CN220196610U - 焊接系统以及生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了焊接系统，包括第一定位装置、第二定位装置、焊接装置、除尘组件以及移载组件。第一定位装置用于在第一方向和第二方向上对电池进行定位，第一定位装置设置有夹紧组件和浮动支撑件，夹紧组件夹紧电池，浮动支撑件设置在夹紧组件的下方，电池放置于浮动支撑件，且电池的沿第三方向的位置可调。第二定位装置用于在第三方向上对电池进行定位。焊接装置对顶盖和壳体之间的焊接位置进行焊接。除尘装置在焊接过程中对焊接位置进行除尘。第一定位装置安装于移载组件，移载组件用于传送安装于第一定位装置的电池，以使电池对接第二定位装置或焊接装置。本实用新型的焊接系统，能够提高焊接精度和焊接质量。

Description

焊接系统以及生产线

技术领域

本实用新型涉及焊接设备技术领域，具体涉及焊接系统以及生产线。

背景技术

在电池的生产过程中，需要将电池的壳体和顶盖进行焊接。在焊接过程中，电池的壳体与顶盖的焊接位置处与焊接头位置的是否准确对位，会在很大程度上影响壳体与顶盖的焊接质量和焊接效率。在实际焊接过程中，存在电池定位不准而导致电池焊缝质量不达标，影响电池质量和性能，容易导致电池生产的良品率降低。特别是对于激光焊接，需要精确定位电池的位置，以保证焊接位置在激光束的聚焦范围内。

在现有技术中，通常采用气缸顶升对电池进行定位。但由于各个电池的尺寸可能存在一定偏差，而气缸顶升的高度为恒定，因此焊接位置与焊接设备之间的距离不恒定，容易导致焊接位置不在激光束的聚焦范围内，影响焊接精度和焊接质量，进而影响电池的质量。

实用新型内容

为此，本实用新型旨在至少一定程度上解决已知技术问题之一，本实用新型提出了焊接系统，能够提高焊接精度和焊接质量。此外，本实用新型还提供了具有这种焊接系统的生产线。

根据本实用新型第一方面的焊接系统，用于对电池的壳体和顶盖进行焊接，包括：

第一定位装置，用于在第一方向和第二方向上对所述电池进行定位，所述第一定位装置设置有：

夹紧组件，所述夹紧组件夹紧所述电池；

浮动支撑件，所述浮动支撑件设置在所述夹紧组件的下方，所述电池放置于所述浮动支撑件，且所述电池的沿垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向的位置可调；

