一种用于极柱矫正的合盖预点焊装置的制作方法

1.本发明涉及电池加工技术领域，尤其涉及一种用于极柱矫正的合盖预点焊装置。


背景技术：

2.现有的电池包括电芯、壳套及极耳。在电池加工中，对电芯依次进行机械/超声波揉平、包胶、入壳、集流盘焊接及极耳折弯后，还要进行合盖操作，才能组装形成电池。
3.现有电池的正、负极极柱通常设计为特定的形状，例如，极柱在垂直于电池的轴向所在平面的截面形状为条形。由于在进行集流盘焊接时，没有预先设定焊接姿态，只是随机地将集流盘与电芯的端部焊接为一体，导致电池两端的盖体难以保持一致的位姿。而现有的合盖预点焊装置结构简单，功能单一，在进行电池的合盖时，电池两端盖体上的极柱会呈现出一定的夹角，在正、负极极柱的夹角过大时，会影响到电池的装配。


技术实现要素：

4.本发明提供一种用于极柱矫正的合盖预点焊装置，用以解决现有的预点焊装置在进行电池的合盖时，电池的正、负极极柱出现较大夹角的问题。
5.本发明提供一种用于极柱矫正的合盖预点焊装置，包括：焊接装置与矫正总成；所述矫正总成设有两套，并用于沿预点焊电池的轴向分设于所述预点焊电池的相对侧；所述矫正总成包括矫正夹爪与旋转驱动机构，所述旋转驱动机构与所述矫正夹爪动力耦合连接，以驱动所述矫正夹爪沿所述预点焊电池的中轴线转动；其中，两套所述矫正总成的矫正夹爪用于沿相同的方向对所述预点焊电池的正、负极极柱进行矫正，所述焊接装置用于对矫正后的所述预点焊电池的盖体与壳套的相对端部进行预点焊。
6.根据本发明提供的一种用于极柱矫正的合盖预点焊装置，所述矫正夹爪包括夹爪气缸、第一夹持头与第二夹持头；所述夹爪气缸的其中一个输出端与所述第一夹持头的一端连接，所述夹爪气缸的另一个输出端与所述第二夹持头的一端连接，所述夹爪气缸用于驱动所述第一夹持头的另一端与所述第二夹持头的另一端在相靠近的第一位置与相远离的第二位置之间切换；其中，在所述第一位置，所述第一夹持头与所述第二夹持头用于沿所述极柱的宽度方向或长度方向夹持于所述极柱的相对侧，在所述第二位置，所述第一夹持头与所述第二夹持头分别与所述极柱分离。
7.根据本发明提供的一种用于极柱矫正的合盖预点焊装置，所述第一夹持头与所述第二夹持头结构相同，均包括转接部、连接部及夹持部；所述转接部用于与所述夹爪气缸的输出端连接，所述转接部的一端与所述连接部的一端连接，所述连接部的另一端与所述夹持部的一端连接；所述夹持部具有第一表面与第二表面；所述第一表面用于与所述盖体的端面平行或贴合，所述第二表面用于与所述极柱的宽度方向或长度方向上的侧边贴合。
8.根据本发明提供的一种用于极柱矫正的合盖预点焊装置，所述夹爪气缸朝向所述预点焊电池的一侧设有定位引导槽；所述定位引导槽的槽口朝向所述预点焊电池的端部；所述定位引导槽用于对所述盖体的位姿进行引导，以使得所述盖体与所述壳套同轴布置。
9.根据本发明提供的一种用于极柱矫正的合盖预点焊装置，还包括：第一直线驱动机构；所述第一直线驱动机构与所述矫正总成一一相对连接；所述第一直线驱动机构用于驱动所述矫正总成沿所述预点焊电池的中轴线往复移动。
10.根据本发明提供的一种用于极柱矫正的合盖预点焊装置，还包括：机架；所述焊接装置与所述第一直线驱动机构分别设于所述机架；所述矫正总成包括移动平台与转接架；所述机架设有导轨；所述导轨沿所述预点焊电池的轴向延伸，所述移动平台可滑动地设于所述导轨；所述第一直线驱动机构的输出端与所述移动平台连接，以驱动所述移动平台沿所述预点焊电池的轴向往复移动；所述转接架的一端与所述移动平台连接；所述矫正夹爪背离所述预点焊电池的一端可转动地设于所述转接架；所述旋转驱动机构设于所述转接架，并与所述矫正夹爪背离所述预点焊电池的一端动力耦合连接。
11.根据本发明提供的一种用于极柱矫正的合盖预点焊装置，所述焊接装置设有两个焊接单元，其中一个所述焊接单元用于对所述预点焊电池的一端进行预点焊，另一个所述焊接单元用于对所述预点焊电池的另一端进行预点焊；所述焊接单元包括：第二直线驱动机构、转接臂、升降机构及焊接头；所述第二直线驱动机构的输出端用于沿所述预点焊电池的轴向往复移动；所述第二直线驱动机构的输出端与所述转接臂的一端连接，所述转接臂的另一端通过所述升降机构与所述焊接头连接。
