CN220880916U - 一种摩擦焊自动上下料设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于摩擦焊技术领域，尤其涉及一种摩擦焊自动上下料设备。一种摩擦焊自动上下料设备，包括上料台、用于铝棒上料的铝棒上料机构、用于铜片上料的铜片上料机构、用于将上料的铝棒及铜片推出导向流道并包括推出气缸及推料气缸的推料机构、用于固定及移送从推料机构推送的铝棒及铜片的固定保持模组、用于移动固定保持模组的伺服滑台模组，铝棒及铜片依次由所述推料气缸、推出气缸推出至固定保持模组，所述固定保持模组由伺服滑台模组移动至摩擦焊设备对应位置并将铝棒及铜片分别上料至主轴夹头及尾座夹具。本实用新型可自动化、大批量、流水线式的实现电极顶盖片正负极材料的上下料。

Description

一种摩擦焊自动上下料设备

技术领域

本实用新型属于摩擦焊技术领域，尤其涉及一种摩擦焊自动上下料设备。

背景技术

参见图1所示，其为现有摩擦焊设备1，其包括摩擦焊机架11、在摩擦焊机架11上相对设置的主轴夹头12及尾座夹具13、设置在摩擦焊机架11上且用于推动尾座夹具13的液压缸14、相互平行设置在摩擦焊机架11上两根格林柱15，其他还对应包括电控柜16及液压站17。在摩擦焊接时，将需焊接的两工件分别夹持在主轴夹头12及尾座夹具13上并使主轴带动主轴夹头12上的工件旋转，液压缸14推动尾座夹具13上的工件与主轴夹头12上的工件接触，利用工件接触面摩擦产生的热量为热源，使工件在压力作用下产生塑性变形而进行焊接。

新能源动力电池顶盖片的正负电极原材料由铜片和铝棒两种材质组成，需要将铜片和铝棒利用摩擦焊机焊接后制作坯料，然后再利用CNC加工出合格轮廓。当前作业仅依靠人工将两种材质的原料分别装入摩擦焊机的主轴夹头12及尾座夹具13，再焊接完成后循环作业，但是装铜片和铝棒易碰到夹头烫伤作业员，有一定安全隐患且作业效率低。亟需提供一种安全高效上下料设备，替代人工作业，提升效率。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本申请提供了一种可自动化、大批量、流水线式实现电极顶盖片的正负极材料上下料的摩擦焊自动上下料设备。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种摩擦焊自动上下料设备，包括上料台，还包括：

推料机构：包括设置在所述上料台上的支撑板、在所述支撑板两侧分别设置的导向流道、在所述导向流道的两侧分别设置的推出气缸及推料气缸，两所述推出气缸相对设置且所述推料气缸的导杆上设置有可滑动穿设在导向流道内的推块；

铝棒上料机构：设置在所述推料机构一侧且用于将铝棒上料至导向流道内；

铜片上料机构：设置在所述推料机构另一侧且用于将铜片上料至导向流道内；

伺服滑台模组：垂直于摩擦焊设备主轴方向设置；

固定保持模组：包括设置在所述伺服滑台模组的滑动件上的安装架、在所述安装架上竖直相对设置的两安装板、在两所述安装板相对的端面上分别设置的上料气缸、在两所述安装板上分别设置的用于固定铝棒及铜片的固定组件；

铝棒及铜片依次由所述推料气缸、推出气缸推出至固定保持模组，所述固定保持模组由伺服滑台模组移动至摩擦焊设备对应位置并将铝棒及铜片分别上料至主轴夹头及尾座夹具。

优选的，所述铝棒上料机构包括推板整列机及分别连接所述推板整列机及导向流道的上料流道。

优选的，所述铜片上料机构为弹夹式上料结构。

优选的，所述铜片上料机构包括平行焊接设备主轴方向设置在上料台上的两支撑块、在两所述支撑块上平行设置的若干限位导柱、在所述限位导柱上滑动穿设的推头、使所述推头受到朝向导向流道方向的力的配重组件，铜片可竖直堆叠在限位导柱围合的上料腔内。

优选的，所述配重组件包括第一滑轮、第二滑轮、配重绳、配重块，所述第一滑轮设置在靠近推料机构的上料台的一侧，所述第二滑轮设置在远离推料机构的上料台的一侧，所述配重绳的两端分别固定连接在推头及配重块上且所述配重绳依次滑动穿设在第一滑轮、第二滑轮上。

