电池模块包盖焊接装置的制作方法

本发明涉及锂电池模组生产领域，具体地说一种电池模块包盖焊接装置。

背景技术：

在锂电池模组的生产过程中，由多个电池单元并列组成电池模块。如图16、图17所示，在电池模块101的两端依次组装盖板102、端盖板103及包络结构件104。盖板102用于将每个电池单元的电能汇流起来，端盖板103用于绝缘并将盖板102与外界隔开。盖板102与电池模块101是卡接的，端盖板103与盖板102也是卡接的，包络结构件104为金属材料且安装在端盖板103的外侧。包盖105覆盖在电池模块101的外部，用于加固电池模块101。包盖105与包络结构件104焊接在一起，形成电池模块组件100。

现有技术中，包盖与包络结构件之间的焊接一般是通过人工焊接的方式来生产，不仅生产效率低下，而且还影响到锂电池模组的质量。

因此，需要设计一种能提高效率的自动焊接设备。

技术实现要素：

本发明针对现有的锂电池模组手工焊接效率低的问题，提供一种高效率的电池模块包盖焊接装置。

本发明的技术方案如下：

一种电池模块包盖焊接装置，用于将包盖焊接在电池模块上，电池模块包盖焊接装置包括上料部、搬运部及焊接部；其中：上料部位于焊接部的前道工位，用于承载待焊接的工件，待焊接的工件包括电池模块以及覆盖在电池模块至少一面上的包盖；搬运部被配置为在上料部和焊接部之间移动，用于将待焊接的工件从上料部搬运至焊接部，以及将焊接好的工件从焊接部搬离；焊接部用于将待焊接的工件焊接成一体。

通过搬运部将待焊接的工件从上料部搬运至焊接部焊接，大大提高了生产效率。

进一步地，上料部包括升降机构、升降平台及压紧机构；升降平台安装于升降机构上，升降机构带动升降平台做升降运动；压紧机构将待焊接的工件定位在升降平台上；升降平台上设置有用于固定待焊接的工件的载具。

上料部通过升降机构、升降平台与压紧机构的配合，使待焊接的工件位置精确，便于搬运部搬运

进一步地，压紧机构相向地安装于升降平台上的相对的两侧，升降平台上安装有至少两个并列的电动滚筒，电动滚筒位于两个压紧机构之间，电动滚筒滚动以带动电动滚筒上放置的待焊接的工件沿着电动滚筒滚动的方向移动。

升降平台通过电动滚筒来调整电池模块的位置，结构简单。

进一步地，每个压紧机构分别包括压紧气缸及压紧轮，两个压紧机构的压紧气缸分别带动压紧轮伸出或者缩回，从而压紧或者松开位于两个压紧机构之间的待焊接的工件。

压紧机构采用压紧气缸及压紧轮，结构简单，操作方便。

进一步地，载具包括载具支架、定位座、夹紧板及导轮，导轮安装在载具支架的四个角上，定位座安装在载具支架上表面的中部，夹紧板安装于定位座上，夹紧板配合定位座夹紧待焊接的工件；载具还包括上料板，两个上料板分别位于定位座的两侧，每个上料板分别安装在缓冲升降机构上。

通过载具来固定待焊接的工件，可简化上料动作；载具上设置有安装在缓冲升降机构上的上料板，可以起到缓冲作用。

进一步地，搬运部包括第一搬运机构及第二搬运机构，第一搬运机构与第二搬运机构可水平移动地安装在搬运支架上，第一搬运机构用于将待焊接的工件从上料部搬运至焊接部，第二搬运机构用于将焊接好的工件从焊接部搬出，第二搬运机构与第一搬运机构的结构相同或者不同。

搬运部设置有两个搬运机构，可同时进行上料与下料的动作，提高了生产效率。

进一步地，第一搬运机构包括搬运升降机构、规整机构及夹持机构，夹持机构安装在规整机构上，规整机构安装在搬运升降机构上；夹持机构包括夹爪气缸及安装在夹爪气缸上的托举夹爪，规整机构包括规整气缸及安装在规整气缸上的规整板；夹爪气缸带动托举夹爪开合，规整气缸带动规整板开合，搬运升降机构带动托举夹爪升降。

