沿第一方向的相对位置满足设计要求,有效降低了电极组件在焊接过程中沿第一方向发生移动的几率,有利于提高焊接后的成品质量。
本发明实施例提供一种电池生产线,用于焊接电极组件的极耳和转接片,所述电池生产线包括焊接设备、输送模组和前述实施例中任一的所述焊接定位装置,所述焊接设备用于在所述压合面抵压一个所述电极组件的所述极耳的状态下,将所述极耳和所述转接片焊接,所述输送模组与所述载具驱动连接以驱动所述载具移动。
如此,通过焊接定位装置对电极组件和转接片的抵压定位,提高了焊接设备的焊接作业位置精度;通过避让空间容纳当前无需进行焊接的极耳,有利于提高后续焊接作业的焊接质量,通过输送模组驱动载具移动以变换载具的位置,从而便于进行上料作业和下料作业,同时,便于未焊接的电极组件和转接片移动至与焊接设备对应的预设作业位置。
本发明实施例还提供一种焊接方法,用于前述实施例中任一的所述电池生产线焊接电极组件的极耳和转接片,所述焊接方法包括:
上料作业:放置所述转接片于压合区域,将所述电极组件放置于放置区域,且至少两块所述电极组件的所述极耳位于所述压合区域,以使所述转接片与所述极耳沿第二方向叠置;
压合作业:确定载具位于预设作业位置,控制驱动装置驱动压块沿所述第二方向朝所述压合区域移动至预设压合位置,以使一块或多块所述电极组件的所述极耳和所述转接片夹设于压合面和所述压合区域的表面之间,且一块或多块所述电极组件的所述极耳位于避让空间内;
焊接作业:驱动焊接设备的焊接部分移动至预设焊接位置,控制所述焊接部分焊接所述压合面所压合的所述极耳和所述转接片。
本发明中的焊接方法,通过避让空间容纳当前工序无需进行焊接的极耳,降低了当前工序无需进行焊接的极耳受压而出现损伤的几率,从而使得这些极耳在后续进行焊接后的焊接质量满足技术要求。
一些实施例中,所述电池生产线还包括定位模组,所述定位模组的定位端可伸缩配置;
确定所述载具位于所述预设作业位置,具体包括:
控制输送模组驱动所述载具沿输送方向移动至所述预设作业位置;
控制所述定位端插入所述载具的定位槽中,以使所述定位槽的内壁与所述定位端之间沿输送方向止挡配合。
如此,通过定位槽的内壁与定位端之间的止挡配合,从而实现载具在其输送方向上位置的定位,降低在焊接过程中载具移动而导致焊接失败的几率。
一些实施例中,在所述控制驱动装置驱动压块沿所述第二方向朝所述压合区域移动至预设压合位置之前,所述焊接方法还包括:
在放置区域内所述电极组件遮挡电芯在位感应器所发出的光束的状态下,获取所述电芯在位感应器发出的电芯在位信号。
如此,能够更好地监控电极组件在载具中的状态,降低电机组件在随载具移动的过程中掉落而导致后续焊接作业过程中物料作废的风险。
一些实施例中,控制驱动装置驱动压块沿所述第二方向朝所述压合区域移动至预设压合位置,具体包括:
控制所述驱动装置驱动转接组件沿所述第二方向朝所述压合区域移动,直至确定所述转接组件中的遮挡件进入到压合位感应器的感应区域中。
如此,有利于降低由于转接组件与驱动装置之间的连接松动、转接组件内各零部件之间连接松动对压块沿第二方向位置误差的不利影响,能够更加精确地获知压块沿第二方向的实际位置,降低发生压块发生过压或者未压合的问题的几率。
附图说明
图1为本发明一实施例中的电池单体的爆炸示意图;
图2为本发明一实施例中焊接定位装置、电极组件和转接片在第一视角下的示意图;
图3为图2中的实施例中A位置的放大示意图;
图4为图2中的实施例在第二视角下的示意图;
图5为图2中的实施例在第三视角下的示意图;
图6为本发明一实施例中压块的示意图;
图7为本发明一实施例中压合模组的在第四视角下的示意图;
图8为图7中的实施例在第五视角下的示意图;
图9为图7中的实施例在第六视角下的示意图;
图10为本发明一实施例中的焊接方法的步骤示意图。
附图标记说明
100、电池单体;101、壳体;102、盖板;1021、极柱;10、电极组件;11、极耳;20、转接片;30、载具;30a、压合区域;30b、放置区域;30c、定位槽;31、定位销;32、托板;33、定位板;34、第一挡件;35、第二挡件;40、压合模组;41、压块;41a、压合面;41b、避让空间;41c、焊接腔;41d、第一敞口;41e、焊接孔;41f、第二敞口;41g、定位孔;411、压板;412、第一挡板;413、第二挡板;414、第三挡板;415、连接板;416、安装座;42、驱动装置;43、转接组件;431、第一转接件;432、第二转接件;433、弹性件;434、导向杆;435、直线轴承;436、遮挡件;44、平整板;45、压合位感应器;46分离位感应器;47、机架;48、电芯在位感应器。
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技术特征可以相互组合,具体实施方式中的详细描述应理解为本发明宗旨的解释说明,不应视为对本发明的不当限制。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明;本发明的说明书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本发明实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”“第三”等仅用于区别不同对象,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本发明实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本发明实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是“或”的关系。
在本发明实施例的描述中,为便于说明,如图2、图5和图6所示,以箭头X所在的方向为“第一方向”;如图2、图4、图5和图6所示,以箭头Y所在的方向为“第二方向”;如图2、图4和图6所示,以箭头Z所在的方向为“第三方向”。
在本发明实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“接触”应作广义理解,可以是直接接触,也可以是隔着中间媒介层的接触,可以是相接触的两者之间基本上没有相互作用力的接触,也可以是相接触的两者之间具有相互作用力的接触。
