CN214161738U - 正负极焊接一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于超声波焊接技术领域，公开了一种正负极焊接一体机，包括：两个焊接装置，两个焊接装置沿水平横向对置，焊接装置被配置为利用超声波进行对电芯的两个极耳进行焊接；电芯夹紧装置，设置在两个焊接装置之间，电芯夹紧装置被配置为夹紧电芯，且电芯沿水平横向设置在电芯夹紧装置上；和传输装置，传输装置被配置为连接电芯夹紧装置并带动电芯夹紧装置沿水平纵向和竖直方向运动。电芯夹紧装置用于固定电芯，传输装置能够带动电芯夹紧装置在水平纵向和竖直方向上运动，从而方便对电芯进行上上料或卸料以及进行焊接，两个焊接装置分别设置传输装置的两侧，能够同时对电芯的正负极耳进行焊接，从而减少了工艺时长，提高了效率。

Description

正负极焊接一体机

技术领域

本实用新型涉及超声波焊接技术领域，尤其涉及一种正负极焊接一体机。

背景技术

超声波焊接技术利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。

目前大部分的超声波焊接装置一次只能对电芯的一个极耳进行焊接，焊接完一个极耳需要对电芯进行转向，再焊接一次，因此增大了工艺时长，效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种正负极焊接一体机，以解决现有对电芯极耳焊接需要进行两次，造成工艺时长较繁琐、效率低下的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种正负极焊接一体机，包括：

两个焊接装置，两个所述焊接装置沿水平横向对置，所述焊接装置被配置为利用超声波进行对电芯的两个极耳进行焊接；

电芯夹紧装置，设置在两个所述焊接装置之间，所述电芯夹紧装置被配置为夹紧所述电芯，且所述电芯沿水平横向设置在所述电芯夹紧装置上；和

传输装置，所述传输装置被配置为连接所述电芯夹紧装置并带动所述电芯夹紧装置沿水平纵向和竖直方向运动。

作为上述正负极焊接一体机的优选方案，所述焊接装置包括：

基座，所述基座设有朝向所述电芯夹紧装置的基座前端面；

底模机构，设置在所述基座前端面，所述底模机构设有用于支撑所述极耳的支撑台；

超声振动机构，设置在所述底模机构的上方并用于对所述极耳进行超声波焊接；和

驱动机构，设置在所述基座的内部并连接所述超声振动机构，所述驱动机构带动所述超声振动机构沿竖直方向运动。

作为上述正负极焊接一体机的优选方案，所述焊接装置还包括行程调节机构，所述行程调节机构设置在所述基座的内部并与所述驱动机构可选择接触，以限制所述超声振动机构的最高位置和最低位置。

作为上述正负极焊接一体机的优选方案，所述底模机构还设有凹槽，所述凹槽所在平面高于所述支撑台所在平面，所述极耳可被限位在所述凹槽中。

作为上述正负极焊接一体机的优选方案，所述超声振动机构包括：

换能器，所述换能器的后端与外接超声波发生器连接；

变幅杆，所述变幅杆的后端与所述换能器的前端连接；

焊头，连接在所述变幅杆的前端；

焊头夹具，连接在所述焊头的中部；和

辅助支承，连接在所述焊头夹具上并向下压紧所述焊头的前端。

作为上述正负极焊接一体机的优选方案，所述驱动机构包括：

第一滑动气缸，其输出端沿竖直方向运动并连接所述超声振动机构；

第一滑块，固定连接在所述超声振动机构的一侧；和

导轨，沿竖直方向延伸，所述第一滑块滑设在所述导轨上。

作为上述正负极焊接一体机的优选方案，所述行程调节机构包括：

两个丝杆，两个所述丝杆沿竖直方向设置在所述导轨的两侧，所述丝杆的一端伸出所述基座并连有旋钮；和

限位挡块，每个所述丝杆上均设有一个所述限位挡块，其中，所述第一滑块在两个所述限位挡块之间运动并在抵接其中一个所述限位挡块时停止运动。

作为上述正负极焊接一体机的优选方案，所述电芯夹紧装置包括：

主夹台，所述主夹台包括呈矩形结构的主平台，所述主平台的长度方向与水平横向保持一致，所述主平台的两个宽度边缘设有第一挡边，所述主平台的后长度边缘设有第二挡边；

副夹台，可沿纵向滑设在所述主平台上，所述副夹台的宽度小于所述电芯的宽度，所述副夹台的前长度边缘设有第三挡边；和

推动组件，设置在所述主平台的前长度边缘，所述推动组件可推动所述第三挡边向所述第二挡边运动。

作为上述正负极焊接一体机的优选方案，所述推动组件包括固定连接座、推杆连接座和推杆，所述固定连接座固定连接在所述主夹台的前长度边缘，所述推杆连接座的一端铰接在所述固定连接座上，所述推杆连接座的另一端设有螺孔，所述推杆螺纹连接在所述推杆连接座的螺孔中。

