CN217045020U - 一种基于视觉定位的电池模组侧缝激光焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及焊接设备技术领域，提出了一种基于视觉定位的电池模组侧缝激光焊接装置，包括机架、位置调节机构和焊接装置，位置调节机构设置在机架上，焊接装置设置在位置调节机构上，位置调节机构用于调整焊接装置的位置，还包括设置在位置调节机构上的视觉定位组件，视觉定位组件包括测距件，设置在位置调节机构上，用于检测焊接装置与工件表面的距离，定位镜头，设置在位置调节机构上，朝向工件焊缝位置，控制中心，设置在位置调节机构上，用于通过测距件和定位镜头的信号控制位置调节机构的运动。通过上述技术方案，解决了相关技术中电池模组通过固定夹具或者对应的工装进行固定时，容易导致工件偏移，进而导致焊缝发生偏移的问题。

Description

一种基于视觉定位的电池模组侧缝激光焊接装置

技术领域

本实用新型涉及焊接设备技术领域，具体的，涉及一种基于视觉定位的电池模组侧缝激光焊接装置。

背景技术

现有技术中，新能源电池模组在生产过程中，需要对电池模组侧板和端板的连接焊缝进行焊接，由于焊接位置比较特殊，通常通过固定夹具或者对应的工装对电池模组进行固定，但通过这种方式，在焊接过程中会由于振动，导致电池模组的位置发生偏移，进而使焊接的焊缝发生偏移，导致最终焊接的效果不佳，影响产品的质量和外观。

实用新型内容

本实用新型提出一种基于视觉定位的电池模组侧缝激光焊接装置，解决了相关技术中电池模组通过固定夹具或者对应的工装进行固定时，容易导致工件偏移，进而导致焊缝发生偏移的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于视觉定位的电池模组侧缝激光焊接装置，包括机架、位置调节机构和焊接装置，所述位置调节机构设置在所述机架上，所述焊接装置设置在所述位置调节机构上，所述位置调节机构用于调整所述焊接装置的位置，还包括设置在所述位置调节机构上的视觉定位组件，所述视觉定位组件包括

测距件，设置在所述位置调节机构上，用于检测所述焊接装置与工件表面的距离，

定位镜头，设置在所述位置调节机构上，朝向所述工件焊缝位置，

控制中心，设置在所述位置调节机构上，用于通过所述测距件和所述定位镜头的信号控制所述位置调节机构的运动。

作为进一步的技术方案，还包括

补光件，设置在所述位置调节机构上，且位于所述定位镜头旁，朝向所述工件焊缝位置，

防护组件，设置在所述视觉定位组件与所述工件之间，用于防护所述视觉定位组件和所述补光件。

作为进一步的技术方案，所述防护组件包括

驱动件，设置在所述机架上，

防护板，设置在所述驱动件上，所述驱动件用于控制所述防护板移动至所述视觉定位组件和所述补光件之间。

作为进一步的技术方案，所述位置调节机构包括

第一调整件，设置在所述机架上，具有第一调整滑槽，

第二调整件，滑动设置在所述第一调整滑槽内，具有与所述第一调整滑槽设置方向垂直的第二调整滑槽，

第三调整件，滑动设置在所述第二调整滑槽内，具有与所述第二调整滑槽设置方向垂直的第三调整滑槽，

安装座，滑动设置在所述第三调整滑槽内，所述焊接装置和所述视觉定位组件设置在所述安装座上，所述控制中心用于通过所述测距件信号控制所述安装座的滑动，通过所述定位镜头的信号控制所述第二调整件和所述第三调整件的滑动。

作为进一步的技术方案，所述焊接装置包括

激光焊接件，设置在所述位置调节机构上，具有激光振镜，

第一风墙防护件，设置在所述位置调节机构上，位于所述激光焊接件一侧，具有朝向所述激光振镜与所述工件之间的出风口，且所述出风口的出风方向与所述激光振镜表面平行或朝向所述工件。

