CN220217080U - 一种超声波焊接循环轨道 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超声波焊接循环轨道，它涉及电池生产机械自动化技术领域。其包括两条呈间隔设置的直线轨道以及连接两个直线轨道端部的两个治具切换模块，活动安装在循环轨道上的循环治具；位于直线轨道的一侧对循环治具进行定位的治具定位装置、驱动循环治具移动的横移拔叉装置、解除循环治具对电芯夹持的治具解锁装置。本实用新型有益效果为通过两条直线轨道及两套治具切换模块之间的相互配合，使得循环治具形成“口”字运动路线，形成完整的循环轨道，提高了生产加工的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池生产机械自动化技术领域，具体涉及一种超声波焊接循环轨道。
背景技术
在全球双碳背景下，新能源成为全球发展的主要方向。随着我国新能源汽车行业和储能行业迅速发展，作为新能源汽车的动力源和储能电芯，锂电池技术近年来也得到了迅速的发展。同时，电动车、电动工具、储能等行业的快速发展，对锂电池的需求将会不断增长。
在锂电池的生产组装过程中,电芯极耳与连接片和保护片焊接是一个重要工序。传统的自动化生产中，直线流水线生产需要人工进行上下治具，不利于电芯治具的循环使用率，从而无法提高生产效率。而且，由于合芯电芯在未合芯前的结构主要是连接片连接的两半电芯，在输送过程中不仅需要治具进行相应盛载，同时需要保证对两半电芯及连接片同步有效稳定夹持，避免连接片与电芯之间脱落。采用人工操作存在生产劳动强度大、效率低的缺陷，且由于人为操作存在诸多的不确定因素，使其焊接位置不能保持一定的精度，导致锂电池电芯加工的质量不过关,影响产品的质量。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有技术中，电芯流水线人工进行上下治具，劳动强度大、循环效率低、成本较高，不能保持一定的精度的问题，提供一种超声波焊接循环轨道。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案是：一种超声波焊接循环轨道，其包括：
循环轨道1，包括两条呈间隔设置的直线轨道11以及连接两个所述直线轨道11端部的两个治具切换模块12，所述治具切换模块12与直线轨道11共同形成长方形运输路径；
至少一个循环治具2，活动安装在所述循环轨道1上，用以夹持电芯；
至少一个治具定位装置3，位于直线轨道11的一侧，用于对循环治具2进行定位；
横移拔叉装置4，位于直线轨道11的一侧，用于驱动所述循环治具2沿循环轨道1移动；
治具解锁装置5，位于直线轨道11的一侧，用于解除循环治具2对电芯的夹持。
治具切换模块12包括纵移装置121及安装在其上的过渡轨道122。纵移装置121空间垂直于两条直线轨道11，用于驱动所述过渡轨道122在两条直线轨道11之间移动。
进一步的，所述治具切换模块12还包括限位块123及用于对循环治具2进行定位的定位销钉124，所述定位销钉124及限位块123均安装在过渡轨道122上，所述限位块123位于过渡轨道122端部，用于限制循环治具2的移动距离。
进一步的，所述循环治具2包括U形连接扣21、定位块22、治具23及活动安装在循环轨道1上的安装架24，所述治具23位于安装架24顶端，用于夹持电芯，所述U形连接扣21位于安装座31长度方向上的两端，用于连接相邻的两个安装座31，所述定位块22位于安装座31宽度方向上的两端，与治具定位装置3相配合，用于对安装架24进行定位。
进一步的，所述两个U形连接扣21的开口方向相反，且其中一个U形连接扣21远离安装座31的一端设有防撞橡胶211。
进一步的，所述治具定位装置3包括安装座31、伸缩气缸32、活动块33及第一凸轮轴承随动器34，所述安装座31顶端设有伸缩气缸32，所述伸缩气缸32的输出端通过活动块33与第一轮轴承随动器相连接，所述第一轮轴承随动器用于定位循环治具2。
