自动焊接极耳装置的制作方法

本发明涉及锂电池制造设备技术领域，特别涉及一种自动焊接极耳装置。

背景技术

当前，国内厂商在一些电池生产时，锂电池电芯卷绕设备的极耳焊接多采用超声波焊接。焊接质量对电芯产品质量有重要影响。焊接操作速度直接影响设备效率。设备对极耳焊接的要求有：焊接牢固，极耳位置准确，操作快速。

现有技术中，锂电池电芯卷绕设备的极耳在焊接时定位精度不高，导致焊接时极耳位置不准确，自动化程度低，易造成生产效率低等问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提出一种自动焊接极耳装置，旨在使极耳定位的位置准确，操作快速，提高生产效率。

为实现上述目的，本发明提出的一种自动焊接极耳装置，包括：

固定座；

安装板，所述安装板滑动安装在所述固定座上；

极耳放卷机构，所述极耳放卷机构固定安装在所述安装板上；

用于拉取极耳的极耳压送机构，设置于所述安装板上；

用于切断极耳的极耳裁切机构，设置于所述安装板上且位于所述极耳压送机构之后；

用于将极耳焊接于极片上的极耳焊接机构，设置于所述安装板上且位于所述极耳裁切机构之后；

用于纠正极耳在极片上的位置的极耳纠偏机构，所述极耳纠偏机构包括用于检测极耳在极片上的位置的检测反馈组件和用于驱动安装板移动的纠偏执行组件，所述检测反馈组件设置于安装板上且靠近所述极耳裁切机构的一侧，所述纠偏执行组件设置于固定座上。

优选地，所述检测反馈组件包括第一导杆、两夹紧块、光电感应器、千分表，所述第一导杆固定安装在所述安装板上，两所述夹紧块间隔设置于所述第一导杆上，所述光电感应器设置在一夹紧块上，用于确定极耳在极片上的位置，并将检测数据反馈于所述纠偏执行组件；所述千分表设置在另一夹紧块上，用于调整光电感应器的检测位置。

优选地，所述纠偏执行组件包括第一滑轨、第一丝杆主座、第一驱动电机、转动轴承，所述第一滑轨和转动轴承均设置于所述安装板和固定座之间；所述第一丝杆主座设置于固定座上，且与安装板连接；所述第一驱动电机设置于所述固定座上，用于驱动第一丝杆主座上的滚珠丝杆移动并带动安装板相对固定座移动，以调整极耳在极片上的相对位置。

优选地，所述极耳放卷机构包括极耳放卷座和用于控制极耳放卷的放卷控制组件，所述极耳放卷座固定安装在所述安装板的一侧上；所述放卷控制组件设置于所述极耳放卷座上，所述放卷控制组件包括第二驱动电机、第二滑轨、滑动安装在所述第二滑轨上的短导轮和设置于第二滑轨上端的接近开关，所述接近开关连接和控制所述第二驱动电机。

优选地，所述极耳压送机构包括送极耳固定座、托板、压头、送极耳气缸，所述送极耳固定座滑动安装在安装板上，所述托板设置于所述送极耳固定座上，所述送极耳气缸设置于送极耳固定座上端，所述送极耳气缸的输出端连接所述压头，所述送极耳气缸控制所述压头靠近或远离托板，以压紧或松开极耳。

优选地，所述极耳压送机构还包括第三滑轨、第二丝杆主座和第三驱动电机，所述第二丝杆主座设置于所述安装板上，且与所述送极耳固定座连接；所述第三驱动电机设置于安装板上，用于驱动第二丝杆主座上的滚珠丝杆移动并带动送极耳固定座移动，以适于所述压头和托板压送所述极耳前移。

优选地，所述极耳裁切机构包括切刀固定座、上切刀、下切刀、切刀气缸、上固定块、下固定块、切刀滑轨座、第四滑轨，所述切刀固定座固定安装在所述安装板上，所述第四滑轨安装在切刀固定座上，所述切刀滑轨座滑动安装在所述第四滑轨上，所述上固定块设置于所述切刀滑轨座上，所述下固定块设置于所述切刀固定座上，所述上切刀和下切刀分别固定在所述上固定块和下固定块上，所述切刀气缸驱动所述切刀滑轨座，以带动所述上固定块靠近或远离下固定块，使上切刀和下切刀对极耳进行裁切。