第二定位装置，用于在所述第三方向上对所述电池进行定位；

焊接装置，对所述顶盖和所述壳体之间的焊接位置进行焊接；

除尘装置，所述除尘装置在焊接过程中对所述焊接位置进行除尘；

移载组件，所述第一定位装置安装于所述移载组件，所述移载组件用于传送安装于所述第一定位装置的所述电池，以使所述电池对接所述第二定位装置或所述焊接装置。

根据本实用新型第一方面的焊接系统，具有如下有益效果：能够提高焊接精度和焊接质量。

在一些实施方式中，所述夹紧组件包括：

长边夹紧件，所述长边夹紧件至少设置有两个，两个所述长边夹紧件分别设置于所述电池的长边的两侧，沿所述第一方向对所述电池的长边进行夹紧；

短边夹紧件，所述短边夹紧件至少设置有两个，两个所述短边夹紧件设置于所述电池的短边的两侧，沿所述第二方向对所述电池的短边进行夹紧。

在一些实施方式中，所述夹紧组件还包括至少一个长边驱动器和一个短边驱动器；

其中，所述长边驱动器驱动至少一个所述长边夹紧件，驱动所述长边夹紧件沿垂直所述电池的长边的方向向靠近所述电池的方向运动，以使所述长边夹紧件夹紧所述电池，

所述短边驱动器驱动至少一个所述短边夹紧件，驱动所述短边夹紧件沿垂直所述电池的短边的方向向靠近所述电池的方向运动，以使所述短边夹紧件夹紧所述电池。

在一些实施方式中，所述浮动支撑件包括浮动部和支撑部，所述浮动部与所述支撑部活动连接，所述电池安装于所述支撑部，且所述电池的沿所述第三方向上的位置通过浮动部可调。

在一些实施方式中，所述第一定位装置还包括顶升件和预定位件；

所述顶升件设置于所述电池下方，沿所述第三方向对所述电池进行顶升；

所述预定位件至少对所述电池的底面和三个侧面进行定位。

在一些实施方式中，所述第一定位装置还包括防护罩，所述防护罩围绕于所述夹紧组件的四周。

在一些实施方式中，所述第二定位装置包括：

上定位件，所述上定位件设置于所述电池的上方，沿所述第三方向对所述电池进行定位；

第一导轨，所述上定位件安装于所述第一导轨；

第一驱动件，所述第一驱动件驱动所述上定位件沿所述第三方向在所述第一导轨上运动。

在一些实施方式中，所述焊接装置包括：

支架；

扫描振镜，所述扫描振镜安装于所述支架；

第二导轨，所述第二导轨安装于所述支架，且所述扫描振镜安装于所述第二导轨；

第二驱动件，所述第二驱动件驱动所述扫描振镜沿所述第三方向在所述第二导轨上运动。

在一些实施方式中，所述除尘装置设置于所述焊接装置下方，所述除尘装置包括：

本体，所述本体具有用于供激光穿过的空腔，

所述本体上相对于所述空腔的内部的靠下方的位置设置有用于朝向基于水平面的斜下方吹气的吹气孔，

所述本体于所述空腔的内部的靠上方的位置设置有用于朝向基于水平面的斜上方吸气的吸气孔。

根据本实用新型第二方面的生产线，包括上述任一项所述的焊接系统。

根据本实用新型第二方面的生产线，具有如下有益效果：能够提高焊接精度和焊接质量。

附图说明

图1是本实用新型的焊接系统的立体图。

图2是焊接系统的第一定位装置安装于移载组件的立体图。

图3是第一定位装置安装于移载组件的俯视图。

图4是第一定位装置的立体图。

图5是第一定位装置的爆炸图。

图6是第二定位装置的立体图。

图7是焊接装置的立体图。

图8是除尘装置的立体图。

图9是除尘装置的立体图。

图10是除尘装置的俯视图。

图11是除尘装置的主视图。

图12是图11中A-A处的剖视图。

图13是图12中A处的放大图。

图14是图11中A-A处的展示保护气流向的示意图。

图15是图14中B处的放大图。

附图标记：

100、第一定位装置；110、夹紧组件；111、长边夹紧件；112、短边夹紧件；113、长边驱动器；114、短边驱动器；120、浮动支撑件；121、浮动部；121a、导向轴；121b、弹簧；122、支撑部；122a、固定架；122b、支撑板；130、顶升件；140、预定位件；150、防护罩；160、底板；170、长边复位件；180、短边复位件；200、第二定位装置；201、上定位件；202、第一导轨；203、第一驱动件；300、焊接装置；301、支架；302、扫描振镜；303、第二导轨；304、第二驱动件；400、除尘装置；401、连接板；402、第三导轨；410、本体；411、空腔；412、吹气孔；413、吸气孔；414、环形进气腔；415、环形出气腔；420、基板；421、第一腔体；422、第一锥面；423、第二锥面；430、第一导流板；431、第二腔体；432、第三锥面；433、第四锥面；434、第五锥面；440、第二导流板；441、第三腔体；442、第六锥面；450、进气管；460、出气管；500、移载组件；501、伺服模组；502、副导轨；503、拖链；600、电池；601、壳体；602、顶盖；700、保护盖；800、离焦量检测组件。

具体实施方式

下面详细描述本实施方式的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实施方式，而不能理解为对本实施方式的限制。

在本实施方式的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施方式和简化描述，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实施方式的限制。

在本实施方式的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实施方式的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实施方式中的具体含义。

新能源汽车的发展持续增长，在全球新能源汽车市场的优势和份额日益扩大同时，国家也在新能源方面特别是新能源汽车方面出台相关措施发展和创新，引发了新能源动力电池的生产需求量大增，新能源动力电池的大小规格也越来越大。在电池的生产过程中，需要将电池的壳体与电池的盖板焊接，焊接位置处的焊接质量严重影响电池的质量和性能。因此，在焊接过程中，需要保证电池被稳定固定，且焊接位置需要处于激光束的聚焦范围内，才能保证电池的壳体与顶盖之间的焊接精度以及焊接效率，进而保证电池的质量。

在现有技术中，由于在焊接过程中，放置电池的位置与焊接装置之间的位置恒定，当出现电池自身的尺寸存在偏差时，容易导致电池的壳体与顶盖之间的焊接位置不在激光束的聚焦范围内，而造成焊接精度较差，影响焊接质量和焊接效率，严重影响电池性能。因此，需要设计一种能够使电池在第三方向上的位置可调的焊接系统，当电池的尺寸发生变化时，可以在第三方向上调整电池的位置，以使焊接位置始终处于激光束的聚焦范围内，保证焊接质量和焊接效率，进而保证电池的质量和性能。

参照图1至图8，主要参照图1，根据本实用新型第一方面的焊接系统，用于对电池600的顶盖602和壳体601进行焊接，包括第一定位装置100、第二定位装置200、焊接装置300、除尘组件以及移载组件500。第一定位装置100用于在第一方向和第二方向上对电池600进行定位，第一定位装置100设置有夹紧组件110和浮动支撑件120，夹紧组件110夹紧电池600。在本实施方式中，以电池为方形铝壳电池为例进行说明。夹紧组件110沿电池600的长边方向和短边方向进行夹紧，浮动支撑件120设置在夹紧组件110的下方，电池600放置于浮动支撑件120，且电池600的沿垂直于第一方向和第二方向的第三方向的位置可调。第二定位装置200用于在第三方向上对电池600进行定位。焊接装置300对顶盖602和壳体601之间的焊接位置603进行焊接。除尘装置400在焊接过程中对焊接位置603进行除尘。第一定位装置100安装于移载组件500，移载组件500用于传送安装于第一定位装置100的电池600，以使电池600对接第二定位装置200或焊接装置300。

