CN115971601A - 一种锂电池与电路板的智能焊接设备 - Google Patents

一种锂电池与电路板的智能焊接设备 Download PDF

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CN115971601A
CN115971601A CN202310145401.5A CN202310145401A CN115971601A CN 115971601 A CN115971601 A CN 115971601A CN 202310145401 A CN202310145401 A CN 202310145401A CN 115971601 A CN115971601 A CN 115971601A
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station
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赵泽生
张铬兴
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Shenzhen Miaonojin Trading Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种锂电池与电路板的智能焊接设备,包括机架、电芯输送带、电芯夹取机构、电路板料盘模组、上料机械手机构、电路板定位机构、定位移料机构、工位循环机构及激光焊接装置,电路板料盘模组上装设有待与锂电池的电芯焊接的电路板,上料机械手机构可将电路板料盘模组上的电路板放置到电路板定位机构上实现位置定位,工位循环机构包括有环形输送模组、治具载盘、定位锁紧组件、极耳整平工位、电芯上料工位、极耳焊接工位、焊缝检测工位以及电芯下料工位,环形输送模组可将各个治具载盘分别旋转至各个工位独立加工。本发明可将锂电池的电芯与电路板的镍片进行精准定位焊接,焊接过程自动化进行,大大提高锂电池与电路板之间的焊接效率。

Description

一种锂电池与电路板的智能焊接设备
技术领域
本发明涉及锂电池焊接设备领域,尤其涉及的是一种锂电池与电路板的智能焊接设备。
背景技术
随着电子技术及新能源汽车的快速发展,促使应用在电子产品和新能源汽车中的锂电池技术得到提升,增加了锂电池的需求。
现有技术中,锂电池的电芯通常与保护电路板焊接,以对锂电池进行保护,提高锂电池的安全性能。目前,在锂电池的生产企业中,锂电池的电芯与保护电路板之间的焊接方式仍然是采用人工焊接。通过人工将锂电池的电芯和保护电路板固定在夹具上,然后再使用焊机设备进行焊接,一次只能焊接一块锂电池,如此操作,不仅焊接效率低、操作人员工作量大,而且由于不同的人员焊接的品质也存在差异,使得焊接后的锂电池品质难于统一把控;
另外,虽然市面上也有一些能够将保护电路板焊接在锂电池电芯上的自动化设备,但这些设备的功能较为单一,在转运或焊接过程中,难以实现锂电池的电芯极耳与保护电路板连接镍片之间的精准定位,导致锂电池与电路板之间位置发生偏移,从而影响焊接质量;而一些功能较为丰富的焊接设备,其生产工序设计不够紧凑,导致设备占地面积大,用地成本高。
因此,如何克服现有的问题,从而提高锂电池的生产效率及焊接精度,降低生产成本,满足智能化生产成为锂电池生产企业亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种提高生产效率、焊接精度、功能丰富,能够实现自动化生产的锂电池与电路板的智能焊接设备。
本发明的技术方案如下:一种锂电池与电路板的智能焊接设备,包括机架、电芯输送带、电芯夹取机构、电路板料盘模组、上料机械手机构、电路板定位机构、定位移料机构、工位循环机构以及激光焊接装置;
两组所述电路板料盘模组分别设于机架的前端左右两侧,所述电路板料盘模组上装设有待与锂电池的电芯焊接的电路板;
所述电路板料盘模组后侧端设有电路板定位机构,所述电路板料盘模组上方分别设有上料机械手机构,所述上料机械手机构可将电路板料盘模组上的电路板放置到电路板定位机构上实现位置定位;
所述机架中部设有工位循环机构;
所述工位循环机构包括有环形输送模组、治具载盘、定位锁紧组件、极耳整平工位、电芯上料工位、极耳焊接工位、焊缝检测工位以及电芯下料工位;
所述环形输送模组上设有十块用于定位放置锂电池电芯以及电路板的治具载盘;位于所述环形输送模组前侧端的机架上设有四组极耳整平工位;
位于所述环形输送模组后侧端的机架上设有并排设置有一组电芯上料工位及两组极耳焊接工位;
位于所述环形输送模组右侧端的机架上设有焊缝检测工位,位于所述环形输送模组左侧端的机架上设有电芯下料工位;
所述环形输送模组可将各个治具载盘移动至各个工位分别加工,并通过所述定位锁紧组件对治具载盘实现制动锁紧;
所述环形输送模组上方设有电芯输送带,所述电芯输送带可将待焊接电路板的电芯进行上料输送;
所述电芯输送带与电芯上料工位之间设有电芯夹取机构,所述电芯夹取机构可将电芯输送带上的电芯夹取至电芯上料工位下方的治具载盘上;
所述电路板定位机构与极耳整平工位之间设有定位移料机构,所述定位移料机构可将完成定位的电路板放置至极耳整平工位上的治具载盘上,并通过所述极耳整平工位对下方治具载盘的电芯极耳进行整平对齐;
当完成电芯极耳整平对齐的所述治具载盘移动至极耳焊接工位下时,所述极耳焊接工位可对电芯极耳及电路板的镍片处进行定位,以便所述激光焊接装置对其进行焊接;
所述焊缝检测工位可对完成极耳焊接的电芯进行焊缝检测,当检测合格时,所述环形输送模组可将此治具载盘上的电芯输送至电芯下料工位上进行下料;
其中,所述治具载盘包括有载板底座、电芯夹定组件以及极耳承托块,所述载板底座的左右两侧分别设有用于定位放置锂电池电芯的电芯定位槽,所述电芯定位槽的前侧端设有用于定位放置电路板的电路板定位槽;
所述电芯定位槽与电路板定位槽之间设有焊接槽,所述焊接槽内设有极耳承托块,待焊接的电芯极耳及电路板的镍片位于所述极耳承托块上方;
所述电芯定位槽上设有电芯夹定组件,以对所述电芯定位槽内的锂电池电芯进行夹紧定位;
所述电芯夹定组件包括固定侧挡板、侧挡板伸缩件以及后挡板伸缩件,所述电芯定位槽的左侧设有固定侧挡板;
所述电芯定位槽的右侧设有侧挡板伸缩件,所述电芯定位槽的后侧设有后挡板伸缩件,所述侧挡板伸缩件及后挡板伸缩件可在弹性力作用下对电芯定位槽内的电芯进行夹定;
所述侧挡板伸缩件包括活动侧挡板、第一弹性模组以及侧推板;
所述电芯定位槽右侧设有第一滑槽,所述活动侧挡板位于第一滑槽内,所述活动侧挡板底部设有推动其在第一滑槽伸出并与电芯侧端抵接的第一弹性模组,所述侧推板与第一弹性模组连接,所述侧推板的侧端设有过渡圆弧结构;
所述后挡板伸缩件包括活动后挡板、第二弹性模组以及推拉板;
所述电芯定位槽后侧设有第二滑槽,所述活动后挡板位于第二滑槽内,所述活动后挡板底部设有推动其在第二滑槽伸出并与电芯后端抵接的第二弹性模组,所述推拉板与第二弹性模组连接,所述推拉板的前端设有顶接块;
所述电芯上料工位与电芯下料工位结构相同,均包括有后挡板推动气缸、横向推动块、侧挡板推动气缸、顶升块以及滚轮;
