一种焊带自校准且连续铺设焊接的串焊设备及方法与流程

1.本发明涉及电池片串焊技术，尤其涉及一种焊带自校准且连续铺设焊接的串焊设备及方法。


背景技术：

2.现有电池串生产过程中，通常是先将焊带切丝，再搬运至电池片上焊接，在搬运焊带过程中，焊带的位置容易偏离导致焊接失败。因此现有电池片串焊过程中，每焊接一组电池片就需要重新定位和牵引焊带，导致无法进行连续焊接。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种焊带自校准且连续铺设焊接的串焊设备及方法，以能够使用连续焊带，避免了焊带的中间搬运简化流程及机构，在前期设计及后续维护上有明显优势。
4.以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
5.根据本发明的第一方面，提供了一种焊带自校准且连续铺设焊接的串焊设备，包括：
6.电池片输送机构，用于承载和输送以设定间距放置的电池片，所述电池片输送机构包括电池片固定结构，所述电池片固定结构用于在输送过程中固定电池片的位置；
7.焊带导向机构，用于在焊带连续输送过程中对焊带进行导向；
8.焊接机构，用于将焊带与电池片上的pad点进行激光、红外或电磁感应焊接。
9.根据本发明的第二方面，还提供了一种基于上述串焊设备的焊带连续铺设方法，包括以下步骤：
10.通过焊接机构将焊带与电池片上的pad点进行焊接；
11.通过电池片输送机构带动电池片向前步进；
12.由完成焊接的电池片带动后续焊带向前输送。
13.在本发明的第一方面基础上，在一实施例中，所述焊带导向机构包括自校准机构，所述自校准机构能够根据焊带与电池片的相对位置调节焊带的位置。
14.在本发明的第一方面基础上，在一实施例中，所述焊接机构包括：
15.压针模组，设置于所述电池片输送机构上方，用于将焊带压在电池片上；
16.焊接器，设置于所述压针模组上方，用于将焊带焊接到电池片上；
17.视觉模组，设置于所述焊接器前方，用于给所述焊接器和所述压针模组提供定位。
18.在本发明的第一方面基础上，在一实施例中，所述自校准机构设置于所述焊接机构前方，所述自校准机构包括第一导向辊和横向调节模组，所述第一导向辊与所述横向调
节模组传动连接，所述焊带从所述第一导向辊下方绕过，所述视觉模组拍摄获得的焊带与电池片的相对位置信息还用于计算生成所述自校准机构的校准控制命令。
19.在本发明的第一方面基础上，在一实施例中，所述焊带导向机构还包括第二导向辊，所述第二导向辊设置于所述自校准机构前方，所述焊带从所述第二导向辊上方绕过。
20.在本发明的第一方面基础上，在一实施例中，所述第一导向辊和所述第二导向辊上均沿圆周方向开设有焊带限位槽。
21.在本发明的第一方面基础上，在一实施例中，该设备还包括拉丝机构，所述拉丝机构用于在人工穿丝后、第一次焊接前牵引焊带到焊接位置。
22.在本发明的第一方面基础上，在一实施例中，所述拉丝机构包括气动夹爪模组和驱动模组，所述驱动模组带动所述气动夹爪模组沿电池片输送方向运动，所述气动夹爪模组能够夹持焊带的端部。
23.在本发明的第一方面基础上，在一实施例中，所述自校准机构还包括第一升降驱动模组，所述横向调节模组与所述第一升降驱动模组连接。
24.在本发明的第一方面基础上，在一实施例中，该设备还包括切刀机构，所述切刀机构用于在第一次人工穿丝和停产时切断焊带。
25.在本发明的第一方面基础上，在一实施例中，所述切刀机构包括切刀组件，所述切刀组件包括焊带通过槽、切刀刀头和切断驱动模组，所述切刀刀头与所述焊带通过槽紧贴设置，所述切断驱动模组驱动所述切刀刀头相对于所述焊带通过槽移动以切断焊带。
26.在本发明的第一方面基础上，在一实施例中，该设备还包括压丝机构，所述压丝机构设置于所述切刀机构前方，所述压丝机构用于在所述切刀机构切断焊带时压住焊带。
27.在本发明的第一方面基础上，在一实施例中，所述压丝机构包括气动升降组件、压线头和卡线板，所述气动升降组件能够带动所述压线头下压，所述卡线板上开设有焊带通过口，所述卡线板与所述压线头在输送方向上前后错开。
