CN204118166U - 全自动直线盖帽焊机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全自动直线盖帽焊机，包括振动盘、盖帽接料机构、拉线模具、振镜、虚焊检测机构、极耳折叠及扣装机构、虚焊电芯回收装置、盖帽回收机构、良品出料机构、良品出料拉线、产品90度翻转机构、激光焊接压嘴、拉线传动机构，其中盖帽接料机构分别与振动盘、拉线模具连接，拉线模具另一端依次连接虚焊检测机构、极耳折叠及扣装机构、盖帽回收机构、良品出料机构、良品出料拉线，其中极耳折叠及扣装机构的下方连接虚焊电芯回收装置，极耳折叠及扣装机构包括两块顶部安装板，两块顶部安装板平行间隔的设置，且两块顶部安装板通过支撑柱连接。本实用新型可以有效的减少作业人员、降低报废率，提高生产效率。

Description

全自动直线盖帽焊机

技术领域

本发明用于18650圆柱锂电池的电池盖帽筛选、焊接等一系列工序，具体涉及全自动直线盖帽焊机。 

背景技术

目前整个18650圆柱锂电制造业的盖帽焊接工序有三种作业方式： 

一、采用转盘式盖帽焊接机，它的不足之处有以下几点： 

(1)、焊接效率太低； 

(2)、制造成本太高； 

(3)、使用环境局限性； 

二、手动焊接模式，现有靠人工来完成的生产模式有以下几点不足之处： 

(1)、注液后的电池在激光焊工序存在堆积，人工不能及时的把产品传递到激光盖帽焊接工序，产品容易长时间搁置在手套箱内造成吸水，直接影响产品的安全性能； 

(2)、人工激光焊上料时，由于电池外壳是圆柱体，在放置过程中的可移动性太强，会造成产品每次放置位置的一致性差，焊接定位很难保证且产品虚焊较多，员工两个手循环上料、下料，容易疲惫而辛苦； 

(3)、人工虚焊检测不能恒拉力检测，检测不准且容易损坏极耳，严 重影响产品安全性； 

(4)、人工折极耳很难保证都是‘Z’型折叠，存在产品短路的安全隐患； 

(5)、人工整个焊接过程需要人员较多。 

三、盖帽激光焊模式， 

目前整个圆柱锂电制造业的盖帽激光焊工序采用转盘焊接的生产模式有以下几点不足之处： 

(1)、焊接效率较低，单机效率在15-20PPM； 

(2)、制造费用太高，单机售价在55-70万人民币之间； 

(3)、使用环境局限性，因为设备本身体积较大，抗腐蚀性差，所以基本都在干燥房里面使用，不能适应手套箱环境内工作，维护较麻烦。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是要提供一种实现上述目的的技术方案如下： 

全自动直线盖帽焊机，包括振动盘、盖帽接料机构、拉线模具、振镜、虚焊检测机构、极耳折叠及扣装机构、虚焊电芯回收装置、盖帽回收机构、良品出料机构、良品出料拉线、产品90度翻转机构、激光焊接压嘴、拉线传动机构，其中盖帽接料机构分别与振动盘、拉线模具连接，拉线模具另一端依次连接虚焊检测机构、极耳折叠及扣装机构、盖帽回收机构、良品出料机构、良品出料拉线，其中极耳折叠及扣装机构的下方连接虚焊电芯回收装置，其特征在于：所述极耳折叠及扣装机构包括两块顶部安装板，分别为顶部安装板一、顶部安 装板二，两块顶部安装板平行间隔的设置，且两块顶部安装板通过支撑柱连接，在两块顶部安装板之间安装有分度转盘，分度转盘通过旋转轴连接在顶部安装板上，分度转盘上设置有数个凹槽，分度转盘的一侧设置分度夹盘，分度夹盘上也设置凹槽，拉线模具上的工件进入分度转盘和分度夹盘上的凹槽内，在顶部安装板一上安装有分割器，分割器的两侧分别连接联轴器、分度器感应块，联轴器的另一端连接电机，电机带动联轴器转动，与分度夹盘对应的一面，在顶部安装板二与分度转盘之间设置盖帽夹块，分度转盘上的工件一端被盖帽夹块夹住；顶部安装板二上设置有缺口，同时在顶部安装板外侧具有气缸固定板，气缸固定板通过连接件固定在顶部安装板二上，气缸固定板上安装导套，且导套一端穿过气缸固定板，穿过气缸固定板的导套与盖帽夹块连接，导套另一端内套接压杆，压杆内套接吸料柱，导套的下端在气缸固定板上安装气缸一，气缸一的输出轴上连接抱紧板，同时吸料柱也连接抱紧板，抱紧板跟随输出轴移动，带动压杆来回伸缩；顶部安装板之间的下端安装支撑连接板，支撑连接板上放置导料板，工件从分度转盘上滑落滚入导料板内。 

