CN119703357B

CN119703357B - 一种锂电池组生产用激光焊接装置

Info

Publication number: CN119703357B
Application number: CN202411971969.3A
Authority: CN
Inventors: 李柏良
Original assignee: Guangdong Dongfang Green Energy New Energy Co ltd
Current assignee: Guangdong Dongfang Green Energy New Energy Co ltd
Priority date: 2024-12-30
Filing date: 2024-12-30
Publication date: 2025-07-25
Anticipated expiration: 2044-12-30
Also published as: CN119703357A

Abstract

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂电池组生产用激光焊接装置，包括有工作台，所述工作台顶部中侧设置有放置板，所述工作台顶部后侧左右对称设置有支撑架，两个所述支撑架顶部之间设置有第一电动滑轨，所述第一电动滑轨上滑动式设置有第一电动滑块，所述第一电动滑块前侧设置有第二电动滑轨，所述第二电动滑轨上滑动式设置有第二电动滑块。通过设计包含第一电动滑轨和第二电动滑轨，能够实现对铝质电池外壳边缘的精确焊接。伺服电机的控制使得激光喷头可以按需进行上下运动，同时摆动架带动的刮铲能有效清除焊接产生的颗粒状物质，确保焊接区域的清洁。

Description

一种锂电池组生产用激光焊接装置

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂电池组生产用激光焊接装置。

背景技术

目前铝质电池外壳与铝质电池盖的焊接是采用专用的铝壳焊接设备进行焊接，更换设备价格较高，并且设备对制造电池壳体的材料质量要求非常苛刻，导致电池壳体的成本也会很高；现有技术在铝质电池外壳与铝质电池盖的激光焊接过程中，由于盖板与外壳之间容易产生错位，且错位偏大，使平面度较差，影响焊接质量，且激光焊接的热量高，电池盖上的密封垫圈受热影响，密封性就会降低，当降低到要求值以下，就会引起电池容量低，内阻大，甚至短路。

因此，需要设计一种能够精准焊接的锂电池组生产用激光焊接装置。

发明内容

为了克服现有技术在铝质电池外壳与铝质电池盖的激光焊接过程中，由于盖板与外壳之间容易产生错位，且错位偏大，使平面度较差，影响焊接质量的缺点，要解决的技术问题为：提供一种能够精准焊接的锂电池组生产用激光焊接装置。

本发明的技术实施方案为：一种锂电池组生产用激光焊接装置，包括有工作台、放置板、支撑架、第一电动滑轨、第一电动滑块、第二电动滑轨、第二电动滑块、激光焊接组件、遮挡组件、固定组件和清洁组件，工作台顶部中侧设置有放置板，工作台顶部后侧左右对称设置有支撑架，两个支撑架顶部之间设置有第一电动滑轨，第一电动滑轨上滑动式设置有第一电动滑块，第一电动滑块前侧设置有第二电动滑轨，第二电动滑轨上滑动式设置有第二电动滑块，第二电动滑块上设置有能够上下移动的激光焊接组件，工作台顶部后侧设置有与激光焊接组件配合的遮挡组件，工作台顶部设置有能够对锂电池组进行限位的固定组件，激光焊接组件上设置有能够对锂电池组铝质电池盖金属颗粒进行处理的清洁组件。

在其中一个实施例中，激光焊接组件包括有直滑轨、第一滑动块、丝杆、伺服电机、固定板、激光喷头和连接头，第二电动滑块上竖直设置有直滑轨，直滑轨上滑动式设置有第一滑动块，直滑轨上转动式设置有丝杆，直滑轨顶部设置有伺服电机，伺服电机的输出轴与丝杆连接，第一滑动块上设置有固定板，固定板上转动式设置有激光喷头，激光喷头顶部设置有连接头。

