CN210209060U - 一种自动焊接机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动焊接机，属于锂电池处理领域，包括焊接部、焊接台、上料部以及检测部。焊接部包括激光焊接机、保护组件、压头组件、三轴移动组件、定位组件。上料部将电芯模组搬运到焊接台上，定位组件能够对此电芯模组的极耳与镍片进行定位，三轴移动组件带动激光焊接机移动到适宜焊接的位置，激光焊接机对电芯模组的极耳与镍片进行焊接，检测部对焊接完毕的电芯模组进行检测。该实用新型提高了焊接效果，大幅降低出现虚焊等情况，从而降低了次品率，节约人力与时间成本。

Description

一种自动焊接机

技术领域

本实用新型涉及一种自动焊接机，具体涉及一种将电芯的极耳焊接到汇流盘上的焊接设备。

背景技术

电力作为一种环保、稳定的能源被应用到越来越多的领域中，例如汽车领域中新兴的电动汽车便是其中的受益者之一。电芯作为电力的载体在电力的使用中担任着不可或缺的重要角色。在多个电芯按照一定顺序堆叠并打包后，需要将它们的正负极耳分别焊接到对应汇流盘上统一形成两个总极耳。

传统的对电芯极耳焊接的方式为电阻焊，但电阻焊的焊接效果不稳定，会产生虚焊和焊接精度低等问题，进而导致次品产生，这样将增加人力成本与时间成本。

实用新型内容

本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种自动高效且精确稳定的焊接机。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

如本实用新型的一个方面，提供了一种自动焊接机，自动焊接机包括焊接台、焊接部，焊接部设置于焊接台的旁侧，焊接部包括激光焊接机、压头组件、定位组件及移动组件，激光焊接机安装在移动组件上，压头组件设置于焊接台的旁侧、移动组件下方。定位组件测量出位置信息后，移动组件带动激光焊接机调整位置，压头组件压紧极耳位置与镍片位置，激光焊接机对放置于焊接台上的电芯模组的极耳与镍片部分进行焊接处理，提高了焊接质量，避免出现次品。

如本实用新型的一实施方式，自动焊接机还包括上料部，上料部包括第一驱动机构、连接件以及至少一个夹爪组件，至少一个夹爪组件通过连接件与第一驱动机构的驱动端传动连接，第一驱动机构通过连接件驱动夹爪组件移动,每一个夹爪组件都包括控制夹爪开合的第二驱动机构。通过在上料部中设置驱动机构与夹爪组件，可方便地将电芯模组移动到适应位置并控制夹爪取放电芯模组，方便进行自动化地大批量加工。

如本实用新型的一实施方式，上料部还包括一个直线运输组件，直线运输组件的一输送端设置于靠近焊接台的位置。设置直线运输组件使得上料部更加适应整体工艺流程，方便自动化加工。

如本实用新型的一实施方式，自动焊接机还包括检测部，检测部包括一个或两个检测机构以及一个挡光板，其中：

检测机构包括检测相机、调节组件，检测相机安装在调节组件上，检测机构设置于上料部输送线一端的一侧或相对的两侧，检测相机对上料部的输送线上的电芯模组已焊接完毕的极耳部分进行拍照，挡光板设置于上料部与焊接台之间。相机可以拍摄焊接后的极耳图像并发送给后台的处理模块，由处理模块进行计算，检测焊接效果。通过设置挡光板可以防止检测相机与焊接部互相干扰。

如本实用新型的一实施方式，压头组件包括三个压头机构，每个压头机构包括压头与移动装置，三个压头分别压住电芯模组中两个相邻或不相邻电芯的极耳以及一处镍片，移动装置带动压头移动到适合压极耳及镍片的位置。通过如上设置，压头可灵活调整自身位置，准确压紧极耳及镍片。

如本实用新型的一实施方式，压头包括一片或两片带倾斜角度的压片，压片的压紧端压紧极耳的一端，压片的安装端设置有绝缘板。通过使用压片压紧极耳，不仅能得到稳固的压紧效果而且在焊接后便于清理附着在压片上的焊渣，绝缘板可以防止压头与电芯的极耳接触时将电芯的电流导出到机台，一方面防止发生安全隐患，另一方面避免浪费电芯内的剩余电量。

