极耳组合焊装置及卷绕机的制作方法

本实用新型涉及锂电池制造设备技术领域，特别涉及一种极耳组合焊装置及卷绕机。

背景技术：

锂电池电芯卷绕设备在卷绕电芯的工艺中，有一道工序是将圆柱形电芯一端伸出的极耳组合焊接在一起。

现有技术中，在极耳焊接之前，需要将存在短路、极耳不对齐等不良问题的电芯进行检测并挑选出来，当没有问题的电芯放回至输送带机构继续传输的时候，电芯的极耳没有处在水平位置，在后续对极耳的组合焊接工艺中，无法准确地焊接，可能会导致焊接失败的情况出现。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提出一种极耳组合焊装置，旨在使合格的电芯能准确地焊接。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种极耳组合焊装置，其包括：

输送带机构，用于传输电芯，所述电芯每一侧包括至少两极耳；

短路检测机构，所述短路检测机构设置于所述输送带机构上，用于对所述极耳的短路检测；

对齐度检测机构，所述对齐度检测机构设置于所述输送带机构上且位于所述短路检测机构之后，用于对所述极耳的对齐度检测；

废料回收机构，所述废料回收机构设置于所述输送带机构上且靠近所述对齐度检测机构的一侧，所述废料回收机构包括废料推出组件和废料收集组件，所述废料推出组件用于推出所检测的不良电芯至废料收集组件；

整形机构，所述整形机构设置于所述输送带机构上且位于所述废料回收机构之后，所述整形机构包括整形组件，所述整形组件包括整形夹爪和整形气缸，所述整形气缸驱动所述整形夹爪对所述极耳倾斜的角度调整，使所述极耳沿水平方向设置；

焊接机构，所述焊接机构设置于所述输送带机构上且位于所述整形机构之后，用于将所述极耳焊接在一起。

优选地，所述整形夹爪包括夹爪固定座、凸轮轴和四个爪臂，所述夹爪固定座设置于所述输送带机构的一侧，所述凸轮轴和整形气缸安装在所述夹爪固定座上，所述整形气缸连接所述凸轮轴，四个所述爪臂活动连接在所述凸轮轴上，且其中两个爪臂沿垂直于输送带的传送方向相对设置，另两个爪臂沿所述传送方向相对设置；当四个所述爪臂闭合时，围合形成的截面形状与所述极耳平行设置时围合形成的截面形状一致。

优选地，所述整形机构还包括第一固定组件，所述第一固定组件与所述整形组件相对设置，所述第一固定组件包括第一固定座、设置于第一固定座上的第一固定块和第一固定块气缸，所述第一固定块气缸驱动所述第一固定块对所述电芯轻接触，以定位所述电芯。

优选地，所述废料推出组件包括废料推出杆和废料推出气缸，所述废料推出杆设置于所述电芯的一侧，所述废料推出气缸驱动所述废料推出杆移动，所述废料收集组件包括被隔断成前半箱和后半箱的废料箱，用于分类回收不良电芯；当所述短路检测机构检测所述极耳出现短路时，所述废料推出杆将电芯推入所述前半箱或后半箱；当所述对齐度检测机构检测所述极耳仅是对齐度不达标时，所述废料推出杆将电芯推入所述后半箱或前半箱。

优选地，所述废料收集组件还包括导杆和废料箱移动气缸，所述废料箱滑动安装在所述导杆上，所述废料箱移动气缸驱动所述废料箱在所述导杆上往复移动，以使废料回收的位置在前半箱和后半箱之间切换。

优选地，所述短路检测机构包括短路检测电路、检测固定座、摆杆、探针以及探针摆动气缸，所述摆杆安装在所述检测固定座上，所述探针与所述短路检测电路电气连接，所述探针设置于所述摆杆靠近所述极耳的一端上，所述探针与所述探针摆动气缸连接，所述探针摆动气缸设置于所述检测固定座远离所述摆杆的一侧上，所述探针摆动气缸通过链条运动来控制所述探针摆动。

优选地，所述对齐度检测机构包括上托组件、胶压轮组件和对齐度检测组件，所述电芯包括两极耳，所述上托组件用于托起电芯，所述胶压轮组件用于使托起的电芯旋转，所述对齐度检测组件用于对旋转的电芯的两极耳的对齐度检测。

优选地，所述上托组件包括上托固定座、固定安装在所述上托固定座上的上托滑轨座和上托气缸以及滑动安装在所述上托滑轨座上的上托滑块座，所述上托滑块座上设置有用于托起所述电芯的上托轴承，所述上托气缸驱动所述上托滑块座沿垂直于传送方向往复移动；所述胶压轮组件包括压轮固定座、胶压轮、电芯旋转电机以及电机安装板，所述胶压轮转动安装所述压轮固定座，所述电机安装板安装在所述压轮固定座远离所述胶压轮的一侧上，所述电芯旋转电机安装在所述电机安装板上，且驱动所述胶压轮旋转，以驱使所接触的电芯旋转；所述对齐度检测组件包括检测块和对齐度检测电路，所述检测块电气连接对齐度检测电路，所述检测块设置于所述压轮固定座上，且设置于所述电芯的两侧，用于对旋转的电芯的两极耳的对齐度检测。