第一搬运机构用于上料与规整，使待焊接的工件位置精确。

进一步地，第一搬运机构还包括安装在规整机构上的定位机构，定位机构包括插销气缸及安装在插销气缸上的插销，插销气缸带动插销升降。

第一搬运机构上设置有定位机构，可对使待焊接的工件进一步定位。

进一步地，焊接部包括焊接机构及工件承载装置，焊接机构包括焊接机及用于调整焊接机位置的焊接机位置调整机构，工件承载装置包括固定装置及旋转装置，固定装置用于固定待焊接的工件，旋转装置用于带动固定装置旋转。

工件承载装置可调整工件的焊接位置，便于焊接机构完成焊接动作。

进一步地，焊接机位置调整机构包括前后驱动机构、左右驱动机构及上下驱动机构，焊接机安装于上下驱动机构上，上下驱动机构安装于左右驱动机构上，左右驱动机构安装于前后驱动机构上。

焊接机位置调整机构包括前后驱动机构、左右驱动机构及上下驱动机构，可调整焊接机在空间的位置，便于焊接。

进一步地，固定装置包括焊接平台、前后压紧机构及左右压紧机构，前后压紧机构以及左右压紧机构分别安装在焊接平台的相对的两侧。

固定装置包括前后压紧机构及左右压紧机构，可从工件的相对两侧固定工件，提高固定的可靠性。

进一步地，旋转装置包括转轴及转轴驱动机构，焊接平台固定连接在转轴上，转轴驱动机构驱动转轴旋转并进而带动焊接平台旋转。

通过旋转装置使待焊接的工件旋转，从而焊接其它部位，提高了生产效率。

进一步地，焊接部还包括焊接机角度调整机构，焊接机安装于焊接机角度调整机构上，焊接机角度调整机构安装在上下驱动机构上。

焊接机安装在焊接机角度调整机构上，便于调整焊接机的焊接位置。

进一步地，电池模块包盖焊接装置还包括下料部，下料部用于将焊接好的工件从焊接部搬走。

通过设置下料部，可将焊接好的工件送往下一个工位，进一步提高生产效率。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明中的上料部的立体结构示意图。

图3为本发明上料部中的升降机构的主视图。

图4为本发明上料部中的压紧机构的立体结构示意图。

图5为本发明上料部中的载具的立体结构示意图。

图6为本发明搬运部中的第一搬运机构的立体结构示意图。

图7为本发明搬运部中的第一搬运机构的侧视图。

图8为本发明的第一搬运机构去除搬运升降机构后的主视图。

图9为本发明第一搬运机构中的定位机构的立体结构示意图。

图10为本发明中的焊接部的立体结构示意图。

图11为本发明焊接部中的焊接机构的立体结构示意图。

图12为本发明焊接部中的固定装置的立体结构示意图。

图13为本发明焊接部中的固定装置另一视角的立体结构示意图。

图14为本发明焊接部中的固定装置的主视图。

图15为本发明焊接部中的旋转装置的立体结构示意图。

图16为本发明中的电池模块组件的爆炸图。

图17为本发明中的电池模块组件的立体结构示意图。

图1～图17中，包括上料部10、升降机构11、升降平台111、电动滚筒112、电机113、导轨114、丝杠115、压紧机构12、压紧气缸121、压紧轮122、载具13、载具支架131、定位座132、夹紧板1321、导轮1322、上料板1323、缓冲升降机构133、搬运部20、第一搬运机构21、搬运升降机构211、规整机构212、规整气缸2121、规整板2122、夹持机构213、夹爪气缸2131、托举夹爪2132、定位机构214、插销气缸2141、插销2142、滑轨2143、光电传感器215、第二搬运机构22、搬运支架23、焊接部30、焊接机构31、焊接机311、焊接机角度调整机构3111、抽风筒3112、抽风筒角度调整机构3113、焊接机位置调整机构312、前后驱动机构3121、左右驱动机构3122、上下驱动机构3123、位移传感器313、工件承载装置32、固定装置321、焊接平台3210、前后压紧机构3211、前后压块3212、前后压紧气缸3213、左右压紧机构3214、驱动气缸3215、左右压块3216、左右压紧气缸3217、顶块3218、顶块气缸3219、旋转装置322、转轴3221、转轴驱动机构3222、同步带3223、旋转电机3224、光电检测器323、下料部40、电池模块组件100、电池模块101、盖板102、端盖板103、包络结构件104、包盖105、第一位置106、第二位置107。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明是一种电池模块包盖焊接装置，用于将包盖焊接在电池模块上。