作为上述正负极焊接一体机的优选方案，所述传输装置包括：

纵向滑移机构，其输出端沿纵向活动；

升降机构，与所述纵向滑移机构的输出端连接，所述升降机构的输出端可沿竖直方向运动并连接所述主夹台。

本实用新型的有益效果：电芯夹紧装置用于固定电芯，传输装置能够带动电芯夹紧装置在水平纵向和竖直方向上运动，从而方便对电芯进行上上料或卸料以及进行焊接，两个焊接装置分别设置传输装置的两侧，能够同时对电芯的正负极耳进行焊接，从而减少了工艺时长，提高了效率。

附图说明

图1是本实用新型申请实施例的正负极焊接一体机的结构示意图；

图2是本实用新型申请实施例的焊接装置的结构示意图；

图3是本实用新型申请实施例的焊接装置的行程调节机构的结构示意图；

图4是本实用新型申请实施例的正负极焊接一体机的部分结构示意图；

图5是图4的A部分的放大图。

图中：

1-焊接装置；10-基座；11-底模机构；12-超声振动机构；13-驱动机构； 14-行程调节机构；101-基座前端面；111-支撑台；112-凹槽；121-换能器；122- 变幅杆；123-焊头；124-焊头夹具；125-辅助支承；131-第一滑动气缸；132- 第一滑块；133-导轨；141-丝杆；142-限位挡块；

2-电芯夹紧装置；21-主夹台；22-副夹台；23-推动组件；211-第一挡边； 212-第二挡边；221-第三挡边；231-固定连接座；232-推杆连接座；233-推杆；

3-传输装置；31-纵向滑移机构；32-升降机构；

4-控制器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实用新型提供一种正负极焊接一体机，如图1所示，正负极焊接一体机包括两个焊接装置1，以及电芯夹紧装置2和传输装置3，两个焊接装置1沿水平横向对置，焊接装置被配置为利用超声波进行对电芯的两个极耳进行焊接，电芯夹紧装置2设置在两个焊接装置1之间，电芯夹紧装置2被配置为夹紧电芯，且电芯沿水平横向(左右方向)设置在电芯夹紧装置2上，传输装置3被配置为连接电芯夹紧装置2并带动电芯夹紧装置2沿水平纵向(前后方向)和竖直方向运动。

使用时，电芯夹紧装置2设置在传输装置3上，传输装置3带动电芯夹紧装置2沿水平纵向和竖直方向运动，具体地，水平纵向的一端设置为上下料位置，另一端设置为焊接位置，即电芯夹紧装置2在上下料位置时可放入电芯或取出电芯，并在焊接位置时进行焊接；两个焊接装置1设置在电芯夹紧装置2 位于焊接位置时后者的长度方向的两侧，进而可以对电芯的正极和负极同时进行焊接。

需要说明的是，正负极焊接一体机还包括控制器4，控制器4连接焊接装置1、电芯夹紧装置2和传输装置3。控制器4分别控制焊接装置1、电芯夹紧装置2和传输装置3的操作。控制器4具有显示屏，显示屏上设有操作区域。

如图2所示，焊接装置1包括基座10、底模机构11、超声振动机构12和驱动机构13。基座10设有朝向电芯夹紧装置2的基座前端面101。底模机构 11设置在基座前端面101，底模机构11设有用于支撑极耳的支撑台111，超声振动机构12设置在底模机构11的上方并用于对极耳进行超声波焊接；驱动机构13设置在基座10的内部并连接超声振动机构12，驱动机构13带动超声振动机构12沿竖直方向运动。

工作时，底模机构11的支撑台111支撑极耳，驱动机构13带动超声波振动机构12上下运动，向下运动时能够对极耳进行超声波焊接，向上运动时，方便转移电芯。

如图3所示，焊接装置1还包括行程调节机构14，行程调节机构14设置在基座10的内部并与驱动机构13可选择接触，以限制超声振动机构12的最高位置和最低位置。在本申请实施例中，超声振动机构12的最低位置设置为能够对极耳焊接的位置，因此，可预先通过行程调节机构14调整超声振动机构12 的最高位置和最低位置，在最低位置时停止，此时超声振动机构12不会接触不到极耳，也不会对极耳施加过度压力。

继续参见图2，超声振动机构12包括换能器121、变幅杆122、焊头123、焊头夹具124和辅助支承125，换能器121的后端与外接超声波发生器连接，变幅杆122的后端与换能器121的前端连接，焊头123连接在变幅杆122的前端，焊头夹具124连接在焊头123的中部，并具体设置为夹住焊头123；辅助支承125连接在焊头夹具124上并向下压紧焊头123的前端。

