焊接机构的制作方法

本发明涉及一种焊接机构，尤其是一种电池焊接机构，属于自动化设备技术领域。

背景技术：

锂电池作为一种绿色能源，使用的领域越来越广泛，近年来圆柱型锂离子电池的需求量不断上升，圆柱形锂电池主要用于串并联组装成电池模组，广泛应用在笔记本电脑、数码相机、电动汽车等领域。

实践证明，锂电池的总体质量和性能不但与单体电池的质量、性能相关，更与电池模组机构、组装、焊接工艺有紧密的关系，尤其是锂电池模组中的载流片与电池正负极之间的焊接质量会直接影响到整个模组的可靠性、安全性、温升、内阻等，所以提供一种焊接质量高的焊接机构用以将电池成组焊接是急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种焊接机构，用以将电池成组焊接，焊接质量高。

按照本发明提供的技术方案，所述焊接机构，其特征是：包括框架结构的支架，支架的一侧或两侧支柱上设置升降机构，升降机构的升降端上固定水平运动机构，水平运动机构的水平运动端上固定焊头，焊头上的焊针朝向支架的内侧；

在所述支架的左右两侧支柱之间设置前后移动机构，前后移动机构的移动端上设置电池模组夹具，以驱动电池模组夹具前后水平移动。

进一步的，在所述支架的横梁上固定打磨支架，打磨支架的下侧沿前后方向滑动设置打磨驱动装置支架，在打磨驱动装置支架上安装打磨驱动装置，打磨驱动装置的输出轴呈前后方向设置，打磨驱动装置的输出轴连接磨轮、干丝刷的轴。

进一步的，在所述打磨支架上安装换位驱动装置，换位驱动装置连接打磨驱动装置支架，以驱动打磨驱动装置支架沿前后方向运动。

进一步的，在所述支架一侧或两侧的水平运动机构的水平运动端上安装拉力测试夹爪和夹爪驱动装置，夹爪驱动装置连接拉力测试夹爪，以驱动拉力测试夹爪水平运动；在所述前后移动机构的移动端上安装焊接测试用电池。

进一步的，所述升降机构、水平运动机构和前后移动机构采用电缸。

进一步的，所述水平运动机构通过第一承载板固定至升降机构的升降端，焊头通过第二承载板固定至水平运动机构的水平运动端。

进一步的，所述打磨支架的下方设置导轨，导轨上滑动设置滑块，滑块固定至打磨驱动装置支架。

进一步的，所述打磨驱动装置的输出轴与磨轮、干丝刷的轴直联或者通过减速器连接。

进一步的，在所述磨轮和干丝刷的外侧设置除尘框，除尘框与吸泵连接，在除尘框的两侧设置用于避开焊针的开口。

本发明还提供一种锂电池PACK设备（封装设备），包含上述的焊接机构，利用所述焊接机构对锂电池进行成组焊接。

本发明具有以下优点：

（1）通过升降机构、水平运动机构和前后移动机构能够实现电池的成组焊接，并且焊接质量高；

（2）本发明通过集成焊针打磨部件能够实现装置不停机的焊针打磨；

（3）本发明还设置了焊接拉力测试部件，能够实现对打磨完毕的焊针进行焊接质量测试。

附图说明

图1为本发明所述焊接机构的主视图。

图2为本发明所述焊接机构的左视图。

附图标记说明：支架100、升降机构101、水平运动机构102、焊头103、第一承载板104、第二承载板105、前后移动机构106、电池模组夹具107、打磨电机200、磨轮201、干丝刷202、打磨支架203、导轨204、滑块205、电机支架206、换位气缸207、焊接测试用电池300、拉力测试夹爪301、夹爪移动气缸302。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

以下具体实施方式的描述中坐标参考图1，以图1中的上下方向为上下，左右方向为左右，垂直纸面向外的方向为前，垂直纸面向内的方向为后。

本发明所述焊接机构主要包括焊接部件、焊针打磨部件和焊接拉力测试部件。所述焊接部件实现电池模组中的电池和载流片之间的焊接，焊针打磨部件实现对焊针的打磨，焊接拉力测试部件实现对打磨完毕的焊针进行焊接质量测试。

