CN217667292U - 一种柱形锂离子电池负极盖板焊接装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种柱形锂离子电池负极盖板焊接装置，包括：主转盘，与机台可转连接；主转盘的外周边缘设置有若干组定位件，每组定位件包括盖板定位件和电池定位件；沿上游至下游方向主转盘的侧方依次设置有：盖板入料机构，向盖板定位件传输盖板；电池入料机构，向电池定位件传输电池；焊接机构，焊接连接盖板和电池的连接片；出料机构，导出主转盘的电池盖板组合件；还包括第一视觉检测机构和排出机构；第一视觉检测机构设置于盖板入料机构与电池入料机构之间和/或电池入料机构与焊接机构之间，用于检测盖板和/或电池的位置；排出机构驱动未通过位置视觉检测的电池和盖板脱离主转盘。该装置有助于提高电池盖板焊接的自动化程度。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池生产设备技术领域，具体涉及一种柱形锂离子电池负极盖板焊接装置。
背景技术
锂离子电池中卷芯的极耳通过连接片与负极盖板连接，生产工艺为：首先焊接连接片铜片与极耳，卷芯置于壳体中，再焊接连接片与盖板，最后将盖板封盖于壳体的负极端口。
传统的锂离子电池负极盖板焊接采用设备自动焊接，但上下料以及焊后检测均为人工操作。人工上下料会增加连接片和盖板的对位误差几率，导致产品尺寸的一致性欠佳，从而影响产品良率；人工目检判断产品，长时间目检的视觉疲劳会影响目检的准确性。
实用新型内容
本实用新型的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种柱形锂离子电池负极盖板焊接装置，对主转盘的盖板和/或电池上料进行视觉检测，提高电池与盖板的焊接产品质量一致性。
为了实现上述技术效果，本实用新型的技术方案为：一种柱形锂离子电池负极盖板焊接装置，包括：
主转盘，与机台可转连接；所述主转盘的外周边缘设置有若干组定位件，每组所述定位件包括盖板定位件和电池定位件；沿上游至下游方向所述主转盘的侧方依次设置有：
盖板入料机构，向所述盖板定位件传输盖板；
电池入料机构，向所述电池定位件传输电池；
焊接机构，焊接连接盖板和电池的连接片；
出料机构，导出所述主转盘的电池盖板组合件；
还包括第一视觉检测机构和排出机构；所述第一视觉检测机构设置于盖板入料机构与电池入料机构之间和/或电池入料机构与焊接机构之间，用于检测盖板和/或电池的位置；所述排出机构驱动未通过位置视觉检测的电池和盖板脱离所述主转盘。
优选的技术方案为，所述焊接机构和出料机构之间依次设置有焊后除尘机构和第二视觉检测机构；所述第二视觉检测机构用于检测焊缝；所述排出机构驱动未通过焊缝视觉检测的盖板电池焊接件脱离所述主转盘。
优选的技术方案为，所述焊接机构或者第二视觉检测机构与出料机构之间依次设置有极耳贴胶机构和第三视觉检测机构；所述第三视觉检测机构用于检测贴胶；所述排出机构驱动未通过贴胶视觉检测的盖板电池焊接件脱离所述主转盘。
优选的技术方案为，所述第三视觉检测机构与所述出料机构之间设置有盖板合盖机构，所述盖板合盖机构用于将盖板对位压入电池壳体。
优选的技术方案为，所述盖板合盖机构包括沿上游至下游依次设置的预合盖机构和二次合盖机构；所述预合盖机构用于对位盖板和电池壳体，所述二次合盖机构用于将盖板压入电池壳体。
优选的技术方案为，所述转盘的侧方设置有异常产品排出通道，所述异常产品排出通道包括异常电池盖板通道、焊缝异常产品通道、贴胶异常产品通道。
优选的技术方案为，所述异常电池盖板通道、焊缝异常产品通道、贴胶异常产品通道相邻设置；所述异常产品排出通道设置于所述第三视觉检测机构与出料机构之间。
优选的技术方案为，所述电池入料机构的侧方设置有极耳矫正机构，所述极耳矫正机构用于矫正电池的极耳取向。
优选的技术方案为，所述盖板定位件包括真空吸盘；和/或所述电池定位件为电池托杯卡槽。
优选的技术方案为，所述电池入料机构和/或出料机构包括分料盘，所述分料盘与所述机台可转连接且与所述主转盘旋向相反；
所述分料盘的外周边缘设置托杯限位槽；所述托杯限位槽的一侧槽壁为推挡槽壁，另一侧槽壁由托杯限位槽的槽底向所述主转盘的边缘平滑过渡；所述推挡槽壁将电池推挡至与所述电池定位件连接，和/或所述推挡槽壁将电池盖板组合件推离所述电池定位件。
