CN117583787A - 一种锂电池Pack极片焊接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种锂电池Pack极片焊接装置,主要涉及锂电池Pack领域。一种锂电池Pack极片焊接装置,包括输送带机构、定位机构、上料机构以及焊接机构,上料机构设置在输送带机构上游,定位机构设置在输送带机构中部两侧,焊接机构设置在输送带机构中部上方,定位机构包括设置在输送架两侧的定位架,至少一个所述定位滑轨的一侧设置定位同步带机构,所述定位滑轨上滑动设置压紧架,上料机构包括顶吊架,上料滑轨一侧设置上料同步带机构,上料滑轨上滑动设置伸展臂,伸展臂底部设置吸盘组,焊接机构包括焊接架以及焊接机械手。本发明的有益效果在于:本发明适用多种规格的电池包Pack用极片焊接工序,提高电池包Pack的焊接效率,降低生产成本。
Description
技术领域
本发明主要涉及锂电池Pack领域,具体是一种锂电池Pack极片焊接装置。
背景技术
锂电池Pack是动力电池***生产、设计应用的关键,是连接上游电芯生产和下游整车的应用核心环节,在完成电芯的组装后,需要对电芯进行串并联焊接,以调整电池的容量以及充放电性能。其中电池包具有触点单面布置抑制触点双面交错布置的方式,通过极片将触点进行焊接连接,可以完成电池包的最终Pack工序。
电池包极片焊接工序需要采用模块化设计,既可以连接前后的生产线使用,也可以在产能发生扰动、产线检修时承接手动的上料作为单独的模块使用。目前的锂电池Pack极片焊接生产线多是针对单一锂电池规格进行设计的,即便当做单独的模块使用,也仅能够对该规格的锂电池包进行焊接。而一般主机厂所承接锂电池规格较多,在小批量的定制规格产品中,很难针对性的设计Pack生产线,该种小批量的产品通常是半自动半人工的Pack,此时如果极片焊接工序能够满足不同规格电池包的焊接需求,将会极大的提高小批量特殊规格电池包的焊接效率,降低整体的加工成本。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明提供了一种锂电池Pack极片焊接装置,它能够适用多种规格的电池包Pack用极片焊接工序,提高电池包Pack的焊接效率,降低生产成本。
本发明为实现上述目的,通过以下技术方案实现:
一种锂电池Pack极片焊接装置,包括输送带机构、定位机构、上料机构以及焊接机构,所述上料机构设置在输送带机构上游,所述定位机构设置在输送带机构中部两侧,所述焊接机构设置在输送带机构中部上方,所述输送带机构包括输送架以及同步带,所述输送架两端具有同步带轮,所述同步带张紧在同步带轮之间,其中一个同步带轮上安装有伺服电机;所述定位机构包括设置在输送架两侧的定位架,所述定位架上设置定位滑轨,至少一个所述定位滑轨的一侧设置定位同步带机构,两个所述定位滑轨上滑动设置压紧架,所述压紧架横跨在输送带机构上方,所述压紧架包括与定位滑轨滑动设置的套筒座,所述套筒座内滑动设置压紧板,所述压紧板上设置若干焊接口,所述套筒座上设置升降缸,所述升降缸的活塞杆前端与压紧板底部相连接;所述上料机构包括顶吊架,所述顶吊架上设置与同步带输送方向垂直的上料滑轨,所述上料滑轨一侧设置上料同步带机构,所述上料滑轨上滑动设置伸展臂,所述伸展臂底部设置吸盘组,所述上料机构下游的输送架两侧设置限位缸,所述限位缸的活塞杆前端设置限位板,所述焊接机构包括焊接架以及焊接机械手,所述焊接架横跨在输送架上方,所述焊接机械手设置在焊接架下方,所述焊接机械手下方的输送架或者定位架上设置定位传感器。
所述同步架顶部具有承载板,所述同步带包括两侧的齿牙带以及中部的平面部,所述同步带的平面部底面与承载板相接触,所述同步带轮具有两对,两对所述同步带轮分别设置在同步架两端的两侧,其中同一端的同步带轮同轴设置。
所述限位缸为两段伸展的侧边气缸,所述限位板为横板以及纵板组成的“L”型结构,所述限位板的横板上设置接触传感器,当对电池包进行限位时,所述限位缸进行一级伸展,横板对电池包进行阻挡,随后限位缸进行二级伸展,纵板对电池包进行夹紧。
所述压紧板底面具有若干限位边组成的方形框,所述方形框与电池包顶面相适应。
所述焊接架外侧设置防护罩,所述防护罩内具有若干负压吸风口。
所述吸盘组包括吸盘架以及若干列吸盘,每列所述吸盘针对一片极片进行吸附。