其中，图中前后方向为第一方向，图中左右方向为第二方向，图中上下方向为第三方向。

具体来说，在本实施方式中，设置有第一定位装置100以及第二定位装置200，能够对电池600进行三轴方向上的定位，即第一方向、第二方向和第三方向上均对电池600进行定位，以使电池600的位置更加精确。第一定位装置100在第一方向和第二方向上对电池600进行定位，即X轴和Y轴方向上的定位。第二定位装置200对电池600的第三方向进行定位，以调整电池600的壳体601和顶盖602之间的焊接位置603与焊接装置300之间的距离，以使焊接位置603处于激光束的聚焦范围内，保证焊接质量和焊接效率，进而保证电池600的质量和性能。同时，为了在焊接过程中保护焊接位置603处不被氧化，且对焊接产生的焊屑进行收集，避免焊接位置603被粉尘污染，本实施方式的焊接系统还包括除尘装置400。在焊接过程中，除尘装置400设置在焊接位置603周围，以对焊接位置603吹保护气，并对焊接过程中产生的粉尘进行吸气收集，提高了焊接精度。另外，为了保证各装置之间的精确配合，本实施方式的焊接系统还包括移载组件500，移载组件500包括伺服模组、副导轨以及拖链，伺服模组驱动第一定位装置100，副导轨能够辅助对第一定位装置100进行导向，以保证第一定位装置100在传送过程中的稳定性。第一定位装置100安装于移载组件500，移载组件500将第一定位装置100传送到第二定位装置200下方，以使在第一定位装置100与第二定位装置200对接，第一定位装置100对电池600进行第一方向和第二方向上的定位，第二定位装置200对电池600进行第三方向上的定位，定位完成后，移载组件500将第一定位装置100的电池600传送至焊接装置300和除尘装置400下方，以使电池600的焊接位置603与除尘装置400对接，最后，焊接装置300对焊接位置603进行焊接。保证了焊接质量和焊接精度，提高了电池600的质量。

进一步地，第一定位装置100用于在第一方向和第二方向上对电池600进行定位，第一定位装置100设置有夹紧组件110和浮动支撑件120，夹紧组件110沿电池600的长边方向和短边方向进行夹紧，浮动支撑件120设置在夹紧组件110的下方，电池600放置于浮动支撑件120，且电池600的沿第三方向的位置可调。夹紧组件110用于对电池600进行第一方向和第二方向上的定位，即在电池600的长边和短边对电池600进行定位。浮动安装于浮动支撑件120的电池600的第三方向上的高度可由第二定位装置200调整，以使电池600的焊接位置603位于激光束的聚焦范围内，提高焊接效率和焊接质量，进而提高电池600的质量。

根据本实用新型第一方面的焊接系统，具有如下有益效果：能够提高焊接精度和焊接质量，提高电池600的质量。具体地，第一定位装置100与第二定位装置200配合对电池600进行定位，且电池600能够浮动安装于浮动支撑件120，第一定位装置100能够对电池600进行第一方向和第二方向的定位，第二定位装置200能够根据电池600的尺寸调整电池600在第三方向上的位置，以使电池600与激光发射装置之间的距离恒定，保证焊接位置603处于激光束的聚焦范围，提高焊接精度和焊接质量，进而提高电池600的质量。

[第一定位装置100]

参照图1至图5，具体参照图4，第一定位装置100包括夹紧组件110和浮动支撑件120。为了更精准地对电池600进行定位，在一些实施方式中，夹紧组件110包括长边夹紧件111和短边夹紧件112。长边夹紧件111至少设置有两个，两个长边夹紧件111分别设置于电池600的长边的两侧，沿第一方向对电池600的长边进行夹紧。短边夹紧件112至少设置有两个，两个短边夹紧件112设置于电池600的短边的两侧，沿第二方向对电池600的短边进行夹紧。具体来说，长边夹紧件111可以设置为两个，两个长边夹紧件111分别设置在电池600的长边的两侧。其中，两个长边夹紧件111的一个设置为固定长边夹紧件111，作为长边定位基准，电池600的一个长边与固定长边夹紧件111抵接。另一个长边夹紧件111设置为活动长边夹紧件111，能够沿垂直于电池600的长边的方向运动，以使活动长边夹紧件111夹持或释放电池600。短边夹紧件112与长边夹紧件111同理，也可以设置为两个，两个短边夹紧件112分别设置在电池600的短边的两侧。其中，一个短边夹紧件112设置为固定短边夹紧件112，作为短边定位基准，电池600的一个短边与固定短边夹紧件112抵接。另一个短边夹紧件112设置为活动短边夹紧件112，能够沿垂直于电池600的短边的方向运动，以使活动短边夹紧件112夹持或释放电池600。短边夹紧件112与长边夹紧件111配合对电池600进行定位，以使电池600在第一方向和第二方向被固定，保证了焊接精度，提高了电池600的质量。

此外，可以理解的是，也可以将两个长边夹紧件111和两个短边夹紧件112都设置为活动，各长边夹紧件111和各短边夹紧件112分别被驱动件驱动，以使各长边夹紧件111向电池600的长边靠近，抵接并卡持电池600的长边，各短边夹紧件112向电池600的短边靠近，抵接并卡持电池600的短边，以使电池600被准确定位。

另外，长边夹紧件111可以分别设置多个，例如为3个、4个及以上等，能够同时对电池600的长边进行夹紧定位。短边夹紧组件110也可以同理设置。

参照图2至图4，在一些实施方式中，夹紧组件110还包括至少一个长边驱动器113和一个短边驱动器114。其中，长边驱动器113驱动至少一个长边夹紧件111，驱动长边夹紧件111沿垂直电池600的长边的方向向靠近电池600的方向运动，以使长边夹紧件111夹紧电池600。短边驱动器114驱动至少一个短边夹紧件112，驱动短边夹紧件112沿垂直电池600的短边的方向向靠近电池600的方向运动，以使短边夹紧件112夹紧电池600。具体地，为了更加精确地对电池600进行定位，夹紧组件110还包括至少一个长边驱动器113和一个短边驱动器114。当两个长边夹紧件111中的一个设置为固定长边夹紧件111，另一个设置为活动长边夹紧件111时，长边驱动器113驱动活动长边夹紧件111向靠近电池600的长边运动，以使活动长边夹紧件111抵接电池600的长边，与固定长边夹紧件111一起夹紧电池600，对电池600进行定位。短边夹紧件112的设置与长边夹紧件111同理。