该电池模块包盖焊接装置至少包括上料部10、搬运部20及焊接部30；可选的，还可以包括下料部40。

上料部10位于焊接部30的前道工位，用于承载待焊接的工件。如图16、图17所示，待焊接的工件，即电池模块组件100，包括电池模块100以及覆盖在电池模块100至少一面上的包盖105。

搬运部20被配置为在上料部10和焊接部30之间移动，用于将待焊接的工件从上料部10搬运至焊接部30，以及将焊接好的工件从焊接部30搬离；焊接部30用于将待焊接的工件焊接成一体。

本发明通过搬运部20将待焊接的工件从上料部10搬运至焊接部30焊接，大大提高了生产效率。

如图2所示，上料部10包括升降机构11、升降平台111及压紧机构12；升降平台111安装于升降机构11上，升降机构11带动升降平台111做升降运动；压紧机构12将待焊接的工件定位在升降平台111上；升降平台111上设置有用于固定待焊接的工件的载具13。当电池模块在高位被取走后，升降机构11带动升降平台111下降到低位后，升降平台111将载具13输出。

本发明的上料部10通过升降机构11、升降平台111与压紧机构12的配合，使待焊接的工件位置精确，便于搬运部20搬运。

如图3所示，升降机构11包括电机113、导轨114及丝杠115，升降平台111固定在丝杠115上。电机113带动丝杠115旋转，从而带动升降平台111沿着导轨114做升降运动。

如图4所示，压紧机构12相向地安装于升降平台111上的相对的两侧。升降平台111上安装有至少两个并列的电动滚筒112，电动滚筒112位于两个压紧机构12之间，电动滚筒112滚动以带动电动滚筒112上放置的待焊接的工件沿着电动滚筒112滚动的方向移动。

本发明的升降平台111通过电动滚筒112来调整电池模块的位置，结构简单。

每个压紧机构12分别包括压紧气缸121及压紧轮122。压紧轮122可以有多个，本实施例中是两个。压紧轮122安装在压紧气缸121的活动部分上，压紧气缸121通过支架安装在升降平台111上。两个压紧机构12的压紧气缸121分别带动压紧轮122水平伸出或者缩回，从而压紧或者松开位于两个压紧机构12之间的待焊接的工件。压紧轮122对电池模块进行压紧，用于进一步固定电池模块和载具13。

本发明的压紧机构12采用压紧气缸121及压紧轮122，结构简单，操作方便。

升降平台111上还设置有定位机构，定位机构通过气缸带动插销插入载具13，保证载具13不会移动。

如图5所示，载具13包括载具支架131、定位座132、夹紧板1321及导轮1322。导轮1322安装在载具支架131的四个角上，便于载具13进入和移出升降平台111。定位座132安装在载具支架131上表面的中部，夹紧板1321安装于定位座132上，夹紧板1321配合定位座132夹紧待焊接的工件。

本发明通过载具13来固定待焊接的工件，可简化上料动作。

载具13还包括上料板1323，两个上料板1323分别位于定位座132的两侧，每个上料板1323分别安装在缓冲升降机构133上。上料板1323上设置有配合电池模块的凸起和凹槽，便于人工将电池模块搬到载具13上，并进行对位。缓冲升降机构133采用弹簧结构，上料板1323可以通过弹簧升降，给与电池模块缓冲，并随电池模块的高度自动贴上。

