CN211102394U - 一种定位机构及焊接辅助装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种定位机构及焊接辅助装置，用于对位于焊接工位的物件进行定位。其中，该定位机构包括基座；承载板，滑动设于基座上；定位件，能够跟随承载板相对基座运动；第一驱动组件，与承载板连接，用于始终对承载板施加朝向焊接工位的第一作用力；以及第二驱动组件，与承载板活动连接，用于对承载板施加远离焊接工位且大小可变的第二作用力。本申请中的定位机构通过两个驱动组件组合调节施加在动承载板上的作用力，使得承载板在不同受力状态改变其运动状态，以朝向或远离物件运动。

Description

一种定位机构及焊接辅助装置

技术领域

本申请涉及领域机械制造领域，尤其涉及一种定位机构及焊接辅助装置。

背景技术

锂离子电池的核心储能部件为极片，极片的两端为极耳，极耳是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，通俗的说极耳就是电池正负两极的耳朵，是在进行充放电时的接触点。

目前，在圆柱形锂电池的生产工艺中，需要对极耳进行焊接。常用的手段是通过多个转接件，依次携带电池经过焊接工位。极耳在焊接工位焊接完成后，由转接件传递至下个工序。在焊接前，为了保证焊接效果，就需要先确定极耳处于焊接工位时位置的正确性。

然而，由于转接件在运输电池至焊接工位时，需要有启停的动作，这就可能导致电池在转接件启停的过程中，造成极耳处于焊接工位时的位置出现偏差。且由于焊接过程很快，转接件运转速度很快，因此电池以及极耳在焊接工位的停留时间很短，常用的定位机构根本无法适用于这种高速焊接的场合。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种定位机构及焊接辅助装置，可以较为方便地对处于焊接工位的物件进行定位。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：

一种定位机构，用于对位于焊接工位的物件进行定位，包括：基座；承载板，滑动设于所述基座上，且相对所述焊接工位设置；

定位件，设于所述承载板上，并能够跟随所述承载板相对所述基座运动；第一驱动组件，设于所述基座上，并与所述承载板连接；其中，所述第一驱动组件用于始终对所述承载板施加朝向所述焊接工位的第一作用力；以及第二驱动组件，相对所述承载板设置，并与所述承载板活动连接，用于对所述承载板施加远离所述焊接工位且大小可变的第二作用力；其中，初始状态下，所述第二作用力不小于所述第一作用力，以使所述承载板及其上的所述定位件保持静止；当所述物件位于所述焊接工位时，所述第二作用力小于所述第一作用力，以使所述承载板在所述第一驱动组件的驱动下，朝向所述物件运动，进而使得其上的所述定位件靠近并抵持所述物件，以对所述物件进行定位。

在本申请的一实施例中，所述第二驱动组件包括：挡块，固设于所述承载板上，并能够跟随所述承载板朝向或远离所述焊接工位运动；摆动件，具有两端，其一端与所述挡块配合，且设于所述挡块的运动路径上，以对位于所述承载板上的所述挡块施加所述第二作用力；旋转轴，与所述摆动件的另一端连接；以及驱动件，与所述旋转轴连接，用于驱动所述摆动件在绕所述旋转轴做旋摆运动，进而调节所述摆动件施加在所述挡块上的所述第二作用力的大小。

在本申请的一实施例中，所述物件设于一转接件上，并通过所述转接件传递至所述焊接工位，所述转接件的动力源上设有凸轮；其中，所述驱动件包括随动件，所述随动件与所述凸轮配合；当所述随动件跟随所述凸轮动作时，所述旋转轴用于将所述随动件的线性动作转换为所述摆动件的旋摆运动，进而使得所述第一驱动组件的驱动动作与所述转接件的传递动作同步进行。

在本申请的一实施例中，所述第一驱动组件包括：气缸，设于所述基座上，并相对所述承载板设置；固定块，设于所述承载板上；以及连接杆，分别与所述气缸的输出端和所述固定块连接，以使所述气缸驱动所述承载板及其上的所述定位件靠近或远离所述焊接工位运动。