所述上料机构下方一侧设置上料台,所述上料台上定位设置料仓,所述料仓内设置若干与吸盘列数对应的料槽。
对比现有技术,本发明的有益效果是:
本发明通过定位机构对电池包进行限位,并通过与输送带机构的同步运动,使极片固定在电芯触点上后被同步输送到焊接位置,通过焊接机械手完成最终的焊接。该种方式能够适应不同规格的电池包焊接作业,可以适用多种规格的小批量电池包的Pack作业,极大的提高了小批量产品的Pack加工效率。
通过吸盘组的上料结构,可以使极片能够稳定的被转运到电池包的触点上,并被压紧板稳定压合。在进行焊接时,通过压紧板上的焊接口可以完成极片与触点的焊接,通过简单的结构就完成了锂电池的Pack作业,加工效率极高。
附图说明
附图1是本发明第一立体视角结构示意图;
附图2是本发明第二立体视角结构示意图;
附图3是本发明主视结构示意图;
附图4是本发明压紧架区域结构示意图;
附图5是本发明A部局部放大结构示意图;
附图6是本发明B部局部放大结构示意图。
附图中所示标号:1、输送带机构;2、定位机构;3、上料机构;4、焊接机构;5、压紧架;6、限位缸;7、上料台;11、输送架;12、同步带;21、定位架;22、定位滑轨;23、定位同步带机构;31、顶吊架;32、上料滑轨;33、上料同步带机构;34、伸展臂;35、吸盘组;41、焊接架;42、焊接机械手;43、防护罩;51、套筒座;52、压紧板;53、升降缸;54、方形框;61、限位板;71、料仓;72、料槽。
具体实施方式
结合附图和具体实施例,对本发明作进一步说明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
如图1-6所示,本发明所述一种锂电池Pack极片焊接装置,包括输送带机构1、定位机构2、上料机构3以及焊接机构4,输送带机构1连接上续的理料整装工序,并将焊接完成的电池包输送到后续的检验以及包装工序。所述上料机构3设置在输送带机构1上游,用于对极片进行夹取,并将其转运到电池包的触点上进行放置。所述定位机构2设置在输送带机构1中部两侧,定位机构2用于对极片压紧在电池包的触点上,并且在压紧后与输送带机构1同步运行到焊接机构4下方完成极片的焊接。所述焊接机构4设置在输送带机构1中部上方,用于对电池包的极片进行焊接。本装置中,各动作元件均受到控制器的控制,各传感器均与控制器信号连接。
所述输送带机构1包括输送架11以及同步带12,所述输送架11两端具有同步带轮,所述同步带12张紧在同步带轮之间,其中一个同步带轮上安装有伺服电机。通过伺服电机的驱动,可以使同步带12在输送架11上进行稳定精准的驱动。所述同步带12上表面作为电池包的承载输送部位,为了保证同步带12能够对电池包进行稳定的输送,所述输送架11顶部具有承载板,所述同步带12包括两侧的齿牙带以及中部的平面部,所述同步带12的平面部底面与承载板相接触。通过承载板的支撑作用可以有效的对电池包的重力进行承载。所述同步带轮具有两对,两对所述同步带轮分别设置在输送架11两端的两侧,其中同一端的同步带轮同轴设置。两对同步带轮分别与同步带12两侧的齿牙带进行啮合,通过伺服电机的驱动带动同步带12对于电池包的稳定输送。
所述定位机构2包括设置在输送架11两侧的定位架21,定位架21通过连杆延伸设置在输送架11的两侧。所述定位架21上设置定位滑轨22,定位滑轨22与同步带12的输送方向平行。至少一个所述定位滑轨22的一侧设置定位同步带机构23,定位同步带机构23采用伺服电机驱动。两个所述定位滑轨22上滑动设置压紧架5,所述压紧架5横跨在输送带机构1上方。所述压紧架5包括与定位滑轨22滑动设置的套筒座51,所述套筒座51内滑动设置压紧板52。压紧板52横跨在输送架11上方。所述套筒座51上设置升降缸53,所述升降缸53的活塞杆前端与压紧板52底部相连接。通过升降缸53的驱动,可以带动压紧板52沿着套筒座51的轴线方向进行升降作业。所述压紧板52作为将极片压紧固定在电池包上的部件。所述压紧板52上开设若干焊接口,焊接口作为极片与电芯触点焊接的通过口。其中,为了能够使压紧板52对极片进行更稳定的压紧效果,所述压紧板52底面具有若干限位边组成的方形框54,方形框54的尺寸略大于电池包顶面的尺寸,从而能够对电池包进行一定的限位,避免电池包在输送过程中发生位移进而导致极片偏移。定位机构2用于对电池包进行限位,在通过压紧板52对电池包上的极片进行压紧后,定位同步带机构23与同步带12同步运行,将电池包稳定的输送到下游焊接位置。