载具13上设置有安装在缓冲升降机构133上的上料板1323，可以起到缓冲作用。

如图1所示，搬运部20包括第一搬运机构21及第二搬运机构22，第一搬运机构21与第二搬运机构22可水平移动地安装在搬运支架23上。第一搬运机构21用于将待焊接的工件从上料部10搬运至焊接部30，第二搬运机构22用于将焊接好的工件从焊接部30搬出。第二搬运机构22与第一搬运机构21的结构相同或者不同，由于电池模块与包盖已经焊接完成，所以第二搬运机构22精度要求不高，只需要实现搬运动作即可。

在第一搬运机构21在上料位置取料时，第二搬运机构22在焊接位置将已焊接完成的电池模块取出。搬运部20设置有两个搬运机构，可同时进行上料与下料的动作，提高了生产效率。

如图6、图7所示，第一搬运机构21包括搬运升降机构211、规整机构212及夹持机构213，夹持机构213安装在规整机构212上，规整机构212安装在搬运升降机构211上。

第一搬运机构21用于上料与规整，使待焊接的工件位置精确。

搬运升降机构211可以采用现有技术中的任意一种可用的结构，一般采用丝杠滑轨结构，将规整机构212安装在丝杠上，通过电机带动丝杠转动，并进而带动规整机构212沿着滑轨升降。

如图8所示，夹持机构213包括夹爪气缸2131及安装在夹爪气缸2131上的托举夹爪2132。规整机构212包括规整气缸2121及安装在规整气缸2121上的规整板2122。夹爪气缸2131带动托举夹爪2132开合，规整气缸2121带动规整板2122开合，搬运升降机构211带动托举夹爪2132升降。

规整机构212上还安装有光电传感器215，用于检测下方是否有料，有料才下去取料。

规整机构212上还安装有压板，压板用于将待焊接的包盖压在电池模块上，可以设置成固定，也可以设置成弹簧缓冲，能够通过导杆进行上下滑动。

第一搬运机构21还可以包括安装在规整机构212上的定位机构214。如图9所示，定位机构214包括插销气缸2141及安装在插销气缸2141上的插销2142，插销气缸2141固定在规整板2122上，插销2142安装在插销气缸2141的活动部分上。规整板2122上还安装有滑轨2143，插销气缸2141带动插销2142沿着滑轨2143升降。

第一搬运机构21上设置有定位机构214，可对使待焊接的工件进一步定位。搬运机构通过规整板和定位插销对工件进行定位，保证搬运过程中工件不会偏移。

第一搬运机构21的动作流程如下：两个规整气缸2121分别带动两个规整板2122张开，夹爪气缸2131带动托举夹爪2132张开；搬运升降机构211带动托举夹爪2132下降，下降到位后夹爪气缸2131带动托举夹爪2132夹紧；两个规整气缸2121分别带动两个规整板2122相互靠近，从而对工件进行夹紧规整；插销气缸2141带动插销2142插入工件预设的孔洞内；搬运升降机构211带动托举夹爪2132上升，从而将工件抬起。

如图10所示，焊接部30包括焊接机构31及工件承载装置32。工件承载装置32可调整工件的焊接位置，便于焊接机构31完成焊接动作。

焊接机构31包括焊接机311及用于调整焊接机311位置的焊接机位置调整机构312。焊接机311一般采用激光焊接机。

如图11所示，焊接机位置调整机构312包括前后驱动机构3121、左右驱动机构3122及上下驱动机构3123，焊接机311安装于上下驱动机构3123上，上下驱动机构3123安装于左右驱动机构3122上，左右驱动机构3122安装于前后驱动机构3121上。前后驱动机构3121、左右驱动机构3122及上下驱动机构3123可以采用现有技术中的任意一种结构，一般也是采用丝杠滑轨结构，在此不再赘述。

焊接机位置调整机构312包括前后驱动机构、左右驱动机构及上下驱动机构，可调整焊接机311在空间的位置，便于焊接。

如图10所示，工件承载装置32包括固定装置321及旋转装置322，固定装置321用于固定待焊接的工件，旋转装置322用于带动固定装置321旋转。

如图12、图13及图14所示，固定装置321包括焊接平台3210、前后压紧机构3211及左右压紧机构3214，前后压紧机构3211以及左右压紧机构3214分别安装在焊接平台3210的相对的两侧。