在本申请的一实施例中，所述第一驱动组件包括：气缸，设于所述基座上，并相对所述承载板设置；固定块，设于所述承载板上；以及连接杆，分别与所述气缸的输出端和所述固定块连接，以使所述气缸驱动所述承载板及其上的所述定位件靠近或远离所述焊接工位运动。

为解决上述技术问题，本申请提出的另一个解决方式是：

一种焊接辅助装置，用于对位于焊接工位的圆柱形电池进行定位，所述圆柱形电池具有极耳，且设于托杯中；其中，所述焊接辅助装置包括：第一定位机构，用于对所述托杯进行定位；以及第二定位机构，相对所述第一定位机构设置，用于对所述极耳进行定位；其中，所述第一定位机构和所述第二定位机构为如前所述的定位机构。

在本申请的一实施例中，所述第一定位机构中的所述定位件设有与所述托杯的外周面配合的槽口，以在所述托杯携带所述圆柱形电池经过所述焊接工位时，使得所述定位件靠近并抵接所述托杯的外侧面。

在本申请的一实施例中，所述托杯外周侧面设有导向槽，所述槽口与所述导向槽配合，以在所述定位件抵持所述托杯时，调节所述圆柱形电池的侧面朝向。

在本申请的一实施例中，所述第二定位机构中的定位件设有压嘴，以在所述第一定位机构中的所述定位件抵持所述托杯、并调整完所述极耳的朝向后，使得所述压嘴抵压所述极耳的表面，进而使所述极耳能够在焊接的过程中保持张紧状态。

在本申请的一实施例中，所述压嘴设有通孔，所述通孔用于容许激光通过，以对所述极耳进行焊接。

本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请提出一种定位机构及焊接辅助装置。其中，该定位机构通过将定位件相对基座滑动设置，并通过设置第一驱动组件和第二驱动组件，并通过两个驱动组件组合调节施加在动承载板上的作用力，使得承载板在不同受力状态改变其运动状态，以朝向或远离物件运动；此外，定位机构通过设置第二驱动组件，可以采用间接驱动的方式驱动定位件，从而可以减小定位件在定位过程中对物件的冲击。

附图说明

图1是本申请中定位机构的一实施例中的结构示意图；

图2是图1中定位机构的一实施例中的结构示意图；

图3是本申请中焊接辅助装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

值得注意的是，本申请中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”等，仅是参考附加图式的方向，因此，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本申请，而不是指示或暗指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。

请参阅图1，图1是本申请提出的一种定位机构100的结构示意图，定位机构100用于对位于焊接工位10的物件20进行定位。在本实施例中，定位机构100可以包括基座110、承载板120、定位件130、第一驱动组件150和第二驱动组件140。其中，承载板120滑动设于基座110上；定位件130设于承载板120上，并能够跟随承载板120相对基座110运动；第一驱动组件150设于基座上，并与承载板120连接；第二驱动组件140相对承载板120设置，并与承载板120活动连接。

具体地，第一驱动组件150始终用于对承载板120施加朝向焊接工位10的第一作用力；第二驱动组件140用于对承载板120施加远离焊接工位10且大小可变的第二作用力。其中，初始状态下，第二作用力不小于第一作用力，以使承载板120及其上的定位件130保持静止；当物件20处于焊接工位10时，由第二驱动组件140作用在承载板120上的第二作用力小于第一作用力，使得承载板120在第一驱动组件150的驱动下，朝向物件20运动，进而使得其上的定位件130能够靠近并抵持物件20，进而对物件20实现定位。

在一具体的应用场景中，物件20可以为电池。其中，电池的极耳21在需要进行焊接时，倒置与托杯30中，由托杯30携带运动。而托杯30设于一转接件(未示出)上，转接件可以输送多个托杯30，进而带动电池依次经过焊接工位10，并将焊接完成后传递至下一工位。

