CN220445465U - 一种电池密封钉焊前校验装置及焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池密封钉焊前校验装置及焊接设备，包括夹具、基座、压钉机构、视觉检测器件；夹具设置有容纳电池的定位孔；基座具有承载夹具的安装面；压钉机构具有压钉件，压钉机构配置为抵压电池的密封钉顶面；视觉检测器件配置为获取密封钉的位置；还包括第一光标定位器，第一光标定位器配置为标定压钉件以及压钉机构的进料侧夹具中电池密封钉的预设位置。该实用新型电池密封钉焊前校验装置增设有第一光标定位器，第一光标定位器用于设备初次设置、夹具更换等操作后，以压钉件的位置作为参照，标定压钉机构进料侧的电池密封钉位置，进而确定基座上的夹具安装位置，利于提升压钉良率，进而提升密封钉焊接良率。

Description

一种电池密封钉焊前校验装置及焊接设备

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种电池密封钉焊前校验装置。

背景技术

圆柱电池密封钉的焊前准备包括电池上料至非焊接工位的夹具、密封钉上料至电池注液口、压钉、电池夹具携电池转移至焊接工位等步骤。焊接前密封钉位置和平面度定位主要分为两步骤：第一确保密封钉和压钉机构的对准；第二是确保密封钉与焊接设备的预定焊接路径相匹配。

现有技术中密封钉位置和平面度多采用机器视觉检测，但是由于摄像头的分辨率、公差等因素的影响，实际生产中密封钉存在定位不良的情况。

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，提供一种电池密封钉焊前校验装置，在压钉机构的进料侧增设第一光标定位器，标定压钉件和压钉机构进料侧的电池密封件位置，也即标定压钉机构进料侧的夹具位置，降低压钉不良的几率。

为了实现上述技术效果，本实用新型的技术方案为：一种电池密封钉焊前校验装置，包括：

夹具，设置有容纳电池的定位孔；

基座，具有承载所述夹具的安装面；

压钉机构，具有压钉件，配置为抵压电池的密封钉顶面；

视觉检测器件，配置为获取密封钉的位置；

还包括第一光标定位器，所述第一光标定位器配置为标定压钉件以及所述压钉机构的进料侧夹具中电池密封钉的预设位置。

优选的技术方案为，所述第一光标定位器的光标为十字光标。

优选的技术方案为，所述基座包括定位件，所述定位件配置为限定所述夹具的安装位置。

优选的技术方案为，所述第一光标定位器具有可切换的第一工位和第二工位，第一工位的所述第一光标定位器与所述压钉件正对设置，第二工位的所述第一光标定位器与所述压钉机构的进料侧电池密封钉正对设置；

或者第一光标定位器的数量为两个，两个所述第一光标定位器分别与所述压钉件以及所述压钉机构的进料侧电池密封钉正对设置。

优选的技术方案为，所述压钉机构和视觉检测器件之间设置有第二光标定位器，所述第二光标定位器配置为标定待焊密封钉的预设位置。

优选的技术方案为，所述夹具的材质为聚醚醚酮。

优选的技术方案为，还包括电池旋转驱动机构，所述电池旋转驱动机构配置为驱动所述夹具中的电池旋转预定角度。

优选的技术方案为，所述夹具的外表面与所述定位件抵接，或者夹具与所述定位件在所述定位孔的至少径向上凹凸配合。

优选的技术方案为，所述夹具的加工精度为±0.05mm。

本实用新型的目的之二在于提供一种焊接设备，包括焊接机构，其特征在于，还包括上述的电池密封钉焊前校验装置，所述电池密封钉焊前校验装置设置于所述焊接机构的进料侧。

本实用新型的优点和有益效果在于：

该实用新型电池密封钉焊前校验装置增设有第一光标定位器，第一光标定位器用于设备初次设置、夹具更换等操作后，以压钉件的位置作为参照，标定压钉机构进料侧的电池密封钉位置，进而确定基座上的夹具安装位置，利于提升压钉良率，进而提升密封钉焊接良率。

附图说明

图1是实施例电池密封钉焊前校验装置的立体结构示意图；

图2是图1中A的局部放大图；

图3是图1中B的局部放大图；

图4是另一实施例电池密封钉焊前校验装置的立体结构示意图；

图中：1、夹具；101、定位孔；2、基座；201、定位件；3、压钉机构；301、压钉机件；4、视觉检测器件；5、第一光标定位器；6、第二光标定位器；a、电池；a1、密封钉顶面。

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，或一体成型连接；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1-3所示，电池密封钉焊前校验装置包括夹具1、基座2、压钉机构3、视觉检测器件4；夹具1设置有容纳电池的定位孔101；基座2具有承载夹具1的安装面；压钉机构3具有压钉件301，压钉机构3配置为抵压电池a的密封钉顶面a1；视觉检测器件4配置为获取密封钉的位置；还包括第一光标定位器5，第一光标定位器5配置为标定压钉件301以及压钉机构3的进料侧夹具1中电池a密封钉的预设位置。

