CN216177568U - 一种基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置，其包括结构骨架；电池模组放置在定位托盘的顶部；结构骨架的顶部，固定安装有焊接针板；焊接针板，位于电池模组的正上方；结构骨架，包括横向分布且纵向间隔的两个流水线线体；两个流水线线体前后两侧边缘，分别与钣金结构件的前后两侧下部固定连接；两个流水线线体的顶部，放置有定位托盘；结构骨架中的钣金结构件的前后两边、左右两边以及正下方，分别安装有一个电缸定位组件。本实用新型结构设计科学，通过设置多个电缸定位组件，可以结合电缸特有的可调控的恒定推力和恒定行程功能，能够在电池模组进行激光焊接快速换型时，大幅度提高对电池模组的焊接换型效率。

Description

一种基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置

技术领域

本实用新型涉及动力电池激光焊接技术领域，特别是涉及一种基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置。

背景技术

激光焊接在动力电池焊接领域有着重要运用，当今电池模组生产厂家所生产的电池模组的尺寸大小，排列方式等各种各样，因而电池模组生产厂家经常会遇到模组焊接换型的情况(模组焊接换型的含义，即调整焊接设备，使得焊接设备能够对不同类型的电池模组进行可靠定位，以便于进一步焊接)，鉴于进行小批量、多品种的电池模组生产经常发生，因此，考验着企业对模组焊接换型的能力。

目前，对于不同的电池模组类型，在每次进行模组焊接换型过程中，都要拆卸各种定位气缸和模块，换型效率低，重复性动作多，费时费力，而且换型的参数没有保存功能，以至于同样品种电池模组的换型，仍然需要重复一连串换型操作。

此外，多次进行模组焊接换型，对结构件强度损伤较大，会导致焊接的定位精度降低。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置。

为此，本实用新型提供了一种基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置，包括结构骨架、电缸定位组件、定位托盘、电池模组和焊接针板；

其中，电池模组放置在定位托盘的顶部；

结构骨架的顶部，固定安装有焊接针板；

焊接针板，位于电池模组的正上方；

其中，结构骨架，包括横向分布且纵向间隔的两个流水线线体；

两个流水线线体前后两侧边缘，分别与钣金结构件的前后两侧下部固定连接；

其中，两个流水线线体的顶部，放置有定位托盘；

其中，结构骨架中的钣金结构件的前后两边、左右两边以及正下方，分别安装有一个电缸定位组件。

优选地，钣金结构件，为框架结构。

优选地，任意一个电缸定位组件，包括电缸、钣金件、轴承、直线导杆和定位块；

其中，电缸的壳体，安装在钣金件的外侧面；

电缸内侧的动力输出端，贯穿所述钣金件上预留的通孔后，与定位块的中间位置固定连接；

定位块的两端，分别与一个直线导杆的内侧端固定连接；

钣金件的两端，分别开孔安装有一个轴承；

每个轴承的内圈，贯穿插入有一个所述直线导杆。

优选地，对于位于钣金结构件前后两边的电缸定位组件，其具有的钣金件为横向分布，通过螺丝固定连接所述结构骨架中的钣金结构件的外侧面。

优选地，对于位于钣金结构件左右两边的电缸定位组件，其具有的钣金件为纵向分布，分别与一个支撑架的顶部相连接；

每个支撑架的下部前后两端，分别通过螺丝，与所述结构骨架中的两个流水线线体底部固定连接。

优选地，对于位于钣金结构件正下方的电缸定位组件，其具有的钣金件为横向分布；

该钣金件后侧的两个连接部，固定连接所述结构骨架中位于后方的两个流水线线体底部。

优选地，定位托盘，包括电木底板和防护块；

电木底板的顶部四角位置，分别固定设置有一个弯曲的防护块。

优选地，电木底板的顶面为光滑的平面。

优选地，焊接针板，包括玻纤板和压针；

玻纤板的底面前后两侧，分别固定安装有两个压针排；

每个压针排，包括横向等间距排列且垂直分布的多个压针；

每个压针，分别与电池模组中的一个电芯正对应设置。

优选地，对于玻纤板，在位于前侧的两个压针排之间，以及位于后侧的两个压针排之间，分别开有横向分布的第一焊接激光光束通过开口槽；

对于玻纤板，在位于最后侧的压针排的后方位置以及位于最前侧的压针排的前方位置，分别开有横向分布的第二焊接激光光束通过开口槽。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置，其结构设计科学，通过设置多个电缸定位组件，可以结合电缸特有的可调控的恒定推力和恒定行程功能，能够在电池模组进行激光焊接快速换型时，大幅度提高对电池模组的焊接换型效率，从而极大地解决了多品种、小批量动力电池模组的焊接生产难题，具有重大的生产实践意义。