可以理解地，本申请中的定位机构100还可以运用到其他物件中，并不局限于电池，本领域的技术人员可以根据实际情况做调整，但只要不违背本申请的发明思路，均应属于本申请的保护范围。

本申请提出了一种定位机构100，通过将定位件130相对基座110滑动设置，并分别设置了第一驱动组件150和第二驱动件140，以通过两个驱动组件组合的方式驱动定位件130。其中，定位机构100可以通过第一驱动组件150对承载板120持续施加朝向焊接工位10的第一作用力，由第二驱动组件140控制施加与承载板120上的第二作用力的大小，从而能够控制承载板120的运动状态。在物件20位于焊接工位10时，第二驱动组件140使得第二作用力小于第一作用力，由此，承载板120及其上的定位件130可以在第一驱动组件150的驱动下朝向物件20运动，可以实现定位件130对物件20采用非直接给力的方式进行定位，从而可以减小物件20在定位过程中受到的冲撞。

进一步，请继续参阅图1，为了实现承载板120与基座110的相对滑动，在一实施例中，基座110上设有相互配合的滑轨111与滑块112。其中，滑轨111朝向焊接工位10设置，承载板120设置在滑块112上。由此，在第一驱动组件140的驱动下，承载板120通过滑块112与滑轨111的配合，能够带动定位件130相对基座110朝向位于焊接工位10的物件20运动。

此外，为了防止滑块112滑动超出滑轨111，在滑轨111的两端还可以设有限位块(未示出)。在承载板120朝向物件20运动时，限位块还可以用于缓冲对物件20的冲击力，从而避免定位件130在定位过程中对托杯30或者电池造成损伤。

可以理解地，设置在基座110上设置配合的滑轨111和滑块112仅仅是一种实现方式，在其他实施例中，还可以在基座110上设置凹槽或者滚轮的方式实现，在此不一一赘述。

在一实施例中，可选地，第一驱动组件150可以包括气缸151、固定块153和连接杆152。其中，气缸151设于基座110上，并与承载板120相对设置；固定块153设于承载板120上；连接杆152分别连接气缸151的输出端和固定块153，使得气缸151能够持续对承载板120施加朝向焊接工位10的第一作用力，在第二作用力小于第一作用力时，驱动承载板120朝向焊接工位10运动。

可以理解地，为了实现对承载板120持续施加朝向物件20的作用力，第二驱动组件150还可以由弹簧替代。

进一步，第二驱动组件140可以包括挡块144、摆动件141、旋转轴142和驱动件143。其中，挡块144固设于承载板120上，并能够跟随承载板120朝向或远离焊接工位10运动；摆动件141具有两端，一端与挡块144配合，且设于挡块144的运动路径上，另一端与旋转轴142固定连接；旋转轴142固定设置，且分别与摆动件141和驱动件143连接；驱动件143用于驱动旋转轴142转动，旋转轴142用于在驱动件143的驱动下带动摆动件141进行摆动。由此，摆动件141通过对挡块144施加第二作用力，且在旋转轴142的转动下调至其大小，从而使得摆动件141进而能够带动承载板120以及位于承载板120上的定位件130靠近或远离物件20运动。

进一步，在一实施例中，第二驱动组件140还包括了调节摆臂145，调节摆臂145设于驱动件143和旋转轴142之间，通过控制调节摆臂145的长度，进而控制摆动件141的摆动幅度，由此，可以控制承载板120及其上的130在基座110上运动距离，从而使得定位机构100适用不同场合的定位。

具体地，承载板120可以呈L形设置，包括相互垂直设置的第一连接板121和第二连接板122。第一连接板121设于滑块112上，且挡块144设于第一连接板121上。其中，摆动件141的一端抵接挡块144，以实现摆动件141在驱动件143的驱动下，控制承载板120的运动。

可选地，驱动件143可以为电机或者旋转气缸，旋转轴142为的驱动件143的动力输出轴。以驱动件143为旋转气缸举例，可以通过调节旋转气缸的转动频率，与转接件的传递电池的启停频率相一致，从而可以在物件20位于焊接工位10时，快速对物件20进行定位。