所述上料机构3包括顶吊架31,顶吊架31位于输送带机构1的上方,顶吊架31为顶吊在顶棚上或者龙门架结构。所述顶吊架31上安装与同步带12输送方向垂直的上料滑轨32,所述上料滑轨32一侧设置上料同步带机构33,上料同步带机构33采用伺服电机驱动。所述上料滑轨32上滑动设置伸展臂34,所述伸展臂34底部设置吸盘组35,通过上料同步带机构33的驱动,可以使伸展臂34带动吸盘组35沿着上料滑轨32稳定且精准的位移,完成极片的抓取与定位放置。所述伸展臂34包括固定臂与伸缩臂,固定臂与伸缩臂之间安装有电推杆,通过电推杆可以带动吸盘组35进行精确的升降。所述吸盘组35包括吸盘架以及若干列吸盘,每列所述吸盘针对一片极片进行吸附。通过吸盘组35的吸附作用,可以将一片片的极片吸附转移到电池包的触点上进行放置。更为具体的,为了使得极片能够被吸盘组35进行定点抓取,极片应当定位放置。本实施方式中所述上料机构3下方一侧设置上料台7,所述上料台7上具有定位槽,定位槽内放置料仓71,从而对料仓71的位置进行定位。所述料仓71内具有若干与吸盘列数对应的料槽72,极片即叠加放置在料槽72内。在吸盘组35对极片进行抓取时,吸盘组35移动到料仓71上方,通过伸展臂34的伸展对极片进行吸附,进而完成极片的抓取。
更为具体的,为了使电池包能够停止在极片的放置位置处,需要对电池包的输送进行精准的定位。因此在所述上料机构3下游的输送架11两侧安装限位缸6,所述限位缸6为两段伸展的气缸。所述限位缸6的活塞杆前端设置限位板61,限位板61用于对电池包进行定位。具体的,所述限位板61为横板以及纵板组成的“L”型结构,两个限位板61对称设置。所述限位板61的横板上设置接触传感器,当对电池包进行限位时,所述限位缸6进行一级伸展,横板对电池包进行阻挡,电池包触发接触传感器,同步带12此时停止运行使电池包停止。随后限位缸6进行二级伸展,纵板对电池包进行夹紧,完成电池包的前后左右方向的定位。
进一步的,所述限位缸6为侧边气缸,侧边气缸可以减少更多的行程空间,避免限位缸6与压紧架5发生干涉,进而可以减少压紧架5的跨度,降低设备的整体宽度。
所述焊接机构4包括焊接架41以及焊接机械手42,所述焊接架41横跨在输送架11上方,所述焊接机械手42设置在焊接架41下方,所述焊接机械手42下方的输送架11或者定位架21上设置定位传感器。该定位传感器由压紧架5触发,当触发该定位传感器后,证明电池包输送到位,此时同步带12以及定位同步带机构23停止运行,将待焊接的电池包停止在焊接位置处。焊接机械手42对输送到其下方的电池包进行焊接,将极片与电芯的触点焊接在一起。焊接完成后,将压紧板52提起,同步带12继续将焊接完成的电池包向下游输送,而定位同步带机构23带动压紧架5反向移动,继续对下一电池包进行压紧输送。
进一步的,所述焊接架41外侧设置亚格力材质或者玻璃材质的防护罩43,所述防护罩43内具有若干负压吸风口。防护罩可以对焊接动作进行防护,同时负压吸风机构可以将焊接产生的烟雾去除,保障焊接工序的顺利进行。
具体的,利用上述结构对电池包的极片进行焊接操作时,各部分的运行程式如下:
S1:首先输送带机构1将电池包自上游输送到上料机构3下方,此时限位缸6处于一级伸展状态,电池包触发限位板61上的接触传感器后,输送带机构1停止,随后限位缸6二级伸展将电池包夹紧;
S2:随后伸展臂34伸展利用吸盘组35将极片吸取,在上料同步带机构33的驱动下移动到电池包上方,并利用伸展臂34的伸展动作将极片放置在电池包的电芯触点上;
S3:随后定位同步带机构23带动压紧架5移动到电池包上方,升降缸53收缩带动压紧板52将极片压紧在电池包上,随后定位同步带机构23与输送带机构1同步向下游移动,直至触发定位传感器后同时停止,此时电池包停止在焊接机构4的正下方;
S4:随后通过焊接机械手42透过焊接口将极片与电池包电芯的触点进行焊接,焊接完成后升降缸53带动压紧架5上升,利用输送带机构1将电池包输送到下游工序。
更进一步的,在另一种实施方式中,所述输送带机构1可以采用两段式结构,其中前段输送带机构与后段输送带机构的交接点位于上料机构3与焊接机构4之间,定位机构2则位于前段输送带后侧以及后段输送带机构前侧。前段输送带机构与后段输送带机构独立运行,则在上料机构3处的限位缸6将电池包定位后,后段输送带机构仍然可以与定位机构2配合完成电池包的焊接定位以及后续的转运,两者之间不发生干涉,能够更好的提高整体加工效率。
