CN209439604U - 一种通用型焊接工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种通用型焊接工装，包括用于放置被焊接件的支撑定位机构和用于对被焊接件的焊接位置进行固定的焊接压紧机构，以及X方向水平调整板和Y方向水平调整板。其中：Y方向水平调整板的两端分别与支撑定位机构连接，Y方向水平调整板上设置有第一条形孔，X方向水平调整板上设置有第二条形孔，X方向水平调整板位于Y方向水平调整板的下方且与第一条形孔滑动连接，第二条形孔与第一条形孔垂直布置；焊接压紧机构位于X方向水平调整板的下方且与第二条形孔滑动连接。该通用性焊接工装中的焊接压紧机构位置可调，从而能适用于多种尺寸要求动力电池模组对其进行压紧焊接。该通用性焊接工装可替代多套工装使用，成本较低。

Description

一种通用型焊接工装

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种通用型焊接工装。

背景技术

单体电芯：锂离子电池单体，是组成电池模块和电池组的基本结构单元，作为一种电化学电源天然的具有电压、内阻、容量、能量、功率等特性参数，其组成主要包括正负电极、电解液和隔膜。

极耳：是从电芯中将正负极引出来的金属导电体。

动力电池模组：将若干单体电芯通过导电连接件串并联成一个电源，固定在设计位置，协同发挥电能充放存储的功能。

通常情况下，动力电池模组的生产工艺中，需要采用激光焊接工艺将汇流排与极耳焊接牢固，为保证动力电池模组的焊接质量，使得焊后装配尺寸合适，焊接过程中需要对汇流排和极耳进行夹持固定。

现有焊接工装仅能用于相应型号的电芯极耳与汇流排进行焊接，若更换不同型号的电芯，电芯的长宽高均发生变化，待焊接的极耳位置也随之变动，导致焊接工装无法对其进行焊接操作，需要重新定制工装，所以，生产过程中需要适用于不同型号、不同尺寸电芯的多套工装，生产成本较高。

因此，如何设计一种通用型焊接工装，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种通用型焊接工装，可替代多套工装，适用于不同型号不同尺寸的动力电池模组进行焊接，成本相对较低。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种通用型焊接工装，包括用于放置被焊接件的支撑定位机构、用于对所述被焊接件的焊接位置进行固定的焊接压紧机构，以及X方向水平调整板和Y方向水平调整板，其中：

所述Y方向水平调整板的两端分别与所述支撑定位机构连接，所述Y方向水平调整板上设置有第一条形孔，所述X方向水平调整板上设置有第二条形孔，所述X方向水平调整板位于所述Y方向水平调整板的下方且与所述第一条形孔滑动连接，所述第二条形孔与所述第一条形孔垂直布置；

