一种电动汽车电池壳体的正面组焊装置及焊接方法与流程

本发明涉及新能源汽车中电池壳体的生产技术领域，具体为一种电动汽车电池壳体的正面组焊装置及焊接方法。

背景技术：

纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。纯电动汽车完全由可充电电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池)提供动力源。

动力源的充足、续航，是纯电动汽车的一大难关。纯电动汽车将电池置入电池壳体内。电池壳体的容纳量与动力源的充足与否也有一定的关系。

现有的电池壳体，需要经过多步焊接步骤，包括焊折耳、整体焊接侧边、梁等。在焊接过程中，由于电池壳体的体积大，焊接极易发生错位等问题，降低焊接质量，进而使得报废率变高。

如专利公开号为cn212169436u的专利文件，具体公开了一种电动汽车电池壳体焊接工装，通过设置整体式压板、压板翻转组件、底板、压紧机构、定位机构和基座，来实现对电池壳体的锁定，但是在电池壳体制作过程中，尤其是在组装好横梁后，进行组装焊接时，需要对横梁连接处进行焊接，传统的工装缺少对横梁的锁定，导致横梁在焊接时，容易发生位置偏离，进而导致成品质量下降，甚至在位置偏移过大，会导致装电池的空间不够，进而导致电池壳体报废。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种焊接质量好，精品率高的电动汽车电池壳体的正面组焊装置。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种电动汽车电池壳体的正面组焊装置，包括工作台、横梁固定组件、侧壁定位组件、边部锁定组件及矫正电池壳体两长侧壁平整度的侧边变形矫正装置；所述工作台上放置电池壳体；电池壳体包括壳体本体、横梁及挂耳；所述壳体本体内沿长度方向依次排布有多个横梁；所述横梁的两端分别固定在电池壳体的两个长侧壁上；所述工作台上固定有与电池壳体侧壁进行初步定位的侧壁定位组件；所述工作台上还固定有将电池壳体正面边部压住边部锁定组件；所述工作台上固定有将拼装好但尚未固定好的横梁压在电池壳体内的横梁固定组件；所述侧边变形矫正装置有多个，且沿电池壳体的长度方向均匀排布；所述侧边变形矫正装置的两个端部分别抵在电池壳体长侧壁的内面上；

所述横梁固定组件包括连接板；所述连接板的一端转动连接在工作台上；所述连接板另一端沿工作台侧面到电池壳体的轨迹运动；且连接板另一端压合到电池壳体内的横梁上；

所述横梁固定组件包括连接板、侧板、固定轴、定位夹板、安装底座；所述工作台上设置有多个围绕电池壳体的四边的安装底座；所述安装底座固定在工作台上；所述安装底座的顶端固定有两个侧板；两个侧板之间固定有固定轴；所述固定轴上套接有连接板；所述连接板绕固定轴沿工作台侧面到电池壳体的轨迹运动；所述连接板的自由端开口，且形成两个悬臂；每个悬臂朝向电池壳体的一面通过螺丝安装有两块定位夹板。

通过设置的侧壁定位组件对电池壳体焊接位置弯沉个初步定位，设置边部锁定组件将电池壳体整体压住，及通过设置的横梁固定组件，锁定横梁，以及侧边变形矫正装置保证电池壳体侧边的平整度，进而使得电池壳体在焊接处不会发生整体或拼装件的位置移动，大幅度提高焊接质量及焊接后的精品率，且极大地方便了焊工的操作。

优选地，所述安装底座的顶端面开设有两个对称设置且朝内凹陷的孔槽；所述孔槽的深度方向垂直于工作台的台面；所述孔槽内安装有螺杆；所述螺杆的端部与升降电机的输出端传动连接；所述升降电机安装在安装底座内；所述螺杆的杆身外套接有螺套；所述螺套与螺杆通过螺纹配合；所述螺套的顶端固定两个板面竖直设置的侧板。

优选地，所述工作台上固定有将电池壳体固定到工作台台面上的边部锁定组件；所述边部锁定组件包括气缸座、第二气缸、电机输出轴、连接块及压板；所述电池外壳四边设置有多个间隔等距排布的气缸座；所述气缸座的顶部固定有第二气缸；所述第二气缸的输出端朝上设置，且固定转动电机；所述转动电机的输出端传动连接有电机输出轴；所述电机输出轴的轴向竖向设置；所述电机输出轴的顶端固定有连接块；所述连接块水平设置；且连接块的端部固定有压板；所述连接块连接电机输出轴的一端到连接压板的一端间距超出连接块连接电机输出轴的一端到电池壳体相邻边的最近距离。