目前,电池在生活和产业中的应用越来越广泛。电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及航空航天等多个领域。随着电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
在电池中,包括箱体和电池单体100,电池单体100可以是多个,多个电池单体100之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体100中既有串联又有并联。多个电池单体100之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体100构成的整体放置于箱体的容纳空间中;当然,电池也可以是多个电池单体100先串联或并联或混联组成电池模块形式,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体的容纳空间内。电池还可以包括其他结构,例如,该电池还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体100之间的电连接。
参阅图1,本发明实施例中所涉及的电池单体100,包括电极组件10和电解液,电极组件10由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体100主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面,未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体,未涂敷正极活性物质层的集流体层叠后作为正极极耳。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面,未涂敷负极活性物质层的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体,未涂敷负极活性物质层的集流体层叠后作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质可以为碳或硅等。隔离膜的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)等。此外,电极组件10可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构。
电池单体100可以为二次电池,二次电池是指在电池单体100放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体100。
电池单体100可以为锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等,本发明实施例对此并不限定。
电池单体100可以为圆柱形电池单体、棱柱电池单体、软包电池单体或其它形状,棱柱电池单体包括方壳电池单体、刀片形电池单体、多棱柱电池,多棱柱电池例如为六棱柱电池等,本发明实施例没有特别的限制。
下面,对本发明实施例进行详细说明。
在相关技术中,参阅图1,电池单体100包括壳体101、盖板102、电极组件10和转接片20,壳体101中设有容纳腔,电极组件10和转接片20设于容纳腔中,且容纳腔中注有电解液。容纳腔的一侧敞开,盖板102密封盖设于容纳腔的敞开位置,以使得电极组件10和转接片20处于密封环境中,盖板102上设有极柱1021。转接片20位于电极组件10的朝向盖板102的一侧,转接片20与电极组件10电连接且与极柱1021之间电连接。如此,电极组件10与电解液之间的所发生的电化学反应产生的电能能够通过转接片20经极柱1021输出,实现电池单体100的放电。
电极组件10上设有极耳11,极耳11作为电极组件10的正极或者负极与转接片20电连接。
为了实现极耳11和转接片20之间的电导通,一般通过焊接的方式使得两者固定连接。因此,转接片20与极耳11之间的焊接质量对电池单体100的正常充放电具有重要影响。
电极组件10通过多个正极片和多个负极片通过卷绕或者叠片的方式组合形成,在各层正、负极片之间形成有蓬松的间隙。也就是说,某一极性的极耳11是由多个该极性的极片的一部分叠置形成。因此,在焊接转接片20和极耳11的过程中,需先分别对各极性的极耳11进行压合,以使得同一极性的极耳11叠压紧密再与转接片20进行焊接。而若待焊的极耳11在焊接前提前继续压合,则容易导致极耳11出现极耳11翻折、极耳11插入等质量风险。
本发明实施例提供一种焊接定位装置,通过在压头上同步设置压合面41a和避让空间41b,使得压合面41a在压合需要焊接的极耳11的同时,使得当前焊接作业工序不要焊接的极耳11能够进入到避让空间41b中,避免受到压头的挤压。
具体地,参阅图2至图5,本发明实施例所提供的焊接定位装置用于电极组件10的极耳11与转接片20的焊接作业,该焊接定位装置包括载具30和压合模组40。
载具30包括压合区域30a和至少两个用于放置单个电极组件10的放置区域30b,两个放置区域30b之间沿第一方向间隔形成压合区域30a,压合区域30a用于放置极耳11和转接片20。
压合模组40包括压块41和驱动装置42,驱动装置42与压块41驱动连接,以驱动压块41沿第二方向朝压合区域30a移动,第二方向与第一方向正交,压块41朝向压合区域30a的一侧设有压合面41a和避让空间41b,压合面41a用于沿第二方向抵压一部分电极组件10的极耳11,避让空间41b位于压合面41a沿第一方向的一侧且其朝向压合区域30a的一侧敞开,避让空间41b用于在压合面41a抵压一部分电极组件10的极耳11的状态下,容纳另一部分电极组件10的极耳11。
可以理解的是,转接片20位于极耳11沿第一方向背离压块41的一侧。
载具30用于放置电极组件10和转接片20,使得极耳11和转接片20能够夹设于载具30和压块41之间,以便极耳11在受到载具30的承托力和压块41的压紧力的作用下压实并与转接保持贴合,以便进行焊接。
