CN219324873U - 适用于电池包的激光工作站焊接夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于电池包的激光工作站焊接夹具，所述电池包包括壳体、端板和水冷盖板；所述夹具包括底座、夹紧件、旋压爪架和装配件；其中，底座用于放置电池包；夹紧件成对布置在底座上，用于夹紧电池包；旋压爪架包括旋压爪和连杆，连杆一端和底座连接，连杆另一端和旋压爪连接，旋压爪在连杆的支撑下水平地安装在夹紧件正上方，旋压爪上设有旋压机构；装配件安装在底座上，用于连接激光工作站的工业机器人或者变位机。本实用新型结构紧凑，能够连接在工业机器人以及变位机上，实现不同位置的焊接。夹具能够有效固定电池包，并适用于不同规格电池包的焊接。夹具可以旋转，在进行360度焊接的时候避免了激光头与夹具的干涉。

Description

适用于电池包的激光工作站焊接夹具

技术领域

本实用新型涉及激光工作站焊接夹具，尤其涉及一种适用于电池包的激光工作站焊接夹具。

背景技术

激光工作站是一种以工业机器人为核心，能够独立完成多道激光加工工序的激光焊接系统。

在新能源汽车行业，动力电池的制作工序繁多，其中，对于电池或电池组的防爆阀密封焊、软连接焊、电池壳密封焊等多个工序都是以激光焊为理想加工方式，激光焊已逐渐替代传统焊接，广泛应用于动力电池制造中。

如图1所示，电池包主体结构由壳体、端板、水冷盖板三部分组成，焊缝包括焊缝A(端板与壳体对接焊缝)和焊缝B(水冷盖板与壳体对接焊缝)；为确保焊接的质量，采用激光填丝熔焊进行焊接。在焊接时，先将端板放在壳体上，完成端板与壳体的焊装，再将水冷盖板放在端板上，将水冷盖板和电池包壳体焊装；在处理焊缝B时，应对电池包壳体和水冷盖板施加一定的压紧力，精准控制水冷盖板和壳体的间隙。

激光工作站在处理电池壳密封焊时，激光加工工具端由六轴机器人(机器手臂)控制，夹具安装在变位机或机器人上，与激光加工工具端所在的机器人联动，实现焊接轨迹。

由于电池包对密封性和耐压性能要求较高，需要焊缝达到足够的熔深、熔宽和连接强度，这就需要通过焊接工装夹具去调整待焊工件的间隙，从而满足焊接质量要求。而现有的焊接工具装夹较为简单，通常只可以实现单道焊接工序，尤其在进行水冷盖板和电池包壳体焊装时，无法准确控制待焊工件之间的间隙，焊接精度和焊接效率不高。

实用新型内容

实用新型目的：针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种激光工作站应用的电池包焊接夹具，能够对待焊电池包进行夹紧和稳固，保证焊缝一次成形，特别适用于新能源汽车用的铝合金电池包模块，能够满足高效率、高精度、高性能的电池壳密封焊加工要求。

技术方案：一种适用于电池包的激光工作站焊接夹具，所述电池包包括壳体、端板和水冷盖板；夹具包括：

底座，用于放置电池包；

夹紧件，布置在底座上，用于夹紧电池包；

旋压爪架，包括旋压爪和连杆；所述连杆一端和底座连接，另一端和旋压爪连接，所述旋压爪在连杆的支撑下水平地安装在夹紧件正上方；所述旋压爪上设有旋压机构；可选的，所述连杆通过销轴连接或铰接的方式与旋压爪装配；

装配件，安装在底座上，用于连接激光工作站的工业机器人或者变位机。

进一步的，所述旋压爪中间开孔，孔内放置有旋压短轴，旋压短轴上贯穿有若干双头螺栓，所述双头螺栓下方设有压块，所述双头螺栓和压块接触，压块抵住待焊工件，通过旋入/旋出双头螺栓调整压块对待焊工件的压紧力，从而控制待焊工件的间隙。