优选地，所述边部锁定组件还包括第一气缸；所述第一气缸固定在工作台的台面上；所述第一气缸的输出端朝上设置，且固定有气缸座。

优选地，所述工作台的台面上固定有侧壁定位组件；所述侧壁定位组件包括侧壁气缸座、侧壁气缸及定位板；所述工作台的台面上固定有侧壁气缸座；所述侧壁气缸座为l型块；所述l型块的横向面固定在工作台的台面上；所述l形块的竖向面上固定有输出端朝电池壳体设置的侧壁气缸；所述侧壁气缸的输出端固定有压合在电池壳体侧面的定位板。

优选地，所述侧边变形矫正装置包括套筒和撑住电池壳体宽度方向两侧壁的推动组件；所述套筒内分别安装有朝套筒两端输出的推动组件；所述推动组件的输出端固定有板面与电池壳体内侧壁平行的支撑板。

优选地，所述推动组件包括螺纹孔、第一螺杆和支撑板；所述套筒的两端朝内开设有螺纹方向相反的螺纹孔；两个螺纹孔内分别插入有外螺牙方向相反的第一螺杆；所述螺纹孔和插入到该螺纹孔内的第一螺杆通过螺纹配合；所述第一螺杆伸出螺纹孔的一端固定有支撑板；所述第一螺杆杆身上开设有刻度。

优选地，所述套筒沿轴向贯通；所述套筒的数量有两个；且两个套筒呈“一”字排布，中间设置有能够用扳手转动的六角块；所述六角块的两侧分别固定有第二螺杆；两根第二螺杆分别穿进两个套筒内；且套筒相邻端的端口内嵌套套接在第二螺杆外的轴套；所述第二螺杆的自由端套接有设置在套筒内的螺纹筒；所述第二螺杆与螺纹筒通过螺纹配合；所述螺纹筒沿第二螺杆的长度方向移动；所述螺纹筒穿出套筒的另一端口内嵌入的封堵块；所述螺纹筒的端部固定支撑板；

还包括滑动组件；所述滑动组件包括滑轨和滑块；所述套筒内壁固定有滑轨；所述滑轨的导向与套筒的轴线方向平行；所述滑轨上滑动连接滑块；所述滑块与螺纹筒固定固定。

优选地，所述工作台的台面中心中空；所述工作台的台面中心下方设置有伸缩气缸；所述伸缩气缸的输出端穿过工作台台面中空部分，且朝向壳体本体背面设置；所述伸缩气缸固定在地面上或固定在工作台的支腿上。

一种正面组焊装置的焊接方法，包括以下步骤：

s1将焊接好横梁的电池壳体摆放到工作台的台面上；

s2将电池壳体推动并接触到侧壁定位组件上，完成对电池壳体焊接位置的初步定位；

s3启动边部锁定组件，将电池壳体边部朝工作台压下，完成对电池壳体的边部的锁定；

s4将多个侧边变形矫正装置的两端分别垂直的抵在电池壳体的长边内壁上，保证电池壳体长边的平整度，提高焊接时的精度；

s5在完成电池壳体侧壁的矫正后，操作人员扳动连接板，使得连接板绕固定轴转动，连接板端部的两块定位夹板朝电池壳体的横梁运动，并将横梁卡在两个定位夹板中间，完成对横梁的定位锁定，防止焊接时，横梁发生晃动；

s6对电池壳体正面拼装缝隙处进行焊接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

a.通过设置的侧壁定位组件对电池壳体焊接位置弯沉个初步定位，设置边部锁定组件将电池壳体整体压住，及通过设置的横梁固定组件，锁定横梁，以及侧边变形矫正装置保证电池壳体侧边的平整度，进而使得电池壳体在焊接处不会发生整体或拼装件的位置移动，大幅度提高焊接质量及焊接后的精品率，且极大地方便了焊工的操作；