本实用新型的优点和有益效果在于：
该柱形锂离子电池负极盖板焊接装置中设置有第一视觉检测机构，通过对主转盘的盖板和/或电池上料进行视觉检测，焊接视觉检测合格的盖板和电池，将视觉检测不合格的盖板和电池排出主转盘，利于提高产品的一致性和良品率；
未经焊接的盖板和电池还能回用于后续的电池盖板焊接生产中，与将位置不合格的盖板和电池连接相比，利于提高电池盖板焊接的整体良率；
有助于提高电池盖板焊接的自动化程度，实现自动化生产。
附图说明
图1是实施例柱形锂离子电池负极盖板焊接装置的俯视结构示意图；
图2是图1中A的局部放大图；
图3是电池入料机构的俯视结构示意图；
图4是出料机构的俯视结构示意图；
图中：1、机台；2、主转盘；3、定位件；301、盖板定位件；302、电池定位件；4、盖板入料机构；5、电池入料机构；501、极耳矫正机构；6、焊接机构；7、出料机构；8、第一视觉检测机构；9、排出机构；10、焊后除尘机构；11、第二视觉检测机构；12、极耳贴胶机构；13、第三视觉检测机构；
14、盖板合盖机构；1401、预合盖机构；1402、二次合盖机构；
15、异常产品排出通道；1501、异常电池盖板通道；1502、焊缝异常产品通道；1503、贴胶异常产品通道；1504、其他异常产品通道；
a、分料盘；a1、托杯限位槽；a01、推挡槽壁。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例
如图1-2所示，在一实施例中，柱形锂离子电池负极盖板焊接装置，包括机台1和主转盘2；主转盘2与机台1可转连接；主转盘2的外周边缘设置有若干组定位件3，每组定位件3包括盖板定位件301和电池定位件302；沿上游至下游方向主转盘2的侧方依次设置有盖板入料机构4、电池入料机构5、焊接机构6和出料机构7；盖板入料机构4被配置为向盖板定位件301传输盖板；电池入料机构5被配置为向电池定位件302传输电池；焊接机构6被配置为焊接连接盖板和电池的连接片，具体为激光焊接机构；出料机构7被配置为导出所述主转盘2的电池盖板组合件；还包括第一视觉检测机构8和排出机构9；第一视觉检测机构8设置于盖板入料机构4与电池入料机构5之间以及电池入料机构5与焊接机构6之间，第一视觉检测机构8用于检测盖板和电池的位置；排出机构9驱动未通过位置视觉检测的电池和盖板脱离主转盘2。进一步的，焊接机构6被配置为焊接连接通过位置视觉检测的盖板和电池的连接片。
可选的，通过电池入料机构5上料至主转盘2的电池设置于托杯中。电池在托杯中呈竖向设置，连接片位于电池的顶端，盖板定位件301设置于电池定位件302的上方，盖板的内盖面背向所述主转盘2的转轴，电池导入主转盘2，电池的连接片抵靠于盖板的内盖面，或者连接片与盖板且沿焊接机构6的焊接头运动方向相对。通过将拍摄的盖板照片以及电池电极照片与控制系统中预存的图像比对，判断并将盖板以及电池标记为通过视觉检测产品和未通过视觉检测产品。
排出机构9满足将未通过位置视觉检测的电池和盖板脱离主转盘2的功能即可，包括但不限于设置于主转盘2的推挡机构。图中所示设置于转盘下方的机台1上，推挡机构例为气缸，气缸的活塞杆往复运动，将电池推离主转盘2。当电池定位件302与排出机构9对电池的综合作用不致产生电池脱离主转盘2这一结果时，电池定位件302须与排出机构9的动作相互配合。
在另一实施例中，盖板定位件301包括真空吸盘；电池定位件302为电池托杯卡槽。与真空吸盘相对应的排出机构9为连接于真空管路或者真空吸盘上的气阀。
主转盘2外周边缘的定位件3数量为一组，或者两组或三组以上。定位件3数量为两组以上时，定位件3在主转盘2的外周边缘均匀分布或者非均匀分布，优选为均匀分布，相应的转盘等角度间歇旋转。当一定位件3中的盖板和电池连接片焊接时，其他定位件3中的盖板和电池位置相对静止，视觉检测基于该焊接时间段拍摄，视觉检测判断结果更趋精准。同时设置针对盖板和电池的第一视觉检测机构8时，主转盘2中定位件3的数量优选为至少六组，由上游至下游分别对应盖板入料机构4、针对盖板的第一视觉检测机构8、电池入料机构5、针对电池的第一视觉检测机构8、焊接机构6和出料机构7，排出机构9可选在主转盘2转动过程中作用于电池和盖板；进一步优选的为至少七组，即其中一组定位件3与机台1的异常产品排出区沿转盘径向正对。
