CN115971702A - 全极耳圆柱电池集流片全自动焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全极耳圆柱电池集流片全自动焊接机，涉及电池生产技术领域，具体包括安装台以及一个传输机构、一个拥有双工位的转移机构、两个拥有双工位且结构相同的集流片上料单元、两个结构相同的激光焊接机构、一个拥有双工位的电芯调转机构和一个集片折叠机构；两个集流片上料单元和两个激光焊接机构。本发明主要针对全极耳圆柱电池的正负极集流片的焊接加工，采用全自动双工位无人操作，整个正负极集流片的上料、焊接，电芯的调转和移动，无需人工手动操作干预，同时也无需众多工作人员对每个岗位实施监督和操作，极大减少人工成本支出，而且相比传统半自动化生产加工设备，其电池的正负极集流片的装配工作效率将得到实质性的突破。

Description

全极耳圆柱电池集流片全自动焊接机

技术领域

本发明涉及电池生产技术领域，具体为一种全极耳圆柱电池集流片全自动焊接机。

背景技术

全极耳圆柱电池在解决高能量密度电芯的散热问题，相比普通单极耳电池具有绝对的优势，是目前新能源电池技术革新的重大突破。

目前关于全极耳电池组装技术中，尤其是电池的正负极耳集流片的焊接工艺，其生产线多采用半自动化设备，期间每个工位都需要使用工人进行岗位监督或设备操作管理，人工成本高，而且由于配过程中存在人工操作干预，导致电池产能始终无法得到有效突破；

另外，大多数电池生产线的设备多为单工位轮盘式流水线传送，电池在传送中通过滑动前移的方式配合轮盘定位实现电芯的掉头、集流片的上料和焊接等操作，这个过程中电芯外表面与滑槽之间的移动将产生摩擦，从而在电芯表面形成划痕。

基于上述，我们提出一种全极耳圆柱电池集流片全自动焊接机。

发明内容

针对上述背景技术对现如今电池装配工艺存在人工成本高、装配效率难以提高以及装配过程中容易导致电芯表面出现划痕等不足，本发明提供一种全极耳圆柱电池集流片全自动焊接机，用以解决上述问题。

本发明公开的一种全极耳圆柱电池集流片全自动焊接机，包括安装台以及一个传输机构、一个拥有双工位的转移机构、两个拥有双工位且结构相同的集流片上料单元、两个结构相同的激光焊接机构、一个拥有双工位的电芯调转机构和一个集片折叠机构；两个集流片上料单元和两个激光焊接机构，分别以负极集流片上料单元与正极集流片上料单元以及一号激光焊接机构和二号激光焊接机构进行区分。

所述输送机构沿安装台长度方向安装在安装台的中部，所述转移机构、负极集流片上料单元、一号激光焊接机构、电芯调转机构、正极集流片上料单元、二号激光焊接机构以及集片折叠机构以输送机构的送料移动方向依次按序设置在输送机构同一侧。

所述输送机构包括输送台，以及输送台顶部安装的两条定位滑轨，两条定位滑轨上滑动安装有若干拥有双工位的送料托盘组件，所述输送台上还设有用来驱动送料托盘组件移动的联动驱动机构。

进一步的，还包括设置在安装台顶部的防尘罩；以及安装台底部的机架；防尘罩上安装有人机交互控制总成；所述机架的内部还安装有用来为各个气缸部件提供动力的气源***，以及为上料机构和搬运机构取料提供真空负压吸力的真空***；其中，上述的气源***和真空***采用的是目前机械化智能设备中常用的空气压缩***作为动力气源，以及真空负压抽吸***作为上料机构和搬运机构吸取集流片时的真空抽吸动力；而人机交互控制总成则采用的是目前智能可编程的智能控制电脑，同样是目前智能机械化设备中常用的控制设备。

进一步的，所述安装台的一侧位于输送机构的入料端还安装有一个电芯送料机构；所述电芯送料机构的尾端与输送机构的入料端之间以水平方位重叠设计，且重叠交错的宽度与一个送料托盘组件的宽度一致，所述转移机构则安装在电芯送料机构与输送机构重叠交错部分的一侧位置。

所述转移机构由立架a、安装在立架a顶部的气缸驱动横移组件、竖直安装在气缸驱动横移组件的移动滑块上的驱动夹持机构组成；其中，气缸驱动横移组件由一个横向安装在立架a顶部的滑轨架、与滑轨架滑动安装的移动滑块，以及安装在滑轨架端部并与移动滑块固定连接的横移驱动气缸组成。

所述驱动夹持机构包括安装块a、横向安装在安装块a一侧中部的宽度调节气缸、两个高度调节气缸和两个气动平行夹a；两个所述高度调节气缸在水平方位高度一致，其中一个高度调节气缸通过支架安装在宽度调节气缸的伸缩臂上，另一个高度调节气缸则安装在安装块a的侧面，两个高度调节气缸以及两个气动平行夹a采用同步控制。

进一步的，所述联动驱动机构包括横推气缸组件a、横推气缸组件b以及推料气缸组件和回拨气缸组件；其中横推气缸组件a和横推气缸组件b分别位于输送台的两端位置，其横推气缸组件a与横推气缸组件b的运动方向为相对设计，其中推料气缸组件和回拨气缸组件位于输送台的斜对角位置，所述推料气缸组件和回拨气缸组件的运动方向平行且相对，两条所述定位滑轨相互平行，且安装角度与推料气缸组件和回拨气缸组件的运动方向一致。

两条所述定位滑轨两端与输送台端部之间留有与送料托盘组件宽度匹配的间隙；且两条定位滑轨两端之间以及输送台的两端内侧均设有高度与定位滑轨高度一致的托台。

所述送料托盘组件包括底座，所述底座通过底部安装的限位滑块滑动安装在定位滑轨上；所述底座的顶部安装有两组电芯托槽构成两个电芯固定工位；每组所述电芯托槽靠近输送台的一端安装有可调节位置的电芯端部定位块；每组所述电芯托槽的另一端则安装有一个弧形的集流片定位卡板，而集流片定位卡板与电芯端部之间形成一个底端为闭口状的卡槽，用以卡住集流片。