在本实施方式中，长边驱动器113和短边驱动器114可以为气缸或电动缸等，只要能够提供驱动力即可，此处不对其具体结构和形式作出限定。

在一些实施方式中，浮动支撑件120包括浮动部121和支撑部122，浮动部121与支撑部122活动连接，电池600安装于支撑部122，且电池600的沿第三方向上的位置通过浮动部121可调。具体来说，浮动部121包括导向轴121a和弹簧121b，支撑部122包括固定架122a和支撑板122b。固定架122a设置有通孔，导向轴121a贯穿通孔，导向轴121a的伸出通孔的上方的一端穿设有弹簧121b，导向轴121a的伸出通孔的下方的一端与支撑板122b连接，以使导向轴121a能够在弹簧121b的作用下在通孔内上下运动，导向轴121a带动支撑板122b也能够上下运动。电池600穿过固定架122a且放置于支撑板122b，在弹簧121b的弹力作用下，导向轴121a能够在弹簧121b的作用下在通孔内上下运动，以使放置于支撑板122b的电池600的高度可调，保证焊接位置603处于激光束的聚焦范围，提高焊接精度和焊接质量，进而提高电池600的质量。

参照图5，在一些实施方式中，第一定位装置100还包括顶升件130和预定位件140。顶升件130设置于电池600下方，沿第三方向对电池600进行顶升。预定位件140至少对电池600的底面和三个侧面进行定位。具体来说，为了防止夹紧组件110在对电池600进行定位时产生偏差，第一定位装置100还包括预定位件140。当电池600安装于第一定位装置100时，预定位件140首先对电池600进行定位，然后，夹紧组件110再对电池600进行定位，能够进一步提高电池600的定位精度，保证焊接精度，提高焊接质量，进而提高电池600的质量。

此外，第一定位装置100还包括顶升件130，顶升件130设置在电池600的下方，对电池600进行顶升，便于电池600的取放。顶升件130可以为气缸或电动缸等，只要能够对电池600提供顶升的驱动力即可，此处不对其具体结构和形式作出限定。

在一些实施方式中，第一定位装置100还包括防护罩150，防护罩150围绕于夹紧组件110的四周。具体来说，为了避免电池600受到污染，第一定位装置100还包括防护罩150，防护罩150在夹紧组件110的四周对电池600以及夹紧组件110进行防尘保护。此外，防护罩150还可以安装其他的电气元件，节省空间的同时能够提高各元器件的安装强度。各个构件紧密连接，层叠嵌套，能够使整个装置结构紧凑简约，节约成本。

此外，为了保证防护罩150能够在移载组件500上被稳定传送，保护罩上设置有缺口，拖链安装于保护罩的缺口处，保证稳定传送的同时能够节约空间，使装置整体结构紧凑。

另外，为了便于第一定位装置100安装于移载组件500，且保证设备各部件之间的紧凑性，第一定位装置100还包括底板160。夹紧组件110安装于底板160，底板160设置有开口，电池600能够穿过开口，放置于支撑部122，且能够被下方的顶升件130顶升。

在一些实施方式中，第一定位装置100还包括长边复位件170和短边复位件180，长边复位件170用于对活动长边夹紧件111进行复位，短边复位件180用于对活动短边夹紧件112进行复位。

[第二定位装置200]

参照图1、图6，在一些实施方式中，第二定位装置200包括上定位件201、第一导轨202以及第一驱动件203。上定位件201设置于电池600的上方，沿第三方向对电池600进行定位。上定位件201安装于第一导轨202，第一驱动件203驱动上定位件201沿第三方向在第一导轨202上运动。具体来说，为了对电池600进行第三方向上的定位，焊接系统还设置有第二定位装置200，上定位件201对电池600的顶盖602和电池600的壳体601进行定位，以使顶盖602和壳体601之间精准对接，且上定位件201能够在第一驱动件203的驱动下，沿第一导轨202运动，以在第三方向上对电池600进行定位，保证焊接精度，进而保证电池600的质量。

[焊接装置300]

参照图1、图7，在一些实施方式中，焊接装置300包括支架301、扫描振镜302、第二导轨303以及第二驱动件304。扫描振镜302安装于支架301。第二导轨303安装于支架301，且扫描振镜302安装于第二导轨303。第二驱动件304驱动扫描振镜302沿第三方向在第二导轨303上运动。为了使扫描振镜302与焊接位置603之间的距离可调，且便于安装和调试，焊接装置300还设置有第二导轨303和第二驱动件304，第二驱动件304驱动扫描振镜302在第二导轨303上运动，保证焊接精度，进而保证电池600的质量。

[除尘装置400]

参照图1、图8至图15，在一些实施方式中，除尘装置400设置于焊接装置300下方，除尘装置400通过连接板401安装于支架301，且连接板401上还设置有第三导轨402，除尘装置400通过第三导轨402安装于连接板401，且除尘装置400能够沿第三方向在第三导轨402上运动，以使除尘装置400配合电池600的焊接位置603，准确对焊接位置603进行吹气除尘。除尘装置400包括本体410，本体410具有用于供激光穿过的空腔411，本体410上相对于空腔411的内部的靠下方的位置设置有用于朝向基于水平面的斜下方吹气的吹气孔412，本体410于空腔411的内部的靠上方的位置设置有用于朝向基于水平面的斜上方吸气的吸气孔413。