在其中一个实施例中，遮挡组件包括有导杆和滑槽板、第二滑动块、遮挡板、电动推杆、U形拉杆、轨道和连接杆，工作台顶部后侧左右对称设置有导杆，两个导杆之间设置有滑槽板，滑槽板上滑动式设置有第二滑动块，第二滑动块上开有一字槽，第二滑动块的一字槽内对称设置有遮挡板，第二滑动块顶部中心设置有电动推杆，电动推杆的伸缩杆上设置有U形拉杆，U形拉杆两端与相近的遮挡板后端连接，工作台顶部后侧设置有轨道，轨道上滑动式设置有连接杆，连接杆与第一电动滑块底部连接。

在其中一个实施例中，固定组件包括有环形槽板、限位挡板和弹性件，工作台顶部左右对称设置有环形槽板，两个环形槽板之间均滑动式设置有限位挡板，限位挡板相互靠近的侧壁左右两侧均设置有弹性件，弹性件另一端与环形槽板中部的方形块连接。

在其中一个实施例中，清洁组件包括有环形槽架、齿圈、安装板、旋转电机、转轴、齿轮、方形柱、摆动架和刮铲，激光喷头上转动式设置有环形槽架，环形槽架上设置有齿圈，环形槽架上设置有方形柱，方形柱上转动式设置有摆动架，摆动架下部转动式设置有刮铲，固定板底部左侧设置有安装板，安装板上设置有旋转电机，旋转电机的输出轴上设置有转轴，转轴底部设置有齿轮，齿轮与齿圈啮合。

在其中一个实施例中，工作台顶部左侧设置有取放组件，取放组件包括有取放机械臂、固定套和双轴气缸，工作台顶部左侧设置有取放机械臂，环形槽板底部设置有固定套，固定套上设置有双轴气缸，双轴气缸的伸缩杆与限位挡板连接。

在其中一个实施例中，激光焊接组件上设置有能够对锂电池组铝质电池盖进行清洁的加气组件，加气组件包括有喷气管、管道、环形喷枪和充气管，激光喷头侧壁通过支架连接有喷气管，喷气管上设置有管道，激光喷头上设置有环形喷枪，环形喷枪上连接有充气管。

在其中一个实施例中，刮铲斜铲面内侧设置有配重块。

在其中一个实施例中，还包括有收集框，收集框放置于放置板底部位置。

本发明的有益效果为：

1、通过设计包含第一电动滑轨和第二电动滑轨，能够实现对铝质电池外壳边缘的精确焊接。伺服电机的控制使得激光喷头可以按需进行上下运动，同时摆动架带动的刮铲能有效清除焊接产生的颗粒状物质，确保焊接区域的清洁。此外，遮挡板的设计不仅为铝质电池外壳边缘提供了一个稳定的焊接轨道，还能压制外壳和盖板，防止因错位而影响焊接质量。这种设计显著提高了焊接的精度和效率，确保了焊接质量的一致性。

2、在焊接过程中，系统通过外接气泵提供保护气体，并通过环形喷枪充分覆盖焊接区域，有效预防了因保护气体不足、材料中含氢量高或焊接速度过快而导致的焊缝内部空洞问题。同时，通过第一电动滑块和第二滑动块的协同运动，激光喷头可以方便地沿着遮挡板上的轨道对铝质电池外壳的不同边缘进行焊接。双轴气缸的收缩功能则进一步确保了铝质电池外壳在焊接过程中的稳定性和位置准确性。此外，收集框的设计也方便了焊接过程中产生的颗粒物质的收集，保持了工作环境的整洁。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的部分立体结构示意图。