28.在本发明的第一方面基础上，在一实施例中，所述焊带通过槽开口向下，所述切断驱动模组的驱动方向为水平方向，所述切刀机构还包括平移模组，所述切刀组件与所述平移模组连接。
29.在本发明的第一方面基础上，在一实施例中，所述切刀机构还包括第二升降驱动模组，所述平移模组与所述第二升降驱动模组连接。
30.在本发明的第一方面基础上，在一实施例中，所述压丝机构的底座固定在所述电池片输送机构上，所述压丝机构的一端与所述底座铰接，所述压丝机构的另一端与所述底座通过插销连接。
31.在本发明的第一方面基础上，在一实施例中，所述电池片输送机构包括输送皮带，所述电池片固定结构包括真空吸附模组，所述真空吸附模组设置于所述输送皮带下方，所述真空吸附模组与风机连接，所述真空吸附模组上开设有若干吸附孔，所述输送皮带上开设有若干通气孔。
32.在本发明的第一方面基础上，在一实施例中，所述电池片输送机构还包括热板模组，所述热板模组设置于焊接位置及焊接位置前方的输送皮带下，所述热板模组用于在焊接时辅助加热电池片。
33.在本发明的第一方面基础上，在一实施例中，该设备还包括焊带预压机构，所述焊
带预压机构设置于所述焊带的输送路径上，所述焊带预压机构包括气动下压模组、上模座和下模座，所述气动下压模组能够带动所述上模座下压，所述上模座具有上凹的弧形压合面，所述下模座具有上凸的弧形压合面。
34.本发明实施例的有益效果是：通过固定电池片在输送过程中的位置，能够利用完成焊接的电池片带动后续焊带向前输送，从而能够用连续焊带生产电池串，避免了焊带的中间搬运流程及机构，不仅可以保证焊带放置的精度，还可以提高生产效率。设备整体结构简单紧凑、性能稳定，能够有效降低故障率及后期维护成本，从而大大提高了工作效率和产能。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
36.在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
37.图1是本技术实施例的整体结构示意图；
38.图2是本技术实施例的自校准机构示意图；
39.图3是本技术实施例的电池片输送机构的示意图；
40.图4是本技术实施例的真空吸附模组示意图；
41.图5是本技术实施例的热板模组示意图；
42.图6是本技术实施例的拉丝机构示意图；
43.图7是本技术实施例的切刀机构示意图；
44.图8是切刀机构的另一视角示意图；
45.图9是本技术实施例的压丝机构示意图；
46.图10是本技术实施例的激光焊接机构示意图；
47.图11是激光焊接机构的另一视角示意图；
48.图12是本技术实施例的另一整体结构示意图(带有焊带预压机构)；
49.图13是焊带预压机构的部分结构示意图；
50.其中：1-电池片输送机构；11-输送皮带；11a-通气孔；12-真空吸附模组；12a-吸附孔；121-真空腔；122-管路；13-热板模组；131-加热元件；132-风机管路；
51.21-自校准机构；211-第一导向辊；211a-焊带限位槽；212-横向调节模组；213-第一升降驱动模组；22-第二导向辊；
52.3-激光焊接机构；31-压针模组；311-压针板；312-竖向驱动模组；313-横向驱动模组；32-激光焊接器；33-视觉模组；331-光源；332-相机；
53.4-拉丝机构；41-气动夹爪模组；42-驱动模组；43-避让模组；
54.5-切刀机构；51-切刀组件；511-焊带通过槽；512-切刀刀头；513-切断驱动模组；52-平移模组；53-第二升降驱动模组；
55.6-压丝机构；61-气动升降组件；62-压线头；63-卡线板；63a-焊带通过口；64-底座；
56.7-焊带预压机构；71-气动下压模组；72-上模座；72a-上压合面；73-下模座；73a-下压合面；
57.8-焊带；9-电池片。
具体实施方式
58.以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
59.如图1所示，本技术实施例提供了一种焊带自校准且连续铺设焊接的串焊设备，包括：