在对壳体601和顶盖602进行激光焊接的过程中，在焊接位置603附近会产生大量的烟尘，这些烟尘在焊接处会形成粉尘污染和焊渣等缺陷。由于烟尘温度较高且粘附性很强，如果不及时去除烟尘，烟尘中较小的烟尘颗粒会附着到电池夹具或电池600上，对电池600造成污染，进而影响电池600的品质，较大的烟尘颗粒则会粘到电池夹具上难以清除，影响焊接精度，进而也会影响到电池600的品质。因此，在对壳体601和顶盖602进行激光焊接时，需要对焊接位置603进行吹气保护，一方面能够避免焊缝氧化，另一方面能够使产生的烟尘被带走，保证了焊接质量以及电池600性能。

在现有技术中的激光焊接除尘装置400通常将吹气孔412垂直于焊缝设置，由吹气孔412吹出的保护气不能完全覆盖焊接位置603，因此不能达到较好的吹气保护效果。且由于未设置顶盖602的保护盖700或设置的保护盖700边缘为直角结构，导致保护气导流腔内存在死角，焊接过程中产生的烟尘或粉尘容易积存在导流腔内，造成粉尘逸散而吸附在焊接位置603周围，影响焊接质量。

因此，为了使吹出的保护气能够完全覆盖焊接位置603，达到较好的吹气保护效果，且导流腔内不存在死角，粉尘不容易在导流腔内积累，减少粉尘逸散，提高焊接质量，本实施方式的焊接系统还包括除尘装置400。该除尘装置400包括本体410，本体410具有用于供激光穿过的空腔411，空腔411位于本体410内部中心，为上下贯通的腔体，激光能够穿过本体410的空腔411，对壳体601和顶盖602进行焊接。本体410于空腔411的内部的靠下方的位置设置有用于朝向基于水平面的斜下方吹气的吹气孔412，本体410于空腔411的内部的靠上方的位置设置有用于朝向基于水平面的斜上方吸气的吸气孔413。具体地，在焊接过程中，保护气由吹气孔412被吹出至焊接位置603处，以使焊接位置603处形成一个保护气层，以使焊接位置603处与空气隔离，防止焊接处氧化。吸气孔413能够在空腔411的轴心的四周进行吸气，当焊接过程中产生的粉尘经过吸气孔413时，粉尘会及时被吸气孔413吸走，避免粉尘逸散到环境中或附着在电池600上对电池600的质量造成影响。

进一步地，为了在激光焊接过程中保护电池600极柱避免被焊渣污染，同时对保护气和粉尘进行导流，将夹杂粉尘的保护气导流至吸气孔413，本实施方式的焊接系统还包括保护盖700。保护盖700安装于电池600的顶盖602的上方，且在俯视状态下，保护盖700容纳于空腔411，其中，保护盖700的侧边缘呈圆弧状。为了确保不存在吸力的死角，将保护盖700的侧边缘设置为圆弧状，对粉尘和保护气进行引流和导向，以使从吹气孔412吹出的保护气和夹杂的粉尘能够以圆弧过渡的路径被吸气孔413吸走。避免粉尘在保护盖700的侧边缘处存积而造成粉尘逸散到环境中而附着于壳体601与顶盖602的焊接位置603处，保证了焊接质量，进而保证了电池600的性能。

此外，将吹气孔412设置于吸气孔413的下方，能够进一步增加吹气保护效果，增大保护气与焊接位置603处的接触面积的同时，能够使粉尘被保护气吹向上方，以使粉尘能够更容易地被吸气孔413吸走，避免粉尘在重力作用下沉积在下方，对电池600的焊接位置603造成污染，影响焊接质量。

除尘装置400能够使吹出的保护气完全覆盖焊接位置603，达到较好的吹气保护效果，且导流腔内不存在死角，粉尘不容易在导流腔内积累，减少粉尘逸散，提高焊接质量。具体地，保护气体从基于水平面斜向下方的吹气孔412吹出至焊接位置603处，以使壳体601和顶盖602之间的焊缝处于在保护气保护的状态，同时使激光焊接过程中产生的粉尘被吹起，吸气孔413将被吹起的粉尘和保护气吸出。由于吹气孔412基于水平面斜向下方设置，能够使吹出的保护气完全覆盖焊接位置603，达到较好的吹气保护效果。且由于保护盖700的侧边缘呈圆弧状，因此，粉尘的移动路径不存在死角，粉尘不容易在保护盖700的侧边缘积累，提高粉尘的收集率，能够减少粉尘逸散，提高焊接质量。

参照图9、图10，在一些实施例中，吹气孔412呈环形，且围绕空腔411的轴心设置。具体地，吹气孔412可以设置为环形，环形的吹气孔412能够与壳体601和顶盖602的焊接位置603相匹配，增大保护气覆盖焊接位置603的面积，保证较好地气流流出效果。

此外，对于空腔411的形状，可以根据电池600的形状具体设置。例如，当电池600为方形铝壳电池600时，空腔411可以设置为圆角矩形，以使空腔411的形状与方形铝壳电池600的形状相匹配。因此，方形铝壳电池600插设于空腔411内时，方形铝壳电池600的焊接位置603与空腔411的内壁之间的距离较小，保证壳体601与顶盖602在充足的保护气保护的状态下完成焊接，以提高焊接质量，进而提高电池600性能。

