CN214392976U - 一种壳盖焊封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种壳盖焊封结构，包括焊接压紧机构和安装在焊接压紧机构上的枪头调节机构；焊接压紧机构包括相对设置的第一焊接压紧单元和第二焊接压紧单元；第一焊接压紧单元包括第一导轨、压头组件、驱动电机和第一驱动气缸；压头组件沿靠近或远离第二焊接压紧单元的方向可活动地安装在第一导轨上，驱动电机的转动端与压头组件连接，第一驱动气缸的活动端与压头组件连接。本实用新型提供的壳盖焊封结构，通过设置焊接压紧机构和枪头调节机构，在焊接压紧机构中中设置用于驱动压头组件运动的驱动电机和驱动气缸，使得焊接压紧机构夹紧并控制电芯旋转时，枪头调节机构能够对电芯进风焊封，提升了封焊效率，并有效保证了壳盖与电芯的焊接效果。

Description

一种壳盖焊封结构

技术领域

本实用新型涉及圆柱形电池加工领域，尤其涉及一种壳盖焊封结构。

背景技术

近年来，以锂离子蓄电池、镍氢蓄电池和铅酸蓄电池为代表的二次蓄电池由于可以充电多次循环使用而具有广泛的用途，在消费电子、电动车、电动工具、储能等领域得到广泛推广和使用。蓄电池的形状根据应用场合被设计成圆柱形和方形。

其中，圆柱形锂离子动力电池由于具有能量密度高、比功率大、循环性能好、无记忆效应、无污染等特点，被广泛应用于笔记本电池、电动工具、电动自行车和电动车等。

但在加工圆柱形电池的过程中，需要将电芯与壳盖进风焊封，而由于圆柱形电池的特殊外形结构，采用现有设备在封焊的过程中，焊接效率较低，且难以保证壳盖焊封的效果。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种壳盖焊封结构，用以提高焊接效率，保证壳盖焊封的效果。

本实用新型实施例提供一种壳盖焊封结构，包括：

焊接压紧机构和安装在所述焊接压紧机构上的枪头调节机构；

所述焊接压紧机构包括：相对设置的第一焊接压紧单元和第二焊接压紧单元；所述第一焊接压紧单元包括：第一导轨、压头组件、驱动电机和第一驱动气缸；所述压头组件沿靠近或远离所述第二焊接压紧单元的方向可活动地安装在所述第一导轨上，所述驱动电机的转动端与所述压头组件连接，所述第一驱动气缸的活动端与所述压头组件连接，使得所述焊接压紧机构夹紧并控制电芯旋转时，所述枪头调节机构对所述电芯进风焊封。

根据本实用新型一个实施例的壳盖焊封结构，所述压头组件包括：旋转压头、第一轴承、第一底座和第一转轴；所述驱动电机包括：减速器和第一伺服电机；

所述第一伺服电机依次通过所述减速器、所述第一转轴和所述旋转压头同轴连接；所述第一转轴安装在所述第一轴承中，所述第一轴承可转动地安装在所述第一底座中，所述第一底座可活动地安装在所述第一导轨上，所述第一驱动气缸的活动端与所述第一底座连接。

根据本实用新型一个实施例的壳盖焊封结构，所述第一焊接压紧单元还包括：

支架、浮动接头和缓冲器；所述第一导轨安装在所述支架上，所述支架上设有用于限制所述压头组件移动的挡板，所述第一底座位于所述缓冲器和所述浮动接头之间，所述第一驱动气缸的活动端通过所述浮动接头与所述第一底座的一端连接。

根据本实用新型一个实施例的壳盖焊封结构，所述第二焊接压紧单元包括：

从动压头组件、第二导轨和第二驱动气缸；

所述从动压头组件沿靠近或远离所述压头组件的方向可活动地安装在所述第二导轨上，所述第二驱动气缸的活动端与所述从动压头组件连接。

根据本实用新型一个实施例的壳盖焊封结构，所述从动压头组件包括：

转接头、第二轴承、第二转轴和第二底座；

所述转接头和所述第二转轴同轴连接，所述第二转轴安装在所述第二轴承中，所述第二轴承可转动地安装在所述第二底座中，所述第二底座可活动地安装在所述第二导轨上，所述第二驱动气缸的活动端与所述第二底座连接。