所述后挡板推动气缸的活动端与横向推动块连接,所述侧挡板推动气缸的活动端与顶升块连接,所述顶升块顶部设有滚轮;
当所述治具载盘转动至电芯上料工位或电芯下料工位时,所述后挡板推动气缸通过横向推动块推动顶接块往后位移,所述侧挡板推动气缸推动顶升块进行顶升,使所述滚轮推动侧推板的过渡圆弧结构进行侧向位移,以分别克服第一弹性模组、第二弹性模组的弹力作用,使所述活动侧挡板及活动后挡板分别与电芯实现分离。
采用上述技术方案,所述的锂电池与电路板的智能焊接设备中,所述环形输送模组包括驱动电机、主动齿轮、从动齿轮、环形输送带、环形导轨以及移动滑座,所述驱动电机与主动齿轮底部连接,所述主动齿轮通过环形输送带与从动齿轮啮合连接,所述环形输送带的外侧设有环形导轨,所述移动滑座底部设有与环形导轨侧壁滑动连接的导向滑轮,且所述移动滑座通过夹板与环形输送带连接,所述治具载盘设于移动滑座上,所述驱动电机可驱动主动齿轮转动,以通过所述环形输送带驱动治具载盘在环形导轨上实现环形移动,由此实现治具载盘的位置切换;
所述环形输送模组的四周分别设有定位锁紧组件,所述定位锁紧组件包括轴承座、回转轴、锁紧气缸、旋转拉杆、锁定杆以及制动轮,所述回转轴通过轴承座活动设于环形导轨的侧端,所述锁紧气缸设于环形导轨的下方,且所述锁紧气缸通过旋转拉杆与回转轴连接,所述回转轴上设有锁定杆,所述移动滑座的外侧壁设有定位圆弧,所述锁定杆顶部设有与定位圆弧适配抵接的制动轮,当所述治具载盘在环形输送模组的作用下移动至预设工位时,所述锁紧气缸通过旋转拉杆驱动回转轴旋转,以摆动所述锁定杆的角度,使所述制动轮紧贴在移动滑座的定位圆弧内,由此实现对所述治具载盘的定位制动。
采用上述各个技术方案,所述的锂电池与电路板的智能焊接设备中,所述电路板料盘模组包括储备料盘组件、取料盘组件、托盘调整组件以及托盘定位组件,所述储备料盘组件与取料盘组件并排设置;
所述储备料盘组件与取料盘组件结构相同,所述取料盘组件包括料盘仓、丝杆升降机构、升降板、连接杆、托盘载板以及电路板托盘,所述丝杆升降机构设于料盘仓下方,且所述丝杆升降机构与升降板连接以驱动其实现上下升降移动,所述升降板顶部通过连接杆与托盘载板连接,所述托盘载板位于料盘仓内,所述托盘载板顶部叠设有若干电路板托盘,所述电路板托盘上设有若干用于放置待上料电路板的电路板放置槽,所述上料机械手机构可将储备料盘组件上载满电路板的电路板托盘放置到取料盘组件内;
所述托盘调整组件包括固定架、横向调整气缸以及夹板块,所述取料盘组件的料盘仓的边角位置设有开口,所述固定架设于开口侧端,所述固定架顶部设有横向调整气缸,所述横向调整气缸的活动端与夹板块连接,所述夹板块靠近电路板托盘的一侧设有夹口,当所述上料机械手机构将储备料盘组件上载满电路板的电路板托盘放置到取料盘组件上时,所述横向调整气缸可对推动夹板块与最上层的电路板托盘抵接,以居中调整所述电路板托盘的位置;
所述托盘定位组件位于取料盘组件的左右两侧,所述托盘定位组件包括伸缩气缸、连接臂以及插盘块,所述伸缩气缸设于料盘仓上,所述伸缩气缸的活动端通过连接臂与插盘块连接,所述插盘块位于取料盘组件的电路板托盘侧端,所述电路板托盘的侧端设有与插盘块适配的插槽,当所述上料机械手机构对取料盘组件上的电路板进行取料时,所述托盘定位组件的插盘块与最上层电路板的插槽进行插接,以对最上层的电路板托盘进行双侧夹定。
采用上述各个技术方案,所述的锂电池与电路板的智能焊接设备中,所述上料机械手机构包括支撑架、多轴机械臂、安装板、吸料盘组件以及夹电路板组件,所述支撑架设于电路板料盘模组侧端的机架上,所述支撑架上设有多轴机械臂,所述多轴机械臂与安装板连接,所述吸盘组件及夹电路板组件分别设于安装板上,所述吸盘组件可将储备料盘组件上载满电路板的电路板托盘吸附至取料盘组件内,所述夹电路板组件可将取料盘组件内最上层电路板托盘上的电路板夹取至电路板定位机构内进行上料定位;
所述吸料盘组件包括吸料盘气缸、吸嘴支架以及若干第一真空吸嘴,所述吸料盘气缸设于安装板上,所述吸料盘气缸的活动端与吸嘴支架连接,若干所述第一真空吸嘴分别设于吸嘴支架上,所述第一真空吸嘴可通过负压吸附作用将储备料盘组件上的电路板托盘移动至取料盘组件内的托盘载板上;
所述夹电路板组件包括第一升降气缸、第一升降座、第一磁吸块、夹指气缸以及两个夹指块,所述第一升降气缸设于安装板上,所述第一升降气缸的活动端与第一升降座连接,所述第一升降座底部两端分别设有与电路板的镍片相磁吸连接的第一磁吸块,所述夹指气缸设于第一升降座的安装板的侧端,且所述夹指气缸的两活动端分别与夹指块连接,所述夹指块可在夹指气缸的作用下相互靠拢或分离,以对电路板的端部进行稳定夹取。
采用上述各个技术方案,所述的锂电池与电路板的智能焊接设备中,所述电路板定位机构包括U型架、带轮传动组件、翻转轴、翻转座、伸出承托组件、双轴微移动组件以及光纤传感器,所述U型架顶部设有翻转轴,所述翻转座设于翻转轴上,所述带轮传动组件与翻转轴侧端连接,以驱动所述翻转座实现翻转角度调节,所述翻转座的顶面边缘设有定位放置电路板的水平放置区,所述水平放置区的左右两侧设有检测电路板是否定位准确的光纤传感器,所述水平放置区的一侧设有伸出承托组件,以对电路板的前侧端进行定位承托,所述水平放置区的另一侧设有双轴微移动组件,以对电路板的后侧端进行压实微移;
所述伸出承托组件包括伸出气缸、连接板以及承托底板,所述伸出气缸设于翻转座底部,所述伸出气缸的活动端通过连接板与承托底板连接,所述承托底板的侧壁与电路板的镍片相抵接;
所述双轴微移动组件包括X轴推动气缸、X轴移动架、Y轴推动气缸、Y轴移动座、顶斜块、定位架以及升降压座;所述X轴推动气缸设于翻转座底部,所述X轴推动气缸的活动端与X轴移动架连接,所述翻转座的左右两侧设有第三滑槽,所述X轴推动气缸可推动X轴移动架在第三滑槽内实现X轴移动;所述X轴移动架顶部设有Y轴推动气缸,所述Y轴推动气缸的活动端与Y轴移动座连接,所述Y轴移动座的前端设有顶斜块,位于所述顶斜块下方的X轴移动架上设有定位架,所述定位架的中部设有避让槽,所述定位架的左右两侧设有朝下设置的导向柱,所述升降压座包括水平段及与所述水平段垂直设置的竖直段,所述升降压座的水平段与导向柱套设连接,且所述升降压座的水平段靠近水平放置区的侧端设有与电路板相压合的台阶,所述升降压座的竖直段位于避让槽内,所述升降压座的竖直段顶部设有随动轮,所述随动轮位于顶斜块顶端的平面部上,所述平面部侧端设有倾斜部;所述Y轴推动气缸驱动顶斜块在Y轴方向进行侧移,使所述升降压座顶部的随动轮滑动至顶斜块的倾斜部上,由此实现升降压座的升降调节,促使所述升降压座抬起高度以适配电路板的厚度,随后所述X轴推动气缸可通过X轴移动架带动升降压座移动至电路板上方,接着所述Y轴推动气缸驱动升降压座下降,使所述台阶压合在电路板表面,最后通过所述X轴推动气缸的伸缩作用,来实现对电路板的位置定位调节;
所述定位移料机构包括第一立柱、第一直线移动模组、第一升降移动模组、固定板、第二升降气缸、第二升降座以及第二磁吸块,所述第一立柱设于机架上,所述第一立柱顶部设有第一直线移动模组,所述第一直线移动模组的活动端与第一升降移动模组连接,所述第一升降移动模组的活动端与固定板连接,所述第二升降气缸设于固定板上,所述第二升降气缸的活动端与第二升降座连接,所述第二升降座底部设有用于磁性吸附电路板镍片的第二磁吸块,通过所述第一直线移动模组及第一升降移动模组的双轴移动作用,可将所述电路板定位机构内完成定位的电路板定位输送至极耳整平工位上的治具载盘上。
