电池模组铜排连接件的激光焊接夹具的制作方法

1.本发明涉及电池连接件的焊接设备技术领域，更具体地说，是涉及一种电池模组铜排连接件的激光焊接夹具。


背景技术：

2.在电池模组的连接方式中，可以通过带公pin的铜排连接件和带母pin的铜排连接件相配合将电池模组与另外一个电池模组进行连接。在传统的连接工艺中，pin可以通过螺纹连接在铜排上或压铆在铜排上，但是这些连接方式存在以下不足：pin与铜排连接后只是表面接触，会存在一定缝隙，在受热后会膨胀，遇冷后会收缩，可能因为膨胀收缩系数不完全一样，最终导致公头与铜排的连接会松弛，在通电流时会升温更高，严重影响电池模组的性能，甚至导致安全问题。为了解决此问题，可以通过激光焊接方式将pin与铜排相连接，但是目前市面上缺少一款可以辅助铜排连接件进行激光焊接的夹具。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种电池模组铜排连接件的激光焊接夹具。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种电池模组铜排连接件的激光焊接夹具，包括柔性压料定位机构和用于对电池模组铜排连接件进行定位并将其移送至柔性压料定位机构下方的产品定位上料机构，所述柔性压料定位机构包括第一升降驱动装置、第二升降驱动装置、压头安装板和若干个用于压住电池模组铜排连接件的铜排顶部的压头，所述压头安装板呈水平设置并且其两端分别与第一升降驱动装置和第二升降驱动装置相连接，所述第一升降驱动装置和第二升降驱动装置能够同步带动压头安装板进行上下移动，每个压头分别通过弹性连接件活动安装在压头安装板上并位于压头安装板上开设的相应安装板通孔的位置处，每个压头的下端压料部位均能够穿过各自对应的安装板通孔，每个压头的中部分别开设有供激光光束穿过的激光射入通孔，所述产品定位上料机构包括上料平移装置、夹具底座、用于对电池模组铜排连接件的铜排进行夹持固定的产品固定夹和若干个用于对电池模组铜排连接件的pin进行定位的定位套筒，所述夹具底座安装在上料平移装置上并位于压头安装板的下方，所述产品固定夹安装在夹具底座的顶部远离压头的一端，所述定位套筒排列安装在夹具底座的顶部靠近压头的一端，所述上料平移装置能够带动所有定位套筒移动到各自对应的压头的正下方。
5.作为优选的，每个压头的内部分别开设有保护气体流道，所述保护气体流道的入口延伸出压头的外部，所述保护气体流道的出口连通激光射入通孔。
6.作为优选的，每个压头上安装的弹性连接件分别设有四个，且分别位于每个压头的四个边角处，每个弹性连接件均包括螺栓和压头弹簧，所述螺栓的下端纵向穿过压头的孔位与压头安装板相连接，所述压头弹簧安装在螺栓上并位于螺栓的上端头部与压头之间。
7.作为优选的，所述第一升降驱动装置和第二升降驱动装置分别包括立柱、直线导轨、升降座和升降气缸，所述升降座通过纵向设置的直线导轨与立柱滑动连接，所述升降气缸安装在立柱上，所述升降气缸的输出部位与升降座相连接以带动其上下移动，所述升降座与压头安装板的端部固定连接。
8.作为优选的，所述升降座的朝内表面上设有上卡槽块和下卡槽块，所述上卡槽块与下卡槽块间隔设置从而形成了供压头安装板的端部插入的卡槽，所述下卡槽块的顶部沿其长度方向开设有若干个轴承安装孔，每个轴承安装孔中分别设有轴承，所述上卡槽块上安装有分度销，所述分度销能够穿过上卡槽块将插入到卡槽内的压头安装板的端部锁紧，从而使升降座与压头安装板的端部固定连接。
9.作为优选的，所述产品固定夹包括下夹块和位于下夹块上方的上夹块，所述下夹块固定在夹具底座上，所述上夹块的一端与下夹块的一端相铰接，所述上夹块能够相对于下夹块发生翻转，所述上夹块的另一端与下夹块的另一端通过快速夹钳实现锁固连接。
10.作为优选的，所述定位套筒的内部设有用于顶起电池模组铜排连接件的pin的弹性上顶部件，所述弹性上顶部件包括上顶块和顶块弹簧，所述顶块弹簧位于上顶块的下方。
11.作为优选的，所述定位套筒的底部开设有连通定位套筒内部的底部通气孔。
12.作为优选的，所述定位套筒通过冷却板纵向安装在夹具底座上，所述定位套筒依次穿过冷却板的孔位和夹具底座的孔位。
13.作为优选的，所述夹具底座远离压头的一端还设有用于存放软长型的电池模组铜排连接件的铜排的软长料收料盒。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
15.1、本发明的结构设计合理，操作方便，运行稳定可靠，产品定位上料机构能够对电池模组铜排连接件的铜排和pin进行定位并将其平稳地移送至柔性压料定位机构下方，柔性压料定位机构能够压住铜排，保证铜排和pin的位置不偏移和保证两者的安装精度，从而辅助激光发生机构对铜排与pin进行激光焊接。