作为进一步的技术方案，所述第一风墙防护件具有两个，并排设置在所述激光焊接件一侧，两个所述第一风墙防护件的出风口均朝向所述激光振镜与所述工件之间，且出风方向与所述激光振镜表面平行或朝向所述工件，形成两层风墙。

作为进一步的技术方案，所述防护板具有通孔，所述防护板移动后，所述定位镜头透过所述通孔，所述防护组件还包括

第二风墙防护件，设置在所述防护板上，位于所述定位镜头的一侧，具有朝向所述通孔方向的出风口。

本实用新型的工作原理及有益效果为：

现有技术中，新能源电池模组在生产过程中，由于电池模组焊接时的位置较为特殊，需要通过工装对其加紧后才能够实现稳定的焊接，但工装在加紧过程中，由于电池模组形状的限制，加紧后在焊接过程中容易受到外界因素的影响导致发生偏移，如焊接时的震动等因素，当电池模组发生偏移后，焊接时的焊封位置也会随着移动，最终导致焊接效果不佳，影响产品质量以及外观。

基于以上原因，需要一种能够避免电池模组在焊接过程中发生偏移而不影响焊缝位置的结构，通过视觉定位组件判断焊接装置与工件表面的距离，通过视觉定位组件中的测距件判断焊接装置与工件表面的距离，通过定位镜头通过镜头投影到传感器的图像传送到能够储存、分析和(或者)显示的控制中心上与之前位置进行比对，将平面上的位置差异坐标以通讯的方式传输给三轴模组系统，三轴模组按照指定坐标带动远程焊接头进行位置准确焊接，通过这种方式能够有效避免由于电池模组在震动后偏移后导致的焊缝偏移问题。

本实用新型中，为解决相关技术中电池模组通过固定夹具或者对应的工装进行固定时，容易导致工件偏移，进而导致焊缝发生偏移的问题，设计了一种基于视觉定位的电池模组侧缝激光焊接装置，具体为，将工件放置在焊接平台上，通过加紧工装对工件进行加紧处理，通过测距件调整焊接装置与工件之间的距离，保证焊接效果，通过定位镜头进行识别焊缝，并调整焊接装置与工件之间的角度，控制调节机构跟随焊缝进行焊接处理，通过这种方式能够大幅度增加工件焊接后的外观以及结构强度，进一步提升了设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型视觉定位组件结构示意图；

图3为本实用新型视觉定位组件结构示意图；

图4为本实用新型防护组件结构示意图；

图5为本实用新型第三调整件结构示意图；

图6为本实用新型A部结构示意图；

图7为本实用新型B部结构示意图；

图8为本实用新型C部结构示意图；

图9为本实用新型D部结构示意图；

图中：1、机架，2、位置调节机构，3、焊接装置，4、视觉定位组件，5、测距件，6、工件，7、定位镜头，8、控制中心，9、补光件，10、防护组件，11、驱动件，12、防护板，13、通孔，14、第一调整件，15、第一调整滑槽，16、第二调整件，17、第二调整滑槽，18、第三调整件，19、第三调整滑槽，20、安装座，21、激光焊接件，22、激光振镜，23、第一风墙防护件，24、第二风墙防护件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，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，所描述的实施例仅仅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，都涉及本实用新型保护的范围。

如图1～图9所示，本实施例提出了

一种基于视觉定位的电池模组侧缝激光焊接装置3，包括机架1、位置调节机构2和焊接装置3，位置调节机构2设置在机架1上，焊接装置3设置在位置调节机构2上，位置调节机构2用于调整焊接装置3的位置，还包括设置在位置调节机构2上的视觉定位组件4，视觉定位组件4包括