采用上述各个技术方案,所述的锂电池与电路板的智能焊接设备中,所述极耳整平工位包括支撑板、第三升降气缸、第三升降座、第三磁吸块、第四升降气缸、L型架以及整平压块,所述支撑板设于机架上,所述第三升降气缸设于支撑板的背部,所述第三升降气缸的活动端设有第三升降座,所述第三升降座的侧壁设有第三磁吸块,所述第三磁吸块位于所述极耳承托块的正下方,所述第三升降气缸可驱动第三磁吸块进行升降移动,以对所述极耳承托块上的电路板镍片进行磁吸定位,所述第四升降气缸设于支撑板的正面,所述第四升降气缸的活动端与L型架连接,所述L型架上设有整平压块,当电路板镍片被所述第三磁吸块定位磁吸后,所述第四升降气缸驱动整平压块往下压,以对电路板镍片位置进行下压整平。
采用上述各个技术方案,所述的锂电池与电路板的智能焊接设备中,所述激光焊接装置为双头激光点焊机,所述激光焊接装置设于极耳焊接工位上方,所述极耳焊接工位包括第二立柱、第五升降气缸、第四升降座、第二滑轨、第二滑块、第二弹簧件、极耳定位座以及极耳压块,所述第二立柱设于机架上,所述第二升降气缸设于第二立柱顶部,所述第五升降气缸的活动端与第四升降座连接,两条所述第二滑轨分别设于第四升降座的左右两侧,所述第二滑轨通过第二滑块与极耳定位座连接,所述极耳定位座上设有极耳压块,所述极耳压块上设有便于激光焊接装置对电芯极耳与电路板的镍片进行焊接的避让孔,所述极耳定位座顶部与第四升降座顶部之间设有第二弹簧件,所述第五升降气缸可带动极耳压块压接在电芯的极耳上,以防止电芯极耳在焊接过程中发生移位,随后所述激光焊接装置可发射出从避让孔穿过的激光,以将电芯的极耳与电路板的镍片进行焊接固定。
采用上述各个技术方案,所述的锂电池与电路板的智能焊接设备中,所述第一弹性模组与第二弹性模组的结构相同,所述第一弹性模组包括固定座、第一滑轨、第一滑块、第一弹簧件以及连接件,所述固定座设于载板底座背部,所述第一滑轨设于固定座上,所述第一滑块可滑动设于第一滑轨上,所述第一滑块与连接件连接,所述连接件的顶部穿过第一滑槽并与活动侧挡板连接,所述连接件的前端与侧推板连接,所述固定座的侧端设有限位板,所述限位板与连接件之间设有第一弹簧件,在所述第一弹簧件的弹力作用下,可推动与所述连接件连接的活动侧挡板与电芯侧端相抵接。
采用上述各个技术方案,所述的锂电池与电路板的智能焊接设备中,所述焊缝检测工位包括龙门架及位于所述龙门架顶部的四个激光传感器,四个所述激光传感器可分别对治具载盘上两个电芯的四处焊接处进行焊缝激光检测。
采用上述各个技术方案,所述的锂电池与电路板的智能焊接设备中,所述电芯夹取机构包括第三立柱、第二直线移动模组、第二升降移动模组、吸嘴固定板以及若干第二真空吸嘴,所述第三立柱设于机架上,所述第二直线移动模组设于第三立柱顶部,所述第二直线移动模组的活动端与第二升降移动模组连接,所述第二升降移动模组的活动端与吸嘴固定板连接,所述吸嘴固定板的左右两侧分别设有若干第二真空吸嘴,以将所述电芯输送带上的两个电芯同时夹取至电芯上料工位上治具载盘的两个电芯定位槽内。
与现有技术相比,本发明的电芯输送带可将待焊接电路板的锂电池电芯进行上料输送,并通过电芯夹取机构将电芯输送带上的电芯夹取至工位循环机构上电芯下料工位的治具载盘上,随后工位循环机构带动该装设有锂电池电芯的治具载盘进行环形旋转,以将此治具载盘转运至极耳整平工位上,由于电路板料盘模组上装设有待与锂电池的电芯焊接的电路板,上料机械手机构可将电路板料盘模组上的电路板放置到电路板定位机构上实现位置定位,再通过定位移料机构将完成定位的电路板放置至极耳整平工位上的治具载盘上,极耳整平工位可对治具载盘的电芯极耳进行整平对齐,随后工位循环机构可将此治具载盘移动至极耳焊接工位上,激光焊接装置可将锂电池的电芯极耳与电路板的镍片进行下压焊接,焊接完毕后,工位循环机构可将治具载盘旋转切换至焊缝检测工位上进行焊缝检测,检测合格后,工位循环机构可将该治具载盘旋转至电芯下料工位上,电芯下料工位可对治具载盘上的电芯进行解锁,便于完成下料,整个生产焊接过程自动化进行,省去了人工操作的繁琐,大大提高锂电池与电路板之间的焊接效率;另外,工位循环机构的环形输送模组在对治具载盘完成工位旋转切换后,定位锁紧组件可对治具载盘进行锁紧定位,以防止治具载盘在极耳整平、焊接或取料过程中发生晃动,从而提高对锂电池的焊接精度。
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的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明的工位循环机构布局结构示意图;
图3为本发明的工位循环机构结构示意图;
图4为本发明的电路板料盘模组与上料机械手机构的布局结构示意图;
图5为本发明的上料机械手机构结构示意图;
图6为本发明的电路板料盘模组结构示意图;
图7为本发明的电路板定位机构结构示意图;
图8为本发明的电路板定位机构另一视角结构示意图;
图9为本发明的定位移料机构结构示意图;
图10为本发明的治具载盘顶部结构示意图;
图11为本发明的治具载盘底部结构示意图;
图12为本发明的电芯夹定组件结构示意图;
图13为本发明的极耳整平工位结构示意图;
图14为本发明的电芯上料工位结构示意图;
图15为本发明的极耳焊接工位结构示意图;
图16为本发明的激光焊接装置结构示意图;
图17为本发明的焊缝检测工位结构示意图;
图18为本发明的电芯夹取机构结构示意图;
图19为本发明的锂电池电芯与电路板之间的焊接关系示意图。
具体实施方式
为使本专利申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本专利申请实施方式中的附图,对本专利申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本专利申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本专利申请中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本专利申请保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本专利申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利申请的范围,而是仅仅表示本专利申请的选定实施方式。基于本专利申请中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本专利申请保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“里面”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发明和简化描述,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发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1至图19所示,一种锂电池与电路板的智能焊接设备,包括机架1、电芯输送带2、电芯夹取机构3、电路板料盘模组4、上料机械手机构5、电路板定位机构6、定位移料机构7、工位循环机构8以及激光焊接装置9;
