CN219504052U - 焊接装置及电池焊接生产线 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种焊接装置及电池焊接生产线，焊接装置包括：第一安装台、第二安装台、压紧机构、电池定位机构和焊接机构；压紧机构可运动地安装在第一安装台，压紧机构具有可旋转的压紧件，压紧件用于将集流盘压紧在电池壳体内壁；电池定位机构可运动地安装在第二安装台；压紧机构与电池定位机构能够沿X方向相向运动或者相互远离运动，当压紧机构与电池定位机构相向运动到达工作位置时，电池定位机构与压紧机构配合以对电池进行轴向限位，压紧件旋转以带动集流盘与电池壳体旋转，焊接机构用于在电池旋转过程中对集流盘与电池壳体进行焊接。本申请实施例能够提高电池焊接质量。

Description

焊接装置及电池焊接生产线

技术领域

本申请属于电池生产设备技术领域，具体地，本申请涉及一种焊接装置及电池焊接生产线。

背景技术

在电池生产过程中，需要先将焊接有集流盘的电芯入壳后，把集流盘与壳体进行焊接，以组装成电池。现有技术中，一般先将电池固定于安装台上，通过压紧件将集流盘的焊接部压紧于壳体后，通过驱动安装台使电池随安装台旋转，此时压紧件在电池的带动下一并旋转，焊接头在电池旋转过程中对集流盘和电池壳体进行焊接。然而，在实际生产过程中，由于压紧件的旋转是通过电池壳体与压紧件之间的摩擦力驱动的，导致电池壳体与压紧件之间容易打滑，同步度较差，使集流盘的焊接部与电池壳体间容易有间隙，影响焊接质量。

发明内容

本申请实施例的一个目的是提供一种焊接装置的新技术方案。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种焊接装置，包括：

第一安装台、第二安装台、压紧机构、电池定位机构和焊接机构；

所述压紧机构可运动地安装在所述第一安装台，所述压紧机构具有可旋转的压紧件，所述压紧件用于将集流盘压紧在电池壳体内壁；

所述电池定位机构可运动地安装在所述第二安装台；

所述压紧机构与所述电池定位机构能够沿X方向相向运动或者相互远离运动，当所述压紧机构与所述电池定位机构相向运动到达工作位置时，所述电池定位机构与所述压紧机构配合以对电池进行轴向限位，所述压紧件旋转以带动集流盘与电池壳体旋转，所述焊接机构用于在电池旋转过程中对集流盘与电池壳体进行焊接。

可选择地，所述压紧件具有多个爪瓣，当所述爪瓣张开时将待焊接的集流盘的焊接部压紧在电池壳体内壁。

可选择地，所述焊接装置还包括：CCD定位机构，所述CCD定位机构与所述压紧机构电连接，所述CCD定位机构用于对集流盘的焊接部进行拍照定位，从而在所述压紧机构到达工作位置前，驱动所述压紧件旋转至所述爪瓣对准集流盘的焊接部的位置。

可选择地，所述电池定位机构包括定位凸轮，所述定位凸轮与所述压紧机构配合对电池进行轴向限位。

可选择地，所述焊接装置还包括：顶升机构，所述顶升机构能够在Y方向上升或者下降，所述顶升机构用于将电池顶升至工作位置，然后所述压紧机构与所述电池定位机构相向运动到达工作位置。

可选择地，所述顶升机构包括第一顶升机构和第二顶升机构，所述第一顶升机构安装在所述第一安装台，所述第二顶升机构安装在所述第二安装台，所述第一顶升机构与所述第二顶升机构在工作时分别用于顶升电池的两端。

可选择地，所述顶升机构的顶端安装有第一滚轮，工作时，所述第一滚轮随电池旋转而被动旋转。

可选择地，所述焊接装置还包括：压紧滚轮机构，所述压紧滚轮机构安装有第二滚轮，所述第二滚轮与所述第一滚轮配合对电池进行径向限位，工作时，所述第二滚轮随电池旋转而被动旋转。