优选的，在所述铜片上料机构一侧的导向流道出口处设置有上料气吸组件，所述上料气吸组件可吸附铜片且所述推出气缸的导杆上穿设在气吸组件内以将铜片推出至固定保持模组的固定组件内。

优选的，所述固定组件包括在所述安装板上开设的导正通槽、在所述安装板内侧端面上设置的滑套，在所述滑套上开设有气吸孔，所述上料气缸的导杆依次穿设在滑套、导正通槽内，所述气吸孔连通真空发生组件。

优选的，在所述安装板上设置有光电检测开关。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过设置铝棒上料机构、铜片上料机构可实现将铝棒及铜片的自动上料至支撑板上的导向流道内；通过设置推出气缸及推料气缸，可将每组铝棒及铜片推出至固定保持模组内，并由伺服滑台模组带动固定保持模组移动至摩擦焊设备对应位置，并将铝棒及铜片分别上料至主轴夹头及尾座夹具，从而实现铝棒及铜片的自动上料、自动夹持，可实现电极顶盖片的正负极材料的自动化、大批量、流水线式上下料，从而提高电池顶盖片的焊接效率，提高焊接操作的安全性。

附图说明

图1为现有的摩擦焊设备的结构示意图。

图2为本实用新型的整体结构示意图。

图3为本实用新型与摩擦焊设备配合使用时的结构示意图。

图4为本实用新型的伺服滑台模组、固定保持模组与摩擦焊设备的连接结构示意图。

图5为本实用新型的推料机构、铜片上料机构的连接结构示意图。

图6为以图5为基准的主视结构示意图。

图7为图5的A处放大结构示意图。

图8为图5的B处放大结构示意图。

图9为本实用新型的推料机构的结构示意图。

图10为本实用新型的固定保持模组的结构示意图。

图11为以图10为基准的俯视状态时的剖视结构示意图。

图12为本实用新型的上料气吸组件的剖视结构示意图。

图中：1、摩擦焊设备，11、摩擦焊机架，12、主轴夹头，13、尾座夹具，14、液压缸，15、格林柱，16、电控柜，17、液压站，

2、上料台，3、铝棒，4、铜片

5、推料机构，51、支撑板，52、横向导向流道，53、纵向导向流道，54、来料传感器，55、推出气缸，56、推料气缸，57、终点定位块，58、上料气吸组件，581、气吸板一，582、密封板，583、气吸板二，584、气吸套，585、管接头一，586、管接头二，59、推料板，510、推块，

6、铝棒上料机构，61、推板整列机，62、上料流道，

7、铜片上料机构，71、支撑块，72、限位导柱，73、推头，74、第一滑轮，75、第二滑轮，76、配重绳，77、配重块，

8、伺服滑台模组，81、固定支架，82、丝杆传动模组，

9、固定保持模组，91、安装架，92、安装板，93、上料气缸，94、导正通槽，95、滑套，96、气吸孔，97、第一光电检测开关，98、第二光电检测开关。

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，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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用新型和简化描述，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用新型的限制。

实施例：

参见图2、3所示，一种摩擦焊自动上下料设备，包括上料台2、设置在上料台2上的推料机构5、设置在推料机构5一侧的铝棒上料机构6及设置在推料机构5另一侧的铜片上料机构7、设置在摩擦焊设备1上的伺服滑台模组8及设置在伺服滑台模组8的滑动件上的固定保持模组9。

参见图9所示，推料机构5包括通过支撑结构水平固定连接在上料台2上端面的支撑板51，在支撑板51上端面的两侧分别设置有对铝棒3及铜片4分别导向的导向流道，导向流道包括沿摩擦焊设备主轴方向设置的横向导向流道52及垂直横向导向流道52的纵向导向流道53，横向导向流道52由两竖直设置的横向导向板构成，纵向导向流道53由两竖直设置的纵向导向板构成，横向导向流道52与纵向导向流道53垂直设置且相互连通以便于铝棒3或铜片4从横向导向流道52被推送至纵向导向流道53内。对铝棒3导向的纵向导向流道53的径向流道尺寸以可容纳一根铝棒3的长度为准，对铜片4导向的纵向导向流道53的径向流道尺寸以可容纳一片铜片4的厚度为准。

