CN103785950A - 一种自动对位焊接装置及其对位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动对位焊接装置，包括有载具（10），载具上设置有基板（12），基板（12）上设有通电部（13）；机架（2）上设有分度盘（3），分度盘（3）上装设有放置有物料（41）的物料盒（4），机架（2）上还设有焊接装置（5），焊接装置（5）设置于分度盘（3）的外侧；机械手底座（6）上设有可沿X轴、Y轴和Z轴移动的夹具装置（7），夹具装置（7）夹紧基板（12），基板（12）上的通电部（13）与物料（41）的导电部(42)相对应配合；拍照对位装置（8）安装于夹具装置(7)上，且拍照对位装置（8）位于导电部（42）的上方。通过上述方式，本发明能够实现合自动焊装，保证了焊接的精度，从而保证电池后续的生产工序的质量，同时本发明的对位方法操作简单，精度高。
Description
技术领域
本发明涉及机械技术领域，特别是涉及一种自动对位焊接装置及其对位方法。
背景技术
锂离子电池广泛应用于移动式通讯设备和便携式电子设备。锂离子电池具有体积小、重量轻、性能高、安全可靠的特点，应用领域极其广泛包括手机、蓝牙耳机、MP3、DVD、笔记本电脑等各个领域，市场发展前景无限。
由于聚合物锂离子电池生产过程中，将极耳电池极片上的生产过程中，一般采用半自动或纯手工制作的方式进行焊接加工。采用纯手工进行焊接的工件，往往会导致焊接不牢，容易出现虚焊、假焊等现象，成品不良率增高；采用半自动的方式进行焊接，通常自动化不高，同时会出现极片的焊位检测不准确、焊接不稳定、焊接效率低、焊柱的维护多、焊接后高度不一致、焊点不能避免焊穿或虚焊问题、极耳焊接后不平整等问题，造成不同成度的不良产品及影响电池的充放电性能。
由于聚合物锂离子电池生产的过程中，将极耳焊接到电池极片上的生产过程中，需要确定极耳与极片之间的相对位置，从而保证成品电池正、负极耳与电池整体的相对位置正确，整批电池正、负极耳的一致，进一步骤保证电池顺利应用在电器产品当中。然而现有技术中通常是靠人工来确定极耳与极片的相对位置，影响极耳焊接的精度，也影响后续的生产工序的质量，最终影响到锂离子电池整体的电性能。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种自动对位焊接装置及其对位方法，能够实现合自动焊装，保证了焊接的精度，从而保证电池后续的生产工序的质量，同时本发明的对位方法操作简单，精度高。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种自动对位焊接装置，包括:
一物料架，所述物料架上放置有载具，载具上设置有基板，基板上设有通电部；
一机架，所述机架上设有分度盘，分度盘上装设有物料盒，物料盒上放置有物料，物料上的导电部朝向物料盒的外侧；所述机架上还设有焊接装置，焊接装置设置于分度盘的外侧；
一机械手底座，所述机械手底座上设有可沿X轴、Y轴和Z轴移动的夹具装置，夹具装置夹紧基板，使得基板上的通电部与物料的导电部相对应配合；
一拍照对位装置，所述拍照对位装置安装于夹具装置上，且拍照对位装置位于导电部的上方。
优选的是，所述夹具装置包括一端与机械手底座连结的旋转盘、与旋转盘另一端连结的升降缸，升降缸下端安装有夹爪缸，夹爪缸抓取物料架上的载具。
优选的是，所述焊接装置包括固定架、固定在固定架的滑轨缸和安装在滑轨缸下端的焊接头，焊接头与导电部的位置对应。
优选的是，所述物料为电池电芯，导电部为电芯极耳。
优选的是，所述焊接头为雷射焊接头。
优选的是，所述分度盘上设有均匀分布的物料盒。
一种自动对位焊接装置的对位方法，其对位方法如下：