所述焊接压紧机构位于所述X方向水平调整板的下方且与所述第二条形孔滑动连接。

优选地，在上述通用型焊接工装中，所述支撑定位机构包括：

第一直线轴承，所述Y方向水平调整板的两端分别连接一个或多个所述第一直线轴承；

第一线性导向轴，每个所述第一直线轴承套设在一个所述第一线性导向轴上且可沿所述第一线性导向轴上下滑动；

台架，所述第一线性导向轴的底部均与台架固连。

优选地，在上述通用型焊接工装中，所述台架上还设置有用于放置所述被焊接件的支撑板，所述支撑板设置于所述台架上且与其水平滑动连接。

优选地，在上述通用型焊接工装中，所述台架上还设置有：

用于对所述支撑板的前方进行限位的固定限位块；

用于对所述支撑板的后方进行限位的缓冲件；

用于将所述支撑板限位在焊接工位上的第一肘夹，所述支撑板滑动到所述台架上的所述焊接工位时，所述固定限位块和所述第一肘夹分别位于所述支撑板的两侧并对其进行限位。

优选地，在上述通用型焊接工装中，所述支撑板上设置有用于支撑所述被焊接件并提供绝缘防护的绝缘板。

优选地，在上述通用型焊接工装中，还包括活动限位块，所述绝缘板上根据不同的所述被焊接件在多个位置分别设置有用于安装所述活动限位块的定位孔。

优选地，在上述通用型焊接工装中，所述支撑定位机构中，还包括压紧调节机构，所述压紧调节机构用于控制所述第一直线轴承在所述第一线性导向轴上沿轴向滑动和定位。

优选地，在上述通用型焊接工装中，所述焊接压紧机构包括：

焊接调整块，所述焊接调整块位于所述X方向水平调整板的下方且与所述第二条形孔滑动连接，所述焊接调整块上设置有用于激光焊接的焊接通孔；

焊接压头，所述焊接压头位于所述焊接调整块的下方且与其弹性连接。

优选地，在上述通用型焊接工装中，还包括第二线性导向轴和与其适配的第二直线轴承，

所述第二线性导向轴的下端与所述焊接压头固连；

所述焊接调整块上设置有导向孔，所述第二线性导向轴套设在所述导向孔内，且通过所述第二直线轴承可沿所述导向孔上下滑动。

优选地，在上述通用型焊接工装中，还包括：

用于控制所述X方向水平调整板的移动行程的第一执行机构；

用于控制所述焊接压紧机构的移动行程的第二执行机构。

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的通用型焊接工装中，由于焊接压紧机构位于X方向水平调整板的下方且与第二条形孔滑动连接，从而焊接压紧机构可沿第二条形孔的长度方向(即X向)调整行程，即焊接压紧机构X向可调；由于X方向水平调整板位于Y方向水平调整板的下方且与第一条形孔滑动连接，从而X方向水平调整板可沿第一条形孔的长度方向(即Y向)调整行程，即焊接压紧机构Y向可调。

可见，本实用新型提供的通用型焊接工装中的焊接压紧机构，能够根据实际的具体情况在X方向上、Y方向上调节行程，以便于对准焊接位置后再对其进行压紧固定和焊接操作，从而能够确保焊接位置的准确性、确保焊接质量的稳固性，同时，还能够适应当前市面上多款不同外形尺寸的电池模组单体电芯(包括不同的电芯数量及电芯型号)及不同极耳位置的焊接夹持，满足通用性需求。不需要重新定制工装，一套工装可顶替多套工装使用，从而有助于压缩生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的通用型焊接工装的主视图；

图2为本实用新型实施例提供的通用型焊接工装的俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的Y方向水平调整板和X方向水平调整板的连接结构俯视图；

图4为本实用新型实施例提供的Y方向水平调整板和X方向水平调整板的连接结构主视图；

图5为本实用新型实施例提供的X方向水平调整板和焊接压紧机构的连接结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的绝缘压板的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的焊接压紧机构的主视图；

图8为本实用新型实施例提供的焊接压紧机构的俯视图。

其中：

1-台架，2-缓冲环，3-长螺栓，4-固定限位块，5-直线导轨，6-支撑板，

7-绝缘板，8-调整限位块，9-限位肘夹，10-肘夹固定座，11-拉手，

12-第二肘夹，13-线性导向轴1，14-第一直线轴承，15-第一连接板，

16-支撑座，17-第二连接板，18-焊接调整块，19-焊接压头，

20-第二线性导向轴，21-第二直线轴承，22-X方向水平调整板，

23-压缩弹簧，24-Y方向水平调整板，25-绝缘压板，

180-焊接通孔，181-连接孔，200-导向孔。

具体实施方式

本实用新型公开了一种通用型焊接工装，可替代多套工装，适用于不同型号不同尺寸的动力电池模组进行焊接，成本相对较低。

本实用新型提供的通用型焊接工装可适用于多种不同类型、不同尺寸的被焊接件，在焊接过程中对其进行焊接定位。下文中以被焊接件为动力电池模组(具体为单体电芯)为例进行举例说明，即在动力电池模组的生产工艺中，先通过本实用新型提供的通用型焊接工装对单体电芯上的汇流排和极耳之间的焊接位置进行定位，然后再通过激光焊接工艺(或其它焊接工艺)对该焊接位置进行焊接。但是，本实用新型对于被焊接件的类型、尺寸以及焊接工艺不作具体限定。

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图8，图1为本实用新型实施例提供的通用型焊接工装的主视图，图2为本实用新型实施例提供的通用型焊接工装的俯视图，图3为本实用新型实施例提供的Y方向水平调整板和X方向水平调整板的连接结构俯视图，图4为本实用新型实施例提供的Y方向水平调整板和X方向水平调整板的连接结构主视图，图5为本实用新型实施例提供的X方向水平调整板和焊接压紧机构的连接结构示意图，图6为本实用新型实施例提供的绝缘压板的结构示意图，图7为本实用新型实施例提供的焊接压紧机构的主视图，图8为本实用新型实施例提供的焊接压紧机构的俯视图。