b.通过设置螺杆、螺套，使得螺套顶端固定的侧板沿高度方向运动，调节连接板转动端的高度，可以适应电池壳体内不同高度的横梁，适用范围广；

降低压板高度，使得压板压到电池壳体边部上，完成对电池壳体的整体定位，结构简单，实用，方便对电池壳体进行其他操作；

根据电池壳体边部高度，启动第一气缸，来调节压板的高度，适用性强；

将焊接好横梁的电池壳体摆放到工作台的台面上，电池壳体的边缘对接到侧壁定位组件上，启动侧壁气缸，带动定位板贴合到电池壳体的侧壁上，实现初步定位，保证定位精准性；

通过在套筒内设置推动组件，在推动组件输出端分别穿出套筒两端后，朝电池壳体侧壁运动，直至推动组件输出端的支撑板抵住电池壳体侧壁，在电池壳体长度方向的等分位置处，均用支撑板抵住电池壳体侧壁，完成对电池壳体侧壁的矫正，保证后续焊接质量；

通过设置螺纹孔和第一螺杆，来完成支撑板的运动，结构简单，易于制作；通过设置六角块来带动第二螺杆和螺纹筒运动，然后使得支撑板抵住电池壳体内壁，通过扳手扳动六角块来带动支撑板运动，操作简单；而且设置的滑轨和滑块，保证支撑板运动的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例一中电动汽车电池壳体的正面组焊装置的立体示意图；

图2为本发明实施例一中横梁固定组件的立体图；

图3为本发明实施例一中侧壁定位组件的立体图；

图4为本发明实施例一中电池壳体的立体图；

图5为本发明实施例一中边部锁定组件的正视图；

图6为本发明实施例二中横梁固定组件的侧视图；

图7为本发明图6中a区域的放大图；

图8为本发明实施例三中侧边变形矫正装置的使用状态图；

图9为本发明实施例三中侧边变形矫正装置的正视剖面结构示意图；

图10为本发明实施例四中侧边变形矫正装置的正视剖面结构示意图。

附图标号：1、工作台；2、横梁固定组件；21、连接板；22、侧板；23、固定轴；24、定位夹板；25、安装底座；26、孔槽；27、螺杆；28、螺套；3、侧壁定位组件；31、侧壁气缸座；32、侧壁气缸；33、定位板；4、边部锁定组件；41、第一气缸；42、气缸座；43、第二气缸；44、电机输出轴；45、连接块；46、压板；5、伸缩气缸；6、电池壳体；61、壳体本体；62、横梁；63、挂耳；7、侧边变形矫正装置；71、套筒；72、推动组件；721、螺纹孔；722、第一螺杆；723、螺纹筒；724、滑动组件；7241、滑轨；7242、滑块；725、封堵块；726、轴套；727、第二螺杆；73、六角块；74、支撑板。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

参阅图1，本实施例公开了电动汽车电池壳体的正面组焊装置，包括工作台1、横梁固定组件2、侧壁定位组件3及边部锁定组件4。

参阅图4，待焊接的电池壳体6包括壳体本体61、横梁62及挂耳63。所述壳体本体61内沿长度方向依次排布有多个横梁62。所述横梁62的两端分别焊接在电池壳体的两个长侧壁上。所述壳体本体61的外壁上焊接有挂耳63。

参阅图2，所述横梁固定组件2包括连接板21、侧板22、固定轴23、定位夹板24、安装底座25。所述工作台1上放置电池壳体。所述工作台1上设置有多个围绕电池壳体的四边且间隔等距排布的安装底座25。所述安装底座25通过螺栓固定在工作台1上。所述安装底座25的顶面固定有一体成型的两个侧板22。两个侧板22之间焊接有固定轴23。所述固定轴23上套接有连接板21。所述连接板21绕固定轴23沿工作台1侧面到电池壳体的轨迹运动。所述连接板21的自由端开口，且形成两个悬臂。每个悬臂朝向电池壳体的一面通过螺丝安装有定位夹板24。两块定位夹板24的间距与电池壳体的横梁宽度相等。

参阅图1，所述工作台1的台面上通过螺栓固定有侧壁定位组件3。所述侧壁定位组件3设置在电池外壳的相互垂直的两侧边上。

参阅图3，所述侧壁定位组件3包括侧壁气缸座31、侧壁气缸32及定位板33。所述工作台1的台面上通过螺栓固定有侧壁气缸座31。所述侧壁气缸座31为l型块。所述l型块的横向面通过螺栓固定在工作台1的台面上。所述l形块的竖向面上固定有输出端朝电池壳体6设置的侧壁气缸32。所述侧壁气缸32的输出端通过螺栓固定有压合在电池壳体6侧面的定位板33。