具体地，超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15KHz、20KHz、30KHz或 40KHz的电能。被转换的高频电能通过换能器121再次被转换成为同等频率的机械运动，随后机械运动通过一套可以改变振幅的变幅杆122装置传递到焊头 123，焊头123将接收到的振动能量传递到极耳的接合部，在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将极耳表面熔化。在此过程中，焊头夹具124紧固焊头123的两侧防止焊头123在焊接时沿水平方向摆动，辅助支承125用于压紧焊头123，防止焊头123在焊接时沿竖直方向摆动。

如图2和图3所示，驱动机构13包括第一滑动气缸131、第一滑块132和导轨133，包括第一滑动气缸131的输出端沿竖直方向运动并连接超声振动机构12；第一滑块132固定连接在超声振动机构12的一侧；导轨133沿竖直方向延伸，第一滑块132滑设在导轨133上。滑动气缸131推动超声振动机构12 沿竖直方向滑动，第一滑块132固定连接超声振动机构12因此两者同步运动，同时第一滑块132滑设在导轨133上，导轨133为直线型导轨，导轨133对第一滑块132以及超声振动机构12起到沿直线导向的作用。

行程调节机构14包括两个丝杆141和两个限位挡块142，两个丝杆141沿竖直方向设置在导轨133的两侧，丝杆141的一端伸出基座10并连有旋钮；每个丝杆141上均设有一个限位挡块142，其中，第一滑块132在两个限位挡块 142之间运动并在抵接其中一个限位挡块142时停止运动。

扭动旋钮即可带动丝杆141旋转，进而带动限位挡块142向上运动或向下运动，具体地，顺时针扭动旋钮可使限位挡块142向上运动，逆时针扭动旋钮可使限位挡块142向下运动，分别固定好两个限位挡块142的位置，进而限制了第一滑块132的最高位置和最低位置，并同时限制了超声振动机构12的最高位置和最低位置，在本实施例中，将超声振动机构12的最低位置设置为焊接工作位置，在最高位置时可方便取出电芯，因此超声振动机构12的最高位置可自行设置成方便操作人员取出电芯的位置。

参见图4，电芯夹紧装置2包括主夹台21、副夹台22和推动组件23，主夹台21包括呈矩形结构的主平台，主平台的长度方向与水平横向保持一致，主平台沿两个宽度边缘设有第一挡边211以及在后长度边缘设有第二挡边212，副夹台22可沿纵向滑设在主平台上，副夹台22沿自身的一个长度边缘设有第三挡边221，副夹台22上设有电芯；推动组件23连接在主平台的前长度边缘，副夹台22的宽度小于电芯的宽度，推动组件23可接触并推动第三挡边221，进而使副夹台22向第二挡边212运动，当第三挡边221不能继续靠近第二挡边 212时表明已经以夹紧电芯。

即，在初始状态下，副夹台22和主夹台21的第二挡边212间隔一段距离，将电芯放在副夹台22上，之后利用推动组件23对副夹台22的第三挡边221施力，使副夹台22向主夹台21的第二挡边212运动，当第三挡边221不能继续靠近第二挡边212时，表明已经将电芯夹紧。

如图5，推动组件23包括固定连接座231、推杆连接座232和推杆233，固定连接座231固定连接在主夹台21的前长度边缘，推杆连接座232的一端铰接在固定连接座231上，推杆连接座232的另一端设有螺孔，推杆233螺纹连接在推杆连接座232的螺孔中。

如图4所示，底模机构11还设有凹槽112，凹槽112所在平面高于支撑台 111，极耳可被限位在凹槽112中。需要说明的是，凹槽112的宽度的最小值可设置为极耳的宽度。

传输装置3包括纵向滑移机构31，纵向滑移机构31的输出端沿纵向活动，升降机构32与纵向滑移机构31的输出端连接，升降机构32的输出端可沿竖直方向运动并连接主夹台21。

在本申请实施例中，纵向滑移机构31可不限于水平设置的螺杆电机、液压缸或气缸，升降机构32也可不限于竖直设置的螺杆电机、液压缸或气缸。以上纵向滑移机构31和升降机构32的具体选择只需要满足输出端沿直线运动即可。

本实用新型的工作原理为：初始状态，电芯夹紧装置2在上下料位置时可放入电芯，将电芯放在副夹台22上，之后利用推动组件23对副夹台22的第三挡边221施力，使副夹台22像主夹台21的第二挡边212运动，当第三挡边221 不能继续靠近第二挡边212时，表明已经将电芯夹紧，之后升降机构32将电芯夹紧装置2提升一段距离，使夹紧装置2能够沿纵向移动至支撑台111和焊头 123之间，纵向滑移机构31将电芯夹紧装置2移动至支撑台111和焊头123之间，升降机构32将电芯夹紧装置2的位置下降并落在支撑台111上，之后利用超声振动机构12进行焊接。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种正负极焊接一体机，其特征在于，包括：