在一些实施例中，吹气孔412设置有多个，且多个吹气孔412沿空腔411周向分布于本体410。具体来说，除上述将吹气孔412设置为一个，且呈环形围绕的方式在焊接位置603处进行吹保护气之外，还可以将吹气孔412设置有多个，多个吹气孔412沿空腔411以周向环绕的方式均匀且间隔设置于本体410，以保证从各吹气孔412吹出的保护气均布于焊接位置603处，保证焊接质量。可以理解的是，吹气孔412也可以采用其他合适的形状或者排布方式，可以根据实际需要具体选择，此处不作限定。

参照图11、图12以及图13，在一些实施例中，吹气孔412和吸气孔413的沿第三方向的截面形状为上小下大的扩口状的锥形。具体来说，吹气孔412和吸气孔413均设置为环形，且将吹气孔412设置为沿第三方向的截面形状为上小下大的扩口状的锥形，一方面将吹气孔412设置为基于水平面斜向下方的结构，能够增加吹气孔412入孔处的保护气的气压，提高吹保护气的效果。另一方面吹气孔412的截面为沿第三方向的上小下大的扩口状的锥形，能够在控制保护气的流速，节约能耗的同时，增大保护气覆盖焊缝的面积，使电池600整周压力流速均匀。

此处吹气孔412的设计参考“拉瓦尔喷管”结构。拉瓦尔喷管是推力室的重要组成部分，喷管的前半部是由大变小向中间收缩至一个窄喉，窄喉之后又由小变大向外扩张至箭底，箭体中的气体受高压流入喷嘴的前半部，穿过窄喉后由后半部逸出。这一结构可使气流的速度因喷截面积的变化而变化。火箭发动机中的燃气流在燃烧室压力作用下，经过喷管向后运动，进入喷管的第一阶段。在这一阶段，燃气运动遵循“流体在管中运动时，截面小处流速大，截面大处流速小”的原理，因此气流不断加速。当到达窄喉时，流速已经超过了音速。而跨音速的流体在运动时却不再遵循“截面小处流速大，截面大处流速小”的原理，而是恰恰相反，截面越大，流速越快。在第二阶段，燃气流的速度被进一步加速，这样就产生了巨大的推力。拉瓦尔喷管实际上起到了一个“流速增大器”的作用。在本实施方式中，将吹气孔412设置为截面为上小下大的扩口状的锥形状，能够增加保护气的流速，提高吹保护气的效果的同时节约能源，也能够增大保护气覆盖焊缝的面积，使电池600整周压力流速均匀，进而保证焊接质量。

参照图12、图13，在一些实施例中，本体410的靠下方的位置设置有与吹气孔412连通的环形进气腔414，环形进气腔414围绕空腔411的轴心设置。本体410的靠上方的位置设置有与吸气孔413连通的环形出气腔415，环形出气腔415围绕空腔411的轴心设置。具体来说，环形进气腔414与吹气孔412连通，保护气经由环形进气腔414再通过吹气孔412被吹出，环形进气腔414的体积大于吹气孔412的体积，能够增加经由环形进气腔414进入吹气孔412的保护气的流速，增加了吹气保护和除尘的效果。同时，能够增大保护气覆盖焊缝的面积，提高焊接质量。环形出气腔415与吸气孔413连通，粉尘和保护气经由吸气孔413被吸入环形出气腔415，再经由环形出气腔415将粉尘导出收集，避免粉尘逸散而影响环境。

吹气孔412与吸气孔413以及保护盖700的侧边缘共同限制出导流腔，由吹气孔412吹出的保护气通过导流腔的过渡能够均匀地传导至吸气孔413，从而使得吸气孔413在空腔411的轴心的四周更为均匀、稳定地对保护气和粉尘进行吸收，从而提高粉尘的收集率。

此外，保护气可以为氦气或氩气，具体来说，在激光焊接过程中，常用的保护气主要有氮气、氦气或氩气，但由于氮气在一定温度下可以与铝合金、碳钢发生化学反应，产生氮化物，会提高焊缝脆性，韧性降低，对焊缝接头的力学性能会产生较大的不利影响。由于电池600的壳体601多为铝壳，因此为了避免氮气与铝壳反应，因此在本实施方式中，保护气采用氦气或氩气。氦气电离最小，可以很快地驱除从金属熔池产生的上升的金属蒸气，使用氦作保护气体，可最大程度地抑制等离子体，从而增加熔深，提高焊接速度。另外，氦气质轻而能逸出，不易在焊接位置603处造成气孔，能够提高焊接质量，保证电池600性能。

参照图11、图12，在一些实施例中，本体410包括基板420、第一导流板430以及第二导流板440。第一导流板430与基板420互相叠置，且第一导流板430设置于基板420上方，第一导流板430与基板420固定连接。第二导流板440与第一导流板430互相叠置，且第二导流板440设置于第一导流板430上方，第二导流板440与第一导流板430固定连接。基板420形成有第一腔体421，第一导流板430形成有第二腔体431，第二导流板440形成有第三腔体441，第一腔体421、第二腔体431以及第三腔体441共同形成空腔411。具体来说，在本实施方式中，本体410除一体成型外，还可以通过设置基板420、第一导流板430以及第二导流板440共同形成本体410，以便于分别对基板420、第一导流板430以及第二导流板440进行加工，降低生产成本，降低施工难度。在激光焊接过程中，激光通过第一腔体421、第二腔体431以及第三腔体441共同形成的空腔411对壳体601和顶盖602进行焊接，保证焊接精度。