图3为本发明激光焊接组件的立体结构示意图。

图4为本发明遮挡组件的安装结构示意图。

图5为本发明遮挡组件的立体结构示意图。

图6为本发明清洁组件和加气组件的安装结构示意图。

图7为本发明清洁组件的立体结构示意图。

图8为本发明取放组件的安装结构示意图。

图9为本发明取放组件的立体结构示意图。

附图标记说明：1_工作台，2_放置板，3_支撑架，4_第一电动滑轨，5_第一电动滑块，6_第二电动滑轨，7_第二电动滑块，8_激光焊接组件，81_直滑轨，82_第一滑动块，83_丝杆，84_伺服电机，85_固定板，86_激光喷头，87_连接头，9_遮挡组件，91_导杆，92_滑槽板，93_第二滑动块，94_遮挡板，95_电动推杆，96_U形拉杆，97_轨道，98_连接杆，10_固定组件，101_环形槽板，102_限位挡板，103_弹性件，11_清洁组件，111_环形槽架，112_齿圈，113_安装板，114_旋转电机，115_转轴，116_齿轮，117_方形柱，118_摆动架，119_刮铲，12_取放组件，121_取放机械臂，122_固定套，123_双轴气缸，13_加气组件，131_喷气管，132_管道，133_环形喷枪，134_充气管，14_收集框。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步地进行说明。

实施例：如图1-9所示，一种锂电池组生产用激光焊接装置，包括有工作台1、放置板2、支撑架3、第一电动滑轨4、第一电动滑块5、第二电动滑轨6、第二电动滑块7、激光焊接组件8、遮挡组件9、固定组件10、清洁组件11、取放组件12、加气组件13，工作台1顶部中侧通过螺栓连接的方式设置有放置板2，工作台1顶部后侧左右对称通过螺栓连接的方式设置有支撑架3，两个支撑架3顶部之间通过螺栓连接的方式设置有第一电动滑轨4，第一电动滑轨4上滑动式设置有第一电动滑块5，第一电动滑块5前侧设置有第二电动滑轨6，第二电动滑轨6上滑动式设置有第二电动滑块7，第二电动滑块7上设置有能够上下移动的激光焊接组件8，激光焊接组件8包括有直滑轨81、第一滑动块82、丝杆83、伺服电机84、固定板85、激光喷头86和连接头87，第二电动滑块7上竖直设置有直滑轨81，直滑轨81上滑动式设置有第一滑动块82，直滑轨81上转动式设置有丝杆83，直滑轨81顶部设置有伺服电机84，伺服电机84的输出轴与丝杆83连接，第一滑动块82上设置有固定板85，固定板85上转动式设置有激光喷头86，激光喷头86顶部设置有连接头87，连接头87通过线路与激光喷头86连接，工作台1顶部后侧设置有与激光焊接组件8配合的遮挡组件9，遮挡组件9包括有导杆91和滑槽板92、第二滑动块93、遮挡板94、电动推杆95、U形拉杆96、轨道97和连接杆98，工作台1顶部后侧左右对称设置有导杆91，两个导杆91之间设置有滑槽板92，滑槽板92上滑动式设置有第二滑动块93，第二滑动块93上开有一字槽，第二滑动块93的一字槽内对称设置有遮挡板94，第二滑动块93顶部中心设置有电动推杆95，电动推杆95的伸缩杆上设置有U形拉杆96，U形拉杆96两端与相近的遮挡板94后端连接，工作台1顶部后侧设置有轨道97，轨道97上滑动式设置有连接杆98，连接杆98与第一电动滑块5底部连接，工作台1顶部设置有能够对锂电池组进行限位的固定组件10，固定组件10包括有环形槽板101、限位挡板102和弹性件103，工作台1顶部左右对称设置有环形槽板101，两个环形槽板101之间均滑动式设置有限位挡板102，限位挡板102相互靠近的侧壁左右两侧均设置有弹性件103，弹性件103为压缩弹簧，弹性件103另一端与环形槽板101中部的方形块连接，激光焊接组件8上设置有能够对锂电池组铝质电池盖金属颗粒进行处理的清洁组件11，清洁组件11包括有环形槽架111、齿圈112、安装板113、旋转电机114、转轴115、齿轮116、方形柱117、摆动架118和刮铲119，激光喷头86上转动式设置有环形槽架111，环形槽架111上设置有齿圈112，环形槽架111上设置有方形柱117，方形柱117上转动式设置有摆动架118，摆动架118下部转动式设置有刮铲119，刮铲119斜铲面内侧设置有配重块，固定板85底部左侧设置有安装板113，安装板113上设置有旋转电机114，旋转电机114的输出轴上设置有转轴115，转轴115底部设置有齿轮116，齿轮116与齿圈112啮合，工作台1顶部左侧设置有取放组件12，取放组件12包括有取放机械臂121、固定套122和双轴气缸123，工作台1顶部左侧设置有取放机械臂121，环形槽板101底部设置有固定套122，固定套122上设置有双轴气缸123，双轴气缸123的伸缩杆与限位挡板102连接，收集框14放置于放置板2底部位置，激光焊接组件8上设置有能够对锂电池组铝质电池盖进行清洁的加气组件13，加气组件13包括有喷气管131、管道132、环形喷枪133和充气管134，激光喷头86侧壁通过支架连接有喷气管131，喷气管131上设置有管道132，激光喷头86上设置有环形喷枪133，环形喷枪133上连接有充气管134。