固定装置321包括前后压紧机构3211及左右压紧机构3214，可从工件的相对两侧固定工件，提高固定的可靠性。

前后压紧机构3211包括前后压块3212和前后压紧气缸3213，前后压块3212安装在前后压紧气缸3213的活动部分上，前后压紧气缸3213带动前后压块3212在导轨上运动，实现对待焊接的工件压紧或者松开。前后压块3212上设置有通道，用于给焊接位置流出空隙。

前后压紧机构3211采用压块和气缸的组合，结构简单，操作方便。

左右压紧机构3214包括驱动气缸3215、左右压块3216、左右压紧气缸3217、顶块3218和顶块气缸3219，顶块气缸3219及左右压紧气缸3217通过连接板安装在驱动气缸3215的活动部分上，顶块3218安装在顶块气缸3219的活动部分上，左右压块3216安装在左右压紧气缸3217的活动部分上。

驱动气缸3215带动顶块气缸3219及左右压紧气缸3217水平移动，左右压紧气缸3217带动左右压块3216上下移动，顶块气缸3219带动顶块3218伸出或者缩回。

左右压紧机构3214采用压块和气缸的组合，结构简单，操作方便。

如图10所示，工件承载装置32上还安装有光电检测器323，光电检测器323用于检测固定装置321上是否有料，可以防止激光焊接机的激光器误触发。

如图15所示，旋转装置322包括转轴3221及转轴驱动机构3222，焊接平台3210固定连接在转轴3221上。转轴驱动机构3222一般采用同步带结构，包括同步带3223和旋转电机3224，转轴驱动机构3222的旋转电机3224动作，通过同步带3223驱动转轴3221旋转，并进而带动焊接平台3210旋转，通常是旋转180度。通过旋转装置322使待焊接的工件旋转，从而焊接其它部位，提高了生产效率。

如图11所示，焊接部30还包括焊接机角度调整机构3111，焊接机311安装于焊接机角度调整机构3111上，焊接机角度调整机构3111安装在上下驱动机构3123上。焊接机311安装在焊接机角度调整机构3111上，便于调整焊接机311的焊接位置。

焊接部30还包括用于抽出焊接废气的抽风筒3112，抽风筒3112安装于焊接机311上。焊接部30设置有抽风筒3112，可括用于抽出焊接废气，保护操作人员的健康。

抽风筒3112还可以安装于抽风筒角度调整机构3113上，抽风筒角度调整机构3113安装于焊接机311上。抽风筒3112安装在抽风筒角度调整机构3113上，便于调整抽风筒3112的位置，提高抽出焊接废气的效果。

可选的，焊接部30还包括位移传感器313，移传感器313用于测量激光焊接机311至待焊接平面上焊点的精确距离，从而前后驱动机构3121带动激光焊接机311运动至最合适的位置，保证焊点始终处于最适合焊接的位置，从而保证焊接质量。

焊接部30的运动步骤如下：

1、固定装置321中的前后压紧机构3211和左右压紧机构3214将包盖和电池模块压住；

2、焊接部30中三个方向的驱动机构先带动激光焊接机311至预定的位置，该位置是通过预先标定得到的，到位后根据距离传感器检测到的距离，微调激光焊接机311到焊点的距离，调节完成后进行焊接；

3、激光焊接机311先在第一位置106从上至下焊接，焊点为一条直线，左右驱动机构3122带动激光焊接机311向第二位置107移动，以同样的方式对第二位置107进行焊接；

4、激光焊接机311先退回一段距离，旋转装置322带动固定装置321旋转180度；

5、焊接部30以同样的焊接方式对第三位置和第四位置进行焊接，运动步骤与第一位置106和第二位置107的焊接方式相同；

6、焊接完成后，各机构回原位。

如图1所示，电池模块包盖焊接装置还可以包括下料部40，下料部40用于将焊接好的工件从焊接部30搬走。下料部40可以采用任意一种已知的结构，本实施例中采用与上料部10类似的升降结构。

通过设置下料部40，可将焊接好的工件送往下一个工位，进一步提高生产效率。

上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。