如本实用新型的一实施方式，定位组件包括光源、定位相机以及至少一个测距仪，定位相机与光源设置在移动组件上，测距仪设置在压头机构上，压头与焊接台上的电芯模组的距离处于测距仪检测范围内。光源为定位相机提供亮度合适的照明，测距仪可以测出当前焊接机与电芯模组的距离便于调整。

如本实用新型的一实施方式，保护组件包括吸附管、吸附环与气枪，吸附管设置于焊接位置上方，气枪对应吸附管设置在焊接位置下方，吸附环设置于激光焊接机镜头前。通过吸附环、吸附管与气枪的共同作用来对焊接时产生的焊渣进行收集清理，防止溅射的焊渣划伤镜头及落入机台引起安全隐患。

由上述技术方案可知，本实用新型所述的自动焊接机的优点和积极效果在于：

本实用新型中自动焊接机能够接入电芯模组自动化生产线，提高了焊接效果，避免出现虚焊等情况，从而降低了次品率,节约人力与时间成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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，还可以如这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所述的不包括压头组件的焊接部结构示意图；

图2为本实用新型所述压头组件的结构示意图；

图3为本实用新型所述的压头结构的部分示意图；

图4为本实用新型所述的不包括直线运输组件上料部结构示意图；

图5为本实用新型所述的检测部结构示意图；

图6为本实用新型所述的焊接台结构示意图；

图7为本实用新型所述的自动焊接机整体结构示意图；

图8为一种规格的电芯模组的一视角的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、焊接部；111、吸附管；113、吸附环；12、激光焊接机；13、压头组件；131、第一压头机构；132、第二压头机构；133、第三压头机构；1320、第二移动装置；1330、第三移动装置；1321、压片；1331、绝缘板；14、移动组件；151、光源；153、测距仪；2、焊接台；21、规整组件；22、升降组件；3、上料部；31、第一驱动机构；32、连接件；33、夹爪组件；331、第二驱动机构；34、直线运输组件；4、检测部；41、检测机构；42、挡光板；411、检测相机；412、调节组件；51、第一极耳重叠处；52、第二极耳重叠处；53、第三极耳重叠处；54、第四极耳重叠处；55、第五极耳重叠处；56、第六极耳重叠处；61、第一镍片重叠处；62、第二镍片重叠处；63、第三镍片重叠处。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

在对本实用新型的不同示例的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本实用新型的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本实用新型的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本实用新型范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“顶部”、“底部”、“前部”、“后部”、“侧部”等来描述本实用新型的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如如附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本实用新型的范围内。

在锂电池的生产工序中，有一道工序为对电芯的极耳与镍片部分进行焊接，使多个同极性的极耳焊接到汇流盘上。

传统的对电芯焊接的方式为电阻焊，但电阻焊效果不稳定，会产生虚焊、焊接精度低等问题，从而造成次品率较高、对次品重新处理的人力及时间成本增加等后果。

如图7所示，本实用新型提供了一种自动焊接机，能够改善上述问题，提高焊接效果、避免可能增加的人力及时间成本。

本例中所述电芯模组，是由多个电芯按照一定顺序堆叠并包装形成的电池包。电芯的极耳位置有两种，即正负极都在一端或在相对的两端。在实际生产中，根据电芯极耳位置的不同，可以设置一个焊接部1或相对设置两个焊接部1。在本例中，一个电芯模组包含六个正负极分别在相对两端的电芯，所以将两个焊接部1相对设置在焊接台2的两侧。根据工艺需求，需要将这六个电芯的极耳分别焊接到汇流盘上（图中未示出），汇流盘将成为一个总极耳。根据客户的需求，每一个电芯还包括一个镍片，镍片具有较高的传热性能。电芯模组在寒冷环境下供电时，需要先加热镍片来预热电芯。 在前道工位，相邻两个电芯的镍片被交叠后压紧，六个电芯的极耳被向同一侧折弯后叠在汇流盘上。如图8所示，电芯模组的侧面上方为三处镍片重叠处，即第一镍片重叠处61、第二镍片重叠处62、第三镍片重叠处63；电芯模组的侧面下方为六处极耳重叠处，即第一极耳重叠处51、第二极耳重叠处52、第三极耳重叠处53、第四极耳重叠处54、第五极耳重叠处55、第六极耳重叠处56。激光焊接机12的焊接顺序为先按照一定的顺序焊接六处极耳再焊接三处镍片重叠处。

