CN220902265U - 定位装置及电池加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种定位装置及电池加工设备，定位装置包括母座、第一治具及第二治具。待焊接的电芯、转接片及顶盖片可在上料工位完成上料，在途经第一焊接工位之前，先将第二治具切换至避让位置，从而使第二治具对第一治具内的电芯形成避位，故在第一焊接工位可顺利对电芯进行极耳的预焊。极耳的预焊完成后，再将第二治具切换至焊接位置，便可使转接片及顶盖片与电芯之间实现定位。如此，在途经第二焊接工位及第二焊接工位时，转接片及顶盖片便可与电芯实现焊接。可见，电芯在加工过程中始终定位于第一治具内，无需多次流转，从而可避免因频繁夹取及定位对电芯造成损伤。因此，上述定位装置及电池加工设备能够提升电池加工的良率。

Description

定位装置及电池加工设备

技术领域

本实用新型涉及锂电池设备技术领域，特别涉及一种定位装置及电池加工设备。

背景技术

锂电池的生产过程中一般需要经过多道焊接工序。譬如，在针对某一型号的锂电池进行生产加工时，便需要先在电芯上预焊接极耳，再将转接片及顶盖片分别焊接于电芯的正极耳及负极耳上。

一般工艺过程是机械手先从物流线抓取电芯并放入预焊治具，再由预焊机进行极耳的预焊接、裁切及检测等工艺处理；预焊接完成后，机械手将电芯搬运到物流线托盘内并向转接片焊接工位转移；到位后，电芯再次由机械手抓取并放入转接片焊接治具内，以完成转接片的焊接及检测；同样的，完成转接片焊接的电芯再次通过机械手搬运到物流线托盘内并向顶盖焊接工位转移；到位后，电芯由机械手抓取到顶盖焊接治具内，以完成顶盖片的焊接及检测。

可见，电芯在加工过程中需要在物流线托盘与各个治具之间进行多次流转，故电芯需要在机械手的夹持下进行反复的上料及下料操作。而且，每次转移后还要对电芯进行重新定位，才能保证焊接的顺利进行。而反复的夹取、定位等操作难以避免的会对电芯造成损伤，从而导致电池的良率降低。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够提升电池良率的定位装置及电池加工设备。

一种定位装置，用于定位待焊接的第一工件及第二工件，所述定位装置包括：

母座；

第一治具，安装于所述母座，能够容纳并定位第一工件；及

第二治具，能够容纳并定位第二工件，所述第二治具包括焊接位置及避让位置，并可操作的在所述焊接位置及所述避让位置之间切换；

其中，位于所述焊接位置的所述第二治具内的第二工件与所述第一治具内的第一工件之间实现定位，位于所述避让位置的所述第二治具对所述第一治具内的第一工件形成避位。

在其中一个实施例中，所述母座包括底板及固定于所述底板表面的框架，所述第一治具安装于所述框架，所述框架上形成有缓存位，位于所述避让位置的所述第二治具安装于所述缓存位。

在其中一个实施例中，所述母座的一端设置有卡接件，另一端设置有搭接件，每个所述定位装置的所述搭接件能够与相邻所述定位装置的所述卡接件卡持或分离。

在其中一个实施例中，所述卡接件包括两个相对设置的卡爪，两个所述卡爪的末端向内弯折并围设成卡持部，所述搭接件包括辊轮，所述辊轮能够从上往下卡入所述卡持部以使所述搭接件与所述卡接件卡持，并能够从下往上脱离所述卡持部以使所述搭接件与所述卡接件分离。

在其中一个实施例中，所述母座设置有缓存安装结构，所述第一治具设置有第一定位安装结构，所述第二治具设置有第二定位安装结构，所述第二定位安装结构能够与所述第一定位安装结构及所述缓存安装结构中任一个可拆卸地连接，以将所述第二治具固定于所述焊接位置或所述避让位置。

