CN206824824U - 一种动力电池激光焊接系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种动力电池激光焊接系统，包括抓料机械手和激光焊接装置，激光焊接装置包括工作台、激光焊接头、X轴移动机构以及至少两组Y轴送料机构，激光焊接头安装在X轴移动机构上，X轴移动机构安装在工作台上，并驱动激光焊接头沿X轴方向移动；每一Y轴送料机构包括Y轴移动机构、用于同时定位多个电池的夹具，夹具安装在Y轴移动机构上，Y轴移动机构安装在工作台上，并驱动夹具沿Y轴方向移动，抓料机械手可分别抓取多个电池放入每一夹具中。抓料机械手可同时抓取多个动力电池，可提高上料速度和效率；多组Y轴送料机构交替进行工作，保证激光焊接能连续工作而不出现等待时间，避免时间上的浪费，大大提高了动力电池的焊接效率。

Description

一种动力电池激光焊接系统

技术领域

本实用新型涉及激光焊接技术领域，尤其是一种动力电池激光焊接系统。

背景技术

由于激光的广最近几年新能源汽车的发展突飞猛进，也在进一步扩大汽车市场的优势和份额，国家也在新能源方面特别是新能源汽车方面出台相关措施鼓励发展创新，导致新能源动力电池的需求量大幅攀升。现阶段很多焊接设备对新能源动力电池盖板进行激光顶焊封口焊接时，其焊接效率远远达不到市场的需求，主要有以下两个原因：1、焊接速度达不到高速要求；2、整个设备的结构限制生产效率。此高速封口焊接工作台采用合理布局方式以及改善的机械结构，能大大提高动力电池焊接的生产效率。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种动力电池激光焊接系统，采用合理布局方式以及改善的机械结构，可大大提高焊接效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种动力电池激光焊接系统，包括抓料机械手和激光焊接装置，所述激光焊接装置包括工作台、激光焊接头、X轴移动机构以及至少两组Y轴送料机构，所述激光焊接头安装在X轴移动机构上，所述X轴移动机构安装在工作台上，并驱动激光焊接头沿X轴方向移动；每一Y轴送料机构包括Y轴移动机构、用于同时定位多个电池的夹具，所述夹具安装在Y轴移动机构上，所述Y轴移动机构安装在工作台上，并驱动夹具沿Y轴方向移动，所述抓料机械手可分别抓取多个电池放入每一夹具中。

进一步地，所述夹具包括：基准板组件，该基准板组件包括相互垂直设置的第一基准板和第二基准板，并形成至少两个电池放置区；支撑组件，所述支撑组件包括分别设置在各电池放置区中的支撑板，该电池放置在对应的支撑板上，并分别与第一基准板和第二基准板抵靠；对位组件，该对位组件包括朝向第一基准板设置的第一压紧机构，以及朝向第二基准板设置的第二压紧机构，该第一压紧机构分别将对应的电池朝第一基准板压紧对位，该第二压紧机构分别将对应的电池朝第二基准板压紧对位；支架，该基准板组件、支撑组件和对位组件均设置在支架上。

进一步地，所述第一基准板和第二基准板呈“十”字设置，并形成四个电池放置区。

进一步地，该对位组件还包括：与第一基准板平行设置的第一压紧板，该第一压紧机构与第一压紧板连接，并带动第一压紧板贴近对应的电池并朝第一基准板压紧对位；与第二基准板平行设置的第二压紧板，该第二压紧机构与第二压紧板连接，并带动第二压紧板贴近对应的电池并朝第二基准板压紧对位。

进一步地，该支撑组件还包括：升降板，该支撑板设置在升降板上；升降机构，该升降机构设置在升降板与支架之间，并带动升降板相对于支架进行升降运动。

进一步地，所述动力电池激光焊接系统还包括用于输送动力电池的输送装置，所述抓料机械手抓取输送装置上的动力电池放入夹具中。

进一步地，所述输送装置包括主流水线、托盘流水线、上料机械手以及下料机械手，所述上料机械手将待焊接的动力电池从主流水线抓取到托盘流水线上，所述下料机械手将已焊接的动力电池从托盘流水线抓取到主流水线上；所述抓料机械手从托盘流水线上抓取待焊接的动力电池，并将已焊接的动力电池从夹具中放入托盘流水线上。