优选的，导料板的末端设置有尾板，尾板的内侧设置导向板，导向板上安装气缸二，气缸二连接推块，尾板的一侧设置放料槽，气缸二推动推块，推块将导料板末端的合格的工件推入放料槽内。 

优选的，靠近分度转盘端，在顶部安装板的一侧安装取料拨回机构，取料拨回机构将分度转盘上的工件取下，使其顺着导料板滚下，所述导料板与地面之间具有0-90间的夹角。 

优选的，导料板上设置感应器。 

优选的，所述虚焊检测机构包括主体安装板，主体安装板的正面安装有两个独立的直线导轨，并且直线导轨能够在主体安装板上滑动，所述直线导轨分别为直线导轨一、直线导轨二，直线导轨一、直线导轨二在一条直线上，主体安装板的轴向两侧端面对称的连接主体连接件，其中在直线导轨一的轴向一侧连接有前推板，前推板跟随直线导轨一移动，同时前推板上还设置有电磁铁； 

直线导轨二上还安装有滑座，滑座沿着直线导轨二移动，在滑座上连接有后推板，气缸通过气缸轴与后推板连接，在前推板与后推板之间设置有弹性元件，当气缸轴回缩的时候，气缸轴带动后推板移动，后推板的移动拉动拉簧； 

电磁铁的吸力大于弹性元件的拉力； 

在主体安装板的反面安装有感应开关。 

优选的，与前推板相对的一面，在直线导轨二的一侧固定有气缸固定板，气缸轴穿过气缸固定板与后推板连接。 

优选的，其中一个主体连接件与直线滑轨之间，在主体安装板上活动的安装有推杆，并且推杆的一端设置凹槽，紧靠主体连接件端面的前推板上设置定位销，定位销防止直线导轨二被电磁铁过度吸引。 

优选的，所述感应开关为光电开关，靠近感应开关处设置感应片。 

优选的，所述弹性元件为拉簧。 

优选的，前推板与后推板上各设置一个弹簧拉杆，所述弹簧拉杆一端具有螺纹，一端具有透孔，具有螺纹的一端与前推板和后推板连 接，拉簧的两端分别穿过透孔。 

本实用新型可以有效的减少作业人员、降低报废率。 

附图说明

图1为本实用新型整体示意图 

图2为实用新型另一视角整体示意图 

图3为虚焊检测机构主视图 

图4为图3俯视图 

图5为虚焊检测机构立体分解示意图 

图6为图5局部放大图 

图7为极耳折叠及扣装机构主视图 

图8为图7俯视图 

图9为图7侧视图 

图10为全自动直线盖帽焊机立体示意图 

图11为全自动直线盖帽焊机立体示意图 

附图序号说明：振动盘1、盖帽接料机构2、拉线模具3、振镜4、虚焊检测机构5、极耳折叠及扣装机构6、虚焊电芯回收装置7、盖帽回收机构8、良品出料机构9、良品出料拉线10、产品90度翻转机构11、激光焊接压嘴12、人机界面13、拉线传动机构14、机架15、主体安装板16、直线导轨一17、直线导轨二18、主体连接件19、前推板20、销孔20-1、电磁铁21、推杆22、凹槽22-1、定位销23、滑座24、后推板25、气缸三26、气缸轴26-1、拉簧27、气缸固定板28、弹簧拉杆29、螺母30、开关安装板31、光电感应开关32和 感应片33。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细的说明。 