可以理解的是，在夹具1定位功能的基础上，当密封钉的位置与预定位置不一致时，为了便于手动或者驱动机构圆柱电池a旋转，例如绕其自身中心轴旋转，圆柱电池a至少部分的侧面相对位置暴露于定位孔101外。

如图1中所示，圆柱电池a具有长度方向相对的两个端面，密封钉安装于一个端面，与另一端面对应的端部可选插接于定位孔101中，而安装密封钉的一端凸出设置于定位孔101外。替代方案还可以为：夹具1除托设于电池底部外，还围设于电池长度方向的至少两段周侧，旋转驱动机构经由两段之间暴露的电池侧面驱动电池a旋转。

基座2中夹具1的预定路径通常为图1、4中的直线形或者封闭环形。例如：基座2为转盘，夹具1为绕转盘的中心转轴设置，优选为夹具1绕转盘的中心转轴等间距设置。

压钉机构3包括压钉件301和驱动压钉件301接近或远离密封钉的驱动机构，压钉件301朝向密封钉的底面为抵压面。压钉机构3与密封钉的预设压钉工位为：密封钉的顶面位置准确，并且顶面具有一定的水平度；抵压面与密封钉的顶面同心，抵压面同样具有与密封钉顶面a1相适配的水平度；例如密封钉的顶面和抵压面均为水平面。

常规光标定位器投射的光标为点状光标、一字光标和十字光标。点状光标能达到基本的定位密封钉顶面a1中心的目的；在点状光标基础上，一字光标能在一定范围内校准密封钉顶面a1的平面度；以预设压钉工位的密封钉顶面a1为水平面为例，当密封钉顶面a1的标记沿铅垂方向的正投影与光标定位器的一字光标重叠时，或者密封钉顶面a1以一字光标为转轴旋转倾斜时，密封钉顶面a1的非水平状态不易通过一字光标校验得出。

光标定位器为任意一种在物体表面投射光标的定位器，包括但不限于激光定位器。

第一光标定位器5用于设备初次设置调试、更换基座2和/或夹具1后。长时间使用后夹具1会发生一定程度的变形，因此第一光标定位器5更多地用于更换夹具1后夹具1的位置标定。

在一些实施例中，第一光标定位器5的光标为十字光标。与点状光标和一字光标相比，十字光标具有确定的交点，能同时校验密封钉顶面的位置和平面度。图2中密封钉顶面a1的实线十字为密封钉的标记，点划线表示第一光标定位器5的十字光标。

具体的，当密封钉顶面a1的中心偏离十字光标的交点时，和/或十字光标的光标线迹与密封钉顶面a1的标记不重合时，说明密封钉顶面a1的位置偏离预设焊接工位。十字光标的光标线迹与密封钉顶面a1的标记不重合包括光标线迹与密封钉顶面a1的标记相交或者平行。

如图1、3所示，在另一优选的实施例中，基座2包括定位件201，定位件201配置为限定夹具1的安装位置。定位件201可选仅设置于第一光标定位器5的标定位置，例如压钉件301下方以及压钉机构3的进料侧；或者如图1、4中，在每一个夹具1的工位均设置定位件201。

基座2包括主体部和定位件201，安装面为主体部的顶面，定位件201与主体部固定连接，例如与定位件201与主体部通过螺丝连接。

如图4所示，在另一优选的实施例中，第一光标定位器5的数量为两个，两个第一光标定位器5分别与压钉件301以及压钉机构3的进料侧电池a密封钉正对设置。

为了避免与夹具干涉，第一光标定位器5可选与以预定路径位移后的压钉机构3正对设置。

作为替代方案，第一光标定位器5具有可切换的第一工位和第二工位，第一工位的第一光标定位器5与压钉件301正对设置，第二工位的第一光标定位器5与压钉机构3的进料侧电池a密封钉正对设置，图1中第一光标定位器5处于第二工位。

以上的正对设置均为沿第一光标定位器5的光线发射方向正对。

第一光标定位器5的位置切换为手动切换，或者通过机械结构自动切换。

如图4所示，在另一优选的实施例中，压钉机构3和视觉检测器件4之间设置有第二光标定位器6，第二光标定位器6配置为标定待焊密封钉的预设位置。

在密封钉压钉后焊接前再一次对密封钉的位置进行校验，利于进一步提升焊接优率。第二光标定位器6用于克服夹具1转移可能导致的密封钉位移，因此其校验频次可根据焊后检测结果确定，无需逐个电池a校验或者每天校验。

可以理解的是，与第一光标定位器5相同，第二光标定位器6也优选为十字光标定位器。

可选的，夹具11为工程塑料材质，以避免夹具11对电池a壳体的损伤，例如POM(聚甲醛)、PEEK(聚醚醚酮)。

在一些实施例中，夹具1的材质为聚醚醚酮。PEEK的拉伸强度通常在100MPa以上，最高可以达到200MPa左右，成型收缩率为1.2％左右且波动范围小，并且具有耐腐蚀、耐磨、耐高温等特点。聚醚醚酮夹具1具有较高的定位精度，利于提升焊接优率，夹具1使用寿命长，密封钉焊前校验装置维护成本低。