进一步地，所述动力电池激光焊接系统还包括用于检测动力电池焊缝的检测装置，所述主流水线包括良品流道和次品流道，所述下料机械手将焊缝良好的动力电池从托盘流水线放入良品流道，将焊缝不良的电池从托盘流水线放入次品流道。

相对于现有技术，本实用新型提供的一种动力电池激光焊接系统，其包括至少两组Y轴送料机构，抓料机械手可同时抓取多个动力电池，可提高上料速度和效率；当激光焊接头在对其中一组Y轴送料机构上的多个动力电池进行焊接时，抓料机械手继续对另一组Y轴送料机构进行上料，然后将已焊接的动力电池取走，这样多组Y轴送料机构交替进行工作，保证激光焊接能连续工作而不出现等待时间，避免时间上的浪费，大大提高了动力电池的焊接效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型提供的动力电池激光焊接系统的整体示意图；

图2是图1中激光焊接装置的结构示意图；

图3是图2中夹具的结构示意图；

图4是图3中支撑组件的结构示意图；

图5是图3中对位组件的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

如图1和2所示，本实用新型提供的一种动力电池激光焊接系统，包括抓料机械手100和激光焊接装置200。激光焊接装置200包括工作台210、激光焊接头220、X轴移动机构230以及至少两组Y轴送料机构240，激光焊接头220安装在X轴移动机构230上，X轴移动机构230安装在工作台210上，并驱动激光焊接头220沿X轴方向移动。每一Y轴送料机构240包括Y轴移动机构241、用于同时定位多个电池1的夹具242，夹具242安装在Y轴移动机构241上，Y轴移动机构241安装在工作台210上，并驱动夹具242沿Y轴方向移动，抓料机械手100可分别抓取多个电池1放入每一夹具242中。

在本实施例中，激光焊接装置200包括两组Y轴送料机构240，当激光焊接头220在对其中一组Y轴送料机构240上的多个动力电池1进行焊接时，抓料机械手100继续对另一组Y轴送料机构240进行上料，然后将已焊接的动力电池1取走，这样多组Y轴送料机构240交替进行工作，保证激光焊接能连续工作而不出现等待时间，避免时间上的浪费，大大提高了动力电池1的焊接效率。其中，抓料机械手100可同时抓取多个动力电池1，可提高上料速度和效率，抓料机械手100具体可以是四轴机械手，安装在两组Y轴送料机构240之间，方便对两组Y轴送料机构240进行上下料。

值得一提的是，现有的激光焊接通常是将X轴移动机构和Y轴移动机构合在一起作为一个二维平台使用，该二维平台可驱动激光焊接头沿X轴和Y轴移动。与现有的相比，本实用新型将激光焊接头220安装在X轴移动机构230上，夹具242安装在Y轴移动机构241上，这样可以大大减轻X轴移动机构的负载，有利于机构焊接头220的快速移动，进而提高焊接效率。另外，夹具242与激光焊接头220分别沿Y轴、X轴移动，可用差补的方式实现动力电池盖板圆弧角的焊接。其中，X轴移动机构230采用龙门式安装在工作台210上，两组Y轴送料机构240平行间隔设置，X轴移动机构230跨设在两组Y轴送料机构240上，这样有利于激光焊接头220对Y轴送料机构240上的动力电池进行焊接。

在本实施例中，X轴移动机构230和Y轴移动机构241均采用导轨加直线电机的方式，直线电机移动速度快，反应灵敏，有利于提高焊接速度。

具体地，激光焊接装置200还包括与夹具242配合的上定位板250，夹具242可定位动力电池的四周，焊接时，夹具242会将动力电池向上推升，便于激光的焊接；为避免推升过高，上定位板250可向下推压动力电池，使动力电池保持符合焊接的高度。