12.根据本发明提供的一种用于极柱矫正的合盖预点焊装置，所述升降机构包括升降座、第一调节组件及第二调节组件；所述升降座用于沿竖直方向可移动地设于所述转接臂的另一端；所述第一调节组件包括第一连接耳与第一调节手柄；所述第一连接耳的一端与所述升降座的上端连接；所述第一调节手柄设于所述第一连接耳的另一端；所述第一调节手柄用于沿竖直方向分布，所述第一调节手柄的下端用于与所述转接臂的另一端所在的上侧沿边抵接；所述第二调节组件包括第二连接耳、第三连接耳及第二调节手柄；所述第二连接耳的一端与所述转接臂的另一端连接，所述第二调节手柄设于所述第二连接耳的另一端；所述第三连接耳的一端与所述升降座连接；所述第二调节手柄用于沿竖直方向分布，所述第二调节手柄的下端用于与所述第三连接耳的另一端抵接。
13.根据本发明提供的一种用于极柱矫正的合盖预点焊装置，还包括：举升机构；所述举升机构设有两个举升单元，所述两个举升单元用于设于电池步送线的相对侧；所述举升机构用于将所述电池步送线上的预点焊电池举升至两套所述矫正总成的矫正夹爪之间。
14.根据本发明提供的一种用于极柱矫正的合盖预点焊装置，所述举升单元包括举升气缸、举升台及举升座；所述举升气缸的伸缩端与所述举升台的一端连接，所述举升台的另一端与所述举升座连接，所述举升座具有开口朝上的卡口，所述卡口的形状用于与所述预点焊电池的侧面适配；所述举升气缸与所述举升台之间设有测距装置和/或限位装置；在所述举升单元设有测距装置的情况下，所述测距装置与所述举升气缸通讯连接。
15.本发明提供的一种用于极柱矫正的合盖预点焊装置，通过设置矫正总成，在通过相对设置的矫正夹爪对预点焊电池进行夹持的同时，还实现对预点焊电池的正、负极极柱的矫正，从而在旋转驱动机构驱动矫正夹爪转动时，可通过焊接装置对极柱矫正后的预点焊电池的盖体与壳套的相对端部进行预点焊。因此，本发明在进行电池合盖预点焊时，可控制预点焊电池的正、负极极柱的夹角维持在一定范围内，避免因正、负极极柱的夹角过大而影响到电池的装配。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本发明提供的用于极柱矫正的合盖预点焊装置的主视结构示意图；
18.图2是本发明提供的用于极柱矫正的合盖预点焊装置的立体结构示意图；
19.图3是本发明提供的矫正夹爪的结构示意图；
20.图4是本发明提供的矫正夹爪的第一夹持头与第二夹持头对极柱进行矫正的结构示意图；
21.图5是本发明提供的升降座、第一调节组件及第二调节组件的安装结构示意图；
22.图6是本发明提供的举升单元对预点焊电池进行托举的结构示意图；
23.附图标记：
24.1：预点焊电池；
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2：机架；
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3：矫正总成；
25.4：第一直线驱动机构；
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5：焊接单元；
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6：举升单元；
26.7：电池步送线；
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31：矫正夹爪；
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32：旋转驱动机构；
27.310：夹爪气缸；
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311：第一夹持头； 312：第二夹持头；
28.313：定位引导槽；
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33：移动平台；