两组所述电路板料盘模组4分别设于机架1的前端左右两侧,所述电路板料盘模组4上装设有待与锂电池的电芯焊接的电路板。本实施例中,电路板呈L形结构,电路板的水平部设有与电芯极耳焊接的镍片。
所述电路板料盘模组4后侧端设有电路板定位机构6,所述电路板料盘模组4上方分别设有上料机械手机构5,所述上料机械手机构5可将电路板料盘模组4上的电路板放置到电路板定位机构6上实现位置定位,以便于实现对电路板后续工序的精准加工;
如图1至图3所示,所述机架1中部设有工位循环机构8,所述工位循环机构8包括有环形输送模组81、治具载盘82、定位锁紧组件83、极耳整平工位84、电芯上料工位85、极耳焊接工位86、焊缝检测工位87及电芯下料工位88;
所述环形输送模组81上设有十块用于定位放置锂电池电芯以及电路板的治具载盘82;位于所述环形输送模组81前侧端的机架1上设有四组极耳整平工位84,极耳整平工位84可对锂电池的电芯极耳与电路板的镍片进行稳定压平;
位于所述环形输送模组81后侧端的机架1上设有并排设置有一组电芯上料工位85及两组极耳焊接工位86。电芯上料工位85可进行锂电池电芯的上料操作,极耳焊接工位86可将锂电池的电芯极耳与电路板的镍片进行下压夹紧,便于激光焊接装置9进行焊接固定。
位于所述环形输送模组81右侧端的机架1上设有焊缝检测工位87,位于所述环形输送模组81左侧端的机架1上设有电芯下料工位88。
所述环形输送模组81可将各个治具载盘82移动至各个工位分别加工,并通过所述定位锁紧组件83对治具载盘82实现制动锁紧。工位循环机构8的环形输送模组81在对治具载盘82完成工位旋转切换后,定位锁紧组件83可对治具载盘82进行锁紧定位,以防止治具载盘82在极耳整平、焊接或取料过程中发生晃动,从而提高对锂电池的焊接精度。
如图1所示,所述环形输送模组81上方设有电芯输送带2,所述电芯输送带2可将待焊接电路板的电芯进行上料输送,所述电芯输送带2与电芯上料工位85之间设有电芯夹取机构3,所述电芯夹取机构3可将电芯输送带2上的电芯夹取至电芯上料工位85下方的治具载盘82上。
所述电路板定位机构6与极耳整平工位84之间设有定位移料机构7,所述定位移料机构7可将完成定位的电路板放置至极耳整平工位84上的治具载盘82上,并通过所述极耳整平工位84对下方治具载盘82的电芯极耳进行整平对齐;
当完成电芯极耳整平对齐的所述治具载盘82移动至极耳焊接工位86下时,所述极耳焊接工位86可对电芯极耳及电路板的镍片处进行定位,以便所述激光焊接装置9对其进行焊接。
所述焊缝检测工位87可对完成极耳焊接的电芯进行焊缝检测,当检测合格时,所述环形输送模组81可将此治具载盘82上的电芯输送至电芯下料工位88上进行下料。
本智能焊接设备的工作流程为:电芯输送带2可将待焊接电路板的锂电池电芯进行上料输送,并通过电芯夹取机构3将电芯输送带2上的电芯夹取至工位循环机构8上电芯下料工位88的治具载盘82上,随后工位循环机构8带动该装设有锂电池电芯的治具载盘82进行环形旋转,以将此治具载盘82转运至极耳整平工位84上,由于电路板料盘模组4上装设有待与锂电池的电芯焊接的电路板,上料机械手机构5可将电路板料盘模组4上的电路板放置到电路板定位机构6上实现位置定位,再通过定位移料机构7将完成定位的电路板放置至极耳整平工位84上的治具载盘82上,极耳整平工位84可对治具载盘82的电芯极耳进行整平对齐,随后工位循环机构8可将此治具载盘82移动至极耳焊接工位86上,极耳焊接工位86可对电芯极耳及电路板的镍片处进行定位,以便所述激光焊接装置9对其进行焊接,焊接完毕后,工位循环机构8可将治具载盘82旋转切换至焊缝检测工位87上进行焊缝检测,检测合格后,工位循环机构8可将该治具载盘82旋转至电芯下料工位88上,电芯下料工位88可对治具载盘82上的电芯进行解锁,便于完成下料,整个生产焊接过程自动化进行,省去了人工操作的繁琐,大大提高锂电池与电路板之间的焊接效率。
如图10至图12所示,所述治具载盘82包括有载板底座821、电芯夹定组件822以及极耳承托块823,所述载板底座821的左右两侧分别设有用于定位放置锂电池电芯的电芯定位槽8211,所述电芯定位槽8211的前侧端设有用于定位放置电路板的电路板定位槽8212,电芯定位槽8211及电路板定位槽8212的设置,可对待焊接的锂电池电芯及电路板进行稳定放置,提高两者在转运或焊接时的稳定性。
所述电芯定位槽8211与电路板定位槽8212之间设有焊接槽8213,所述焊接槽8213内设有极耳承托块823,待焊接的电芯极耳及电路板的镍片位于所述极耳承托块823上方,由于在焊接过程中,电芯极耳与电路板镍片之间的焊接连接处会产生较高的温升,容易损坏,将极耳承托块823放置在焊接槽8213内,可便于后期更换,降低治具载盘82的维护成本。
所述电芯定位槽8211上设有电芯夹定组件822,以对所述电芯定位槽8211内的锂电池电芯进行夹紧定位,所述电芯夹定组件822包括固定侧挡板8221、侧挡板伸缩件8222以及后挡板伸缩件8223,所述电芯定位槽8211的左侧设有固定侧挡板8221,所述电芯定位槽8211的右侧设有侧挡板伸缩件8222,所述电芯定位槽8211的后侧设有后挡板伸缩件8223,所述侧挡板伸缩件8222及后挡板伸缩件8223可在弹性力作用下对电芯定位槽8211内的电芯进行夹定。
所述侧挡板伸缩件8222包括活动侧挡板82221、第一弹性模组82222以及侧推板82223,所述电芯定位槽8211右侧设有第一滑槽8214,所述活动侧挡板82221位于第一滑槽8214内,所述活动侧挡板82221底部设有推动其在第一滑槽8214伸出并与电芯侧端抵接的第一弹性模组82222,所述侧推板82223与第一弹性模组82222连接,所述侧推板82223的侧端设有过渡圆弧结构82224;
所述后挡板伸缩件8223包括活动后挡板82231、第二弹性模组82232以及推拉板82233,所述电芯定位槽8211后侧设有第二滑槽8215,所述活动后挡板82231位于第二滑槽8215内,所述活动后挡板82231底部设有推动其在第二滑槽8215伸出并与电芯后端抵接的第二弹性模组82232,所述推拉板82233与第二弹性模组82232连接,所述推拉板82233的前端设有顶接块82234。
如图14所示,所述电芯上料工位85与电芯下料工位88结构相同,均包括有后挡板推动气缸851、横向推动块852、侧挡板推动气缸853、顶升块854以及滚轮855,所述后挡板推动气缸851的活动端与横向推动块852连接,所述侧挡板推动气缸853的活动端与顶升块854连接,所述顶升块854顶部设有滚轮855。当所述治具载盘82转动至电芯上料工位85或电芯下料工位88时,所述后挡板推动气缸851通过横向推动块852推动顶接块82234往后位移,所述侧挡板推动气缸853推动顶升块854进行顶升,使所述滚轮855推动侧推板82223的过渡圆弧结构82224进行侧向位移,以分别克服第一弹性模组82222、第二弹性模组82232的弹力作用,使所述活动侧挡板82221及活动后挡板82231分别与电芯实现分离。治具载盘82只有旋转切换至电芯上料工位85或电芯下料工位88才能对锂电池的电芯进行解锁,使治具载盘82的锁紧及解锁操作分开设置,不仅简化了治具载盘82的设计结构,减少设备开发成本,还能减少环形输送模组81在循环输送过程中的运行负载,降低耗电成本。