进一步地，动力电池激光焊接系统还包括用于输送动力电池1的输送装置300，抓料机械手100抓取输送装置300上的动力电池1放入夹具242中。具体地，输送装置300包括主流水线310、托盘流水线320、上料机械手330以及下料机械手340，上料机械手330将待焊接的动力电池1从主流水线310抓取到托盘流水线320上，下料机械手330将已焊接的动力电池1从托盘流水线320抓取到主流水线310上；抓料机械手100从托盘流水线320上抓取待焊接的动力电池1，并将已焊接的动力电池1从夹具242中放入托盘流水线320上。其中，托盘流水线320是一种由若干托盘循环移动的流水线，托盘中可以放置多个动力电池1。在本实施例中，抓料机械手100、上料机械手330以及下料机械手340同时可以抓取四个动力电池，托盘和夹具242中可以同时放置四个动力电池1，大大提高了上下料的速度和效率。

进一步地，主流水线310和托盘流水线320平行设置，上料机械手330和下料机械手340均采用龙门式机械手，并跨设在主流水线310和托盘流水线320上，便于主流水线310和托盘流水线320之间的电池搬运。

具体地，动力电池激光焊接系统还包括用于检测动力电池焊缝的检测装置400，主流水线310包括良品流道和次品流道。经过检测，下料机械手340将焊缝良好的动力电池从托盘流水线320放入良品流道，将焊缝不良的电池从托盘流水线320放入次品流道。通过上述动力电池激光焊接系统能够实现动力电池的快速焊接，大大提高了动力电池的焊接效率。

如图3和图4所示，夹具242包括基准板组件30、支撑组件20、对位组件和支架10，该基准板组件30、支撑组件20和对位组件均设置在支架10上。具体描述如下：

该基准板组件30包括相互垂直设置的第一基准板31和第二基准板32，并形成至少两个电池1放置区；所述支撑组件20包括分别设置在各电池1放置区中的支撑板22，该电池1放置在对应的支撑板22上，并分别与第一基准板31和第二基准板32抵靠；该对位组件包括朝向第一基准板31设置的第一压紧机构411，以及朝向第二基准板32设置的第二压紧机构412，该第一压紧机构411分别将对应的电池1朝第一基准板31压紧对位，该第二压紧机构412分别将对应的电池1朝第二基准板32压紧对位。

其中，第一基准板31优选为长边基准板，第二基准板32优选为短边及准备。

优选地，该第一基准板31和第二基准板32呈“十”字设置，并形成四个电池1放置区。

在本实施例中，电池1为方形电池1，优选为新能源汽车动力电池1；其中，方形电池1放置在支撑板22上，其侧面分别抵靠第一基准板31和第二基准板32，并通过第一压紧机构411和第二压紧机构412的压紧对位，实现夹紧以及精确对位。

在本实施例中，该支撑板22为聚甲醛材质。

在本实施例中，该支架10包括底座支架11和中空设置的安装平台12，该安装平台12设置在底座支架11上，该对位组件设置在安装平台12上方，该支撑组件20设置在安装平台12下方。具体地，基准板组件30设置在安装平台12的中空位置，以及上方位置，并与底座支架11固定；该对位组件环绕着安装平台12设置，其压紧方向为电池1放置区。

如图4所示，本实用新型提供支撑组件的较佳实施例。

该支撑组件20还包括升降板21和升降机构23，该支撑板22设置在升降板21上；该升降机构23设置在升降板21与支架10之间，并带动升降板21相对于支架10进行升降运动。通过升降机构23的带动下，升降板21实现升降运动，即远离或靠近安装平台12运动，并带动支撑板22升降运动