进一步的，所述横移拔叉装置4包括横移装置41、横向移动座42、拔叉气缸43、拔叉安装座44及第二凸轮轴承随动器45，所述横移装置41用于驱动横向移动座42沿直线轨道11长度方向移动，所述横向移动座42顶端安装有拔叉气缸43，所述拔叉气缸43的输出端通过拔叉安装座44与第二凸轮轴承随动器45相连接，所述拔叉气缸43用于控制第二凸轮轴承随动器45与循环治具2两者的连接或断开。
进一步的，所述横向移动座42上设有空间垂直于横移装置41的导轨421，所述导轨421上活动安装有拔叉安装座44。
采用上述技术方案后，本实用新型有益效果为：
通过两条直线轨道及两套治具切换模块之间的相互配合，使得循环治具形成“口”字运动路线，形成完整的循环轨道，提高了生产加工的效率。
通过横移拔叉装置推动循环治具移动至过渡轨道上，纵移装置带动过渡轨道移动至与另一条直线轨道相连通，从而实现循环治具的循环流动，实现对治具的高效利用，提高工作效率。
相邻循环治具之间通过U形连接扣进行连接，相比于传统的连接方式通过U形连接扣进行连接，结构简单操作方便。
通过通过位于U形连接扣上的防撞橡胶，能避免循环治具之间相互碰撞而损坏，保障治具的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型中治具切换模块的结构示意图。
图3是本实用新型中循环治具的结构示意图。
图4是本实用新型中治具定位装置的结构示意图。
图5是本实用新型中横移拔叉装置的结构示意图。
附图标记说明：循环轨道1、直线轨道11、治具切换模块12、纵移装置121、过渡轨道122、限位块123、定位销钉124、循环治具2、U形连接扣21、防撞橡胶211、定位块22、治具23、安装架24、治具定位装置3、安装座31、伸缩气缸32、活动块33、第一凸轮轴承随动器34、横移拔叉装置4、横移装置41、横向移动座42、导轨421、拔叉气缸43、拔叉安装座44、第二凸轮轴承随动器45、治具解锁装置5。
具体实施方式
参看图1-5所示，本具体实施方式采用的技术方案是：一种超声波焊接循环轨道，其包括：
循环轨道1，包括两条呈间隔设置的直线轨道11以及连接两个所述直线轨道11端部的两个治具切换模块12，所述治具切换模块12与直线轨道11共同形成长方形运输路径；
至少一个循环治具2，活动安装在所述循环轨道1上，用以夹持电芯；
至少一个治具定位装置3，位于直线轨道11的一侧，用于对循环治具2进行定位；
横移拔叉装置4，位于直线轨道11的一侧，用于驱动所述循环治具2沿循环轨道1移动；
治具解锁装置5，位于直线轨道11的一侧，用于解除循环治具2对电芯的夹持。
通过采用上述技术方案：循环轨道1上设置有多个循环治具2，横移拔叉装置4推动循环治具2沿着循环轨道1移动，当移动一个工位后治具定位装置3固定循环治具2防止其移动。然后治具切换模块12及治具解锁装置5开始工作：治具切换模块12将位于其上的循环治具2移动至另一条直线轨道11上。治具解锁装置5解除同工位循环治具2的锁定状态，由外置机械手放置未加工的电芯或取走加工完成后的电芯。再然后治具定位装置3解除锁定，横移拔叉装置4再次工作并重复上述步骤。
具体的治具切换模块12包括纵移装置121及安装在其上的过渡轨道122。纵移装置121空间垂直于两条直线轨道11。
通过采用上述技术方案：纵移装置121驱动过渡轨道122在两条直线轨道11之间移动。具体的过渡轨道122与一条直线轨道11相连通，当横移拔叉装置4推动一个循环治具2移动至过渡轨道122上后。纵移装置121带动过渡轨道122移动至与另一条直线轨道11相连通，从而实现循环治具2的循环流动，实现高效利用。
具体的治具切换模块12还包括限位块123及用于对循环治具2进行定位的定位销钉124。定位销钉124及限位块123均安装在过渡轨道122上，限位块123位于过渡轨道122端部，用于限制循环治具2的移动距离。
通过采用上述技术方案：循环治具2在横移拔叉装置4的推动下沿着过渡轨道122移动。当移动一个工位后循环治具2的一端与限位块123相抵接，且位于过渡轨道122上的定位销钉124与循环治具2相卡接。定位销钉124对循环治具2进行定位防止循环治具2在过渡轨道122横向移动的过程中发生位移。
