CN210209144U - 焊接装置和电池组装线 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种焊接装置和电池组装线。焊接装置包括：夹具用于固定带有极耳的电池壳并使得极耳和电池壳处于倒置状态；压持机构包括压持件和压持驱动件，压持件上设有通槽，压持件与压持驱动件连接，压持驱动件驱动压持件压持处于倒置状态的所述极耳于盖帽上；焊接机构用于通过通槽将极耳和盖帽焊接成一体。通过上述方式，本申请能够避免极耳和盖帽焊接时杂质进入电池壳内，进而提升电池的安全性能。

Description

焊接装置和电池组装线

技术领域

本申请涉及电池生产设备技术领域，特别是涉及一种焊接装置和电池组装线。

背景技术

电池生产过程中，电芯装入电池壳内，随后将电池壳装入托杯，电池壳随托杯传送至设定工位完成相应工序，如将电芯上的极耳与盖帽焊接等工序。

目前将电芯上的极耳均朝上设置并在这种状态下完成与盖帽焊接，这种焊接方式极易导致杂质进入电池壳内，影响电池安全性能。

实用新型内容

本申请主要提供一种焊接装置和电池组装线，以解决极耳与盖帽焊接时极易导致杂质进入电池壳内，影响电池安全性能的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种焊接装置。焊接装置包括：夹具用于固定带有极耳的电池壳并使得极耳和电池壳处于倒置状态；压持机构包括压持件和压持驱动件，压持件上设有通槽，压持件与压持驱动件连接，压持驱动件驱动压持件压持处于倒置状态的所述极耳于盖帽上；焊接机构用于通过通槽将极耳和盖帽焊接成一体。

在一具体实施例中，所述焊接装置还包括调整机构，所述调整机构包括调整件和调整驱动件，所述调整件与对应的所述调整驱动件连接，两所述调整驱动件驱动对应的所述调整件配合夹持所述极耳并将所述极耳调整至对准所述盖帽。

在一具体实施例中，所述焊接装置还包括预定位机构，所述预定位机构包括压针和压针驱动件，所述压针与所述压针驱动件连接，且所述压针穿设于所述通槽，所述压针驱动件驱动所述压针在所述调整件将所述极耳调整至对准所述盖帽时抵压所述极耳于所述盖帽上。

在一具体实施例中，所述压持件包括压持主体和压持凸块，所述压持凸块连接于所述压持主体上，所述压持主体与所述压持驱动件连接，所述通槽贯穿所述压持主体和所述压持凸块。

在一具体实施例中，所述焊接装置还包括焊接输送机构，所述焊接输送机构包括第一转盘、第二转盘和分度驱动件，所述第一转盘和所述第二转盘层叠设置，多个所述夹具设置于所述第一转盘上，多个盖帽承载件设置于所述第二转盘上，所述盖帽承载件与所述夹具一一对应，所述盖帽承载件用于承载所述盖帽，所述分度驱动件用于驱动所述第一转盘和第二转盘转动，以使得多个所述极耳和对应的所述盖帽依次对准焊接机构完成焊接。

在一具体实施例中，所述夹具包括托座和托板，所述托座的两侧均连接有所述托板，所述托座设置于所述第一转盘上，所述托座具有容置槽且背离所述容置槽的一侧设置有磁体，所述托板具有避让槽。

在一具体实施例中，所述翻转治具还包括翻转组件，所述翻转组件包括固定座、转轴、摆盘和第一弹性件，所述固定座连接于所述第一转盘上，所述转轴的一端与所述托座连接，所述转轴的另一端与所述摆盘连接，且所述转轴与所述固定座转动连接，所述夹具随所述转轴转动，所述第一弹性件设置于所述摆盘与所述固定座之间；

其中，所述摆盘可被驱动在所述固定座所限定的范围内摆动，并在无外力驱动时被所述第一弹性件的弹力抵靠于所述固定座上的第一位置或第二位置，其中所述第二位置为使得所述极耳处于倒置状态的位置。

在一具体实施例中，所述焊接装置还包括翻转机构，至少一个所述翻转机构沿所述第一转盘外围设置，所述分度驱动件驱动所述第一转盘带动多个所述夹具对准所述翻转机构，所述翻转机构用于翻转所述夹具。