本实用新型实施例提供的通用型焊接工装包括焊接压紧机构、支撑定位机构、X方向水平调整板22和Y方向水平调整板24，其中：

支撑定位机构用于放置动力电池模组单体电芯等被焊接件，Y方向水平调整板24的两端分别与支撑定位机构连接；

焊接压紧机构用于定位到动力电池模组中的汇流排和极耳之间需要进行焊接的焊接位置，并对焊接位置进行压紧固定，以便于焊接头进行焊接；

Y方向水平调整板24上设置有第一条形孔240，X方向水平调整板22位于Y方向水平调整板24的下方且与第一条形孔240滑动连接；

X方向水平调整板22上设置有第二条形孔220，第二条形孔220与第一条形孔240垂直布置，焊接压紧机构位于X方向水平调整板22的下方且与第二条形孔220滑动连接。

本实用新型实施例提供的通用型焊接工装中，由于焊接压紧机构位于X方向水平调整板22的下方且与第二条形孔220滑动连接，从而焊接压紧机构可沿第二条形孔220的长度方向(即X向)调整行程，即焊接压紧机构X向可调；由于X方向水平调整板22位于Y方向水平调整板24的下方且与第一条形孔240滑动连接，从而X方向水平调整板22可沿第一条形孔240的长度方向(即Y向)调整行程，即焊接压紧机构Y向可调。

可见，本实用新型实施例提供的通用型焊接工装中的焊接压紧机构，能够根据实际的具体情况在X方向上、Y方向上调节行程，以便于对准焊接位置后再对其进行压紧固定和焊接操作，从而能够确保焊接位置的准确性、确保焊接质量的稳固性，同时，还能够适应当前市面上多款不同外形尺寸的电池模组单体电芯(包括不同的电芯数量及电芯型号)及不同极耳位置的焊接夹持，满足通用性需求。不需要重新定制工装，一套工装可顶替多套工装使用，从而有助于压缩生产成本。

在具体实施例中，X方向水平调整板22与第一条形孔240之间的可滑动连接，可通过螺栓或其它类似连接件来实现。具体地，可参阅图3和图4，螺栓的上端与Y方向水平调整板24上的第一条形孔240卡接，螺栓穿过第一条形孔240后下端与X方向水平调整板22连接，从而，令X方向水平调整板22可沿第一条形孔240滑动。

同理地，焊接压紧机构与第二条形孔220之间的可滑动连接，可通过螺栓或其它类似连接件来实现。具体地，可参阅图5，螺栓的上端与X方向水平调整板22上的第二条形孔220卡接，螺栓的下端与焊接压紧机构连接，从而，令焊接压紧机构可沿第二条形孔220滑动。

进一步地，Y方向水平调整板24和X方向水平调整板22之间还设置有绝缘压板25，以提供绝缘保护。

请参见图1和图2，在具体实施例中，上述支撑定位机构包括台架1，台架1上设置有四组第一直线轴承14和第一线性导向轴13。其中：第一线性导向轴13的底部通过支撑座16固连在台架1上，每个第一直线轴承14套设在一个第一线性导向轴13上且可沿第一线性导向轴13的轴线上下滑动，构成竖直方向上的压缩调整机构。

具体地，Y方向水平调整板24设置有两个，且平行布置，每个Y方向水平调整板24的两端分别与一个第一直线轴承14连接；X方向水平调整板22设置有多个，且平行布置。

为了进一步优化上述技术方案，在台架1上还设置有用于放置电池模组等被焊接件的支撑板6，支撑板6上设置有用于支撑被焊接件并提供绝缘防护的绝缘板7。优选地，支撑板6设置于台架1上且与其水平滑动连接；支撑板6上设置有用于拉动或推进部装前后移动的拉手11。

具体地，台架1的上侧设置有直线导轨5，支撑板6设置在直线导轨5上，可沿直线导轨5前后滑动。

进一步地，台架1上还设置有用于对支撑板6的前方进行限位的固定限位块4和用于将支撑板6夹紧限位在焊接工位上的第一肘夹9。第一肘夹9通过肘夹固定座10固定在台架1上。

具体地，进行焊接操作前，将被焊接件放置于绝缘板7上，推动支撑板6向前滑动到台架1上的焊接工位，直到顶住固定限位块4，然后通过第一肘夹9将支撑板6定位在该工位上，固定好之后再调整焊接压紧机构并进行焊接操作，此时，固定限位块4和第一肘夹9分别位于支撑板6的前后两侧并对其进行限位。当焊接完成后，松开第一肘夹9，向后拉出支撑板6，使被焊接件离开焊接工位，从而便于检查和更换。

