CN221019139U - 一种双头ccs组件激光焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双头ccs组件激光焊接设备，包括台架以及装于台架上的定位机构、压紧机构与激光焊接机构，定位机构与托盘式倍速链承接，定位机构包括台座、气缸、气缸推杆、阻挡结构与激光测距仪，其中台座固定在台架前端，台座端部一侧固设有激光测距仪，台座上固定有气缸，且该气缸轴端连有气缸推杆，气缸推杆轴端连接阻挡结构，阻挡结构为可活动的阻挡块，托盘式倍速链可将托盘以及焊接对象送入焊接装置后，由阻挡块随气缸推杆的动作活动翻转并阻挡托盘行进；压紧机构装设于托盘式倍速链下侧，压紧机构具有顶升气缸、导柱、顶柱与顶升板。本实用新型减少了单个焊接头的工作量和行程，从而降低了焊接的总时长。

Description

一种双头ccs组件激光焊接设备

技术领域

本实用新型涉及CCS集成母排焊接领域，具体为一种双头ccs组件激光焊接设备。

背景技术

CCS集成母排，主要由信号采集组件(FPC、PCB、FFC等)、塑胶结构件、铜铝排等组成，通过热压合或铆接等工艺连接成一个整体，实现电芯高压串并联，以及电池的温度采样、电芯电压采样功能，通过FPC/PCB和连接器组件提供温度和电压给BMS系统，属于BMS系统的一部分，如图1所示。

CSS组件在焊接加工时，常规焊接方式缺陷如下：

1、采用的焊接头进行焊接，但焊接头的焊接速度无法满足整线的工作节拍，而且焊接过程中，单个焊接头焊接的速率不够高，且单个组件的焊接点较多，焊接时间长，焊接机构的行程较大，增加了整个组件的焊接时间，导致节拍无法提高；

2、焊接时，焊点强度与激光焊接的时间长短有关系。当焊接的时间较短，激光停留时间短，热传导的面积小，焊缝融合区域的热影响面积小，导致焊接位置的熔深小，熔宽也小，焊接点不够牢固，从而使得焊接点的受拉强度不高；

3、焊接时会产生焊接烟尘，这种烟尘不仅对人体有害，当烟尘附着在焊接头上时会降低焊接的效率。激光焊接过程中会使被焊金属产生等离子云，压头内部的型腔极易产生等离子云堆积，等离子云的存在会导致激光能量衰减，会影响焊接的质量。激光焊接较传统焊接飞溅更低，但焊接飞溅往往会粘连在压板焊接孔的型腔表面，导致焊接孔的内部空间变小，型腔内部形状改变，因此需要清理焊接烟尘。

因此我司针对下现有焊接设备/方式存在的缺陷，提供一种更为高效的焊接设备，且要有效的提高焊点的抗拉要求和焊接烟尘净化能力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双头ccs组件激光焊接设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种双头ccs组件激光焊接设备，包括台架以及装于台架上的定位机构、压紧机构与激光焊接机构，其中定位机构与托盘式倍速链承接，定位机构包括台座、气缸、气缸推杆、阻挡结构与激光测距仪，其中台座固定在台架前端，台座端部一侧固设有激光测距仪，台座上固定有气缸，且该气缸轴端连有气缸推杆，气缸推杆轴端连接阻挡结构，阻挡结构为可活动的阻挡块，托盘式倍速链可将托盘以及焊接对象送入焊接装置后，由阻挡块随气缸推杆的动作活动翻转并阻挡托盘行进；所述压紧机构装设于托盘式倍速链下侧，压紧机构具有顶升气缸、导柱、顶柱与顶升板，其中顶升板套在导柱上，顶升气缸设有两组且其分布于顶升板下侧，两组顶升气缸轴端连接顶升板，顶升板上设有顶柱，顶升板随顶升气缸气动上行并通过顶柱将托盘式倍速链的托盘带离倍速链；所述激光焊接机构设有两组，两组激光焊接机构装于台架上端并朝向托盘式倍速链，激光焊接机构包括视觉装置、发射装置与激光焊接装置，其中视觉装置由相机、镜头和同轴光源组成，发射装置为激光测距仪，激光焊接装置包括激光束发生器与三轴机构，激光束发生器装于三轴机构下侧，并在三轴机构的带动下在固定位置间移动并完成焊接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过提升激光焊接头的个数：激光焊接头的个数由原来的一个增加为两个，通过双头焊接的方式减少单个CCS组件的焊接时间，加快工作节拍。在送料机构将托盘以及CCS组件送入焊接工作台后，顶升机构被气缸推动上升，与提前安装好的上压板配合，对CCS组件进行挤压固定，上压板的孔与焊接位置相对应，两个激光焊头在三轴系统的带动下，分别在左右两个焊接区域内进行焊接。这种方式减少了单个焊接头的工作量和行程，从而降低了焊接的总时长，整体节拍能大幅度的加快。

