一种激光焊接治具及其焊接方法与流程

1.本技术涉及焊接设备技术领域，特别涉及一种激光焊接治具及其焊接方法。


背景技术：

2.锂电池以其高能量密度、长寿命、安全性能好、污染较小等优点被广泛应用于电动汽车，在电池装配工序中包括有顶盖与电芯的焊接工序。现有的焊接设备先将顶盖与电芯进行定位，在定位时通过夹持作用于顶盖使得顶盖与电芯贴合，以便后续在顶盖与电芯的接合位置进行焊接。然而，该焊接方式会导致在焊接时顶盖容易发生内陷，顶盖变形容易导致电池装配后存在质量问题，容易造成严重的质量事故，存在安全隐患，同时成品不良报废率高，增大生产成本，难以满足现有锂电池高质量的生产需求。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本技术提供一种激光焊接治具，包括承载组件，所述承载组件设置且内部形成有放置电芯的容置空腔，所述电芯上的顶盖与所述承载组件的承载面接触；夹合组件，于所述容置空腔内夹合于电芯的侧面并夹紧于电芯；压紧组件，所述压紧组件的压紧面作用于所述电芯相对于顶盖的另一面,开合驱动组件，所述开合驱动组件用于驱动所述夹合组件夹紧或松开电芯侧面，且令所述压紧组件压紧或松开所述电芯。通过上述压紧方式实现压力作用于电芯，电芯和顶盖倒立的焊接方式实现避免压紧顶盖，从而避免在焊接过程中顶盖发生内陷，实现提高电池装配质量，消除安全隐患，提高成品率，满足高质量的生产需求。
4.优选的，所述夹合组件包括延伸至所述容置空腔相对的内侧的夹板、以及枢接于所述夹板上的锁紧块；所述锁紧块相对于枢接点的一端形成有与所述承载组件配合的抵靠部，所述开合驱动组件作用于所述锁紧块相对于所述抵靠部的另一端；进而通过开合驱动组件顶升作用于锁紧块，使得锁紧块转动并与焊接底座配合，实现驱动夹板夹紧于电芯。
5.所述压紧组件包括枢接于所述夹板的压块，所述压块通过第一弹性件连接于所述承载组件；所述开合驱动组件驱动所述夹板松开电芯，且令所述压块绕枢接点翘起。当焊接完成后通过下压驱动组件使得锁紧块令夹板松开电芯，进而通过第一弹性件和转轴使得在打开夹板的同时压块绕枢接点翘起，进而实现电芯上下料时不会与压块产生摩擦。
6.优选的，所述夹板通过第二弹性件连接于所述承载组件。通过第二弹性件实现避免夹板夹紧电芯时过压损坏电芯，同时还能减小夹紧时产生的噪音。
7.优选的，所述开合驱动组件包括用于顶升压紧所述锁紧块的顶升驱动组件、以及用于打开所述锁紧块的下压驱动组件，所述顶升驱动组件和下压驱动组件沿所述承载组件移动路径依次设置。通过顶升驱动组件作用于锁紧块，使得夹板和压块夹紧于电芯，进而通过激光设备对电芯与顶盖进行焊接，焊接完成后在将承载组件输送到下压驱动组件，通过下压驱动组件使得夹板和压块松开电芯，进而以便后续从焊接底座内取出电芯。
8.优选的，所述顶升驱动组件包括第一滚轮、以及驱动所述第一滚轮顶升作用于所
述锁紧块的第一驱动件。所述下压驱动组件包括第二滚轮、以及驱动所述第二滚轮下压于所述锁紧块的第二驱动件。第一滚轮的水平高度低于锁紧块，进而实现顶升锁紧块以实现夹板的夹紧动作。第二滚轮的水平高度高于锁紧块，进而实现下压于锁紧块以实现夹板松开电芯。
9.优选的，所述承载组件包括形成有所述容置空腔的焊接底座，所述焊接底座内位于所述容置空腔底部开设有放置顶盖的避空缺口，通过避空缺口和定位孔实现将顶盖稳固放置在焊接底座内，到达快速安装顶盖的目的。所述焊接底座底部沿其长度方向的两侧开设有避空槽。进而激光焊接设备通过避空槽同时对电芯和顶盖的两侧进行焊接，同时，在电芯上料至容置空腔内时，可以通过避空槽避开夹爪，方便电芯的上料。