如图3所示,进一步的,所述环形输送模组81包括驱动电机(未图示)、主动齿轮811、从动齿轮812、环形输送带813、环形导轨814以及移动滑座815,所述驱动电机与主动齿轮811底部连接,所述主动齿轮811通过环形输送带813与从动齿轮812啮合连接,所述环形输送带813的外侧设有环形导轨814,所述移动滑座815底部设有与环形导轨814侧壁滑动连接的导向滑轮816,且所述移动滑座815通过夹板与环形输送带813连接,所述治具载盘82设于移动滑座815上,所述驱动电机可驱动主动齿轮811转动,以通过所述环形输送带813驱动治具载盘82在环形导轨814上实现环形移动,由此实现治具载盘82的位置切换。驱动电机可带动主动齿轮811旋转,主动齿轮811通过环形输送带813与从动齿轮812连接,进而带动与环形输送带813连接的移动滑座815在环形导轨814内进行滑动。
如图3所示,所述环形输送模组81的四周分别设有定位锁紧组件83,所述定位锁紧组件83包括轴承座831、回转轴832、锁紧气缸833、旋转拉杆834、锁定杆835以及制动轮836,所述回转轴832通过轴承座831活动设于环形导轨814的侧端,所述锁紧气缸833设于环形导轨814的下方,且所述锁紧气缸833通过旋转拉杆834与回转轴832连接,所述回转轴832上设有锁定杆835,所述移动滑座815的外侧壁设有定位圆弧8150,所述锁定杆835顶部设有与定位圆弧8150适配抵接的制动轮836,当所述治具载盘82在环形输送模组81的作用下移动至预设工位时,所述锁紧气缸833通过旋转拉杆834驱动回转轴832旋转,以摆动所述锁定杆835的角度,使所述制动轮836紧贴在移动滑座815的定位圆弧8150内,由此实现对所述治具载盘82的定位制动。当环形输送模组81在对治具载盘82完成工位旋转切换后,定位锁紧组件83可对治具载盘82进行锁紧定位,以防止治具载盘82在极耳整平、焊接或取料过程中发生晃动,从而提高对锂电池的焊接精度。
如图4及图6所示,进一步的,所述电路板料盘模组4包括储备料盘组件41、取料盘组件42、托盘调整组件43以及托盘定位组件44,所述储备料盘组件41与取料盘组件42并排设置。
所述储备料盘组件41与取料盘组件42结构相同,所述取料盘组件42包括料盘仓421、丝杆升降机构422、升降板423、连接杆424、托盘载板425以及电路板托盘426,所述丝杆升降机构422设于料盘仓421下方,且所述丝杆升降机构422与升降板423连接以驱动其实现上下升降移动,所述升降板423顶部通过连接杆424与托盘载板425连接,所述托盘载板425位于料盘仓421内,所述托盘载板425顶部叠设有若干电路板托盘426,所述电路板托盘426上设有若干用于放置待上料电路板的电路板放置槽4260,所述上料机械手机构5可将储备料盘组件41上载满电路板的电路板托盘426放置到取料盘组件42内。储备料盘组件41的结构与取料盘组件42的结构相同,但两者之间的作用是不同的,储备料盘组件41的作用是储备装满有电路板的电路板托盘426,当取料盘组件42内电路板托盘426上的电路板被取空后,通过上料机械手机构5将储备料盘组件41内的电路板托盘426夹取至取料盘组件42上。
所述托盘调整组件43包括固定架431、横向调整气缸432以及夹板块433,所述取料盘组件42的料盘仓421的边角位置设有开口,所述固定架431设于开口侧端,所述固定架431顶部设有横向调整气缸432,所述横向调整气缸432的活动端与夹板块433连接,所述夹板块433靠近电路板托盘426的一侧设有夹口4330,当所述上料机械手机构5将储备料盘组件41上载满电路板的电路板托盘426放置到取料盘组件42上时,所述横向调整气缸432可对推动夹板块433与最上层的电路板托盘426抵接,以居中调整所述电路板托盘426的位置,防止电路板托盘426在移料过程中发生错位,从而影响上料机械手机构5的正常上料。
所述托盘定位组件44位于取料盘组件42的左右两侧,所述托盘定位组件44包括伸缩气缸441、连接臂442以及插盘块443,所述伸缩气缸441设于料盘仓421上,所述伸缩气缸441的活动端通过连接臂442与插盘块443连接,所述插盘块443位于取料盘组件42的电路板托盘426侧端,所述电路板托盘426的侧端设有与插盘块443适配的插槽4261,当所述上料机械手机构5对取料盘组件42上的电路板进行取料时,所述托盘定位组件44的插盘块443与最上层电路板的插槽4261进行插接,以对最上层的电路板托盘426进行双侧夹定,防止上料机械手机构5在取料过程中接触电路板托盘426,造成其发生移位。
如图4及图5所示,进一步的,所述上料机械手机构5包括支撑架51、多轴机械臂52、安装板53、吸料盘组件54以及夹电路板组件55,所述支撑架51设于电路板料盘模组4侧端的机架1上,所述支撑架51上设有多轴机械臂52,所述多轴机械臂52与安装板53连接,所述吸盘组件及夹电路板组件55分别设于安装板53上,所述吸盘组件可将储备料盘组件41上载满电路板的电路板托盘426吸附至取料盘组件42内,所述夹电路板组件55可将取料盘组件42内最上层电路板托盘426上的电路板夹取至电路板定位机构6内进行上料定位。
所述吸料盘组件54包括吸料盘气缸541、吸嘴支架542以及若干第一真空吸嘴543,所述吸料盘气缸541设于安装板53上,所述吸料盘气缸541的活动端与吸嘴支架542连接,若干所述第一真空吸嘴543分别设于吸嘴支架542上,所述第一真空吸嘴543可通过负压吸附作用将储备料盘组件41上的电路板托盘426移动至取料盘组件42内的托盘载板425上。
所述夹电路板组件55包括第一升降气缸551、第一升降座552、第一磁吸块553、夹指气缸554以及两个夹指块555,所述第一升降气缸551设于安装板53上,所述第一升降气缸551的活动端与第一升降座552连接,所述第一升降座552底部两端分别设有与电路板的镍片相磁吸连接的第一磁吸块553,所述夹指气缸554设于第一升降座552的安装板53的侧端,且所述夹指气缸554的两活动端分别与夹指块555连接,所述夹指块555可在夹指气缸554的作用下相互靠拢或分离,以对电路板的端部进行稳定夹取,夹电路板组件55的第一磁吸块553可通过磁吸力与电路板的镍片进行磁吸,夹指块555可通过夹紧力来对电路板的头部进行夹持,采用两种方式同时对电路板进行夹取,可提高电路板的夹取稳定性。
如图7及图8所示,进一步的,所述电路板定位机构6包括U型架61、带轮传动组件62、翻转轴63、翻转座64、伸出承托组件65、双轴微移动组件66以及光纤传感器67,所述U型架61顶部设有翻转轴63,所述翻转座64设于翻转轴63上,所述带轮传动组件62与翻转轴63侧端连接,以驱动所述翻转座64实现翻转角度调节,所述翻转座64的顶面边缘设有定位放置电路板的水平放置区642,所述水平放置区642的左右两侧设有检测电路板是否定位准确的光纤传感器67,所述水平放置区642的一侧设有伸出承托组件65,以对电路板的前侧端进行定位承托,所述水平放置区642的另一侧设有双轴微移动组件66,以对电路板的后侧端进行压实微移,从而调整电路板的放置位置;