进一步，在转接件带动物件20位于焊接工位10时，第二驱动组件140对承载板120施加的第二作用力应当小于第一作用力，使得承载板120上的定位件130能够在第一驱动组件150的作用下靠近并抵持物件20；在转接件携带物件20移出焊接工位10时，第二驱动组件140对承载板120施加的第二作用力应当大于第一作用力，使得承载板120上的定位件130能够在第二驱动组件150的作用下远离焊接工位10。因此，考虑到驱动件143与转接件的动作一致的调试成本较高，在一实施例中，驱动件143还可以为随动件，转接件的动力源上设有与随动件配合的凸轮(未示出)。由此，在转接件带动物件20依次经过焊接工位10时，通过凸轮与随动件的配合，使得转接件的传递动作与驱动件143的驱动动作同步进行。

具体地，请结合图1并参阅图2，图2是图1实施例中定位机构100的另一状态下的结构示意图。以图1中的双向箭头为例，描述本申请中的定位机构100的一种实现方式。其中，A方向为竖直方向，B方向为绕旋转轴142的旋转方向，C方向为水平方向。

以凸轮的横截面为椭圆，且设置在驱动件143下方为例。在转接件带动物件20朝向焊接工位10传递时，凸轮较长的一端顶起驱动件143，进而使得驱动件143在A方向竖直向上运动；由于驱动件143与旋转轴142连接，进而使得旋转轴142沿B方向顺时针转动；摆动件141跟随旋转轴142沿B方向顺时针转动。此时，由于摆动件141具有远离挡块144运动的趋势，使得第二驱动组件140对承载板120施加的第二作用力急剧减小，进而使得承载板120以及位于承载板120上的定位件130在第一驱动组件150的驱动下沿C方向朝向焊接工位10移动。

当转接件携带物件20至焊接工位10时，凸轮较长的一端也将驱动件143顶至最高点。此时，定位件130正好抵持住位于焊接工位10的物件20，从而实现对物件20的定位。这个过程中，第二驱动组件140对承载板施加的第二作用力可以稍微小于第一作用力，使得第一驱动组件150能够驱动定位件130抵持在物件20的一侧，并对物件20施加一定的作用力，从而提高定位件130对物件的定位效果。

在物件20完成焊接后，转接件带动物件20从焊接工位10移出，此时凸轮由较长的一端向较短的一端转动过渡，由此带动驱动件143沿A方向竖直向下运动，旋转轴142在驱动件143的作用下，沿B方向逆时针转动，摆动件141跟随旋转轴142沿B方向转动。此时，由于摆动件141具有朝向挡块144运动的趋势，使得第二驱动组件140对承载板120施加的第二作用力远大于第一作用力，进而带动承载板120以及位于承载板120上的定位件130沿C方向远离焊接工位10运动。

由于转接件和第二驱动组件140的驱动件143采用同一个驱动源，且采用凸轮传动的方式实现动作一致，且定位动作的响应速度快，从而节省了调试成本，使得定位机构100能够适用高速焊接的场合。

当然，在其他实施例中，凸轮的外轮廓形状以及设置位置本领域的技术人员可以根据实际情况做适应性调整。

进一步，在一实施例中，定位件130设于第二连接板122上。对于圆柱形锂电池，为了保证定位效果，定位件130设有与托杯30的外周面形状相配合的弧形槽口。当然，在其他实施例中，槽口的形状可以根据托杯30的外轮廓做适应性调整。

本申请提出了一种定位机构100，用于对处于焊接工位10的物件20进行定位。其中，本申请通过设置第二驱动组件140，并将第二驱动组件140驱动承载板120靠近或远离位于焊接工位10的物件20运动，从而能够快速定位；进一步，本实施例中的定位机构100可以第一驱动组件150采用气缸151或弹簧等非刚性的给力方式，可以在配合第二驱动组件150动作后，减小定位件130在定位过程中对物件20的冲击；此外，本申请通过将用于运输物件20的转接件与第二驱动组件140共用同一驱动源，且通过凸轮随动的方式实现联动，可以使得第二驱动组件140的驱动动作与转接件的传递动作同步进行，且能够使得定位件130的定位动作响应速度快，从而节省了定位机构100与转接件动作同步的调试成本。