为了避免支撑板6脱离直线导轨5，从而，在台架1上，直线导轨5的后端设置有用于对支撑板6的后方进行限位的缓冲件2。

在此需要说明的是，上段中所说的“前方”和“后方”是以支撑板6在直线导轨5上移动时的方向作为参考基准，即：“前方”指图2中的上方位置，“后方”即指图2中的下方位置。

优选地，在上述通用型焊接工装中，还包括活动限位块8。绝缘板7上根据多个不同型号、不同尺寸要求的被焊接件在多个位置分别设置有用于安装活动限位块8的定位孔。从而，通过活动限位块8可对不同型号、不同尺寸要求的被焊接件进行侧方限位。

优选地，还可通过活动限位块8和固定限位块4测试被焊接件所受收到的挤压压力。

在具体实施例中，上述支撑定位机构中还包括压紧调节机构，压紧调节机构用于控制第一直线轴承14在第一线性导向轴13上沿轴向滑动和定位。

优选地，上述压紧调节机构包括第一连接板15、第二肘夹12、调整螺栓3、第二连接板17。第二肘夹12的下端通过第一连接板15与台架1连接；第二肘夹12的上端通过调整螺栓3与第二连接板17连接，第二连接板17与第一直线轴承14连接。从而，通过第二肘夹12可控制第一直线轴承14带动第二连接板17、Y方向水平调整板24、X方向水平调整板22、焊接压紧机构上下移动。控制焊接压紧机构向下移动，则压紧被焊接件的焊接位置，准备焊接；控制焊接压紧机构向上移动，则脱离该焊接位置，焊接暂停或结束。此外，调节螺栓3为长螺栓，通过调节螺栓3可调节第二肘夹12上下移动的具体距离。

请参阅图7和图8，在具体实施例中，上述焊接压紧机构包括焊接调整块18和焊接压头19。其中：

焊接压头19用于压紧被焊接件的焊接位置(例如用于压紧汇流排和极耳)；

焊接调整块18上设置有用于激光焊接的焊接通孔180，还对称设置有连接孔181；

焊接压头19位于焊接调整块18的下方且与其通过压缩弹簧23弹性连接，压缩弹簧23用于在焊接压头19和被焊接件的焊接位置之间提供弹性缓冲，保证压装精度；焊接调整块18位于X方向水平调整板22的下方，螺栓或其它连接件的下端与焊接调整块18上的连接孔181连接，螺栓或其它连接件的上端与第二条形孔220卡接，从而实现焊接调整块18和第二条形孔220之间的滑动连接。