参阅图5，所述边部锁定组件4包括第一气缸41、气缸座42、第二气缸43、电机输出轴44、连接块45及压板46。所述电池外壳四边设置有多个间隔等距排布的第一气缸41。所述第一气缸41通过螺栓固定在工作台1的台面上。所述第一气缸41的输出端朝上设置，且通过螺栓固定有气缸座42。所述气缸座42的顶部通过螺栓固定有第二气缸43。所述第二气缸43的输出端朝上设置，且通过螺栓固定转动电机(图未示)。所述转动电机的输出端传动连接有电机输出轴44。所述电机输出轴44的轴向竖向设置。所述电机输出轴44的顶端通过螺栓固定有连接块45。所述连接块45水平设置。且连接块45的端部固定有压板46。所述连接块45连接电机输出轴44的一端到连接压板46的一端间距超出连接块45连接电机输出轴44的一端到电池壳体相邻边的最近距离。

所述工作台1的台面中心中空(图未示)。所述工作台1的台面中心下方设置有伸缩气缸5。所述伸缩气缸5的输出端穿过工作台台面中空部分，且朝向壳体本体61背面设置。所述伸缩气缸5通过螺栓固定在地面上或通过螺栓固定在工作台1的支腿上(图未示)。所述伸缩气缸5的输出方向沿工作台1的高度方向。

方便在焊接完并解除限位后，启动伸缩气缸5，伸缩气缸5的输出端接触并推动壳体本体61离开工作台1的台面，避免壳体本体1贴在工作台1台面上，难以进行下料。

本实施例的工作原理是：将焊接好横梁62的电池壳体6摆放到工作台1的台面上，电池壳体6的边缘对接到侧壁定位组件3上，启动侧壁气缸32，带动定位板33贴合到电池壳体6的侧壁上，实现初步定位，保证定位精准性；然后启动转动电机，通过电机输出轴44带动连接块45转动，并使得连接块45端部的压板46处于电池壳体边部的上方，再启动第二气缸43回拉转动电机，降低转动电机及其电机输出轴44的高度，然后降低压板46高度，使得压板46压到电池壳体6边部上，完成对电池壳体6的整体定位，结构简单，实用；之后操作人员扳动连接板21，使得连接板21绕固定轴23转动，连接板21端部的两块定位夹板24朝电池壳体6的横梁62运动，并将横梁62卡在两个定位夹板24中间，完成对横梁62的定位锁定，防止焊接时，横梁62发生晃动；可以根据电池壳体边部高度，启动第一气缸41，来调节压板46的高度，适用性强。

实施例二

参阅图6及图7，与实施例一不同的是，所述安装底座25的顶端面开设有两个对称设置且朝内凹陷的孔槽26。所述孔槽26的深度方向垂直于工作台1的台面。所述孔槽26内安装有螺杆27。所述螺杆27的端部与升降电机(图未示)的输出端传动连接。所述升降电机安装在安装底座25内。所述螺杆27的杆身外套接有螺套28。所述螺套28与螺杆27通过螺纹配合。所述螺套28的顶端通过螺栓固定两个板面竖直设置的侧板22。

通过启动升降电机，来带动螺杆27转动，螺杆27外套接的螺套28沿高度方向运动，进而使得螺套28顶端固定的侧板22沿高度方向运动，调节连接板21转动端的高度，可以适应电池壳体6内不同高度的横梁62，适用范围广。

实施例三

参阅图，所述正面组焊装置还包括侧边变形矫正装置7，包括套筒71和推动组件72。

所述推动组件72包括螺纹孔721、第一螺杆722和支撑板74。所述套筒71的两端朝内开设有螺纹方向相反的螺纹孔721。两个螺纹孔721内分别插入有外螺牙方向相反的第一螺杆722。所述螺纹孔721和插入到该螺纹孔721内的第一螺杆722通过螺纹配合。所述第一螺杆722伸出螺纹孔721的一端焊接有支撑板74。

参阅图8，所述支撑板74伸出后，抵住电池壳体6的两内壁。且电池壳体6内沿长度方向间隔等距布置有多个轴向垂直于电池壳体6长度方向的套筒71。

所述第一螺杆722杆身上开设有刻度。

将套筒71置入电池壳体6内，然后使得套筒71与第一螺杆722发生相对转动，第一螺杆722从螺纹孔721内伸出，带动支撑板74朝外运动，然后当两个支撑板74抵住电池壳体6的两侧内壁后，再拿出一根新的套筒71，重复上述操作，在电池壳体6的1/10、4/10、6/10及9/10长度处均用支撑板74撑住电池壳体6的内壁，通过观测刻度，保证第一螺杆722拉出的长度均相等，进而完成对电池壳体6内壁的支撑及矫正，保证后续焊接质量。