优选地，所述极耳焊接机构包括底模座、焊接头、焊接头安装座、焊接支撑座、滑杆固定座、焊接底座、焊接气缸、第二导杆、导杆固定座、调节螺杆，所述底模座设置于所述安装板上，所述焊接支撑座设置于所述底模座上方，所述滑杆固定座设置于所述焊接支撑座上方，所述焊接底座设置于所述滑杆固定座上方，所述焊接气缸固定于所述焊接底座上，所述焊接气缸的活塞杆端固定有滑杆固定座，所述焊接气缸的两侧设置有第二导杆，且所述第二导杆下端固定于滑杆固定座，所述第二导杆上端固定有导杆固定板，所述导杆固定板螺接有调节螺杆，所述焊接支撑座的两侧设置有焊接头安装座，所述焊接头设置于两所述焊接头安装座之间。

优选地，所述自动焊接极耳装置还包括极耳剥离机构，所述极耳剥离机构设置于所述极耳焊接机构下方，所述极耳剥离机构包括剥离气缸和剥离杠，所述剥离气缸设置于底模座一侧，所述剥离气缸的输出端与剥离杠连接，所述剥离气缸驱动所述剥离杠向上移动顶起焊接好的极片，以使极片与底模座分离。

优选地，所述自动焊接极耳装置还包括极耳压花机构，所述极耳压花机构设置于所述安装板上且位于所述极耳放卷机构与极耳压送机构之间，所述极耳压花机构包括压花底座、上压花块、下压花块、压花气缸、压花固定座，所述压花底座设置于安装板上且安装位置可调，所述压花固定座设置于压花底座上，所述下压花块设置于压花固定座上，所述压花气缸设置于压花固定座上端且压花气缸的输出端连接上压花块，所述压花气缸控制上压花块靠近或远离下压花块，以对极耳进行压花。

本发明的技术方案，通过在装置上增加极耳纠偏机构，对极片进行检测来实现在焊接前对极耳进行一次或多次的纠偏功能，进而实现对极耳方位的精准快速校准和定位，保证了极耳进入到正确的极片焊接位置，纠偏效果好，极耳焊接质量好，操作快速，工作效率高；同时，相比于现有的极耳焊接装置，本发明还在极耳放卷机构增加放卷控制组件，提高极耳放卷的自动化速度；增加极耳压花机构，防止极耳出现翻褶，提高成品率；增加极耳剥离机构，提高极片更换速度等；这样有效地优化每个工艺步骤，增加工艺之间的连贯性，实现了焊接装置的全自动化性、快速地焊接极耳，从而提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明自动焊接极耳装置一实施例的结构示意图；

图2为图1中自动焊接极耳装置另一角度的结构示意图；

图3为图1中自动焊接极耳装置的主视图；

图4为图1中检测反馈组件的结构示意图；

图5为图1中极耳压送机构和极耳裁切机构的结构示意图。

附图标号说明：

100-极耳；200-滚轮；300-极片；1-固定座；2-安装板；3-极耳放卷机构；31-极耳放卷座；32-放卷控制组件；321-第二驱动电机；322-第二滑轨；323-短导轮；324-接近开关；4-极耳压送机构；41-极耳固定座；42-托板；43-压头；44-送极耳气缸；45-第二丝杆主座；46-第三驱动电机；47-第三滑轨；5-极耳裁切机构；51-切刀固定座；52-上切刀；53-下切刀；54-切刀气缸；55-上固定块；56-下固定块；57-切刀滑轨座；58-第四滑轨；6-极耳焊接机构；61-底模座；62-焊接头；63-焊接头安装座；64-焊接支撑座；65-滑杆固定座；66-焊接底座；67-焊接气缸；68-第二导杆；69-导杆固定板；70-调节螺杆；7-极耳纠偏机构；71-检测反馈组件；711-第一导杆；712-夹紧块；713-光电感应器；714-千分表；72-纠偏执行组件；721-第一滑轨；722-第一丝杆主座；723-第一驱动电机；8-极耳剥离机构；81-剥离气缸；82-剥离杠；9-极耳压花机构；91-压花底座；92-上压花块；93-下压花块；94-压花气缸；95-压花固定座。

本发明目的的实现、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

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，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。

需要说明，若本发明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，若本发明实施例中有涉及“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，也不在本发明要求的保护范围之内。