如图7所示，本实用新型所述自动焊接机包括上料部3、焊接部1、焊接台2以及检测部4（焊接台2在图7中未示出），上料部3用于搬运电芯模组，焊接部1用于对电芯模组的三处镍片重叠位、六处极耳重叠位进行焊接，检测部4用于对焊接完毕的电芯模组进行检测。

如图1所示，在本例中，激光焊接机12安装在移动组件14上，定位组件的光源151与定位相机固定安装于激光焊接机12一侧，移动组件14可以带动激光焊接机12与定位组件移动从而调整激光焊接机12的位置。

为测量出当前激光焊接机12与电芯模组的位置关系，焊接部1设置有定位组件，定位组件包括定位相机与光源151和至少一个测距仪153。光源151为定位相机提供亮度适宜的照明，定位相机对电芯模组侧面进行拍照，同时测距仪153测出压头组件13与电芯模组的距离。定位相机和测距仪153将结果发送到处理模块进行计算，根据计算结果，移动组件14进行移动调整。在实际情况中，只要可以同样达到测量位置关系的目的，定位组件可以安装在其他位置，并不仅仅局限于图1、图2中所示位置。同样地，只要能达到调整位置的目的，也可以使用机器人等其他机构来代替移动组件14，本例对此不作限制。

为了保护激光焊接机12的镜头及保持机台内的清洁，焊接部1设置有保护组件，保护组件包括吸附管111、气枪以及吸附环113（其中吸附管111与气枪在图1中未示出），吸附管111设置在电芯模组的焊接面上方，气枪则设置在焊接面下方，通过两者配合来收集焊接过程中产生的焊渣。吸附环113设置在激光焊接机的镜头前方，吸附环113的外形为圆弧形，吸附环113上方设置有可用于吹气或者吸气的多个孔位，请参考图1。吸附环113通过吹气或吸气的方式来改变回弹焊渣的运动轨迹，防止焊渣损伤镜头。

如图6所示为焊接台2的结构示意图。焊接台2的主要作用为承载上料部3搬运来的电芯模组，使电芯模组处于适于焊接的位置。为防止电芯模组出现位置偏差，焊接台2设置了规整组件21，规整组件21对电芯模组进行规整并固定，防止焊接时电芯模组偏移，降低焊接效果。为便于对焊接台2托举电芯模组的高度进行调整，焊接台2可以设置升降组件22，由电机、气缸等驱动机构进行调整，或者由人工进行调整固定。进一步地，焊接台2也可以设置旋转组件，即可以将电芯模组旋转180°，无需设置两个焊接部1也可以焊接电芯模组两侧的镍片及极耳。

如图2所示，本例中压头组件13有三个压头机构，分别为第一压头机构131、第二压头机构132与第三压头机构133，其中第一压头机构131只用于压紧镍片且第一压头机构131安装在第二压头机构133一侧，第一压头机构131与第二压头机构133共用第二移动装置1320来调整自身位置，为便于焊接，也可以为第一压头机构131单独设置第一移动装置，使得第一压头机构131能够独立调整自身位置。第二压头机构132与第三压头机构133用于压紧两处相邻或不相邻的极耳，第一压头机构131固定安装于第二压头机构132一侧，第二压头机构132与第三压头机构133会根据处理模块反馈的信息来调整自身所在位置，从而准确对镍片及两处极耳进行压紧，便于激光焊接机12进行焊接。

压头包括一个或两个压片1321，压片1321直接抵靠极耳的一端，对极耳进行压紧，进一步地，为了增强压紧极耳的效果，压头可以设置两个压片1321分别对一处极耳的两端进行压紧。在实际生产中，激光焊接机12在焊接时会产生焊渣，且部分焊渣会附着于压片1321上不便于清理，所以压片1321被设置成向内倾斜样式，且压片1321与极耳的最小夹角的角度在0-90°之间，请参考图3。由于压片1321的材质是金属且与极耳直接接触，所以压片1321的安装端设置有绝缘板1331，防止由于压片1321导电可能产生的安全事故。