进一步的，所述集流片上料单元包括储料机构、搬运机构、角度旋转装置、废料筛选机构、托料机构、上料机构以及拨料机构。

其中，储料机构安装在安装台上，用来储存以及向上料机构提供电极集流片物料；所述储料机构包括主安装板，所述主安装板的一面竖直设置有四个储料槽，从左到右两个储料槽为一组；每组储料槽底部的主安装板上各安装有一个上料电机，所述主安装板的背面对应每组储料槽之间的位置竖直安装有一组传送带组件；所述上料电机与传送带组件之间传动连接，每组传送带组件一侧的主安装板上还安装有导向滑轨，该导向滑轨上滑动安装有一个与传送带组件中的传动皮带相固定的固定夹，该固定夹上安装有一个顶料架。

所述主安装板上沿顶料架上下移动的位置预留有移动孔；所述储料槽的槽壁上开设有供顶料架前端伸入储料槽内部和在储料槽内部上下移动的开口，为了能够检测到储料槽内部存料情况，在位于储料槽内部的顶料架上安装有测物传感器。

所述储料机构还包括横移驱动组件，该横移驱动组件由安装在安装台底部的基座和安装在基座上的推移驱动机构组成；所述推移驱动机构上的滑移单元以承载板为载体与主安装板固定安装在一起，所述安装台上位于储料机构的位置处开设有供其横移的穿孔。

进一步的，所述角度旋转装置和废料筛选机构呈纵向并排设置，且位于搬运机构的一侧，所述托料机构和上料机构横向并排设计，所述托料机构、角度旋转装置和废料筛选机构同处于搬运机构移动路径的纵向轴线上；所述拨料机构安装在输送台的中间位置。

所述搬运机构包括安装在安装台上的无杆气缸滑移驱动组件；所述无杆气缸滑移驱动组件的滑块上通过支架垂直安装有升降气缸a，所述升降气缸a的顶端水平安装有E形架；所述E形架的三个分支底端对应同一组储料槽的位置安装有两个真空吸嘴，且每个E形架的分支内部均开设有用来连通两个真空吸嘴的抽吸通道；而每个抽吸通道的一端均设有一个抽真空接头安装孔。

所述拨料机构包括立架c和安装在立架c顶部呈水平设置的拨料气缸；所述拨料气缸的伸缩臂通过连接臂安装有拨料片，所述拨料片位于送料托盘组件中两个电芯固定工位之间的间隙处，且拨料片为“⊥”形结构设计。

进一步的，所述角度旋转装置由一个基台和安装在基台上的旋转气缸组成，该旋转气缸的转动轴上水平安装有自带集流片定位销的集流片暂置台，基台的顶部还安装有视觉检测装置，该视觉检测装置采用常规的工业视觉检测传感器装置，主要用来检测集流片的角度。

所述废料筛选机构包括立架b、设置在立架b一侧的收集箱；所述立架b的中部安装有旋转气缸a，该旋转气缸a的输出转轴水平安装有一个载料板，该载料板上设有两组集流片定位桩；所述立架b的顶端对应每组集流片定位桩的位置各设有一个视觉扫描探头。

进一步的，所述托料机构包括通过支撑块安装在安装台上的托料气缸；所述托料气缸的顶端水平安装有托料台。

所述上料机构包括通过安装块b横向固定在安装台上的位移气缸a，所述位移气缸a的伸缩臂上通过支架竖立安装有位移气缸b，所述位移气缸b的伸缩臂上竖直安装有安装立架，所述安装立架的一侧安装有驱动电机和多通路旋转接头；所述多通路旋转接头的旋转接头端与安装立架之间通过轴承进行转动安装；所述多通路旋转接头的旋转接头与驱动电机之间传动连接；且该旋转接头的一端延伸至安装立板的另一侧后其旋转接头上还安装双十字空心架；所述十字空心架的四个支臂端部各安装有一个取料吸嘴。

所述双十字空心架的内部设有与多通路旋转接头输出端的内部气道对应且相通的通道，该通道与每个取料吸嘴连通。

所述安装立架的顶端对应双十字空心架的位置安装有电子计数传感器，以用来对集料片进行计数。

进一步的，所述激光焊接机构由集流片固定及激光触发组件和激光焊接单元两部分组成；其中集流片固定及激光触发组件安装在输送台上且与激光焊接单元之间呈直线相对。

所述集流片固定及激光触发组件包括安装在输送台上且分别位于送料托盘组件两端的立板和固定座，所述立板的顶端对应送料托板组件上的两个电芯固定工位处各安装有一个水平设计的电芯定位气缸，该电芯定位气缸的伸缩端设有用来为下述激光焊接主机总成提供启闭信号的压力传感器，该压力传感器与激光焊接单元中的控制机构信号连接；所述固定座的顶部水平安装有集流片前推驱动气缸，该集流片前推驱动气缸的伸缩端通过载架安装有两个与电芯固定工位对应的集流片推块，所述集流片推块上预设有方便激光焊接的通孔。

所述激光焊接单元包括安装在安装台上的滑台座，所述滑台座上设置有定位滑杆和旋转丝杠，所述定位滑杆上滑动安装有与旋转丝杆进行丝杆连接的滑台，该滑台的顶部竖直安装有安装臂，所述安装臂的侧面安装有激光焊接主机总成，所述激光焊接主机总成的激光发生端安装有激光发射头；所述滑台上旋拧有定位螺栓。