1）拍照对位装置拍摄出物料上任意两个导电部的宽度分别为W1和W2，取W1和W2的中心线并计算出两条中心线之间的距离D，再计算出D的中心线A；
2）拍照对位装置拍摄出基板上与物料位置对应的通电部，其宽度分别为w1和w2，取w1和w2的中心线并计算出两条中心线之间的距离d，再计算出d的中心线a；
3）以中心线A及a作为对位线，进行对位，再将基板的通电部与物料的导电部焊接。
优选的是，所述W1和W2的宽度分别不小于w1和w2的宽度，D不小于d的宽度。
优选的是，所述拍照对位装置拍摄出物料上两个外侧导电部的宽度。
优选的是，所述拍照对位装置拍摄出物料上第一、第三导电部的宽度。
本发明的有益效果是：本发明一种自动对位焊接装置及其对位方法，能够实现合自动焊装，保证了焊接的精度，从而保证电池后续的生产工序的质量，同时本发明的对位方法操作简单，精度高。
附图说明
图1是本发明一种自动对位焊接装置的结构示意图；
图2是本发明一种自动对位焊接装置对位焊接时结构放大图；
图3是本发明一种自动对位焊接装置的对位方法的实施例一的示意图；
图4是本发明一种自动对位焊接装置的对位方法的实施例二的示意图；
图5是本发明一种自动对位焊接装置的对位方法的实施例三的示意图；
图6是本发明一种自动对位焊接装置的对位方法的实施例四的示意图；
图7是本发明一种自动对位焊接装置的对位方法的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1和图2，本发明实施例包括：
一种自动对位焊接装置，包括：
一物料架（1），所述物料架（1）上放置有载具（10），载具上设置有基板（12），基板（12）上设有通电部（13）；
一机架（2），所述机架（2）上设有分度盘（3），分度盘（3）上装设有均匀分布的物料盒（4），物料盒（4）上放置有物料（41），物料（41）上的导电部（42）朝向物料盒（4）的外侧；所述机架（2）上还设有焊接装置（5），焊接装置（5）设置于分度盘（3）的外侧；
焊接装置（5）包括固定架（51）、固定在固定架（51）的滑轨缸（52）和安装在滑轨缸（52）下端的焊接头（53），焊接头（53）与导电部（42）的位置对应，焊接头（53）为雷射焊接头；
一机械手底座（6），所述机械手底座（6）上设有可沿X轴、Y轴和Z轴移动的夹具装置（7），夹具装置（7）夹紧基板（12），使得基板（12）上的通电部（13）与物料（41）的导电部(42)相对应配合；
夹具装置（7）包括一端与机械手底座（6）连结的旋转盘（71）、与旋转盘（71）另一端连结的升降缸（72），升降缸（72）下端安装有夹爪缸（73），夹爪缸（73）抓取物料架（1）上的载具（10）；
机械手底座（6）内设有电机，电机驱动夹具装置（7）的旋转盘（71）旋转；
一拍照对位装置（8），所述拍照对位装置（8）安装于夹具装置(7)上，且拍照对位装置（8）位于导电部（42）的上方。
综上所述，物料（41）为电池电芯，导电部（42）为电芯极耳。
工作时，机械手底座（6）内设有的电机驱动夹具装置（7）的旋转盘（71）旋转，升降缸（72）下端安装有的夹爪缸（73）抓取物料架（1）上的载具（10）；同时分度盘（3）旋转将物料盒（4）内的物料（41）转至与夹爪缸（73）抓取的载具（10）的位置对应，拍照对位装置（8）开始根据本发明的对位方法开始计算并进行对位操作，对位结束后，焊接头（53）将物料（41）的通电部（42）与基板（12）上的通电部（13）焊接在一起，分度盘（3）将焊接后的工件旋转至下一个工位。
本发明一种自动对位焊接装置的对位方法包括：
一、当物料(41)的通电部（42）和基板（12）的通电部（13）均为平面体时：
实施例一：
参见图3：