16.2、本发明的压头采用柔性设置，通过弹性连接件活动安装在压头安装板的孔位处，不会压坏电池模组铜排连接件的铜排，并且能够更好地兼容多种厚度的铜排。
17.3、本发明可根据pin的大小及长度更换相应的定位套筒和压头，更换方便，兼容性好。
18.4、本发明的压头的内部开设有保护气体流道，能够在激光射入通孔内通入保护气体，从而更好地辅助激光发生机构对铜排与pin进行激光焊接。
附图说明
19.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获得其他的附图。
20.图1是本发明实施例提供的电池模组铜排连接件的激光焊接夹具的结构示意图；
21.图2是本发明实施例提供的柔性压料定位机构的结构示意图一；
22.图3是本发明实施例提供的柔性压料定位机构的结构示意图二；
23.图4是本发明实施例提供的压头安装板上的压头安装示意图；
24.图5是本发明实施例提供的压头的剖面图；
25.图6是本发明实施例提供的升降座上的安装部件的结构示意图；
26.图7是本发明实施例提供的产品定位上料机构的结构示意图；
27.图8是本发明实施例提供的定位套筒的剖面图；
28.图9是本发明实施例提供的带公pin的电池模组铜排连接件在夹具上的安装示意图；
29.图10是本发明实施例提供的带母pin的电池模组铜排连接件在夹具上的安装示意图；
30.图11是本发明实施例提供的软长型的电池模组铜排连接件在夹具上的安装示意图。
具体实施方式
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。
32.请参考图1，本发明的实施例提供了一种电池模组铜排连接件的激光焊接夹具，包括柔性压料定位机构1和用于对电池模组铜排连接件进行定位并将其移送至柔性压料定位机构1下方的产品定位上料机构2，下面结合附图对本实施例各个组成部分进行详细说明。
33.如图2和图3所示，柔性压料定位机构1可以包括第一升降驱动装置11、第二升降驱动装置12、压头安装板13和若干个用于压住电池模组铜排连接件的铜排顶部的压头14，压头安装板13呈水平设置并且其两端分别与第一升降驱动装置11和第二升降驱动装置12相连接，第一升降驱动装置11和第二升降驱动装置12能够同步带动压头安装板13进行上下移动。
34.进一步而言，第一升降驱动装置11和第二升降驱动装置12可以分别包括立柱111、直线导轨112、升降座113和升降气缸114，升降座113通过纵向设置的直线导轨112与立柱111滑动连接，升降气缸114安装在立柱111上，升降气缸114的输出部位与升降座113相连接，升降座113与压头安装板13的端部固定连接。升降气缸114能够带动升降座113和压头安装板13上下移动。根据实际需要，在其他实施例中，第一升降驱动装置11和第二升降驱动装置12也可以采用电机+丝杠等驱动装置，非本实施例为限。
35.如图2所示，升降座113的朝外表面上可以设有限位块120，立柱111上设有纵向设置的缓冲器121，在升降座113向下移动时，限位块120能够穿过立柱111的孔位与缓冲器121相接触，缓冲器121能够对限位块120进行缓冲。
36.如图2、图3和图4所示，每个压头14可以分别通过弹性连接件15活动安装在压头安装板13上并位于压头安装板13上开设的相应安装板通孔131的位置处，每个压头14的下端压料部位均能够穿过各自对应的安装板通孔131。在本实施例中，优选的，为了方便压头平稳升降，每个压头14上安装的弹性连接件15可以分别设有四个，且分别位于每个压头14的四个边角处，每个弹性连接件15均可以包括螺栓151和压头弹簧152，螺栓151的下端纵向穿
过压头14的孔位与压头安装板13相连接，压头弹簧152安装在螺栓151上并位于螺栓151的上端头部与压头14之间。当然，根据实际需要，在其他实施例中，该螺栓151也可以设置为导柱或其他弹簧安装件。
37.当压头14的下端压料部位压到铜排后，会往上移动并压缩压头弹簧152，当压头14离开铜排后，会在压头弹簧152的弹性作用下向下复位。
38.在本实施例中，压头采用柔性设置，不会压坏电池模组铜排连接件的铜排，并且能够更好地兼容多种厚度的铜排。
39.如图5所示，每个压头14的中部分别开设有供激光光束穿过的激光射入通孔141，激光射入通孔141的上端部位的直径可以往上逐渐增大，形成扩口形状，这样有利于激光光束射入。