根据本实用新型一个实施例的壳盖焊封结构，所述壳盖焊封结构还包括：第三导轨和安装在所述第三导轨两端的限位块；所述第一焊接压紧单元和所述第二焊接压紧单元可活动地安装在所述第三导轨上，位于所述第三导轨两端的所述限位块之间。

根据本实用新型一个实施例的壳盖焊封结构，所述壳盖焊封结构还包括：安装在所述焊接压紧机构上的焊接下压机构；

所述焊接下压机构包括：下压气缸和下压组件；所述下压气缸的活动端与所述下压组件连接，所述下压组件安装在所述第一焊接压紧单元或所述第二焊接压紧单元上，以在所述焊接压紧机构夹紧并控制所述电芯旋转时，所述下压组件压紧所述电芯。

根据本实用新型一个实施例的壳盖焊封结构，所述下压组件包括：

压轮、安装座、支撑板、下压导杆和弹性件；所述压轮安装在所述安装座中，所述下压气缸的活动端依次通过所述支撑板和所述下压导杆与所述安装座连接；所述弹性件套设在所述下压导杆外，预压在所述支撑板和所述安装座之间。

根据本实用新型一个实施例的壳盖焊封结构，所述枪头调节机构包括：激光焊接组件、连接基座、丝杠、滑块和第二伺服电机；

所述激光焊接组件通过所述连接基座安装在所述滑块上，所述第二伺服电机的输出端与所述丝杠轴连接，所述滑块可活动地安装在所述丝杠上，所述滑块随所述丝杠的转动沿所述丝杠的轴向运动。

根据本实用新型一个实施例的壳盖焊封结构，所述激光焊接组件包括：视觉单元、激光焊接单元、吹气单元和吸尘单元；

所述视觉单元包括：视觉相机和图像处理系统

所述图像处理系统与所述视觉相机电性连接，所述视觉相机用于获取图像数据，所述图像处理系统用于根据所述图像数据进行精确定位；

所述吹气单元位于激光焊接单元的运动前端，以向所述电芯顶部的焊缝位置吹送氮气；所述激光焊接单元用于发射激光束对所述电芯的焊缝进风焊封

所述吸尘单元与除尘管道连通，以将焊接过程中产生的粉尘予以捕集，通过所述除尘管道导入外部的净化系统。

本实用新型提供的壳盖焊封结构，通过设置焊接压紧机构和枪头调节机构，在焊接压紧机构中中设置用于驱动压头组件运动的驱动电机和驱动气缸，使得焊接压紧机构夹紧并控制电芯旋转时，枪头调节机构能够对电芯进风焊封，提升了封焊效率，并有效保证了壳盖与电芯的焊接效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的焊接压紧机构的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的枪头调节机构的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的焊接下压机构的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的壳盖焊封结构的结构示意图；

图中，1、焊接压紧机构；11、第一焊接压紧单元；110、浮动接头；111、第一驱动气缸；112、压头组件；113、驱动电机；114、旋转压头；115、第一轴承；116、缓冲器；117、第一伺服电机；118、减速器；119、支架；12、第二焊接压紧单元；121、从动压头组件； 122、第二驱动气缸；123、转接头；124、第二轴承；13、第三导轨； 14、限位块；2、枪头调节机构；21、激光焊接组件；211、视觉单元； 212、吹气单元；213、激光焊接单元；214、吸尘单元；22、连接基座；23、滑块；3、焊接下压机构；31、下压气缸；32、下压组件； 321、压轮；322、安装座；323、支撑板；324、下压导杆；325、弹性件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1和图4描述本实用新型实施例提供的壳盖焊封结构，壳盖焊封结构包括：焊接压紧机构1和安装在焊接压紧机构1上的枪头调节机构2。

其中，如图2所示，焊接压紧机构1包括：相对设置的第一焊接压紧单元11和第二焊接压紧单元12。第一焊接压紧单元11包括：第一导轨、压头组件112、驱动电机113和第一驱动气缸111。压头组件112沿靠近或远离第二焊接压紧单元12的方向可活动地安装在第一导轨上，驱动电机113的转动端与压头组件连接，第一驱动气缸111 的活动端与压头组件112连接，使得焊接压紧机构1夹紧并控制电芯旋转时，枪头调节机构2对电芯进风焊封。