在一具体实施例中，所述翻转机构包括翻转驱动件、夹爪和移动驱动件，所述夹爪与所述翻转驱动件连接，所述移动驱动件与所述翻转驱动件连接；

其中，所述移动驱动件用于驱动所述翻转驱动件向所述夹具移动，以使得所述夹具位于所述夹爪的操作范围内，所述翻转驱动件用于驱动所述夹爪转动，以翻转所述夹具。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种电池组装线。该电池组装线包括如上所述的焊接装置。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请公开了一种焊接装置和电池组装线。通过设置夹具以使得带极耳的电池壳处于倒置状态，即与杂质自由掉落的方向一致，进而可避免后续压持焊接极耳和盖帽的过程中所产生的杂质或其他来自环境中的杂质进入到电池壳内，有利于提升电池的安全性能；以及设置压持机构压持固定处于倒置状态的极耳和盖帽，并使得极耳与盖帽的焊接连接处显露于通槽中，且焊接机构通过通槽焊接极耳于盖帽上，通槽可有效阻挡焊接时飞溅的杂质并便于焊接机构对准，同时压持机构压持固定极耳和盖帽有利于提升焊接质量，进一步地提升电池的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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情况下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本申请提供的焊接装置一实施例的结构示意图；

图2是图1焊接装置中压持机构的结构示意图；

图3是图1焊接装置中调整机构及夹具的结构示意图；

图4是图1焊接装置中预定位机构的结构示意图；

图5是图1焊接装置中焊接输送机构的结构示意图；

图6是图1焊接装置中翻转治具的结构示意图；

图7是图6翻转治具中夹具的结构示意图；

图8是图6翻转治具中翻转组件的结构示意图；

图9是图1焊接装置中翻转机构和翻转治具的结构示意图；

图10是图1焊接装置中转盘组件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动情况下所获得的所有其他实施例，均属于本申请保护的范围。

若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1，图1是本申请提供的焊接装置一实施例的结构示意图。

该焊接装置100用于将处于倒置状态下的工件与另一个工件焊接成一体。例如，其可应用于电池生产中极耳与盖帽焊接的场景，将电池壳固定为开口朝下，因而自电池壳开口伸出的极耳也变为朝下，并被焊接至盖帽上。

现以电池生产场景中焊接极耳与盖帽的场景为例，表述本申请的方案。如图1所示，该焊接装置100包括夹具11、压持机构20和焊接机构30，夹具11用于固定带有极耳的电池壳并使得极耳和该电池壳处于倒置状态，倒置状态为使得电池壳的开口朝向与自由落体的方向一致，压持机构20用于将倒置状态下的极耳压持于盖帽上，焊接机构30用于将压持中的极耳与盖帽焊接成一体。

可选地，夹具11可采用夹爪结构固定带极耳的电池壳。

在电池生产中，电池壳的底部通常容置于托杯内，随托杯一起完成各种工序。本实施例中，如图3、图7所示，夹具11包括托座110和托板112，托座110的两侧均连接有托板112，托座110具有容置槽111且背离容置槽111的一侧设置有磁体113，托板112具有避让槽114。

其中，容置槽111用于与托杯外侧壁相匹配，磁体113将托杯吸附于容置槽111内，避让槽114用于避让托杯上的电池壳且与电池壳的外侧壁相匹配，且容置槽111的深度大于避让槽114的深度，托杯的一侧还可止挡于托板112上，以防止托杯下滑。

如图1、图2所示，压持机构20包括压持件21和压持驱动件22，压持件21上设有通槽210，压持件21与压持驱动件22连接，压持驱动件22驱动压持件21压持处于倒置状态的极耳于盖帽上，以固定极耳和盖帽，避免极耳和盖帽移位。

焊接机构30用于通过通槽210将固定后的极耳和盖帽焊接成一体。

通过设置夹具，以使得夹具11固定带极耳的电池壳后，该电池壳处于倒置状态，即与杂质自由掉落的方向一致，进而可避免后续压持焊接极耳和盖帽的过程中所产生的杂质或其他来自环境中的杂质进入到电池壳内，有利于提升电池的安全性能。

可选地，压持件21可以是一体式结构件，其用于压持极耳于盖帽上。

本实施例中，如图1、图2所示，压持件21包括压持主体212和压持凸块214，压持凸块214连接于压持主体212上，压持主体212与压持驱动件22连接，压持驱动件22驱动压持凸块214压持极耳于盖帽上，其中压持凸块214与极耳接触的表面具有较小的粗糙度，以避免压持件21对极耳的损伤。通槽210贯穿压持主体212和压持凸块214，以便于显露出极耳和盖帽的待焊接部位并便于焊接机构30执行焊接操作，同时还可防止焊接时产生的杂质飞溅进入电池壳内。