进一步的，所述电芯调转机构包括安装在输送台上的龙门架；该龙门架位于送料托盘组件上方的位置垂直安装有升降气缸b，所述升降气缸b的伸缩端水平安装有旋转气缸b，所述旋转气缸的转轴水平安装有一安装盘，安装盘两端的底部各安装有一竖直的气动平行夹b。

进一步的，所述集片折叠机构包括位于送料托盘组件两端且与输送台固定安装的立架d和安装座，所述立架d的顶部对应两个电芯固定工位的位置处水平安装有一个推进气缸a，两个推进气缸a的伸缩端安装有后夹块，两个推进气缸a之间的立架d上还安装有一个水平设置的集流片前推气缸，所述集流片前推气缸的前端通过推杆安装有集流片折叠推板。

所述安装座上安装有水平设置的推进气缸b，所述推进气缸b的伸缩端和缸体上分别安装有前夹块和集流片下压气缸。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明主要针对全极耳圆柱电池的正负极集流片的焊接加工。

采用全自动双工位无人操作，整个正负极集流片的上料、焊接，电芯的调转和移动，都不需要人工手动操作干预，同时也无需众多工作人员对每个岗位实施监督和操作，极大减少人工成本支出，而且相比传统半自动化生产加工设备，其电池的正负极集流片的装配工作效率将得到实质性的突破。

而且，本发明整个设备采用若干送料托盘组件，对电池实施托举，并通过移动送料托盘组件，来带动电芯移动，整个过程中电芯不会与任何物体之间产生滑动摩擦，不仅能够避免电芯表面出现划痕，在一定程度上确保每个工位上所安置的电芯角度和位置能够达到高度统一，能够进一步的提高电池装配的合格率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图一；

图2为本发明结构示意图二；

图3为本发明转移机构结构示意图；

图4为本发明电芯送料机构结构示意图；

图5为本发明负极集片上料单元结构示意图；

图6为本发明储料机构结构示意图一；

图7为本发明储料机构结构示意图二；

图8为本发明搬运机构结构示意图；

图9为本发明废料筛选机构结构示意图；

图10为本发明上料机构和托料机构结构示意图；

图11为本发明拨料机构和送料托盘组件结构示意图；

图12为本发明激光焊机构结构示意图；

图13为本发明激光焊接单元结构示意图；

图14为本发明集片折叠机构结构示意图；

图15为本发明电芯调转机构结构示意图；

图16为本发明传输机构结构示意图；

图17为本发明输送台顶部结构示意图；

图18为本发明输送台底部结构示意图。

具体实施方式

以下将以图示揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实物上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实物上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实物上的细节是非必要的。此外，为简化图示起见，一些习知惯用的结构与组件在图示中将以简单的示意的方式绘示之。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

目前全极耳电池的装配工艺加工过程中，其生产线设备多采用转盘式设备工艺，而这种设备在装配到生产线上时，工序与工序之间的转移中电芯基本是采用滑槽输送线路，转移过程中，电芯表面与滑槽之间摩擦不可避免的会产生划痕，而且电芯在转移中，其电芯外侧会与滑槽摩擦，使电芯旋转导致电芯端部的角度时刻发生变化，每到一个工序前都需要增设一个电芯纠正机构，而且还需要辅以人工在岗监督，为了解决这个问题，我们设计一种将电芯进行一次性固定，以托盘作为电芯的滑移载体，以此避免电芯在移动中出现划痕和角度偏差，取消电芯极耳集流片装配焊接工艺中的多个角度纠正工序，简化电芯输送线路结构，在满足电池电芯极耳集流片焊接装配工艺的同时，使得整个该工艺从初始到结束更加简单流畅，从而减少人工干预的可能，实现自动化生产，从而提高生产效率和产品质量，具体的。

请参阅图1、图2，本发明公开的一种全极耳圆柱电池集流片全自动焊接机，包括安装台1以及一个传输机构2、一个拥有双工位的转移机构4、两个拥有双工位且结构相同的集流片上料单元、两个结构相同的激光焊接机构、一个拥有双工位的电芯调转机构7和一个集片折叠机构10；两个集流片上料单元和两个激光焊接机构，分别以负极集流片上料单元5与正极集流片上料单元8以及一号激光焊接机构6和二号激光焊接机构9进行区分；其中负极集流片上料单元5和一号激光焊接机构6为一组，主要负责对电芯的负极集流片的自动上料和焊接，而正极集流片上料单元8和二号激光焊接机构9为一组，主要负责电芯的正极集流片的自动上料和焊接加工。

请参阅图1、图2，输送机构沿安装台1长度方向安装在安装台1的中部，转移机构4、负极集流片上料单元5、一号激光焊接机构6、电芯调转机构7、正极集流片上料单元8、二号激光焊接机构9以及集片折叠机构10以输送机构的送料移动方向依次按序设置在输送机构同一侧，其中将电芯调转机构7设置在两个激光焊接机构之间，一是对已经完成负极集流片焊接的电芯实施掉头，方便后续的正极集流片的上料和焊接工艺，二是以电芯调转机构7的垂直升降、夹持以及水平旋转的方式来调转电芯，不仅可以避免电芯产生抹茶划痕，同时还能确保电芯端面的角度不变，实现水平掉头的目的。

请参阅图1、图2、图16、图17、图18，为了实现电芯有序且平稳的经过每个加工工位，具体的，输送机构包括输送台201，以及输送台201顶部安装的两条定位滑轨202，两条定位滑轨202上滑动安装有若干拥有双工位的送料托盘组件207，输送台201上还设有用来驱动送料托盘组件207移动的联动驱动机构；其中送料托盘组件207主要用来承载电芯，对电芯实施定位的同时，通过联动驱动机构的推拉动作，使其送料托盘组件207带着电芯在输送台201上移动，并且同时还能实现送料托盘组件207在输送台201上循环移动。