具体地，该支架10包括底座支架11和中空设置的安装平台12，该安装平台12设置在底座支架11上，该对位组件设置在安装平台12上方；该升降机构23设置在安装平台12下方，该升降板21相对于安装平台12进行升降运动。

其中，升降机构23包括气缸主体及伸缩杆，气缸主体固定设置在安装平台12下方，伸缩杆的端部与升降板21固定。

其中，支撑组件20包括四个设置在升降板21上的支撑板22，进一步地，该支撑板22通过支撑柱25支离设置在升降板21上，即每一个支撑板22通过两根支撑柱25支离设置在升降板21上；优选地，该支撑柱25上设置有缓冲弹簧，缓冲弹簧能在高速移动及上升下降的运动过程中更好的对冲压力，保证支撑板22平缓且安全。

其中，该升降板21上还设置有导向柱24，该导向柱24设置在升降板21与安装平台12之间。优选地，导向柱24设置在升降板21两端，并各设置两根；提高升降板21的稳定性。

其中，该升降板21上还设置有缓冲器26，该缓冲器26设置在升降板21与安装平台12之间；缓冲器26能在高速移动及上升下降的运动过程中更好的对冲压力，保证升降板21平缓且安全。具体地，缓冲器26包括与升降板21连接的固定端、以及抵触安装平台12下方并实现缓冲的缓冲端头。

如图3和图5所示，本实用新型提供对位组件的较佳实施例。

该对位组件还包括第一压紧板421和第二压紧板422，具体描述如下：

第一压紧板421与第一基准板31平行设置，该第一压紧机构411与第一压紧板421连接，并带动第一压紧板421贴近对应的电池1并朝第一基准板31压紧对位；第二压紧板422与第二基准板32平行设置，该第二压紧机构412与第二压紧板422连接，并带动第二压紧板422贴近对应的电池1并朝第二基准板32压紧对位。

具体地，以第一压紧板421为例，第一压紧机构411包括气缸主体4112和伸缩杆4111，第一压紧板421包括压紧板4211、活动壁4212和滑块4213，支架10还包括设置在安装平台12上的导轨块121，该导轨块上设置有导轨122；其中，气缸主体4112固定在安装平台12上，伸缩杆4111的端部与压紧板4211固定，压紧板4211与两侧的活动壁4212固定，滑块4213固定设置在活动壁4212上并与安装平台12上的导轨122配合设置，伸缩杆4111带动压紧板4211相对于安装平台12前后活动，实现电池1的压紧对位。

其中，活动壁4212与安装平台12之间还设置有缓冲组件4214，提高第一压紧机构411的稳定性。

优选地，第一压紧板421和第二压紧板422的压紧板为铜质材质。

在本实用新型中，还提供一种控制系统的较佳实施例。

该夹具还包括与升降机构23连接的高度调整模块，该高度调整模块根据预设高度控制升降机构23升降操作；其中，该预设高度包括电池1安装高度、对位高度和焊接高度。

该夹具还包括与第一压紧机构411和第二压紧机构412连接的压力调整模块，该压力调整模块根据预设高度控制控制第一压紧机构411和第二压紧机构412压紧操作；其中，当预设高度为对位高度时，该压力调整模块控制第一压紧机构411和第二压紧机构412高压压紧；当预设高度为对位高度至焊接高度的变化过程时，该压力调整模块控制第一压紧机构411和第二压紧机构412低压压紧；该预设高度为焊接高度时，该压力调整模块控制第一压紧机构411和第二压紧机构412高压压紧。

其中，在高压压紧时，电池1被仅仅固定在电池1放置区中；在低压压紧电池1可以在电池1放置区实现升降活动，同时也确保对位精确。

工作方式如下：

1、升降机构23使升降板21上升到电池1安装高度，并放置电池1；

2、升降机构23使升降板21下降到对位高度，同时第一压紧机构411和第二压紧机构412高压压紧，实现电池1对位；

3、第一压紧机构411和第二压紧机构412转化为低压压紧，升降机构23使升降板21上升到焊接高度，到了焊接高度后，第一压紧机构411和第二压紧机构412转化为高压压紧，实现电池1的固定、对位。