压持驱动件22可以是气缸、电缸或凸轮驱动机构，压持驱动件22还可以是电机与丝杠螺母组件组成的部件。

焊接机构30可以是激光焊接机、电阻焊接机，其通过通槽210将显露于通槽210内的极耳和盖帽焊接。

进一步地，如图3所示，焊接装置100还可以包括调整机构40，调整机构40包括调整件41和调整驱动件42，调整件41与对应的调整驱动件42连接，两调整驱动件42驱动对应的调整件41配合夹持极耳并将极耳调整至对准盖帽。因而，即使极耳的位置发生偏差，可通过调整机构40调整极耳对准盖帽，有利于提高极耳和盖帽的焊接精度。

电池壳与盖帽是对准的且均被固定，而极耳本身是柔性的，其可能相对电池壳偏斜，因而调整极耳对准盖帽，即相对地调整极耳至电池壳居中的位置。

如图3所示，极耳被调整至电池壳居中的位置，同时与盖帽对准。

两个调整件41间隔位于极耳的两侧，且两调整件41的间隔方向与焊接机构30对准盖帽的方向垂直。调整驱动件42可以是气缸、电缸或凸轮驱动机构，调整驱动件42还可以是电机与丝杠螺母组件组成的部件。调整件41与极耳接触的部分也可连接弹性件，以避免损伤极耳。

进一步地，如图1、图4所示，焊接装置100还可以包括预定位机构50，预定位机构50包括压针51和压针驱动件52，压针51与压针驱动件52连接，且压针51穿设于通槽210，压针驱动件52驱动压针51在调整件41将极耳调整至对准盖帽时抵压极耳于盖帽上，以对极耳和盖帽进行预定位，便于后续调整件41远离极耳，避免调整件41干涉压持件21压持极耳和盖帽。

压针驱动件52可以是气缸、电缸，压针驱动件52还可以是电机与丝杠螺母组件组成的部件。

可知地，极耳的宽度尺寸较小，且极耳的宽度尺寸小于通槽210同方向上的尺寸，进而极耳的宽度尺寸小于压持件21的同方向上的尺寸，进而压持件21在压持极耳时，若调整件41不远离极耳，必然有压持件21与调整件41发生干涉而无法将极耳压持于盖帽上，影响焊接效果。因而，通过设置预定位机构50，可在调整机构40完成调整极耳的位置后先将极耳预定位于盖帽上，再撤离调整件41，之后压持件21压持定位极耳于盖帽上。

在前一实施例中，焊接装置100的工作过程如下：夹具11固定带有极耳的电池壳并使得极耳和该电池壳处于倒置状态，调整机构40调整极耳对准盖帽，预定位机构50预固定极耳于盖帽上，然后调整驱动件42驱动调整件41远离极耳，压持驱动件22驱动压持件21压持固定极耳于盖帽上，最后焊接机构30通过通槽210焊接极耳和盖帽。

在上述实施例的基础上，参阅图1、图5，焊接装置100还包括焊接输送机构60，焊接输送机构60包括第一转盘61、第二转盘62和分度驱动件(未图示)，第一转盘61和第二转盘62层叠设置，多个夹具11设置于第一转盘61上，多个盖帽承载件63设置于第二转盘62上，盖帽承载件63与夹具11一一对应，盖帽承载件63用于承载盖帽，分度驱动件用于驱动第一转盘61和第二转盘62转动，以使得多个极耳和对应的盖帽依次对准焊接机构30完成焊接，提高了极耳与盖帽的焊接效率。

在一些实施例中，托座110连接于第一转盘61上。

在另一些实施例中，焊接装置100还包括翻转组件12，夹具11转动设置于翻转组件12上，翻转组件12连接于第一转盘61上，因而夹具11相对翻转组件12的方位可被调整，因而可将电池壳由一个方位调整至另一方位，例如将电池壳开口朝向由向上翻转为向下，以便于对电池壳上的极耳和盖帽进行焊接，以及可规避焊接时杂质落入到电池壳开口中的风险，能够相对地提升电池的可靠性。

如图6至图8所示，夹具11可相对翻转组件12摆动，且夹具11在无外力驱动时相对翻转组件12处于第一方位或第二方位，第一方位和第二方位为彼此相倒置的方位。

翻转组件12包括固定座13、转轴14、摆盘15和第一弹性件16，固定座13连接于第一转盘61上，转轴14的一端与托座110连接，转轴14的另一端与摆盘15连接，且转轴14与固定座13转动连接，第一弹性件16设置于摆盘15与固定座13之间。

其中，摆盘15可被驱动在固定座13所限定的范围内摆动，并在无外力驱动时被第一弹性件16的弹力抵靠于固定座13上的第一位置或第二位置，对应地，夹具11处于第一方位或第二方位，进而可改变电池壳开口朝向及极耳朝向。其中，第二位置为使得电池壳及极耳处于倒置状态的位置。