进一步的，所述旋压爪上安装有轴承，用于实现夹具整体的旋转操作。

进一步的，所述夹紧件包括多个立柱，所述立柱安装在底座上，立柱上端设有可拆卸的夹紧铜垫块，所述夹紧铜垫块贴合于电池包的壳体侧壁设置。优选的，所述立柱和夹紧铜垫块通过压紧螺栓装配，所述压紧螺栓穿过立柱后连接夹紧铜垫块，通过压紧螺栓的旋入控制夹紧铜垫块对壳体的压紧力。

进一步的，所述夹紧件的位置和/或角度可调。

可选的，所述夹紧件成对布置于底座的四周，以其中相邻的两个夹紧件为基准面。

进一步的，所述底座为基座法兰。所述装配件包括主连接轴和连接法兰；所述主连接轴和基座法兰通过免键接头固定连接，主连接轴的底部和连接法兰装配。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型具备如下进步：

1、夹具可以连接在工业机器人以及变位机上，实现不同位置的焊接。

2、夹具的夹紧件能够有效夹紧电池包，夹紧件上的夹紧铜垫块可调节并可拆卸，可以更换不同厚度夹紧铜垫块或者增加夹紧铜垫块，以及更换不同长度的连杆实现不同规格的电池包的焊接。

3、待焊电池包上方设有压块，压块尺寸和水冷盖板适配，使水冷盖板在进行夹紧操作时受力均衡；具体的，可通过双头螺栓的旋入旋出调节压块对水冷盖板的压紧力，从而有效控制待焊工件的间隙。

4、旋压爪架内装有轴承，使得夹具整体可以旋转，在进行360度焊接的时候避免了激光头与夹具的干涉。

附图说明

图1为电池包的壳体、端板、水冷盖板示意图；

图2为电池包的端板与壳体对接焊缝A示意图；

图3为电池包的水冷盖板与壳体对接焊缝B示意图；

图4为本实用新型一种优选实施例的总体结构图；

图5为图4所示夹具的使用状态图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。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。

如图1-5所示，电池包包括壳体13、端板14和水冷盖板15。本实用新型提供一种适用于电池包的激光工作站焊接夹具，包括用于放置电池包的底座1，底座1上布置有夹紧件2，夹紧件2用于夹紧电池包。底座1和夹紧件2上方安装有旋压爪架3，旋压爪架3包括旋压爪30和连杆31，连杆31底部和底座1连接，连杆31上端和旋压爪30连接，旋压爪30在连杆31的支撑下水平地安装在夹紧件2正上方，旋压爪架3整体罩住底座1和夹紧件2。为了不影响焊接工序的执行，旋压爪架3应当为焊接预留一定的操作空间，即旋压爪30和连杆31不应遮挡待焊焊缝。

旋压爪30上设有用于压紧端盖或水冷盖板的旋压机构31，旋压机构31包括一输出端，该输出端能够活动，从而抵住端盖或水冷盖板，通过调整旋压机构31的输出端对端盖或水冷盖板的压紧力控制待焊工件的间隙。作为一种优选实施方案，旋压机构32包括旋压短轴320，旋压短轴320上贯穿有若干双头螺栓321，在双头螺栓321下方设有压块32，压块32和双头螺栓321可以是连接的，也可以不连接，但两者必须是接触的，通过旋入/旋出双头螺栓321调整压块32对端板14或水冷盖板15的压紧力。

在处理焊缝A时，由于端板14嵌入壳体13，两者的位置相对固定，此时压块32并不是必要的。压块32主要用于水冷盖板15和壳体13之间的压紧。为了保证水冷盖板15在进行夹紧操作时受力均衡，压块32的尺寸应当和水冷盖板15的尺寸适配。

底座1下方设有装配件4，用于连接激光工作站的工业机器人或者变位机。

图1-5所示的实施例中，旋压爪架3采用三爪架结构，旋压爪30为三爪结构，旋压爪30中间开孔，旋压机构32可拆卸地安装在孔内，旋压爪30包括三个横向支撑臂，每个支撑臂端部连接长连杆，长连杆沿竖向布置，长连杆的底部通过支撑件34和底座1装配。可选的，长连杆和旋压爪30、支撑件34采用销轴连接或者铰接的方式连接。