本实用新型提供的基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置，换型精度高，可记忆性强，有利于最大限度地实现一键换型的功能。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置的主体图；

图2为本本实用新型提供的一种基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置的结构骨架图；

图3为本实用新型提供的一种基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置中，电缸定位组件的结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置中，定位托盘的结构示意图；

图5为本实用新型提供的一种基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置中，焊接针板在倒立放置时的结构示意图；

图6为本实用新型提供的一种基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置的立体爆炸分解图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段更容易理解，下面结合附图和实施例对本申请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相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”等应做广义理解，例如，可以是固定安装，也可以是可拆卸安装。

对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参见图1至图6，本实用新型提供了一种基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置，包括结构骨架1、电缸定位组件2、定位托盘3、电池模组4和焊接针板5；

其中，电池模组4放置在定位托盘3的顶部；

结构骨架1的顶部，固定安装有焊接针板5；

焊接针板5，位于电池模组4的正上方；

其中，参见图1、图2，结构骨架1，包括横向分布且纵向间隔的两个流水线线体11；

两个流水线线体11前后两侧边缘，分别与钣金结构件12的前后两侧下部固定连接；

其中，两个流水线线体11的顶部，放置有定位托盘3；

其中，结构骨架1中的钣金结构件12的前后两边、左右两边以及正下方，分别安装有一个电缸定位组件2。

需要说明的是，流水线线体11可以采用现有流水线上的流水线线体，当然，还可以根据定位托盘3的实际形状进行相应改进设计。定位托盘3在流水线线体11上运动，可以运动到焊接区域(即焊接针板5对应的下方区域)。流水线线体11，可以匹配当前各种类电池模组4所放置的定位托盘3使用；流水线线体11，不限于图1所示的长度和分布形状，可以根据实际的生产需要，增加长度，以及设置为其他的分布形状，例如，圆环形、椭圆形的分布形状等。

需要说明的是，电池模组4放置于定位托盘3上，定位托盘3经由流水线线体11运转到焊接区域(即焊接针板5对应的下方区域)后，可以激活后面一系列自动定位动作。

在本实用新型中，具体实现上，钣金结构件12，为框架结构。

在本实用新型中，具体实现上，参见图3所示，任意一个电缸定位组件2，包括电缸21、钣金件22、轴承23、直线导杆24和定位块25；

其中，电缸21的壳体，安装在钣金件22的外侧面(即远离所述钣金结构件12的一侧)；

电缸21内侧(即靠近所述钣金结构件12的一侧)的动力输出端(如输出轴，即电缸轴)，贯穿所述钣金件22上预留的通孔后，与定位块25的中间位置固定连接；

定位块25的两端，分别与一个直线导杆24的内侧端(即靠近所述钣金结构件12的一端)固定连接；

钣金件22的两端，分别开孔安装有一个轴承23；

每个轴承23的内圈，贯穿插入有一个所述直线导杆24。

因此，对于本实用新型，可以通过电缸21的电缸轴的伸出运动，来控制定位块25的伸出量；直线导杆24的设置，可以确保定位块25的运动为直线运动。

具体实现上，对于位于钣金结构件12前后两边的电缸定位组件2，其具有的钣金件22为横向分布，通过螺丝固定连接所述结构骨架1中的钣金结构件12的外侧面(具体是通过该钣金件22下侧的两个连接部220与钣金结构件12的外侧面相连接)。

具体实现上，对于位于钣金结构件12左右两边的电缸定位组件2，其具有的钣金件22为纵向分布，参见图1，分别与一个支撑架6的顶部相连接；

每个支撑架6的下部前后两端，分别通过螺丝，与所述结构骨架1中的两个流水线线体11底部固定连接。

其中，支撑架6，可以包括上下分布的第一支撑架连接板61和第二支撑架连接板62；

第一支撑架连接板61，与电缸定位组件2中的钣金件22固定连接；

第二支撑架连接板62的前后两端，分别与所述结构骨架1中的两个流水线线体11底部固定连接；

第二支撑架连接板62的前后两端，分别开孔安装有一个支撑架轴承63；

每个支撑架轴承63的内圈，贯穿插入有一个支撑架直线导杆64；

其中，一个顶升电缸65的壳体，安装在第二支撑架连接板62的底面；

顶升电缸65顶部的动力输出端(如输出轴，即电缸轴)，贯穿所述第二支撑架连接板62上预留的通孔后，与第一支撑架连接板61的中间位置固定连接；

第一支撑架连接板61的前后两端，分别与一个支撑架直线导杆64的顶端固定连接。

需要说明的是，通过顶升电缸65以及其上配套的支撑架直线导杆64等各个组件，组成的顶升电缸组件，可以根据实际电池模组的高度，对其连接的用于挤压电池模组4的电缸定位组件2的高度进行相应调节。