在其中一个实施例中，所述第一治具可拆卸地安装于所述母座。

在其中一个实施例中，所述第一治具包括定位底座及压紧机构，所述定位底座能够承载第一工件，所述压紧机构能够将第一工件压持于所述定位底座。

在其中一个实施例中，所述母座上安装有两个所述第一治具，且每个所述第一治具对应配置有两个所述第二治具。

一种电池加工设备，包括：

流转装置，在所述流转装置的输送路线上依次设置有上料工位、第一焊接工位、第二焊接工位及第三焊接工位；及

如上述优选实施例中任一项所述的定位装置，安装于所述流转装置，并能够在所述流转装置的带动下途经所述上料工位、所述第一焊接工位、所述第二焊接工位及所述第三焊接工位；

其中，所述第一治具用于容纳电芯，所述第二治具设置有两个，两个所述第二治具分别用于容纳转接片及顶盖片。

在其中一个实施例中，在所述上料工位与所述第一焊接工位之间设置有第一操作机构，所述第一操作机构能够将所述第二治具由所述焊接位置切换至所述避让位置；

在所述第一焊接工位与所述第二焊接工位之间设置有第二操作机构，所述第二操作机构能够将所述第二治具由所述避让位置切换至所述焊接位置。

上述定位装置及电池加工设备，待焊接的电芯、转接片及顶盖片可在上料工位完成上料，在途经第一焊接工位之前，先将第二治具切换至避让位置，从而避免第二治具对第一治具内的电芯极耳的裁切及预焊操作造成干扰，故在第一焊接工位可顺利对电芯进行极耳的预焊。极耳的预焊完成后，再将第二治具切换至焊接位置，便可使转接片及顶盖片与电芯之间实现定位。如此，在途经第二焊接工位及第二焊接工位时，转接片及顶盖片便可与电芯实现焊接。可见，电芯在加工过程中始终定位于第一治具内，无需多次流转，从而可避免因频繁夹取及定位对电芯造成损伤。因此，上述定位装置及电池加工设备能够提升电池加工的良率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型较佳实施例中电池加工设备的结构示意图；

图2为图1所示电池加工设备中定位装置的主视图；

图3为图2所示定位装置的左侧视图；

图4为图2所示定位装置的俯视图；

图5为图1所示电池加工设备中定位装置另一工作状态的主视图；

图6为图5所示定位装置的左侧视图；

图7为图5所示定位装置的俯视图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1，本实用新型提供了一种电池加工设备10及定位装置100。其中，电池加工设备10包括定位装置100及流转装置200。

电池加工设备10能够对电芯进行极耳预焊，并能够将转接片及顶盖片分别焊接于电芯的正极耳及负极耳。定位装置100用于对待焊接的电芯、转接片及顶盖片进行定位，以使转接片及顶盖片相对于电芯处于焊接所需的位置。

定位装置100安装于流转装置200，流转装置200能够驱使定位装置100沿预设的输送路线移动。具体的，沿流转装置200的输送路线上依次设置有上料工位、第一焊接工位、第二焊接工位及第三焊接工位，定位装置100能够在流转装置200的带动下依次途经上料工位、第一焊接工位、第二焊接工位及第三焊接工位。

第一焊接工位、第二焊接工位及第三焊接工位上可分别设置相应的焊接装置(图未示)，如超声波焊接机等其他执行元件。电芯、转接片及顶盖片能够在上料工位上料至定位装置100；定位装置100途经第一焊接工位时，可对电芯进行极耳的预焊、裁切及检测等操作；定位装置100途经第二焊接工位时，可将转接片焊接于电芯的正极耳；定位装置100途经第三焊接工位时，则可将顶盖片焊接于电芯的负极耳。流转装置200上一般安装有多个定位装置100，以保证加工过程持续进行。

此外，在第三焊接工位之后一般还设置有下料工位，在下料工位能够将完成焊接的电芯下料并转移至其他设备，以进行后续工序。

流转装置200可采用传送带、传送链等形式，可由电机等驱动件驱使定位装置100沿输送路线移动。具体在本实施例中，流转装置200包括上层输送线210、下层输送线220及提升机构230。

上层输送线210与下层输送线220大致平行，定位装置100能够在上层输送线210及下层输送线220上沿相反的方向输送。提升机构230设置于下层输送线220及提升机构230的两端，能够将上层输送线210的定位装置100转移至下层输送线220，也能够将下层输送线210的定位装置100转移至上层输送线220，从而使得定位装置100能够在上料工位、第一焊接工位、第二焊接工位、第三焊接工位以及下料工位之间依次循环。

