CN118162779A - 一种无治具激光焊接设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无治具激光焊接设备，包括电芯上料拉带、电芯上下料机械手、转盘、保护板料盘上下料机构、保护板料盘移载机构、保护板抓取机器人、保护板定位移载翻转机构、激光焊接铜柱顶升机构、激光焊接压爪、激光焊接机构、焊点整形机构、焊点检测机构、保护板L片折弯压紧机构、保护板L片折弯机构和下料拉带；保护板料盘移载机构设置在保护板料盘上下料机构上；保护板抓取机器人设置在保护板料盘上下料机构的一侧；保护板定位移载翻转机构设置在保护板料盘上下料机构与转盘之间；激光焊接铜柱顶升机构设置在保护板定位移载翻转机构与转盘的激光焊接工位之间。本发明功能性强，自动化程度高，可大大提高生产效率，降低人工劳动成本。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电芯自动化设备技术领域，具体涉及一种无治具激光焊接设备。
背景技术
锂离子电芯激光焊接设备是一种用于锂离子电芯激光焊接使用的设备，随着科学技术的发展锂离子电芯激光焊接设备的种类越来越多，对于锂离子电芯激光焊接设备需求越来越高。
现有的锂离子电芯激光焊接设备需要手动生产，且只能完成焊接工作，后序还需要再次加工，如焊点整形、焊点检测、L板折弯等工作，生产效率低，生产成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无治具激光焊接设备，集成有自动上料、激光焊接、焊点整形、焊点检测、L板折弯、自动下料的功能，功能性强，自动化程度高，可大大提高生产效率，降低人工劳动成本。
本发明的技术方案如下：
一种无治具激光焊接设备，包括电芯上料拉带、电芯上下料机械手、转盘、保护板料盘上下料机构、保护板料盘移载机构、保护板抓取机器人、保护板定位移载翻转机构、激光焊接铜柱顶升机构、激光焊接压爪、激光焊接机构、焊点整形机构、焊点检测机构、保护板L片折弯压紧机构、保护板L片折弯机构和下料拉带；
所述转盘上同圆周依次设有上料工位、激光焊接工位、焊点整形工位、焊点检测工位、L片折弯工位和下料工位；
所述电芯上下料机械手的上料机械手活动设置在电芯上料拉带和转盘的上料工位的上方，用于将电芯上料拉带的电芯抓取并搬运到转盘的上料工位上；
所述激光焊接压爪、激光焊接机构对应设置在转盘的激光焊接工位的一侧，通过激光焊接压爪压住保护板，激光焊接机构完成电芯与保护板之间的激光焊接；
所述焊点整形机构对应设置在转盘的焊点整形工位的一侧，用于对电芯与保护板之间的焊点进行整形；
所述焊点检测机构对应设置在转盘的焊点检测工位的一侧，用于对电芯与保护板之间的焊点进行正反面检测；
所述保护板L片折弯压紧机构、保护板L片折弯机构对应设置在转盘的L片折弯工位的一侧，通过保护板L片折弯压紧机构对保护板L片进行压紧，保护板L片折弯机构对保护板L片进行折弯；
所述电芯上下料机械手的下料机械手活动设置在转盘的下料工位和下料拉带的上方，用于将转盘的下料工位上已完成工序的成品抓取并搬运到下料拉带上进行下料；
所述保护板料盘移载机构设置在保护板料盘上下料机构上，结合保护板料盘上下料机构完成料盘的输入和空盘的输出；
所述保护板抓取机器人设置在保护板料盘上下料机构的一侧，用于从料盘上抓取保护板并放置到保护板定位移载翻转机构上；
所述保护板定位移载翻转机构设置在保护板料盘上下料机构与转盘之间，并对应转盘的激光焊接工位，用于定位、移载、翻转保护板；
所述激光焊接铜柱顶升机构设置在保护板定位移载翻转机构与转盘的激光焊接工位之间，用于顶升保护板至与电芯的焊接部抵触。