如图1所示，在另一实施例中，焊接机构6和出料机构7之间依次设置有焊后除尘机构10和第二视觉检测机构11；第二视觉检测机构11用于检测焊缝；排出机构9驱动未通过焊缝视觉检测的盖板电池焊接件脱离主转盘2。具体的，第二视觉检测机构11用于检测判断焊缝的尺寸、位置以及是否存在焊接缺陷。焊后除尘机构10具体可选为负压吸尘机构。优选的，主转盘2的盖板电池焊接时，其中各一组定位件3分别与焊后除尘机构10以及第二视觉检测机构11沿转盘径向正对。
如图1所示，在另一实施例中，焊接机构6或者第二视觉检测机构11与出料机构7之间依次设置有极耳贴胶机构12和第三视觉检测机构13，第三视觉检测机构13用于检测贴胶，排出机构9驱动未通过贴胶视觉检测的盖板电池焊接件脱离主转盘2。具体的，第三视觉检测机构13用于检测贴胶的尺寸、位置。优选的，主转盘2的盖板电池焊接时，其中各一组定位件3分别与极耳贴胶机构12以及第三视觉检测机构13沿转盘径向正对。
第一视觉检测机构8、第二视觉检测机构11、第三视觉检测机构13的选择范围包括但不限于CCD相机。可选的，排出机构9为一个或者两个以上，例如与视觉检测机构的数量或者种类一一对应，例如分别排出第一视觉检测机构8、第二视觉检测机构11和第三视觉检测机构13未通过检测的产品。利用焊接时间段推出产品时，则相应的主转盘2设置有与排出机构9数量相对应的定位件3。操作人员经由机台1不同的位置分类收集异常产品，也便于实现不同种类异常产品的分类处理。
如图1所示，在另一实施例中，第三视觉检测机构13与出料机构7之间设置有盖板合盖机构14，盖板合盖机构14用于将盖板对位压入电池壳体。
如图1所示，在另一实施例中，盖板合盖机构14包括沿上游至下游依次设置的预合盖机构1401和二次合盖机构1402；预合盖机构1401用于对位盖板和电池壳体，二次合盖机构1402用于将盖板压入电池壳体。
如图1所示，在另一实施例中，转盘的侧方设置有异常产品排出通道15，异常产品排出通道15包括异常电池盖板通道1501、焊缝异常产品通道1502、贴胶异常产品通道1503。异常电池盖板通道1501用于排出未通过第一视觉检测机构8检测的产品，进一步的，未通过第一视觉检测机构8检测的电池和盖板不焊接，电池和盖板无连接关系；焊缝异常产品通道1502用于排出未通过第二视觉检测机构11检测的电池盖板焊接产品；贴胶异常产品通道1503用于排出未通过第三视觉检测机构13检测的电池盖板焊接贴胶产品。进一步的，还可以设置其他异常产品通道1504，其他异常产品通道用于排出除以上三种未通过视觉检测外的异常产品。
如图1所示，在另一实施例中，异常电池盖板通道1501、焊缝异常产品通道1502、贴胶异常产品通道1503相邻设置；异常产品排出通道15设置于第三视觉检测机构13与出料机构7之间。异常产品通道相邻设置，便于操作人员在机台1的同一处导出分类异常产品，有助于提高异常产品导出的工作效率。
如图3所示，在另一实施例中，电池入料机构5的侧方设置有极耳矫正机构501，极耳矫正机构501用于矫正电池的极耳取向。预先设置极耳矫正机构501，提高入料至主转盘2中电池位置的良率，降低主转盘2中因位置不良排出的电池产品数量，提高焊接机构6的焊接效率，并减少操作人员回收异常产品的工作量。
如图3和4所示，在另一实施例中，电池入料机构5和出料机构7包括分料盘a，分料盘a与机台1可转连接，主转盘2、分料盘a的旋转方向如图中空心曲线箭头所示，电池入料机构5的分料盘a与主转盘2的旋转方向相反，出料机构7的分料盘a与主转盘2的旋转方向相同；分料盘a的外周边缘设置托杯限位槽a1，托杯限位槽a1贯通分料盘的厚度方向；托杯限位槽a1的一侧槽壁为推挡槽壁a01，另一侧槽壁由托杯限位槽a1的槽底向主转盘的边缘平滑过渡；推挡槽壁a01将电池推挡至与电池定位件302连接，推挡槽壁a01将电池盖板组合件推离电池定位件302。利用以上分料盘a实现入料和出料，减少机械手臂对于电池和托杯的夹持，简化主转盘2的上方空间。
更进一步的，电池入料机构5的侧方还设置有RFID读码位置，用于读取托杯的内置芯片。
