CN206952363U - 激光焊接系统 - Google Patents
激光焊接系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206952363U CN206952363U CN201720793025.0U CN201720793025U CN206952363U CN 206952363 U CN206952363 U CN 206952363U CN 201720793025 U CN201720793025 U CN 201720793025U CN 206952363 U CN206952363 U CN 206952363U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- welding system
- laser welding
- worktable
- industrial computer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
本实用新型提供一种激光焊接系统，包括：激光焊接系统、CCD视觉定位系统、固定待焊接工件的夹具装置、工控机、以及三维伺服工作台；其中，所述激光焊接系统包括光纤激光器、准直镜和聚焦镜；所述光纤激光器产生的激光传输到所述准直镜，所述准直镜将发散的激光束准直成平行激光束，平行激光束经过聚焦镜再重新聚焦在待焊接工件上并对待焊接工件进行激光焊接。采用本实用新型生产的电池，其焊缝宽度低于0.20mm，焊缝离壳体的距离低于0.1mm；可以大幅降低焊缝尺寸和焊缝离壳体距离，达到精确控制焊缝尺寸及焊缝离壳体的距离，从而大幅提高了电池容量和大幅降低焊缝处的应力集中现象。
Description
技术领域
本实用新型属于加工设备技术领域，尤其涉及一种激光焊接系统。
背景技术
随着消费电子的升级和新能源汽车的放量，电池制造技术也越来越受重视。在一些超薄壳体电池结构中，为了降低电池壳体封装难度，特意设计了一个法兰边，作为封装时的焊接位置。图1为带法兰边结构的电池示意图，电池10的周围设有法兰边11，在焊接完法兰边时，需沿着焊缝12将多余的法兰边11切除，以降低电池所占的空间。
如图2所示为图1在A-A方向的剖视图，切割轮廓13离焊缝12距离(c)固定，如果焊缝12的尺寸(a)越小，焊缝12离电池的壳体14的距离(b)越近，则电池的容量(d)就会越大，焊缝处的应力集中现象也会越低。
采用普通的焊接平台焊接电池法兰边时，焊缝的尺寸(a)和焊缝离壳体14的距离(b)无法精确控制。如果强行将焊缝靠近壳体，则有可能会焊穿壳体。因此，普通焊接平台焊接带法兰边结构的电池，其焊缝离壳体的距离(b)至少在1mm以上。这样就大幅提高了焊缝处的应力集中现象和大幅降低了带法兰边结构的电池容量(d)。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种大幅降低焊缝处的应力集中现象和大幅提高电池容量的激光焊接系统。
本实用新型提供一种激光焊接系统，包括：激光焊接系统、CCD视觉定位系统、固定待焊接工件的夹具装置、工控机、以及三维伺服工作台；其中，所述激光焊接系统均与所述工控机和三维伺服工作台连接；CCD视觉定位系统与所述工控机连接，待焊接工件和夹具装置均位于所述三维伺服工作台上；所述激光焊接系统包括光纤激光器、准直镜和聚焦镜；所述光纤激光器产生的激光传输到所述准直镜，所述准直镜将发散的激光束准直成平行激光束，平行激光束经过聚焦镜再重新聚焦在待焊接工件上并对待焊接工件进行激光焊接。
优选地，还包括与所述光纤激光器连接的串口线和外控线，所述串口线连接所述光纤激光器和工控机，所述外控线连接所述光纤激光器和三维伺服工作台。
优选地，所述工控机内设有与所述光纤激光器连接的激光器控制软件、以及控制所述三维伺服工作台运动的三维伺服工作台控制软件。
优选地，所述CCD视觉定位系统包括视觉软件、CCD相机和对应的光源。
优选地，所述视觉软件位于所述工控机内。
优选地，所述CCD相机安装在三维伺服工作台上。
优选地，所述CCD相机和工控机之间有一条视觉数据传输线。
优选地，所述夹具装置包括夹具压块、垫块、互相垂直的两个固定基准、和互相垂直的两个活动推块。
优选地，所述两个固定基准和两个活动推块均位于所述垫块上。
优选地，互相垂直的两个固定基准、和互相垂直的两个活动推块围设呈正方形。
本实用新型技术效果：采用本实用新型生产的电池，其焊缝宽度低于0.20mm，焊缝离壳体的距离低于0.1mm；相对于普通焊接平台，可以大幅降低焊缝尺寸和焊缝离壳体距离，达到精确控制焊缝尺寸及焊缝离壳体的距离，从而大幅提高了电池容量和大幅降低焊缝处的应力集中现象。
附图说明
图1为现有带法兰边结构的电池示意图；
图2所示为图1在A-A方向的剖视图；
图3为本实用新型激光焊接系统的结构示意图；
图4为图3所示的激光焊接系统的压块的示意图；
图5为图3所示的激光焊接系统的固定基准和活动推块的结构示意图。
具体实施方式
如图3至图5所示，本实用新型激光焊接系统，用于对电池的法兰边焊接，其包括：激光焊接系统、CCD视觉定位系统、用于固定待焊接工件6的夹具装置、工控机3、位于工控机3上的显示器4、与该工控机3连接的三维伺服工作台5，待焊接工件6(即电池)放置在该三维伺服工作台5上。
激光焊接系统包括光纤激光器2、通过光纤1与该光纤激光器2连接的准直镜8、与该准直镜8连接的聚焦镜9。
光纤激光器2产生的激光10经过光纤1传输到准直镜8，准直镜8将发散的激光束准直成平行激光束，平行激光束经过聚焦镜9再重新聚焦在工件6(即电池)，实现高能量密度的激光焊接。