优选地，上述焊接压紧机构中还包括第二线性导向轴20和与其适配的第二直线轴承21。其中：

焊接调整块18上对称设置有两个用于套设第二线性导向轴20的导向孔200；

第二直线轴承21设置有两个，分别位于焊接调整块18的下方且与其固连，第二直线轴承21与导向孔200同轴连接；

第二线性导向轴20的下端与焊接压头19固连，第二线性导向轴20的上端套设在导向孔200内，且通过第二直线轴承21可沿导向孔200上下滑动；

两个压缩弹簧23分别套设在两个第二线性导向轴20的下端，且位于第二直线轴承21和焊接压头19之间。

可见，两个压缩弹簧23能有效地对汇流排和极耳进行压紧定位；第二线性导向轴20和与其适配的第二直线轴承21能够且进一步保证焊接压紧机构的压装精度。

综上，本实用新型具体实施提供的通用性焊接工装，在焊接汇流排和极耳时，具体操作过程为：

把组装完成的动力电池模组放置于可前后移动的支撑板6上，并推进到台架1的焊接工位处，通过固定限位块4进行限位；

第一肘夹9压合支撑板6；

根据模组电芯型号及串数不同调整活动限位块8在绝缘板7上的具体安装位置；

模组限位完毕后，根据极耳位置，调整焊接压紧机构在X水平方向、Y水平方向上的具体位置，令焊接压头19的中心对齐极耳的中心位置；

调整调节螺栓3到合适位置，第二肘夹12下拉，压紧极耳与汇流排；

调整激光器功率和焊接轨迹进行焊接操作；

焊接完成后，第二肘夹12上拉，第一肘夹9拉开，通过拉手11将支撑板6拉出，取下焊接好的电池模组。

此外，在具体实施例中，对上述X方向水平调整板22和焊接压紧机构的具体调节，不仅可通过工作人员进行手动调节，而且还可通过执行机构进行自动化控制调节。例如：X方向水平调整板22的移动行程通过第一执行机构(例如气缸)进行控制；焊接压紧机构的移动行程通过第二执行机构(例如气缸)进行控制。而且，第一执行机构和第二执行机构的行程控制参数可根据不同类型、不同尺寸的被焊接件进行具体设置；或者，在生产过程中，根据不同类型、不同尺寸的被焊接件替换不同行程的执行机构来提供驱动力。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种通用型焊接工装，其特征在于，包括用于放置被焊接件的支撑定位机构、用于对所述被焊接件的焊接位置进行固定的焊接压紧机构，以及X方向水平调整板(22)和Y方向水平调整板(24)，其中：

所述Y方向水平调整板(24)的两端分别与所述支撑定位机构连接，所述Y方向水平调整板(24)上设置有第一条形孔(240)，所述X方向水平调整板(22)上设置有第二条形孔(220)，所述X方向水平调整板(22)位于所述Y方向水平调整板(24)的下方且与所述第一条形孔(240)滑动连接，所述第二条形孔(220)与所述第一条形孔(240)垂直布置；

所述焊接压紧机构位于所述X方向水平调整板(22)的下方且与所述第二条形孔(220)滑动连接。

2.根据权利要求1所述的通用型焊接工装，其特征在于，所述支撑定位机构包括：

第一直线轴承(14)，所述Y方向水平调整板(24)的两端分别连接一个或多个所述第一直线轴承(14)；

第一线性导向轴(13)，每个所述第一直线轴承(14)套设在一个所述第一线性导向轴(13)上且可沿所述第一线性导向轴(13)上下滑动；

台架(1)，所述第一线性导向轴(13)的底部均与台架(1)固连。

3.根据权利要求2所述的通用型焊接工装，其特征在于，所述台架(1)上还设置有用于放置所述被焊接件的支撑板(6)，所述支撑板(6)设置于所述台架(1)上且与其水平滑动连接。

4.根据权利要求3所述的通用型焊接工装，其特征在于，所述台架(1)上还设置有：

用于对所述支撑板(6)的前方进行限位的固定限位块(4)；

用于对所述支撑板(6)的后方进行限位的缓冲件(2)；

用于将所述支撑板(6)限位在焊接工位上的第一肘夹(9)，所述支撑板(6)滑动到所述台架(1)上的所述焊接工位时，所述固定限位块(4)和所述第一肘夹(9)分别位于所述支撑板(6)的两侧并对其进行限位。

5.根据权利要求3所述的通用型焊接工装，其特征在于，所述支撑板(6)上设置有用于支撑所述被焊接件并提供绝缘防护的绝缘板(7)。

6.根据权利要求5所述的通用型焊接工装，其特征在于，还包括活动限位块(8)，所述绝缘板(7)上根据不同的所述被焊接件在多个位置分别设置有用于安装所述活动限位块(8)的定位孔。

7.根据权利要求2所述的通用型焊接工装，其特征在于，所述支撑定位机构中，还包括压紧调节机构，所述压紧调节机构用于控制所述第一直线轴承(14)在所述第一线性导向轴(13)上沿轴向滑动和定位。

8.根据权利要求1至7任一项所述的通用型焊接工装，其特征在于，所述焊接压紧机构包括：

焊接调整块(18)，所述焊接调整块(18)位于所述X方向水平调整板(22)的下方且与所述第二条形孔(220)滑动连接，所述焊接调整块(18)上设置有用于激光焊接的焊接通孔(180)；

焊接压头(19)，所述焊接压头(19)位于所述焊接调整块(18)的下方且与其弹性连接。

9.根据权利要求8所述的通用型焊接工装，其特征在于，还包括第二线性导向轴(20)和与其适配的第二直线轴承(21)，

所述第二线性导向轴(20)的下端与所述焊接压头(19)固连；

所述焊接调整块(18)上设置有导向孔(200)，所述第二线性导向轴(20)套设在所述导向孔(200)内，且通过所述第二直线轴承(21)可沿所述导向孔(200)上下滑动。

10.根据权利要求1至7任一项所述的通用型焊接工装，其特征在于，还包括：

用于控制所述X方向水平调整板(22)的移动行程的第一执行机构；

用于控制所述焊接压紧机构的移动行程的第二执行机构。