请一并参阅图2、图3及图4，本实用新型较佳实施例中的定位装置100包括母座110、第一治具120及第二治具130。

母座110起支撑作用，第一治具120及第二治具130可安装于母座110。其中，定位装置100通过母座110安装于流转装置200，母座110具体可通过滑块、导轨等元件与流转装置200实现可滑动的安装。

在本实施例中，母座110的一端设置有卡接件113，另一端设置有搭接件114，每个定位装置100的搭接件114能够与相邻定位装置100的卡接件113卡持或分离。

相邻两个定位装置100的卡接件113与搭接件114相互配合，能够实现多个定位装置100首尾相连。如此，流转装置200在驱动多个定位装置100沿输送路线移动时，只需驱动其中一个或部分定位装置100移动，便可带动其他定位装置100同时移动。如此，可显著减少流转装置200中驱动件的数量，从而简化结构并降低成本。

进一步的，在本实施例中，卡接件113包括两个相对设置的卡爪1131，两个卡爪1131的末端向内弯折并围设成卡持部(图未标)，搭接件114包括辊轮1141，辊轮1141能够沿上下方向卡入卡持部以使搭接件114与卡接件113卡持，并能够反向脱离卡持部以使搭接件114与卡接件113分离。

具体的，卡爪1131弯折呈L形，两个L形的卡爪1131之间围设成卡持部。在将辊轮1141从上往下放入两个L形的卡爪1131之间时，卡爪1131弯折的末端能够阻挡辊轮1141，即可实现搭接件114入钩，两个定位装置100实现连接。而且，辊轮1141与卡爪1131之间可滚动配合，不易卡死。在需要将两个定位装置100分离时，将其中一个定位装置100抬起，以使辊轮1141从下往上从卡持部脱离即可，搭接件114的入钩和脱钩均较为方便。

以图1所示为例，在需要将上层输送线210上的一个定位装置100转移至下层输送线220时，提升机构230先提起该定位装置100便可使其搭接件114与相邻的定位装置100的卡接件113实现脱钩，从而使该定位装置100与相邻的定位装置100分离。接着，提升机构230将该定位装置100放置于下层输送线220，并使其辊轮1141卡入相邻的定位装置100的卡持部，便可使得该定位装置100与下层输送线220上的定位装置100实现连接。当需要将下层输送线210上的一个定位装置100转移至上层输送线220时，其过程大致相同。可见，定位装置100在转移过程中只需要由提升机构120抬起并放下即可，无需进行另外操作以使搭接件114与卡接件113实现脱钩和入钩，故操作更方便，有助于提升加工效率。

更具体的，在本实施例中，母座110包括底板111及固定于底板111表面的框架112。底板111大致呈矩形，搭接件114与卡接件113分别设置于底板111长度方向的两端；第一治具120及第二治具130则可安装于框架112。

第一治具120能够容纳并定位第一工件，第二治具130能够容纳并定位第二工件。具体在本实施例中，第一工件指的是电芯，第二工件指的是转接片及顶盖片。进一步的，在本实施例中，第一治具120包括定位底座121及压紧机构122，定位底座121能够承载第一工件，压紧机构122能够将第一工件压持于定位底座121。

第一工件即为电芯，上料至第一治具120的电芯通常较为松散，在压紧机构120的作用下能够使电芯保持压紧状态，从而避免电芯变形。定位底座121通常由金属材料成型，具有较高的机械强度，不易变形，具体可以是具有收容腔的块状结构。压紧机构122可包括气缸及压板，压板在气缸的带动下对定位底座121内电芯进行压紧操作。

母座110上可仅设置一个第一治具120，也可设置多个第一治具120。对于母座110上设置有多个第一治具120的情况，第二治具130与第一治具120对应设置，而待焊接的第一工件及第二工件分别定位于相对应的第一治具120及第二治具130中。后续有关第一治具120与第二治具130相对位置及连接关系的描述，均是针对相对应的第一治具120及第二治具130做出的。每个第一治具120可仅对应配置一个第二治具130，也可对应配置多个第二治具130。以图2所示为例，母座110上设置有两个第一治具120，故可同时定位两个第一工件，即电芯；而每个第一治具120对应配置有两个第二治具130，分别用于容纳转接片及顶盖片。

需要指出的是，在其他实施例中，定位装置100也可应用于其他两个以上工件的焊接。此时，每个第一治具120所对应的第二治具130的数量也可根据待焊接的第二工件的数量进行相应调整。