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34：转接架；
29.51：第二直线驱动机构； 52：转接臂；
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53：升降机构；
30.54：焊接头；
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530：升降座；
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531：第一调节组件；
31.532：第二调节组件；
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501：第一连接耳； 502：第一调节手柄；
32.510：第二连接耳；
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511：第三连接耳； 512：第二调节手柄；
33.61：举升气缸；
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62：举升台；
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63：举升座；
34.64：调节螺栓；
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65：限位块；
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11：盖体；
35.12：极柱。
具体实施方式
36.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.下面结合图1-图6描述本发明的一种用于极柱矫正的合盖预点焊装置。
38.如图1至图2所示，本实施例提供一种用于极柱矫正的合盖预点焊装置，包括焊接装置与矫正总成3；矫正总成3设有两套，并用于沿预点焊电池1的轴向分设于预点焊电池1的相对侧；矫正总成3包括矫正夹爪31与旋转驱动机构32，旋转驱动机构32与矫正夹爪31动力耦合连接，以驱动矫正夹爪31沿预点焊电池1的中轴线转动；其中，两套矫正总成3的矫正夹爪31用于沿相同的方向对预点焊电池1的正、负极极柱进行矫正，焊接装置用于对矫正后的预点焊电池1的盖体与壳套的相对端部进行预点焊。
39.具体地，本实施例通过设置矫正总成3，在通过相对设置的矫正夹爪31对预点焊电
池1进行夹持的同时，还实现对预点焊电池1的正、负极极柱的矫正，从而在旋转驱动机构32驱动矫正夹爪31转动时，可通过焊接装置对极柱矫正后的预点焊电池1的盖体与壳套的相对端部进行预点焊。因此，本发明在进行电池合盖预点焊时，可控制预点焊电池1的正、负极极柱的夹角维持在一定范围内，避免因正、负极极柱的夹角过大而影响到电池的装配。
40.在此应指出的是，本实施例所示的预点焊电池1具体为本领域公知的锂离子电池。锂离子电池的极耳包括集流盘与盖体，其中，集流盘包括盘体部与尾部，盘体部与锂离子电池的电芯的端部焊接，尾部与盖体连接，本实施例所示的极柱设于盖体的外侧面，并与集流盘电性连接。由于极柱的形状通常呈长方体状，集流盘为铝质集流盘或铜质集流盘，即集流盘的尾部能够适应一定的弯曲形变，从而本实施例可采用矫正夹爪31对极柱进行夹持的方式来实现对极柱的矫正。尽管在对极柱矫正时，盖体会发生转动，导致集流盘的尾部发生弯曲，但是，这并不会影响到极耳的导电性能。
41.与此同时，本实施例所示的两套矫正总成3的矫正夹爪31用于沿相同的方向对预点焊电池1的正、负极极柱进行矫正，可理解为，本实施例所示的两个矫正夹爪31沿相同的夹持方向对预点焊电池1的正、负极极柱进行夹持，以实现对正、负极极柱矫正。在此，两个两个矫正夹爪31的夹持方向可以为水平方向、竖直方向或与水平面呈预设夹角的倾斜方向，在此不做具体限定。