还包括设置在安装台1顶部的防尘罩(未示出)；以及安装台1底部的机架(未示出)；另外，为了方便操作人员对设备参数实施调整和设定，在防尘罩上安装有人机交互控制总成(未示出)；为了解决整个设备中各部件的动力源问题，在机架的内部还安装有用来为各个气缸部件提供动力的气源***(未示出)，以及为上料机构506和搬运机构502取料提供真空负压吸力的真空***(未示出)；其中，上述的气源***和真空***采用的是目前机械化智能设备中常用的空气压缩***作为动力气源，以及真空负压抽吸***作为上料机构506和搬运机构502吸取集流片时的真空抽吸动力；而人机交互控制总成则采用的是目前智能可编程的智能控制电脑，同样是目前智能机械化设备中常用的控制设备。

请参阅图1、图2、图4，为了将电芯从上一揉平加工工序，成功转移到集流片的焊接工艺中，在安装台1的一侧位于输送机构的入料端还安装有一个电芯送料机构3；与此同时，为了配合转移机构4能够顺利将电芯从电芯送料机构3转移到送料托盘组件207上的两个电芯固定工位中，其电芯送料机构3的尾端与输送机构的入料端之间以水平方位重叠设计，且重叠交错的宽度与一个送料托盘组件207的宽度一致，转移机构4则安装在电芯送料机构3与输送机构重叠交错部分的一侧位置。

由于电芯送料机构3采用的是皮带式传送，其传送皮带上的电芯卡托间隙小于送料托盘组件207上的两个电芯固定工位，为了一次性在送料托盘组件207的两个电芯固定工位上放上两个电芯，以提高电芯转移效率和速度，我们设计了双工位的转移机构4，具体的。

请参阅图3，转移机构4由立架a401、安装在立架a401顶部的气缸驱动横移组件402、竖直安装在气缸驱动横移组件402的移动滑块上的驱动夹持机构组成；其中，气缸驱动横移组件402由一个横向安装在立架a401顶部的滑轨架、与滑轨架滑动安装的移动滑块，以及安装在滑轨架端部并与移动滑块固定连接的横移驱动气缸组成，其主要作用在于促使驱动夹持机构在电芯送料机构3和传输机构2之间来回移动，配合驱动夹持机构的各项动作，从而完成电芯的转移。

请参阅图3，驱动夹持机构包括安装块a403、横向安装在安装块a403一侧中部的宽度调节气缸404、两个高度调节气缸405和两个气动平行夹a406；两个高度调节气缸405在水平方位高度一致，其中一个高度调节气缸405通过支架安装在宽度调节气缸404的伸缩臂上，另一个高度调节气缸405则安装在安装块a403的侧面，两个高度调节气缸405以及两个气动平行夹a406采用同步控制，而驱动夹持机构的主要作用则是对电芯的夹持，以及完成双工位上的电芯安置。

将电芯从电芯输送机构中转移到送料托盘组件207上的过程中，两个高度调节气缸405带动气动平行夹a406下移，由气动平行夹a406夹住电芯后，两个高度调节气缸405带动气动平行夹a406提升，在此过程中宽度调节气缸404工作将两个气动平行夹a406之间的距离拉开直至与送料托盘组件207上的两个电芯固定工位呈上下位对应即可，高度调节气缸405在提升气动平行夹a406的过程中，气缸驱动横移组件402同步工作，将高度调节气缸405、气动平行夹a406乃至其上夹持的电芯同步朝送料托盘组件207位置推动，待电芯位置与送料托盘组件207上的电芯固定工位对应，高度调节气缸405带动气动平行夹a406下移，而气动平行夹a406则在下移到预定位置后松开电芯，使其电芯成功转移到送料托盘组件207上，而后高度调节气缸405、宽度调节气缸404、气动平行夹a406和气缸驱动横移组件402复位，并重复上述电芯转移动作，如此循环往复。

请参阅图1、图2、图16、图17、图18，为了实现以若干送料托盘组件207构成的送料链能够正常在水平方位实现循环移动的同时，为后期操作人员对送料托盘组件207的检修、更换等操作提供便利，联动驱动机构包括横推气缸组件a203、横推气缸组件b205以及推料气缸组件204和回拨气缸组件206；其中横推气缸组件a203和横推气缸组件b205分别位于输送台201的两端位置，其横推气缸组件a203与横推气缸组件b205的运动方向为相对设计，其中推料气缸组件204和回拨气缸组件206位于输送台201的斜对角位置，推料气缸组件204和回拨气缸组件206的运动方向平行且相对，两条定位滑轨202相互平行，且安装角度与推料气缸组件204和回拨气缸组件206的运动方向一致；其中一条定位滑轨202为送料托盘组件207前行送料时滑动定位用，另一条定位滑轨202则是送料托盘组件207返回到输送台201的入料端时滑动定位用，其中横推气缸组件a203和横推气缸组件b205，主要负责送料托盘组件207在两条滑轨上实现交替转换，而推料气缸组件204主要负责将载有电芯的送料托盘组件207朝传输机构2尾端推送，使得电芯依次经过各个加工工位，而回拨气缸组件206则是将空的送料托盘组件207朝传输机构2的入料端推进从而实现送料托盘组件207的水平循环移动。

请参阅图17，为了送料托盘组件207在两个定位滑轨202的两端实现位置转移时更加方便，两条定位滑轨202两端与输送台201端部之间留有与送料托盘组件207宽度匹配的间隙；且两条定位滑轨202两端之间以及输送台201的两端内侧均设有高度与定位滑轨202高度一致的托台，托台的设计以及等宽的间隙设计，能够对送料托盘组件207实施一定的定位效果，并确保送料托盘组件207在横移时更加平稳顺利。

请参阅图11，送料托盘组件207包括底座271，底座271通过底部安装的限位滑块272滑动安装在定位滑轨202上；底座271的顶部安装有两组电芯托槽273构成两个电芯固定工位；为使得送料托盘组件207上的电芯固定工位能够适应同粗，但不同长短的电芯固定，在每组电芯托槽273靠近输送台201的一端安装有可调节位置的电芯端部定位块275；为了实现集流片自动上料定位，在每组电芯托槽273的另一端则安装有一个弧形的集流片定位卡板274，而集流片定位卡板274与电芯端部之间形成一个底端为闭口状的卡槽，用以卡住集流片。