可选择地，所述压紧滚轮机构可运动地安装在所述第一安装台或所述第二安装台，所述压紧滚轮机构与所述顶升机构能够在Y方向上相向运动或者相互远离运动。

可选择地，所述焊接装置还包括：除尘机构，所述除尘机构包括除尘管道和除尘腔，所述焊接机构采用激光焊接方式，工作时，所述焊接机构发出的激光穿过所述除尘腔。

根据本申请的实施例的另一方面，还提供了一种电池焊接生产线，包括：

如前所述任一项所述的焊接装置；

电池输送线；

所述第一安装台和所述第二安装台分别位于所述电池输送线的两侧，所述焊接机构位于所述电池输送线的上方。

本申请的一个技术效果在于：由于采用压紧件带动电池旋转，而电池壳体随转，避免了在旋转过程中压紧件与电池壳体之间出现打滑现象，因此提高了焊接质量。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1为一种示例性的集流盘的主视图；

图2为图1中的集流盘的右侧视图；

图3为本申请的实施例提供的电池焊接生产线的主视图；

图4为本申请的实施例提供的压紧机构的工作状态示意图；

图5为本申请的实施例提供的压紧件的右侧视图；

图6为本申请的实施例的焊接装置的主视图，其中省略了部分机构；

图7为图6中的焊接装置的俯视图；

图8为本申请实施例的焊接机构和CCD定位机构的安装结构示意图；

图9为本申请实施例的压紧件的工作原理示意图；

图10为沿图9的A-A线的剖视图；

图11为本申请实施例的爪瓣张开状态下的工作原理示意图。

其中：1、集流盘；101、盘体；102、焊接部；2、电池；201、电池壳体；202、正极；3、第一安装台；4、第二安装台；5、压紧机构；501、电机；502、皮带；503、旋转轴；504、压紧件；5041、爪瓣；505、支座；506、第一电缸；6、电池定位机构；601、定位气缸；602、滑板；603、定位凸轮；7、焊接机构；701、固定架；8、CCD定位机构；801、CCD相机；802、第二电缸；9、压紧滚轮机构；901、滑台气缸；902、第二滚轮；10、除尘机构；1001、除尘管道；1002、除尘腔；11、电池输送线；12、顶升机构；1201、第一顶升机构；1202、第二顶升机构；1203、第一滚轮。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

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，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参考图1和图2，两图示例性地示出了一种典型的集流盘1。集流盘1包括盘体101和焊接部102。具体地，焊接部102可以为单个或者多个，沿盘体1边缘均匀分布，用于将集流盘1与图10、图11示出的电池壳体201焊接固定。

应当注意的是，本申请实施例中的集流盘1与电池2，仅用于更清晰地描述焊接装置的各个机构、各个零部件之间的配合关系，集流盘1与电池2并非焊接装置的一部分。

参考图3，本实施例中的电池焊接生产线包括电池输送线11和焊接装置。具体地，焊接装置包括第一安装台3、第二安装台4、压紧机构5、电池定位机构6和焊接机构7。

参考图4和图6，压紧机构5通过第一电缸506安装到第一安装台3，使得压紧机构5能够沿图3中的X方向运动。当然，压紧机构5也能够通过导轨、齿轮齿条等方式，采用电机驱动等动力源，可运动地安装在第一安装台3，使得压紧机构5能够在X方向上平动。由图4更清晰可见，压紧机构5具有可旋转的压紧件504。具体地，旋转轴503被支座505支撑，支座505能够安装在第一电缸506上。电机501通过皮带502带动旋转轴503旋转。旋转轴503与压紧件504固定连接，从而使得电机501能够驱动压紧件504旋转。压紧件504用于将待焊接的集流盘1压紧在电池壳体201内壁。当然，压紧件504还能够被内燃机等装置驱动旋转，本实施例不做具体限定。

参考图3、图6，电池定位机构6可运动地安装在第二安装台4上。具体地，定位气缸601连接滑板602，滑板602连接定位凸轮603。滑板602与第二安装台4滑动配合，从而在定位气缸601的活塞杆伸出时，定位凸轮603能够在X方向上向着电池2运动。与压紧件5类似地，电池定位机构6也能够采用内燃机、电机等动力源，通过齿轮齿条、链条等多种方式传动，从而实现电池定位机构6在第二安装台4上沿X方向运动。