2、本实用新型通过增加焊接的时间：在增加了激光焊接装置的个数后，激光焊接的节拍有了很大的提升。因此，可以适当的提高焊接的时间以加强焊接点的质量。激光焊接时间的增加，使得激光的停留时间加长，热传导的范围更大，可以很好的提高焊接点的熔深与熔宽。使得焊接更为牢固，大大的提高了焊接点的抗拉能力。满足了客户的拉力要求。

3、本实用新型通过增设除尘处理：焊接过程中产生的焊接烟尘会由吸尘装置处理，吸尘装置能够将大部分的焊接烟尘吸出，很大程度上减少了焊接烟尘所带来的危害。在焊接的时候，保护气体喷头会喷出保护气体，保护气体的作用有：正确的吹入保护气体能有效保护焊缝熔池减少氧化，甚至避免被氧化；可以有效减小焊接过程中产生的飞溅，起到保护聚焦镜的作用；可以有效减小金属蒸汽或者等离子云对激光的屏蔽作用，让到达工件表面的激光能量增大，增大激光的有效利用率；可以有效减少焊缝气孔；快速降温，减少零件的变形。

附图说明

图1为说明书中CCS集成母排的示意图；

图2为本实用新型的整体设备结构示意图；

图3为本实用新型定位机构的结构示意图；

图4为本实用新型压紧机构的结构示意图；

图5为本实用新型顶升板上升压紧时的状态示意图；

图6为本实用新型激光焊接机构的结构示意图；

图7为本实用新型吸尘装置与保护气体喷头的结构示意图。

图中：

1、定位机构；101、台座；102、气缸；103、气缸推杆；104、阻挡结构；105、激光测距仪；

2、压紧机构；201、顶升气缸；202、导柱；203、顶柱；204、顶升板；

3、激光焊接机构；301、视觉装置；302、发射装置；303、激光束发生器；304、三轴机构；305、保护气体喷头；306、吸尘装置；

4、托盘式倍速链。

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，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”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。

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“设置”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。

请参阅图2-7，本实用新型提供一种技术方案：一种双头ccs组件激光焊接设备，包括：台架以及装于台架上的定位机构1、压紧机构2与激光焊接机构3，其中定位机构1与托盘式倍速链4承接，定位机构1包括台座101、气缸102、气缸推杆103、阻挡结构104与激光测距仪105，其中台座101固定在台架前端，台座101端部一侧固设有激光测距仪105，台座101上固定有气缸102，且该气缸102轴端连有气缸推杆103，气缸推杆103轴端连接阻挡结构104，阻挡结构104为可活动的阻挡块，托盘式倍速链4可将托盘以及焊接对象送入焊接装置后，由阻挡块随气缸推杆103的动作活动翻转并阻挡托盘行进。

在本实施例中，压紧机构2装设于托盘式倍速链4下侧，压紧机构2具有顶升气缸201、导柱202、顶柱203与顶升板204，其中顶升板204套在导柱202上，顶升气缸201设有两组且其分布于顶升板204下侧，两组顶升气缸201轴端连接顶升板204，顶升板204上设有顶柱203，顶升板204随顶升气缸201气动上行并通过顶柱203将托盘式倍速链4的托盘带离倍速链。

在本实施例中，激光焊接机构3设有两组，两组激光焊接机构3装于台架上端并朝向托盘式倍速链4，激光焊接机构3包括视觉装置301、发射装置302与激光焊接装置，其中视觉装置301由相机、镜头和同轴光源组成。

在本实施例中，发射装置302为激光测距仪，激光焊接装置包括激光束发生器303与三轴机构304。

在本实施例中，激光束发生器303装于三轴机构304下侧，并在三轴机构304的带动下在固定位置间移动并完成焊接。

在本实施例中，激光焊接机构3还包括吸尘装置306与保护气体喷头305。吸尘装置306能够将大部分的焊接烟尘吸出，很大程度上减少了焊接烟尘所带来的危害。在焊接的时候，保护气体喷头305会喷出保护气体。