请参阅图5，为了实现双工位不间断的自动供料，确保每个电芯正、负极的集流片能够顺利送到送料托盘组件207的指定位置，其中，集流片上料单元包括储料机构501、搬运机构502、角度旋转装置503、废料筛选机构504、托料机构505、上料机构506以及拨料机构507。

为了实现连续不间断的集流片自动供料，同时为工作人员补充集流片存料提供充足时间，具体的。

其中，请参阅图6、图7，储料机构501安装在安装台1上，用来储存以及向上料机构506提供电极集流片物料；储料机构501包括主安装板511，主安装板511的一面竖直设置有四个储料槽512，该储料槽512与主安装板511之间可根据需求设计成快拆连接结构，从左到右两个储料槽512为一组；每组储料槽512底部的主安装板511上各安装有一个上料电机513，主安装板511的背面对应每组储料槽512之间的位置竖直安装有一组传送带组件；上料电机513与传送带组件之间传动连接，每组传送带组件一侧的主安装板511上还安装有导向滑轨516，该导向滑轨516上滑动安装有一个与传送带组件中的传动皮带514相固定的固定夹515，该固定夹515上安装有一个顶料架517。

主安装板511上沿顶料架517上下移动的位置预留有移动孔；储料槽512的槽壁上开设有供顶料架517前端伸入储料槽512内部和在储料槽512内部上下移动的开口，为了能够检测到储料槽512内部存料情况，在位于储料槽512内部的顶料架517上安装有测物传感器；在送料中，上料电机513通过带动传送带组件运动，使得固定夹515带动顶料架517抬升，使得储料槽512内侧靠近顶端的位置始终有集流片存在，从而方便后续搬运机构502将储料槽512上内的集流片逐步转移到旋转装置上，而导向滑轨516的设置则是对固定夹515的上下移动进行限位，确保固定夹515带动顶料架517保持垂直运动。

请参阅图7，储料机构501还包括横移驱动组件518，该横移驱动组件518由安装在安装台1底部的基座5181和安装在基座5181上的推移驱动机构5182组成；推移驱动机构5182上的滑移单元以承载板为载体与主安装板511固定安装在一起，安装台1上位于储料机构501的位置处开设有供其横移的穿孔，横移驱动组件518的作用主要是在于当其中一组储料槽512内的集流片用完后，立刻将另一组储料槽512送到上料位置，实现不间断供料，与此同时，还为工作人员增补集流片提供充足时间。

其本实施例中，上述的推移驱动机构5182为目前机台设备中常用的丝杠传动装置。

而根据实际情况，其推移驱动机构5182还可采用伸缩气缸驱动或者无杆气缸驱动。

为了迎合搬运机构502在直线往复运动中完成物料的搬运转移，请参阅图5，其角度旋转装置503和废料筛选机构504呈纵向并排设置，且位于搬运机构502的一侧，托料机构505和上料机构506横向并排设计，托料机构505、角度旋转装置503和废料筛选机构504同处于搬运机构502移动路径的纵向轴线上；拨料机构507安装在输送台201的中间位置。

请参阅图8，搬运机构502包括安装在安装台1上的无杆气缸滑移驱动组件521；无杆气缸滑移驱动组件521的滑块上通过支架垂直安装有升降气缸a522，升降气缸a522的顶端水平安装有E形架523；E形架523的三个分支底端对应同一组储料槽512的位置安装有两个真空吸嘴524，且每个E形架523的分支内部均开设有用来连通两个真空吸嘴524的抽吸通道；而每个抽吸通道的一端均设有一个抽真空接头安装孔525。

在搬运物料时，随着无杆气缸滑移驱动组件521带动升降气缸a522前后位移的同时，升降气缸a522同步工作带动E形架523上下移动，使得E形架523每个分支上的两个真空吸嘴524各吸附一个集流片，随着无杆气缸滑移驱动组件521的横移和升降气缸a522的升降操作，配合真空***中的控制单元对气道的间歇启闭控制，实现集流片的交替转移动作，从而实现集流片逐步从储料槽512转移到角度旋转装置503、废料筛选机构504和托料机构505上。

由于圆柱电池的集流片为圆形，而且为了不影响后续的焊接动作，其集流片定位卡板274一般会设计成圆弧形，使得集流片定位卡板274仅有边缘少部分位置会对集流片实施卡合，并不能对集流片整体实现有效的固定，无法借助小部分的卡合限位实现稳定且有效的集流片剥离动作；为解决这一问题，为此我们设计一种辅助集流片从上料机构506上剥离的装置，具体的。

请参阅图5、图11，拨料机构507包括立架c571和安装在立架c571顶部呈水平设置的拨料气缸572；拨料气缸572的伸缩臂通过连接臂573安装有拨料片574，拨料片574位于送料托盘组件207中两个电芯固定工位之间的间隙处，且拨料片574为“⊥”形结构设计；在上料过程中，当集流片卡到集流片定位卡板274构成的卡槽中时，拨料气缸572回缩，使得拨料片574两端分别压住两个集流片，使得集流片与上料机构506剥离，集流片剥离完成后拨料气缸572恢复原位，以待下次拨料动作。

由于搬运机构502采用的是平移搬运，其本身不具备调整集流片角度的功能，而由于集流片结构的特殊性，其储料机构501中集流片的安置只能以特定方位存放，如果在搬运转移工程中不对集流片角度进行调整，将使得集流片无法配合上料装置完成最终的上料操作，为解决这一问题，我们在储料机构501和废料筛选机构504之间设置一个角度旋转装置503，用来调整集流片的角度。