测距件5，设置在位置调节机构2上，用于检测焊接装置3与工件6表面的距离，

定位镜头7，设置在位置调节机构2上，朝向工件6焊缝位置，

控制中心8，设置在位置调节机构2上，用于通过测距件5和定位镜头7的信号控制位置调节机构2的运动。

现有技术中，新能源电池模组在生产过程中，由于电池模组焊接时的位置较为特殊，需要通过工装对其加紧后才能够实现稳定的焊接，但工装在加紧过程中，由于电池模组形状的限制，加紧后在焊接过程中容易受到外界因素的影响导致发生偏移，如焊接时的震动等因素，当电池模组发生偏移后，焊接时的焊封位置也会随着移动，最终导致焊接效果不佳，影响产品质量以及外观。

基于以上原因，需要一种能够避免电池模组在焊接过程中发生偏移而不影响焊缝位置的结构，通过视觉定位组件4判断焊接装置3与工件6表面的距离，通过视觉定位组件4中的测距件5判断焊接装置3与工件6表面的距离，通过定位镜头7通过镜头投影到传感器的图像传送到能够储存、分析和(或者)显示的控制中心8上与之前位置进行比对，将平面上的位置差异坐标以通讯的方式传输给三轴模组系统，三轴模组按照指定坐标带动远程焊接头进行位置准确焊接，通过这种方式能够有效避免由于电池模组在震动后偏移后导致的焊缝偏移问题。

本实施例中，为解决相关技术中电池模组通过固定夹具或者对应的工装进行固定时，容易导致工件6偏移，进而导致焊缝发生偏移的问题，设计了一种基于视觉定位的电池模组侧缝激光焊接装置3，具体为，将工件6放置在焊接平台上，通过加紧工装对工件6进行加紧处理，通过测距件5调整焊接装置3与工件6之间的距离，保证焊接效果，通过定位镜头7进行识别焊缝，并调整焊接装置3与工件6之间的角度，控制调节机构跟随焊缝进行焊接处理，通过这种方式能够大幅度增加工件6焊接后的外观以及结构强度，进一步提升了设备的实用性。

进一步，还包括

补光件9，设置在位置调节机构2上，且位于定位镜头7旁，朝向工件6焊缝位置，

防护组件10，设置在视觉定位组件4与工件6之间，用于防护视觉定位组件4和补光件9。

本实施例中，为了能够实现更好的完成定位效果，设置了补光件9，定位镜头7在拍照处理图像过程中，若周边环境不足以满足得到清晰稳定的图像，需在周边增加补光件9，补光件9会根据周边环境的变化自动调整光谱特征，进而得到更加清晰准确的数据，增加补光件9的稳定性；为了防止镜头以及补光件9由于焊渣飞溅导致损坏设置了防护组件10，实际焊接过程中会产生大量的烟尘及焊接飞溅，一旦这些飞溅粘连到镜头前面，会导致视觉及测距测量不准确，进而影响焊缝的焊接质量；通过防护组件10对镜头进行保护，能够有效提升设备的稳定性，降低视觉定位组件4的损坏风险。

进一步，防护组件10包括

驱动件11，设置在机架1上，

防护板12，设置在驱动件11上，驱动件11用于控制防护板12移动至视觉定位组件4和补光件9之间。

本实施例中，具体细化了一种防护组件10，具体为，驱动件11控制防护组件10转动设置，当需要使用防护组件10进行防护时，通过驱动件11带动防护板12转动，使防护板12转动至视觉定位组件4和补光件9之间，进而形成保护。

进一步，位置调节机构2包括

第一调整件14，设置在机架1上，具有第一调整滑槽15，

第二调整件16，滑动设置在第一调整滑槽15内，具有与第一调整滑槽15设置方向垂直的第二调整滑槽17，

第三调整件18，滑动设置在第二调整滑槽17内，具有与第二调整滑槽17设置方向垂直的第三调整滑槽19，

安装座20，滑动设置在第三调整滑槽19内，焊接装置3和视觉定位组件4设置在安装座20上，控制中心8用于通过测距件5信号控制安装座20的滑动，通过定位镜头7的信号控制第二调整件16和第三调整件18的滑动。