本实施例提供的壳盖焊封结构在工作过程中，待电芯与第一焊接压紧单元11和第二焊接压紧单元12对中定位后，第一驱动气缸111 驱动压头组件112运动，将电芯固定在压头组件112和第二焊接压紧单元12之间，枪头调节机构2对准电芯，然后驱动电机113开始驱动压头组件112旋转，枪头调节机构2开始对电芯进风焊封。封焊完毕后，驱动电机113关闭，压头组件112停止旋转，枪头调节机构2 复位，第一焊接压紧单元11和第二焊接压紧单元12复位，将电芯松开。至此，可通过传输线路将电芯送入下一工位。

本实用新型实施例提供的壳盖焊封结构，通过设置焊接压紧机构和枪头调节机构，在焊接压紧机构中中设置用于驱动压头组件运动的驱动电机和驱动气缸，使得焊接压紧机构夹紧并控制电芯旋转时，枪头调节机构能够对电芯进风焊封，提升了封焊效率，并有效保证了壳盖与电芯的焊接效果。

如图1和图4所示，压头组件112包括：旋转压头114、第一轴承115、第一底座和第一转轴。驱动电机113包括：减速器118和第一伺服电机117。第一伺服电机117依次通过减速器118、第一转轴和旋转压头114同轴连接。第一转轴安装在第一轴承115中，第一轴承115可转动地安装在第一底座中，第一底座可活动地安装在第一导轨上，第一驱动气缸111的活动端与第一底座连接。

其中，第一焊接压紧单元11还包括：支架119、浮动接头110 和缓冲器116。第一导轨安装在支架119上，支架119上设有用于限制压头组件移动的挡板，第一底座位于缓冲器116和浮动接头110之间，第一驱动气缸111的活动端通过浮动接头110与第一底座的一端连接。浮动接头110用于消除两轴间因连接误差所产生的干涉，避免对电芯造成损伤。

待电芯到位后，第一驱动气缸111通过浮动接头110驱动压头组件112在第一导轨上运动，压头组件112在运动过程中，第一底座始终在第一导轨上，缓冲器116用于防止压头组件112与挡板发生碰撞。待旋转压头114配合第二焊接压紧单元12将电芯固定后，第一驱动气缸111停止驱动。第一伺服电机117通过减速器118驱动第一转轴、第一轴承115和旋转压头114旋转，旋转压头114则带动电芯一起旋转。

为配合电芯夹紧和旋转，第二焊接压紧单元12包括：从动压头组件121、第二导轨和第二驱动气缸122。从动压头组件121沿靠近或远离压头组件112的方向可活动地安装在第二导轨上，第二驱动气缸122的活动端与从动压头组件121连接。若无需从动压头组件121运动，也可将第二驱动气缸122替换为位置调节机构，通过位置调节机构微调从动压头组件121的方位。

其中，从动压头组件121包括：转接头123、第二轴承124、第二转轴和第二底座。转接头123和第二转轴同轴连接，第二转轴安装在第二轴承124中，第二轴承124可转动地安装在第二底座中，第二底座可活动地安装在第二导轨上，第二驱动气缸122的活动端与第二底座连接。

同样，待电芯到位后，第二驱动气缸122驱动从动压头组件121 在第二导轨上运动，转接头123配合旋转压头114将电芯固定，并在旋转压头114带动电芯旋转时，从动压头组件121中的转接头123、第二轴承124和第二转轴配合电芯一起旋转

若需要调整第一焊接压紧单元11和第二焊接压紧单元12间的相对位置，该壳盖焊封结构还可增设第三导轨13和限位块14。限位块 14安装在第三导轨13的两端。第一焊接压紧单元11和第二焊接压紧单元12可活动地安装在第三导轨13上，且第一焊接压紧单元11和第二焊接压紧单元12位于所述第三导轨13两端的限位块14之间。

如图2所示，本实施例中，枪头调节机构2包括：激光焊接组件 21、连接基座22、丝杠、滑块23和第二伺服电机。激光焊接组件21 通过连接基座22安装在滑块23上，第二伺服电机的输出端与丝杠轴连接，滑块23可活动地安装在丝杠上，滑块23随丝杠的转动沿丝杠的轴向运动。从而可通过第二伺服电机调整激光焊接组件21的位置，使激光焊接组件21能够对准电芯进行焊封。为便于激光焊接组件21 和电芯的对准，还可在激光焊接组件21上设置转轴等机构，以精确控制激光焊接组件21的位置。