如图1所示，所述焊接部件主要包括支架100、升降机构101、水平运动机构102、焊头103、前后移动机构106和电池模组夹具107。支架100呈冂字型的框架结构，支架100的左右两侧支柱上均设置有升降机构101、水平运动机构102和焊头103，分别对设置在支架100中间的电池的正、负极进行焊接。因为左右两侧的升降机构101、水平运动机构102和焊头103位置对称，结构相同，所以以下具体描述中仅就一侧支柱上的升降机构101、水平运动机构102和焊头103进行介绍。

如图1所示，所述升降机构101竖直固定至支架100的支柱上，升降机构101的升降端上通过一个第一承载板104固定水平运动机构102，水平运动机构102的前侧水平运动端上通过第二承载板105固定焊头103；当升降机构101的升降端上下运动时，便能够带动第一承载板104上的水平运动机构102以及固定至水平运动机构102的焊头103上下运动，当水平运动机构102的水平运动端进行水平方向运动时，带动固定其上的焊头103沿水平方向运动。前后移动机构106设置在支架100的内侧，前后移动机构106的移动端上设置电池模组夹具107，可以带动设置在其上面的电池模组夹具107前后运动，还未焊接的电池模组被夹持在电池模组夹具107的内部，焊头103的焊针朝向支架100的内侧，便于焊接放置在支架100内侧的电池。升降机构101、水平运动机构102、前后移动机构106均可以选择使用电缸。

如图1、图2所示，所述焊针打磨部件主要包括打磨电机200、磨轮201、干丝刷202、导轨204/滑块205、打磨支架203和换位气缸207。打磨支架203固定至支架100的横梁上，打磨支架203的下方平行设置有两条导轨204，导轨204的下方配设有滑块205，滑块205下侧固定至电机支架206，电机支架206内部设置有打磨电机200，打磨电机200的输出轴与前方的磨轮201、干丝刷202的轴连接，或者通过减速器与磨轮201、干丝刷202的轴连接，用以驱动磨轮201、干丝刷202旋转。换位气缸207设置在打磨支架203和电机支架206之间，换位气缸207的伸出杆与电机支架206连接，用以驱动打磨电机200、磨轮201和干丝刷202在前后方向上运动。

当焊针使用超过一定的时间则需要对焊针进行打磨，此时，升降机构101的升降端向上运动，将焊针送至与磨轮201、干丝刷202的轴线大致在同一水平面的位置，焊针先在磨轮201处进行打磨，打磨过后焊针上可能会存在毛刺等问题；此时，换位气缸207动作，带动打磨电机200、磨轮201和干丝刷202向后运动，焊针与干丝刷202接触，利用干丝刷202对焊针进行清理。

由于在焊针打磨过程中会产生灰尘，所以需要设置一个除尘装置将磨轮201和干丝刷202处产生的灰尘吸除。因此，本发明在磨轮201和干丝刷202的外侧设置了除尘框，除尘框上侧与吸泵连接，仅在与焊针相应位置开设有小开口供焊针接触磨轮201、干丝刷202进行打磨。

为了对打磨后的焊针的质量进行测试，本发明的焊接机构中设置了焊接拉力测试部件，用以在线测试打磨后的焊针焊接载流片与电池后所能够产生的焊接结合力。

如图1、图2所示，所述焊接拉力测试部件主要包括焊接测试用电池300、拉力测试夹爪301和夹爪移动气缸302。夹爪移动气缸302通过第二承载板105固定至水平运动机构102前侧的水平移动端，夹爪移动气缸302的伸出杆朝向支架100的内侧并固定连接拉力测试夹爪301，焊接测试用电池300固定至前后移动机构106的移动端。当需要进行焊接测试的时候，水平运动机构102的水平移动端进行水平方向运动，使用打磨好的焊针对准焊接测试用电池300的正极或负极（焊接测试用电池300的两侧电极的外侧已经预设有载流片，载流片上设置有能够被拉力测试夹爪301勾住的挂耳），将载流片焊接至测试用电池的正极或负极，随后，水平运动机构102的水平移动端反向运动，升降机构101的升降端向上运动，以便于拉力测试夹爪301对准刚才焊接的载流片，夹爪移动气缸302动作，将拉力测试夹爪301水平推送到载流片处，拉力测试夹爪301勾住载流片随后反向运动，进行拉力测试，并将测试的数据上传至控制器。操作人员可以根据测试的结果进行停机人工检测或继续进行焊接或者采用其他处理方式。