本实施例中，为了能够实现三维可调的进行焊接，具体细化了一种位置调节机构2，具体为，第一调整件14为X轴运行模组，用以实现焊接执行机构宽度方向位置不同的调整及来料位置偏差的调整，在第一调整件14上具有第一调整滑槽15，第二调整件16滑动在第一调整滑槽15内，第二调整件16为Z轴运行模组，用以实现焊接执行机构高度方向位置不同的调整及来料位置偏差的调整，第一调整件14和第二调整件16在实际焊接过程中会配合视觉定位系统进行焊缝位置的准确调整，第二调整件16具有第二调整滑槽17，第三调整件18滑动在第二调整滑槽17内，第三调整件18为Y轴运行模组，用以实现焊接执行机构长度方向位置不同的调整，在实际焊接过程中会配合激光测距仪进行激光振镜22焦距的准确调整，将焊接装置3以及视觉定位组件4设置在安装座20上，随位置调整机构进行有效的调节。通过本方案能够使设备进行稳定的移动实现焊接组件的多方位焊接，进一步提升了设备的稳定性以及实用性。

进一步，焊接装置3包括

激光焊接件21，设置在位置调节机构2上，具有激光振镜22，

第一风墙防护件23，设置在位置调节机构2上，位于激光焊接件21一侧，具有朝向激光振镜22与工件6之间的出风口，且出风口的出风方向与激光振镜22表面平行或朝向工件6。

本实施例中，具体细化了一种焊接装置3，常用的焊接装置3大多为气体保护焊接，但气体保护焊接在焊接过程中容易产生飞溅、焊缝成形不良、气孔、咬边、未焊透等焊接缺陷，并且焊接速度较慢，使用成本高，需要对应的焊丝等材料才能够实现焊接，为了能够提升设备的使用效率以及焊接质量，设置了激光焊接件21，激光焊接件21在焊接过程中热变形小，约为传统气体保护的1/10左右，所达到的焊接质量较之前的气保焊更加牢固可靠，外观更加美观，无需打磨；焊接速度快，约为CMT气保焊接速度的3-5倍；焊接强度大，相比传统的气体保护焊，激光复合焊接的熔深更大的同时焊缝部位的强度要明显的高于传统弧焊，同时由于激光焊接件21具有激光振镜22，在焊接过程中会有飞溅产生，为了能够对镜头进行保护，设置了第一风墙防护件23，对激光远程焊接头的前端保护镜片进行保护，风刀会将普通压缩气体压力增大2-3倍，并以幅面的形式在焊接过程中分布于焊接头的前端，防止因焊接飞溅导致保护镜片污浊而影响激光的焊接质量，出风口朝向平行镜头的方向或朝向工件6的方向，使飞溅远离镜头表面。

进一步，第一风墙防护件23具有两个，并排设置在激光焊接件21一侧，两个第一风墙防护件23的出风口均朝向激光振镜22与工件6之间，且出风方向与激光振镜22表面平行或朝向工件6，形成两层风墙。

进一步，防护板12具有通孔13，防护板12移动后，定位镜头7透过通孔13，防护组件10还包括

第二风墙防护件24，设置在防护板12上，位于定位镜头7的一侧，具有朝向通孔13方向的出风口。

本实施例中，为了对定位镜头7进行保护，在防护板12上设置了通孔13，镜头能够透过通孔13对工件6进行分析拍照，同时在通孔13位置设置了第二风墙防护件24，第二风墙防护件24呈圆环形，围绕在通孔13位置，具有斜着朝向工件6方向的出风口通过向通孔13位置吹高压风力，避免飞溅从通孔13穿过，对镜头造成影响，通过本方案能够使定位镜头7在防护板12进行保护的状态进行识别拍照，进一步提升设备的实用性和安全性。