进一步，本申请的研究人员在长期研发中发现，当物件20为电池时，极耳21的朝向以及极耳21的张紧程度是决定极耳21焊接效果的关键。由此，在一实施例中，定位件130上设有槽口131，托杯30的外周侧面设有导向槽31。在定位件130靠近并抵持托杯30时，通过导向槽31与槽口131的配合，使得托杯30带动电池以及电池中的极耳21调整其自身的朝向。

具体地，导向槽31的开设方向与极耳21所处平面平行，且定位件130上的槽口131为直槽。由此，如果托杯30在转接件上经过多次传递后，出现晃动，进而导致在到达焊接工位10时，极耳21的朝向出现了偏差。此时，定位件130上的槽口131与托杯30上的导向槽31配合时出现间隙。随着定位件130进一步朝向物件20运动，使得托杯30借助槽口131与导向槽31的配合，自动调整至完全配合的状态。因此，设于托杯30上的电池以及极耳21可以通过该方式调节自身的朝向。

在一实施例中，为了使得极耳21在焊接过程中保持张紧的状态，承载板120上还可以设有压嘴(未示出)，压嘴用于在定位件130抵持托杯30后，抵压极耳21，以使极耳21保持张紧状态。当然，在其他实施例中，压嘴还可以设置在其他定位机构100上，以与设有定位件130的定位机构100协同工作。可以理解地，本领域的技术人员可以根据实际情况调整压嘴以及定位件130的设置位置，以适配不同型号的电池。

请参阅图3，图3是本申请提出的一种焊接辅助装置200的结构示意图。在本实施例中，焊接辅助装置200包括第一定位机构210和第二定位机构220。第一定位机构210与第二定位机构220相对设置，第一定位机构210用于对位于焊接工位(见图1至图2)中的托杯(见图1至图2)进行定位，并调整托杯中电池的极耳(见图1至图2)的朝向，第二定位机构220用于对调整朝向后的极耳进行抵压，以使极耳保持张紧状态。

其中，第一定位机构210中的承载板212上设置的是定位件213，第二定位机构220的承载板222上设置的是压嘴223。考虑到焊接时，避免其他杂物掉落进电池壳中，托杯通过转接件携带倒置的电池依次经过焊接工位进行焊接。由于电池呈倒置状设置，因此托杯的高度大于极耳的高度，因此本实施例中第一定位机构210的高度大于第二定位机构220的高度设置。当然，在其他实施例中，可以根据电池的设置状态调整第一定位机构210和第二定位机构220的设置位置，本领域的技术人员可以根据实际情况做调整。

进一步，以使用激光焊接为例，在一实施例中，压嘴223上还开设有容许激光通过的通孔2231。而第一定位机构210和第二定位机构220的具体结构以及实现方式可以参考上述任一实施例，在此不一一赘述。

综上所述，本申请提出了一种定位机构及焊接辅助装置。其中，该定位机构通过设置第一驱动组件和第二驱动组件，并通过两个驱动组件组合调节施加在承载板上的作用力，使得承载板在不同受力状态改变其运动状态，以朝向或远离物件运动；其中，定位机构通过设置第二驱动组件，可以采用间接驱动的方式驱动定位件，从而可以减小定位件在定位过程中对物件的冲击；进一步地，该定位机构还通过将第二驱动组件与携带物件运转的转接件的动力源设置为同一个，可以实现与物件的传递动作同步的效果，且定位动作响应速度快，并能够节约调试成本。

以上所述仅为本申请的实施方式，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)