所述伸出承托组件65包括伸出气缸651、连接板652以及承托底板653,所述伸出气缸651设于翻转座64底部,所述伸出气缸651的活动端通过连接板652与承托底板653连接,所述承托底板653的侧壁与电路板的镍片相抵接;
所述双轴微移动组件66包括X轴推动气缸661、X轴移动架662、Y轴推动气缸663、Y轴移动座664、顶斜块665、定位架666以及升降压座667;所述X轴推动气缸661设于翻转座64底部,所述X轴推动气缸661的活动端与X轴移动架662连接,所述翻转座64的左右两侧设有第三滑槽641,所述X轴推动气缸661可推动X轴移动架662在第三滑槽641内实现X轴移动;所述X轴移动架662顶部设有Y轴推动气缸663,所述Y轴推动气缸663的活动端与Y轴移动座664连接,所述Y轴移动座664的前端设有顶斜块665,位于所述顶斜块665下方的X轴移动架662上设有定位架666,所述定位架666的中部设有避让槽6661,所述定位架666的左右两侧设有朝下设置的导向柱6662,所述升降压座667包括水平段及与所述水平段垂直设置的竖直段,所述升降压座667的水平段与导向柱6662套设连接,且所述升降压座667的水平段靠近水平放置区642的侧端设有与电路板相压合的台阶6671,所述升降压座667的竖直段位于避让槽6661内,所述升降压座667的竖直段顶部设有随动轮6672,所述随动轮6672位于顶斜块665顶端的平面部6651上,所述平面部6651侧端设有倾斜部6652;所述Y轴推动气缸663驱动顶斜块665在Y轴方向进行侧移,使所述升降压座667顶部的随动轮6672滑动至顶斜块665的倾斜部6652上,由此实现升降压座667的升降调节,促使所述升降压座667抬起高度以适配电路板的厚度,随后所述X轴推动气缸661可通过X轴移动架662带动升降压座667移动至电路板上方,接着所述Y轴推动气缸663驱动升降压座667下降,使所述台阶6671压合在电路板表面,最后通过所述X轴推动气缸661的伸缩作用,来实现对电路板的位置定位调节,以满足电路板的定位放置要求,提高其与锂电池电芯的焊接精度。
如图9所示,所述定位移料机构7包括第一立柱71、第一直线移动模组72、第一升降移动模组73、固定板74、第二升降气缸75、第二升降座76以及第二磁吸块77,所述第一立柱71设于机架1上,所述第一立柱71顶部设有第一直线移动模组72,所述第一直线移动模组72的活动端与第一升降移动模组73连接,所述第一升降移动模组73的活动端与固定板74连接,所述第二升降气缸75设于固定板74上,所述第二升降气缸75的活动端与第二升降座76连接,所述第二升降座76底部设有用于磁性吸附电路板镍片的第二磁吸块77,通过所述第一直线移动模组72及第一升降移动模组73的双轴移动作用,可将所述电路板定位机构6内完成定位的电路板定位输送至极耳整平工位84上的治具载盘82上,具体是将电路板放置到治具载盘82上的电路板定位槽8212内。
如图13所示,进一步的,所述极耳整平工位84包括支撑板841、第三升降气缸842、第三升降座843、第三磁吸块844、第四升降气缸845、L型架846以及整平压块847,所述支撑板841设于机架1上,所述第三升降气缸842设于支撑板841的背部,所述第三升降气缸842的活动端设有第三升降座843,所述第三升降座843的侧壁设有第三磁吸块844,所述第三磁吸块844位于所述极耳承托块823的正下方,所述第三升降气缸842可驱动第三磁吸块844进行升降移动,以对所述极耳承托块823上的电路板镍片进行磁吸定位,所述第四升降气缸845设于支撑板841的正面,所述第四升降气缸845的活动端与L型架846连接,所述L型架846上设有整平压块847,当电路板镍片被所述第三磁吸块844定位磁吸后,所述第四升降气缸845驱动整平压块847往下压,以对锂电池电芯的极耳及电路板的镍片位置进行下压整平。
如图15及、图16及图19所示,进一步的,所述激光焊接装置9为双头激光点焊机,所述激光焊接装置9设于极耳焊接工位86上方,所述极耳焊接工位86包括第二立柱861、第五升降气缸862、第四升降座863、第二滑轨864、第二滑块865、第二弹簧件866、极耳定位座867以及极耳压块868,所述第二立柱861设于机架1上,所述第二升降气缸75设于第二立柱861顶部,所述第五升降气缸862的活动端与第四升降座863连接,两条所述第二滑轨864分别设于第四升降座863的左右两侧,所述第二滑轨864通过第二滑块865与极耳定位座867连接,所述极耳定位座867上设有极耳压块868,所述极耳压块868上设有便于激光焊接装置9对电芯极耳与电路板的镍片进行焊接的避让孔8681,所述极耳定位座867顶部与第四升降座863顶部之间设有第二弹簧件866,所述第五升降气缸862可带动极耳压块868压接在电芯的极耳上,以防止电芯极耳在焊接过程中发生移位,随后所述激光焊接装置9可发射出从避让孔8681穿过的激光,以将电芯的极耳与电路板的镍片进行焊接固定,双头激光点焊机可一次性对两个电芯进行同时焊接,焊接效率高。
如图12所示,进一步的,所述第一弹性模组82222与第二弹性模组82232的结构相同,所述第一弹性模组82222包括固定座8241、第一滑轨8242、第一滑块8243、第一弹簧件8244以及连接件8245,所述固定座8241设于载板底座821背部,所述第一滑轨8242设于固定座8241上,所述第一滑块8243可滑动设于第一滑轨8242上,所述第一滑块8243与连接件8245连接,所述连接件8245的顶部穿过第一滑槽8214并与活动侧挡板82221连接,所述连接件8245的前端与侧推板82223连接,所述固定座8241的侧端设有限位板82411,所述限位板82411与连接件8245之间设有第一弹簧件8244,在所述第一弹簧件8244的弹力作用下,可推动与所述连接件8245连接的活动侧挡板82221与电芯侧端相抵接,从而实现对锂电池电芯的自动夹紧。
如图17所示,进一步的,所述焊缝检测工位87包括龙门架871及位于所述龙门架871顶部的四个激光传感器872,四个所述激光传感器872可分别对治具载盘82上两个电芯的四处焊接处进行焊缝激光检测,检测合格后,工位循环机构8可将该治具载盘82旋转至电芯下料工位88上,电芯下料工位88可对治具载盘82上的电芯进行解锁,便于下料。
如图18所示,进一步的,所述电芯夹取机构3包括第三立柱31、第二直线移动模组32、第二升降移动模组33、吸嘴固定板34以及若干第二真空吸嘴35,所述第三立柱31设于机架1上,所述第二直线移动模组32设于第三立柱31顶部,所述第二直线移动模组32的活动端与第二升降移动模组33连接,所述第二升降移动模组33的活动端与吸嘴固定板34连接,所述吸嘴固定板34的左右两侧分别设有若干第二真空吸嘴35,以将所述电芯输送带2上的两个电芯同时夹取至电芯上料工位85上治具载盘82的两个电芯定位槽8211内,需要说明的是,电芯夹取机构3在电芯放置之前,电芯上料工位85首先会对治具载盘82上的侧挡板伸缩件8222及后挡板伸缩件8223进行驱动解锁。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂电池与电路板的智能焊接设备,其特征在于:包括机架、电芯输送带、电芯夹取机构、电路板料盘模组、上料机械手机构、电路板定位机构、定位移料机构、工位循环机构以及激光焊接装置;