上料部3可以对电芯模组进行上料处理，即第二驱动组件带动夹爪开合来夹取或释放电芯模组，第一驱动组件带动安装在连接件32上的夹爪组件33升降及横移，将电芯模组搬运到焊接台2上。可选地，上料部3可以增加设置一个直线运输组件34来辅助进行上料操作。上料部3的连接件32仅仅用于挂载至少一个夹爪组件33，在一种可能的情况下，当夹爪组件33为一个时，连接件32可以省略，此时夹爪组件33直接与第一驱动机构31传动相连，直接由第一驱动机构31带动。第一驱动机构31可以搬运电芯模组。本例中第一驱动机构31由电机驱动，在能达到相同效果的前提下，也可以由气缸、电缸、机器人等机构代替电机，在此对第一驱动机构31的具体类型不作限制。同样地，在本例中第二驱动机构331由气缸驱动，在能达到相同效果的前提下，也可以由其他类型的驱动机构代替，在此不对第二驱动机构331的具体类型进行限制。

在焊接完成后，上料部3将焊接完毕的电芯模组由焊接台2搬运到检测部4的位置，根据电芯极耳样式的不同，检测机构41可以设置在一侧或相对的两侧，检测相机411拍摄电芯模组的焊接面，并将图像传给处理模块，处理模块根据图像判断焊接是否合格的结果。为了防止检测相机411的闪光灯影响到定位相机或光源151影响到检测相机411，在直线运输组件34的一端与焊接台1之间设置挡光板42。

需要补充说明的是，除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接。另外，文中所讲的“至少一个”包括一个、两个或两个以上。

本领域技术人员在考虑说明书及实践后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种自动焊接机，其特征在于，包括焊接台、焊接部，所述焊接部设置于所述焊接台的旁侧，所述焊接部包括激光焊接机、压头组件、定位组件以及移动组件，所述激光焊接机安装在所述移动组件上，所述压头组件设置于所述焊接台侧边且位于所述移动组件的下方。

2.如权利要求1所述的自动焊接机，其特征在于，还包括上料部，所述上料部包括第一驱动机构、连接件以及至少一个夹爪组件，所述夹爪组件通过所述连接件与所述第一驱动机构的驱动端传动连接，所述第一驱动机构通过所述连接件驱动所述夹爪组件移动，每一个夹爪组件都包括控制夹爪开合的第二驱动机构。

3.如权利要求2所述的自动焊接机，其特征在于，所述上料部还包括一个直线运输组件，所述直线运输组件的一输送端设置于靠近焊接台的位置。

4.如权利要求2所述的自动焊接机，其特征在于，还包括检测部，所述检测部包括一个或两个检测机构以及一个挡光板，其中：

所述检测机构包括检测相机、调节组件，所述检测相机安装在所述调节组件上，所述检测机构设置于所述上料部的运输线一端的一侧或相对的两侧，所述挡光板设置于所述上料部与焊接台之间。

5.如权利要求1所述的自动焊接机，其特征在于，所述压头组件包括三个压头机构，所述压头机构包括压头与移动装置。

6.如权利要求5所述的自动焊接机，其特征在于，所述压头包括一片或两片带倾斜角度的压片，所述压片的压紧端压紧极耳的一端，所述压片的安装端设置有绝缘板。

7.如权利要求5或6所述的自动焊接机，其特征在于，所述定位组件包括光源、定位相机以及至少一个测距仪，所述定位相机与所述光源设置在所述移动组件上，所述测距仪设置在所述压头机构上，所述压头与所述焊接台上的电芯模组的距离处于所述测距仪检测范围内。

8.如权利要求1所述的自动焊接机，其特征在于，所述焊接部还包括保护组件，所述保护组件包括吸附管、吸附环与气枪，所述吸附管设置于焊接位置上方，所述气枪对应所述吸附管设置于焊接位置下方，所述吸附环设置于所述激光焊接机的镜头前。

9.如权利要求1所述的自动焊接机，其特征在于，包括一个或两个焊接部。

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