以上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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于视觉定位的电池模组侧缝激光焊接装置，包括机架(1)、位置调节机构(2)和焊接装置(3)，所述位置调节机构(2)设置在所述机架(1)上，所述焊接装置(3)设置在所述位置调节机构(2)上，所述位置调节机构(2)用于调整所述焊接装置(3)的位置，其特征在于，还包括设置在所述位置调节机构(2)上的视觉定位组件(4)，所述视觉定位组件(4)包括

测距件(5)，设置在所述位置调节机构(2)上，用于检测所述焊接装置(3)与工件(6)表面的距离，

定位镜头(7)，设置在所述位置调节机构(2)上，朝向所述工件(6)焊缝位置，

控制中心(8)，设置在所述位置调节机构(2)上，用于通过所述测距件(5)和所述定位镜头(7)的信号控制所述位置调节机构(2)的运动。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉定位的电池模组侧缝激光焊接装置，其特征在于，还包括

补光件(9)，设置在所述位置调节机构(2)上，且位于所述定位镜头(7)旁，朝向所述工件(6)焊缝位置，

防护组件(10)，设置在所述视觉定位组件(4)与所述工件(6)之间，用于防护所述视觉定位组件(4)和所述补光件(9)。

3.根据权利要求2所述的一种基于视觉定位的电池模组侧缝激光焊接装置，其特征在于，所述防护组件(10)包括

驱动件(11)，设置在所述机架(1)上，

防护板(12)，设置在所述驱动件(11)上，所述驱动件(11)用于控制所述防护板(12)移动至所述视觉定位组件(4)和所述补光件(9)之间。

4.根据权利要求1所述的一种基于视觉定位的电池模组侧缝激光焊接装置，其特征在于，所述位置调节机构(2)包括

第一调整件(14)，设置在所述机架(1)上，具有第一调整滑槽(15)，

第二调整件(16)，滑动设置在所述第一调整滑槽(15)内，具有与所述第一调整滑槽(15)设置方向垂直的第二调整滑槽(17)，

第三调整件(18)，滑动设置在所述第二调整滑槽(17)内，具有与所述第二调整滑槽(17)设置方向垂直的第三调整滑槽(19)，

安装座(20)，滑动设置在所述第三调整滑槽(19)内，所述焊接装置(3)和所述视觉定位组件(4)设置在所述安装座(20)上，所述控制中心(8)用于通过所述测距件(5)信号控制所述安装座(20)的滑动，通过所述定位镜头(7)的信号控制所述第二调整件(16)和所述第三调整件(18)的滑动。

5.根据权利要求1所述的一种基于视觉定位的电池模组侧缝激光焊接装置，其特征在于，所述焊接装置(3)包括

激光焊接件(21)，设置在所述位置调节机构(2)上，具有激光振镜(22)，

第一风墙防护件(23)，设置在所述位置调节机构(2)上，位于所述激光焊接件(21)一侧，具有朝向所述激光振镜(22)与所述工件(6)之间的出风口，且所述出风口的出风方向与所述激光振镜(22)表面平行或朝向所述工件(6)。

6.根据权利要求5所述的一种基于视觉定位的电池模组侧缝激光焊接装置，其特征在于，所述第一风墙防护件(23)具有两个，并排设置在所述激光焊接件(21)一侧，两个所述第一风墙防护件(23)的出风口均朝向所述激光振镜(22)与所述工件(6)之间，且出风方向与所述激光振镜(22)表面平行或朝向所述工件(6)，形成两层风墙。

7.根据权利要求3所述的一种基于视觉定位的电池模组侧缝激光焊接装置，其特征在于，所述防护板(12)具有通孔(13)，所述防护板(12)移动后，所述定位镜头(7)透过所述通孔(13)，所述防护组件(10)还包括

第二风墙防护件(24)，设置在所述防护板(12)上，位于所述定位镜头(7)的一侧，具有朝向所述通孔(13)方向的出风口。

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