具体的，请参阅图5，角度旋转装置503由一个基台和安装在基台上的旋转气缸组成，该旋转气缸的转动轴上水平安装有自带集流片定位销的集流片暂置台，集流片暂置台主要用来暂时安置集流片，并通过旋转集流片暂置台使得其上的集流片调转方位，实现角度的调节，基台的顶部还安装有视觉检测装置，该视觉检测装置采用常规的工业视觉检测传感器装置，主要用来检测集流片的角度；

为了进一步的确保集流片的角度正确，为后续集流片的上料提供保障；具体请参阅图9，废料筛选机构504包括立架b541、设置在立架b541一侧的收集箱542；立架b541的中部安装有旋转气缸a543，该旋转气缸a543的输出转轴水平安装有一个载料板544，该载料板544上设有两组集流片定位桩；立架b541的顶端对应每组集流片定位桩的位置各设有一个视觉扫描探头545；通过视觉扫描探头545检测集流片角度，一旦角度未达到预定位置，旋转气缸a543，带动载料板544旋转，使得其上安置的集流片落到下方的收集箱542内。

请参阅图10，托料机构505包括通过支撑块551安装在安装台1上的托料气缸552；托料气缸552的顶端水平安装有托料台553，在送料时，托料气缸552伸展将托料台553托起，使得通过搬运机构502搬运到托料台553上的集流片顺利与下述上料机构506中双十字空心架567上的两个取料吸嘴568接触，使得上料机构506完成吸料转移。

请参阅图10，上料机构506包括通过安装块b561横向固定在安装台1上的位移气缸a562，该位移气缸a562主要作用是在上料时将整个机构在水平方位上朝传输机构2方向进行靠拢或远离动作，使其集流片能够顺利在相应位置，位移气缸a562的伸缩臂上通过支架竖立安装有位移气缸b563，而位移气缸b563，则是用于调整上料机构506的垂直高度，以便于上料机构506适应不同规格的电芯上料作业，位移气缸b563的伸缩臂上竖直安装有安装立架564，安装立架564的一侧安装有驱动电机565和多通路旋转接头566；多通路旋转接头566的旋转接头端与安装立架564之间通过轴承进行转动安装；多通路旋转接头566的旋转接头与驱动电机565之间传动连接；且该旋转接头的一端延伸至安装立板611的另一侧后其旋转接头上还安装双十字空心架567；十字空心架的四个支臂端部各安装有一个取料吸嘴568。

双十字空心架567的内部设有与多通路旋转接头566输出端的内部气道对应且相通的通道，该通道与每个取料吸嘴568连通，采用多通路旋转接头566作为真空抽吸的气路转接机构，可以使得双十字空心架567在旋转的同时并不会阻碍其上的取料吸嘴568的正常工作。

安装立架564的顶端对应双十字空心架567的位置安装有电子计数传感器569，以用来对集料片进行计数。

请参阅图12、图13，激光焊接机构由集流片固定及激光触发组件601和激光焊接单元602两部分组成；其中集流片固定及激光触发组件601安装在输送台201上且与激光焊接单元602之间呈直线相对。

为提高集流片激光焊接加工的稳定性，避免出现焊点偏移和或焊点抖动导致的焊接失误，为此将激光焊接触发机制设置在与激光焊接单元602无任何接触的集流片固定部分，以防止集流片的固定动作导致激光焊接单元602出现细微抖动，具体的。

请参阅图12，集流片固定及激光触发组件601包括安装在输送台201上且分别位于送料托盘组件207两端的立板611和固定座613，立板611的顶端对应送料托板组件上的两个电芯固定工位处各安装有一个水平设计的电芯定位气缸612，该电芯定位气缸612的伸缩端设有用来为下述激光焊接主机总成625提供启闭信号的压力传感器，该压力传感器与激光焊接单元602中的控制机构信号连接；固定座613的顶部水平安装有集流片前推驱动气缸614，该集流片前推驱动气缸614的伸缩端通过载架615安装有两个与电芯固定工位对应的集流片推块616，集流片推块616上预设有方便激光焊接的通孔617。

请参阅图13，激光焊接单元602包括安装在安装台1上的滑台座621，滑台座621上设置有定位滑杆622和旋转丝杠，定位滑杆622上滑动安装有与旋转丝杆623进行丝杆连接的滑台，该滑台的顶部竖直安装有安装臂624，安装臂624的侧面安装有激光焊接主机总成625，激光焊接主机总成625的激光发生端安装有激光发射头626；滑台上旋拧有定位螺栓，其中滑台座621与定位滑杆622、旋转丝杠、滑台和定位螺栓的配合，主要是使得激光焊接单元602的前后位置具备可调性。

当送料托盘组件207移动到焊接机构位置处，两个电芯定位气缸612伸展，集流片前推驱动气缸614带动集流片推块616前移，最终对电芯产生夹持效果，而此时集流片同样与电芯端部紧贴，电芯定位气缸612与集流片前推驱动气缸614对电芯形成夹持力的同时，电芯定位气缸612的前端的压力传感器产生信号，激光焊接主机总成625收到信号后启动，完成激光焊接动作。

请参阅图15，电芯调转机构7包括安装在输送台201上的龙门架701；该龙门架701位于送料托盘组件207上方的位置垂直安装有升降气缸b702，升降气缸b702的伸缩端水平安装有旋转气缸b703，旋转气缸的转轴水平安装有一安装盘704，安装盘704两端的底部各安装有一竖直的气动平行夹b705。

当完成负极集流片焊接加工的电芯在经过电芯调转机构7时，由升降气缸b702带动旋转气缸b703及气动平行夹b705下移，由气动平行夹b705夹住电芯后，升降气缸b702收缩，提拉气动平行夹b705，与此同时旋转气缸b703旋转，使其两个气动平行夹b705调转位置的同时连带夹持的电芯一并调转方向后，再有升降气缸b702带动气动平行夹b705下移，使得电芯重新落入电芯固定工位中，如此完成一次电芯调转动作。