10.优选的，所述夹合组件包括延伸至所述容置空腔相对的内侧的夹板、以及枢接于所述夹板上的锁紧块，所述锁紧块相对于枢接点的一端形成有与所述承载组件配合的抵靠部；所述压紧组件包括固定设置于所述夹板上的压块。压块固定在夹板上，进而压块随着夹板一起平移实现夹紧或松开电芯。
11.优选的，所述开合驱动组件包括枢接于所述锁紧块的驱动杆、以及驱动所述驱动杆压紧或松开所述锁紧块的第三驱动件。通过设置一组驱动组件即可以完成驱动夹板压紧或松开电芯。
12.一种焊接方法，基于上述的激光焊接治具，包括以下步骤：
13.s100、将顶盖和电芯上料至所述承载组件的容置空腔内，所述承载组件移动至所述开合驱动组件；
14.s200、所述开合驱动组件顶升使得所述夹合组件于所述容置空腔内夹持电芯的侧面，且令所述压紧组件的压紧面作用于所述电芯相对于顶盖的另一面；
15.s300、通过激光对顶盖与电芯的接合位置进行焊接；
16.s400、所述开合驱动组件下压令夹合组件松开电芯，且令所述压紧组件的压紧面离开电芯。
17.优选的，所述激光包括第一激光和第二激光，所述第一激光和所述第二激光同时对顶盖和电芯相对两侧的接合位置进行焊接。通过第一激光和所述第二激光同时对顶盖和电芯两侧进行焊接，提高焊接效率。
18.优选的，所述承载组件的承载面上位于所述承载组件相对的内侧设置有用于防止所述第一激光和第二激光对射的阻挡块。通过设置阻挡块，避免焊接拐角插补时两侧激光对射从而损坏激光设备。
19.与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术通过在承载组件内部形成有放置电芯的容置空腔，顶盖放置在容置空腔底部后在将电芯上料至容置空腔内，使得电芯装在顶盖上，在承载组件的两侧设置有夹合组件，通过夹合组件在容置空腔内夹合于电芯的侧面，压紧组件设置在夹合组件上，压紧组件的压紧面作用于所述电芯相对于顶盖的另一面，使得电芯与顶盖压合装配以便后续焊接，开合驱动组件驱动夹合组件于容置空腔内夹紧于电芯的侧面，同时，夹合组件上的压紧组件压紧电芯，通过上述压紧方式实现压力作用于电芯，电芯和顶盖倒立的焊接方式实现避免压紧顶盖，从而避免在焊接过程中顶盖发生内陷，实现提高电池装配质量，消除安全隐患，提高成品率，满足高质量的生产需求。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本技术实施例或现有技术的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技术的一部分实施例，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。
21.图1为本技术实施例1的激光焊接治具结构示意图；
22.图2为本技术实施例1的激光焊接治具整体立体图；
23.图3为本技术实施例1的激光焊接治具的焊接底座立体图；
24.图4为本技术实施例1的激光焊接治具的焊接底座正视图；
25.图5为本技术实施例1的激光焊接治具的焊接底座侧视图；
26.图6为本技术实施例2的激光焊接治具正视图。
27.附图标记
28.10、承载组件；11、容置空腔；12、焊接底座；13、铜块；14、第二弹性件；15、避空缺口；16、避空槽；17、定位销孔；18、定位销；19、定位孔；20、夹合组件；21、夹板；211、台阶；22、锁紧块；221、抵靠部；23、第一转轴；222、固定件；30、压紧组件；31、压块；32、第一弹性件；33、第二转轴；40、开合驱动组件；41、顶升驱动组件；411、第一滚轮；412、第一驱动件；42、下压驱动组件；421、第二滚轮；422、第二驱动件；50、输送组件；43、驱动杆；44第三驱动件；51、输送线体；52、驱动模组。
具体实施方式