优选的，旋压爪30上安装有轴承，本实施例中，轴承安装在旋压爪30的孔内，通过轴承可实现夹具整体的旋转操作。

进一步的，夹紧件2包括多个立柱20，立柱20安装在底座1上，立柱20上端设有可拆卸的夹紧铜垫块21，夹紧铜垫块21应贴合于电池包的壳体13侧壁，夹紧铜垫块21用于电池包的固定。本实施例中，底座1为圆盘形，在底座1周圈设置四组立柱20，每组立柱端部安装夹紧铜垫块21；优选的，立柱20和夹紧铜垫块21通过压紧螺栓22装配，压紧螺栓22横向穿过立柱20后和夹紧铜垫块21连接；通过旋入/旋出压紧螺栓22，调整夹紧铜垫块21和电池包壳体的间隙。针对图1-5所示的电池包结构，可以以其中相邻的两个夹紧铜垫块为基准面，在放置电池包时，先将电池包的两个侧面贴合基准面摆放，再调整另外两个夹紧铜垫块，实现对电池包的夹紧。

本实施例中，底座1为基座法兰10。装配件4包括主连接轴40和连接法兰41。主连接轴40和基座法兰10通过免键接头42固定连接，主连接轴40的底部和连接法兰41装配。

需要说明的是，为了提高夹具的灵活性和适用性，可在夹紧件2上装配其他驱动机构、传动机构，具体的驱动传动方式可以是手动的，也可以是自动的，驱动机构和传动机构用于实现夹紧件的位置可调，或夹紧角度可调。

此外，本实用新型不限于新能源汽车用的电池包，对于电池包材料包括但不限于铝合金。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，但并不理解为对本实用新型保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于电池包的激光工作站焊接夹具，所述电池包包括壳体、端板和水冷盖板；其特征在于，包括：

底座，用于放置电池包；

夹紧件，布置在底座上，用于夹紧电池包；

旋压爪架，包括旋压爪和连杆；所述连杆一端和底座连接，另一端和旋压爪连接，所述旋压爪在连杆的支撑下水平地安装在夹紧件正上方；所述旋压爪上设有旋压机构；

装配件，安装在底座上，用于连接激光工作站的工业机器人或者变位机。

2.根据权利要求1所述的激光工作站焊接夹具，其特征在于，所述旋压爪中间开孔，孔内放置有旋压短轴，旋压短轴上贯穿有若干双头螺栓，所述双头螺栓下方设有压块，所述双头螺栓和压块接触，压块抵住待焊工件，通过旋入/旋出双头螺栓调整压块对待焊工件的压紧力，从而控制待焊工件的间隙。

3.根据权利要求2所述的激光工作站焊接夹具，其特征在于，所述旋压爪上安装有轴承。

4.根据权利要求1所述的激光工作站焊接夹具，其特征在于，所述夹紧件包括多个立柱，所述立柱安装在底座上，立柱上端设有可拆卸的夹紧铜垫块，所述夹紧铜垫块贴合于电池包的壳体侧壁设置。

5.根据权利要求4所述的激光工作站焊接夹具，其特征在于，所述立柱和夹紧铜垫块通过压紧螺栓装配，所述压紧螺栓穿过立柱后连接夹紧铜垫块，通过压紧螺栓的旋入控制夹紧铜垫块对壳体的压紧力。

6.根据权利要求4所述的激光工作站焊接夹具，其特征在于，所述夹紧件成对布置于底座的四周，以其中相邻的两个夹紧件为基准面。

7.根据权利要求1或4所述的激光工作站焊接夹具，其特征在于，所述夹紧件的位置和/或角度可调。

8.根据权利要求1所述的激光工作站焊接夹具，其特征在于，所述底座为基座法兰。

9.根据权利要求8所述的激光工作站焊接夹具，其特征在于，所述装配件包括主连接轴和连接法兰；所述主连接轴和基座法兰通过免键接头固定连接，主连接轴的底部和连接法兰装配。

10.根据权利要求1所述的激光工作站焊接夹具，其特征在于，所述连杆通过销轴连接或铰接的方式与旋压爪装配。

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