需要进行焊接时，取放机械臂121夹持需要焊接的铝质电池外壳，然后取放机械臂121转动，带动铝质电池外壳放置在放置板2上，然后控制第一电动滑轨4，第一电动滑轨4的第一电动滑块5可以进行左右移动，第二电动滑轨6的第二电动滑块7可以进行前后运动，进而可以实现对铝质电池外壳边缘进行焊接，通过控制伺服电机84转动，伺服电机84带动丝杆83转动，第一滑动块82带动固定板85和激光喷头86进行向下运动，方形柱117上的摆动架118进行转动带动刮铲119与铝质电池外壳接触，刮铲119进入至两个遮挡板94之间形成一条缝隙，铝质电池外壳平齐，激光喷头86对铝质电池外壳侧壁进行焊接，由于遮挡板94能够对着铝质电池外壳边缘形成一个焊接轨道97，遮挡板94对铝质电池外壳和盖板进行压制，预防产生错位、错位偏大而影响焊接质量。刮铲119的斜铲面能够对焊接产生的颗粒状进行铲除，通过外接的气泵将气体泵入管道132和喷气管131内对铝质电池外壳上的灰尘进行吹动，通过外接的气泵将气体泵入充气管134内通过环形喷枪133喷出，增加保护气体流量，确保充分覆盖焊接区域，预防保护气体不足、材料中含氢量高、焊接速度过快导致焊缝内部形成空洞，当需要将铝质电池外壳沿着铝质电池外壳边向前焊接完成，一条边缘焊接完成后向右运动焊接。然后通过第一电动滑块5在第一电动滑轨4进行左右移动，第一电动滑块5通过连接杆98带动第二滑动块93进行移动，第二滑动块93带动遮挡板94同步移动，激光喷头86通过遮挡板94上的轨道97进行将铝质电池外壳前侧横向的边缘焊接，对铝质电池外壳后侧横向的边缘焊接时，通过气缸通过U形拉杆96带动遮挡板94向后运动，遮挡板94的轨道97向后运动至铝质电池外壳后侧横向的边缘，进而利于激光喷头86的焊接，收集框14用于对放置板2下方进行颗粒物质进行收集。取放机械臂121转动放置好铝质电池外壳时，通过双轴气缸123收缩，双轴气缸123带动限位挡板102对铝质电池进行挤压限位固定，保证铝质电池进行放正。

应当理解，以上的描述仅仅用于示例性目的，并不意味着限制本发明。本领域的技术人员将会理解，本发明的变型形式将包含在本文的权利要求的范围内。

Claims

1.一种锂电池组生产用激光焊接装置，其特征是，包括有工作台（1），所述工作台（1）顶部中侧设置有放置板（2），所述工作台（1）顶部后侧左右对称设置有支撑架（3），两个所述支撑架（3）顶部之间设置有第一电动滑轨（4），所述第一电动滑轨（4）上滑动式设置有第一电动滑块（5），所述第一电动滑块（5）前侧设置有第二电动滑轨（6），所述第二电动滑轨（6）上滑动式设置有第二电动滑块（7），所述第二电动滑块（7）上设置有能够上下移动的激光焊接组件（8），所述工作台（1）顶部后侧设置有与所述激光焊接组件（8）配合的遮挡组件（9），所述工作台（1）顶部设置有能够对锂电池组进行限位的固定组件（10），所述激光焊接组件（8）上设置有能够对锂电池组铝质电池盖金属颗粒进行处理的清洁组件（11）；