两个焊接装置(1)，两个所述焊接装置(1)沿水平横向对置，所述焊接装置(1)被配置为利用超声波进行对电芯的两个极耳进行焊接；

电芯夹紧装置(2)，设置在两个所述焊接装置(1)之间，所述电芯夹紧装置(2)被配置为夹紧所述电芯，且所述电芯沿水平横向设置在所述电芯夹紧装置(2)上；和

传输装置(3)，所述传输装置(3)被配置为连接所述电芯夹紧装置(2)并带动所述电芯夹紧装置(2)沿水平纵向和竖直方向运动。

2.根据权利要求1所述的正负极焊接一体机，其特征在于，所述焊接装置(1)包括：

基座(10)，所述基座(10)设有朝向所述电芯夹紧装置(2)的基座前端面(101)；

底模机构(11)，设置在所述基座前端面(101)，所述底模机构(11)设有用于支撑所述极耳的支撑台(111)；

超声振动机构(12)，设置在所述底模机构(11)的上方并用于对所述极耳进行超声波焊接；和

驱动机构(13)，设置在所述基座(10)的内部并连接所述超声振动机构(12)，所述驱动机构(13)带动所述超声振动机构(12)沿竖直方向运动。

3.根据权利要求2所述的正负极焊接一体机，其特征在于，所述焊接装置(1)还包括行程调节机构(14)，所述行程调节机构(14)设置在所述基座(10)的内部并与所述驱动机构(13)可选择接触，以限制所述超声振动机构(12)的最高位置和最低位置。

4.根据权利要求3所述的正负极焊接一体机，其特征在于，所述底模机构(11)还设有凹槽(112)，所述凹槽(112)所在平面高于所述支撑台(111)所在平面，所述极耳可被限位在所述凹槽(112)中。

5.根据权利要求3所述的正负极焊接一体机，其特征在于，所述超声振动机构(12)包括：

换能器(121)，所述换能器(121)的后端与外接超声波发生器连接；

变幅杆(122)，所述变幅杆(122)的后端与所述换能器(121)的前端连接；

焊头(123)，连接在所述变幅杆(122)的前端；

焊头夹具(124)，连接在所述焊头(123)的中部；和

辅助支承(125)，连接在所述焊头夹具(124)上并向下压紧所述焊头(123)的前端。

6.根据权利要求3所述的正负极焊接一体机，其特征在于，所述驱动机构(13)包括：

第一滑动气缸(131)，其输出端沿竖直方向运动并连接所述超声振动机构(12)；

第一滑块(132)，固定连接在所述超声振动机构(12)的一侧；和

导轨(133)，沿竖直方向延伸，所述第一滑块(132)滑设在所述导轨(133)上。

7.根据权利要求6所述的正负极焊接一体机，其特征在于，所述行程调节机构(14)包括：

两个丝杆(141)，两个所述丝杆(141)沿竖直方向设置在所述导轨(133)的两侧，所述丝杆(141)的一端伸出所述基座(10)并连有旋钮；和

限位挡块(142)，每个所述丝杆(141)上均设有一个所述限位挡块(142)，其中，所述第一滑块(132)在两个所述限位挡块(142)之间运动并在抵接其中一个所述限位挡块(142)时停止运动。

8.根据权利要求1-7任一项所述的正负极焊接一体机，其特征在于，所述电芯夹紧装置(2)包括：

主夹台(21)，所述主夹台(21)包括呈矩形结构的主平台，所述主平台的长度方向与水平横向保持一致，所述主平台的两个宽度边缘设有第一挡边(211)，所述主平台的后长度边缘设有第二挡边(212)；

副夹台(22)，可沿纵向滑设在所述主平台上，所述副夹台(22)的宽度小于所述电芯的宽度，所述副夹台(22)的前长度边缘设有第三挡边(221)；和

推动组件(23)，设置在所述主平台的前长度边缘，所述推动组件(23)可推动所述第三挡边(221)向所述第二挡边(212)运动。

9.根据权利要求8所述的正负极焊接一体机，其特征在于，所述推动组件(23)包括固定连接座(231)、推杆连接座(232)和推杆(233)，所述固定连接座(231)固定连接在所述主夹台(21)的前长度边缘，所述推杆连接座(232)的一端铰接在所述固定连接座(231)上，所述推杆连接座(232)的另一端设有螺孔，所述推杆(233)螺纹连接在所述推杆连接座(232)的螺孔中。

10.根据权利要求9所述的正负极焊接一体机，其特征在于，所述传输装置(3)包括：

纵向滑移机构(31)，其输出端沿纵向活动；

升降机构(32)，与所述纵向滑移机构(31)的输出端连接，所述升降机构(32)的输出端可沿竖直方向运动并连接所述主夹台(21)。

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