更进一步的,在另一种实施方式中,在输送带机构1的下游可安装翻转机构,用于将电池包进行翻转,进而将电池包翻转,使触点两面交替排列的电池包能够将底部触点暴露,然后输送带机构可调头重新通过上料机构3,重新完成该面的极片安放操作,同时增加另外一套限位缸6、定位机构2以及焊接机构4,完成最终的电池包Pack焊接作业。
Claims (7)
1.一种锂电池Pack极片焊接装置,包括输送带机构(1)、定位机构(2)、上料机构(3)以及焊接机构(4),其特征在于:所述上料机构(3)设置在输送带机构(1)上游,所述定位机构(2)设置在输送带机构(1)中部两侧,所述焊接机构(4)设置在输送带机构(1)中部上方,所述输送带机构(1)包括输送架(11)以及同步带(12),所述输送架(11)两端具有同步带轮,所述同步带(12)张紧在同步带轮之间,其中一个同步带轮上安装有伺服电机;所述定位机构(2)包括设置在输送架(11)两侧的定位架(21),所述定位架(21)上设置定位滑轨(22),至少一个所述定位滑轨(22)的一侧设置定位同步带机构(23),两个所述定位滑轨(22)上滑动设置压紧架(5),所述压紧架(5)横跨在输送带机构(1)上方,所述压紧架(5)包括与定位滑轨(22)滑动设置的套筒座(51),所述套筒座(51)内滑动设置压紧板(52),所述压紧板(52)上设置若干焊接口,所述套筒座(51)上设置升降缸(53),所述升降缸(53)的活塞杆前端与压紧板(52)底部相连接;所述上料机构(3)包括顶吊架(31),所述顶吊架(31)上设置与同步带(12)输送方向垂直的上料滑轨(32),所述上料滑轨(32)一侧设置上料同步带机构(33),所述上料滑轨(32)上滑动设置伸展臂(34),所述伸展臂(34)底部设置吸盘组(35),所述上料机构(3)下游的输送架(11)两侧设置限位缸(6),所述限位缸(6)的活塞杆前端设置限位板(61),所述焊接机构(4)包括焊接架(41)以及焊接机械手(42),所述焊接架(41)横跨在输送架(11)上方,所述焊接机械手(42)设置在焊接架(41)下方,所述焊接机械手(42)下方的输送架(11)或者定位架(21)上设置定位传感器。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池Pack极片焊接装置,其特征在于:所述输送架(11)顶部具有承载板,所述同步带(12)包括两侧的齿牙带以及中部的平面部,所述同步带(12)的平面部底面与承载板相接触,所述同步带轮具有两对,两对所述同步带轮分别设置在输送架(11)两端的两侧,其中同一端的同步带轮同轴设置。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池Pack极片焊接装置,其特征在于:所述限位缸(6)为两段伸展的侧边气缸,所述限位板(61)为横板以及纵板组成的“L”型结构,所述限位板(61)的横板上设置接触传感器,当对电池包进行限位时,所述限位缸(6)进行一级伸展,横板对电池包进行阻挡,随后限位缸(6)进行二级伸展,纵板对电池包进行夹紧。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池Pack极片焊接装置,其特征在于:所述压紧板(52)底面具有若干限位边组成的方形框(54),所述方形框(54)与电池包顶面相适应。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池Pack极片焊接装置,其特征在于:所述焊接架(41)外侧设置防护罩(43),所述防护罩(43)内具有若干负压吸风口。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池Pack极片焊接装置,其特征在于:所述吸盘组(35)包括吸盘架以及若干列吸盘,每列所述吸盘针对一片极片进行吸附。
7.根据权利要求6所述的一种锂电池Pack极片焊接装置,其特征在于:所述上料机构(3)下方一侧设置上料台(7),所述上料台(7)上定位设置料仓(71),所述料仓(71)内设置若干与吸盘列数对应的料槽(72)。
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