为了方便后续电芯插壳加工以及焊盖操作等，需要将突出在电芯外侧的部分集流片进行折叠操作，为此我们设计一种能够适应电芯在水平输送过程中完成集流片折叠加工的装置。

具体的，请参阅图14，集片折叠机构10包括位于送料托盘组件207两端且与输送台201固定安装的立架d101和安装座102，立架d101的顶部对应两个电芯固定工位的位置处水平安装有一个推进气缸a103，两个推进气缸a103的伸缩端安装有后夹块104，两个推进气缸a103之间的立架d101上还安装有一个水平设置的集流片前推气缸105，集流片前推气缸105的前端通过推杆安装有集流片折叠推板106。

安装座102上安装有水平设置的推进气缸b107，推进气缸b107的伸缩端和缸体上分别安装有前夹块108和集流片下压气缸109。

在折叠集流片时，先由推进气缸a103和推进气缸b107伸展，使得后夹块104和前夹块108对电芯实施夹持固定，而后再由集流片前推气缸105带动集流片折叠推板106前移，将突出至电芯外侧的集流片部分朝电芯端部方向移动，使其弯曲后集流片前推气缸105复位，再由集流片下压气缸109带动压块将弯曲的集流片部分彻底压成与电芯端部呈90度，如此完成对集流片的折叠作业。

以上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理以内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种全极耳圆柱电池集流片全自动焊接机，其特征在于：包括安装台以及一个传输机构、一个拥有双工位的转移机构、两个拥有双工位且结构相同的集流片上料单元、两个结构相同的激光焊接机构、一个拥有双工位的电芯调转机构和一个集片折叠机构；两个所述集流片上料单元和两个所述激光焊接机构，分别以负极集流片上料单元与正极集流片上料单元以及一号激光焊接机构和二号激光焊接机构进行区分；所述输送机构沿安装台长度方向安装在安装台的中部，所述转移机构、负极集流片上料单元、一号激光焊接机构、电芯调转机构、正极集流片上料单元、二号激光焊接机构以及集片折叠机构以输送机构的送料移动方向依次按序设置在输送机构同一侧；所述输送机构包括输送台，以及输送台顶部安装的两条定位滑轨，两条定位滑轨上滑动安装有若干拥有双工位的送料托盘组件，所述输送台上还设有用来驱动送料托盘组件移动的联动驱动机构。

2.根据权利要求1所述的一种全极耳圆柱电池集流片全自动焊接机，其特征在于：所述安装台的一侧位于输送机构的入料端还安装有一个电芯送料机构；所述电芯送料机构的尾端与输送机构的入料端之间以水平方位重叠设计，且重叠交错的宽度与一个送料托盘组件的宽度一致，所述转移机构则安装在电芯送料机构与输送机构重叠交错部分的一侧位置；所述转移机构由立架a、安装在立架a顶部的气缸驱动横移组件、竖直安装在气缸驱动横移组件的移动滑块上的驱动夹持机构组成；所述气缸驱动横移组件由一个横向安装在立架a顶部的滑轨架、与滑轨架滑动安装的移动滑块，以及安装在滑轨架端部并与移动滑块固定连接的横移驱动气缸组成；所述驱动夹持机构包括安装块a、横向安装在安装块a一侧中部的宽度调节气缸、两个高度调节气缸和两个气动平行夹a；两个所述高度调节气缸在水平方位高度一致，其中一个高度调节气缸通过支架安装在宽度调节气缸的伸缩臂上，另一个高度调节气缸则安装在安装块a的侧面。

3.根据权利要求1所述的一种全极耳圆柱电池集流片全自动焊接机，其特征在于：所述联动驱动机构包括横推气缸组件a、横推气缸组件b以及推料气缸组件和回拨气缸组件；其中横推气缸组件a和横推气缸组件b分别位于输送台的两端位置，其横推气缸组件a与横推气缸组件b的运动方向为相对设计，其中推料气缸组件和回拨气缸组件位于输送台的斜对角位置，所述推料气缸组件和回拨气缸组件的运动方向平行且相对；两条所述定位滑轨相互平行，且安装角度与推料气缸组件和回拨气缸组件的运动方向一致；且两条所述定位滑轨两端与输送台端部之间留有与送料托盘组件宽度匹配的间隙；且两条定位滑轨两端之间以及输送台的两端内侧均设有高度与定位滑轨高度一致的托台；所述送料托盘组件包括底座，所述底座通过底部安装的限位滑块滑动安装在定位滑轨上；所述底座的顶部安装有两组电芯托槽构成两个电芯固定工位；每组所述电芯托槽靠近输送台的一端安装有可调节位置的电芯端部定位块；而每组所述电芯托槽的另一端则安装有一个弧形的集流片定位卡板。

4.根据权利要求1所述的一种全极耳圆柱电池集流片全自动焊接机，其特征在于：所述集流片上料单元包括储料机构、搬运机构、角度旋转装置、废料筛选机构、托料机构、上料机构以及拨料机构；其中储料机构安装在安装台上，用来储存以及向上料机构提供电极集流片物料；所述储料机构包括主安装板，所述主安装板的一面竖直设置有四个储料槽，从左到右两个储料槽为一组；每组储料槽底部的主安装板上各安装有一个上料电机，所述主安装板的背面对应每组储料槽之间的位置竖直安装有一组传送带组件；所述上料电机与传送带组件之间传动连接，每组传送带组件一侧的主安装板上还安装有导向滑轨，该导向滑轨上滑动安装有一个与传送带组件中的传动皮带相固定的固定夹，该固定夹上安装有一个顶料架；所述主安装板上沿顶料架上下移动的位置预留有移动孔；所述储料槽的槽壁上开设有供顶料架前端伸入储料槽内部和在储料槽内部上下移动的开口；所述储料机构还包括横移驱动组件，该横移驱动组件由安装在安装台底部的基座和安装在基座上的推移驱动机构组成；所述推移驱动机构上的滑移单元以承载板为载体与主安装板固定安装在一起，所述安装台上位于储料机构的位置处开设有供其横移的穿孔。