进一步的，所述保护板料盘上下料机构包括进料拉带、料盘升降模组、空盘出料升降模组和空盘拉带，所述进料拉带与空盘拉带上下设置，所述料盘升降模组设置在进料拉带的输出端，所述空盘出料升降模组设置在空盘拉带的输入端，所述保护板料盘移载机构包括活动设置在保护板料盘上下料机构上的料盘上料组件和空盘下料组件，通过料盘上料组件将料盘搬运到进料拉带上，所述料盘升降模组用于提升料盘便于保护板抓取机器人抓取其上的保护板，所述空盘下料组件用于将空盘抓取并搬运到空盘出料升降模组上，通过空盘出料升降模组带动空盘下降到空盘拉带上输出。
进一步的，所述保护板定位移载翻转机构包括Y轴移动模组、X轴移动模组、上下丝杆电机、左右定位气缸、翻转气缸、吸盘、CCD光源和相机，所述X轴移动模组、上下丝杆电机、左右定位气缸、翻转气缸、吸盘相对设置有两组，所述X轴移动模组活动设置在Y轴移动模组上，所述上下丝杆电机活动设置在X轴移动模组上，所述左右定位气缸设置在上下丝杆电机的电机轴上，所述旋转气缸设置在左右定位气缸的气缸轴上，所述吸盘设置在旋转气缸的气缸轴上。
进一步的，所述激光焊接铜柱顶升机构包括升降微调平台、第一升降气缸和顶块，所述第一升降气缸的缸体设置在升降微调平台上，所述顶块设置在第一升降气缸的气缸轴上。
进一步的，所述激光焊接压爪包括第二升降气缸和压块，所述第二升降气缸的气缸轴朝下并连接压块。
进一步的，所述焊点整形机构包括伸缩气缸、第三升降气缸、上整形块、第四升降气缸和下整形块，所述第三升降气缸和第四升降气缸上下相对活动设置在伸缩气缸上，所述第三升降气缸的气缸轴朝下并连接上整形块，所述第四升降气缸的气缸轴朝上并连接下整形块。
进一步的，所述焊点检测机构包括上焊点检测相机、上碗状光源、下焊点检测相机和下碗状光源，所述上焊点检测相机和下焊点检测相机上下相对设置，所述上碗状光源设置在上焊点检测相机的底部，所述下碗状光源设置在下焊点检测相机的底部。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供的一种无治具激光焊接设备，包括电芯上料拉带、电芯上下料机械手、转盘、保护板料盘上下料机构、保护板料盘移载机构、保护板抓取机器人、保护板定位移载翻转机构、激光焊接铜柱顶升机构、激光焊接压爪、激光焊接机构、焊点整形机构、焊点检测机构、保护板L片折弯压紧机构、保护板L片折弯机构和下料拉带。通过电芯上料拉带实现电芯自动上料，通过保护板料盘上下料机构、保护板料盘移载机构、保护板抓取机器人实现保护板自动上料，电芯和保护板再依次通过激光焊接机构、焊点整形机构、焊点检测机构、保护板L片折弯压紧机构进行激光焊接、焊点整形、焊点检测和保护板L片折弯，工序均完成后再通过下料机械手抓取并搬运到下料拉带进行下料。该无治具激光焊接设备集成有自动上料、激光焊接、焊点整形、焊点检测、L板折弯、自动下料的功能，功能性强，自动化程度高，可大大提高生产效率，降低人工劳动成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅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为本发明提供的一种无治具激光焊接设备的结构示意图；
图2为本发明所述保护板料盘上下料机构的结构示意图；
图3为本发明所述保护板料盘移载机构的结构示意图；
图4为本发明所述保护板定位移载翻转机构的结构示意图；
图5为本发明所述激光焊接铜柱顶升机构的结构示意图；
图6为本发明所述激光焊接压爪的结构示意图；
图7为本发明所述焊点整形机构的结构示意图；