第二治具130与第一治具120的相对位置不是固定的，而是可变动的。进一步的，第二治具130包括焊接位置及避让位置，并可操作的在焊接位置及避让位置之间切换。

如图2至图4所示，第二治具130与第一治具120的相对位置预先定位，当第二治具130位于焊接位置时，第二治具130内的第二工件与第一治具120内的第一工件之间实现定位。即，第二治具130内的第二工件与第一治具120内的第一工件刚好处于焊接所需的位置。具体的，位于焊接位置的两个第二治具130分别位于第一治具120的两侧，两个第二治具130内转接片及顶盖片刚好处于与电芯焊接所需的位置。

如图5至图7所示，当第二治具130位于避让位置时，能够对第一治具120内的第一工件形成避位，第二治具130不会对针对第一工件的加工过程造成干扰。在进行电池加工时，待焊接的电芯、转接片及顶盖片可先在上料工位分别上料至第一治具120及两个第二治具130内；流转装置200带动定位装置100途经第一焊接工位之前，先将两个第二治具130由焊接位置切换至避让位置。如此，第二治具130对第一治具120内的电芯形成避位，故能够防止第二治具130对电芯极耳的裁切及预焊操作造成干涉，从而顺利对电芯进行极耳的预焊；极耳的预焊完成后，再将两个第二治具130由避让位置切换至焊接位置。此时，电芯、转接片及顶盖片之间相互实现定位。因此，在流转装置200带动定位装置100途经第二焊接工位及第三焊接工位时，转接片及顶盖片便可分别与电芯的正极耳及负极耳实现焊接。

由此可见，在电池加工过程中，电芯、转接片及顶盖片均定位于相应的治具内，并未进行治具的更换，故定位的一致性较高，从而有助于提升焊接的稳定性。而且，由于电芯始终定位于第一治具120内，故无需多次流转，从而可避免因频繁夹取及定位对电芯造成损伤，进而有助于提升电池加工的良率。

具体的，在本实施例中，框架112上形成有缓存位，位于避让位置的第二治具130安装于缓存位。缓存位通常位于框架112靠近底板111的位置，位于第一治具120下方。缓存位能够为位于避让位置的第二治具130提供安装空间，从而防止第二治具130随母座110及第一治具120同步移动的过程中与其他元件发生干涉。

请再次参阅图2、图4、图5及图7，在本实施例中，母座110设置有缓存安装结构115，第一治具120设置有第一定位安装结构123，第二治具130设置有第二定位安装结构(图未示)。其中，第二定位安装结构能够与第一定位安装结构123及缓存安装结构115中任一个可拆卸地连接，以将第二治具130固定于焊接位置或避让位置。

具体的，第一定位安装结构123、第二定位安装结构及缓存安装结构115可采用销轴、卡扣的形式，能够相互实现定位安装。在将第二治具130由焊接位置切换至避让位置时，先操作第二定位安装结构与第一定位安装结构123脱离，再操作第二定位安装结构与缓存安装结构115进行卡合。而在第二治具130由避让位置切换至焊接位置时，则先操作第二定位安装结构与缓存安装结构115脱离，再操作第二定位安装结构与第一定位安装结构123进行卡合。通过第二定位安装结构与第一定位安装结构123及缓存安装结构115进行安装时，能够防止第二治具130发生松动，从而保证第二治具130的定位精度。

请再次参阅图1，在本实施例中，在上料工位与第一焊接工位之间设置有第一操作机构300，第一操作机构300能够将第二治具130由焊接位置切换至避让位置；在第一焊接工位与第二焊接工位之间设置有第二操作机构400，第二操作机构400能够将第二治具130由避让位置切换至焊接位置。

第一操作机构300及第二操作机构400的结构可以相同，均可采用机械手。定位装置100在途经第一操作机构300及第二操作机构400时，第一操作机构300及第二操作机构400便可对第二治具130进行位置的切换，故能够提升电池加工设备10的自动化程度。

此外，在本实施例中，第一治具120可拆卸地安装于母座110。因此，在对完成焊接的电芯进行下料时，可将第一治具120从母座110拆下并与其内电芯整体进行下料。如此，电芯能够在第一治具120内维持定位及压紧状态，并能够防止对电芯的极耳造成撕裂，从而能够进一步提升电池加工的良率。