4、激光焊接封口。

当理解的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种动力电池激光焊接系统，包括抓料机械手和激光焊接装置，其特征在于，所述激光焊接装置包括工作台、激光焊接头、X轴移动机构以及至少两组Y轴送料机构，所述激光焊接头安装在X轴移动机构上，所述X轴移动机构安装在工作台上，并驱动激光焊接头沿X轴方向移动；每一Y轴送料机构包括Y轴移动机构、用于同时定位多个电池的夹具，所述夹具安装在Y轴移动机构上，所述Y轴移动机构安装在工作台上，并驱动夹具沿Y轴方向移动，所述抓料机械手可分别抓取多个电池放入每一夹具中。

2.根据权利要求1所述的动力电池激光焊接系统，其特征在于，所述夹具包括：基准板组件，该基准板组件包括相互垂直设置的第一基准板和第二基准板，并形成至少两个电池放置区；支撑组件，所述支撑组件包括分别设置在各电池放置区中的支撑板，该电池放置在对应的支撑板上，并分别与第一基准板和第二基准板抵靠；对位组件，该对位组件包括朝向第一基准板设置的第一压紧机构，以及朝向第二基准板设置的第二压紧机构，该第一压紧机构分别将对应的电池朝第一基准板压紧对位，该第二压紧机构分别将对应的电池朝第二基准板压紧对位；支架，该基准板组件、支撑组件和对位组件均设置在支架上。

3.根据权利要求2所述的动力电池激光焊接系统，其特征在于：所述第一基准板和第二基准板呈“十”字设置，并形成四个电池放置区。

4.根据权利要求2所述的动力电池激光焊接系统，其特征在于，该对位组件还包括：与第一基准板平行设置的第一压紧板，该第一压紧机构与第一压紧板连接，并带动第一压紧板贴近对应的电池并朝第一基准板压紧对位；与第二基准板平行设置的第二压紧板，该第二压紧机构与第二压紧板连接，并带动第二压紧板贴近对应的电池并朝第二基准板压紧对位。

5.根据权利要求2所述的动力电池激光焊接系统，其特征在于，该支撑组件还包括：升降板，该支撑板设置在升降板上；升降机构，该升降机构设置在升降板与支架之间，并带动升降板相对于支架进行升降运动。

6.根据权利要求1所述的动力电池激光焊接系统，其特征在于，所述激光焊接装置包括两组Y轴送料机构，两组Y轴送料机构平行间隔设置，所述X轴移动机构采用龙门式安装在所述工作台上，并跨设在两组Y轴送料机构上。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的动力电池激光焊接系统，其特征在于，所述动力电池激光焊接系统还包括用于输送动力电池的输送装置，所述抓料机械手抓取输送装置上的动力电池放入夹具中。

8.根据权利要求7所述的动力电池激光焊接系统，其特征在于，所述输送装置包括主流水线、托盘流水线、上料机械手以及下料机械手，所述上料机械手将待焊接的动力电池从主流水线抓取到托盘流水线上，所述下料机械手将已焊接的动力电池从托盘流水线抓取到主流水线上；所述抓料机械手从托盘流水线上抓取待焊接的动力电池，并将已焊接的动力电池从夹具中放入托盘流水线上。

9.根据权利要求8所述的动力电池激光焊接系统，其特征在于，所述主流水线和托盘流水线平行设置，上料机械手和下料机械手均采用龙门式机械手，并跨设在主流水线和托盘流水线上。

10.根据权利要求9所述的动力电池激光焊接系统，其特征在于，所述动力电池激光焊接系统还包括用于检测动力电池焊缝的检测装置，所述主流水线包括良品流道和次品流道，所述下料机械手将焊缝良好的动力电池从托盘流水线放入良品流道，将焊缝不良的电池从托盘流水线放入次品流道。