参考图3、图6，压紧机构5与电池定位机构6能够沿X方向相向运动或者相互远离运动。电池2被电池输送线11运送到达焊接工位。此时，压紧机构5与电池定位机构6相向运动到达工作位置，此时电池定位机构6与压紧机构5配合以对电池2进行轴向(即，图6中的点划线)限位，防止电池旋转时出现偏移。此时压紧机构5的压紧件504将待焊接的集流盘1压紧在电池壳体201内壁。压紧件504旋转以带动集流盘1与电池壳体201旋转。焊接机构7在电池2旋转过程中对集流盘1与电池壳体201进行焊接，从而使电池壳体201与集流盘1的焊接部102固定连接。焊接完成后，压紧机构5与电池定位机构6相互远离运动以解除对电池2的轴向限位。

通过以上描述可知，与现有技术相比，本申请的实施例采用压紧件504带动电池2旋转，具体地，压紧件504带动集流盘1旋转，集流盘1的焊接部102由于被压紧在电池壳体201的内壁，进而电池壳体201随转，避免了在旋转过程中压紧件504与电池壳体201之间出现打滑现象，因此提高了焊接质量。

参考图5、图9、图10和图11，压紧件504具有多个爪瓣5041。爪瓣5041能够通过例如气体膨胀、连杆机构等方式而张开。当压紧机构5到达工作位置时，爪瓣5041首先压在集流盘1的盘体101上，如图10所示。此时电池定位机构6与电池2的正极202抵接。然后，爪瓣5041张开，将待焊接的集流盘1的焊接部102压紧在电池壳体201内壁，如图11所示。采用爪瓣5041的优势在于，爪瓣5041能够对多个焊接部102进行有针对性地压紧，从而保证在焊接过程中集流盘1与电池壳体201具有更好的同步性。

参考图3、图8，本实施例的焊接装置还包括CCD定位机构8。电荷耦合器件图像传感器(charge coupled device，ccd)技术为现有技术，本申请不再详述。在本申请的实施例中，CCD定位机构8包括CCD相机801和第二电缸802。第二电缸802安装在固定架701上，使得CCD相机801能够沿着X方向运动。CCD定位机构8还能够安装在例如第一安装台3或第二安装台4，或者其它位置，或者通过电机、内燃机等其它动力源驱动运动，通过滑动、齿轮齿条配合等方式实现运动。CCD定位机构8与压紧机构5电连接，包括直接电连接或者通过中央处理器等间接电连接。当电池2到达工作位置后，CCD定位机构8向着电池2运动，CCD相机801对集流盘1的焊接部102进行拍照定位，从而在压紧机构5到达工作位置前，控制电机501驱动压紧件504旋转，直至各个爪瓣5041对准集流盘1的各个焊接部102的位置。然后，CCD定位机构8远离电池2运动，压紧机构5运动到达工作位置，爪瓣5041张开从而压紧焊接部102。这样，通过CCD定位机构8就能够使得爪瓣5041在张开时准确压紧焊接部102，避免了焊接部102未被压紧到位而导致的打滑风险。

在图3和图6所示出的实施例中，电池定位机构6采用的是定位凸轮603抵接电池2的正极202，从而使定位凸轮603与压紧机构5配合对电池2进行轴向限位。在实际应用中，还能够采用顶针等方式抵接正极202，优选采用定位凸轮603的优势在于能够避免在旋转过程中破坏正极202。

参考图3和图6，焊接装置还包括顶升机构12。顶升机构12能够在Y方向上升或者下降。在电池输送线11承载电池2到达焊接工位时，顶升机构12将电池2顶升至图示中的工作位置，然后CCD定位机构8进行拍照定位，然后压紧机构5与电池定位机构6相向运动到达工作位置。采用顶升机构12的优势在于，将电池2顶升后，能够为其它机构提供更多的操作空间，并且无需单独设置电池上料机构，设备结构简化的同时，提高生产效率。