进一步的，在本实施例中，在下料工位之后还设置有治具回流工位。在治具回流工位，可将其他设备上空置的第一治具120放置并安装于母座110，以弥补因电芯整体下料造成的第一治具120缺失，从而确保回到上料工位的定位装置100上均存在第一治具120。

显然，在其他实施例中，第一治具120也可固定于母座110，在对电芯下料时则可只是单独将电芯从第一治具120中取出。此外，第一治具120也可随电芯一起流转，并能够在上料工位共同安装于母座110上。

上述定位装置100及电池加工设备10，待焊接的电芯、转接片及顶盖片可在上料工位完成上料，在途经第一焊接工位之前，先将第二治具130切换至避让位置，从而避免第二治具130对第一治具120内的电芯极耳的裁切及预焊操作造成干扰，故在第一焊接工位可顺利对电芯进行极耳的预焊。极耳的预焊完成后，再将第二治具130切换至焊接位置，便可使转接片及顶盖片与电芯之间实现定位。如此，在途经第二焊接工位及第二焊接工位时，转接片及顶盖片便可与电芯实现焊接。可见，电芯在加工过程中始终定位于第一治具120内，无需多次流转，从而可避免因频繁夹取及定位对电芯造成损伤。因此，上述定位装置100及电池加工设备10能够提升电池加工的良率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。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。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种定位装置，用于定位待焊接的第一工件及第二工件，其特征在于，所述定位装置包括：

母座；

第一治具，安装于所述母座，能够容纳并定位第一工件；及

第二治具，能够容纳并定位第二工件，所述第二治具包括焊接位置及避让位置，并可操作的在所述焊接位置及所述避让位置之间切换；

其中，位于所述焊接位置的所述第二治具内的第二工件与所述第一治具内的第一工件之间实现定位，位于所述避让位置的所述第二治具对所述第一治具内的第一工件形成避位。

2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述母座包括底板及固定于所述底板表面的框架，所述第一治具安装于所述框架，所述框架上形成有缓存位，位于所述避让位置的所述第二治具安装于所述缓存位。

3.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述母座的一端设置有卡接件，另一端设置有搭接件，每个所述定位装置的所述搭接件能够与相邻所述定位装置的所述卡接件卡持或分离。

4.根据权利要求3所述的定位装置，其特征在于，所述卡接件包括两个相对设置的卡爪，两个所述卡爪的末端向内弯折并围设成卡持部，所述搭接件包括辊轮，所述辊轮能够从上往下卡入所述卡持部以使所述搭接件与所述卡接件卡持，并能够从下往上脱离所述卡持部以使所述搭接件与所述卡接件分离。

5.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述母座设置有缓存安装结构，所述第一治具设置有第一定位安装结构，所述第二治具设置有第二定位安装结构，所述第二定位安装结构能够与所述第一定位安装结构及所述缓存安装结构中任一个可拆卸地连接，以将所述第二治具固定于所述焊接位置或所述避让位置。

6.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述第一治具可拆卸地安装于所述母座。

7.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述第一治具包括定位底座及压紧机构，所述定位底座能够承载第一工件，所述压紧机构能够将第一工件压持于所述定位底座。

8.根据权利要求1至7任一项所述的定位装置，其特征在于，所述母座上安装有两个所述第一治具，且每个所述第一治具对应配置有两个所述第二治具。

9.一种电池加工设备，其特征在于，包括：

流转装置，在所述流转装置的输送路线上依次设置有上料工位、第一焊接工位、第二焊接工位及第三焊接工位；及

如上述权利要求1至8任一项所述的定位装置，安装于所述流转装置，并能够在所述流转装置的带动下途经所述上料工位、所述第一焊接工位、所述第二焊接工位及所述第三焊接工位；

其中，所述第一治具用于容纳电芯，所述第二治具设置有两个，两个所述第二治具分别用于容纳转接片及顶盖片。

10.根据权利要求9所述的电池加工设备，其特征在于，在所述上料工位与所述第一焊接工位之间设置有第一操作机构，所述第一操作机构能够将所述第二治具由所述焊接位置切换至所述避让位置；

在所述第一焊接工位与所述第二焊接工位之间设置有第二操作机构，所述第二操作机构能够将所述第二治具由所述避让位置切换至所述焊接位置。