CN208840705U - 一种钠镍电池密封钉焊接机 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种钠镍电池密封钉焊接机，包括在转盘周围设置：电池上料工位、密封钉上料工位、密封焊接工位、送料机器人；转盘周围还设有密封钉口除尘工位、机器人取料工位；在转盘上设有多个治具，治具随转盘转动至各工位处；密封钉口除尘工位上设置有铁丝刷和吸尘管；密封钉上料工位上设有振动盘、直振送料器、抓料模块和线性模组；密封钉焊接工位上设有三轴系移动模组驱动的激光焊接机构；机器人取料工位上设置有所述治具，电池在机器人取料工位上进行送料或取料的工位衔接过渡；还设置了工业以太网连接的控制系统；控制系统还包括了伺服控制单元、视觉反馈单元、数据通信单元、数据追踪单元。该结构焊接效率高、操作安全、结构排布合理。

Description

一种钠镍电池密封钉焊接机

技术领域

本实用新型涉及钠镍电池加工设备领域，特别是涉及一种钠镍电池密封钉焊接机。

背景技术

密封钉焊接是电池成型较为重要的一个工艺流程，涉及到电池安全及稳定性。现有的电池密封钉焊接方法大多是采用人工焊接方式，人工焊接不仅定位准确，而且良品率低。手工操作也会对电池内的熔体造成污染，影响电池品质。而且人工焊接后还需要对焊接位置进行清理等工序，其工作效率就极为低下了。

为此，出现了一批自动化的焊接设备，其可以对电池的密封钉进行自动化焊接。例如中国发明专利《一种电池注液口密封钉焊接设备》，申请号为201710408743.6，公开了包括转盘、上料机械手、密封钉机械手、摩擦焊接机、打磨组件、下料焊接手等等组成。其通过上、下两个机械手来轮流上、下料，而且以机械手方式进行密封钉上料，并采用摩擦焊接方式实现焊接。虽然自动化程度有所提高，加工效率和加工质量不断提升。但是设备的结构排布与结构功能并突出。其结构更加庞杂，维护更为不易。焊接方式需要预热，焊接接触时间更长，其焊接效率以及安全操作问题并不理想。

实用新型内容

本实用新型提供一种钠镍电池密封钉焊接机，其解决了电池密封钉焊接加工过程中的诸多问题，包括焊接方式、焊接效率、安全操作、结构排布、合理送料等。

本实用新型一种钠镍电池密封钉焊接机，包括伺服动力驱动的转盘，转盘绕其圆心点转动，在转盘周围且沿转盘的回转周向上设置：电池上料工位、密封钉上料工位、密封焊接工位；在转盘一侧还设置送料机器人；转盘周围还设有密封钉口除尘工位、机器人取料工位；在所述转盘上设有多个治具，治具随转盘转动至各工位处；

密封钉口除尘工位上设置有铁丝刷和吸尘管；密封钉上料工位上设有振动盘、直振送料器、抓料模块和线性模组；密封钉焊接工位上设有三轴系移动模组驱动的激光焊接机构；机器人取料工位上设置有治具，电池在机器人取料工位上进行送料或取料的工位衔接过渡；

钠镍电池密封钉焊接机还设置了工业以太网连接的控制系统；控制系统可以外接MES系统；控制系统还包括了伺服控制单元、视觉反馈单元、数据通信单元、数据追踪单元。

优选的是，伺服控制单元对伺服动力进行信号控制；视觉反馈单元对激光焊接机构中的视觉模块进行信号传输控制；数据通信单元、数据追踪单元对各工位加工数据进行反馈控制。

优选的是，送料机器人移动于来料筐、电池上料工位、机器人取料工位三者之间；送料机器人包括绕基点转动的机械臂，在机械臂上设置有夹爪。

优选的是，铁丝刷固设于治具上侧，铁丝刷且同轴安装于电机的转轴上，电机则由气缸推动其升降；在铁丝刷一侧设置所述吸尘管，且铁丝刷位于吸尘管的入口处。

优选的是，振动盘的出口对接所述直振送料器；直振送料器通过所述抓料模块过渡至线性模组；线性模组通往转盘上的治具；抓料模块包括夹持组件和导向组件；夹持组件在动力驱动下沿着导向组件抓料并送料至线性模组；线性模组为直线送料组件。

优选的是，三轴系移动模组包括X轴模组、Y轴模组、Z轴模组；激光焊接机构则配合于Z轴模组上；激光焊接机构包括视觉模块、预压模块和激光焊接模块；视觉模块包括摄像头；预压模块包括竖直伸缩的弹性气缸件；激光焊接模块包括激光发生器。

