圆柱锂电池超声波铝丝键合机头的制作方法

本发明涉及一种圆柱锂电池超声波铝丝键合机头，具体涉及一种新能源圆柱锂电池保险丝焊接。

背景技术：

超声波键合机头主要是将超声波换能器机械震动的能量转化为摩擦热能，并在焊接的同时施加压力，使铝丝和母板表面产生原子间的结合。在锂电池模组生产过程中，需要通过铝丝将每颗锂电池的正负极分别与模组的正负极汇流板连接起来，由于目前市场上模组的组装工艺不成熟，导致整体锂电池高度不一致，目前市场采用同样的焊接参数对锂电池进行焊接，致使焊接不牢靠、焊线失败、切丝失败、良品率低，焊接效率低。针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种圆柱锂电池超声波铝丝键合机头。

技术实现要素：

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种圆柱锂电池超声波铝丝键合机头，其中，具体技术方案为：

包括切刀刀架，在所述切刀刀架上安装劈刀和可调节切刀，在所述可调节切刀的旁侧设置导丝嘴管，在所述切刀刀架的上方设置激光传感器；在切刀刀架的后方设置换能器安装架，所述换能器安装架上设置换能器。

上述的圆柱锂电池超声波铝丝键合机头，其中：在切刀刀架上设置切刀调节螺钉，在换能器安装架上设置导丝嘴管调节螺钉。

上述的圆柱锂电池超声波铝丝键合机头，其中：在切刀刀架的上方连接z旋转轴，在换能器安装架上设置外壳。

一种应用圆柱锂电池超声波铝丝键合机头的焊接工艺，具体为：

第一步：首先，运动控制系统根据程序预先xy设定值运行至该位置，带动机头外下运动，在劈刀接触锂电池或汇流板表面时，机电耦合器触发，记录此点作为焊接基准高度；

第二步：采用激光传感器对焊点进行每一次测高并保存；

第三步：键合机头根据焊接点的xyz轴的数据，运行至焊点上方，并往下运动至焊接面；

第四步：超声波换能器震动，通电线圈上电施加压力并与键合机头一起往下运动至焊接表面往下0.15～0.6mm的距离，实现焊点一焊接；

第五步：通电线圈断电，超声波换能器停止发生，键合机头运行至焊点上方，并往下运动至焊接面；

第六步：超声波发生，超声波换能器震动，通电线圈上电施加压力并与键合机头一起往下运动至焊接表面往下0.15～0.6mm的距离，实现焊点焊接。

第七步：通电线圈断电，超声波换能器停止发生，键合机头往上运动至焊接表面2～5mm的距离，并往焊点连线方向偏移1～2mm的距离；

第八步：键合机头往下运动至焊接表面往下0.1～0.3mm，进行切丝动作。

本发明相对于现有技术具有如下有益效果：

结合四轴运动系统，能根据每个焊接位置进行高速的激光测高，保证每个焊点高度误差在±0.05mm以内，保证焊接质量；同时，弹性切刀能够适应汇流板不平整疲软下陷等缺点，大大的提高切丝成功率。

附图说明

图1为圆柱锂电池超声波铝丝键合机头的结构示意图。

图2为圆柱锂电池超声波铝丝键合机头的结构示意图。

图中：

1z旋转轴2外壳3激光传感器4z轴防撞传感器5导丝嘴管6劈刀7可调节切刀8切刀刀架9切刀调节螺钉10换能器安装架11换能器12导丝嘴管调节螺钉13预紧弹簧

具体实施方式

在附图中，每个部件的功能如下所述：

z旋转轴1。

外壳2-机头保护装置。

激光传感器3-测量焊接高度。

z轴防撞传感器4-防止z轴超程，损坏劈刀。

导丝嘴管5-铝丝导向装置，使铝丝处于劈刀v槽中。

劈刀6-与铝丝工件接触的零件，传导高频震动。

可调节切刀7-铝丝切断零件。

切刀刀架8-安装切刀的零件。

切刀调节螺钉9-用于调节切刀位置。

换能器安装架10-用于换能器的安装紧固。

换能器11-电能→机械能转换装置。

导丝嘴管调节螺钉12-用于导丝管上下位置的紧固。

预紧弹簧13-导丝管角度调节张紧零件。

本发明提供的一种圆柱锂电池超声波铝丝键合机头，能够解决焊接高度不一致、汇流板安装不平整下陷导致的焊接失败、切丝失败等问题；

具体结构包括切刀刀架8，在所述切刀刀架8上安装劈刀6和可调节切刀7，在所述可调节切刀7的旁侧设置导丝嘴管，在所述切刀刀架8的上方设置激光传感器3；在切刀刀架8的后方设置换能器安装架10，所述换能器安装架10上设置换能器11。

在切刀刀架8上设置切刀调节螺钉12，在换能器安装架10上设置导丝嘴管调节螺钉12；在切刀刀架8的上方连接z旋转轴1，在换能器安装架10上设置外壳2。

本发明作为一种圆柱锂电池超声波铝丝键合机头结合四轴运动控制器能完成整个焊接工艺动作，能适应适应汇流板不平整形变下陷等缺点。

具体动作描述如下：

第一步：首先，运动控制系统根据程序预先xy设定值运行至该位置，带动机头外下运动，但劈刀接触锂电池或汇流板表面时，机电耦合器触发，记录此点作为焊接基准高度。

第二步：采用激光传感器3对其他焊点进行每一次测高并保存。

第三步：键合机头根据焊接点的xyz轴的数据，运行至焊点上方，并往下运动至焊接面。

第四步：超声波换能器震动，通电线圈上电施加压力并与键合机头一起往下运动至焊接表面往下0.15～0.6mm的距离，实现焊点一焊接。

第五步：通电线圈断电，换能器停止发生，键合机头运行至焊点二上方，并往下运动至焊接面。

第六步：超声波发生超声波换能器震动，通电线圈上电施加压力并与键合机头一起往下运动至焊接表面往下0.15～0.6mm的距离，实现焊点二焊接。

第七步：通电线圈断电，换能器停止发生，键合机头往上运动至焊接表面2～5mm的距离，并往两焊点连线方向偏移1～2mm的距离。

第八步：键合机头往下运动至焊接表面往下0.1～0.3mm，进行切丝动作。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种圆柱锂电池超声波铝丝键合机头，包括切刀刀架，在所述切刀刀架上安装劈刀和可调节切刀，在所述可调节切刀的旁侧设置导丝嘴管，在所述切刀刀架的上方设置激光传感器；在切刀刀架的后方设置换能器安装架，所述换能器安装架上设置换能器；本发明提供的圆柱锂电池超声波铝丝键合机头，结合四轴运动系统，能根据每个焊接位置进行高速的激光测高，保证每个焊点高度误差在±0.05mm以内，保证焊接质量；同时，弹性切刀能够适应汇流板不平整疲软下陷等缺点，大大的提高切丝成功率。

技术研发人员：朱少旺;田波;李涛
受保护的技术使用者：上海秉鹏机电有限公司;浙江秉鹏自动化科技有限公司
技术研发日：2017.06.09
技术公布日：2017.10.03