具体的循环治具2包括U形连接扣21、定位块22、治具23及活动安装在循环轨道1上的安装架24。治具23位于安装架24顶端，用于夹持电芯。U形连接扣21位于安装座31长度方向上的两端，用于连接相邻的两个安装座31。定位块22位于安装座31宽度方向上的两端，与治具定位装置3相配合，用于对安装架24进行定位。
通过采用上述技术方案：多个循环治具2活动安装在循环轨道1上，且多个循环治具2之间通过U形连接扣21相连接。电芯在外置机械手的控制下放置在治具23上，治具23对电芯进行夹紧固定，避免电芯在输送转移过程中掉落，保证电芯在输送过程中的稳定。循环治具2在移动的过程中，位于直线轨道11一侧的横移拔叉装置4与定块位相卡接，然后横移拔叉装置4推着循环治具2移动一个工位。然后横移拔叉装置4解除与循环治具2的卡接并回到初始位置，同时位于直线轨道11另一侧的治具定位装置3于定块位相卡接，对循环治具2进行固定。便于外置机械手和超声波焊接机对电芯进行更换及加工。
更具体的安装架24两侧的U形连接扣21的开口方向相反，且其中一个U形连接扣21远离安装座31的一端设有防撞橡胶211。
通过采用上述技术方案：相邻两个安装架24的U形连接扣21开口方向刚好相反，运行时相邻安装架24通过U形连接扣21相互卡接。位于U形连接扣21上的防撞橡胶211，能避免循环治具2之间相互碰撞而损坏，保障治具23的使用寿命。U形连接扣21之间通过治具切换模块12带动循环治具2横向移动实现相互卡接及分离。相比于传统的连接方式通过U形连接扣21进行连接，结构简单操作方便。
具体的治具定位装置3包括安装座31、伸缩气缸32、活动块33及第一凸轮轴承随动器34。安装座31顶端设有伸缩气缸32，伸缩气缸32的输出端通过活动块33与第一轮轴承随动器相连接。
通过采用上述技术方案：每个工位侧边都安装有一台治具定位装置3。循环治具2每次移动后，伸缩气缸32都会伸长将第一凸轮轴承随动器34与活动块33相卡接，对循环治具2进行定位。然后外置超声波焊接机、外置机械手及治具切换模块12对电芯进行焊接、更换及转移。完成上述步骤后伸缩气缸32收回解除对循环治具2的定位。
具体的横移拔叉装置4包括横移装置41、横向移动座42、拔叉气缸43、拔叉安装座44及第二凸轮轴承随动器45。横移装置41用于驱动横向移动座42沿直线轨道11长度方向移动。横向移动座42顶端安装有拔叉气缸43，拔叉气缸43的输出端通过拔叉安装座44与第二凸轮轴承随动器45相连接。拔叉气缸43用于控制第二凸轮轴承随动器45与循环治具2两者的连接或断开。
通过采用上述技术方案：横向移动座42上的拔叉气缸43伸出第二凸轮轴承随动器45于当前工位的定位块22相卡接。然后横移装置41带动横向移动座42向前移动一个工位。再然后治具定位装置3定位循环治具2，第二凸轮轴承随动器45解除卡接，横向移动座42回到初始位置。
更具体的横向移动座42上设有空间垂直于横移装置41的导轨421，导轨421上活动安装有拔叉安装座44。
通过采用上述技术方案：拔叉气缸43推动拔叉安装座44沿着轨道移动，保证第二凸轮轴承随动器45与定位块22精准卡接，提高设备的稳定性。
本实用新型的工作原理：两条直线轨道11上均安装有多个通过U形连接扣21相互连接的循环治具2。位于直线轨道11一侧的横移拔叉装置4与相对工位上的循环治具2相卡接，然后推动整条直线轨道11上的循环治具2向前移动一个工位。移动完成后横移拔叉装置4解除锁定回到初始位置，同时位于直线轨道11另一侧的治具定位装置3对直线轨道11上循环治具2进行定位，防止循环治具2在接下来的加工中发生位移。
循环治具2定位完成后，超声波焊接机、治具解锁装置5、机械臂及治具切换模块12同时进行工作。位于直线轨道11一侧的外置超声波焊接机对治具23上的电芯进行焊接；治具解锁装置5解除相对工位上治具23对电芯的夹持，便于外置机械臂放置未加工电芯或取走焊接完成的电芯；治具切换模块12将移动至其上的循环治具2移载至另一条直线轨道11上，并使过渡轨道122上的循环治具2与直线轨道11上的循环治具2相卡接，形成“口”字运动路线,使循环治具2能在这两条直线轨道11间过渡，形成完整的循环轨道1。