5.根据权利要求4所述的一种全极耳圆柱电池集流片全自动焊接机，其特征在于：所述角度旋转装置和废料筛选机构呈纵向并排设置，且位于搬运机构的一侧，所述托料机构和上料机构横向并排设计，所述托料机构、角度旋转装置和废料筛选机构同处于搬运机构移动路径的纵向轴线上；所述拨料机构安装在输送台的中间位置；所述搬运机构包括安装在安装台上的无杆气缸滑移驱动组件；所述无杆气缸滑移驱动组件的滑块上通过支架垂直安装有升降气缸a，所述升降气缸a的顶端水平安装有E形架；所述E形架的三个分支底端对应同一组储料槽的位置安装有两个真空吸嘴，且每个E形架的分支内部均开设有用来连通两个真空吸嘴的抽吸通道；而每个抽吸通道的一端均设有一个抽真空接头安装孔；所述拨料机构包括立架c和安装在立架c顶部呈水平设置的拨料气缸；所述拨料气缸的伸缩臂通过连接臂安装有拨料片，所述拨料片位于送料托盘组件中两个电芯固定工位之间的间隙处，且拨料片为“⊥”形结构设计。

6.根据权利要求5所述的一种全极耳圆柱电池集流片全自动焊接机，其特征在于：所述角度旋转装置由一个基台和安装在基台上的旋转气缸组成，该旋转气缸的转动轴上水平安装有集流片暂置台，基台的顶部还安装有视觉检测装置；所述废料筛选机构包括立架b、设置在立架b一侧的收集箱；所述立架b的中部安装有旋转气缸a，该旋转气缸a的输出转轴水平安装有一个载料板，该载料板上设有两组集流片定位桩；所述立架b的顶端对应每组集流片定位桩的位置各设有一个视觉扫描探头。

7.根据权利要求4所述的一种全极耳圆柱电池集流片全自动焊接机，其特征在于：所述托料机构包括通过支撑块安装在安装台上的托料气缸；所述托料气缸的顶端水平安装有托料台；所述上料机构包括通过安装块b横向固定在安装台上的位移气缸a，所述位移气缸a的伸缩臂上通过支架竖立安装有位移气缸b，所述位移气缸b的伸缩臂上竖直安装有安装立架，所述安装立架的一侧安装有驱动电机和多通路旋转接头；所述多通路旋转接头的旋转接头端与安装立架之间通过轴承进行转动安装；所述多通路旋转接头的旋转接头与驱动电机之间传动连接；且该旋转接头的一端延伸至安装立板的另一侧后其旋转接头上还安装双十字空心架；所述十字空心架的四个支臂端部各安装有一个取料吸嘴；所述双十字空心架的内部设有与多通路旋转接头输出端的内部气道对应且相通的通道，该通道与每个取料吸嘴连通；所述安装立架的顶端对应双十字空心架的位置安装有电子计数传感器。

8.根据权利要求1所述的一种全极耳圆柱电池集流片全自动焊接机，其特征在于：所述激光焊接机构由集流片固定及激光触发组件和激光焊接单元两部分组成；其中集流片固定及激光触发组件安装在输送台上且与激光焊接单元之间呈直线相对；所述集流片固定及激光触发组件包括安装在输送台上且分别位于送料托盘组件两端的立板和固定座，所述立板的顶端对应送料托板组件上的两个电芯固定工位处各安装有一个水平设计的电芯定位气缸，该电芯定位气缸的伸缩端设有压力传感器，该压力传感器与激光焊接单元中的控制机构信号连接；所述固定座的顶部水平安装有集流片前推驱动气缸，该集流片前推驱动气缸的伸缩端通过载架安装有两个与电芯固定工位对应的集流片推块，所述集流片推块上预设有方便激光焊接的通孔；所述激光焊接单元包括安装在安装台上的滑台座，所述滑台座上设置有定位滑杆和旋转丝杠，所述定位滑杆上滑动安装有与旋转丝杆进行丝杆连接的滑台，该滑台的顶部竖直安装有安装臂，所述安装臂的侧面安装有激光焊接主机总成，所述激光焊接主机总成的激光发生端安装有激光发射头；所述滑台上旋拧有定位螺栓。

9.根据权利要求1所述的一种全极耳圆柱电池集流片全自动焊接机，其特征在于：所述电芯调转机构包括安装在输送台上的龙门架；该龙门架位于送料托盘组件上方的位置垂直安装有升降气缸b，所述升降气缸b的伸缩端水平安装有旋转气缸b，所述旋转气缸的转轴水平安装有一安装盘，安装盘两端的底部各安装有一竖直的气动平行夹b；所述集片折叠机构包括位于送料托盘组件两端且与输送台固定安装的立架d和安装座，所述立架d的顶部对应两个电芯固定工位的位置处水平安装有一个推进气缸a，两个推进气缸a的伸缩端安装有后夹块，两个推进气缸a之间的立架d上还安装有一个水平设置的集流片前推气缸，所述集流片前推气缸的前端通过推杆安装有集流片折叠推板；所述安装座上安装有水平设置的推进气缸b，所述推进气缸的伸缩端和缸体上分别安装有前夹块和集流片下压气缸。

10.根据权利要求1所述的一种全极耳圆柱电池集流片全自动焊接机，其特征在于：还包括设置在安装台顶部的防尘罩；以及安装台底部的机架；其中防尘罩上安装有人机交互控制总成；所述机架的内部还安装有用来为各个气缸部件提供动力的气源***，以及为上料机构和搬运机构取料提供真空负压吸力的真空***。

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