每个放置区域30b用于放置一个电极组件10,以便使得各个电极组件10之间彼此独立放置,降低在焊接过程中各个电极组件10之间的彼此干扰;同时,一个载具30上能够放置多个电极组件10,以便减少焊接过程中上料作业和下料作业各自次数,提高工作效率。
在电极组件10放置于放置区域30b的状态下,电极组件10的极耳11位于压合区域30a且位于转接片20沿第二方向背离载具30的一侧。
压合区域30a位于两个放置区域30b之间,使得放置于两个放置区域30b中的电极组件10的极耳11彼此靠近,如此,有利于减少多个电极组件10的极耳11与转接片20的焊接的总时长,提高焊接作业效率。
可以理解的是,电极组件10具有至少两个极耳11,一个极耳11的极性为正极,另一个极耳11的极性为负极。
可以理解的是,压合区域30a中所放置的具体转接片20数目不限。例如,转接片20数目至少为两个,每个转接片20用于连接两个电极组件10的同一极性的极耳11;又如,转接片20至少为四个,每个转接片20用于电极组件10的单个极耳11。
驱动装置42具有驱动端,驱动端能够沿第二方向伸缩移动,以驱动压块41沿第二方向移动。
驱动装置42与压块41的驱动连接,可以是驱动装置42与压块41直接连接,也可以是两者通过其它结构形成传力路径,从而实现间接驱动。
压合面41a用于沿第二方向抵压极耳11,使得待焊接的极耳11压实并与转接片20保持提盒,以便后续转接片20与待焊接的极耳11进行焊接。
避让空间41b位于压合面41a沿第一方向的一侧,也就是说,压合面41a和避让空间41b沿第一方向并排布置,压合面41a沿第一方向靠近一个放置区域30b,而避让空间41b沿第一方向靠近另一个放置区域30b。如此,在垂直于第二方向的投影面上,有利于至少使得沿第一方向一侧的至少一个放置区域30b中的极耳11的投影与压合面41a的投影重叠,且另一侧的至少一个放置区域30b中的极耳11的投影与避让空间41b的投影重合。
避让空间41b朝向压合区域30a的一侧敞开,以使得极耳11能够经避让空间41b的敞开位置进出到避让空间41b中。
压块41朝向压合区域30a移动,直至压合面41a与至少一个电极组件10的极耳11抵压,同时,位于第一方向另一侧的至少一个电极组件10的极耳11经避让空间41b的敞开位置进入到避让空间41b中。压块41继续沿第二方向移动至预设压合位置,以使得与压合面41a接触的极耳11压实并与转接片20贴合,且至少一个电极组件10的极耳11的至少部分位于避让空间41b中。
预设压合位置,即压块41沿第二方向所抵压的极片满足压实的技术要求的位置。
可以理解的是,压合面41a所抵压的极耳11为需要与转接片20进行焊接的极耳11,而至少部分位于避让空间41b中的极耳11为当前无需进行焊接的极耳11。
本发明实施例中的焊接定位装置,通过在压合模组40的压块41上设置能够容纳其中一部分电极组件10的极耳11的避让空间41b,以使得压块41的压合面41a能够实现抵压当前所需焊接电极组件10的极耳11的功能的同时,当前焊接作业工序不要进行焊接的电极组件10的极耳11能够进入到避让空间41b中。如此,有利于降低当前焊接作业工序不要进行焊接的极耳11受到第二方向的压合作用力的几率,降低了极耳11在焊接之前提前受到压合作用力而产生压痕以及发生损坏极耳11的几率;同时,有利于降低在压头沿第二方向脱离接触之后,未焊接的极耳11受静电、吸附真空等作用被压头所带起,进而导致极耳11的叠片发生弯折、穿插等问题的几率,从而有效提高了后续其它极耳11与转接片20的焊接质量,进而有助于电池单体100的生产质量。
可以理解的是,压合面41a可以仅用于压合一个电极组件10的极耳11,也可以用于压合多个电极组件10的极耳11。例如,参阅图2至图5,压合面41a用于压合一个电极组件10的极耳11。
可以理解的是,压合面41a为平面。
可以理解的是,避让空间41b可以仅用于容纳一个电极组件10的极耳11,也可以用于容纳多个电极组件10的极耳11。例如,参阅图2至图5,避让空间41b仅用于容纳位于与压合面41a所压合的电极组件10沿第一方向间隔的另一个电极组件10的极耳11。
一些实施例中,参阅图4和图5,避让空间41b的朝向压合区域30a的敞开位置与压合面41a处于同一平面上,使得极耳11与压合面41a抵压和另一极耳11进入避让空间41b同步进行,便于提高生产节拍,同时,有利于减少压块41沿第二方向的尺寸,有利于焊接定位装置的结构更加紧凑。
可以理解的是,需要避免避让空间41b沿第二方向与不需要焊接的极耳11发生接触。
一些实施例中,避让空间41b沿第二方向的尺寸大于极耳11沿第二方向的尺寸,从而有利于在压合面41a到达预设压合位置的状态下,避让空间41b沿第二方向的内壁不会与不需要焊接的极耳11发生接触。
另一些实施例中,避让空间41b沿第二方向贯穿压块41。也就是说,不需要焊接的极耳11随压块41移动,从避让空间41b的沿第二方向靠近压合区域30a的一端进入避让空间41b,并从远离压合区域30a的一端离开避让空间41b。
一些实施例中,第一方向为竖直方向,也就是重力方向所在的直线方向。如此,使得载具30能够直接承托转接片20和电极组件10,通过接触产生的摩擦力降低两者在受到压合面41a压合的过程中发生相对移动的几率。
一些实施例中,参阅图3,避让空间41b沿第一方向背离压合面41a的一侧敞开。
如此,便于电极组件10的极耳11能够沿第一方向穿过该敞开位置,降低压块41与无需焊接的极耳11发生接触的几率。
可以理解的是,在焊接极耳11和转接片20的过程中,焊接作业会产生粉尘,粉尘沾染到其它未焊接的极耳11上,会影响其它极耳11后续的焊接质量。
一些实施例中,参阅图3,压块41设有焊接腔41c,焊接腔41c位于压合面41a背离压合区域30a的一侧,焊接腔41c沿第二方向远离压合面41a的一侧敞开形成第一敞口41d。
如此,焊接设备的焊接部分能够通过第一敞口41d伸入到焊接腔41c中再进行焊接作业,焊接腔41c的侧壁能够对焊接作业过程中所产生的粉尘起到遮挡的作用,降低粉尘粘附到其它焊接的极耳11上,从而有利于提高后续所需焊接的极耳11与转接片20的焊接质量。
可以理解的是,焊接设备的焊接部分伸入到焊接腔41c中后需要穿过压块41实现对转接片20和极耳11的焊接作业。