29.以下将以图式揭露本技术的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本技术。也就是说，在本技术的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
30.需要说明，本技术实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后
……
仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
31.另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本技术，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
32.为能进一步了解本技术的

技术实现要素：
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
33.实施例1
34.为了解决上述技术问题，本实施例提供一种激光焊接治具，如图1
‑
2所示，包括承载组件10，连接着电芯的顶盖放置在承载组件10上，顶盖与承载组件10的承载面接触，在承
载组件10内部形成有放置电芯的容置空腔11，顶盖放置在容置空腔11底部后在将电芯上料至容置空腔11内，使得电芯装在顶盖上，在承载组件10的两侧设置有夹合组件20，通过夹合组件20在容置空腔11内夹合于电芯的侧面，压紧组件30设置在夹合组件20上，压紧组件30的压紧面作用于所述电芯相对于顶盖的另一面，使得电芯与顶盖压合装配以便后续焊接，在夹合组件20上枢接锁紧块31，位于承载组件10的两侧方设置有开合驱动组件40，开合驱动组件40驱动夹合组件20于容置空腔11内夹紧于电芯的侧面，同时，夹合组件20上的压紧组件30压紧电芯，通过上述压紧方式实现压力作用于电芯，电芯和顶盖倒立的焊接方式实现避免压紧顶盖，从而避免在焊接过程中顶盖发生内陷，实现提高电池装配质量，消除安全隐患，提高成品率，满足高质量的生产需求。
35.需要说明的是，本技术所指的电芯是包括电芯和壳体，即电芯装在壳体中，连接着电芯的顶盖与壳体一起放在焊接底座12上，再将壳体与顶盖焊接在一起。具体的，为了实现电芯和顶盖倒立的焊接方式，如图3
‑
4所示，承载组件10包括形成有容置空腔11的焊接底座12，在焊接底座12底面形成有放置顶盖的承载面，承载面内开设有放置顶盖的避空缺口15和定位孔19，通过避空缺口15和定位孔19实现将顶盖稳固放置在焊接底座12内，到达快速安装顶盖的目的，再将电芯上料装在顶盖上，焊接底座12底部沿其长度方向的两侧开设有避空槽16，进而激光焊接设备通过避空槽16同时对电芯和顶盖的两侧进行焊接，同时，在电芯上料至容置空腔11内时，可以通过避空槽16避开夹爪，方便电芯的上料。
36.进一步的，在激光焊接设备同时对电芯和顶盖的两侧进行焊接，当焊接拐角插补时，位于两侧的激光焊接设备会发生对射从而造成损坏，为此，在焊接底座12的承载面上相对的内侧安装有阻挡块13，阻挡块13可以是铜块，通过设置阻挡块13，避免焊接拐角插补时两侧激光对射从而损坏激光设备。
37.为了实现驱动承载组件10移动，承载组件10设置在输送组件50上，输送组件50包括输送线体51、以及驱动焊接底座12在输送线体51上移动的驱动模组52，其中，输送线体51可以是拼接起来的回流线，进而实现回流输送焊接底座12的目的。其中，在焊接底座12底部和侧面设置有定位销孔17，在焊接底座12设置有定位销18，定位销18为十字交叉结构，进而方便焊接底座12与输送组件50进行定位安装。