图8为本发明所述焊点检测机构的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例
请参阅图1，本实施例提供一种无治具激光焊接设备，包括电芯上料拉带10、电芯上下料机械手20、转盘30、保护板料盘上下料机构40、保护板料盘移载机构50、保护板抓取机器人60、保护板定位移载翻转机构70、激光焊接铜柱顶升机构80、激光焊接压爪90、激光焊接机构100、焊点整形机构110、焊点检测机构120、保护板L片折弯压紧机构130、保护板L片折弯机构140和下料拉带150。转盘30上同圆周依次设有上料工位、激光焊接工位、焊点整形工位、焊点检测工位、L片折弯工位和下料工位；电芯上下料机械手20的上料机械手活动设置在电芯上料拉带10和转盘30的上料工位的上方，用于将电芯上料拉带10的电芯抓取并搬运到转盘30的上料工位上；激光焊接压爪90、激光焊接机构100对应设置在转盘30的激光焊接工位的一侧，通过激光焊接压爪90压住保护板，激光焊接机构100完成电芯与保护板之间的激光焊接；焊点整形机构110对应设置在转盘30的焊点整形工位的一侧，用于对电芯与保护板之间的焊点进行整形；焊点检测机构120对应设置在转盘30的焊点检测工位的一侧，用于对电芯与保护板之间的焊点进行正反面检测；保护板L片折弯压紧机构130、保护板L片折弯机构140对应设置在转盘30的L片折弯工位的一侧，通过保护板L片折弯压紧机构130对保护板L片进行压紧，保护板L片折弯机构140对保护板L片进行折弯；电芯上下料机械手20的下料机械手活动设置在转盘30的下料工位和下料拉带150的上方，用于将转盘30的下料工位上已完成工序的成品抓取并搬运到下料拉带150上进行下料；保护板料盘移载机构50设置在保护板料盘上下料机构40上，结合保护板料盘上下料机构40完成料盘的输入和空盘的输出；保护板抓取机器人60设置在保护板料盘上下料机构40的一侧，用于从料盘上抓取保护板并放置到保护板定位移载翻转机构70上；保护板定位移载翻转机构70设置在保护板料盘上下料机构40与转盘30之间，并对应转盘30的激光焊接工位，用于定位、移载、翻转保护板；激光焊接铜柱顶升机构80设置在保护板定位移载翻转机构70与转盘30的激光焊接工位之间，用于顶升保护板至与电芯的焊接部抵触。
具体的，如图2、图3所示，所述保护板料盘上下料机构40包括进料拉带41、料盘升降模组42、空盘出料升降模组43和空盘拉带44，进料拉带41与空盘拉带44上下设置，料盘升降模组42设置在进料拉带41的输出端，空盘出料升降模组43设置在空盘拉带44的输入端；所述保护板料盘移载机构50包括活动设置在保护板料盘上下料机构40上的料盘上料组件51和空盘下料组件52，通过料盘上料组件51将料盘搬运到进料拉带41上，料盘升降模组42用于提升料盘便于保护板抓取机器人60抓取其上的保护板，空盘下料组件52用于将空盘抓取并搬运到空盘出料升降模组43上，通过空盘出料升降模组43带动空盘下降到空盘拉带44上输出。
具体的，如图4所示，所述保护板定位移载翻转机构70包括Y轴移动模组71、X轴移动模组72、上下丝杆电机73、左右定位气缸74、翻转气缸75、吸盘76、CCD光源77和相机78，X轴移动模组72、上下丝杆电机73、左右定位气缸74、翻转气缸75、吸盘76相对设置有两组，X轴移动模组72活动设置在Y轴移动模组71上，上下丝杆电机73活动设置在X轴移动模组72上，左右定位气缸74设置在上下丝杆电机73的电机轴上，旋转气缸75设置在左右定位气缸74的气缸轴上，吸盘76设置在旋转气缸75的气缸轴上。通过吸盘76吸住保护板，吸盘76在左右定位气缸74的作用下完成定位，在翻转气缸75的作用下完成翻转，通过X轴移动模组72和Y轴移动模组71的作用下可进行X轴方向和Y轴方向的移动。