具体地，顶升机构12包括第一顶升机构1201和第二顶升机构1202，第一顶升机构1201安装在第一安装台3，第二顶升机构1202安装在第二安装台4。更具体地，第一顶升机构1201与第二顶升机构1202为两个气缸，在工作时气缸的活塞杆沿着Y方向向上伸出，分别顶升电池2的两端。在第一顶升机构1201和第二顶升机构1202的活塞杆的顶端均安装有第一滚轮1203，工作时，压紧件504带动电池2旋转，第一滚轮1203随电池2旋转而被动旋转，这样能够避免外界给电池壳体201施加过多的摩擦力而导致焊接部102与电池壳体201之间发生相对滑动。

参考图3和图6，焊接装置还包括压紧滚轮机构9。压紧滚轮机构9安装有第二滚轮902。当顶升机构12顶着电池2在Y方向上升到达工作位置后，第二滚轮902与第一滚轮1203配合对电池2进行径向限位，并且工作时，第二滚轮902也随电池2旋转而被动旋转。这样，在电池2的径向限位过程中，电池壳体201能够受到较小的外界摩擦力，从而降低压紧件504相对电池壳体201打滑的风险。具体地，在本申请的实施例中，压紧滚轮机构9是通过滑台气缸901安装到第二安装台4上的，这样，压紧滑轮机构9就能够在Y方向上上升或者下降。即，压紧滚轮机构9与顶升机构12能够在Y方向上相向运动或者相互远离运动，这样能够适应电池2的更大直径范围。本实施例并不排除压紧滚轮机构9安装在例如第一安装台3、固定架701等其它位置，也并不排除压紧滚轮机构9固定在某一位置，只要第二滚轮902能够与第一滚轮1203配合对电池2进行径向限位即可。在实际应用中，也能够采用压板替换第二滚轮902对电池2进行径向限位，因此压板应当被视为第二滚轮902的等同替换。

作为优选方案，焊接装置还包括检测器(图中未示出)，检测器与第一滚轮1203和/或第二滚轮902电连接。检测器用于检测第一滚轮1203和/或第二滚轮902的旋转角度。这样，在焊接过程中，若发生电池2的滑动，会出现第一滚轮1203和/或第二滚轮902与压紧件504的旋转角度不一致的情况出现，从而判断出电池2打滑，方便及时改正，提高焊接质量。

参考图8，焊接装置还包括固定架701，焊接机构7可运动地安装在固定架701上，焊接机构7可通过电机、内燃机等动力源，通过齿轮齿条传动、滑动等方式实现相对固定架701的运动。焊接机构7能够在Y方向上下降进入工作位置，从而对电池2进行焊接，或者在焊接完成后上升离开工作位置。焊接机构7的这种运动能够为CCD定位机构8等提供避让空间。

参考图3、图6和图7，焊接装置还包括除尘机构10。具体地，除尘机构10包括除尘管道1001和除尘腔1002。除尘管道1001用于对焊接位进行吹气除尘，防止焊接产生的焊渣或粉尘对焊接效果产生不利影响。焊接机构7采用激光焊接的方式，工作时，焊接机构7发出的激光穿过除尘腔1002，由于除尘腔1002为一个经过除尘的干净环境，因此焊接机构7能够对电池2实现良好的焊接效果。本申请的实施例中，焊接机构7采用的是激光焊接的方式，优势在于，采用激光焊接方式可防止焊渣掉进壳体内部，影响电池质量。在实际应用中，也能够采用电弧焊等其它焊接方式。