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技术原理的前提下，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)
1.一种柱形锂离子电池负极盖板焊接装置，包括：
主转盘，与机台可转连接；所述主转盘的外周边缘设置有若干组定位件，每组所述定位件包括盖板定位件和电池定位件；沿上游至下游方向所述主转盘的侧方依次设置有：
盖板入料机构，向所述盖板定位件传输盖板；
电池入料机构，向所述电池定位件传输电池；
焊接机构，焊接连接盖板和电池的连接片；
出料机构，导出所述主转盘的电池盖板组合件；
其特征在于，还包括第一视觉检测机构和排出机构；所述第一视觉检测机构设置于盖板入料机构与电池入料机构之间和/或电池入料机构与焊接机构之间，用于检测盖板和/或电池的位置；所述排出机构驱动未通过位置视觉检测的电池和盖板脱离所述主转盘。
2.根据权利要求1所述的柱形锂离子电池负极盖板焊接装置，其特征在于，所述焊接机构和出料机构之间依次设置有焊后除尘机构和第二视觉检测机构；所述第二视觉检测机构用于检测焊缝；所述排出机构驱动未通过焊缝视觉检测的盖板电池焊接件脱离所述主转盘。
3.根据权利要求1或2所述的柱形锂离子电池负极盖板焊接装置，其特征在于，所述焊接机构或者第二视觉检测机构与出料机构之间依次设置有极耳贴胶机构和第三视觉检测机构；所述第三视觉检测机构用于检测贴胶；所述排出机构驱动未通过贴胶视觉检测的盖板电池焊接件脱离所述主转盘。
4.根据权利要求3所述的柱形锂离子电池负极盖板焊接装置，其特征在于，所述第三视觉检测机构与所述出料机构之间设置有盖板合盖机构，所述盖板合盖机构用于将盖板对位压入电池壳体。
5.根据权利要求4所述的柱形锂离子电池负极盖板焊接装置，其特征在于，所述盖板合盖机构包括沿上游至下游依次设置的预合盖机构和二次合盖机构；所述预合盖机构用于对位盖板和电池壳体，所述二次合盖机构用于将盖板压入电池壳体。
6.根据权利要求3所述的柱形锂离子电池负极盖板焊接装置，其特征在于，所述转盘的侧方设置有异常产品排出通道，所述异常产品排出通道包括异常电池盖板通道、焊缝异常产品通道、贴胶异常产品通道。
7.根据权利要求6所述的柱形锂离子电池负极盖板焊接装置，其特征在于，所述异常电池盖板通道、焊缝异常产品通道、贴胶异常产品通道相邻设置；所述异常产品排出通道设置于所述第三视觉检测机构与出料机构之间。
8.根据权利要求1所述的柱形锂离子电池负极盖板焊接装置，其特征在于，所述电池入料机构的侧方设置有极耳矫正机构，所述极耳矫正机构用于矫正电池的极耳取向。
9.根据权利要求1所述的柱形锂离子电池负极盖板焊接装置，其特征在于，所述盖板定位件包括真空吸盘；和/或所述电池定位件为电池托杯卡槽。
10.根据权利要求1所述的柱形锂离子电池负极盖板焊接装置，其特征在于，所述电池入料机构和/或出料机构包括分料盘，所述分料盘与所述机台可转连接；
所述分料盘的外周边缘设置托杯限位槽；所述托杯限位槽的一侧槽壁为推挡槽壁，另一侧槽壁由托杯限位槽的槽底向所述主转盘的边缘平滑过渡；所述推挡槽壁将电池推挡至与所述电池定位件连接，和/或所述推挡槽壁将电池盖板组合件推离所述电池定位件。
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Denomination of utility model: A welding device for the negative electrode cover plate of cylindrical lithium-ion batteries Effective date of registration: 20231130 Granted publication date: 20221028 Pledgee: Yuandong New Energy Co.,Ltd. Pledgor: LIANDONG TIANYI NEW ENERGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980067334 |