全自动直线盖帽焊机，包括振动盘1、盖帽接料机构2、拉线模具3、振镜4、虚焊检测机构5、极耳折叠及扣装机构6、虚焊电芯回收装置7、盖帽回收机构8、良品出料机构9、良品出料拉线10、产品90度翻转机构11、激光焊接压嘴12、人机界面13、拉线传动机构14，其中盖帽接料机构分别与振动盘、拉线模具连接，拉线模具另一端依次连接虚焊检测机构、极耳折叠及扣装机构、盖帽回收机构、良品出料机构、良品出料拉线，其中极耳折叠及扣装机构的下方连接虚焊电芯回收装置，上述部件设置在机架15上，其中人机界面13与上述各部件电连接或信号连接，其中上述部件都连接在机架上，虚焊检测机构与极耳折叠及扣装机构在机架上的安装位置不变。本实用新型中的主要发明点在于极耳折叠及扣装机构和虚焊检测机构的改变，其余的结构与现有技术相同，这里着重描述极耳折叠及扣装机构及其虚焊检测机构5的结构。 

极耳折叠及扣装机构6包括两块顶部安装板，分别为顶部安装板一641、顶部安装板二64，两块顶部安装板安装平行间隔的设置，且通过支撑柱65将两块顶部安装板连接在一起，在两块顶部安装板之间安装有分度转盘61，分度转盘61通过旋转轴(图中未示出)安装在两块顶部安装板上，分度转盘61以旋转轴为轴心进行旋转，所述分度转盘为精密分度转盘，分度转盘上设置有数个凹槽，拉线模具上 的工件进入分度转盘上的凹槽内，分度转盘与顶部安装板一641之间还设置有分度夹盘66，分度夹盘帮助分度转盘共同托住一根工件，在顶部安装板一641上安装有分割器645，分割器645优选精密分割器，位于顶部安装板一外部的分割器的一侧连接联轴器644，联轴器连接电机651，分割器的另一侧，在顶部安装板一上安装感应器安装块617，感应器安装块717上安装分度器感应块615，感应器安装块617与分割器645连接，电机651带动联轴器644转动；顶部安装板二64上设置有缺口，缺口的外侧设置气缸固定板，气缸固定板上安装导套610，导套610的一端穿过气缸固定板与盖帽夹块619连接，导套610另一端内套接压杆67，压杆67内套接吸料柱621，压杆67在导套内伸缩滑动，导套610的下端，在顶部安装板二64上安装垫块623，垫块623连接气缸一649，气缸一649的输出轴连接抱紧板622，吸料柱621也与抱紧板622连接，气缸一带动导套610、压杆跟随输出轴的运动来回伸缩，气缸抱紧板622跟随输出轴移动，在顶部安装板二与分度转盘之间设置盖帽夹块619，导套与盖帽夹块连接，分度转盘上的工件一端被盖帽夹块夹住，在顶部安装板二上连接夹紧调整板一68和夹紧调整板二69，夹紧调整板二69连接夹爪646；夹紧调整板可以调整盖帽夹块的位置，在顶部安装板二64上还可以设置一个气缸，气缸的输出轴上连接抱紧板613，抱紧板613位于抱紧板622的内部，两个气缸共同对压杆进行施力。 

顶部安装板之间的下端安装支撑连接板633，支撑连接板633的底部或者顶部安装板的底部通过支撑立柱635与底部安装件612连 接，底部安装件612安装在机架上，支撑连接板633上放置导料板625，可以在导料板625的两侧放置侧板626，防止工件掉下来，合格的工件从分度转盘上滑落滚入导料板内。导料板的末端设置有尾板627，尾板的内侧设置导向板629，导向板上安装气缸二650，气缸二连接推块631，尾板的一侧设置放料槽661，气缸二推动推块，推块将导料板末端的合格的工件推入放料槽661内。 

靠近分度转盘端，在顶部安装板的一侧安装取料拨回机构642，取料拨回机构将分度转盘上的工件取下，使其顺着导料板滚下，所述导料板与地面之间具有0-90间的夹角，使导料板呈倾斜状态，方便工件滚落。 

在顶部安装板二64上还安装有拨板616，拨板616上安装精密分割器645。 

焊检测机构5检测导料板上的工件，虚焊检测机构5包括主体安装板16，主体安装板的正面安装有两个独立的直线导轨，并且直线导轨能够在主体安装板上滑动，所述直线导轨分别为直线导轨一17、直线导轨二18，直线导轨一17、直线导轨二18在一条直线上，主体安装板16的轴向两侧端面对称的连接主体连接件19，其中在直线导轨一17的轴向一侧设置有前推板20，前推板20跟随直线导轨一17移动，同时前推板上还设置有电磁铁21，其中一个主体连接件与直线滑轨之间，在主体安装板上活动的安装有推杆22，并且推杆的一端设置凹槽22-1，紧靠主体连接件端面的前推板上设置定位销23，在前推板20一侧端面上设置销孔20-1，定位销23插设在销孔20-1 内，防止直线导轨二被电磁铁过度吸引；直线导轨二18上还安装有滑座24，滑座24沿着直线导轨二18移动，在滑座上连接有后推板25，气缸三26通过气缸轴26-1与后推板连接，在前推板与后推板之间设置有弹性元件，优选弹性元件为拉簧27，当气缸轴回缩的时候，气缸轴带动后推板移动，后推板的移动拉动拉簧27。 