1）拍照对位装置（8）拍摄出物料(41)上两个导电部的宽度分别为W1和W2，取W1和W2的中心线并计算出两条中心线之间的距离D，再计算出D的中心线A；
2）拍照对位装置（8）拍摄出基板（12）上与物料(41)位置的通电部（13），其宽度分别为w1和w2，取w1和w2的中心线并计算出两条中心线之间的距离d，再计算出d的中心线a；
3）以中心线A及a作为对位线，进行对位，再将基板（12）的通电部(13)与物料(41)的导电部(42)焊接。
W1和W2的宽度分别不小于w1和w2的宽度，D不小于d的宽度。
实施例二：物料(41)的通电部（42）和基板（12）的通电部（13）均设有四个时：
参见图4：
1）拍照对位装置（8）拍摄出物料(41)上最外侧的两个导电部的宽度分别为W1和W2，取W1和W2的中心线并计算出两条中心线之间的距离D，再计算出D的中心线A；
2）拍照对位装置（8）拍摄出基板（12）上与物料(41)位置对应的通电部（13），其宽度分别为w1和w2，取w1和w2的中心线并计算出两条中心线之间的距离d，再计算出d的中心线a；
3）以中心线A及a作为对位线，进行对位，再将基板（12）的通电部(13)与物料(41)的导电部(42)焊接。
步骤1）中的拍照对位装置（8）也可拍摄出物料物料(41)上相隔的两个导电部的宽度分别为W1和W2，取W1和W2的中心线并计算出两条中心线之间的距离D，再计算出D的中心线A。
W1和W2的宽度分别不小于w1和w2的宽度，D不小于d的宽度。
二、当物料(41)的通电部（42）为平面体、基板（12）的通电部（13）为圆柱体时，且物料(41)的通电部（42）和基板（12）的通电部（13）均设有4个时：
实施例三：
参见图5：
1）拍照对位装置（8）拍摄出物料(41)上最外侧两个的导电部的宽度分别为W1和W2，取W1和W2的中心线并计算出两条中心线之间的距离D，再计算出D的中心线A；
2）拍照对位装置（8）拍摄出基板（12）上与物料(41)位置对应的通电部（13），其宽度分别为w1和w2，取w1和w2的中心线并计算出两条中心线之间的距离d，再计算出d的中心线a；
3）以中心线A及a作为对位线，进行对位，再将基板（12）的通电部(13)与物料(41)的导电部(42)焊接。
W1和W2的宽度分别不小于w1和w2的宽度，D不小于d的宽度。
实施例四：
参见图6：
1）拍照对位装置（8）拍摄出物料(41)上相隔的两个导电部的宽度分别为W1和W2，取W1和W2的中心线并计算出两条中心线之间的距离D，再计算出D的中心线A；
2）拍照对位装置（8）拍摄出基板（12）上与物料(41)位置对应的通电部（13），其宽度分别为w1和w2，取w1和w2的中心线并计算出两条中心线之间的距离d，再计算出d的中心线a；
3）以中心线A及a作为对位线，进行对位，再将基板（12）的通电部(13)与物料(41)的导电部(42)焊接。
W1和W2的宽度分别不小于w1和w2的宽度，D不小于d的宽度。
如图7所示，当W>w时，会有二种情况导致按照本发明的对位方法生产的工件产生不良件的发生，D>d时，物料（41）的通电部（42）可能会与基板（12）的通电部（13）之间的部位进行焊接；D<d时，物料（41）的通电部（42）可能会与基板（12）的通电部（13）外侧的部位进行焊接；当W<w时，会有二种情况导致按照本发明的对位方法生产的工件产生不良件的发生，D>d时，物料（41）的通电部（42）可能会与基板（12）的通电部（13）之间的部位进行焊接；D<d时，物料（41）的通电部（42）可能会与基板（12）的通电部（13）外侧的部位进行焊接。以上的焊接情况都有可能导致工件虚焊或假焊的现象发生。