具体的，如图5所示，所述激光焊接铜柱顶升机构80包括升降微调平台81、第一升降气缸82和顶块83，第一升降气缸82的缸体设置在升降微调平台81上，顶块83设置在第一升降气缸82的气缸轴上。通过顶块83支撑保护板，顶块83在第一升降气缸82的作用下可进行升降。
具体的，如图6所示，所述激光焊接压爪90包括第二升降气缸91和压块92，第二升降气缸91的气缸轴朝下并连接压块92。压块92在第二升降气缸91的作用下压住保护板。
具体的，如图7所示，所述焊点整形机构110包括伸缩气缸111、第三升降气缸112、上整形块113、第四升降气缸114和下整形块115，第三升降气缸112和第四升降气缸114上下相对活动设置在伸缩气缸111上，第三升降气缸112的气缸轴朝下并连接上整形块113，第四升降气缸114的气缸轴朝上并连接下整形块115。第三升降气缸112和第四升降气缸114在伸缩气缸111的作用下可进行前后移动，通过下整形块115结合上整形块113完成焊点整形。
具体的，如图8所示，所述焊点检测机构120包括上焊点检测相机121、上碗状光源122、下焊点检测相机123和下碗状光源124，上焊点检测相机121和下焊点检测相机123上下相对设置，上碗状光源122设置在上焊点检测相机121的底部，下碗状光源124设置在下焊点检测相机123的底部。通过上焊点检测相机121和下焊点检测相机123完成焊点正反面检测。
工作原理：电芯通过电芯上料拉带10进行上料，保护板装盘后通过保护板料盘上下料机构40进行上料，电芯到达上料拉带10尾端时，通过上料机械手抓取并放置到转盘30的上料工位上，接着旋转到达激光焊接工位，而保护板料盘通过料盘上料组件51搬运到进料拉带41进行上料，到达料盘升降模组42后将料盘提升，保护板抓取机器人60将其上的保护板抓取搬运到保护板定位移载翻转机构70的吸盘上，可同时抓取两个保护板，保护板再通过定位、移栽、翻转后，在激光焊接铜柱顶升机构80的顶块作用下将保护板提升至与电芯的焊接部抵触，再通过激光焊接压爪90压住进行电芯与保护板之间的激光焊接，接着再依次旋转到达焊点整形工位、焊点检测工位、L片折弯工位进行焊点整形、焊点检测、L片折弯的工序，L片折弯时通过保护板L片折弯压紧机构130进行压紧，全部工序完成后再旋转到达下料工位，通过下料机械手抓取并放置到下料拉带150进行下料。其中，每当一个保护板料盘上的保护板均上料完成后，通过空盘下料组件52抓取空盘放置到空盘出料升降模组43的托板上，空盘通过空盘出料升降模组43带动下降到空盘拉带44进行输出。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种无治具激光焊接设备，其特征在于：包括电芯上料拉带、电芯上下料机械手、转盘、保护板料盘上下料机构、保护板料盘移载机构、保护板抓取机器人、保护板定位移载翻转机构、激光焊接铜柱顶升机构、激光焊接压爪、激光焊接机构、焊点整形机构、焊点检测机构、保护板L片折弯压紧机构、保护板L片折弯机构和下料拉带；
所述转盘上同圆周依次设有上料工位、激光焊接工位、焊点整形工位、焊点检测工位、L片折弯工位和下料工位；
所述电芯上下料机械手的上料机械手活动设置在电芯上料拉带和转盘的上料工位的上方，用于将电芯上料拉带的电芯抓取并搬运到转盘的上料工位上；