两组所述电路板料盘模组分别设于机架的前端左右两侧,所述电路板料盘模组上装设有待与锂电池的电芯焊接的电路板;
所述电路板料盘模组后侧端设有电路板定位机构,所述电路板料盘模组上方分别设有上料机械手机构,所述上料机械手机构可将电路板料盘模组上的电路板放置到电路板定位机构上实现位置定位;
所述机架中部设有工位循环机构;
所述工位循环机构包括有环形输送模组、治具载盘、定位锁紧组件、极耳整平工位、电芯上料工位、极耳焊接工位、焊缝检测工位以及电芯下料工位;
所述环形输送模组上设有十块用于定位放置锂电池电芯以及电路板的治具载盘;位于所述环形输送模组前侧端的机架上设有四组极耳整平工位;
位于所述环形输送模组后侧端的机架上设有并排设置有一组电芯上料工位及两组极耳焊接工位;
位于所述环形输送模组右侧端的机架上设有焊缝检测工位,位于所述环形输送模组左侧端的机架上设有电芯下料工位;
所述环形输送模组可将各个治具载盘移动至各个工位分别加工,并通过所述定位锁紧组件对治具载盘实现制动锁紧;
所述环形输送模组上方设有电芯输送带,所述电芯输送带可将待焊接电路板的电芯进行上料输送;
所述电芯输送带与电芯上料工位之间设有电芯夹取机构,所述电芯夹取机构可将电芯输送带上的电芯夹取至电芯上料工位下方的治具载盘上;
所述电路板定位机构与极耳整平工位之间设有定位移料机构,所述定位移料机构可将完成定位的电路板放置至极耳整平工位上的治具载盘上,并通过所述极耳整平工位对下方治具载盘的电芯极耳进行整平对齐;
当完成电芯极耳整平对齐的所述治具载盘移动至极耳焊接工位下时,所述极耳焊接工位可对电芯极耳及电路板的镍片处进行定位,以便所述激光焊接装置对其进行焊接;
所述焊缝检测工位可对完成极耳焊接的电芯进行焊缝检测,当检测合格时,所述环形输送模组可将此治具载盘上的电芯输送至电芯下料工位上进行下料;
其中,所述治具载盘包括有载板底座、电芯夹定组件以及极耳承托块,所述载板底座的左右两侧分别设有用于定位放置锂电池电芯的电芯定位槽,所述电芯定位槽的前侧端设有用于定位放置电路板的电路板定位槽;
所述电芯定位槽与电路板定位槽之间设有焊接槽,所述焊接槽内设有极耳承托块,待焊接的电芯极耳及电路板的镍片位于所述极耳承托块上方;
所述电芯定位槽上设有电芯夹定组件,以对所述电芯定位槽内的锂电池电芯进行夹紧定位;
所述电芯夹定组件包括固定侧挡板、侧挡板伸缩件以及后挡板伸缩件,所述电芯定位槽的左侧设有固定侧挡板;
所述电芯定位槽的右侧设有侧挡板伸缩件,所述电芯定位槽的后侧设有后挡板伸缩件,所述侧挡板伸缩件及后挡板伸缩件可在弹性力作用下对电芯定位槽内的电芯进行夹定;
所述侧挡板伸缩件包括活动侧挡板、第一弹性模组以及侧推板;
所述电芯定位槽右侧设有第一滑槽,所述活动侧挡板位于第一滑槽内,所述活动侧挡板底部设有推动其在第一滑槽伸出并与电芯侧端抵接的第一弹性模组,所述侧推板与第一弹性模组连接,所述侧推板的侧端设有过渡圆弧结构;
所述后挡板伸缩件包括活动后挡板、第二弹性模组以及推拉板;
所述电芯定位槽后侧设有第二滑槽,所述活动后挡板位于第二滑槽内,所述活动后挡板底部设有推动其在第二滑槽伸出并与电芯后端抵接的第二弹性模组,所述推拉板与第二弹性模组连接,所述推拉板的前端设有顶接块;
所述电芯上料工位与电芯下料工位结构相同,均包括有后挡板推动气缸、横向推动块、侧挡板推动气缸、顶升块以及滚轮;
所述后挡板推动气缸的活动端与横向推动块连接,所述侧挡板推动气缸的活动端与顶升块连接,所述顶升块顶部设有滚轮;
当所述治具载盘转动至电芯上料工位或电芯下料工位时,所述后挡板推动气缸通过横向推动块推动顶接块往后位移,所述侧挡板推动气缸推动顶升块进行顶升,使所述滚轮推动侧推板的过渡圆弧结构进行侧向位移,以分别克服第一弹性模组、第二弹性模组的弹力作用,使所述活动侧挡板及活动后挡板分别与电芯实现分离。
2.根据权利要求1所述的锂电池与电路板的智能焊接设备,其特征在于:所述环形输送模组包括驱动电机、主动齿轮、从动齿轮、环形输送带、环形导轨以及移动滑座,所述驱动电机与主动齿轮底部连接,所述主动齿轮通过环形输送带与从动齿轮啮合连接,所述环形输送带的外侧设有环形导轨,所述移动滑座底部设有与环形导轨侧壁滑动连接的导向滑轮,且所述移动滑座通过夹板与环形输送带连接,所述治具载盘设于移动滑座上,所述驱动电机可驱动主动齿轮转动,以通过所述环形输送带驱动治具载盘在环形导轨上实现环形移动,由此实现治具载盘的位置切换;
所述环形输送模组的四周分别设有定位锁紧组件,所述定位锁紧组件包括轴承座、回转轴、锁紧气缸、旋转拉杆、锁定杆以及制动轮,所述回转轴通过轴承座活动设于环形导轨的侧端,所述锁紧气缸设于环形导轨的下方,且所述锁紧气缸通过旋转拉杆与回转轴连接,所述回转轴上设有锁定杆,所述移动滑座的外侧壁设有定位圆弧,所述锁定杆顶部设有与定位圆弧适配抵接的制动轮,当所述治具载盘在环形输送模组的作用下移动至预设工位时,所述锁紧气缸通过旋转拉杆驱动回转轴旋转,以摆动所述锁定杆的角度,使所述制动轮紧贴在移动滑座的定位圆弧内,由此实现对所述治具载盘的定位制动。
3.根据权利要求1所述的锂电池与电路板的智能焊接设备,其特征在于:所述电路板料盘模组包括储备料盘组件、取料盘组件、托盘调整组件以及托盘定位组件,所述储备料盘组件与取料盘组件并排设置;
所述储备料盘组件与取料盘组件结构相同,所述取料盘组件包括料盘仓、丝杆升降机构、升降板、连接杆、托盘载板以及电路板托盘,所述丝杆升降机构设于料盘仓下方,且所述丝杆升降机构与升降板连接以驱动其实现上下升降移动,所述升降板顶部通过连接杆与托盘载板连接,所述托盘载板位于料盘仓内,所述托盘载板顶部叠设有若干电路板托盘,所述电路板托盘上设有若干用于放置待上料电路板的电路板放置槽,所述上料机械手机构可将储备料盘组件上载满电路板的电路板托盘放置到取料盘组件内;
所述托盘调整组件包括固定架、横向调整气缸以及夹板块,所述取料盘组件的料盘仓的边角位置设有开口,所述固定架设于开口侧端,所述固定架顶部设有横向调整气缸,所述横向调整气缸的活动端与夹板块连接,所述夹板块靠近电路板托盘的一侧设有夹口,当所述上料机械手机构将储备料盘组件上载满电路板的电路板托盘放置到取料盘组件上时,所述横向调整气缸可对推动夹板块与最上层的电路板托盘抵接,以居中调整所述电路板托盘的位置;
所述托盘定位组件位于取料盘组件的左右两侧,所述托盘定位组件包括伸缩气缸、连接臂以及插盘块,所述伸缩气缸设于料盘仓上,所述伸缩气缸的活动端通过连接臂与插盘块连接,所述插盘块位于取料盘组件的电路板托盘侧端,所述电路板托盘的侧端设有与插盘块适配的插槽,当所述上料机械手机构对取料盘组件上的电路板进行取料时,所述托盘定位组件的插盘块与最上层电路板的插槽进行插接,以对最上层的电路板托盘进行双侧夹定。