优选地，所述焊接机构包括第二固定组件和焊接组件，所述第二固定组件和所述焊接组件相对设置于所述电芯的两侧，所述第二固定组件包括第二固定座、设置于第二固定座上的第二固定块和第二固定块气缸，所述第二固定块气缸驱动所述第二固定块对所述电芯固定，所述焊接组件包括焊接固定座、滑动安装在所述焊接固定座的焊接安装座，设置于所述焊接安装座上的焊接头和第一焊接气缸、设置于所述焊接固定座上的第二焊接气缸，所述第一焊接气缸驱动所述焊接头沿垂直于输送带的传送方向移动，所述第二焊接气缸驱动所述焊接头沿所述传送方向移动。

本实用新型还提出一种卷绕机，所述卷绕机包括上述的极耳组合焊装置。

本实用新型的技术方案，废料回收机构对短路检测机构和对齐度检测机构所检测的不良电芯回收后，通过设置整形机构来调整检测后合格的电芯的极耳角度，使极耳都沿水平方向设置，便于焊接机构的准确焊接；这样可以保证合格的电芯焊接的成功率，从而提高电芯的成品率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型极耳组合焊装置一实施例的结构示意图；

图2为图1中极耳组合焊装置另一角度的结构示意图；

图3为图1中的整形组件的结构示意图；

图4为图3中的整形组件整形过程的结构示意图；

图5为图1中的短路检测机构的结构示意图；

图6为图1中的对齐度检测机构的结构示意图；

图7为图6中对齐度检测机构另一角度的结构示意图；

图8为图6中对齐度检测机构的主视图；

图9为图1中的废料回收机构的结构示意图；

图10为图1中的焊接组件的结构示意图；

图11为图10中焊接组件的主视图。

附图标号说明：

电芯100；

输送带机构200；

短路检测机构300；检测固定座310；摆杆320；探针330；探针摆动气缸 340；

对齐度检测机构400；上托组件410；上托固定座411；上托滑轨座412；上托气缸413；上托滑块座414；上托轴承4141；胶压轮组件420；压轮固定座 422；电芯旋转电机423；电机安装板424；对齐度检测组件430；检测块431；

废料回收机构500；废料推出组件510；废料推出杆511；废料推出气缸512；废料收集组件520；废料箱521；前半箱5211；后半箱5212；导杆522；废料箱移动气缸523；

整形机构600；整形组件610；整形夹爪611；夹爪固定座6111；凸轮轴6112；爪臂6113；整形气缸612；第一固定组件620；第一固定座621；第一固定块622；第一固定块气缸623；

焊接机构700；第二固定组件710；第二固定座711；第二固定块712；第二固定块气缸713；焊接组件720；焊接固定座721；焊接安装座722；焊接头 723；第一焊接气缸724；第二焊接气缸725。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸根据上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(根据附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，根据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。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，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，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

为了可以有效地分类回收不同问题的电芯100，本实用新型提出一种新的极耳组合焊装置，请参照图1至图11，图1示出了本实用新型的极耳组合焊装置一实施例的结构示意图。

该极耳组合焊装置包括输送带机构200、短路检测机构300、对齐度检测机构400、废料回收机构500、整形机构600以及焊接机构700，输送带机构200用于传输电芯100，电芯100每一侧包括至少两极耳；短路检测机构300 设置于输送带机构200上，用于对极耳的短路检测；对齐度检测机构400设置于输送带机构200上且位于短路检测机构300之后，用于对极耳的对齐度检测；废料回收机构500设置于输送带机构200上且靠近对齐度检测机构400 的一侧，废料回收机构500包括废料推出组件510和废料收集组件520，废料推出组件510用于推出所检测的不良电芯100至废料收集组件520；整形机构 600设置于输送带机构200上且位于废料回收机构500之后，整形机构600 包括整形组件610，整形组件610包括整形夹爪611和整形气缸612，整形气缸612驱动所述整形夹爪611对极耳倾斜的角度调整，使极耳沿水平方向设置；焊接机构700设置于输送带机构200上且所述整形机构600之后，用于将极耳焊接在一起。