40.如图5所示，每个压头14的内部还可以分别开设有保护气体流道142，保护气体流道142的入口延伸出压头14的外部，保护气体流道142的出口连通激光射入通孔141。其中，保护气体流道142的入口可以通过气管与气源相连接，该保护气体可以为氩气或其他惰性气体。焊接时，在激光射入通孔内通入保护气体，能够更好地辅助激光发生机构对铜排与pin进行激光焊接。
41.如图2、图3和图6所示，升降座113的朝内表面上可以设有上卡槽块115和下卡槽块116，上卡槽块115与下卡槽块116间隔设置从而形成了供压头安装板13的端部插入的卡槽110，下卡槽块116的顶部沿其长度方向开设有若干个轴承安装孔117，每个轴承安装孔117中分别设有方便压头安装板13插入的轴承118，上卡槽块115上安装有分度销119，分度销119能够穿过上卡槽块115将插入到卡槽内的压头安装板13的端部锁紧，从而使升降座113与压头安装板13的端部固定连接。
42.当需要更换压头时，可以松开分度销119，此时可以快速地将整块压头安装板13及其上面的所有压头14一起取下来，操作方便。
43.如图7所示，产品定位上料机构2可以包括上料平移装置21、夹具底座22、用于对电池模组铜排连接件的铜排进行夹持固定的产品固定夹23和若干个用于对电池模组铜排连接件的pin进行定位的定位套筒24，夹具底座22安装在上料平移装置21上并位于压头安装板13的下方，产品固定夹23安装在夹具底座22的顶部远离压头14的一端，定位套筒24排列安装在夹具底座22的顶部靠近压头14的一端。
44.在本实施例中，上料平移装置21可以优选设置为直线驱动模组(又称线性模组)。当然，根据实际需要也可以设置为滑台、地轨、直线电机或其他平移驱动装置。
45.如图7所示，产品固定夹23可以包括下夹块231和位于下夹块231上方的上夹块232，下夹块231固定在夹具底座22上，上夹块232的一端与下夹块231的一端相铰接，上夹块232能够相对于下夹块231发生翻转，上夹块232的另一端与下夹块231的另一端可以通过快速夹钳233实现锁固连接。夹料时，可以打开快速夹钳233，将电池模组铜排连接件的铜排放置在上夹块232与下夹块231之间，之后锁上快速夹钳233，使铜排夹持固定在上夹块232与下夹块231之间。产品固定夹23能够一次性固定多个电池模组铜排连接件，操作方便。
46.为了使电池模组铜排连接件的pin能够始终紧贴着铜排，保证两者的安装精度，如图8所示，定位套筒24的内部可以设有用于顶起电池模组铜排连接件的pin的弹性上顶部件25，其中，该弹性上顶部件25可以包括上顶块251和顶块弹簧252，顶块弹簧252位于上顶块
251的下方。在顶块弹簧252的弹性作用下，上顶块251会顶起电池模组铜排连接件的pin，使其贴紧铜排。
47.如图8所示，定位套筒24的底部可以开设有连通定位套筒24内部的底部通气孔241，这样有利于定位套筒24内部的保护气体和热量的排出。
48.作为较佳的实施方式，如图7和图8所示，定位套筒24可以通过冷却板26纵向安装在夹具底座22上，定位套筒24依次穿过冷却板26的孔位和夹具底座22的孔位。其中，冷却板26的内部可以设有循环水路，焊接过程中产生的热量可以通过冷却板26内流动的冷却水带走。
49.本实施例的激光焊接夹具可以适用于带公pin的铜排连接件100a(如图9所示)、带母pin的铜排连接件100b(如图10所示)、软长型的铜排连接件100c(如图11所示)，当然也可以适用于其他类型的带pin的铜排连接件。工作时，只需要根据pin的大小及长度更换相应的定位套筒和压头即可。
50.如图7和图11所示，为了方便软长型的电池模组铜排连接件的装夹焊接，夹具底座22远离压头14的一端还可以设有用于存放软长型的电池模组铜排连接件的铜排的软长料收料盒27，焊接前，此类铜排可以折叠收纳在软长料收料盒27中。
51.工作时，产品定位上料机构的产品固定夹23能够对待焊接的电池模组铜排连接件的铜排进行夹持固定，定位套筒24能够对pin进行定位，在上料平移装置21的驱动下，电池模组铜排连接件的待焊接部位能够平稳地移送至柔性压料定位机构下方，在第一升降驱动装置11和第二升降驱动装置12的驱动下，柔性压料定位机构1的压头14能够向下压住铜排，保证铜排和pin的位置不偏移和保证两者的安装精度，从而辅助激光发生机构对铜排与pin进行激光焊接。
52.综上所述，本发明的结构设计合理，操作方便，运行稳定可靠，能够辅助激光发生机构对铜排与pin进行激光焊接，夹具可兼容不同产品，可根据pin的大小及长度更换相应的定位套筒和压头，更换方便。
53.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。