一些实施例中,参阅图3和图6,焊接腔41c沿第二方向靠近压合面41a的一侧内壁设有焊接孔41e,焊接孔41e沿第二方向贯穿压块41。
如此,使得焊接设备的焊接部分能够穿过焊接孔41e实现对转接片20和极耳11的焊接作业。
可以理解的是,在垂直于第二方向的投影面中,转接片20和极耳11的焊接位置的投影位于焊接孔41e的投影范围内。
形成焊接腔41c的具体结构形式不限。
示例性的,参阅图3至图6,压块41包括压板411、第一挡板412和第二挡板413,第一挡板412和第二挡板413沿第一方向间隔设置且均沿第二方向延伸,压板411连接于第一挡板412和第二挡板413之间,且位于两者沿第二方向靠近压合区域30a的一端,压板411朝向压合区域30a一侧的至少部分表面形成压合面41a,压板411、第一挡板412和第二挡板413共同围设形成焊接腔41c,焊接孔41e设于压板411,避让空间41b设于第二挡板413沿第一方向背离压板411的一侧。
也就是说,压板411用于与极耳11沿第二方向抵压,第一压板411朝向第二压板411的一侧表面、第二压板411朝向第一压板411的一侧表面形成了焊接腔41c的内壁的一部分。
如此,通过第一压板411和第二压板411起到了在焊接过程中阻挡焊接粉尘的作用,有利于提高焊接质量;在压块41沿第二方向朝向压合区域30a移动的过程中,第一压板411沿第一方向背离第二压板411的一侧表面能够与受压的极耳11发生接触,并引导极片朝向转接片20移动,从而起到导向作用,避免极耳11直接与压板411的边缘发生剐蹭而造成极耳11损伤;第二压板411实现了焊接腔41c与避让空间41b之间的分隔,从而对位于避让空间41b内的极耳11起到保护作用。
一些实施例中,参阅图6,第二挡板413背离第一挡板412一侧的表面的至少部分为斜面,斜面位于第二挡板413沿第二方向靠近压合区域30a的一端,斜面沿远离压合区域30a的方向逐渐远离压板411,如此,以使得第二挡板413具有更好的导向作用,降低第二挡板413在与极耳11接触的过程中,第二挡板413与极耳11发生刮擦而导致极耳11发生损伤的几率。
形成避让空间41b的具体方式不限。
一些实施例中,参阅图3,压块41还包括第三挡板414,第二挡板413沿第二方向远离压板411的一端与第三挡板414连接,第三挡板414沿第一方向朝远离压板411的方向延伸,第二挡板413与第三挡板414共同围设形成避让空间41b。
第三挡板414朝向压合区域30a的一侧表面形成了避让空间41b沿第二方向远离压合区域30a一侧的内壁。
如此,通过设置第三挡板414更好地对避让空间41b中的极耳11起到保护作用,进一步有利于降低焊接过程中的粉尘粘附于当前无需焊接的极耳11上的几率。
可以理解的是,压板411与第三挡板414之间沿第二方向错开,且相比于第三挡板414,压板411更靠近压合区域30a。
可以理解的是,压块41在抵压极耳11的状态下,其结构强度能够承受抵压所产生的作用力。
一些实施例中,参阅图3和图6,压块41还包括连接板415和安装座416,连接板415沿第二方向延伸且连接于第一挡板412和第二挡板413之间,连接板415沿第二方向靠近压合区域30a的一端与压板411连接,连接板415、压板411、第一挡板412和第二挡板413共同围设形成焊接腔41c,安装座416设于连接板415沿第二方向远离压合区域30a的一端且位于连接板415背离焊接腔41c的一侧,安装座416垂直于第二方向延展,安装座416与驱动装置42驱动连接。
第一挡板412、第二挡板413和压板411三者均与连接板415连接。如此,一方面,连接板415朝向压板411的一侧表面形成了焊接腔41c的内壁的一部分,进一步提高了对焊接过程中的粉尘的阻挡效果,从而更有利于提高极耳11的焊接质量;另一方面,连接板415通过连接第一挡板412和第二挡板413,抑制了两者在压合作用力下发生变形而导致两者间的间距发生变化的几率,同时,对压板411沿第二方向实现了支撑,降低了压板411沿第二方向发生弯折、变形的几率,从而有利于提高连接板415、压板411、第一挡板412和第二挡板413,四者之间的总体连接强度,降低压块41受压发生变形的风险。
安装座416设于连接板415背离焊接腔41c的一侧,以降低安装座416在焊接过程中对焊接设备作业的干扰。通过安装座416与驱动装置42驱动连接,有利于增大压块41与驱动装置42的连接位置的接触面积,从而减少在压合过程中的压强,降低压块41受压发生变形的风险,有利于提高压块41连接位置的连接强度。
在设有第三挡板414的实施例中,参阅图3,连接板415和安装座416均与第三挡板414连接,以抑制第三挡板414在压块41压合极耳11的过程中传递到第三挡板414上作用力所造成的变形。
一些实施例中,压块41为一体式结构,也就是说,压板411、第一挡板412、第二挡板413、第三挡板414、连接挡板和安装座416不是分别制作完成后再拼接而成,如此,以进一步提高压块41的整体结构强度,抑制压块41在压合作用力下所发生变形的趋势。
压块41为一体式结构的具体制备方式不限,例如,采用单块材料采用铣削方式制造;又如,采用增材制造的方式制造。
可以理解的是,焊接设备的焊接部分可以移动以伸入到焊接腔41c中,因此,需要降低焊接设备的焊接部分与压块41发生碰撞的几率。
示例性的,参阅图3,焊接腔41c沿第三方向的至少一侧敞开形成第二敞口41f,第一方向、第二方向和第三方向彼此正交。
可以理解的是,第一敞口41d和第二敞口41f连通。
如此,使得焊接设备的焊接部分能够从第一敞口41d和第二敞口41f进出焊接腔41c,从而丰富了焊接设备的焊接部分与压块41之间相对移动路径的数目,提高了作业的灵活性,降低了两者之间发生碰撞的几率。
可以理解的是,参阅图3,连接板415位于压板411沿第三方向远离第二敞口41f的一端。
在第二方向为竖直方向的实施例中,第一方向和第三方向为水平面上彼此垂直的两个方向。
驱动装置42的具体类型不限,例如笔型气缸、滑台气缸、直线模组、滑台电缸等。
一些实施例中,参阅图7至图9,压合模组40还包括转接组件43,转接件连接于驱动装置42的驱动端和压块41之间,以实现驱动装置42与压块41的间接连接,同时,便于通过转接组件43更灵活地调整压块41的位置。