42.如图3所示，本实施例所示的矫正夹爪31包括夹爪气缸310、第一夹持头311与第二夹持头312；夹爪气缸310的其中一个输出端与第一夹持头311的一端连接，夹爪气缸310的另一个输出端与第二夹持头312的一端连接，夹爪气缸310用于驱动第一夹持头311的另一端与第二夹持头312的另一端在相靠近的第一位置与相远离的第二位置之间切换；其中，在所述第一位置，第一夹持头311与第二夹持头312用于沿极柱的宽度方向或长度方向夹持于极柱的相对侧，在所述第二位置，第一夹持头311与第二夹持头312分别与极柱分离。
43.在此应指出的是，本实施例所示的第一位置，可理解为，在矫正夹爪31对极柱完成矫正时，第一夹持头311与第二夹持头312所处的位置。本实施例所示的第二位置，可理解为，在矫正夹爪31对极柱进行矫正前或者对极柱完成矫正后，第一夹持头311与第二夹持头312所处的位置。
44.显然，由于极柱的形状通常呈长方体状，本实施例所示的矫正夹爪31既可以通过夹持极柱的长边，以实现对正、负极极柱矫正，也可以通过夹持极柱的宽边，以实现对正、负极极柱矫正。
45.如图4所示，本实施例具体示意了矫正夹爪31上的第一夹持头311与第二夹持头312对极柱12的长边进行夹持，以实现对极柱矫正的设计方案。其中，第一夹持头311与第二夹持头312结构相同，均包括转接部、连接部及夹持部；转接部用于与夹爪气缸310的输出端连接，转接部的一端与连接部的一端连接，连接部的另一端与夹持部的一端连接；夹持部具有第一表面与第二表面；第一表面用于与盖体11的端面平行或贴合，第二表面用于与极柱12的宽度方向或长度方向上的侧边贴合。
46.如图3所示，在对极柱进行矫正前，为了确保预点焊电池1的盖体与壳套保持较好的同轴度，本实施例在夹爪气缸310朝向预点焊电池1的一侧设有定位引导槽313；定位引导槽313的槽口朝向预点焊电池1的端部；定位引导槽313用于对盖体的位姿进行引导，以使得盖体与壳套同轴布置。
47.其中，本实施例所示的定位引导槽313与预点焊电池1同轴布置，且定位引导槽313内侧的槽壁面为倾斜面，以使得定位引导槽313从槽口端至槽底端的直径逐渐减小。在此，本实施例可通过倾斜面对盖体的位姿进行引导，在盖体的外侧的端面与定位引导槽313的槽底端贴合时，盖体与壳套同轴布置。
48.为了对矫正夹爪31上的第一夹持头311与第二夹持头312的位置布置和矫正作业提供充裕的活动空间，本实施例所示的定位引导槽313设为剖分式结构。也即，定位引导槽313由第一剖分槽与第二剖分槽组成，第一剖分槽与第二剖分槽拼装为定位引导槽313，且第一剖分槽与第二剖分槽的相对端面之间设有间隙空间，第一夹持头311与第二夹持头312置于所述间隙空间。
49.如图1至图2所示，为了提高对预点焊电池1进行预点焊作业的精度，本实施例还设有第一直线驱动机构4；第一直线驱动机构4与矫正总成3一一相对连接；第一直线驱动机构4用于驱动矫正总成3沿预点焊电池1的轴向往复移动。在此，本实施例通过第一直线驱动机构4驱动矫正总成3沿预点焊电池1的中轴线移动，可在对预点焊电池1上的极柱进行矫正之前，沿预点焊电池1的轴向对其位置进行调整，在基于定位引导槽313对预点焊电池1的盖体与壳套的同轴度进行校正的同时，还可确保对完成极柱矫正的预点焊电池1执行预点焊的焊接效果。
50.具体地，本实施例还设有机架2；焊接装置设于机架2的上侧，第一直线驱动机构4及矫正总成3设于机架2的下侧；矫正总成3包括移动平台33与转接架34；机架2设有导轨；导轨沿预点焊电池1的轴向延伸，移动平台33可滑动地设于导轨；第一直线驱动机构4的输出端与移动平台33连接，以驱动移动平台33沿预点焊电池1的轴向往复移动；转接架34的一端与移动平台33连接；矫正夹爪31背离预点焊电池1的一端可转动地设于转接架34；旋转驱动机构32设于转接架34，并与矫正夹爪31背离预点焊电池1的一端动力耦合连接。
51.在此，本实施例所示的第一直线驱动机构4可以为本领域公知的气缸、电动推杆、直线电机等，对此不作具体限定。
52.与此同时，本实施例所示的旋转驱动机构32可以为本领域公知的伺服电机。本实施例可将旋转驱动机构32的输出端与矫正夹爪31背离预点焊电池1的一端通过皮带传动机构或齿轮传动机构连接。