为了提高自动焊接极耳100装置的，本发明提出一种新的自动焊接极耳100装置，请参照图1至图5，图1示出了本发明的自动焊接极耳100装置一实施例的结构示意图。

该自动焊接极耳100装置，包括固定座1、安装板2、极耳放卷机构3、极耳压送机构4、极耳裁切机构5、极耳焊接机构6、极耳纠偏机构7；安装板2滑动安装在固定座1上；极耳放卷机构3固定安装在安装板2上；用于拉取极耳100的极耳压送机构4，设置于安装板2上；用于切断极耳100的极耳裁切机构5，设置于安装板2上且位于极耳压送机构4之后；用于将极耳100焊接于极片300上的极耳焊接机构6，设置于安装板2上且位于极耳裁切机构5之后；用于纠正极耳100在极片300上的位置的极耳纠偏机构7，极耳纠偏机构7包括用于检测极耳100在极片300上的位置的检测反馈组件71和用于驱动安装板2移动的纠偏执行组件72，检测反馈组件71设置于安装板2上且靠近极耳裁切机构5的一侧，纠偏执行组件72设置于固定座1上。

参照图3，自动焊接极耳100装置的作用将极耳100自动焊接在极片300上；其中，在极耳焊接机构6的焊接位置上设置有极片300传送机构，极片300传送机构包括用于传送极片300的两个滚轮200。当极片300被传送至焊接位置时，两个滚轮200停止工作，此时极耳100焊接工作开始时，完成极耳100焊接在极片300后，两个滚轮200开始转动，将极片300传送至下一工位进行后续加工，本自动焊接极耳100装置等待下一片待加工的极片300，如此循环流水作业，极片300每次向前传送相同距离，并且每次停留等待时间也相同。

极耳纠偏机构7主要用于对一开始送进的极耳100相对极片300的位置进行“极耳100纠偏”。为了更清楚地说明本发明的实施例，现对“极耳100纠偏”进行解释说明。所谓“极耳100纠偏”的意思：指的是极片300在两个滚轮200之间传送，理想状态是两个滚轮200同时拉紧极片300，使极片300为光滑平整的状态，这样才能确保极耳100准确地焊接到极片300上，可是极片300不是完全处于拉紧状态，这样容易出现崩断的情况，所以极片300有时会在滚轮200上发生微小的滑动，可能会出现皱褶的情况，如果这些皱褶的地方刚好就是焊接的地方，这样就不适合极耳100焊接，这时候需要重新调整极耳100的位置，只有找到是光滑平整的地方才能确保焊接成功，故需要根据极片300当下平整的情况，及时纠正极耳100的焊接位置，称之为纠偏。

极耳纠偏机构7的工作原理是：在靠近极耳100焊接的地方设置有检测反馈组件71，通过检测并收集极片300上的数据，再将数据反馈至纠偏执行组件72进行数据处理，然后纠偏执行组件72根据数据的结果来驱动安装板2移动，从而调整极耳100极片300上的位置，达到纠偏的目的。

其中，检测反馈组件71包括第一导杆711、两夹紧块712、光电感应器713、千分表714，第一导杆711固定安装在安装板2上，两夹紧块712间隔设置于第一导杆711上，光电感应器713设置在一夹紧块712上，用于确定极耳100在极片300上的位置，并将检测数据反馈于纠偏执行组件72；千分表714设置在另一夹紧块712上，用于调整光电感应器713的检测位置。具体地，在本发明的一实施例中，光电感应器713朝向极片300对应极耳100所处位置的表面上投射一定面积区域的感应光束，通过极片300在感应区域内遮住光束的情况来判断该区域的极片300是否出现皱褶的情况。比方说，光电感应器713朝向极片300对应极耳100所处位置的表面上投射矩形的感应光束，如果极片300所检测的区域完全遮住感应光束，则证明此区域适合焊接，光电感应器713会将检测数据反馈至控制台，控制极耳焊接机构6对极耳100进行焊接；如果极片300所检测的区域没有完全遮住感应光束，则证明此区域存在皱褶，光电感应器713会将检测数据反馈至纠偏执行组件72驱动安装板2移动，此时光电感应器713也会跟随着安装板2一起移动，重新选择新的区域进行检测；直到检测到合适的区域，安装板2才停止，极耳100就正处于该区域内，然后又将检测数据反馈至控制台，控制极耳焊接机构6对极耳100进行焊接。当然，可根据实际的需要，通过千分表714作为基准调整对光电感应器713的位置，从而调整光电感应器713与极耳100的相对距离；还可以通过夹紧块712的倾斜的角度来调整对光电感应器713在极片300上的感应光速投射区域的面积。优选地，光电感应器713可为对射式光纤传感器，对射式光纤传感器为设置于同一水平面内的两路平行的对射式光纤传感器。