进一步的，为了检测横向导向流道52内是否有铝棒3或铜片4，在横向导向流道52与纵向导向流道53的连通处设置有朝向来料方向的来料传感器54。通过设置来料传感器54可自动化的检测是否有横向导向流道52内是否有来料，以便于提醒操作人员上料。

在导向流道的两侧（即靠近摩擦焊设备的一侧及远离摩擦焊设备的一侧）分别相对设置有推出气缸55及推料气缸56。为了便于对从纵向导向流道53推出的铝棒3进行定位，在铝棒3对应的推出气缸5处设置有终点定位块57，铝棒3被终点定位块57阻挡定位后，推出气缸55的导杆可将铝棒3推出。由于铜片4较薄，在从纵向导向流道53推出后易倾倒，从而无法被推出气缸55有效推出，故在本实施例中，在铜片上料机构7一侧的导向流道出口处设置有上料气吸组件58，上料气吸组件58可吸附铜片4且推出气缸55的导杆上穿设在气吸组件内以将铜片4推出至固定保持模组9的固定组件内。

具体的，参见图12所示，上料气吸组件58包括依次相互密封抵接且内部相互连通的气吸板一581、密封板582、气吸板二583，在推出气缸55的导杆上沿其长度方向固定连接有气吸套584，推出气缸55的导杆穿设在气吸板一581内且气吸套584可在推出气缸55的带动下滑动穿设在密封板582及气吸板二583内，在气吸板一581及气吸板二583分别设置有管接头一585及管接头二586，管接头一585及管接头二586分别连通真空发生组件（图中未画出）。管接头一585连通气吸板一581、气吸套584，由此，在推出气缸55向外推送铜片4时，气吸套584在真空发生组件的作用下，始终对铜片4进行吸附，避免铜片4错位或掉落。管接头二586连通气吸板二583，在铜片4被推送至气吸板二583处时，气吸板二583在真空发生组件的作用下实现对铜片4的初步吸附。

当然在其他实施例中，可不设置管接头二586及与其对应的真空发生组件，即当铜片4被推送至气吸板二583时，以及在推出气缸55向外推送铜片4时，均由气吸套584在真空发生组件的作用下对铜片4进行吸附。

推料气缸56螺栓固定在上料台2上，在推料气缸56的导杆上通过螺栓竖直固定连接有推料板59，在推料板59上固定嵌设有可滑动穿设在纵向导向流道53内的推块510，即在推料气缸56动作时，推块510可将载横向导向流道52内的铝棒3或铜片4经由纵向导向流道53推送至推出气缸55处。

参见图3所示，铝棒上料机构6用于将铝棒3上料至推料机构5上的横向导向流道52内。具体的，铝棒上料机构6包括推板整列机61及分别连接推板整列机61及横向导向流道52的上料流道62。推板整列机61及上料流道62的具体结构为现有技术，此处不再赘述。通过设置推板整列机61可批量化、自动化对铝棒3上料。

参见5、6、7、8所示，铜片上料机构7用于将铜片4上料至推料机构5上的横向导向流道52内。具体的，铜片上料机构7可为弹夹式上料结构，即将若干铜片4竖直堆叠后逐个向横向导向流道52内上料。

更进一步的，铜片上料机构7包括平行焊接设备1主轴方向螺栓固定在上料台2上的两支撑块71、在两支撑块71上平行固定嵌设的若干限位导柱72，在本实施例中，限位导柱72设置有六根，各限位导柱72围合形成上料腔且上料腔上端为开口状，以便于将铜片竖直堆叠放置在该上料腔内，上料腔的一端连通横向导向流道52，实现铜片由上料腔进入横向导向流道52内。在限位导柱72上滑动穿设有推头73、配重组件使推头73受到朝向导向流道方向的力，从而推动上料腔内的铜片4进入横向导向流道52内。配重组件可有多种结构形式，如在推头73与支撑块71支架设置弹簧，利用弹簧的弹力对推头73施加推力。但为了提高上料腔的长度以便于一次性放置更多的铜片4，上料腔的长度较长，使用弹簧结构的配重组件时，放置铜片4多由不便，故在本实施例中，配重组件包括第一滑轮74、第二滑轮75、配重绳76、配重块77，第一滑轮74固定在靠近推料机构5的上料台2的一侧，第二滑轮75固定在远离推料机构5的上料台2的一侧，配重绳76的两端分别固定连接在推头73及配重块77上且配重绳76依次滑动穿设在第一滑轮74、第二滑轮75上。由此，在配重块77的重力作用下，使推头73受到朝向导向流道53的拉力，从而实现铜片4的自动上料。