在对圆柱形电芯100一端伸出的至少两片的极耳组合焊接的工艺中，需要先对存在问题的不良电芯100进行排除，而导致不良电芯100常见的问题有短路和极耳没有平行重合对齐两个问题。其中，极耳发生短路的一般可能是在电芯100软包装的过程中，正负极耳突破隔膜，发生物理接触而形成短路。两极耳没有平行重合对齐的检测的标准有两种情况：一种情况是极耳与极耳之间不平行，极耳之间形成的夹角大于10度相错开；另一种情况是极耳与极耳平行，可是极耳的边缘之间对齐度严重不标准。

在本实施例中的极耳组合焊装置主要工作流程是：带有两极耳的电芯100 在输送带机构200上传输，当电芯100经过短路检测机构300时，短路检测机构300先对对电芯100的极耳进行短路检测，并把短路检测结果反馈至控制系统；接着电芯100被运输至对齐度检测机构400，如果电芯100存在短路的问题，控制系统会先控制废料回收机构500工作，废料推出组件510对短路的电芯100推出至废料箱521，从而进行第一次回收；然后对齐度检测机构 400对电芯100的极耳与极耳之间的对齐度进行检测，如果检测到电芯100 的极耳对齐度超出设定的范围，控制系统会控制废料回收机构500工作，废料推出组件510对对齐度不标准的电芯100推出至废料箱521，从而进行第二次回收；最后，合格的电芯100被送至整形机构600，整形机构600焊接机构700对极耳倾斜的角度进行调整，直到极耳被调成沿水平方向设置为止；最后，电芯100被送至焊接机构700，焊接机构700对极耳进行组合焊接。

本实用新型的技术方案，废料回收机构500对短路检测机构300和对齐度检测机构400所检测的不良电芯100回收后，通过设置整形机构600来调整检测后合格的电芯100的极耳角度，使极耳都沿水平方向设置，便于焊接机构700的准确焊接；这样可以保证合格的电芯100焊接的成功率，从而提高电芯100的成品率。

为了便于整形，参考图3和图4，整形夹爪611包括夹爪固定座6111、凸轮轴6112和四个爪臂6113，夹爪固定座6111设置于输送带机构200的一侧，凸轮轴6112和整形气缸612安装在夹爪固定座6111上，整形气缸612 连接凸轮轴6112，四个爪臂6113活动连接在凸轮轴6112上，且其中两个爪臂6113沿垂直于输送带的传送方向相对设置，另两个爪臂6113沿传送方向相对设置；当四个爪臂6113闭合时，围合形成的截面形状与极耳平行设置时围合形成的截面形状一致。

具体地，在本实施例中，当整形气缸612工作时，活塞杆推动着凸轮轴 6112向前移动，四个爪臂6113在凸轮轴6112的作用下，朝向凸轮轴6112 的轴心方向靠拢。当设置在垂直方向上的一对爪臂6113先与倾斜的极耳接触时，会推动着极耳转动，极耳通过扭矩带动着电芯100转动，以调整极耳倾斜的角度。当极耳被调整到水平方向时，此时四个爪臂6113闭合所围合形成的截面形状与极耳之间围合形成的截面形状一致。如此，使整形机构600的结构设计合理、新颖，符合极耳焊接调整的要求，提高焊接的效率。

为了便于整形，参考图2，整形机构600还包括第一固定组件620，第一固定组件620与整形组件610相对设置，第一固定组件620包括第一固定座 621、设置于第一固定座621上的第一固定块622和第一固定块气缸623气缸，第一固定块气缸623气缸驱动第一固定块气缸623对电芯100轻接触，以定位电芯100。具体实施例中，通过设置第一固定组件620，使整形组件610再调整极耳的角度的时候，对电芯100起到定位的作用，防止电芯100转动调整的过程中脱离输送带机构200的固定件，保证极耳调整能顺利完成。

为了便于回收，参考图9，废料推出组件510包括废料推出杆511和废料推出气缸523，废料推出杆511设置于所述电芯100的一侧，废料推出气缸 523512驱动废料推出杆511移动，废料收集组件520包括被隔断成前半箱5211 和后半箱5212的废料箱521，用于分类回收不良电芯100；当短路检测机构 300检测极耳出现短路时，废料推出杆511将电芯100推入前半箱5211或后半箱5212；当对齐度检测机构400检测极耳仅是对齐度不达标时，废料推出杆511将电芯100推入后半箱5212或前半箱5211。

具体地，在本实施例中，通过前半箱5211或后半箱5212的设置，废料推出杆511将短路和对齐度不达标的不同问题种类的电芯100分类装入前半箱5211或者后半箱5212。在焊接之前将不良电芯100检测出来，并针对不同种类问题的电芯100进行分类回收，这样不仅有效地解决了不良电芯100后续焊接处理的问题发生，还可以对问题不同的电芯100进行分类回收利用，避免浪费。另外，废料推出杆511和废料推出气缸523的数量优选2个，可以提高废料回收机构500的回收效率，从而提高装置的工作效率。