超声波焊接机、治具解锁装置5、机械臂及治具切换模块12均完成工作后。横移拔叉装置4再次卡接循环治具2，治具定位装置3解除锁定。横移拔叉装置4然后推动整条直线轨道11上的循环治具2向前移动一个工位，重复上述流程，形成一个循环的加工流程。
以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种超声波焊接循环轨道，其特征在于：其包括
循环轨道(1)，包括两条呈间隔设置的直线轨道(11)以及连接两个所述直线轨道(11)端部的两个治具切换模块(12)，所述治具切换模块(12)与直线轨道(11)共同形成长方形运输路径；
至少一个循环治具(2)，活动安装在所述循环轨道(1)上，用以夹持电芯；
至少一个治具定位装置(3)，位于直线轨道(11)的一侧，用于对循环治具(2)进行定位；
横移拔叉装置(4)，位于直线轨道(11)的一侧，用于驱动所述循环治具(2)沿循环轨道(1)移动；
治具解锁装置(5)，位于直线轨道(11)的一侧，用于解除循环治具(2)对电芯的夹持。
2.根据权利要求1所述的一种超声波焊接循环轨道，其特征在于：所述治具切换模块(12)包括纵移装置(121)及安装在其上的过渡轨道(122)，所述纵移装置(121)空间垂直于两条直线轨道(11)，用于驱动所述过渡轨道(122)在两条直线轨道(11)之间移动。
3.根据权利要求2所述的一种超声波焊接循环轨道，其特征在于：所述治具切换模块(12)还包括限位块(123)及用于对循环治具(2)进行定位的定位销钉(124)，所述定位销钉(124)及限位块(123)均安装在过渡轨道(122)上，所述限位块(123)位于过渡轨道(122)端部，用于限制循环治具(2)的移动距离。
4.根据权利要求1所述的一种超声波焊接循环轨道，其特征在于：所述循环治具(2)包括U形连接扣(21)、定位块(22)、治具(23)及活动安装在循环轨道(1)上的安装架(24)，所述治具(23)位于安装架(24)顶端，用于夹持电芯，所述U形连接扣(21)位于安装座(31)长度方向上的两端，用于连接相邻的两个安装座(31)，所述定位块(22)位于安装座(31)宽度方向上的两端，与治具定位装置(3)相配合，用于对安装架(24)进行定位。
5.根据权利要求4所述的一种超声波焊接循环轨道，其特征在于：所述两个U形连接扣(21)的开口方向相反，且其中一个U形连接扣(21)远离安装座(31)的一端设有防撞橡胶(211)。
6.根据权利要求1所述的一种超声波焊接循环轨道，其特征在于：所述治具定位装置(3)包括安装座(31)、伸缩气缸(32)、活动块(33)及第一凸轮轴承随动器(34)，所述安装座(31)顶端设有伸缩气缸(32)，所述伸缩气缸(32)的输出端通过活动块(33)与第一轮轴承随动器相连接，所述第一轮轴承随动器用于定位循环治具(2)。
7.根据权利要求1所述的一种超声波焊接循环轨道，其特征在于：所述横移拔叉装置(4)包括横移装置(41)、横向移动座(42)、拔叉气缸(43)、拔叉安装座(44)及第二凸轮轴承随动器(45)，所述横移装置(41)用于驱动横向移动座(42)沿直线轨道(11)长度方向移动，所述横向移动座(42)顶端安装有拔叉气缸(43)，所述拔叉气缸(43)的输出端通过拔叉安装座(44)与第二凸轮轴承随动器(45)相连接，所述拔叉气缸(43)用于控制第二凸轮轴承随动器(45)与循环治具(2)两者的连接或断开。
8.根据权利要求7所述的一种超声波焊接循环轨道，其特征在于：所述横向移动座(42)上设有空间垂直于横移装置(41)的导轨(421)，所述导轨(421)上活动安装有拔叉安装座(44)。
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