参见图4所示，伺服滑台模组8可包括在摩擦焊设备1的格林柱15上固定套设的固定支架81、在固定支架81上螺栓固定连接的丝杆传动模组82，丝杆传动模组82垂直于摩擦焊设备1的主轴方向设置，固定保持模组9安装在丝杆传动模组82的滑动件上，故丝杆传动模组82可带动固定保持模组9往复移动。

参见图10、11所示，固定保持模组9包括螺栓固定连接在丝杆传动模组82的滑动件上的安装架91、在安装架91上竖直相对螺栓固定连接的两安装板92、在两安装板92相对的端面上分别设置的上料气缸93、在两安装板92上分别设置的用于固定铝棒3及铜片4的固定组件。固定组件4可为与铝棒3或铜片4结构相匹配的通槽结构，上料气缸93的导杆可穿设在该通槽内，即当丝杆传动模组82带动固定保持模组9移动至两推出气缸55之间时，推出气缸55可分别将铝棒3及铜片4推出至该安装板92上的通槽内，通过该通槽结构实现对铝棒3及铜片4的固定。但是由于固定保持模组9需移动至主轴夹头12及尾座夹具13之间进行上料，铝棒3及铜片4易从该通槽内掉落。故在本实施例中，固定组件包括在安装板92上开设的导正通槽94、在安装板92内侧端面上螺栓固定连接的滑套95，在滑套95上开设有气吸孔96，滑套95的一端开口与上料气缸93的一侧端面密封连接，上料气缸93的导杆依次穿设在滑套95、导正通槽94内，气吸孔96连通真空发生组件，真空发生组件可为现有的真空发生器结构。通过真空发生组件可将滑套95内的空气吸出，从而将铝棒3及铜片4吸附在导正通槽94内，并可由上料气缸93将导正通槽94内铝棒3及铜片4推出。

进一步的，为了提高上料效率及上料安全性，在安装板92上分别设置有第一光电检测开关97及第二光电检测开关98。

第一光电检测开关97用于检测焊接完成的主轴夹头12及尾座夹具13上的成品是否掉入落料滑道，以免发生撞击；第二光电检测开关98与摩擦焊设备1主轴同轴设置以用于检测产品是否装夹到位，以免发生夹具焊死及撞击。

本实用新型实施例的工作过程如下：

1.将本实用新型如上述说明及附图3所示与摩擦焊设备1进行组装；

2.将铝棒3批量放置在推板整列机61内，将铜片4竖直堆叠批量放入限位导柱72围合的上料腔内；

3.推板整列机61将铝棒3整列后经上料流道62进入铝棒侧横向导向流道52，配重块77在重力作用下带动推头73使铜片4进入铜片侧横向导向流道52；

4.推料气缸56动作并带动推块510将横向导向流道52内的铝棒3及铜片4分别经由对应的纵向导向流道53推送至对应的推出气缸55处；铝棒3被终点定位块57阻挡及定位，铜片4通过真空吸附机构被吸附在上料气吸组件58处，以防止铜片4到位后倾倒；

5.丝杆传动模组82带动固定保持模组9至两推出气缸55之间，此时铝棒3、铜片4分别与安装板92上的导正通槽94对应设置；推出气缸55动作以分别使铝棒3及铜片4被推出至安装板92上对应的导正通槽94内；在铜片4在推出时，铜片4仍处于被吸附状态，从而保证铜片4与推出气缸55的导杆保持相对位置，以便装入导正通槽94内；铝棒3、铜片4被装入导正通槽94内后，推出气缸55及推料气缸56恢复至原点位置。

6.在铝棒3、铜片4被装入导正通槽94内内后，对应的真空发生组件使滑套95内处于负压状态，此刻固定保持模组两侧的真空负压表（图中未画出）可以检测，两侧的导正通槽94有没有装入铝棒3或铜片4，此外，铝棒3及铜片4处于负压吸附状态，亦可以在固定保持模组9移动过程中保持固定保持模组位置不变不掉落；