进一步地，参考图9，废料收集组件520还包括导杆522和废料箱移动气缸523，废料箱521滑动安装在导杆522上，废料箱移动气缸523驱动废料箱 521在导杆522上往复移动，废料回收的位置在前半箱5211和后半箱5212 之间切换。

具体地，在本实施例中，根据短路检测机构300和对齐度检测机构400 反馈至控制系统的检测结果，废料箱移动气缸523驱动废料箱521在导杆522 上快速地往复移动，不断地前半箱5211和后半箱5212对应废料回收的位置，从而迅速地将不同问题的电芯100进行分类回收。如此设置，可以进一步优化废料回收机构500的结构，提高电芯100废料回收效率。

为了便于短路检测，参考图5，短路检测机构300包括短路检测电路、检测固定座300、摆杆320、探针以及探针摆动气缸340，摆杆320安装在所述检测固定座300上，探针与短路检测电路电气连接，探针设置于摆杆320靠近所述极耳的一端上，探针与探针摆动气缸340连接，探针摆动气缸340设置于检测固定座300远离摆杆320的一侧上，探针摆动气缸340通过链条运动来控制探针摆动。

具体地，在本实施例中，当电芯100到达短路检测机构300时，电芯100 两端的极耳与多根探针相接，对极耳进行短路检测。如果短路检测电路检测到极耳的电流为导通，则证明极耳出现短路，否则就没有短路。同时短路检测电路会将检测结果反馈至控制系统。当检测完毕，探针摆动气缸340会通过链条运动来控制探针完电芯100的移动方向摆动，从而电芯100顺利通过。这样，可以简单而准确地对电芯100进行短路检测，工作效率高。

为了提高效率，参考图6至图8，对齐度检测机构400包括上托组件410、胶压轮组件420和对齐度检测组件430，电芯100包括两极耳，上托组件410 用于托起电芯100，胶压轮组件420用于使托起的电芯100旋转，对齐度检测组件430用于对旋转的电芯100的两极耳的对齐度检测。其中，上托组件410 包括上托固定座411、固定安装在上托固定座411上的上托滑轨座412和上托气缸413以及滑动安装在所述上托滑轨座412上的上托滑块座414，上托滑块座414上设置有用于托起电芯100的上托轴承4141，上托气缸413驱动上托滑块座414沿垂直于传送方向往复移动；胶压轮组件420包括压轮固定座422、胶压轮、电芯旋转电机423以及电机安装板424，胶压轮转动安装压轮固定座 422，电机安装板424安装在压轮固定座422远离胶压轮的一侧上，电芯旋转电机423安装在电机安装板424上，且驱动胶压轮旋转，以驱使所接触的电芯100旋转；对齐度检测组件430包括检测块431和对齐度检测电路，检测块431电气连接对齐度检测电路，检测块431设置于压轮固定座422上，且设置于电芯100的两侧，用于对旋转的电芯100的两极耳的对齐度检测。

具体地，在本实施例中，由于检测块431的检测原理是：两检测块431 对称设置，并相对发射直线检测光线，只有极耳在光线内旋转，才能全面地检测到所有极耳的对齐度是否达标。因此，需要通过上托组件410的上托轴承4141将电芯100托起，使电芯100的外表面与胶压轮的外表面相贴合，此时，胶压轮被电芯旋转电机423驱动旋转，从而带动电芯100旋转，极耳跟随电芯100一起转动，利于检测块431对极耳的对齐度进行相关的检测。如此设置，使对齐度的检测可以简单、快捷、精确，利于提高整个装置的加工效率。

为了便于焊接，参考图10和图11，焊接机构700包括第二固定组件710 和焊接组件720，第二固定组件710和焊接组件720相对设置于电芯100的两侧，第二固定组件710包括第二固定座711、设置于第二固定座711上的第二固定块712和第二固定块气缸713，第二固定块气缸713驱动第二固定块712 对电芯100固定，焊接组件720包括焊接固定座721、滑动安装在所述焊接固定座721的焊接安装座722，设置于焊接安装座722上的焊接头723和第一焊接气缸724、设置于焊接固定座721上的第二焊接气缸725，第一焊接气缸724 驱动焊接头723沿垂直于输送带的传送方向移动，第二焊接气缸725驱动焊接头723沿传送方向移动。

具体地，在本实施例中，第二固定组件710对电芯100固定，防止焊接组件720对极耳焊接的过程中出现偏离或者抖动，直接影响焊接的效果。另外，通过设置第一焊接气缸724和第二焊接气缸725，可以在横向和纵向上同时对焊接头723的位置进行微调，保证焊接头723可以准确地对准极耳进行焊接，从而提高焊接机构700的灵活性，适用性好。

本实用新型还提出卷绕机，该卷绕机包括极耳组合焊装置，所述极耳组合焊装置的具体结构参照上述实施例，由于本卷绕机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。