所述激光焊接压爪、激光焊接机构对应设置在转盘的激光焊接工位的一侧，通过激光焊接压爪压住保护板，激光焊接机构完成电芯与保护板之间的激光焊接；
所述焊点整形机构对应设置在转盘的焊点整形工位的一侧，用于对电芯与保护板之间的焊点进行整形；
所述焊点检测机构对应设置在转盘的焊点检测工位的一侧，用于对电芯与保护板之间的焊点进行正反面检测；
所述保护板L片折弯压紧机构、保护板L片折弯机构对应设置在转盘的L片折弯工位的一侧，通过保护板L片折弯压紧机构对保护板L片进行压紧，保护板L片折弯机构对保护板L片进行折弯；
所述电芯上下料机械手的下料机械手活动设置在转盘的下料工位和下料拉带的上方，用于将转盘的下料工位上已完成工序的成品抓取并搬运到下料拉带上进行下料；
所述保护板料盘移载机构设置在保护板料盘上下料机构上，结合保护板料盘上下料机构完成料盘的输入和空盘的输出；
所述保护板抓取机器人设置在保护板料盘上下料机构的一侧，用于从料盘上抓取保护板并放置到保护板定位移载翻转机构上；
所述保护板定位移载翻转机构设置在保护板料盘上下料机构与转盘之间，并对应转盘的激光焊接工位，用于定位、移载、翻转保护板；
所述激光焊接铜柱顶升机构设置在保护板定位移载翻转机构与转盘的激光焊接工位之间，用于顶升保护板至与电芯的焊接部抵触。
2.根据权利要求1所述的一种无治具激光焊接设备，其特征在于：所述保护板料盘上下料机构包括进料拉带、料盘升降模组、空盘出料升降模组和空盘拉带，所述进料拉带与空盘拉带上下设置，所述料盘升降模组设置在进料拉带的输出端，所述空盘出料升降模组设置在空盘拉带的输入端，所述保护板料盘移载机构包括活动设置在保护板料盘上下料机构上的料盘上料组件和空盘下料组件，通过料盘上料组件将料盘搬运到进料拉带上，所述料盘升降模组用于提升料盘便于保护板抓取机器人抓取其上的保护板，所述空盘下料组件用于将空盘抓取并搬运到空盘出料升降模组上，通过空盘出料升降模组带动空盘下降到空盘拉带上输出。
3.根据权利要求1所述的一种无治具激光焊接设备，其特征在于：所述保护板定位移载翻转机构包括Y轴移动模组、X轴移动模组、上下丝杆电机、左右定位气缸、翻转气缸、吸盘、CCD光源和相机，所述X轴移动模组、上下丝杆电机、左右定位气缸、翻转气缸、吸盘相对设置有两组，所述X轴移动模组活动设置在Y轴移动模组上，所述上下丝杆电机活动设置在X轴移动模组上，所述左右定位气缸设置在上下丝杆电机的电机轴上，所述旋转气缸设置在左右定位气缸的气缸轴上，所述吸盘设置在旋转气缸的气缸轴上。
4.根据权利要求1所述的一种无治具激光焊接设备，其特征在于：所述激光焊接铜柱顶升机构包括升降微调平台、第一升降气缸和顶块，所述第一升降气缸的缸体设置在升降微调平台上，所述顶块设置在第一升降气缸的气缸轴上。
5.根据权利要求1所述的一种无治具激光焊接设备，其特征在于：所述激光焊接压爪包括第二升降气缸和压块，所述第二升降气缸的气缸轴朝下并连接压块。
6.根据权利要求1所述的一种无治具激光焊接设备，其特征在于：所述焊点整形机构包括伸缩气缸、第三升降气缸、上整形块、第四升降气缸和下整形块，所述第三升降气缸和第四升降气缸上下相对活动设置在伸缩气缸上，所述第三升降气缸的气缸轴朝下并连接上整形块，所述第四升降气缸的气缸轴朝上并连接下整形块。
7.根据权利要求1所述的一种无治具激光焊接设备，其特征在于：所述焊点检测机构包括上焊点检测相机、上碗状光源、下焊点检测相机和下碗状光源，所述上焊点检测相机和下焊点检测相机上下相对设置，所述上碗状光源设置在上焊点检测相机的底部，所述下碗状光源设置在下焊点检测相机的底部。
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