1.一种定位机构，用于对位于焊接工位的物件进行定位，其特征在于，包括：

基座；

承载板，滑动设于所述基座上，且相对所述焊接工位设置；

定位件，设于所述承载板上，并能够跟随所述承载板相对所述基座运动；

第一驱动组件，设于所述基座上，并与所述承载板连接；其中，所述第一驱动组件用于始终对所述承载板施加朝向所述焊接工位的第一作用力；以及

第二驱动组件，相对所述承载板设置，并与所述承载板活动连接，用于对所述承载板施加远离所述焊接工位且大小可变的第二作用力；

其中，初始状态下，所述第二作用力不小于所述第一作用力，以使所述承载板及其上的所述定位件保持静止；当所述物件位于所述焊接工位时，所述第二作用力小于所述第一作用力，以使所述承载板在所述第一驱动组件的驱动下，朝向所述物件运动，进而使得其上的所述定位件靠近并抵持所述物件，以对所述物件进行定位。

2.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于，所述第二驱动组件包括：

挡块，固设于所述承载板上，并能够跟随所述承载板朝向或远离所述焊接工位运动；

摆动件，具有两端，其一端与所述挡块配合，且设于所述挡块的运动路径上，以对位于所述承载板上的所述挡块施加所述第二作用力；

旋转轴，与所述摆动件的另一端连接；以及

驱动件，与所述旋转轴连接，用于驱动所述摆动件在绕所述旋转轴做旋摆运动，进而调节所述摆动件施加在所述挡块上的所述第二作用力的大小。

3.根据权利要求2所述的定位机构，其特征在于，所述物件设于一转接件上，并通过所述转接件传递至所述焊接工位，所述转接件的动力源上设有凸轮；其中，所述驱动件包括随动件，所述随动件与所述凸轮配合；

当所述随动件跟随所述凸轮动作时，所述旋转轴用于将所述随动件的线性动作转换为所述摆动件的旋摆运动，进而使得所述第一驱动组件的驱动动作与所述转接件的传递动作同步进行。

4.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于，所述第一驱动组件包括：

气缸，设于所述基座上，并相对所述承载板设置；

固定块，设于所述承载板上；以及

连接杆，分别与所述气缸的输出端和所述固定块连接，以使所述气缸驱动所述承载板及其上的所述定位件靠近或远离所述焊接工位运动。

5.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于，所述基座上设有朝向所述焊接工位的滑轨，所述承载板设有与所述滑轨配合的滑块，以使所述承载板在所述第一驱动组件的驱动下，沿所述滑轨靠近或远离所述焊接工位运动。

6.一种焊接辅助装置，其特征在于，用于对位于焊接工位的圆柱形电池进行定位，所述圆柱形电池具有极耳，且设于托杯中；其中，所述焊接辅助装置包括：

第一定位机构，用于对所述托杯进行定位；以及

第二定位机构，相对所述第一定位机构设置，用于对所述极耳进行定位；

其中，所述第一定位机构和所述第二定位机构为如权利要求1-5任意一项所述的定位机构。

7.根据权利要求6所述的焊接辅助装置，其特征在于，所述第一定位机构中的所述定位件设有与所述托杯的外周面配合的槽口，以在所述托杯携带所述圆柱形电池经过所述焊接工位时，使得所述定位件靠近并抵接所述托杯的外侧面。

8.根据权利要求7所述的焊接辅助装置，其特征在于，所述托杯外周侧面设有导向槽，所述槽口与所述导向槽配合，以在所述定位件抵持所述托杯时，调节所述圆柱形电池的侧面朝向。

9.根据权利要求6所述的焊接辅助装置，其特征在于，所述第二定位机构中的定位件设有压嘴，以在所述第一定位机构中的所述定位件抵持所述托杯、并调整完所述极耳的朝向后，使得所述压嘴抵压所述极耳的表面，进而使所述极耳能够在焊接的过程中保持张紧状态。

10.根据权利要求9所述的焊接辅助装置，其特征在于，所述压嘴设有通孔，所述通孔用于容许激光通过，以对所述极耳进行焊接。

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