纠偏执行组件72包括第一滑轨721、第一丝杆主座722、第一驱动电机723、转动轴承，第一滑轨721和转动轴承均设置于安装板2和固定座1之间；第一丝杆主座722设置于固定座1上，且与安装板2连接；第一驱动电机723设置于固定座1上，用于驱动第一丝杆主座722上的滚珠丝杆移动并带动安装板2相对固定座1移动，以调整极耳100在极片300上的相对位置。通过滚珠丝杆带动安装板2的前后和左右两个维度进行移动，从而保证极耳100纠偏执行范围可以最大化，进而提高极耳100自动焊接的成功率。

本发明的技术方案，通过在装置上增加极耳纠偏机构7，对极片300的检测来实现在焊接前对极耳100进行一次或多次的纠偏，进而实现对极耳100方位的精准快速校准和定位，保证了极耳100进入到正确的极片300焊接位置，纠偏效果好，极耳100焊接质量好，操作快速，工作效率高。

为了便于放卷，参考图1，极耳放卷机构3包括极耳放卷座31和用于控制极耳100放卷的放卷控制组件32，极耳放卷座31固定安装在安装板2的一侧上；放卷控制组件32设置于极耳放卷座31上，放卷控制组件32包括第二驱动电机321、第二滑轨322、滑动安装在第二滑轨322上的短导轮323和设置于第二滑轨322上端的接近开关324，接近开关324连接和控制第二驱动电机321。

具体地，在本实施例中，每当极耳压送机构4拉取一段极耳100的时候，则处于短导轮323的一段极耳100会受到牵引张力作用，将带动短导轮323沿第二滑轨322向上移动，当短导轮323到达近接开关时，近接开关控制第二驱动电机321工作，使第二驱动电机321旋转带动料盘转动，旋出一段极耳100，之后张力减弱，短导轮323在重力的重力的作用下又移动到正常位置，从而实现极耳100放卷。这样，可以使放卷自动化，提高了生产效率。

为了便于拉取极耳100，参考图1和图5，极耳压送机构4包括送极耳固定座411、托板42、压头43、送极耳气缸44，送极耳固定座411滑动安装在安装板2上，托板42设置于送极耳固定座411上，送极耳气缸44设置于送极耳固定座411上端，送极耳气缸44的输出端连接压头43，送极耳气缸44控制压头43靠近或远离托板42，以压紧或松开极耳100。极耳压送机构4还包括第三滑轨47、第二丝杆主座45和第三驱动电机46，第二丝杆主座45设置于安装板2上，且与送极耳固定座411连接；第三驱动电机46设置于安装板2上，用于驱动第二丝杆主座45上的滚珠丝杆移动并带动送极耳固定座411移动，以适于压头43和托板42压送极耳100前移。

具体地，在本实施例中，一开始极耳压送机构4位于初始位置，当极耳100送至极耳压送机构4内，送极耳气缸44控制压头43朝向托板42靠近，压紧极耳100；接着第三驱动电机46驱动第二丝杆主座45上的滚珠丝杆移动并带动送极耳固定座411移动，以将极耳100朝向极耳裁切机构5的方向定长压送；当极耳100被裁切完之后，极耳压送机构4松开压住的极耳100，在第三驱动电机46的作用下返回初始位置，再对下一段极耳100进行压送，周而复始。

为了便于裁切，参考图1和图5，极耳裁切机构5包括切刀固定座511、上切刀52、下切刀53、切刀气缸54、上固定块55、下固定块56、切刀滑轨座57、第四滑轨58，切刀固定座511固定安装在安装板2上，第四滑轨58安装在切刀固定座511上，切刀滑轨座57滑动安装在第四滑轨58上，上固定块55设置于切刀滑轨座57上，下固定块56设置于切刀固定座511上，上切刀52和下切刀53分别固定在上固定块55和下固定块56上，切刀气缸54驱动切刀滑轨座57，以带动上固定块55靠近或远离下固定块56，使上切刀52和下切刀53对极耳100进行裁切。具体实施例中，上固定块55和下固定块56可搭配多种不同切刀使用，方便裁切各种极耳100。