可以理解的是,驱动装置42的驱动压块41移动的驱动力与极耳11所需受到压合面41a的压合作用力,两者的大小可以相同,也可以不同。
在驱动装置42的驱动压块41移动的驱动力大于极耳11所需受到压合面41a的压合作用力的情况下,存在压块41损坏极耳11的风险。
一些实施例中,参阅7至图9,转接组件43包括第一转接件431、第二转接件432和弹性件433,第一转接件431与驱动装置42驱动连接,第一转接件431与第二转接件432沿第二方向间隔设置,弹性件433连接于第一转接件431与第二转接件432之间,弹性件433能够沿第二方向弹性伸缩,第二转接件432与压块41连接。
如此,通过第一转接件431和第二转接件432之间沿第二方向发生相对运动,使得弹性件433沿第二方向发生弹性变形,弹性件433所产生的弹性作用力与压块41的压合作用力之和,与驱动装置42的驱动作用力实现了力的平衡,从而有利于使得压块41对极耳11所施加的压合作用力保持在设计要求范围内,降低了由于压合作用力过大导致极耳11损坏的几率。
弹性件433的具体类型不限,例如螺旋弹簧等。
弹性件433的具体数目不限,可以为一个,也可以为多个。
一些实施例中,参阅图7至图9,第一转接件431和第二转接件432均为板状,两者的厚度方向为第二方向,如此,有利于减少转接组件43沿第二方向的尺寸,使得压合组件更加紧凑。
一些实施例中,参阅图7至图9,转接组件43还包括导向杆434和直线轴承435,导向杆434和直线轴承435中的一者设于第一转接件431,另一者设于第二转接件432,导向杆434沿第二方向延伸且穿设于直线轴承435中。
如此,通过导向杆434与直线轴承435两者的彼此约束,从而实现了对第一转接件431和第二转接件432沿第二方向运动导向的作用,降低了第一转接件431和第二转接件432之间在垂直于第二方向上发生相对移动进而导致压块41无法抵压极耳11的几率;同时,降低了弹性件433沿第二方向上两端,在垂直于第二方向上发生相对移动而受到剪切作用力的几率,对弹性件433起到了一定的保护作用。
导向杆434与直线轴承435之间为滚动配合,从而减少了两者之间接触的摩擦力。
导向杆434与直线轴承435的具体数目不限,可以是一个,也可以是多个。导向杆434与直线轴承435的数目相等,且一一对应配置。
可以理解的是,在压块41朝向压合区域30a移动的过程中,对压块41的位置进行预先定位,以便压合面41a能够与极耳11抵压。
具体地,参阅图3和图6,压合区域30a和压块41中的一者设有定位销31,另一者设有定位孔41g,定位销31沿第二方向凸起,定位孔41g沿第二方向朝向定位销31的一侧敞开,定位销31能够沿第二方向插入定位孔41g中。
如此,能够在压块41到达预设压合位置之前,通过定位销31插入定位孔41g中,定位孔41g的内壁与定位销31直接垂直于第二方向形成止挡配合,进而约束了压块41和压合区域30a之间垂直于第二方向的相对位置,使得压块41能够更加准确地抵压于极耳11的预设位置上。
定位销31与定位孔41g的具体数目不限,可以是一个,也可以是多个。定位销31与定位孔41g的数目相等,且一一对应配置。
可以理解的是,定位销31朝向定位孔41g的一端为设有圆弧倒角或者倒斜角,以起到导向作用,有利于定位销31更准确地插入定位孔41g中。
一些实施例中,参阅图6,定位孔41g或者定位销31设于压合面41a上。
可以理解的是,在压块41抵压极耳11的过程中,电极组件10由于受到极耳11在压合作用力下所产生的拖曳力作用,存在垂直于第二方向相对载具30发生相对移动的可能性,从而具有影响焊接质量的风险。
一些实施例中,参阅图7至图9,压合模组40还包括至少两块平整板44,两块平整板44沿第一方向间隔设置,压块41设于两块平整板44之间,驱动装置42与平整板44驱动连接,平整板44分别用于沿第二方向抵压放置区域30b中的电极组件10。
也就是说,在驱动装置42的驱动作用下,平整板44和压块41一同朝向载具30移动,在压合面41a与极耳11抵压的状态下,平整板44与电极组件10抵压。
如此,通过平整板44与电极组件10的接触,两者之间的摩擦力抑制了电极组件10在焊接过程中发生移动的趋势,同时,平整板44能够对电极组件10起到遮挡作用,降低焊接过程中的粉尘对电极组件10的不利影响。
参阅图8,平整板44设于第二转接件432上,以使得平整板44能够随第二转接件432沿第二方向移动。
一些实施例中,参阅图8,压合模组40还包括机架47,机架47用于固定放置驱动装置42。
可以理解的是,转接组件43和压块41均设于机架47沿第三方向靠近载具的一侧。
可以理解的是,在压合模组40在长期进行压合作业后,驱动装置42的驱动端与转接组件43之间的连接位置存在松动的风险,使得驱动装置42驱动压块41沿第二方向的实际行程与理论行程之间的误差增大,存在过压或者未压合的风险。
一些实施例中,参阅图2和图4,转接组件43还包括遮挡件436,遮挡件436设于第二转接件432,机架47上设有压合位感应器45和分离位感应器46,压合位感应器45和分离位感应器46之间沿第二方向设置,压合位感应器45位于分离位感应器46沿第二方向靠近载具30的一侧,遮挡件436能够沿第二方向分别进入压合位感应器45的感应区域和分离位感应器46的感应区域。
驱动装置42驱动第二转接件432和压块41沿第二方向朝靠近电极组件10的方向移动,遮挡件436随第二转接件432沿第二方向进入到压合位感应器45的感应区域内,触发压合位感应器45发出压块41到达预设压合位置的信号,进而控制驱动装置42停止驱动第二转接件432和压块41沿第二方向继续移动。
驱动装置42驱动第二转接件432沿第二方向朝远离电极组件10的方向移动,遮挡件436随第二转接件432沿第二方向进入到分离位感应器46的感应区域内,触发分离位感应器46发出压块41到达预设分离位置的信号,进而控制驱动装置42停止驱动第二转接件432和压块41沿第二方向继续移动。
如此,通过压合位感应器45和分离位感应器46能够更加精确地获知压块41沿第二方向的实际位置,降低发生压块41发生过压或者未压合的问题的几率。