为了加强气缸轴的强度，与前推板相对的一面，在直线导轨二的一侧固定有气缸固定板28，气缸轴26-1穿过气缸固定板与后推板连接。 

前推板与后推板上各设置一个弹簧拉杆29，弹簧拉杆一端具有螺纹，一端具有透孔，每个弹簧拉杆29具有螺纹的一端连接在前推板和后推板上，拉簧27的两端穿过透孔与弹簧拉杆29连接在一起，为了加强弹簧拉杆29的强度，使用螺母30将弹簧拉杆29进一步固定在前推板与后推板上。电磁铁的吸力大于拉簧的拉力，本实用新型中拉簧的拉力为六牛顿。 

在主体安装板的反面安装有开关安装板31，开关安装板31上安装光电感应开关32和感应片33。 

虚焊检测机构工作时，工件进入激光焊接压嘴工位后，气缸三得电工作，气缸三带动后推板移动，当气缸三移动时光电感应开关检测到气缸三的移动，电磁铁工作，由于电磁铁的吸力大于拉簧的拉力，因此当电磁铁能够吸附拉簧向前推板方向移动时，拉簧同时拉动后推板移动，后推板带动直线导轨二18向前推板方向移动，当直线导轨二继续移动时，为了避免直线导轨二撞上直线导轨一，此时推杆22 的凹槽就会因为定位销23的阻挡停止移动，这个情况就代表工件是虚焊，当电磁铁不能吸附住拉簧时，代表工件被焊接。 

本实用新型的整体的工作顺序是： 

在振动盘内放入一定数量的盖帽，之后点击启动开关，振动盘利用盖帽几何面将盖帽筛选为统一曲面并送入拉线模具槽内，之后人工放置电芯-进料拉线把电芯送入焊接激光工位(即激光焊接压嘴)-激光出光焊接工件-焊接后工件进入虚焊检测机构检验工件是否被虚焊-之后合格的工件进入极耳折叠及扣装机构进行自动盖帽扣装-接着合格产品和不合格产品分离，被虚焊的产品进入虚焊电芯回收装置，合格的产品进入良品出料机构-最后合格产品滑入良品出料拉线后进入产品90度翻转机构。如此循环工作。 

下面简单介绍下各部件的作用： 

振动盘，用于盖帽筛选及传送； 

盖帽接料机构，用于振动盘出料口与焊机模具的盖帽传输； 

拉线模具，用于盖帽和电芯的传输； 

振镜，用于激光分光和聚焦焊接； 

虚焊检测机构，用于电芯极耳与盖帽焊接后恒拉力检测； 

极耳折叠及扣装机构，用于焊机后极耳的‘Z’型折叠及盖帽扣装； 

虚焊电芯回收装置，用于出现虚焊后电芯的回收； 

盖帽回收机构，用于虚焊后盖帽的回收； 

良品出料机构，用于产品与盖帽扣装机构的分离； 

良品出料拉线，用于产品的出料传输； 

产品90度翻转机构，用于产品的90度翻转后与封口机进料拉线连接； 

激光焊接压嘴，用于极耳精确定位及焊接压紧； 

人机界面，用于参数设置及输入，报警信息提示，操作控制等； 

拉线传动机构，用于各自动工序的传输及控制电机力的输出； 

机架，用于各控制单元的安装支撑及定位。 

以上仅为本实用新型实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型实施例，凡在本实用新型实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型实施例的保护范围内。 

Claims (10)