38.为了实现稳固夹持承载组件10内的电芯，夹合组件20包括延伸至容置空腔11相对的内侧的夹板21、以及通过第一转轴23枢接于夹板21上的锁紧块22，锁紧块22的中部枢接于夹板21，锁紧块22相对于枢接点的一端形成有与承载组件10配合的抵靠部221，抵靠部221可抵靠作用于焊接底座12侧面，开合驱动组件40作用于锁紧块22相对于抵靠部221的另一端，进而通过开合驱动组件40顶升作用于锁紧块22，使得锁紧块22转动并与焊接底座12配合，实现锁紧块22驱动夹板21夹紧于电芯，并且夹板21上的压块31压紧电芯。进一步的，通过开合驱动组件40下压作用于锁紧块22，使得锁紧块22切离焊接底座12，实现夹板21松开电芯。
39.为了实现压紧作用于电芯相对于顶盖的另一面，压块31通过第一弹性件32连接于焊接底座12上，在焊接底座12上设置有固定件222，第一弹性件32的一端连接于压块31的顶部，另一端连接与固定件222，进而实现压块31与焊接底座12的弹性连接，通过驱动夹板21在容置空腔11内侧相向移动，进而实现夹持容置空腔11内电芯的侧面，同时，通过夹板21上的压块31下压作用于电芯顶部，进而达到电芯与顶盖紧密贴合的效果。夹板21的底部形成
有台阶211，通过设计台阶实现在焊接过程中避让激光焊接头。
40.进一步的，为了防止夹板21因压力过大导致压坏电芯，位于容置空腔11两内侧的夹板21通过第二弹性件14连接于焊接底座12，通过第二弹性件14实现避免夹板21夹紧电芯时过压损坏电芯，同时还能减小夹紧时产生的噪音。
41.进一步的，开合驱动组件40包括用于顶升压紧锁紧块22的顶升驱动组件41、以及用于打开锁紧块22的下压驱动组件42，顶升驱动组件41和下压驱动组件42沿承载组件10移动路径依次设置。顶盖和电芯上料至承载组件10后，输送组件50先将承载组件10输送到顶升驱动组件41，通过顶升驱动组件41作用于锁紧块22，使得夹板21夹紧于电芯，压块31压紧于电芯，进而通过激光设备对电芯与顶盖进行焊接，焊接完成后在将承载组件10输送到下压驱动组件42，通过下压驱动组件42使得夹板21和压块31松开电芯，进而以便后续从焊接底座12内取出电芯。
42.具体的，顶升驱动组件41包括第一滚轮411、以及驱动第一滚轮411顶升作用于锁紧块22的第一驱动件412。下压驱动组件42包括第二滚轮421、以及驱动第二滚轮421下压于锁紧块22的第二驱动件422。第一驱动件412和第二驱动件422均为气缸，第一滚轮411的水平高度低于锁紧块22，进而实现顶升锁紧块22以实现夹板21的夹紧动作，第二滚轮421的水平高度高于锁紧块22，进而实现下压于锁紧块22以实现夹板21松开电芯。
43.由于压块31作用在电芯的顶部，在夹板21相向移动夹紧电芯侧面时，压块31移动到电芯的顶部以实现压紧电芯。然而，相对于电芯来说，当焊接底座12的容置空腔11的空间不够大时，夹板21在容置空腔11松开电芯后，夹板21上的压块31的端面会妨碍电芯从取出焊接底座12上取出，为此，针对上述出现情况，本实施例的压块31的底部通过第二转轴33枢接于夹板21，并且压块31通过第一弹性件32连接于焊接底座12上的固定件222，当焊接完成后通过下压驱动组件42使得锁紧块22令夹板21松开电芯，进而通过第一弹性件32和第二转轴33使得在打开夹板21的同时压块31绕枢接点翘起，使得压块31呈角度打开，如图5所示，图5中左侧的夹板21和压块31为打开状态，左侧的夹板21和压块31为压紧电芯状态，进而实现电芯上下料时不会与压块31产生摩擦，以便在焊接底座12内上下料电芯。
44.为了实现高效焊接，本实施例还提供一种焊接方法，基于上述的激光焊接治具，包括以下步骤：
45.s100、将顶盖和电芯上料至承载组件10的容置空腔11内，承载组件10移动至开合驱动组件40；