压合位感应器45和分离位感应器46的具体类型不限,例如两者均为槽型光电传感器,遮挡件436的一部分能够进入到槽型光电传感器的槽型感应区域中。
一些实施例中,参阅图4和图8,压合模组40包括电芯在位感应器48,电芯在位感应器48用于确定载具30上放置有电极组件10。
如此,降低在载具30运输电极组件10的过程中,电极组件10从载具30中脱出而出现后续作业失败的几率。
电芯在位感应器48的具体类型不限,例如对射式光纤传感器、反射式光纤传感器等。
一些实施例中,参阅图3至图5,载具30包括托板32和多个定位板33,定位板33沿第二方向延伸,多个定位板33分为至少两组,且每组中包括至少两个定位板33,两组定位板33沿第一方向间隔设置且压合区域30a位于两组定位板33之间,放置区域30b位于一组定位板33沿第一方向背离压合区域30a的一侧,每组中两个定位板33沿第三方向间隔形成用于极耳11穿过伸入压合区域30a的间隙,第一方向、第二方向和第三方向彼此正交。
也就是说,两组定位板33沿第一方向之间的托盘表面形成了压合区域30a,每一个放置区域30b与一组定位板33对应配置。
如此,放置于放置区域30b的电极组件10与定位板33沿第一方向抵接,从而通过至少两组定位板33实现了对不同电极组件10之间沿第一方向的间距满足设计要求,有利于转接片20与极耳11之间沿第一方向的相对位置满足设计要求,有效降低了电极组件10在焊接过程中沿第一方向发生移动的几率,有利于提高焊接后的成品质量。
可以理解的是,压合区域30a、放置区域30b和定位板33均位于托板32的同一侧。
形成放置区域30b的具体方式不限。
一些实施例中,参阅图2、图4和图5,载具30还包括多个第一挡件34,多个第一挡件34分为至少两组,每组中包括至少两个沿第三方向间隔设置的第一挡件34,至少一组第一挡件34位于一组定位板33沿第一方向背离压合区域30a的一侧,且与该组定位板33共同围设形成放置区域30b,第一挡件34用于与电极组件10沿第三方向止挡配合。
如此,通过至少一组第一挡件34限制了电极组件10在放置区域30b沿第三方向的移动范围,有利于电极组件10在焊接的过程中保持位置的稳定,进而有利于提高焊接质量。
可以理解的是,第一挡件34的至少部分与定位板33位于托板32的同一侧。
一些实施例中,参阅图2、图4和图5,载具30还包括至少两个第二挡件35,第二挡件35位于一组定位板33沿第一方向的一侧且与该组定位板33沿第一方向间隔设置,以共同围设形成放置区域30b,第二挡件35用于与电极组件10沿第一方向止挡配合。
如此,定位件和第二挡件35共同限制了电极组件10在放置区域30b沿第一方向的移动范围,有利于电极组件10在焊接的过程中保持位置的稳定,进而有利于提高焊接质量。
一些实施例中,参阅图2,载具30设有定位槽30c,定位槽30c垂直于载具30的输送方向的一侧敞开,以便生产线上的其他零部件能够插入定位槽30c中并与定位槽30c的内壁止挡配合,从而实现载具30在其输送方向上位置的定位,降低在焊接过程中载具30移动而导致焊接失败的几率。
可以理解的是,第二挡件35的至少部分与定位板33位于托板32的同一侧。
本发明实施例中一具体实施例的焊接定位装置描述如下:
焊接定位装置包括载具30和压合模组40,压合模组40包括压块41、驱动装置42和转接组件43,压块41包括压板411、第一挡板412、第二挡板413、第三挡板414、连接板415、安装座416和至少两块平整板44,第一挡板412和第二挡板413沿第一方向间隔设置且均沿第二方向延伸,压板411连接于第一挡板412和第二挡板413之间,且位于两者沿第二方向靠近压合区域30a的一端,压板411朝向压合区域30a一侧的至少部分表面形成压合面41a,压板411、第一挡板412和第二挡板413共同围设形成焊接腔41c,压板411设有沿第二方向贯通的焊接孔41e,避让空间41b设于第二挡板413沿第一方向背离压板411的一侧。第二挡板413沿第二方向远离压板411的一端与第三挡板414连接,第三挡板414沿第一方向朝远离压板411的方向延伸,第二挡板413与第三挡板414共同围设形成避让空间41b,连接板415沿第二方向延伸且连接于第一挡板412和第二挡板413之间,连接板415沿第二方向靠近压合区域30a的一端与压板411连接,连接板415、压板411、第一挡板412和第二挡板413共同围设形成焊接腔41c,安装座416设于连接板415沿第二方向远离压合区域30a的一端且位于连接板415背离焊接腔41c的一侧,安装座416垂直于第二方向延展,安装座416与驱动装置42驱动连接,压合面41a用于沿第二方向抵压一部分电极组件10的极耳11,避让空间41b用于在压合面41a抵压一部分电极组件10的极耳11的状态下,容纳另一部分电极组件10的极耳11;转接组件43包括第一转接件431、第二转接件432、弹性件433、导向杆434和直线轴承435,第一转接件431与驱动装置42驱动连接,第一转接件431与第二转接件432沿第一方向间隔设置,弹性件433连接于第一转接件431与第二转接件432之间,弹性件433能够沿第二方向弹性伸缩,导向杆434和直线轴承435中的一者设于第一转接件431,另一者设于第二转接件432,导向杆434沿第一方向延伸且穿设于直线轴承435中。压合区域30a和压块41中的一者设有定位销31,另一者设有定位孔41g,定位销31沿第一方向凸起,定位孔41g沿第一方向朝向定位销31的一侧敞开,定位销31能够沿第一方向插入定位孔41g中。两块平整板44沿第一方向间隔设置,压块41设于两块平整板44之间,驱动装置42与平整板44驱动连接,平整板44分别用于沿第二方向抵压放置区域30b中的电极组件10。载具30包括托板32和多个定位板33,定位板33沿第二方向延伸,多个定位板33分为至少两组,且每组中包括至少两个定位板33,两组定位板33沿第一方向间隔设置且压合区域30a位于两组定位板33之间,放置区域30b位于一组定位板33沿第一方向背离另一组定位板33的一侧,每组中两个定位板33沿第三方向间隔形成用于极耳11穿过伸入压合区域30a的间隙,第一方向、第二方向和第三方向彼此正交。