与光纤激光器2连接的有两条数据控制线，一条接入到工控机3，叫做串口线12，另一条接入到三维伺服工作台5，叫做外控线11。工控机3内装有激光器控制软件，可以编辑波形和控制激光输出。工控机3内还装有三维伺服工作台控制软件，可以控制三维伺服工作台5的运动，同时，也可以调用激光波形和控制激光输出。在激光器控制软件和三维伺服工作台控制软件的配合下，可以实现一般轨迹的焊接。
本实用新型的激光焊接系统中的光纤激光器平均功率250W，峰值功率1500W，光纤芯径50um，准直镜焦距100mm，聚焦镜焦距180mm，三维伺服工作台重复定位精度0.02mm，工控机内存8GB。
CCD视觉定位系统包括视觉软件、CCD相机7和对应的光源15组成。视觉软件安装在工控机3内，CCD相机7安装在三维伺服工作台5上。CCD相机7和工控机3之间有一条视觉数据传输线13。CCD相机7将拍摄的图片通过视觉数据传输线13传给视觉软件。视觉软件根据已有的模板，找出图片中电池法兰边外沿的位置坐标。然后根据法兰边外沿离壳体的距离，计算出焊接轨迹。视觉软件将焊接轨迹传给三维伺服工作台5控制软件，从而完成电池法兰边的焊接。
CCD视觉定位系统中的CCD相机7的像素不低于1000万。
夹具装置位于三维伺服工作台5上，其包括夹具压块16、垫块17、互相垂直的两个固定基准18、和互相垂直的两个活动推块19。
夹具压块16和垫块17需要发黑处理(便于CCD相机7捕捉法兰边)。夹具压块16需要露出电池法兰边外沿。垫块17上有互相垂直的两个固定基准18，用于固定电池的法兰边。同时，垫块17上还有两个活动推块19，将电池推紧到固定基准上。
互相垂直的两个固定基准18、和互相垂直的两个活动推块19围设呈正方形。
带法兰边的电池壳体6厚度0.06mm，其材料为316L不锈钢，电池壳体长27mm，宽22mm，高4mm。盖板长27mm，宽22mm，厚0.07mm。
本实用新型激光焊接步骤如下：
第一步：在激光控制软件中编辑激光波形：方波脉冲波形，峰值功率0.15Kw，波长0.33ms，脉冲频率624Hz；
第二步：在三维伺服工作台控制软件中编辑焊接主程序：调用第一步中编辑的激光波形，设置焊接速度为30mm/s，编辑焊接轨迹函数f(x)；
第三步：上料并将活动推块19推紧；
第四步：CCD相机7捕捉盖板边缘坐标，并计算出焊接轨迹函数中的变量x，将其传输到函数f(x)中；
第五步：进行焊接；
第六步：完成焊接后，关闭激光和保护气，并松开夹具装置。
本实用新型技术效果：采用本实用新型生产的电池，其焊缝宽度低于0.20mm，焊缝离壳体的距离低于0.1mm；相对于普通焊接平台，可以大幅降低焊缝尺寸和焊缝离壳体距离，达到精确控制焊缝尺寸及焊缝离壳体的距离，从而大幅提高了电池容量和大幅降低焊缝处的应力集中现象。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种激光焊接系统，其特征在于，包括：激光焊接系统、CCD视觉定位系统、固定待焊接工件的夹具装置、工控机、以及三维伺服工作台；其中，所述激光焊接系统均与所述工控机和三维伺服工作台连接；CCD视觉定位系统与所述工控机连接，待焊接工件和夹具装置均位于所述三维伺服工作台上；所述激光焊接系统包括光纤激光器、准直镜和聚焦镜；所述光纤激光器产生的激光传输到所述准直镜，所述准直镜将发散的激光束准直成平行激光束，平行激光束经过聚焦镜再重新聚焦在待焊接工件上并对待焊接工件进行激光焊接。
2.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于：还包括与所述光纤激光器连接的串口线和外控线，所述串口线连接所述光纤激光器和工控机，所述外控线连接所述光纤激光器和三维伺服工作台。
3.根据权利要求1或2所述的激光焊接系统，其特征在于：所述工控机内设有与所述光纤激光器连接的激光器控制软件、以及控制所述三维伺服工作台运动的三维伺服工作台控制软件。
4.根据权利要求1或2所述的激光焊接系统，其特征在于：所述CCD视觉定位系统包括视觉软件、CCD相机和对应的光源。
5.根据权利要求4所述的激光焊接系统，其特征在于：所述视觉软件位于所述工控机内。
6.根据权利要求4所述的激光焊接系统，其特征在于：所述CCD相机安装在三维伺服工作台上。
7.根据权利要求4所述的激光焊接系统，其特征在于：所述CCD相机和工控机之间有一条视觉数据传输线。
8.根据权利要求1或2所述的激光焊接系统，其特征在于：所述夹具装置包括夹具压块、垫块、互相垂直的两个固定基准、和互相垂直的两个活动推块。
9.根据权利要求8所述的激光焊接系统，其特征在于：所述两个固定基准和两个活动推块均位于所述垫块上。
10.根据权利要求8所述的激光焊接系统，其特征在于：互相垂直的两个固定基准、和互相垂直的两个活动推块围设呈正方形。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720793025.0U CN206952363U (zh) | 2017-07-03 | 2017-07-03 | 激光焊接系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720793025.0U CN206952363U (zh) | 2017-07-03 | 2017-07-03 | 激光焊接系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206952363U true CN206952363U (zh) | 2018-02-02 |
Family