在一些实施例中，还包括电池a旋转驱动机构(附图未示出)，电池a旋转驱动机构配置为驱动夹具1中的电池a旋转预定角度。在电池a载入夹具1前粗调密封钉的位置后，电池a旋转驱动机构仅需完成电池a微动旋转，包括但不限于以下结构：夹具1夹持电池a，驱动机构驱使夹具1绕电池a的中心轴旋转预定角度。设备初始校验时，电池a的旋转也可以通过手动实现。

如图1、4所示，在另一优选的实施例中，夹具1的外表面与定位件201抵接，或者夹具1与定位件201在定位孔101的至少径向上凹凸配合。图中的基板安装面固定，定位件201确定基板顶面所在平面内夹具1的位置，包括横向位置和纵向位置，定位件201具有相互垂直的第一定位面和第二定位面，与夹具1的侧面直角夹角对应。将夹具1的侧面夹角抵于第一定位面和第二定位面的夹角中，即实现夹具1的定位。

优选的方案包括但不限于，在夹具1和定位件201之间设置磁吸元件、凹凸配合结构，以固定夹具1和定位件201的相对位置，或者导向夹具1的安装，进一步优化定位效果。

在一些实施例中，夹具1的加工精度为±0.05mm。进一步的，该夹具1加工精度基于聚醚醚酮材质。夹具1的加工精度越高，密封钉的焊接优率也相应提升。

实施例焊接设备包括焊接机构和以上实施例的电池a密封钉焊前校验装置，电池a密封钉焊前校验装置设置于焊接机构的进料侧。

电池a密封钉焊前校验装置的工作过程包括：

在基座2和压钉机构3安装结束后，将第一光标定位器5置于压钉件301的正对位置，使得第一光标定位器5的光标与压钉件301的中心标记重合；然后确定进料侧夹具1中电池a的入料位置与压钉件301的位置关系，根据位置关系移动第一光标定位器5或者设置另一第一光标定位器5，后一光标定位器的光标投射在电池a上；调整夹具1的位置和电池a的角度，以使后一光标定位器的光标与电池a密封钉的中心标记重合，以调整后的夹具1位置以及电池a在夹具1中的角度为预设入料位置。

基于包含定位件201的基座2，通过夹具1位置确定并固定定位件201的预设位置，后续上料的夹具1仅需保持与定位件201的相对位置固定。夹具的转移可选通过手动完成。

当第一光标定位器5的数量为两个以上时，可通过光标实时监测电池a进料的位置是否准确。

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)

1.一种电池密封钉焊前校验装置，包括：

夹具，设置有容纳电池的定位孔；

基座，具有承载所述夹具的安装面；

压钉机构，具有压钉件，配置为抵压电池的密封钉顶面；

视觉检测器件，配置为获取密封钉的位置；

其特征在于，还包括第一光标定位器，所述第一光标定位器配置为标定压钉件以及所述压钉机构的进料侧夹具中电池密封钉的预设位置。

2.根据权利要求1所述的电池密封钉焊前校验装置，其特征在于，所述第一光标定位器的光标为十字光标。

3.根据权利要求1所述的电池密封钉焊前校验装置，其特征在于，所述基座包括定位件，所述定位件配置为限定所述夹具的安装位置。

4.根据权利要求1所述的电池密封钉焊前校验装置，其特征在于，所述第一光标定位器具有可切换的第一工位和第二工位，第一工位的所述第一光标定位器与所述压钉件正对设置，第二工位的所述第一光标定位器与所述压钉机构的进料侧电池密封钉正对设置；

或者第一光标定位器的数量为两个，两个所述第一光标定位器分别与所述压钉件以及所述压钉机构的进料侧电池密封钉正对设置。

5.根据权利要求1所述的电池密封钉焊前校验装置，其特征在于，所述压钉机构和视觉检测器件之间设置有第二光标定位器，所述第二光标定位器配置为标定待焊密封钉的预设位置。

6.根据权利要求1所述的电池密封钉焊前校验装置，其特征在于，所述夹具的材质为聚醚醚酮。

7.根据权利要求1所述的电池密封钉焊前校验装置，其特征在于，还包括电池旋转驱动机构，所述电池旋转驱动机构配置为驱动所述夹具中的电池旋转预定角度。

8.根据权利要求3所述的电池密封钉焊前校验装置，其特征在于，所述夹具的外表面与所述定位件抵接，或者夹具与所述定位件在所述定位孔的至少径向上凹凸配合。

9.根据权利要求1所述的电池密封钉焊前校验装置，其特征在于，所述夹具的加工精度为±0.05mm。

10.一种焊接设备，包括焊接机构，其特征在于，还包括权利要求1至9中任意一项所述的电池密封钉焊前校验装置，所述电池密封钉焊前校验装置设置于所述焊接机构的进料侧。