4.根据权利要求3所述的锂电池与电路板的智能焊接设备,其特征在于:所述上料机械手机构包括支撑架、多轴机械臂、安装板、吸料盘组件以及夹电路板组件,所述支撑架设于电路板料盘模组侧端的机架上,所述支撑架上设有多轴机械臂,所述多轴机械臂与安装板连接,所述吸盘组件及夹电路板组件分别设于安装板上,所述吸盘组件可将储备料盘组件上载满电路板的电路板托盘吸附至取料盘组件内,所述夹电路板组件可将取料盘组件内最上层电路板托盘上的电路板夹取至电路板定位机构内进行上料定位;
所述吸料盘组件包括吸料盘气缸、吸嘴支架以及若干第一真空吸嘴,所述吸料盘气缸设于安装板上,所述吸料盘气缸的活动端与吸嘴支架连接,若干所述第一真空吸嘴分别设于吸嘴支架上,所述第一真空吸嘴可通过负压吸附作用将储备料盘组件上的电路板托盘移动至取料盘组件内的托盘载板上;
所述夹电路板组件包括第一升降气缸、第一升降座、第一磁吸块、夹指气缸以及两个夹指块,所述第一升降气缸设于安装板上,所述第一升降气缸的活动端与第一升降座连接,所述第一升降座底部两端分别设有与电路板的镍片相磁吸连接的第一磁吸块,所述夹指气缸设于第一升降座的安装板的侧端,且所述夹指气缸的两活动端分别与夹指块连接,所述夹指块可在夹指气缸的作用下相互靠拢或分离,以对电路板的端部进行稳定夹取。
5.根据权利要求1所述的锂电池与电路板的智能焊接设备,其特征在于:所述电路板定位机构包括U型架、带轮传动组件、翻转轴、翻转座、伸出承托组件、双轴微移动组件以及光纤传感器,所述U型架顶部设有翻转轴,所述翻转座设于翻转轴上,所述带轮传动组件与翻转轴侧端连接,以驱动所述翻转座实现翻转角度调节,所述翻转座的顶面边缘设有定位放置电路板的水平放置区,所述水平放置区的左右两侧设有检测电路板是否定位准确的光纤传感器,所述水平放置区的一侧设有伸出承托组件,以对电路板的前侧端进行定位承托,所述水平放置区的另一侧设有双轴微移动组件,以对电路板的后侧端进行压实微移;
所述伸出承托组件包括伸出气缸、连接板以及承托底板,所述伸出气缸设于翻转座底部,所述伸出气缸的活动端通过连接板与承托底板连接,所述承托底板的侧壁与电路板的镍片相抵接;
所述双轴微移动组件包括X轴推动气缸、X轴移动架、Y轴推动气缸、Y轴移动座、顶斜块、定位架以及升降压座;所述X轴推动气缸设于翻转座底部,所述X轴推动气缸的活动端与X轴移动架连接,所述翻转座的左右两侧设有第三滑槽,所述X轴推动气缸可推动X轴移动架在第三滑槽内实现X轴移动;所述X轴移动架顶部设有Y轴推动气缸,所述Y轴推动气缸的活动端与Y轴移动座连接,所述Y轴移动座的前端设有顶斜块,位于所述顶斜块下方的X轴移动架上设有定位架,所述定位架的中部设有避让槽,所述定位架的左右两侧设有朝下设置的导向柱,所述升降压座包括水平段及与所述水平段垂直设置的竖直段,所述升降压座的水平段与导向柱套设连接,且所述升降压座的水平段靠近水平放置区的侧端设有与电路板相压合的台阶,所述升降压座的竖直段位于避让槽内,所述升降压座的竖直段顶部设有随动轮,所述随动轮位于顶斜块顶端的平面部上,所述平面部侧端设有倾斜部;所述Y轴推动气缸驱动顶斜块在Y轴方向进行侧移,使所述升降压座顶部的随动轮滑动至顶斜块的倾斜部上,由此实现升降压座的升降调节,促使所述升降压座抬起高度以适配电路板的厚度,随后所述X轴推动气缸可通过X轴移动架带动升降压座移动至电路板上方,接着所述Y轴推动气缸驱动升降压座下降,使所述台阶压合在电路板表面,最后通过所述X轴推动气缸的伸缩作用,来实现对电路板的位置定位调节;
所述定位移料机构包括第一立柱、第一直线移动模组、第一升降移动模组、固定板、第二升降气缸、第二升降座以及第二磁吸块,所述第一立柱设于机架上,所述第一立柱顶部设有第一直线移动模组,所述第一直线移动模组的活动端与第一升降移动模组连接,所述第一升降移动模组的活动端与固定板连接,所述第二升降气缸设于固定板上,所述第二升降气缸的活动端与第二升降座连接,所述第二升降座底部设有用于磁性吸附电路板镍片的第二磁吸块,通过所述第一直线移动模组及第一升降移动模组的双轴移动作用,可将所述电路板定位机构内完成定位的电路板定位输送至极耳整平工位上的治具载盘上。
6.根据权利要求1所述的锂电池与电路板的智能焊接设备,其特征在于:所述极耳整平工位包括支撑板、第三升降气缸、第三升降座、第三磁吸块、第四升降气缸、L型架以及整平压块,所述支撑板设于机架上,所述第三升降气缸设于支撑板的背部,所述第三升降气缸的活动端设有第三升降座,所述第三升降座的侧壁设有第三磁吸块,所述第三磁吸块位于所述极耳承托块的正下方,所述第三升降气缸可驱动第三磁吸块进行升降移动,以对所述极耳承托块上的电路板镍片进行磁吸定位,所述第四升降气缸设于支撑板的正面,所述第四升降气缸的活动端与L型架连接,所述L型架上设有整平压块,当电路板镍片被所述第三磁吸块定位磁吸后,所述第四升降气缸驱动整平压块往下压,以对电路板镍片位置进行下压整平。
7.根据权利要求1所述的锂电池与电路板的智能焊接设备,其特征在于:所述激光焊接装置为双头激光点焊机,所述激光焊接装置设于极耳焊接工位上方,所述极耳焊接工位包括第二立柱、第五升降气缸、第四升降座、第二滑轨、第二滑块、第二弹簧件、极耳定位座以及极耳压块,所述第二立柱设于机架上,所述第二升降气缸设于第二立柱顶部,所述第五升降气缸的活动端与第四升降座连接,两条所述第二滑轨分别设于第四升降座的左右两侧,所述第二滑轨通过第二滑块与极耳定位座连接,所述极耳定位座上设有极耳压块,所述极耳压块上设有便于激光焊接装置对电芯极耳与电路板的镍片进行焊接的避让孔,所述极耳定位座顶部与第四升降座顶部之间设有第二弹簧件,所述第五升降气缸可带动极耳压块压接在电芯的极耳上,以防止电芯极耳在焊接过程中发生移位,随后所述激光焊接装置可发射出从避让孔穿过的激光,以将电芯的极耳与电路板的镍片进行焊接固定。
8.根据权利要求1所述的锂电池与电路板的智能焊接设备,其特征在于:所述第一弹性模组与第二弹性模组的结构相同,所述第一弹性模组包括固定座、第一滑轨、第一滑块、第一弹簧件以及连接件,所述固定座设于载板底座背部,所述第一滑轨设于固定座上,所述第一滑块可滑动设于第一滑轨上,所述第一滑块与连接件连接,所述连接件的顶部穿过第一滑槽并与活动侧挡板连接,所述连接件的前端与侧推板连接,所述固定座的侧端设有限位板,所述限位板与连接件之间设有第一弹簧件,在所述第一弹簧件的弹力作用下,可推动与所述连接件连接的活动侧挡板与电芯侧端相抵接。
9.根据权利要求1所述的锂电池与电路板的智能焊接设备,其特征在于:所述焊缝检测工位包括龙门架及位于所述龙门架顶部的四个激光传感器,四个所述激光传感器可分别对治具载盘上两个电芯的四处焊接处进行焊缝激光检测。
10.根据权利要求1所述的锂电池与电路板的智能焊接设备,其特征在于:所述电芯夹取机构包括第三立柱、第二直线移动模组、第二升降移动模组、吸嘴固定板以及若干第二真空吸嘴,所述第三立柱设于机架上,所述第二直线移动模组设于第三立柱顶部,所述第二直线移动模组的活动端与第二升降移动模组连接,所述第二升降移动模组的活动端与吸嘴固定板连接,所述吸嘴固定板的左右两侧分别设有若干第二真空吸嘴,以将所述电芯输送带上的两个电芯同时夹取至电芯上料工位上治具载盘的两个电芯定位槽内。
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