一种超声焊工装的制作方法

1.本实用新型属于电池生产设备技术领域，具体为一种超声焊工装。


背景技术：

2.铝壳电池主要核心部件有电芯、铝壳、盖板、电解液、连接片、pet膜、胶带等，其电芯的性能和安全性的重要性不言而喻，而电芯组装质量直接决定电池安全性、电性能(容量、能量、内阻等)及电化学反应，其电芯的组装方式主要直接影响有极片组装质量、超声焊接质量、激光焊接质量及相关原材料质量决定。
3.相对于超声焊接质量，目前锂电电芯制作的超声焊接机基本为进口超声焊接机为多，目前国产超声焊接机也逐步起来，但从性能、品质、安全性目前进口的超声焊接机明显比国产超声焊接机质量好，但目前无论是国产超声焊接还是进口超声焊接机都为单机半自动设备，包括目前自动线上的超声焊接机设备都为单机设备进行组装而成，电芯焊接质量好坏大部分主要有超声焊接机和超声焊接治具；另一方面超声焊接机主要有换能器和发波器决定，相对而言锂电已经发展十几年历史，超声焊接机逐步趋向稳定，但目前焊接治具的好坏直接决定了电芯产品及品质，对于铝壳电芯焊接而成的电芯而言，超声治具的方式尤为重要，焊接后虚焊、过焊、断裂、焊破等问题启动关键性作用。
4.然而，现有的电芯组装方式工艺中，通常将单个电芯直接焊接到盖板连接片上，或者将单个电芯分成二个电芯或者多个电芯分别焊到连接片上(所谓的蝴蝶焊)，由于目前行业发展，对克容量、巡航里程、循环周期、寿命、电池包能量比以及安全性要求越来越高，电芯为了尽量满足以上要求故一直把电芯能量做大，但电芯能量做大，电池层数就加多，层数加多，单个电芯就无法一次超声焊接，故电芯就分二个或者多个合并再焊接，超声焊接机及超声治具对电芯制作质量起到无比后非的关键作用。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种超声焊工装，该超声焊工装包括一个具有三维调节功能的支架，通过三个方位的调节可以使顶部的电芯治具在三维空降内精准移动，以使焊机能够多方位焊接，从而提高焊接质量。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种超声焊工装，包括三维台架和电芯治具，其特征在于：所述三维台架包括第一方位台、第二方位台和第三方位台，其中第一方位台安装在工作台上，且设置控制第一方位台在第一方位往复平移的第一移动机构；第二方位台安装在第一方位台上方，并设置控制第二方位台在第二方位往复平移的第二移动机构；所述第三方位台设置在第二方位台上方，并设置控制第三方位台在第三方位往复平移的第三移动机构；所述第一方位、第二方位和第三方位构成三维直角坐标系；在第三方位台顶部设置限位机构，所述电芯治具通过该限位机构安装在第三方位台上。
7.在上述技术方案中，三维台架包括水平运动机构和垂直运动机构，三维方位的移动使得三维台架上的电芯治具在三维空间中能够自有移动，形成多维度运动以满足超声焊
接需求，从而提高电芯的焊接质量。
8.优选地，所述限位机构为设置在第三方位台顶面的定位块，定位块围成与电芯治具配合的限位区，因此无需使用固定件固定电芯治具，便于移动；所述三维台架在正对焊机的一侧设置向着三维台架内部凹陷的焊机位，且该焊机位位于电芯治具的焊机工作区下方，焊机能够移动到焊机位并正对焊机工作区。凹陷的焊机位占用三维台架的内部空间，有利于缩小整个装置的空间占位大小，同时可以使整个电芯治具完全位于第三方位台上，即合理利用空间，又可以保证电芯治具的稳定性。
9.优选地，所述第一方位和第三方位为水平方位，第二方位为垂直方位；所述第一移动机构包括第一轨道和设置在第一方位台底部的下滑块，且下滑块活动卡合第一轨道；所述第三移动机构包括第二轨道，以及设置在第三方位台底部的上滑块，且上滑块活动卡合第二轨道；所述第二移动机构包括垂直于第一方位台设置的升降螺柱组件，该升降螺柱组件的下部安装在第一方位台上，上部活动连接第二方位台；在第二方位台背面垂直设置导向柱，且导向柱穿过第一方位台。
10.优选地，所述第一移动机构还包括两个第一定位螺栓组，第一定位螺栓组分别设置在第一轨道的前后方，第一定位螺栓组中的螺栓能够顶触第一方位台并对第一方位台进行定位；所述第二移动机构还包括设置在第二方位台上的两个第二定位螺栓组，以及设置于第三方位台上的限位件，第二定位螺栓组的定位螺栓正对设置且限位件向下延伸至两个定位螺栓之间；在第一方位台上纵向设置支撑螺柱，该支撑螺柱的下部与第一方位台上设置的螺柱架螺纹连接，上端顶触第二方位台。
11.优选地，所述电芯治具包括底座和铰接与底座上方的盖板，盖板能够打开或盖合在底座上，电芯治具的焊机工作区位于电芯治具的中部，包括设置在盖板中部的焊机避让区；所述底座上对称设置两个电芯槽，两个电芯槽之间设置两个极板槽，且焊机避让区位于焊机位上方；将电芯置于电芯槽后，两个电芯的极板在极板槽中接触。
12.优选地，所述底座包括底部的底板和上部的座板，盖板包括上部的上盖板和下部的内盖板，且座板和内盖板绝缘，所述电芯槽和极板槽设置在座板上。
13.优选地，在底座和盖板上设置锁钩和锁体，盖合盖板后，锁体能够与锁体锁定，且在盖板正面设置把手，便于快速移动整个治具。
14.优选地，在两个电芯槽之间活动设置由绝缘材料制成的压板，该压板上设置与极板槽正对的焊接孔，且在盖板上设置压板条，盖合盖板后，压板条压紧压板。
附图说明
15.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