53.如图1与图2所示，为了提高预点焊作业的效率，本实施例所示的焊接装置设有两个焊接单元5，其中一个焊接单元5用于对预点焊电池1的一端进行预点焊，另一个所述焊接单元5用于对预点焊电池1的另一端进行预点焊。
54.其中，本实施例所示的焊接单元5包括：第二直线驱动机构51、转接臂52、升降机构53及焊接头54；第二直线驱动机构51的输出端用于沿预点焊电池1的轴向往复移动；第二直线驱动机构51的输出端与转接臂52的一端连接，转接臂52的另一端通过升降机构53与焊接头54连接。
55.具体地，本实施例基于第二直线驱动机构51与升降机构53，可以对焊接头54的位姿进行调整，以控制焊接头54在执行预点焊时达到预设的离焦量。其中，本实施例所示的第二直线驱动机构51既可以为本领域公知的气缸、电动推杆、直线电机等，也可以为基于手轮驱动的丝杆传动机构，对此不作具体限定。
56.如图5所示，为了对焊接头54的高度进行精确地控制，本实施例所示的升降机构53
包括升降座530、第一调节组件531及第二调节组件532；升降座530用于沿竖直方向可移动地设于转接臂52的另一端；第一调节组件531包括第一连接耳501与第一调节手柄502；第一连接耳501的一端与升降座530的上端连接；第一调节手柄502设于第一连接耳501的另一端；第一调节手柄502用于沿竖直方向分布，第一调节手柄502的下端用于与转接臂52的另一端所在的上侧沿边抵接。
57.与此同时，本实施例所示的第二调节组件532包括第二连接耳510、第三连接耳511及第二调节手柄512；第二连接耳510的一端与转接臂52的另一端连接，第二调节手柄512设于第二连接耳510的另一端；第三连接耳511的一端与升降座530连接；第二调节手柄512用于沿竖直方向分布，第二调节手柄512的下端用于与第三连接耳511的另一端抵接。
58.在此应指出的是，本实施例所示的第一调节手柄502与第二调节手柄512均可以为本领域公知的千分尺手柄。基于第一调节手柄502与第二调节手柄512的综合调节，可控制升降座530在转接臂52上保持预设的目标高度。
59.进一步地，为了实现自动化生产作业，本实施例还设有举升机构；举升机构设有两个举升单元6，两个举升单元6用于设于电池步送线7的相对侧；举升机构用于将电池步送线7上的预点焊电池1举升至两套矫正总成3的矫正夹爪31之间。相应地，在完成对预点焊电池1的预点焊之后，举升机构用于将完成预点焊的电池重新放回至电池步送线7，再次将电池步送线7上步送过来的预点焊电池1举升至两套矫正总成3的矫正夹爪31之间，以执行预点焊操作，并以此循环。其中，本实施例所示的电池步送线7可以采用申请号为202022209816.9的“一种电池步送装置及步送线”，在此对电池步送线7的具体结构不做具体说明。
60.如图6所示，为了实现对预点焊电池1的举升，本实施例所示的举升单元6包括举升气缸61、举升台62及举升座63；举升气缸61的伸缩端与举升台62的一端连接，举升台62的另一端与举升座63连接，举升座63具有开口朝上的卡口，卡口的形状用于与预点焊电池1的侧面适配；举升气缸61与举升台62之间设有测距装置和/或限位装置；在举升单元6设有测距装置的情况下，测距装置与举升气缸61通讯连接。
61.在此，本实施例可根据各个电池的规格，对举升气缸61设置目标举升高度，并通过测距装置对举升气缸61的伸缩端移动的位置进行实时监测，在举升气缸61的伸缩端上升至目标举升高度时，控制举升气缸61的伸缩端停止运动。
62.与此同时，本实施例还可通过限位装置限定举升气缸61的伸缩端移动的极限位置。例如，本实施例所示的限位装置包括限位块65与调节螺栓64，调节螺栓64与举升气缸61上的固定件螺纹连接，调节螺栓64呈竖直布置，且调节螺栓64的下端与设于举升台62上的限位块65在竖直方向上相对应。如此，本实施例可通过调节螺栓64调控举升气缸61的伸缩端移动的行程，在举升气缸61的伸缩端上升至目标举升高度时，调节螺栓64的下端与限位块65相抵接，以止挡举升台62继续上升。
63.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。