参考图3，本申请的电池焊接生产线包括：如前所述的焊接装置、电池输送线11。焊接装置的第一安装台3和第二安装台4分别位于电池输送线11的两侧，焊接机构7位于电池输送线11的上方。工作时，电池输送线11将电池2输送到达生产线上的焊接工位，电池2位于第一顶升机构1201与第二顶升机构1202之间。然后第一顶升机构1201与第二顶升机构1202分别带动各自的第一滚轮1203在Y方向上向上顶升，第一滚轮1203与电池2的电池壳体201抵接后，托举着电池2的两端继续向上顶升直至到达工作位置。然后，CCD定位机构8沿X方向向着电池2运动，对电池壳体201内部的集流盘1进行拍照定位，拍照定位完成后运动回至初始位置，为压紧机构5避位。接下来，压紧机构5根据CCD定位机构8反馈的数据，驱动压紧件504旋转，使爪瓣5041对准集流盘1的焊接部102，然后压紧机构5向着电池2运动，使夹紧件504的爪瓣5041张开，将焊接部102压紧贴合在电池壳体201的内壁上，如图11所示，同时，电池定位机构6在X方向上向着压紧机构5运动，使定位凸轮603抵接电池2的正极202，电池2被轴向限位。同时，压紧滚轮机构9在Y方向上向下运动，使得第二滚轮902抵接电池壳体201，第一滚轮1203与第二滚轮902配合对电池2进行径向限位。然后，焊接机构7移动至工作位置，压紧件504旋转带动电池2旋转，焊接机构7对集流盘1的焊接部102位置进行激光焊接，从而实现焊接部102与电池壳体201的固定连接。在焊接过程中，除尘机构10对焊接部位进行除尘。焊接完成后，焊接机构7、压紧机构5、电池定位机构6和压紧滚轮机构9移动回至初始位置，顶升机构7托举着电池2在Y方向上下降，电池2回到电池输送线11上，顶升机构7继续下降，电池输送线11将焊接好的电池输送至下一工位，并将下一个待焊接的电池2运送至焊接工位，进入下一个工作周期。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种焊接装置，其特征在于，包括：

第一安装台、第二安装台、压紧机构、电池定位机构和焊接机构；

所述压紧机构可运动地安装在所述第一安装台，所述压紧机构具有可旋转的压紧件，所述压紧件用于将集流盘压紧在电池壳体内壁；

所述电池定位机构可运动地安装在所述第二安装台；

所述压紧机构与所述电池定位机构能够沿X方向相向运动或者相互远离运动，当所述压紧机构与所述电池定位机构相向运动到达工作位置时，所述电池定位机构与所述压紧机构配合以对电池进行轴向限位，所述压紧件旋转以带动集流盘与电池壳体旋转，所述焊接机构用于在电池旋转过程中对集流盘与电池壳体进行焊接。

2.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，所述压紧件具有多个爪瓣，当所述爪瓣张开时将待焊接的集流盘的焊接部压紧在电池壳体内壁。

3.根据权利要求2所述的焊接装置，其特征在于，还包括：CCD定位机构，所述CCD定位机构与所述压紧机构电连接，所述CCD定位机构用于对集流盘的焊接部进行拍照定位，从而在所述压紧机构到达工作位置前，驱动所述压紧件旋转至所述爪瓣对准集流盘的焊接部的位置。

4.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，所述电池定位机构包括定位凸轮，所述定位凸轮与所述压紧机构配合对电池进行轴向限位。

5.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，还包括：顶升机构，所述顶升机构能够在Y方向上升或者下降，所述顶升机构用于将电池顶升至工作位置，然后所述压紧机构与所述电池定位机构相向运动到达工作位置。

6.根据权利要求5所述的焊接装置，其特征在于，所述顶升机构包括第一顶升机构和第二顶升机构，所述第一顶升机构安装在所述第一安装台，所述第二顶升机构安装在所述第二安装台，所述第一顶升机构与所述第二顶升机构在工作时分别用于顶升电池的两端。

7.根据权利要求5或6所述的焊接装置，其特征在于，所述顶升机构的顶端安装有第一滚轮，工作时，所述第一滚轮随电池旋转而被动旋转。

8.根据权利要求7所述的焊接装置，其特征在于，还包括压紧滚轮机构，所述压紧滚轮机构安装有第二滚轮，所述第二滚轮与所述第一滚轮配合对电池进行径向限位，工作时，所述第二滚轮随电池旋转而被动旋转。

9.根据权利要求8所述的焊接装置，其特征在于，所述压紧滚轮机构可运动地安装在所述第一安装台或所述第二安装台，所述压紧滚轮机构与所述顶升机构能够在Y方向上相向运动或者相互远离运动。

10.根据权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，还包括：除尘机构，所述除尘机构包括除尘管道和除尘腔，所述焊接机构采用激光焊接方式，工作时，所述焊接机构发出的激光穿过所述除尘腔。

11.一种电池焊接生产线，其特征在于，包括：

如权利要求1-10任一项所述的焊接装置；

电池输送线；

所述第一安装台和所述第二安装台分别位于所述电池输送线的两侧，所述焊接机构位于所述电池输送线的上方。