本实用新型的有益效果是：提供一种钠镍电池密封钉焊接机，其具有以下优点：

1、其自动化、信息程度高，设备的整体控制采用工业以太网连接，数据传输速率快，并可以对接MES系统，对于产品的实时监控和数据采集具有较高的操作性。

2、设备结构配合紧凑，易于维护，机构之间的相互配合合理，密封钉送料安装与工位旋转激光焊接的配合程度高，能够提高设备加工效率。

3、为防止作业时产生的有害粉尘和气体对人员及环境的危害，设计有高效过滤、除尘系统，对于存在安全隐患的地方设计有相应的防护措施。

附图说明

图1是本实用新型一种钠镍电池密封钉焊接机的外部结构图；

图2是各工位及相应机构配合结构图；

图3是送料机器人的结构图；

图4是密封钉口除尘工位处的结构图；

图5是密封钉上料工位处的结构图；

图6是密封焊接工位处的结构图；

附图中各部件的标记如下：1、转盘；2、送料机器人；3、电池上料工位；4、密封钉口除尘工位；5、密封钉上料工位；6、密封焊接工位；7、机器人取料工位；8、治具；9、上机架；10、下机架；11、控制面板；12、报警灯；13、过滤除尘系统；14、安全护栏；15、显示器；21、机械臂；22、夹爪；41、铁丝刷；42、吸尘管；43、电机；44、气缸；51、振动盘；52、直振送料器；53、抓料模块；54、线性模组；61、X轴模组；62、Y轴模组；63、Z轴模组；64、视觉模块；65、预压模块；66、激光焊接模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅附图1至6，本实用新型包括：

一种钠镍电池密封钉焊接机，包括一个由型材对接而成的机架，在机架上包覆有钣金外板。机架分为上机架9与下机架10，上机架9设置了控制面板11和显示器15，上机架9的顶部设置了报警灯12。在下机架10上设置了多个加工工位，电池被装夹在转盘1上，转盘1转动并使电池依次经过每个加工工位。转盘1由伺服动力来驱动，转盘1绕其圆心点转动，在转盘1周围且沿转盘1的回转周向上设置：电池上料工位3、密封钉口除尘工位4、密封钉上料工位5、密封焊接工位6、机器人取料工位7。在转盘1一侧还设置送料机器人2，送料机器人2从下机架外的来料筐中抓取被加工的电池，且在机架后侧还设置了用于防护来料筐及送料机器人2的安全护栏14。

在转盘1上设有多个治具8，治具8随转盘转动至各工位处。本治具为常见的电池装夹治具，其具备基础的定位和夹紧功能。

送料机器人2也为常见的机械手结构，其包括绕基点转动的机械臂21，在机械臂上设置有夹爪22。当送料机器人2移动于来料筐、电池上料工位3、机器人取料工位7三者之间，送料机人2将被加工的电池放置在位于电池上料工位3上的治具中，随着转盘1按照程序既定的路径转动，装夹了电池的治具进入会顺次进入密封钉口除尘工位4、密封钉上料工位5、密封钉焊接工位6上进行；而加工完的电池会再次被转动到电池上料工位3，送料机器人2会将加工好的电池送至机器人取料工位7，机器人取料工位7上也设置有治具，电池在机器人取料工位7上进行送料或取料的工位衔接过渡，等待电池被取走。

在密封钉口除尘工位4上设置有铁丝刷41和吸尘管42，铁丝刷41以轴线竖直方式固设于治具上侧，铁丝刷41且同轴安装于电机43的转轴上。电机43则由气缸44推动其竖直升降，当电池被旋转到铁丝刷41下侧，气缸44下降使铁丝刷41清理电池；清理完成后气缸上行，铁丝刷41上升避免与移动的电池发射碰撞。另外，在铁丝刷41一侧设置吸尘管42，且铁丝刷41位于吸尘管42的入口处。当铁丝刷在进行转动清理时，吸尘管42通过负压来吸走粉尘或颗粒，从而起到了清理效果。吸尘管42外接过滤除尘系统13，过滤除尘系统13选用常见的过滤结构，其至少包括风道以及设置在风道中的过滤介质，过滤介质可以选用过滤网、过滤格栅等等。

在密封钉上料工位5上设有振动盘51、直振送料器52、抓料模块53和线性模组54，振动式组件为比较常见的送料结构，振动盘51一般通过盘旋的且具有一定螺旋角度的腔道来送料，通过振动力将细小或体积、质量较轻的工件向前输送。直振送料器52与振动盘51原理相同，其送料线路为直线，因此其达到了一个导向与控制流量的作用。振动盘51的出口对接直振送料器52，直振送料器52则通过抓料模块53过渡至线性模组54。抓料模块53包括夹持组件和导向组件，夹持组件一般为启动夹头或启动夹手，导向组件一般选用直线导向结构，通过直轨或者导杆或者丝杆等结构来实施。其工作过程都是：夹持组件在动力驱动下沿着导向组件抓料并送料至线性模组54。最后，线性模组54选用直线送料组件，一般选用滚动的皮带或者滚筒组来实现，密封钉逐个落在线性模组上，线性模组持续运作使密封钉送往转盘上的治具中。