实施例四

参阅图10，本实施例四与实施例三不同的是，所述套筒71沿轴向贯通。所述套筒71的数量有两个。且两个套筒71呈“一”字排布，中间设置有能够用扳手转动的六角块73。所述六角块73的两侧分别焊接有第二螺杆727。两根第二螺杆727分别穿进两个套筒71内。且套筒71相邻端的端口内嵌套套接在第二螺杆727外的轴套726。所述第二螺杆727的自由端套接有设置在套筒71内的螺纹筒723。所述第二螺杆727与螺纹筒723通过螺纹配合。所述螺纹筒723沿第二螺杆727的长度方向移动。所述螺纹筒723穿出套筒71的另一端口内嵌入的封堵块725。所述螺纹筒723的端部焊接支撑板74。

所述滑动组件724包括滑轨7241和滑块7242。所述套筒71内壁焊接有滑轨7241。所述滑轨7241的导向与套筒71的轴线方向平行。所述滑轨7241上滑动连接滑块7242。所述滑块7242与螺纹筒723焊接固定。

所述螺纹筒723的截面形状为矩形。

所述第二螺杆727的自由端在套筒71内。

通过扳手转动六角块73，然后带动第二螺杆727转动，第二螺杆727使得套接在其外部的螺纹筒723运动，具体的，在滑块7242的限位下，沿滑轨7241的导向运动，然后使得螺纹套端部支撑板74抵住电池壳体6的两侧内壁，同样通过在电池壳体6长度方向的等分位置上，用支撑板74抵住电池壳体6的两侧内壁，并通过转动六角块73完成微调，对电池壳体6的侧壁完成矫正，保证后续焊接质量。

一种采用上述正面组焊装置的焊接方法；包括以下步骤：

s1将焊接好横梁的电池壳体摆放到工作台的台面上；

s2电池壳体的边缘对接到侧壁定位组件上，启动侧壁气缸，带动定位板贴合到电池壳体的侧壁上，实现初步定位，保证定位精准性；

s3启动转动电机，通过电机输出轴带动连接块转动，并使得连接块端部的压板处于电池壳体边部的上方，再启动第二气缸回拉转动电机，降低转动电机及其电机输出轴的高度，然后降低压板高度，使得压板压到电池壳体边部上，完成对电池壳体的整体定位，结构简单，实用；

s4将多个侧边变形矫正装置的两端分别垂直的抵在电池壳体的长边内壁上，保证电池壳体长边的平整度，提高焊接时的精度，具体的包括以下步骤：

采用s4.1，将套筒置入电池壳体内，然后使得套筒与第一螺杆发生相对转动，第一螺杆从螺纹孔内伸出，带动支撑板朝外运动，然后当两个支撑板抵住电池壳体的两侧内壁后，再拿出一根新的套筒，重复上述操作，在电池壳体的1/10、4/10、6/10及9/10长度处均用支撑板撑住电池壳体的内壁，通过观测刻度，保证第一螺杆拉出的长度均相等，进而完成对电池壳体内壁的支撑及矫正，保证后续焊接质量；

或采用s4.2，通过扳手转动六角块，然后带动第二螺杆转动，第二螺杆使得套接在其外部的螺纹筒运动，具体的，在滑块的限位下，沿滑轨的导向运动，然后使得螺纹套端部支撑板抵住电池壳体的两侧内壁，同样通过在电池壳体长度方向的等分位置上，用支撑板抵住电池壳体的两侧内壁，并通过转动六角块完成微调，对电池壳体的侧壁完成矫正，保证后续焊接质量；

s5在完成电池壳体侧壁的矫正后，操作人员扳动连接板，使得连接板绕固定轴转动，连接板端部的两块定位夹板朝电池壳体的横梁运动，并将横梁卡在两个定位夹板中间，完成对横梁的定位锁定，防止焊接时，横梁发生晃动；

s6对电池壳体正面拼装缝隙处进行焊接。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述实施例仅表示发明的实施方式，本发明的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。