具体实现上，对于位于钣金结构件12正下方的电缸定位组件2，其具有的钣金件22为横向分布；

该钣金件22后侧的两个连接部220，固定连接所述结构骨架1中位于后方的两个流水线线体11底部。

具体实现上，电缸21，为现有的带压力控制功能的电缸。

在本实用新型中，具体实现上，参见图4所示，定位托盘3，包括电木底板31和防护块32；

电木底板31的顶部四角位置，分别固定设置有一个弯曲的防护块32。

具体实现上，电木底板31的顶面为光滑的平面，由于电木底板31的顶面光滑平整，从而可以确保电池模组4能够在电木底板31的顶部正常滑动；防护块32的设计，可以确保电池模组4不跌出到电木底板31的外部。

在本实用新型中，具体实现上，参见图5所示，焊接针板5，包括玻纤板51和压针52；

玻纤板51的底面前后两侧，分别固定安装有两个压针排(不限于两排)；

每个压针排，包括横向等间距排列且垂直分布的多个压针52；

每个压针52，分别与电池模组4中的一个电芯正对应设置(例如，位于电芯的正上方)；

其中，对于玻纤板51，在位于前侧的两个压针排之间，以及位于后侧的两个压针排之间，分别开有横向分布的第一焊接激光光束通过开口槽531；

对于玻纤板51，在位于最后侧的压针排的后方位置以及位于最前侧的压针排的前方位置，分别开有横向分布的第二焊接激光光束通过开口槽532。

具体实现上，第一焊接激光光束通过开口槽531和第二焊接激光光束通过开口槽532的横向长度，等于压针排的横向长度。

需要说明的是，在本实用新型中，焊接针板5为本实用新型进行的专门设计结构，不同的电池模组4对应不同的焊接针板5。焊接针板5在本专利中所起的功能为：对电芯顶部的极柱以及极柱顶部放置的汇流铝排进行挤压固定，确保在焊接过程中汇流铝排与极柱无间隙，以达到最优焊接效果；并且焊接针板5中只露出第一焊接激光光束通过开口槽531和第二焊接激光光束通过开口槽532这两个空间来进行焊接，其他电池模组区域呈遮挡状态，这样可以起到预防激光打到非焊接区域，避免电池着火事故的发生。

需要说明的是，位于外部的激光焊接机的焊接镜头(激光振镜)所发出的激光，可以贯穿通过第一焊接激光光束通过开口槽531或第二焊接激光光束通过开口槽532后，对电池模组4上的指定位置和组件进行焊接操作。

需要说明的是，压针52，用于对电池模组中需要进行激光焊接的组件进行下压固定(即挤压固定)，例如对电芯顶部的极柱以及极柱顶部放置的汇流铝排进行挤压固定。

需要说明的是，玻纤板51具有高强度和高硬度，可防止变形折弯；玻纤板51的孔位里整齐排列着多根压针52，压针52和电池模组4里的电芯排列整齐对应，可起到对电芯的压紧固定作用。

为了更加清楚地理解本实用新型的技术方案，下面说明本实用新型的工作原理。

本实用新型提供的基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置，本实用新型根据当前常见的动力电池模组电芯的尺寸和排列方式，结合电缸特有的可调控的恒定推力和恒定行程，在电池模组的焊接换型过程中，首先，将电池模组4放置在定位托盘3的顶部；

然后，定位托盘3经流水线线体12到达指定焊接区域(即焊接针板5对应的区域)。需要说明的是，鉴于结构骨架1的前后两边、左右两边以及下方，这五个方向上都分别安装了一个电缸定位组件2，因此，可以分时，先后通过定位块25对电池模组4的不同方向进行挤压和定位动作，并且每个电缸定位组件2中的电缸21均具有推力和行程可控功能；

然后，当检测到定位托盘3到位信号后(例如通过安装在结构骨架1中的钣金结构件12内侧的接近开关进行检测)，结构骨架1的五个方向上的电缸定位组件2，可以按照前方、左方、后方、右方以及下方的顺序依次启动(接近开关在检测到定位托盘3后，依次触发启动不同方向的五个电缸定位组件2，或者接近开关向一个控制器发出触发信号，由控制器进一步按照预设的顺序依次触发启动不同方向的五个电缸定位组件2中的电缸21)，从而通过定位块25对电池模组4进行定位动作；其中，每个电缸定位组件2的伸出量，按设定行程和推力精确输出，定位托盘3上的电池模组4在五个电缸定位组件2的精确定位和稳定推力作用下，最终被精确平稳地定位在焊接针板5的正下方，完成对电池模组4的焊接换型(即焊接位置的准确定位)，至此，激光焊接快速换型流程完成。