本发明实施例还提供一种电池生产线,用于焊接电极组件10的极耳11和转接片20,电池生产线包括焊接设备、输送模组和前述实施例中任一的焊接定位装置,焊接设备用于在压合面41a抵压一个电极组件10的极耳11的状态下,将极耳11和转接片20焊接,输送模组与载具30驱动连接以驱动载具30移动。
如此,通过焊接定位装置对电极组件10和转接片20的抵压定位,提高了焊接设备的焊接作业位置精度;通过避让空间41b容纳当前无需进行焊接的极耳11,有利于提高后续焊接作业的焊接质量;通过输送模组驱动载具30移动以变换载具30的位置,从而便于进行上料作业和下料作业,同时,便于未焊接的电极组件10和转接片20移动至与焊接设备对应的预设作业位置。
焊接设备的具体类型不限,例如超声波焊接装置。
输送模组的具体类型不限,例如,输送模组包括导轨、传送带和驱动件,载具30与导轨滑动配合,传送带与载具30固定连接,驱动件与传送带驱动连接以驱动传动带移动,进而拉动载具30移动。
一些实施例中,电池生产线还包括定位模组,定位模组的定位端可伸缩配置,以用于插入定位槽30c中,以便固定载具30的位置。
定位模组的具体类型不限,例如,定位模组为气缸,定位端为气缸的驱动杆的端部。
本发明实施例还提供一种焊接方法,用于前述实施例中任一的电池生产线焊接电极组件的极耳和转接片,该焊接方法应用于控制设备,控制设备的具体类型不限,例如PLC(Programmable Logic Controller,可编程序逻辑控制器)设备、工控机等。
参阅图10,焊接方法包括:
步骤S10:上料作业:放置转接片于压合区域,将电极组件放置于放置区域,且至少两块电极组件的极耳位于压合区域,以使转接片与极耳沿第二方向叠置。
可以理解的是,转接片位于压合区域和极耳之间。
步骤S20:压合作业:确定载具位于预设作业位置,控制驱动装置驱动压块沿第二方向朝压合区域移动至预设压合位置,以使一块或多块电极组件的极耳和转接片夹设于压合面和压合区域的表面之间,且一块或多块电极组件的极耳位于避让空间。
预设作业位置,指的是预先设定的进行焊接作业的位置。
通过压合面41a和压合区域30a,压合当前工序需要进行焊接的转接片20和极耳11,从而便于焊接设备将两者焊接在一起;通过避让空间41b能够容纳当前工序无需进行焊接的极耳11。
步骤S30:焊接作业:驱动焊接设备的焊接部分移动至预设焊接位置,控制焊接部分焊接压合面所压合的极耳和转接片。
本发明中的焊接方法,通过避让空间41b容纳当前工序无需进行焊接的极耳11,降低了当前工序无需进行焊接的极耳11受压而出现损伤的几率,从而使得这些极耳11在后续进行焊接后的焊接质量满足技术要求。
可以理解的是,在焊接作业的步骤之后,将完成焊接的电极组件10从载具30取下,或者,移动载具30至其它未进行焊接的极耳11所对应的预设作业位置。
一些实施例中,确定载具位于预设作业位置,具体包括:
控制输送模组驱动载具沿输送方向移动至预设作业位置;
控制定位模组的定位端插入载具的定位槽中,以使定位槽的内壁与定位端之间沿输送方向止挡配合。
如此,通过定位槽30c的内壁与定位端之间的止挡配合,从而实现载具30在其输送方向上位置的定位,降低在焊接过程中载具30移动而导致焊接失败的几率。
输送模组驱动载具30移动至预设作业位置的具体方式不限,例如,载具30设于滑轨上,多个载具30之间首尾连接,直线电机的动子与其中至少一个载具30连接,以通过直线电机的动子的移动拖曳各个载具30移动和停止,如此,通过控制直线电机的动子的位置实现了控制载具30移动至预设作业位置的目的。
一些实施例中,在控制驱动装置驱动压块沿第二方向朝压合区域移动至预设压合位置之前,焊接方法还包括:
在位于放置区域的电极组件遮挡电芯在位感应器所发出的光束的状态下,获取电芯在位感应器发出的电芯在位信号。
在载具30位于预设作业位置的状态下,电芯在位感应器48的发射端所发出的光束射向放置区域30b,若其所发出的光束能够穿过放置区域30b而被位于放置区域30b相对另一侧电芯在位感应器48的接收端所接收,或者电芯在位感应器48的接收端所接收的反射后的光线强度不满足设定值范围,则说明放置区域30b中电极组件10脱离,电芯在位感应器48发出电芯未在位信号,进而停止后续作业。若位于放置区域30b相对另一侧电芯在位感应器48的接收端未能接收到光束,或者,电芯在位感应器48的接收端所接收的反射后的光线强度满足设定值范围,则说明放置区域30b中具有电极组件10,电芯在位感应器48发出的电芯在位信号,控制设备响应于该信号进而控制后续作业继续进行。
如此,能够更好地监控电极组件10在载具30中的状态,降低电极组件10在随载具30移动的过程中掉落而导致后续焊接作业过程中物料作废的风险。
一些实施例中,控制驱动装置驱动压块沿第二方向朝压合区域移动至预设压合位置,具体包括:
控制驱动装置驱动转接组件沿第二方向朝压合区域移动,直至确定转接组件中的遮挡件进入到压合位感应器的感应区域中。
如此,有利于降低由于转接组件43与驱动装置之间的连接松动、转接组件43内各零部件之间连接松动对压块41沿第二方向位置误差的不利影响,能够更加精确地获知压块41沿第二方向的实际位置,降低压块41发生过压或者未压合的问题的几率。
本发明提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用于限制本发明中的实施例,对于本领域的技术人员来说,本发明的实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明实施例的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种焊接定位装置,用于电极组件的极耳与转接片的焊接作业,其特征在于,所述焊接定位装置包括:
载具,包括压合区域和至少两个用于放置单个所述电极组件的放置区域,两个所述放置区域之间沿第一方向间隔形成所述压合区域,所述压合区域用于放置所述极耳和所述转接片;