在一些实施例中，基板420和第一导流板430共同限制出吹气孔412和环形进气腔414，第一导流板430和第二导流板440共同限制出吸气孔413和环形出气腔415。具体地，基板420设置于第一导流板430下方，第二导流板440设置于第一导流板430上方，从上到下的顺序依次为第二导流板440、第一导流板430、基板420。基板420和第一导流板430互相靠近的面共同限制出吹气孔412和环形进气腔414，其中吹气孔412与环形进气腔414连通，且环形进气腔414的体积大于吹气孔412的体积，以增加吹气孔412吹出的保护气的流速，保证良好的吹气效果。

参照图14、图15，在一些实施例中，基板420靠近第一导流板430的一面形成有第一锥面422和第二锥面423，第一导流板430靠近基板420的一面形成有第三锥面432和第四锥面433，第一锥面422与第三锥面432共同限制出吹气孔412，第二锥面423与第四锥面433共同限制出环形进气腔414。第一导流板430靠近第二导流板440的一面形成有第五锥面434，第二导流板440的靠近第一导流板430的一面形成有第六锥面442，第五锥面434和第六锥面442共同限制出吸气孔413。由于以上的结构设置，吹气孔412和环形进气腔414由基板420和第一导流板430共同限制而形成，吸气孔413和环形进气腔414由第一导流板430和第二导流板440共同限制而形成，便于对其进行加工，当需要对内部的结构进行调整时，可以将基板420、第一导流板430和第二导流板440分开加工，再将其固定即可完成对内部结构的调整，加工方便且便于维修。基板420与第一导流板430之间、第一导流板430与第二导流板440之间固定连接，其连接方式可以采用粘接、焊接等，不仅能够实现稳定的连接，还可以将基板420与第一导流板430之间、第一导流板430与第二导流板440之间的缝隙密封，保证保护气能从吹气孔412经由导流腔被吸入至吸气孔413，提高了吸气效率，进而提高了粉尘的收集率，保证了焊接质量。

另外，基板420的第二锥面423与第一导流板430的第四锥面433共同限制出环形进气腔414，由于第二锥面423呈基于水平面倾斜向下的面，因此相比于水平设置的面，能够增加基板420的厚度，进而降低基板420产生形变的风险。

此外，基板420采用紫铜等耐高温的材料制成，以保证基板420的强度，避免基板420在焊接过程中由于受热而变形。

参照图14、图15，在一些实施例中，环形进气腔414的靠近第二导流板440的外表面的一端连接有进气管450，保护气经由进气管450吹入环形进气腔414，再经由吹气孔412吹出。环形出气腔415的靠近第一导流板430的外表面的一端连接有出气管460，粉尘和保护气经由吸气孔413被吸入环形出气腔415，再经由出气管460被吸出。具体来说，进气管450与外部进气装置进行连接，保护气通过进气管450吹入环形进气腔414，再经由吹气孔412吹出至焊接位置603处，保护气夹杂粉尘再经由导流腔被导流至吸气孔413，经由环形出气腔415，通过出气管460被吸出，再由吸气装置将粉尘收集。

在一些实施例中，进气管450设置有多个，多个进气管450周向间隔分布于第一导流板430的外周，且进气管450与负压气源连通，用于对进气管450吹入保护气。出气管460设置有多个，多个出气管460周向间隔分布于第二导流板440的外周，且出气管460与负压气源连通，用于对出气管460提供吸力。具体来说，保护气可以是氦气或氩气，进气装置可以是高压钢瓶，保护气一般装在高压钢瓶中，需要使用时通过进气管450将高压钢瓶中的保护气通入至吹气孔412。出气管460所连接的负压气源可通过吸尘器产生，吸尘器在通过风机产生负压对出气管460提供吸力的同时，还可收集吸取的粉尘。将进气管450设置有多个，能够对环形进气腔414进行均匀吹气，提升吹保护气效果。将出气管460设置有多个，有利于使吸气孔413在空腔411的轴心的四周均匀吸气，提高吸气效果，提高粉尘的吸收率，进而保证焊接质量。

[移载组件500]

参照图1至图3，为了保证各装置之间的精确配合，本实施方式的焊接系统还包括移载组件500，移载组件500包括伺服模组、副导轨以及拖链，伺服模组驱动第一定位装置100，副导轨能够辅助对第一定位装置100进行导向，以保证第一定位装置100在传送过程中的稳定性。第一定位装置100安装于移载组件500，移载组件500将第一定位装置100传送至第二定位装置200的下方，第一定位装置100与第二定位装置200对接，第一定位装置100在第一方向上对电池600进行定位，第二定位装置200在第二方向上对电池600进行定位。定位完成后，移载组件500将第一定位装置100的电池600传送至焊接装置300和除尘装置400下方，以使电池600的焊接位置603与除尘装置400对接，最后，焊接装置300对焊接位置603进行焊接。保证了焊接质量和焊接精度，提高了电池600的质量。

[离焦量检测件]

参照图1、图6，在一些实施方式中，焊接系统还包括离焦量检测件。离焦量是指工件表面偏离焦平面的距离。离焦位置直接影响拼焊时的小孔效应。离焦方式有两种：正离焦和负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦。当正负离焦量相等时，所对应平面的功率密度近似相同，但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时，可获得更大的熔深，这与熔池的形成过程有关。实验表明，激光加热50～200μs时材料开始熔化，形成液相金属并出现部分汽化，形成高压蒸气，并以极高的速度喷射，发出耀眼的白光。与此同时，高浓度气体使液相金属运动至熔池边缘，在熔池中心形成凹陷。负离焦时，材料内部功率密度比表面还高，易形成更强的熔化、气化，使光能向材料更深处传递。所以实际应用中熔深较大时，应采用负离焦，焊接薄材料时宜采用正离焦。在本实施方式中，离焦量检测件能够检测焊接位置603是否位于激光束的聚焦范围内，确保达到所需的焊接效果，能够提高焊接精度和焊接质量，进而提高电池600的质量。