接下来，现有的焊接设备(焊接机)，可以通过自动调取设定好的现有焊接程序，启动激光焊接，开始对电池模组4顶部的对应焊接点位进行阵列式焊接动作。

综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置，其结构设计科学，通过设置多个电缸定位组件，可以结合电缸特有的可调控的恒定推力和恒定行程功能，能够在电池模组进行激光焊接快速换型时，大幅度提高对电池模组的焊接换型效率，从而极大地解决了多品种、小批量动力电池模组的焊接生产难题，具有重大的生产实践意义。

本实用新型的基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置，换型精度高，可记忆性强，有利于最大限度地实现一键换型的功能。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置，其特征在于，包括结构骨架(1)、电缸定位组件(2)、定位托盘(3)、电池模组(4)和焊接针板(5)；

其中，电池模组(4)放置在定位托盘(3)的顶部；

结构骨架(1)的顶部，固定安装有焊接针板(5)；

焊接针板(5)，位于电池模组(4)的正上方；

其中，结构骨架(1)，包括横向分布且纵向间隔的两个流水线线体(11)；

两个流水线线体(11)前后两侧边缘，分别与钣金结构件(12)的前后两侧下部固定连接；

其中，两个流水线线体(11)的顶部，放置有定位托盘(3)；

其中，结构骨架(1)中的钣金结构件(12)的前后两边、左右两边以及正下方，分别安装有一个电缸定位组件(2)。

2.如权利要求1所述的基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置，其特征在于，钣金结构件(12)，为框架结构。

3.如权利要求1所述的基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置，其特征在于，任意一个电缸定位组件(2)，包括电缸(21)、钣金件(22)、轴承(23)、直线导杆(24)和定位块(25)；

其中，电缸(21)的壳体，安装在钣金件(22)的外侧面；

电缸(21)内侧的动力输出端，贯穿所述钣金件(22)上预留的通孔后，与定位块(25)的中间位置固定连接；

定位块(25)的两端，分别与一个直线导杆(24)的内侧端固定连接；

钣金件(22)的两端，分别开孔安装有一个轴承(23)；

每个轴承(23)的内圈，贯穿插入有一个所述直线导杆(24)。

4.如权利要求3所述的基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置，其特征在于，对于位于钣金结构件(12)前后两边的电缸定位组件(2)，其具有的钣金件(22)为横向分布，通过螺丝固定连接所述结构骨架(1)中的钣金结构件(12)的外侧面。

5.如权利要求3所述的基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置，其特征在于，对于位于钣金结构件(12)左右两边的电缸定位组件(2)，其具有的钣金件(22)为纵向分布，分别与一个支撑架(6)的顶部相连接；

每个支撑架(6)的下部前后两端，分别通过螺丝，与所述结构骨架(1)中的两个流水线线体(11)底部固定连接。

6.如权利要求1所述的基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置，其特征在于，对于位于钣金结构件(12)正下方的电缸定位组件(2)，其具有的钣金件(22)为横向分布；

该钣金件(22)后侧的两个连接部(220)，固定连接所述结构骨架(1)中位于后方的两个流水线线体(11)底部。

7.如权利要求1所述的基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置，其特征在于，定位托盘(3)，包括电木底板(31)和防护块(32)；

电木底板(31)的顶部四角位置，分别固定设置有一个弯曲的防护块(32)。

8.如权利要求7所述的基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置，其特征在于，电木底板(31)的顶面为光滑的平面。

9.如权利要求1所述的基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置，其特征在于，焊接针板(5)，包括玻纤板(51)和压针(52)；

玻纤板(51)的底面前后两侧，分别固定安装有两个压针排；

每个压针排，包括横向等间距排列且垂直分布的多个压针(52)；

每个压针(52)，分别与电池模组(4)中的一个电芯正对应设置。

10.如权利要求9所述的基于电缸控制的电池模组激光焊接快速换型装置，其特征在于，对于玻纤板(51)，在位于前侧的两个压针排之间，以及位于后侧的两个压针排之间，分别开有横向分布的第一焊接激光光束通过开口槽(531)；

对于玻纤板(51)，在位于最后侧的压针排的后方位置以及位于最前侧的压针排的前方位置，分别开有横向分布的第二焊接激光光束通过开口槽(532)。

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