压合模组,包括压块和驱动装置,所述驱动装置与所述压块驱动连接,以驱动所述压块沿第二方向朝所述压合区域移动,所述第二方向与所述第一方向正交,所述压块朝向所述压合区域的一侧设有压合面和避让空间,所述压合面用于沿所述第二方向抵压一部分所述电极组件的所述极耳,所述避让空间位于所述压合面沿所述第一方向的一侧且沿所述第一方向背离所述压合面的一侧敞开,所述避让空间用于在所述压合面抵压一部分所述电极组件的所述极耳的状态下,容纳另一部分所述电极组件的所述极耳。
2.根据权利要求1所述的焊接定位装置,其特征在于,所述压块设有焊接腔,所述焊接腔位于所述压合面背离所述压合区域的一侧,所述焊接腔沿所述第二方向远离所述压合面的一侧敞开形成第一敞口,且沿所述第二方向靠近所述压合面的一侧内壁设有焊接孔,所述焊接孔沿所述第二方向贯穿所述压块。
3.根据权利要求2所述的焊接定位装置,其特征在于,所述压块包括压板、第一挡板和第二挡板,所述第一挡板和所述第二挡板沿所述第一方向间隔设置且均沿所述第二方向延伸,所述压板连接于所述第一挡板和所述第二挡板之间,且位于两者沿所述第二方向靠近所述压合区域的一端,所述压板朝向所述压合区域一侧的至少部分表面形成所述压合面,所述压板、所述第一挡板和所述第二挡板共同围设形成所述焊接腔,所述焊接孔设于所述压板,所述避让空间设于所述第二挡板沿所述第一方向背离所述压板的一侧。
4.根据权利要求3所述的焊接定位装置,其特征在于,所述压块还包括第三挡板,所述第二挡板沿所述第二方向远离所述压板的一端与所述第三挡板连接,所述第三挡板沿所述第一方向朝远离所述压板的方向延伸,所述第二挡板与所述第三挡板共同围设形成所述避让空间。
5.根据权利要求3所述的焊接定位装置,其特征在于,所述压块还包括连接板和安装座,所述连接板沿所述第二方向延伸且连接于所述第一挡板和所述第二挡板之间,所述连接板沿所述第二方向靠近所述压合区域的一端与所述压板连接,所述连接板、所述压板、所述第一挡板和所述第二挡板共同围设形成所述焊接腔,所述安装座设于所述连接板沿所述第二方向远离所述压合区域的一端且位于所述连接板背离所述焊接腔的一侧,所述安装座垂直于所述第二方向延展,所述安装座与所述驱动装置驱动连接。
6.根据权利要求2所述的焊接定位装置,其特征在于,所述焊接腔沿第三方向的至少一侧敞开形成第二敞口,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向彼此正交。
7.根据权利要求1所述的焊接定位装置,其特征在于,所述压合模组还包括转接组件,所述转接组件包括第一转接件、第二转接件和弹性件,所述第一转接件与所述驱动装置驱动连接,所述第一转接件与所述第二转接件沿所述第二方向间隔设置,所述弹性件连接于所述第一转接件与所述第二转接件之间,所述弹性件能够沿所述第二方向弹性伸缩,所述第二转接件与所述压块连接。
8.根据权利要求7所述的焊接定位装置,其特征在于,所述转接组件还包括导向杆和直线轴承,所述导向杆和所述直线轴承中的一者设于所述第一转接件,另一者设于所述第二转接件,所述导向杆沿所述第二方向延伸且穿设于所述直线轴承中。
9.根据权利要求1所述的焊接定位装置,其特征在于,所述压合区域和所述压块中的一者设有定位销,另一者设有定位孔,所述定位销沿所述第二方向凸起,所述定位孔沿所述第二方向朝向所述定位销的一侧敞开,所述定位销能够沿所述第二方向插入所述定位孔中。
10.根据权利要求1所述的焊接定位装置,其特征在于,所述压合模组还包括至少两块平整板,两块所述平整板沿所述第一方向间隔设置,所述压块设于两块所述平整板之间,所述驱动装置与所述平整板驱动连接,所述平整板分别用于沿所述第二方向抵压所述放置区域中的所述电极组件。
11.根据权利要求1所述的焊接定位装置,其特征在于,所述载具包括托板和多个定位板,所述定位板沿所述第二方向延伸,多个所述定位板分为至少两组,且每组中包括至少两个所述定位板,两组所述定位板沿所述第一方向间隔设置且所述压合区域位于两组所述定位板之间,所述放置区域位于一组所述定位板沿所述第一方向背离所述压合区域的一侧,每组中两个所述定位板沿第三方向间隔形成用于所述极耳穿过伸入所述压合区域的间隙,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向彼此正交。
12.一种电池生产线,用于焊接电极组件的极耳和转接片,其特征在于,所述电池生产线包括焊接设备、输送模组和权利要求1-11中任一的所述焊接定位装置,所述焊接设备用于在所述压合面抵压一个所述电极组件的所述极耳的状态下,将所述极耳和所述转接片焊接,所述输送模组与所述载具驱动连接以驱动所述载具移动。
13.一种焊接方法,用于权利要求12中的所述电池生产线焊接电极组件的极耳和转接片,其特征在于,所述焊接方法包括:
上料作业:放置所述转接片于压合区域,将所述电极组件放置于放置区域,且至少两块所述电极组件的所述极耳位于所述压合区域,以使所述转接片与所述极耳沿第二方向叠置;
压合作业:确定载具位于预设作业位置,控制驱动装置驱动压块沿所述第二方向朝所述压合区域移动至预设压合位置,以使一块或多块所述电极组件的所述极耳和所述转接片夹设于压合面和所述压合区域的表面之间,且一块或多块所述电极组件的所述极耳位于避让空间内;
焊接作业:驱动焊接设备的焊接部分移动至预设焊接位置,控制所述焊接部分焊接所述压合面所压合的所述极耳和所述转接片。
14.根据权利要求13所述的焊接方法,其特征在于,所述电池生产线还包括定位模组,所述定位模组的定位端可伸缩配置;
确定所述载具位于所述预设作业位置,具体包括:
控制输送模组驱动所述载具沿输送方向移动至所述预设作业位置;
控制所述定位端插入所述载具的定位槽中,以使所述定位槽的内壁与所述定位端之间沿输送方向止挡配合。
15.根据权利要求13所述的焊接方法,其特征在于,在所述控制驱动装置驱动压块沿所述第二方向朝所述压合区域移动至预设压合位置之前,所述焊接方法还包括:
在放置区域内所述电极组件遮挡电芯在位感应器所发出的光束的状态下,获取所述电芯在位感应器发出的电芯在位信号。
16.根据权利要求13所述的焊接方法,其特征在于,控制驱动装置驱动压块沿所述第二方向朝所述压合区域移动至预设压合位置,具体包括:
控制所述驱动装置驱动转接组件沿所述第二方向朝所述压合区域移动,直至确定所述转接组件中的遮挡件进入到压合位感应器的感应区域中。
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