密封钉焊接工位6上设有三轴系移动模组驱动的激光焊接机构，三轴系移动模组包括X轴模组61、Y轴模组62、Z轴模组63。X轴模组61为被竖直支持起的水平X轴向滑轨，Y轴模组62则通过滑块配合在X轴向滑轨上；Y轴模组62同时包括Y轴向滑轨，Y轴向滑轨上再通过滑块配合Z轴模组63；Z轴模组63包括一个竖直的Z轴向滑轨，激光焊接机构则通过滑块配合于Z轴模组上。激光焊接机构包括视觉模块64、预压模块65和激光焊接模块66；视觉模块64包括摄像头，摄像头用于监测焊接位置的实时情况，并将其监测画面进行及时反馈。激光焊接模块66包括激光发生器，激光发生器对准电池端部与密封钉的对接处，通过激光产生瞬时的高温从而实现熔融焊接。预压模块65包括竖直伸缩的弹性气缸件，一般是选用气缸和弹簧配合，其从竖直方向上作用电池端部，焊接过程中通过预压模块压紧密封钉与电池，起到了焊接辅助效果。

钠镍电池密封钉焊接机还设置了工业以太网连接的控制系统，控制系统可以外接MES系统。控制系统还包括了伺服控制单元、视觉反馈单元、数据通信单元、数据追踪单元。伺服控制单元对伺服动力进行信号控制，视觉反馈单元对激光焊接机构中的视觉模块进行信号传输控制，数据通信单元、数据追踪单元对各工位加工数据进行反馈控制。设备整体采用总线控制，其实现高速稳定的数据通信功能，自带的数据追踪系统具有实时监控作业品质及完整的产品数据追溯功能。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种钠镍电池密封钉焊接机，包括转盘，在转盘周围设置：电池上料工位、密封钉上料工位、密封焊接工位；在转盘一侧还设置送料机器人；其特征在于：转盘周围还设有密封钉口除尘工位、机器人取料工位；在所述转盘上设有多个治具，治具随转盘转动至各工位处；

密封钉口除尘工位上设置有铁丝刷和吸尘管；密封钉上料工位上设有振动盘、直振送料器、抓料模块和线性模组；所述密封钉焊接工位上设有三轴系移动模组驱动的激光焊接机构；所述机器人取料工位上设置有所述治具，电池在机器人取料工位上进行送料或取料的工位衔接过渡；

还设置了工业以太网连接的控制系统；控制系统还包括了伺服控制单元、视觉反馈单元、数据通信单元、数据追踪单元。

2.根据权利要求1所述的一种钠镍电池密封钉焊接机，其特征在于：所述送料机器人移动于来料筐、电池上料工位、机器人取料工位三者之间；送料机器人包括绕基点转动的机械臂，在机械臂上设置有夹爪；

伺服控制单元对伺服动力进行信号控制；所述视觉反馈单元对激光焊接机构中的视觉模块进行信号传输控制；数据通信单元、数据追踪单元对各工位加工数据进行反馈控制。

3.根据权利要求1所述的一种钠镍电池密封钉焊接机，其特征在于：所述铁丝刷固设于治具上侧，铁丝刷且同轴安装于电机的转轴上；在铁丝刷一侧设置所述吸尘管，且铁丝刷位于吸尘管的入口处。

4.根据权利要求1所述的一种钠镍电池密封钉焊接机，其特征在于：所述振动盘的出口对接所述直振送料器；直振送料器通过所述抓料模块过渡至线性模组；所述线性模组通往转盘上的治具。

5.根据权利要求2所述的一种钠镍电池密封钉焊接机，其特征在于：所述抓料模块包括夹持组件和导向组件；夹持组件在动力驱动下沿着导向组件抓料并送料至线性模组；所述线性模组为直线送料组件。

6.根据权利要求1所述的一种钠镍电池密封钉焊接机，其特征在于：所述三轴系移动模组包括X轴模组、Y轴模组、Z轴模组；所述激光焊接机构则配合于Z轴模组上；激光焊接机构包括视觉模块、预压模块和激光焊接模块。

7.根据权利要求6所述的一种钠镍电池密封钉焊接机，其特征在于：所述视觉模块包括摄像头；所述预压模块包括竖直伸缩的弹性气缸件；激光焊接模块包括激光发生器。