7.待摩擦焊设备作业完成，固定保持模组9进入预装位前，安装板92上的第一光电检测开关97检测焊接完成的主轴夹头12及尾座夹具13上的成品是否掉入落料滑道，以免发生撞击；检测完成，固定保持模组9进入预装位，上料气缸93动作将铝棒3及铜片4从上料气缸94内推出，推出时滑套95内仍处于负压状态以持续保持铝棒3、铜片4位置不变不掉落，直到装入主轴夹头12及尾座夹具13，待焊接发出夹紧信号时，固定保持模组9后移，利用与摩擦焊设备1的主轴同轴的第二光电检测开关98检测产品是否装夹到位，以免发生夹具焊死及撞击；装夹确认完成，丝杆传动模组82带着固定保持模组9移出焊接区，摩擦焊设备开始焊接作业。至此，完成一个动作循环。

控制器与各部件的连接关系及控制逻辑是为自动化操作以提高生产效率，相关操作控制为现有技术，只要能满足上述工作过程即可，此处不再赘述。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种摩擦焊自动上下料设备，包括上料台，其特征在于：还包括：

推料机构：包括设置在所述上料台上的支撑板、在所述支撑板两侧分别设置的导向流道、在所述导向流道的两侧分别设置的推出气缸及推料气缸，两所述推出气缸相对设置且所述推料气缸的导杆上设置有可滑动穿设在导向流道内的推块；

铝棒上料机构：设置在所述推料机构一侧且用于将铝棒上料至导向流道内；

铜片上料机构：设置在所述推料机构另一侧且用于将铜片上料至导向流道内；

伺服滑台模组：垂直于摩擦焊设备主轴方向设置；

固定保持模组：包括设置在所述伺服滑台模组的滑动件上的安装架、在所述安装架上竖直相对设置的两安装板、在两所述安装板相对的端面上分别设置的上料气缸、在两所述安装板上分别设置的用于固定铝棒及铜片的固定组件；

铝棒及铜片依次由所述推料气缸、推出气缸推出至固定保持模组，所述固定保持模组由伺服滑台模组移动至摩擦焊设备对应位置并将铝棒及铜片分别上料至主轴夹头及尾座夹具。

2.根据权利要求1所述一种摩擦焊自动上下料设备，其特征在于：所述铝棒上料机构包括推板整列机及分别连接所述推板整列机及导向流道的上料流道。

3.根据权利要求1所述一种摩擦焊自动上下料设备，其特征在于：所述铜片上料机构为弹夹式上料结构。

4.根据权利要求3所述一种摩擦焊自动上下料设备，其特征在于：所述铜片上料机构包括平行焊接设备主轴方向设置在上料台上的两支撑块、在两所述支撑块上平行设置的若干限位导柱、在所述限位导柱上滑动穿设的推头、使所述推头受到朝向导向流道方向的力的配重组件，铜片可竖直堆叠在限位导柱围合的上料腔内。

5.根据权利要求4所述一种摩擦焊自动上下料设备，其特征在于：所述配重组件包括第一滑轮、第二滑轮、配重绳、配重块，所述第一滑轮设置在靠近推料机构的上料台的一侧，所述第二滑轮设置在远离推料机构的上料台的一侧，所述配重绳的两端分别固定连接在推头及配重块上且所述配重绳依次滑动穿设在第一滑轮、第二滑轮上。

6.根据权利要求1所述一种摩擦焊自动上下料设备，其特征在于：在所述铜片上料机构一侧的导向流道出口处设置有上料气吸组件，所述上料气吸组件可吸附铜片且所述推出气缸的导杆上穿设在气吸组件内以将铜片推出至固定保持模组的固定组件内。

7.根据权利要求1所述一种摩擦焊自动上下料设备，其特征在于：所述固定组件包括在所述安装板上开设的导正通槽、在所述安装板内侧端面上设置的滑套，在所述滑套上开设有气吸孔，所述上料气缸的导杆依次穿设在滑套、导正通槽内，所述气吸孔连通真空发生组件。

8.根据权利要求1所述一种摩擦焊自动上下料设备，其特征在于：在所述安装板上设置有光电检测开关。