需要说明的是，在无外力驱动时，摆盘15被第一弹性件16所施加的弹性力抵靠于固定座13上的第一位置和第二位置中的一个位置上，而不会自由摆动，即在外部驱动力撤除时，夹具11所处的方位能够得到保持，无需一直施加外力保持夹具11的方位。

固定座13上设置有第一连接件130，摆盘15上设置有第二连接件150，第一弹性件16的两端分别连接第一连接件130和第二连接件150。

在一些实施例中，固定座13上具有两个凸起，以分别限定摆盘15抵靠于固定座13上的第一位置和第二位置，摆盘15在两个凸起所限定的方位之间摆动。

摆盘15为对称式凸轮结构，摆盘15包括一体结构的圆弧部154和凸峰部152，凸峰部152用于抵靠于凸起上。第二连接件150为杆件，连接于凸峰部152。第一连接件130为杆件，且第一连接件130与第二连接件150分别位于凸起相反的两侧，以实现在无外力驱动时凸峰部152能够被第一弹性件16的弹力抵靠于固定座13上的第一位置或第二位置。第一弹性件16例如为拉簧，进而利用拉簧的弹性拉力使得摆盘15抵靠于凸起上。

在另一些实施例中，固定座13上连接有第一限位件112和第二限位件114，摆盘15在第一限位件112和第二限位件114所限定的范围内摆动。

其中，摆盘15抵靠于第一限位件112时，夹具11位于第一方位；摆盘15抵靠于第二限位件114时，夹具11位于第二方位；第一方位与第二方位不同。可选地，第一方位与第二方位互为倒置的方位。

第一限位件112与第二限位件114结构相同，均具有一斜面，该斜面用于与凸峰部152接触的抵靠面。

第一限位件112具有第一调节孔113，第二限位件114具有第二调节孔115，第一限位件112通过第一调节孔113与固定座13连接，第二限位件114通过第二调节孔115与固定座13连接。

可选地，第一调节孔113和第二调节孔115均为长条型孔，进而可改变第一限位件112、第二限位件114在固定座13上的连接位置，以调节摆盘15的摆动范围。第一调节孔113和第二调节孔115还可为弧形孔。

进一步地，如图9、图10所示，焊接装置100还可以包括翻转机构70，至少一个翻转机构70沿第一转盘61外围设置，分度驱动件驱动第一转盘61带动多个夹具11对准翻转机构，翻转机构用于翻转夹具11，即翻转机构70对夹具11施加作用力，使得夹具11相对翻转组件12在第一方位与第二方位之间转变。

翻转机构70包括翻转驱动件71、夹爪72和移动驱动件73，夹爪72与翻转驱动件71连接，移动驱动件73与翻转驱动件71连接。

其中，移动驱动件73用于驱动翻转驱动件71向夹具11移动，以使得夹具11位于夹爪72的操作范围内，翻转驱动件71用于驱动夹爪72转动，以翻转夹具11，即对夹具11施加作用力，使得夹具11在第一方位与第二方位之间转变。

翻转驱动件71可以为旋转气缸、伺服电机或步进电机；翻转驱动件71通过导向组件滑动设置于支座上，该导向组件例如为线轨滑块机构；移动驱动件73例如为气缸、电缸，则移动驱动件73的活塞杆与翻转驱动件71连接，驱动翻转驱动件71向夹具11靠近，即夹爪72靠近夹具11，当夹具11位于夹爪72的可操作范围内时，翻转驱动件71可驱动夹爪72旋转180°，以带动夹具11由第一方位翻转至第二方位或由第二方位翻转第一方位。

进而夹具11和翻转机构70配合使得电池壳开口朝向由向上翻转为向下，进而便于压持机构20和焊接机构30配合对电池壳上的极耳和盖帽进行焊接。

本实施例中，第一转盘61上均匀设置有六个翻转组件12和夹具11，在第一转盘61外周设置有两个翻转机构70，其中一个翻转机构70用于将夹具11由第一方位翻转至第二方位，即将电池壳上的极耳由朝上翻转为朝下，另一个翻转机构70用于将夹具11由第二方位翻转至第一方位，以将夹具11回复至初始位置，便于后续翻转其他的电池壳及极耳，进而在焊接输送机构60的旋转下，可实现持续对极耳、盖帽的持续上料供料和焊接，有利于提高焊接效率。

进一步地，本申请还提供一种电池组装线，该电池组装线包括上述焊接装置100。电池组装线可在电池壳处于倒置状态下对电池壳上的极耳和盖帽焊接，以及实现对带极耳的电池壳和盖帽的持续上料，从而多种工序集合于一体，有利于提高该电池组装线的自动化程度。

区别于现有技术的情况，本申请公开了一种焊接装置和电池组装线。通过设置夹具以使得带极耳的电池壳处于倒置状态，即电池壳开口朝向与杂质自由掉落的方向一致，进而可避免后续压持焊接极耳和盖帽的过程中所产生的杂质或其他来自环境中的杂质进入到电池壳内，有利于提升电池的安全性能；以及设置压持机构压持固定处于倒置状态的极耳和盖帽，并使得极耳与盖帽的焊接连接处显露于通槽中，且焊接机构通过通槽焊接极耳于盖帽上，通槽可有效阻挡焊接时飞溅的杂质并便于焊接机构对准，同时压持机构压持固定极耳和盖帽有利于提升焊接质量，进一步地提升电池的安全性能。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图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，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种焊接装置，其特征在于，所述焊接装置包括：

夹具，所述夹具用于固定带有极耳的电池壳并使得所述极耳和所述电池壳处于倒置状态；

压持机构，包括压持件和压持驱动件，所述压持件上设有通槽，所述压持件与所述压持驱动件连接，所述压持驱动件驱动所述压持件压持处于倒置状态的所述极耳于盖帽上；

焊接机构，用于通过所述通槽将所述极耳和所述盖帽焊接成一体。

2.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，所述焊接装置还包括调整机构，所述调整机构包括调整件和调整驱动件，所述调整件与对应的所述调整驱动件连接，两所述调整驱动件驱动对应的所述调整件配合夹持所述极耳并将所述极耳调整至对准所述盖帽。

3.根据权利要求2所述的焊接装置，其特征在于，所述焊接装置还包括预定位机构，所述预定位机构包括压针和压针驱动件，所述压针与所述压针驱动件连接，且所述压针穿设于所述通槽，所述压针驱动件驱动所述压针在所述调整件将所述极耳调整至对准所述盖帽时抵压所述极耳于所述盖帽上。

4.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，所述压持件包括压持主体和压持凸块，所述压持凸块连接于所述压持主体上，所述压持主体与所述压持驱动件连接，所述通槽贯穿所述压持主体和所述压持凸块。

5.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，所述焊接装置还包括焊接输送机构，所述焊接输送机构包括第一转盘、第二转盘和分度驱动件，所述第一转盘和所述第二转盘层叠设置，多个所述夹具设置于所述第一转盘上，多个盖帽承载件设置于所述第二转盘上，所述盖帽承载件与所述夹具一一对应，所述盖帽承载件用于承载所述盖帽，所述分度驱动件用于驱动所述第一转盘和第二转盘转动，以使得多个所述极耳和对应的所述盖帽依次对准焊接机构完成焊接。

6.根据权利要求5所述的焊接装置，其特征在于，所述夹具包括托座和托板，所述托座的两侧均连接有所述托板，所述托座设置于所述第一转盘上，所述托座具有容置槽且背离所述容置槽的一侧设置有磁体，所述托板具有避让槽。

7.根据权利要求6所述的焊接装置，其特征在于，所述焊接装置还包括翻转组件，所述翻转组件包括固定座、转轴、摆盘和第一弹性件，所述固定座连接于所述第一转盘上，所述转轴的一端与所述托座连接，所述转轴的另一端与所述摆盘连接，且所述转轴与所述固定座转动连接，所述夹具随所述转轴转动，所述第一弹性件设置于所述摆盘与所述固定座之间；

其中，所述摆盘可被驱动在所述固定座所限定的范围内摆动，并在无外力驱动时被所述第一弹性件的弹力抵靠于所述固定座上的第一位置或第二位置，其中所述第二位置为使得所述极耳处于倒置状态的位置。

8.根据权利要求7所述的焊接装置，其特征在于，所述焊接装置还包括翻转机构，至少一个所述翻转机构沿所述第一转盘外围设置，所述分度驱动件驱动所述第一转盘带动多个所述夹具对准所述翻转机构，所述翻转机构用于翻转所述夹具。

9.根据权利要求8所述的焊接装置，其特征在于，所述翻转机构包括翻转驱动件、夹爪和移动驱动件，所述夹爪与所述翻转驱动件连接，所述移动驱动件与所述翻转驱动件连接；

其中，所述移动驱动件用于驱动所述翻转驱动件向所述夹具移动，以使得所述夹具位于所述夹爪的操作范围内，所述翻转驱动件用于驱动所述夹爪转动，以翻转所述夹具。

10.一种电池组装线，其特征在于，所述电池组装线包括如权利要求1至9任一项所述的焊接装置。

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