其中，激光焊接组件21包括：视觉单元211、激光焊接单元213 和吹气单元212。视觉单元211包括：视觉相机和图像处理系统。图像处理系统与视觉相机电性连接。视觉相机用于获取图像数据，图像处理系统用于根据图像数据进行精确定位。吹气单元212位于激光焊接单元213的运动前端，用于向电芯顶部的焊缝位置吹送氮气。激光焊接单元213用于发射激光束对电芯的焊缝进风焊封。

焊接开始前，视觉相机将其采集的光信号转换成图像数据，以获取焊缝路径图像，并将该焊缝路径图像传输至图像处理系统，对焊缝路径图像进行预处理，计算出预测的焊缝路径宽度和跟踪方向。

焊接时，控制系统控制驱动激光焊接单元213适度偏移，在线修正焊接轨迹。

在激光焊接单元213走过的轨迹上，视觉单元211还可对已焊部位进行检测，通过计算机软件对信息进行处理，并将得到的检测数据与预设的标准数据进行对比，将不符合要求的焊接部位信息反馈至激光焊接单元213的控制系统，由控制系统控制激光焊接单元213对该焊接部位进行补焊。

为保证枪头调节机构2的焊接效果，激光焊接组件21中还可增设吸尘单元214，吸尘单元214与除尘管道连通，以将焊接过程中产生的粉尘予以捕集，通过除尘管道导入外部的净化系统。

如图3所示，为保证电芯转动过程的稳定，壳盖焊封结构还包括：安装在焊接压紧机构1上的焊接下压机构3。

焊接下压机构3包括：下压气缸31和下压组件32；下压气缸31 的活动端与下压组件32连接，下压组件32安装在第一焊接压紧单元 11或第二焊接压紧单元12上，亦或者同时在第一焊接压紧单元11 或第二焊接压紧单元12安装焊接下压机构3，以在焊接压紧机构夹紧并控制电芯旋转时，下压组件32压紧电芯，防止电芯位置发生偏转。

其中，下压组件32包括：压轮321、安装座322、支撑板323、下压导杆324和弹性件325。压轮321用于压紧电芯，压轮321安装在安装座322中，下压气缸31的活动端依次通过支撑板323和下压导杆324与安装座322连接。弹性件325套设在下压导杆324外，且弹性件325预压在支撑板和安装座之间。

下压气缸31开启后，下压气缸31的活动端可依次驱动支撑板 323、下压导杆324、安装座322和压轮321运动，可使压轮321压紧电芯，防止电芯位置发生偏转。

本实施例提供的壳盖焊封结构在工作过程中，电芯与第一焊接压紧单元11和第二焊接压紧单元12对中定位后，第一驱动气缸111驱动压头组件112运动，同时第二驱动气缸122驱动从动压头组件121 在第二导轨上运动，转接头123配合旋转压头114将电芯固定。再通过下压气缸31控制下压组件32下压，使下压组件32压紧电芯。压紧后，再将枪头调节机构2对准电芯，驱动电机113开始驱动压头组件112旋转，从动压头组件121配合电芯一起旋转。枪头调节机构2 开始对电芯进风焊封。封焊完毕后，驱动电机113关闭，压头组件112 停止旋转，枪头调节机构2复位，第一驱动气缸111和第二驱动气缸 122分别驱动压头组件112和从动压头组件121复位，将电芯松开。至此，可通过传输线路将电芯送入下一工位。

综上所述，本实用新型实施例提供的壳盖焊封结构，通过设置焊接压紧机构和枪头调节机构，在焊接压紧机构中中设置用于驱动压头组件运动的驱动电机和驱动气缸，使得焊接压紧机构夹紧并控制电芯旋转时，枪头调节机构能够对电芯进风焊封，提升了封焊效率，并有效保证了壳盖与电芯的焊接效果。

此外，区别于上述实施例，本实施例提供的壳盖焊封结构还设有焊接下压机构，能够在焊接压紧机构夹紧并控制电芯旋转时，压紧电芯，进一步保证了壳盖与电芯的焊接效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种壳盖焊封结构，其特征在于，包括：