46.将顶盖和电芯上料至承载组件10的容置空腔11内后，通过输送组件50将承载组件10输送到开合驱动组件40的顶升驱动组件41，
47.s200、开合驱动组件40顶升使得所述夹合组件20于所述容置空腔11内夹持电芯的侧面，且令压紧组件30的压紧面作用于所述电芯相对于顶盖的另一面；
48.通过顶升驱动组件41的第一滚轮411作用于锁紧块22，使得夹板21夹紧于电芯，同时压块31夹紧于电芯相对于顶盖的另一面，使得电芯和顶盖紧密压合，确保后续的焊接质量。
49.s300、通过激光对顶盖与电芯的接合位置进行焊接；
50.在该步骤中，激光包括第一激光和第二激光，在顶盖和电芯相对两侧分别设置有第一激光和第二激光，通过第一激光和第二激光同时对顶盖和电芯相对两侧的接合位置进
行焊接，提高焊接效率。
51.s400、开合驱动组件40下压令夹合组件20松开电芯，且令压紧组件30的压紧面离开电芯。
52.进而通过激光设备对电芯与顶盖进行焊接，焊接完成后在将承载组件10输送到开合驱动组件40的下压驱动组件42，通过下压驱动组件42下压作用于锁紧块22，使得锁紧块22打开夹板21并使得压块31翘起，进而夹板21和压块31松开电芯，以便后续从焊接底座12内取出电芯。
53.实施例2
54.为了解决上述技术问题，本实施例提供一种激光焊接治具，如图6所示，同样包括承载组件10，在承载组件10内部形成有放置电芯的容置空腔11，顶盖放置在容置空腔11底部后在将电芯上料至容置空腔11内，使得电芯装在顶盖上，通过夹合组件20在容置空腔11内夹紧电芯，压紧组件30设置在夹合组件20上，压紧组件30的压紧面作用于所述电芯相对于顶盖的另一面，使得电芯与顶盖压合装配以便后续焊接，通过开合驱动组件40驱动夹合组件20夹紧于电芯的侧面，同时，夹合组件20上的压紧组件30压紧电芯，达到固定电芯和顶盖的目的。
55.相对于电芯来说，当焊接底座12的容置空腔11的空间足够大时，夹板21在容置空腔11松开电芯后，夹板21上的压块31的端面不会妨碍电芯从取出焊接底座12上取出，此时压块31不需要翘起避让电芯，为此，与实施例1不同的是，本实施例夹合组件20包括延伸至容置空腔11相对的内侧的夹板21、以及枢接于夹板21上的锁紧块22，锁紧块22相对于枢接点的一端形成有与所述承载组件10配合的抵靠部32；压紧组件30包括固定设置于夹板21上的压块31，压块31固定在夹板21上，进而随着夹板21平移开合。开合驱动组件40包括枢接于锁紧块22的驱动杆43、以及驱动驱动杆43压紧或松开锁紧块22的第三驱动件44。通过第三驱动件44来驱使驱动杆43升降移动，进而驱动驱动杆43压紧或打开锁紧块22，进而实现驱动夹板21和压块31平移压紧或松开电芯。与实施例1相比，承载组件10不需要移动设置，为此不需要设置输送组件，通过设置一组驱动组件即可以完成驱动夹板21和压块31固定或松开电芯。
56.综上所述，在本技术一或多个实施方式中，本技术通过在承载组件内部形成有放置电芯的容置空腔，顶盖放置在容置空腔底部后在将电芯上料至容置空腔内，使得电芯装在顶盖上，在承载组件的两侧设置有夹合组件，通过夹合组件在容置空腔内夹合于电芯的侧面，压紧组件设置在夹合组件上，压紧组件的压紧面作用于所述电芯相对于顶盖的另一面，使得电芯与顶盖压合装配以便后续焊接，开合驱动组件驱动夹合组件于容置空腔内夹紧于电芯的侧面，同时，夹合组件上的压紧组件压紧电芯，通过上述压紧方式实现压力作用于电芯，电芯和顶盖倒立的焊接方式实现避免压紧顶盖，从而避免在焊接过程中顶盖发生内陷，实现提高电池装配质量，消除安全隐患，提高成品率，满足高质量的生产需求。
57.以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。