工作原理：

如图3所示，图3为定位机构1，对CCS进行焊接的过程如下，由倍速链将托盘以及焊接对象送入焊接站，定位机构1进行位置固定。定位机构1由气缸102、阻挡装置(阻挡结构104)、漫反射传感器(激光测距仪105)等组成，阻挡装置由气缸102带动工作，在托盘进入焊接站之后，阻挡托盘继续前进，并进行小幅度位置调整，保证托盘停留在合适的位置。在焊接完成之后，定位机构1在气缸102的带动下丧失定位功能，托盘在倍速链的带动下开始移动并离开焊接站。

如图4-5所示，压紧机构2对托盘以及CCS机构进行压紧固定。当托盘被定位机构固定好后，压紧机构2开始工作。压紧机构2在两个气缸的带动下向上运动，顶升过程中会将托盘带离倍速链，直到CCS组件与上端已经固定好的压板接触并压紧。其中，压板已经调整好并与机架固定好了。压板的焊接孔、托盘的方孔与顶升机构(压紧机构2)的顶柱203是同轴的。顶升板204上升的时候，顶柱203穿过托盘的方孔顶住CCS组件并与上压板的压头一起对焊接部位进行固定，一定程度上保证了焊接的精度。顶升机构上的还有顶柱203与托盘的底部圆孔相配合，在上升的过程中，顶柱203会顶进对应的孔中，这样可以对托盘进行定位，更加有利于提高焊接的精准度。顶升机构将CCS组件压紧后，得到的结果应当使得CCS组件的焊接位置处于压板上的焊接孔的中心部位。

如图6-7所示，图5为激光焊接机构3，激光焊接机构3上有两个发射装置和一套视觉装置，其中一个发射装置302是激光测距仪，用于测距的。通过激光的反射来检测焊接物品的位置是否正确。视觉装置301由相机，镜头和同轴光源组成，作用是通过拍照来检测焊接位置有没有焊接材料。激光测距仪发射出的激光照射的位置与相机拍摄的位置保持同轴，这样可以保证检测的速率。激光焊接装置(另一个发射装置)通过振镜设备与石英远心镜来进行激光焊接，激光焊接装置在三轴机构的带动下开始在固定位置间移动并完成焊接。

值得注意的是：整个装置通过总控制系统对其实现控制，由于控制系统匹配的设备为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。

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 (6)

1.一种双头ccs组件激光焊接设备，其特征在于，包括台架以及装于台架上的定位机构(1)、压紧机构(2)与激光焊接机构(3)，其中，定位机构(1)与托盘式倍速链(4)承接，定位机构(1)包括台座(101)、气缸(102)、气缸推杆(103)、阻挡结构(104)与激光测距仪(105)，其中，台座(101)固定在台架前端，台座(101)端部一侧固设有激光测距仪(105)，台座(101)上固定有气缸(102)，且该气缸(102)轴端连有气缸推杆(103)，气缸推杆(103)轴端连接阻挡结构(104)，阻挡结构(104)为可活动的阻挡块，托盘式倍速链(4)可将托盘以及焊接对象送入焊接装置后，由阻挡块随气缸推杆(103)的动作活动翻转并阻挡托盘行进。

2.根据权利要求1所述的一种双头ccs组件激光焊接设备，其特征在于：所述压紧机构(2)装设于托盘式倍速链(4)下侧，压紧机构(2)具有顶升气缸(201)、导柱(202)、顶柱(203)与顶升板(204)，其中顶升板(204)套在导柱(202)上，顶升气缸(201)设有两组且其分布于顶升板(204)下侧，两组顶升气缸(201)轴端连接顶升板(204)，顶升板(204)上设有顶柱(203)，顶升板(204)随顶升气缸(201)气动上行并通过顶柱(203)将托盘式倍速链(4)的托盘带离倍速链。

3.根据权利要求1所述的一种双头ccs组件激光焊接设备，其特征在于：所述激光焊接机构(3)设有两组，两组激光焊接机构(3)装于台架上端并朝向托盘式倍速链(4)，激光焊接机构(3)包括视觉装置(301)、发射装置(302)与激光焊接装置，其中视觉装置(301)由相机、镜头和同轴光源组成。

4.根据权利要求3所述的一种双头ccs组件激光焊接设备，其特征在于：所述发射装置(302)为激光测距仪，激光焊接装置包括激光束发生器(303)与三轴机构(304)。

5.根据权利要求4所述的一种双头ccs组件激光焊接设备，其特征在于：所述激光束发生器(303)装于三轴机构(304)下侧，并在三轴机构(304)的带动下在固定位置间移动并完成焊接。

6.根据权利要求3所述的一种双头ccs组件激光焊接设备，其特征在于：所述激光焊接机构(3)还包括吸尘装置(306)与保护气体喷头(305)。