焊接压紧机构和安装在所述焊接压紧机构上的枪头调节机构；

所述焊接压紧机构包括：相对设置的第一焊接压紧单元和第二焊接压紧单元；所述第一焊接压紧单元包括：第一导轨、压头组件、驱动电机和第一驱动气缸；所述压头组件沿靠近或远离所述第二焊接压紧单元的方向可活动地安装在所述第一导轨上，所述驱动电机的转动端与所述压头组件连接，所述第一驱动气缸的活动端与所述压头组件连接，使得所述焊接压紧机构夹紧并控制电芯旋转时，所述枪头调节机构对所述电芯进风焊封。

2.根据权利要求1所述的壳盖焊封结构，其特征在于，所述压头组件包括：旋转压头、第一轴承、第一底座和第一转轴；所述驱动电机包括：减速器和第一伺服电机；

所述第一伺服电机依次通过所述减速器、所述第一转轴和所述旋转压头同轴连接；所述第一转轴安装在所述第一轴承中，所述第一轴承可转动地安装在所述第一底座中，所述第一底座可活动地安装在所述第一导轨上，所述第一驱动气缸的活动端与所述第一底座连接。

3.根据权利要求2所述的壳盖焊封结构，其特征在于，所述第一焊接压紧单元还包括：

支架、浮动接头和缓冲器；所述第一导轨安装在所述支架上，所述支架上设有用于限制所述压头组件移动的挡板，所述第一底座位于所述缓冲器和所述浮动接头之间，所述第一驱动气缸的活动端通过所述浮动接头与所述第一底座的一端连接。

4.根据权利要求1所述的壳盖焊封结构，其特征在于，所述第二焊接压紧单元包括：

从动压头组件、第二导轨和第二驱动气缸；

所述从动压头组件沿靠近或远离所述压头组件的方向可活动地安装在所述第二导轨上，所述第二驱动气缸的活动端与所述从动压头组件连接。

5.根据权利要求4所述的壳盖焊封结构，其特征在于，所述从动压头组件包括：

转接头、第二轴承、第二转轴和第二底座；

所述转接头和所述第二转轴同轴连接，所述第二转轴安装在所述第二轴承中，所述第二轴承可转动地安装在所述第二底座中，所述第二底座可活动地安装在所述第二导轨上，所述第二驱动气缸的活动端与所述第二底座连接。

6.根据权利要求1所述的壳盖焊封结构，其特征在于，所述壳盖焊封结构还包括：第三导轨和安装在所述第三导轨两端的限位块；所述第一焊接压紧单元和所述第二焊接压紧单元可活动地安装在所述第三导轨上，位于所述第三导轨两端的所述限位块之间。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的壳盖焊封结构，其特征在于，所述壳盖焊封结构还包括：安装在所述焊接压紧机构上的焊接下压机构；

所述焊接下压机构包括：下压气缸和下压组件；所述下压气缸的活动端与所述下压组件连接，所述下压组件安装在所述第一焊接压紧单元或所述第二焊接压紧单元上，以在所述焊接压紧机构夹紧并控制所述电芯旋转时，所述下压组件压紧所述电芯。

8.根据权利要求7所述的壳盖焊封结构，其特征在于，所述下压组件包括：

压轮、安装座、支撑板、下压导杆和弹性件；所述压轮安装在所述安装座中，所述下压气缸的活动端依次通过所述支撑板和所述下压导杆与所述安装座连接；所述弹性件套设在所述下压导杆外，预压在所述支撑板和所述安装座之间。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的壳盖焊封结构，其特征在于，所述枪头调节机构包括：激光焊接组件、连接基座、丝杠、滑块和第二伺服电机；

所述激光焊接组件通过所述连接基座安装在所述滑块上，所述第二伺服电机的输出端与所述丝杠轴连接，所述滑块可活动地安装在所述丝杠上，所述滑块随所述丝杠的转动沿所述丝杠的轴向运动。

10.根据权利要求9所述的壳盖焊封结构，其特征在于，所述激光焊接组件包括：视觉单元、激光焊接单元、吹气单元和吸尘单元；

所述视觉单元包括：视觉相机和图像处理系统

所述图像处理系统与所述视觉相机电性连接，所述视觉相机用于获取图像数据，所述图像处理系统用于根据所述图像数据进行精确定位；

所述吹气单元位于激光焊接单元的运动前端，以向所述电芯顶部的焊缝位置吹送氮气；所述激光焊接单元用于发射激光束对所述电芯的焊缝进风焊封

所述吸尘单元与除尘管道连通，以将焊接过程中产生的粉尘予以捕集，通过所述除尘管道导入外部的净化系统。

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