16.图1为本实用新型的实施例的右侧平面结构示意图。
17.图2为本实用新型的实施例的后侧平面结构示意图。
18.图3为本实用新型的实施例的后侧立体结构示意图。
19.图4为图1中电芯治具的安装结构示意图。
20.图5为图1中调节台的前侧立体结构示意图。
21.图6为图1中电芯治具的打开状态示意图。
22.图7为图6中隔离板的拆分结构示意图。
23.图中，工作台1、导向柱2、支撑螺柱3、螺柱架4、下滑块5、升降螺柱组件6、第一方位台7、第一定位螺栓组8、第一轨道9、直线轴承10、上滑块11、第二定位螺栓组12、第二方位台13、限位件14、缓冲块15、定位块16、电芯治具17、第三方位台18、第二轨道19、焊机位20、上盖板171、内盖板172、座板173、电芯槽174、底板175、铰接件176、压板177、压板条178、吻合槽179、指槽180、吻合块181、焊接孔182、压板槽183、极板槽184、锁钩185、锁体186、焊机避让区187。
具体实施方式
24.以下将配合附图及实施例来详细说明本技术的实施方式，借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
25.请参阅图1
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7，本实用新型提供一种超声焊工装。该超声焊工装包括三维台架和电芯治具，其中三维台架包括第一方位台7、第二方位台13和第三方位台18，其中第一方位台7安装在工作台1上，且设置控制第一方位台7在第一方位往复平移的第一移动机构；第二方位台13安装在第一方位台7上方，并设置控制第二方位台13在第二方位往复平移的第二移动机构；所述第三方位台18设置在第二方位台13上方，并设置控制第三方位台18在第三方位往复平移的第三移动机构；所述第一方位、第二方位和第三方位构成三维直角坐标系；第三方位台18的顶部由定位块16围成一个矩形限位区，电芯治具位于限位区中并被定位。
26.在上述技术方案中，三维台架包括水平运动机构和垂直运动机构，三维方位的移动使得三维台架上的电芯治具在三维空间中能够自有移动，形成多维度运动以满足超声焊接需求，从而提高电芯的焊接质量。
27.以图1所示方位为实施例的右视图。
28.三维台架的前部设置向着三维台架内部凹陷的焊机位20，且该焊机位20位于电芯治具的焊机工作区下方，三维台架前方的焊机能够移动到焊机位20并正对焊机工作区。凹陷的焊机位20占用三维台架的内部空间，有利于缩小整个装置的空间占位大小，同时可以使整个电芯治具完全位于第三方位台18上，即合理利用空间，又可以保证电芯治具的稳定性。
29.具体地，第一方位和第三方位分别为前后指向和左右指向，第二方位为上下指向。第一移动机构包括前后指向的第一轨道9和设置在第一方位台7底部的下滑块5，且下滑块5活动卡合第一轨道9；第三移动机构包括左右指向的第二轨道19，以及设置在第三方位台18底部的上滑块11，且上滑块11活动卡合第二轨道19，另外在第二轨道19的两端设置缓冲块15，避免上滑块11脱轨；第二移动机构包括垂直于第一方位台7设置的升降螺柱组件6，该升降螺柱组件6的下部安装在第一方位台7上，上部活动连接第二方位台13；在第二方位台13背面四角处分别垂直设置一根导向柱2，且导向柱2穿过设置于第一方位台7上的直线轴承10。
30.为保证各方位台精准定位，第一移动机构还包括两个第一定位螺栓组8，第一定位螺栓组8分别设置在第一轨道9的前后方，第一定位螺栓组8中的螺栓能够顶触第一方位台7并对第一方位台7进行定位；所述第二移动机构还包括设置在第二方位台13上的两个第二定位螺栓组12，以及设置于第三方位台18上的限位件14，第二定位螺栓组12的定位螺栓正
对设置且限位件14向下延伸至两个定位螺栓之间；在第一方位台7上纵向设置支撑螺柱3，该支撑螺柱3的下部与第一方位台7上设置的螺柱架4螺纹连接，上端顶触第二方位台13。
31.本实施例所用电芯治具为蝶式结构，包括底座和盖板，两者的后部通过铰接件176铰接,并在底座和盖板的前部分别设置锁体186和锁钩185，且在盖板上设置把手，为保证两者精准盖合，在盖板边缘设置吻合块181，底座边缘对应设置吻合槽179。具体地，底座包括底部的底板175和上部的座板173，盖板包括上部的上盖板171和下部的内盖板172，且座板173和内盖板172绝缘。电芯治具的焊机工作区位于电芯治具的中部，包括设置在盖板中部的焊机避让区187；另外，座板173上对称设置两个电芯槽174，两个电芯槽174之间设置两个极板槽184，且焊机避让区187位于焊机位20上方；将电芯置于电芯槽174后，两个电芯的极板在极板槽184中接触。另外在电芯槽174所在区域设置压板槽183，并在压板槽183中活动设置压板177，该压板177上设置与极板槽184正对的焊接孔182，为保证压板177的稳定性，在盖板上设置压板条178，盖合盖板后，压板条178压紧压板177。
32.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
33.需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
34.上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。