根据本实用新型第二方面的生产线，包括上述任一项的焊接系统。

根据本实用新型第二方面的生产线，具有如下有益效果：能够提高焊接精度和焊接质量，提高电池600的质量。具体来说，将本实施方式的焊接系统应用于生产线时，焊接系统可以配合机械手进行自动上下料，通过传输装置将电池600传输到位，机械手将电池600安装于焊接系统，待完成焊接后，机械手再将电池600下料，继续运输。提高焊接精度和焊接质量的同时能够提高生产效率，节约人力。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实施方式的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实施方式的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实施方式的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.焊接系统，用于对电池(600)的壳体(601)和顶盖(602)进行焊接，其特征在于，包括：

第一定位装置(100)，用于在第一方向和第二方向上对所述电池(600)进行定位，所述第一定位装置(100)设置有：

夹紧组件(110)，所述夹紧组件(110)夹紧所述电池(600)；

浮动支撑件(120)，所述浮动支撑件(120)设置在所述夹紧组件(110)的下方，所述电池(600)放置于所述浮动支撑件(120)，且所述电池(600)的沿垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向的位置可调；

第二定位装置(200)，用于在所述第三方向上对所述电池(600)进行定位；

焊接装置(300)，对所述顶盖(602)和所述壳体(601)之间的焊接位置进行焊接；

除尘装置(400)，所述除尘装置(400)在焊接过程中对所述焊接位置进行除尘；

移载组件(500)，所述第一定位装置(100)安装于所述移载组件(500)，所述移载组件(500)用于传送安装于所述第一定位装置(100)的所述电池(600)，以使所述电池(600)对接所述第二定位装置(200)或所述焊接装置(300)。

2.根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于，所述夹紧组件(110)包括：

长边夹紧件(111)，所述长边夹紧件(111)至少设置有两个，两个所述长边夹紧件(111)分别设置于所述电池(600)的长边的两侧，沿所述第一方向对所述电池(600)的长边进行夹紧；

短边夹紧件(112)，所述短边夹紧件(112)至少设置有两个，两个所述短边夹紧件(112)设置于所述电池(600)的短边的两侧，沿所述第二方向对所述电池(600)的短边进行夹紧。

3.根据权利要求2所述的焊接系统，其特征在于，所述夹紧组件(110)还包括至少一个长边驱动器(113)和一个短边驱动器(114)；

其中，所述长边驱动器(113)驱动至少一个所述长边夹紧件(111)，驱动所述长边夹紧件(111)沿垂直所述电池(600)的长边的方向向靠近所述电池(600)的方向运动，以使所述长边夹紧件(111)夹紧所述电池(600)，

所述短边驱动器(114)驱动至少一个所述短边夹紧件(112)，驱动所述短边夹紧件(112)沿垂直所述电池(600)的短边的方向向靠近所述电池(600)的方向运动，以使所述短边夹紧件(112)夹紧所述电池(600)。

4.根据权利要求3所述的焊接系统，其特征在于，所述浮动支撑件(120)包括浮动部(121)和支撑部(122)，所述浮动部(121)与所述支撑部(122)活动连接，所述电池(600)安装于所述支撑部(122)，且所述电池(600)的沿所述第三方向的位置通过浮动部(121)可调。

5.根据权利要求4所述的焊接系统，其特征在于，所述第一定位装置(100)还包括顶升件(130)和预定位件(140)；

所述顶升件(130)设置于所述电池(600)下方，沿所述第三方向对所述电池(600)进行顶升；

所述预定位件(140)至少对所述电池(600)的底面和三个侧面进行定位。

6.根据权利要求5所述的焊接系统，其特征在于，所述第一定位装置(100)还包括防护罩(150)，所述防护罩(150)围绕于所述夹紧组件(110)的四周。

7.根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于，所述第二定位装置(200)包括：

上定位件(201)，所述上定位件(201)设置于所述电池(600)的上方，沿所述第三方向对所述电池(600)进行定位；

第一导轨(202)，所述上定位件(201)安装于所述第一导轨(202)；

第一驱动件(203)，所述第一驱动件(203)驱动所述上定位件(201)沿所述第三方向在所述第一导轨(202)上运动。

8.根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于，所述焊接装置(300)包括：

支架(301)；

扫描振镜(302)，所述扫描振镜(302)安装于所述支架(301)；

第二导轨(303)，所述第二导轨(303)安装于所述支架(301)，且所述扫描振镜(302)安装于所述第二导轨(303)；

第二驱动件(304)，所述第二驱动件(304)驱动所述扫描振镜(302)沿所述第三方向在所述第二导轨(303)上运动。

9.根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于，所述除尘装置(400)设置于所述焊接装置(300)下方，所述除尘装置(400)包括：

本体(410)，所述本体(410)具有用于供激光穿过的空腔(411)；

所述本体(410)上相对于所述空腔(411)的内部的靠下方的位置设置有用于朝向基于所述第二方向的斜下方吹气的吹气孔(412)；

所述本体于所述空腔(411)的内部的靠上方的位置设置有用于朝向基于所述第二方向的斜上方吸气的吸气孔(413)。

10.生产线，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的焊接系统。