ID=61382955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720793025.0U Active CN206952363U (zh) | 2017-07-03 | 2017-07-03 | 激光焊接系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206952363U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114552098A (zh) * | 2020-11-24 | 2022-05-27 | 比亚迪股份有限公司 | 电池壳及其制备方法 |
| CN114633022A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-06-17 | 湖北三江航天红峰控制有限公司 | 一种紫铜材料双光束复合激光焊接装置及方法 |
-
2017
- 2017-07-03 CN CN201720793025.0U patent/CN206952363U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114552098A (zh) * | 2020-11-24 | 2022-05-27 | 比亚迪股份有限公司 | 电池壳及其制备方法 |
| CN114633022A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-06-17 | 湖北三江航天红峰控制有限公司 | 一种紫铜材料双光束复合激光焊接装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107052571B (zh) | 一种激光焊接设备及激光焊接方法 | |
| CN105479183B (zh) | 一种高速铣削-激光切焊复合加工工艺及其可重组多轴数控加工系统 | |
| CN206952363U (zh) | 激光焊接系统 | |
| CN103495807B (zh) | 多机器人光纤激光切割系统 | |
| CN202639650U (zh) | 一种有自动测距和视觉定位功能的激光焊接设备 | |
| CN105436680A (zh) | 一种同轴半导体激光器对准焊接装置 | |
| CN110238521B (zh) | 一种准直器栅格结构激光精密焊接装置与方法 | |
| CN106181026A (zh) | 一种激光加工中的焦点位置确定设备、方法及装置 | |
| CN201205636Y (zh) | 一种激光扫描焊接列管式换热器的装置 | |
| CN102248293B (zh) | 旋转可调水波导激光加工装置 | |
| CN201423501Y (zh) | 一种眼镜激光焊接工作台 | |
| CN111575702A (zh) | 一种激光熔覆方法及系统 | |
| CN106735948A (zh) | 一种铜铝异质金属的激光焊接方法及其装置 | |
| CN107414284A (zh) | 一种准分子激光辅助微铣削加工方法与装置 | |
| CN106077218B (zh) | 一种激光柔性加载成形高精度碟形零件的装置及其方法 | |
| CN102806428A (zh) | 集装箱吊吊具整体制作方法 | |
| CN110434460A (zh) | 一种单臂双腕的激光焊接执行器、机器人及焊接加工方法 | |
| CN204277214U (zh) | 一种多功能激光复合加工设备 | |
| CN202667918U (zh) | 一种脉冲激光刻蚀卷对卷柔性导电膜的装置 | |
| CN113857666A (zh) | 双层铝极耳与双层铜极耳的激光焊接方法、激光焊接装置及锂电池 | |
| CN102658426A (zh) | 发动机与变速箱间传动器柔性盘总成激光焊接方法 | |
| CN205869694U (zh) | 一种cnc多点点焊机 | |
| CN206839410U (zh) | 一种基于机器人的动力电池外壳激光焊接设备 | |
| CN220178436U (zh) | 一种改善金属薄板焊接飞溅的焊接系统 | |
| CN208059878U (zh) | 一种dtx系列机型欧姆龙激光总装头 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220826 Address after: 518000 workshop 501, building 3, intelligent manufacturing center park, No. 12, Chongqing Road, Heping community, Fuhai street, Bao'an District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee after: Shenzhen Han's lithium battery intelligent equipment Co.,Ltd. Address before: 518000 No. 9988 Shennan Road, Nanshan District, Shenzhen, Guangdong Patentee before: HAN'S LASER TECHNOLOGY INDUSTRY GROUP Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |