CN210966187U - 一种电芯盖壳激光清洗设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电芯盖壳激光清洗设备，包括机台、控制模块、装夹组件和激光清洗组件，装夹组件包括第一气缸、工件工位构件和下压气缸，激光清洗组件包括竖直安装架、光纤激光器和振镜，当工件工位构件带动工件滑移至下压气缸位置处后，下压气缸启动并压紧工件，且振镜位于下压气缸的上方位置，光纤激光器发射激光光束照射至振镜后照射工件进行激光清洗操作。应用本实用新型的技术方案能够解决现有技术中锂电池注液过程注液孔被污染导致的密封焊接不牢固、密封性不好的问题。

Description

一种电芯盖壳激光清洗设备

技术领域

本实用新型属于锂电池生产工装设备技术领域，尤其涉及一种电芯盖壳激光清洗设备。

背景技术

如图1所示，锂离子电池的外层包装一般是钢壳01，在钢壳01上开设注液孔02，通过该注液孔02进行注液操作。由于钢壳锂离子电池在注液过程中存在少量液体对注液孔02周围的外表面造成了污染，使得在注液操作完成后对注液孔02使用密封钉进行焊接密封时出现了焊接不牢固、密封性不好等质量问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种电芯盖壳激光清洗设备，旨在解决现有技术中锂电池注液过程注液孔被污染导致的密封焊接不牢固、密封性不好的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的，一种电芯盖壳激光清洗设备，包括：机台，机台具有安装空间和工作台面；控制模块，控制模块装配在安装空间内；装夹组件，装夹组件包括第一气缸、工件工位构件和下压气缸，第一气缸固定安装在工作台面上，第一气缸与控制模块电连接，用于放置工件的工件工位构件可滑移地设置在工作台面上，且工件工位构件与第一气缸的活塞杆端部连接并由第一气缸的活塞杆带动滑移，下压气缸固定安装在工作台面上，下压气缸与控制模块电连接，当工件工位构件带动工件滑移至下压气缸位置处后，下压气缸启动并压紧工件；激光清洗组件，激光清洗组件包括竖直安装架、光纤激光器和振镜，竖直安装架固定安装在工作台面上，光纤激光器和振镜均安装在竖直安装架上，光纤激光器与控制模块电连接，且振镜位于下压气缸的上方位置，光纤激光器发射激光光束照射至振镜后照射工件进行激光清洗操作。

进一步地，电芯盖壳激光清洗设备还包括视觉定位系统和补光装置，视觉定位系统安装在竖直安装架上，视觉定位系统与控制模块电连接，当工件工位构件带动工件滑移至下压气缸位置处后，视觉定位系统用于检测工件的装夹位置的准确性，补光装置安装在工作台面上，补光装置发出的光线照射工件以在视觉定位系统检测工件时进行补光。

进一步地，电芯盖壳激光清洗设备还包括除尘组件，除尘组件包括装配支架、除尘吸嘴和防爆集成器，防爆集成器安装在安装空间内，防爆集成器与控制模块电连接，装配支架安装在工作台面上，除尘吸嘴安装在装配支架上，防爆集成器与除尘吸嘴通过连接管路相连通，且除尘吸嘴的吸尘口正对工件。

进一步地，激光清洗组件还包括调节传动部和安装板，调节传动部安装在竖直安装架上，安装板可升降滑移地连接于竖直安装架上，且安装板与调节传动部连接，光纤激光器和振镜均安装在安装板上。

进一步地，装夹组件还包括接触传感器，接触传感器安装在工作台面上，接触传感器与控制模块电连接，当工件工位构件带动工件滑移至下压气缸位置处后，工件工位构件与接触传感器接触，控制模块根据接触传感器传送的接触信号控制下压气缸启动并压紧工件。

进一步地，工件工位构件包括开设有工件放置槽的工位座，工位座与第一气缸的活塞杆端部连接。

进一步地，工件工位构件还包括侧边抵顶块、弹簧和导向杆，导向杆固定连接在工位座上，侧边抵顶块可沿导向杆的轴线滑移地套在导向杆上，弹簧的一端连接于工位座，弹簧的另一端连接于侧边抵顶块，弹簧向侧边抵顶块提供压紧工件放置槽中的工件的弹性力。

进一步地，装夹组件还包括第二气缸，第二气缸安装在工位座上，第二气缸与控制模块电连接，第二气缸的活塞杆端部上设有推块，侧边抵顶块上设有滑移斜面，推块在滑移斜面移动时，侧边抵顶块靠近或远离工件放置槽中的工件。

进一步地，电芯盖壳激光清洗设备还包括用于在清洗过程中进行安全隔离保护的安全罩壳，安全罩壳设置在工作台面上。

进一步地，电芯盖壳激光清洗设备还包括报警装置，报警装置安装在安全罩壳上，报警装置与控制模块电连接。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：

应用本实用新型的电芯盖壳激光清洗设备对锂离子电池的电芯钢壳的注液孔周围外表面进行清洗，消除因注液而发生的污染情况，在清洗干净了注液孔周围外表面之后再采用密封钉进行密封焊接，使得密封钉焊接更加牢固，密封钉的焊接密封效果稳定有效。

附图说明

图1是现有技术中锂离子电池的结构示意图；

图2是本实用新型的电芯盖壳激光清洗设备的总装结构示意图；

图3是本实用新型的电芯盖壳激光清洗设备的拆除安全罩壳后的结构示意图；

图4是本实用新型的电芯盖壳激光清洗设备的激光清洗组件的装配示意图；

图5是本实用新型的电芯盖壳激光清洗设备的装夹组件的装配示意图；

图6是本实用新型的电芯盖壳激光清洗设备的除尘组件的装配示意图；

图7是本实用新型的电芯盖壳激光清洗设备的补光装置的装配示意图。

在附图中，各附图标记表示：

10、机台；20、装夹组件；21、第一气缸；221、工位座；222、侧边抵顶块；223、弹簧；23、下压气缸；24、接触传感器；25、第二气缸；30、激光清洗组件；311、竖直安装架；312、安装板；32、光纤激光器；33、振镜；40、视觉定位系统；41、补光装置；410、补光支架；50、除尘组件；51、装配支架；52、除尘吸嘴；60、安全罩壳；70、报警装置；80、显示屏幕。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图2至图5所示，本实用新型实施例提供的电芯盖壳激光清洗设备包括机台10、控制模块(未图示)、装夹组件20和激光清洗组件30，机台10具有安装空间和工作台面，控制模块装配在安装空间内，装夹组件20包括第一气缸21、工件工位构件和下压气缸23，第一气缸21固定安装在工作台面上，第一气缸21与控制模块电连接，用于放置工件的工件工位构件可滑移地设置在工作台面上，且工件工位构件与第一气缸21的活塞杆端部连接并由第一气缸21的活塞杆带动滑移，下压气缸23固定安装在工作台面上，下压气缸23与控制模块电连接，当工件工位构件带动工件滑移至下压气缸23位置处后，下压气缸23启动并压紧工件，激光清洗组件30包括竖直安装架311、光纤激光器32和振镜33，竖直安装架311固定安装在工作台面上，光纤激光器32和振镜33均安装在竖直安装架311上，光纤激光器与控制模块电连接，且振镜33位于下压气缸23的上方位置，光纤激光器32发射激光光束照射至振镜33后照射工件进行激光清洗操作。

在对锂离子电池完成注液操作之后，有工作人员将锂离子电池手动地放置在工件工位构件上，然后启动控制模块，控制模块便控制装夹组件20的第一气缸21工作，使得第一气缸21的活塞杆伸出从而带动工件工位构件滑移至下压气缸23的位置处，然后控制模块控制下压气缸23启动并伸出活塞杆将工件压紧在工件工位构件上，接着控制模块控制激光清洗组件30的光纤激光器32启动而发射激光，激光光束镜振镜33后照射向注液孔02周围外表面而进行激光清洗操作，从而将在注液操作过程泄露在注液孔02周围外表面上的污染液体清洗干净，然后工作人员取下清洗完毕的锂离子电池并采用密封钉对注液孔02进行焊接密封。应用本实用新型的电芯盖壳激光清洗设备对锂离子电池的电芯钢壳的注液孔02周围外表面进行清洗，消除因注液而发生的污染情况，在清洗干净了注液孔02周围外表面之后再采用密封钉进行密封焊接，使得密封钉焊接更加牢固，密封钉的焊接密封效果稳定有效。

本实用新型的控制模块可以采用现有技术中应用成熟的微机控制系统、PLC工业控制模块、MCU控制模块等。

在本实施例中，结合图7所示，电芯盖壳激光清洗设备还包括视觉定位系统40和补光装置41，视觉定位系统40安装在竖直安装架311上，具体地，视觉定位系统40可采用CCD工业相机进行装配。视觉定位系统40与控制模块电连接，当工件工位构件带动工件滑移至下压气缸23位置处后，视觉定位系统40用于检测工件的装夹位置的准确性，即：通过CCD工业相机对放置在工件工位构件上的锂离子电池进行拍照，然后传送至控制模块进行比对，从而确定锂离子电池的放置的准确性。补光装置41通过补光支架410安装在工作台面上，在利用CCD工业相机对放置在工件工位构件上的锂离子电池进行拍照定位的过程中，补光装置发出的光线照射工件以在视觉定位系统40检测工件时进行补光，使得CCD工业相机能够获取更加清晰的锂离子电池的图像。在该视觉定位系统40中，其具有微调焦功能，能够对适当地调整视觉定位系统40相对于锂离子电池的焦距，从而获取清晰的锂离子电池的图像。

结合参见图6所示，电芯盖壳激光清洗设备还包括除尘组件50，除尘组件50包括装配支架51、除尘吸嘴52和防爆集成器(未图示)。防爆集成器安装在安装空间内(另外，防爆集成器也可以安装在机台10以外的地方，即防爆集成器与机台10分离安装)，防爆集成器与控制模块电连接。在本实施例中，装配支架51安装在工作台面上，除尘吸嘴52安装在装配支架51上，防爆集成器与除尘吸嘴52通过连接管路相连通，且除尘吸嘴52的吸尘口正对工件。在发射激光光束对锂离子电池的钢壳的注液孔02周围外表面进行激光清洗过程中，产生了飞溅的粉尘，此时利用防爆集成器产生负压，将粉尘由除尘吸嘴52的吸尘口吸进防爆集成器中，从而消除清洗过程中产生的粉尘造成环境污染，避免工作人员吸入粉尘，保证工作人员的身体健康。

如图4所示，激光清洗组件30还包括调节传动部(未图示)和安装板312，具体地，调节传动部为丝杆螺母结构。调节传动部安装在竖直安装架311上，安装板312可升降滑移地连接于竖直安装架311上，具体地，竖直安装架311上设置有升降导轨，安装板312沿着升降导轨滑移，且安装板312与调节传动部连接(即安装板312与丝杆螺母的螺母固定连接，在转动丝杆的过程中即可带动安装板312上升或下降)，光纤激光器32和振镜33均安装在安装板312上。如此，在经过振镜33的激光光束的焦点发生偏移或焦点位置没有对准锂离子电池的注液孔02周围外表面的时候，即可通过调节传动部来调节激光光束的焦点位置，从而能够准确地进行清洗操作。

具体地，装夹组件20还包括接触传感器24，接触传感器24安装在工作台面上，接触传感器24与控制模块电连接，当工件工位构件带动工件滑移至下压气缸23位置处后，工件工位构件与接触传感器24接触，控制模块根据接触传感器传送的接触信号控制下压气缸23启动并压紧工件。使用接触传感器24对工件工位构件的滑移位置进行控制，能够更加准确并快速地确定工件工位构件被第一气缸21推动滑移到下压气缸23的位置处，并使得控制模块能够立即响应以控制下压气缸23动作而将锂离子电池压紧在工件工位构件上。

如图5所示，工件工位构件包括开设有工件放置槽的工位座221，工位座221与第一气缸21的活塞杆端部连接。工件工位构件还包括侧边抵顶块222、弹簧223和导向杆，导向杆固定连接在工位座221上，侧边抵顶块222可沿导向杆的轴线滑移地套在导向杆上，弹簧223的一端连接于工位座221，弹簧223的另一端连接于侧边抵顶块222，弹簧223向侧边抵顶块222提供压紧工件放置槽中的工件的弹性力。此时，当工作人员可手动地将侧边抵顶块222推离工件放置槽，然后将锂离子电池放置在工件放置槽上，再放开侧边抵顶块222，则侧边抵顶块222在弹簧223的弹力作用下将锂离子电池抵顶稳定在工件放置槽中。

进一步地，本实施例的装夹组件20还包括第二气缸25，第二气缸25安装在工位座221上，第二气缸25与控制模块电连接，第二气缸25的活塞杆端部上设有推块，侧边抵顶块222上设有滑移斜面，推块在滑移斜面移动时，侧边抵顶块222靠近或远离工件放置槽中的工件。并且，工件放置槽中设置了工件接近传感器，并且工件接近传感器与控制模块电连接。

在进行清洗工作过程中，工作人员首先将控制模块启动，此时，控制模块即控制第一气缸21的活塞杆缩回并控制第二气缸25的活塞杆伸出(下压气缸23并未工作)，然后工作人员将锂离子电池放置在工件放置槽中，工件接近传感器感应到锂离子电池便立即向控制模块发出信号，控制模块接收到工件接近传感器后则控制第一气缸21的活塞杆伸出并控制第二气缸25的活塞杆缩回，从而将锂离子电池压紧在工件放置槽中，当第一气缸21将锂离子电池推移至与接触传感器24接触后，控制模块即控制下压气缸23工作而对锂离子电池从上方压紧在工件放置槽中，接着控制模块控制激光清洗组件30对锂离子电池进行激光清洗操作。

如图1所示，电芯盖壳激光清洗设备还包括用于在清洗过程中进行安全隔离保护的安全罩壳60，安全罩壳60设置在工作台面上。电芯盖壳激光清洗设备还包括报警装置70，报警装置70安装在安全罩壳60上，报警装置70与控制模块电连接。

如图1所示，该电芯盖壳激光清洗设备上设置了显示屏幕80，该显示屏幕80与控制模块电连接，在清洗工作过程中，工作人员能够通过显示屏幕80清楚地观察针对锂离子电池的激光清洗过程。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电芯盖壳激光清洗设备，其特征在于，包括：

机台(10)，所述机台(10)具有安装空间和工作台面；

控制模块，所述控制模块装配在所述安装空间内；

装夹组件(20)，所述装夹组件(20)包括第一气缸(21)、工件工位构件和下压气缸(23)，所述第一气缸(21)固定安装在所述工作台面上，所述第一气缸(21)与所述控制模块电连接，用于放置工件的所述工件工位构件可滑移地设置在所述工作台面上，且所述工件工位构件与所述第一气缸(21)的活塞杆端部连接并由所述第一气缸(21)的活塞杆带动滑移，所述下压气缸(23)固定安装在所述工作台面上，所述下压气缸(23)与所述控制模块电连接，当所述工件工位构件带动工件滑移至所述下压气缸(23)位置处后，所述下压气缸(23)启动并压紧工件；

激光清洗组件(30)，所述激光清洗组件(30)包括竖直安装架(311)、光纤激光器(32)和振镜(33)，所述竖直安装架(311)固定安装在所述工作台面上，所述光纤激光器(32)和所述振镜(33)均安装在所述竖直安装架(311)上，所述光纤激光器与所述控制模块电连接，且所述振镜(33)位于所述下压气缸(23)的上方位置，所述光纤激光器(32)发射激光光束照射至所述振镜(33)后照射工件进行激光清洗操作。

2.如权利要求1所述的电芯盖壳激光清洗设备，其特征在于，所述电芯盖壳激光清洗设备还包括视觉定位系统(40)和补光装置(41)，所述视觉定位系统(40)安装在所述竖直安装架(311)上，所述视觉定位系统(40)与所述控制模块电连接，当所述工件工位构件带动工件滑移至所述下压气缸(23)位置处后，所述视觉定位系统(40)用于检测工件的装夹位置的准确性，所述补光装置(41)安装在所述工作台面上，所述补光装置发出的光线照射工件以在所述视觉定位系统(40)检测工件时进行补光。

3.如权利要求2所述的电芯盖壳激光清洗设备，其特征在于，所述电芯盖壳激光清洗设备还包括除尘组件(50)，所述除尘组件(50)包括装配支架(51)、除尘吸嘴(52)和防爆集成器，所述防爆集成器安装在所述安装空间内，所述防爆集成器与所述控制模块电连接，所述装配支架(51)安装在所述工作台面上，所述除尘吸嘴(52)安装在所述装配支架(51)上，所述防爆集成器与所述除尘吸嘴(52)通过连接管路相连通，且所述除尘吸嘴(52)的吸尘口正对工件。

4.如权利要求1所述的电芯盖壳激光清洗设备，其特征在于，所述激光清洗组件(30)还包括调节传动部和安装板(312)，所述调节传动部安装在所述竖直安装架(311)上，所述安装板(312)可升降滑移地连接于所述竖直安装架(311)上，且所述安装板(312)与所述调节传动部连接，所述光纤激光器(32)和所述振镜(33)均安装在所述安装板(312)上。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电芯盖壳激光清洗设备，其特征在于，所述装夹组件(20)还包括接触传感器(24)，所述接触传感器(24)安装在所述工作台面上，所述接触传感器(24)与所述控制模块电连接，当所述工件工位构件带动工件滑移至所述下压气缸(23)位置处后，所述工件工位构件与所述接触传感器(24)接触，所述控制模块根据所述接触传感器传送的接触信号控制所述下压气缸(23)启动并压紧工件。

6.如权利要求5所述的电芯盖壳激光清洗设备，其特征在于，所述工件工位构件包括开设有工件放置槽的工位座(221)，所述工位座(221)与所述第一气缸(21)的活塞杆端部连接。

7.如权利要求6所述的电芯盖壳激光清洗设备，其特征在于，所述工件工位构件还包括侧边抵顶块(222)、弹簧(223)和导向杆，所述导向杆固定连接在所述工位座(221)上，所述侧边抵顶块(222)可沿所述导向杆的轴线滑移地套在所述导向杆上，所述弹簧(223)的一端连接于所述工位座(221)，所述弹簧(223)的另一端连接于所述侧边抵顶块(222)，所述弹簧(223)向所述侧边抵顶块(222)提供压紧所述工件放置槽中的工件的弹性力。

8.如权利要求7所述电芯盖壳激光清洗设备，其特征在于，所述装夹组件(20)还包括第二气缸(25)，所述第二气缸(25)安装在所述工位座(221)上，所述第二气缸(25)与所述控制模块电连接，所述第二气缸(25)的活塞杆端部上设有推块，所述侧边抵顶块(222)上设有滑移斜面，所述推块在所述滑移斜面移动时，所述侧边抵顶块(222)靠近或远离所述工件放置槽中的工件。

9.如权利要求8所述的电芯盖壳激光清洗设备，其特征在于，所述电芯盖壳激光清洗设备还包括用于在清洗过程中进行安全隔离保护的安全罩壳(60)，所述安全罩壳(60)设置在所述工作台面上。

10.如权利要求9所述的电芯盖壳激光清洗设备，其特征在于，所述电芯盖壳激光清洗设备还包括报警装置(70)，所述报警装置(70)安装在所述安全罩壳(60)上，所述报警装置(70)与所述控制模块电连接。

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