60.电池片输送机构1，用于承载和输送以设定间距放置的电池片9。例如，同一电池串的电池片9之前可以间隔0.1mm放置，不同电池串之间可以间隔10mm放置。电池片输送机构1包括电池片固定结构，电池片固定结构用于在输送过程中固定电池片9的位置；
61.焊带导向机构，用于在焊带8的连续输送过程中对焊带8进行导向；
62.激光焊接机构3，用于将焊带8与电池片9上的pad点(或焊盘)进行焊接。需要说明的是，在本实施例中，以激光焊作为示例，实际上也可采用红外焊、电磁感应焊等方式进行焊接。
63.基于上述设备，本技术实施例提供了一种焊带连续铺设方法，包括以下步骤：
64.通过激光焊接机构3将焊带8与电池片9上的pad点进行焊接；
65.通过电池片输送机构1带动电池片9向前步进；
66.由完成焊接的电池片9带动后续焊带8向前输送。
67.上述设备和方法通过固定电池片在输送过程中的位置，能够利用完成焊接的电池片带动后续焊带向前输送，从而能够用连续焊带生产电池串，简化掉了焊带的中间搬运流程及机构，不仅可以保证焊带放置的精度，还可以提高生产效率。设备整体结构简单紧凑、性能稳定，能够有效降低故障率及后期维护成本，从而大大提高了工作效率和产能。
68.进一步地，考虑到焊接过程中焊带8与电池片9的相对位置可能会收到扰动并不断累积，因此在可能的实施例中，焊带导向机构包括自校准机构，自校准机构能够根据焊带8与电池片9的相对位置实时调节焊带8的位置，以确保焊带8的铺设精度。自校准机构需要用到视觉模组，考虑到激光焊接机构3通常也设置有视觉相机，因此可以共用同一视觉模组，以简化设备结构。
69.在此先对激光焊接机构3进行介绍。在可能的实施例中，激光焊接机构3的结构如图10和11所示，包括：
70.压针模组31，设置于电池片输送机构1上方，用于将焊带8压在电池片9上。压针模组31可包括压针板311、竖向驱动模组312和横向驱动模组313，由竖向驱动模组312和横向驱动模组313带动压针板311调整位置。压针板311上设置有若干压针，并且压针位置避开pad点。
71.激光焊接器32，设置于压针模组31上方，通过发送激光将焊带8焊接到电池片9的pad点上(在红外焊、电磁感应焊等焊接方式中，可采用相应焊接器代替激光焊接器)。
72.视觉模组33，设置于激光焊接器32前方，用于给激光焊接器32和压针模组31提供定位。视觉模组33可包括相机332和光源331，由光源331给相机332提供照明。
73.参见图2，自校准机构21设置于激光焊接机构3前方，自校准机构21包括第一导向辊211和横向调节模组212，第一导向辊211与横向调节模组212传动连接，焊带8从第一导向辊211下方绕过，视觉模组33拍摄获得的焊带与电池片的相对位置信息还用于计算生成自校准机构的校准控制命令，第一导向辊211根据校准控制命令左右偏移，实现焊带相对于电池片上各行pad点位置的自动校准，保证焊带的铺设精度在0.1mm左右。
74.在可能的实施例中，焊带导向机构还包括第二导向辊22，第二导向辊22设置于自校准机构21前方，焊带8从第二导向辊22上方绕过。
75.进一步地，为了限制焊带8的左右位置，在第一导向辊211和第二导向辊22上均沿圆周方向开设有焊带限位槽211a。
76.为了实现焊带8与电池片9的第一次焊接，还包括拉丝机构4，拉丝机构4用于在人工穿丝后、第一次焊接前牵引焊带8到焊接位置。
77.参见图6，拉丝机构4包括气动夹爪模组41和驱动模组42，驱动模组42带动气动夹爪模组41沿电池片输送方向运动，气动夹爪模组41能够夹持焊带8的端部。在第一次焊接前，可通过人工将焊带端部固定在气动夹爪模组41上，拉丝机构4带动焊带到焊接位置进行激光焊接，然后拉丝机构4的夹爪松开并在避让模组43(例如电机丝杆结构)的驱动下升高进行避让，后续焊带8通过电池片9带动。
78.为了避让拉丝机构4，自校准机构21还包括第一升降驱动模组213，横向调节模组212与第一升降驱动模组213连接。当人工穿丝时，第一升降驱动模组213上升，确保自校准机构21保持在高位。穿丝完成后，第一升降驱动模组213带动第一导向辊211下降，将焊带下压靠近电池片9，使焊带8与电池片9几乎平行，便于后续压针板311进行下压。