1.全自动直线盖帽焊机，包括振动盘、盖帽接料机构、拉线模具、振镜、虚焊检测机构、极耳折叠及扣装机构、虚焊电芯回收装置、盖帽回收机构、良品出料机构、良品出料拉线、产品90度翻转机构、激光焊接压嘴、拉线传动机构，其中盖帽接料机构分别与振动盘、拉线模具连接，拉线模具另一端依次连接虚焊检测机构、极耳折叠及扣装机构、盖帽回收机构、良品出料机构、良品出料拉线，其中极耳折叠及扣装机构的下方连接虚焊电芯回收装置，其特征在于：所述极耳折叠及扣装机构包括两块顶部安装板，分别为顶部安装板一、顶部安装板二，两块顶部安装板平行间隔的设置，且两块顶部安装板通过支撑柱连接，在两块顶部安装板之间安装有分度转盘，分度转盘通过旋转轴连接在顶部安装板上，分度转盘上设置有数个凹槽，分度转盘的一侧设置分度夹盘，分度夹盘上也设置凹槽，拉线模具上的工件进入分度转盘和分度夹盘上的凹槽内，在顶部安装板一上安装有分割器，分割器的两侧分别连接联轴器、分度器感应块，联轴器的另一端连接电机，电机带动联轴器转动，与分度夹盘对应的一面，在顶部安装板二与分度转盘之间设置盖帽夹块，分度转盘上的工件一端被盖帽夹块夹住；顶部安装板二上设置有缺口，同时在顶部安装板外侧具有气缸固定板，气缸固定板通过连接件固定在顶部安装板二上，气缸固定板上安装导套，且导套一端穿过气缸固定板，穿过气缸固定板的导套与盖帽夹块连接，导套另一端内套接压杆，压杆内套接吸料柱，导套的下端在气缸固定板上安装气缸一，气缸一的输出轴上连接抱紧板，同时吸料柱也连接抱紧板，抱紧板跟随输出轴移动，带动压杆来回伸缩；顶部安装板之间的下端安装支撑连接板，支撑连接板上放置导料板，工件从分度转盘上滑落滚入导料板内。

2.根据权利要求1所述的全自动直线盖帽焊机，其特征在于：导料板的末端设置有尾板，尾板的内侧设置导向板，导向板上安装气缸二，气缸二连接推块，尾板的一侧设置放料槽，气缸二推动推块，推块将导料板末端的合格的工件推入放料槽内。

3.根据权利要求1所述的全自动直线盖帽焊机，其特征在于：靠近分度转盘端，在顶部安装板的一侧安装取料拨回机构，取料拨回机构将分度转盘上的工件取下，使其顺着导料板滚下，所述导料板与地面之间具有0-90间的夹角。

4.根据权利要求1所述的全自动直线盖帽焊机，其特征在于：导料板上设置感应器。

5.根据权利要求1所述的全自动直线盖帽焊机，其特征在于：所述虚焊检测机构包括主体安装板，主体安装板的正面安装有两个独立的直线导轨，并且直线导轨能够在主体安装板上滑动，所述直线导轨分别为直线导轨一、直线导轨二，直线导轨一、直线导轨二在一条直线上，主体安装板的轴向两侧端面对称的连接主体连接件，其中在直线导轨一的轴向一侧连接有前推板，前推板跟随直线导轨一移动，同时前推板上还设置有电磁铁；

直线导轨二上还安装有滑座，滑座沿着直线导轨二移动，在滑座上连接有后推板，气缸通过气缸轴与后推板连接，在前推板与后推板之间设置有弹性元件，当气缸轴回缩的时候，气缸轴带动后推板移动，后推板的移动拉动拉簧；

电磁铁的吸力大于弹性元件的拉力；

在主体安装板的反面安装有感应开关。

6.根据权利要求5所述的全自动直线盖帽焊机，其特征在于：与前推板相对的一面，在直线导轨二的一侧固定有气缸固定板，气缸轴穿过气缸固定板与后推板连接。

7.根据权利要求5所述的全自动直线盖帽焊机，其特征在于：其中一个主体连接件与直线滑轨之间，在主体安装板上活动的安装有推杆，并且推杆的一端设置凹槽，紧靠主体连接件端面的前推板上设置定位销，定位销防止直线导轨二被电磁铁过度吸引。

8.根据权利要求5所述的全自动直线盖帽焊机，其特征在于：所述感应开关为光电开关，靠近感应开关处设置感应片。

9.根据权利要求5所述的全自动直线盖帽焊机，其特征在于：所述弹性元件为拉簧。

10.根据权利要求9所述的全自动直线盖帽焊机，其特征在于：前推板与后推板上各设置一个弹簧拉杆，所述弹簧拉杆一端具有螺纹，一端具有透孔，具有螺纹的一端与前推板和后推板连接，拉簧的两端分别穿过透孔。