激光焊接组件（8）包括有直滑轨（81），所述第二电动滑块（7）上竖直设置有所述直滑轨（81），所述直滑轨（81）上滑动式设置有第一滑动块（82），所述直滑轨（81）上转动式设置有丝杆（83），所述直滑轨（81）顶部设置有伺服电机（84），所述伺服电机（84）的输出轴与所述丝杆（83）连接，所述第一滑动块（82）上设置有固定板（85），所述固定板（85）上转动式设置有激光喷头（86），所述激光喷头（86）顶部设置有连接头（87）；

遮挡组件（9）包括有导杆（91），所述工作台（1）顶部后侧左右对称设置有所述导杆（91），两个所述导杆（91）之间设置有滑槽板（92），所述滑槽板（92）上滑动式设置有第二滑动块（93），所述第二滑动块（93）上开有一字槽，所述第二滑动块（93）的一字槽内对称设置有遮挡板（94），所述第二滑动块（93）顶部中心设置有电动推杆（95），所述电动推杆（95）的伸缩杆上设置有U形拉杆（96），所述U形拉杆（96）两端与相近的所述遮挡板（94）后端连接，所述工作台（1）顶部后侧设置有轨道（97），所述轨道（97）上滑动式设置有连接杆（98），所述连接杆（98）与所述第一电动滑块（5）底部连接。

2.按照权利要求1所述的一种锂电池组生产用激光焊接装置，其特征是，固定组件（10）包括有环形槽板（101），所述工作台（1）顶部左右对称设置有环形槽板（101），两个所述环形槽板（101）之间均滑动式设置有限位挡板（102），所述限位挡板（102）相互靠近的侧壁左右两侧均设置有弹性件（103），所述弹性件（103）另一端与所述环形槽板（101）中部的方形块连接。

3.按照权利要求2所述的一种锂电池组生产用激光焊接装置，其特征是，清洁组件（11）包括有环形槽架（111），所述激光喷头（86）上转动式设置有所述环形槽架（111），所述环形槽架（111）上设置有齿圈（112），所述环形槽架（111）上设置有方形柱（117），所述方形柱（117）上转动式设置有摆动架（118），所述摆动架（118）下部转动式设置有刮铲（119），所述固定板（85）底部左侧设置有安装板（113），所述安装板（113）上设置有旋转电机（114），所述旋转电机（114）的输出轴上设置有转轴（115），所述转轴（115）底部设置有齿轮（116），所述齿轮（116）与所述齿圈（112）啮合。

4.按照权利要求3所述的一种锂电池组生产用激光焊接装置，其特征是，工作台（1）顶部左侧设置有取放组件（12），取放组件（12）包括有取放机械臂（121），所述工作台（1）顶部左侧设置有所述取放机械臂（121），所述环形槽板（101）底部设置有固定套（122），所述固定套（122）上设置有双轴气缸（123），所述双轴气缸（123）的伸缩杆与所述限位挡板（102）连接。

5.按照权利要求4所述的一种锂电池组生产用激光焊接装置，其特征是，激光焊接组件（8）上设置有能够对锂电池组铝质电池盖进行清洁的加气组件（13），加气组件（13）包括有喷气管（131），所述激光喷头（86）侧壁通过支架连接有所述喷气管（131），所述喷气管（131）上设置有管道（132），所述激光喷头（86）上设置有环形喷枪（133），所述环形喷枪（133）上连接有充气管（134）。

6.按照权利要求5所述的一种锂电池组生产用激光焊接装置，其特征是，所述刮铲（119）斜铲面内侧设置有配重块。

7.按照权利要求6所述的一种锂电池组生产用激光焊接装置，其特征是，还包括有收集框（14），所述收集框（14）放置于所述放置板（2）底部位置。