79.考虑到人工穿丝后焊带端部通常难以保持平齐，并且设备停产时需要切断焊带，在可能的实施例中，本设备还包括切刀机构5，切刀机构5用于在第一次人工穿丝和停产时切断焊带。
80.参见图7和图8，切刀机构5包括切刀组件51，切刀组件51包括焊带通过槽511、切刀刀头512和切断驱动模组513，切刀刀头512与焊带通过槽511紧贴设置，切断驱动模组513驱动切刀刀头512相对于焊带通过槽511移动以切断焊带8。容易理解地，切刀既可以横向切断焊带8，也可以竖向切割，但是考虑到切刀机构5也需要升起避让拉丝机构4，因此在本实施例中采用横向切割。
81.在此基础上，为了限制切割时焊带8的竖向位移，在切刀机构5前方还设置有压丝机构6，压丝机构6用于在切刀机构5切断焊带8时压住焊带8。
82.如图9所示，压丝机构6包括气动升降组件61、压线头62和卡线板63，气动升降组件61能够带动压线头62下压，卡线板63上开设有焊带通过口63a，卡线板63与压线头62在输送方向上前后错开。焊带8从焊带通过口63a中穿过，由压线头62下压使其落在焊带通过口63a底部。
83.相应地，焊带通过槽511开口向下，切断驱动模组513的驱动方向为水平方向，切刀机构5还包括平移模组52，切刀组件51与平移模组52连接。在进行切割动作之前，平移模组52先带动切刀机构5横移，确保焊带8与焊带通过槽511的一侧贴紧，防止在焊带8切割过程
中活动。
84.为了避让拉丝机构4，切刀机构5还包括第二升降驱动模组53，平移模组52与第二升降驱动模组53连接。人工穿丝时，第二升降驱动模组53使切刀组件51保持在高位。人工穿丝完成后，拉丝机构4向后移动，压丝机构6压住压住焊带8，切刀组件51下降，将焊带8的端部切齐，然后切刀组件51上升，人工将切齐后的焊带8端部固定在拉丝机构4上，从而实现了焊带8的初始端部齐平。
85.进一步地，为了便于人工穿丝，可将压丝机构6设计为可打开结构。例如，压丝机构6的底座64固定在电池片输送机构1上，压丝机构6的一端与底座64铰接，压丝机构6的另一端与底座64通过插销连接。在人工穿丝时，拔出插销并整体转动压丝机构6便可打开让位，人工只需要将焊带穿过焊带通过口63a即可，穿丝完成后，合上压丝机构6并插回插销即可。
86.如图3和图4所述，电池片输送机构1包括输送皮带11，电池片固定结构包括真空吸附模组12，真空吸附模组12设置于输送皮带11下方，并在整个输送过程中保持对电池片9的吸力。具体结构上，真空吸附模组12包括若干真空腔121，真空腔121通过气管122与风机连接，真空吸附模组12上开设有若干吸附孔12a，相应的在输送皮带11上开设有若干通气孔11a，从而能够在输送皮带11表面形成真空吸力。
87.优选地，电池片输送机构1还包括热板模组13，热板模组13可设置于焊接位置及焊接位置前方的输送皮带11下，用于在激光焊接时辅助加热电池片9。热板模组13本身既具有加热功能，又能够提供真空吸力。图5展示了一种热板模组13可能的结构，其内部设置有加热元件131，并通过风机管路132与风机连接。
88.可选地，为了方便后续工序中剪切焊带，本设备还可还包括焊带预压机构7，如图12所示，焊带预压机构7设置于焊带8的输送路径上。参见图13，焊带预压机构7包括气动下压模组71、上模座72和下模座73，气动下压模组71能够带动上模座72下压，上模座72具有上凹的弧形压合面，下模座73具有上凸的弧形压合面，二者压合后能够使焊带8局部形成向上的弯曲，从而后续剪切焊带更加容易。
89.综上所述，本技术实施例提供了一种焊带自校准且连续铺设焊接的串焊设备及方法，通过使用连续焊带避免了焊带的中间搬运流程及机构，在前期设计及后续维护上有明显优势，并且加快了设备的生产节拍，降低了后期维护成本，能够满足电池串产线后段的生产要求。
90.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
91.提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
92.以上所述仅为本技术的较佳实例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。