本发明一种自动对位焊接装置及其对位方法，采用机械手底座（6）内设有的电机驱动夹具装置（7）的旋转盘（71）旋转，实现了X轴方向的运转，升降缸（72）下端安装有的夹爪缸（73）抓取物料架（1）上的载具（10），实现本发明Y轴的运转；同时分度盘（3）旋转将物料盒（4）内的物料（41）转至与夹爪缸（73）抓取的载具（10）的位置对应，实现了全自动上料的功能。提高了生产效率，减少了生产成本，节约了能源。本发明的拍照对位装置（8）具有自动拍照、自动计算、自动对位的功能，大大提高了产品的成品率，避免了本发明同时采用了新的对位方法，该对位方法提高了焊位检测的准确性、焊接的稳定性、焊接的效率，避免焊穿或虚焊、极耳焊接后不平整等问题。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种自动对位焊接装置，其特征在于，包括:
一物料架（1），所述物料架（1）上放置有载具（10），载具上设置有基板（12），基板（12）上设有通电部（13）；
一机架（2），所述机架（2）上设有分度盘（3），分度盘（3）上装设有物料盒（4），物料盒（4）上放置有物料（41），物料（41）上的导电部（42）朝向物料盒（4）的外侧；所述机架（2）上还设有焊接装置（5），焊接装置（5）设置于分度盘（3）的外侧；
一机械手底座（6），所述机械手底座（6）上设有可沿X轴、Y轴和Z轴移动的夹具装置（7），夹具装置（7）夹紧基板（12），使得基板（12）上的通电部（13）与物料（41）的导电部(42)相对应配合；
一拍照对位装置（8），所述拍照对位装置（8）安装于夹具装置(7)上，且拍照对位装置（8）位于导电部（42）的上方。
2.根据权利要求1所述的一种自动对位焊接装置，其特征在于，所述夹具装置（7）包括一端与机械手底座（6）连结的旋转盘（71）、与旋转盘（71）另一端连结的升降缸（72），升降缸（72）下端安装有夹爪缸（73），夹爪缸（73）抓取物料架（1）上的载具（10）。
3.根据权利要求1所述的一种自动对位焊接装置，其特征在于，所述焊接装置（5）包括固定架（51）、固定在固定架（51）的滑轨缸（52）和安装在滑轨缸（52）下端的焊接头（53），焊接头（53）与导电部（42）的位置对应。
4.根据权利要求1所述的一种自动对位焊接装置，其特征在于，所述物料（41）为电池电芯，导电部（42）为电芯极耳。
5.根据权利要求3所述的一种自动对位焊接装置，其特征在于，所述焊接头（53）为雷射焊接头。
6.根据权利要求1所述的一种自动对位焊接装置，其特征在于，所述分度盘（3）上设有均匀分布的物料盒（4）。
7.一种自动对位焊接装置的对位方法，其特征在于：其对位方法如下：
1）拍照对位装置（8）拍摄出物料(41)上任意两个导电部的宽度分别为W1和W2，取W1和W2的中心线并计算出两条中心线之间的距离D，再计算出D的中心线A；
2）拍照对位装置（8）拍摄出基板（12）上与物料(41)位置对应的通电部（13），其宽度分别为w1和w2，取w1和w2的中心线并计算出两条中心线之间的距离d，再计算出d的中心线a；
3）以中心线A及a作为对位线，进行对位，再将基板（12）的通电部(13)与物料(41)的导电部(42)焊接。
8.根据权利要求7所述的一种自动对位焊接装置的对位方法，其特征在于：所述W1和W2的宽度分别不小于w1和w2的宽度，D不小于d的宽度。
9.根据权利要求7所述的一种自动对位焊接装置的对位方法，其特征在于：所述拍照对位装置（8）拍摄出物料（41）上两个外侧导电部(42)的宽度。
10.根据权利要求7所述的一种自动对位焊接装置的对位方法，其特征在于：所述拍照对位装置（8）拍摄出物料（41）上第一、第三导电部(42)的宽度。
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