为了方便焊接，参考图1至图3，极耳焊接机构6包括底模座61、焊接头62、焊接头62安装座65、焊接支撑座64、滑杆固定座651、焊接底座66、焊接气缸67、第二导杆68、导杆固定座1、调节螺杆70，底模座61设置于安装板2上，焊接支撑座64设置于底模座61上方，滑杆固定座651设置于焊接支撑座64上方，焊接底座66设置于滑杆固定座651上方，焊接气缸67固定于焊接底座66上，焊接气缸67的活塞杆端固定有滑杆固定座651，焊接气缸67的两侧设置有第二导杆68，且第二导杆68下端固定于滑杆固定座651，第二导杆68上端固定有导杆固定板69，导杆固定板69螺接有调节螺杆70，焊接支撑座64的两侧设置有焊接头62安装座65，焊接头62设置于两焊接头62安装座65之间。优选地，焊接采用的是超声波焊接。具体实施例中，当极耳焊接机构6接收焊接指令时，焊接气缸67动作，驱动焊接头62下降，使极耳100焊接于极片300上。

为了方便焊接后的极片300脱离，参考图2至图4，自动焊接极耳100装置还包括极耳剥离机构8，极耳剥离机构8设置于极耳焊接机构6下方，极耳剥离机构8包括剥离气缸81和剥离杠82，剥离气缸81设置于底模座61一侧，剥离气缸81的输出端与剥离杠82连接，剥离气缸81驱动剥离杠82向上移动顶起焊接好的极片300，以使极片300与底模座61分离。

具体地，在本发明的一实施例中，如果焊接机构采用的是超声波对极耳100进行焊接时，极耳100和极片300会部分融化，容易粘结在底模座61上，通过剥离气缸81驱动剥离杠82向上移动顶起极片300，极片300就可以从底模座61上脱离出来，继续向前移动，送往下一个工序。

为了防止极耳100翻褶，参考图1和图2，自动焊接极耳100装置还包括极耳压花机构9，极耳压花机构9设置于安装板2上且位于极耳放卷机构3与极耳压送机构4之间，极耳压花机构9包括压花底座91、上压花块92、下压花块93、压花气缸94、压花固定座951，压花底座91设置于安装板2上且安装位置可调，压花固定座951设置于压花底座91上，下压花块93设置于压花固定座951上，压花气缸94设置于压花固定座951上端且压花气缸94的输出端连接上压花块92，压花气缸94控制上压花块92靠近或远离下压花块93，以对极耳100进行压花。

具体地，在本实施例中，如果极耳100不经过压花，在裁切的工艺中极耳100易翻褶，不仅容易刮花极片300，也可能会导致焊接失败，从而影响生产效率和良品率的问题。为了防止极耳100翻褶，通过极耳压花机构9的上压花块92表面上凸起的花纹印压在极耳100上，加强了极耳100强度，从而防止极耳100翻褶，进而保护极片300和提高产品的生产效率和良品率。

本发明的自动焊接极耳100装置的整个工艺过程可以为：一开始，极耳100从极耳放卷机构3的极耳100料盘(图中未示)伸出，分别经过不同的导轮(图中未示)和短导轮323，再经过极耳压花机构9、极耳压送机构4、极耳裁切机构5；此时极耳压花机构9和极耳压送机构4同时工作，极耳压送机构4一边拉取极耳100前移，而极耳压花机构9一边在极耳100上压印花纹，直至极耳100达到极耳裁切机构5，先把没有压花的极耳100去除，等出现印有压花的极耳100后，再将极耳100伸入极耳焊接机构6中。极耳纠偏机构7检测焊接位置的极片300是否合适，如果不合适，重新选择新的焊接位置，直至选择到合适的位置，就可以把极耳100焊接到极片300上，极片300被滚轮200输送到下一个加工工序，至此整个一片极耳100自动焊接到极片300的工序完成，周而复始。

相比于现有的极耳100焊接装置，本发明在极耳放卷机构3增加放卷控制组件32，提高极耳100放卷的自动化速度；增加极耳压花机构9，防止极耳100出现翻褶，提高成品率；增加极耳剥离机构8，提高极片300更换速度等；这样有效地优化每个工艺步骤，增加工艺之间的连贯性，实现了焊接装置的全自动化性、快速地焊接极耳100，从而提高生产效率。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明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发明的专利保护范围内。