电池顶盖焊接设备的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池制造技术领域，特别涉及一种电池顶盖焊接设备。


背景技术：

2.随着动力电池行业发展，电池企业间的竞争变得愈加激烈，提高产品质量的同时扩大产能成为公司的战略发展方向。锂电池生产的关键设备是产品产能和质量的重要保证，电芯正负极的顶盖激光焊接设备就是诸多生产环节中的关键设备之一。
3.目前行业中针对电芯顶盖焊接是分为三台设备来依次完成的。首先是负极压装和点焊设备，第二是正极压装和点焊设备，第三是正负极满焊设备，第一和第二都是对顶盖与电芯进行压装和点焊，之后电芯转运到满焊设备，完成正负极顶盖的周边焊。
4.顶盖的点焊和满焊工序在三个设备来完成，造成了顶盖焊接工序的机台数量多，设备总体的体积大，占地面积多。电芯的转运装夹定位次数较多，电芯更容易在此过程中受到多次定位装夹，定位基准不统一，基准不集中的问题，焊接精度降低等风险。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电池顶盖焊接设备，以便于提升电池顶盖的焊接效率。
6.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
7.一种电池顶盖焊接设备，包括上料单元，焊接单元，出料单元，以及在所述上料单元、所述焊接单元和所述出料单元之间搬移电池的移载单元；所述上料单元包括上料输送带，所述上料输送带上设有多个电池承载部，预装有顶盖的各个所述电池定位布置于所述电池承载部上；所述移载单元包括沿所述上输送带的输送方向布置的上料横移单元和下料横移单元，以及垂直于所述输送方向布置的焊接上料单元；所述上料横移单元用于将所述上料输送带上的所述电池搬移至所述焊接上料单元上，所述焊接上料单元用于将所述电池输送至所述焊接单元，以进行所述顶盖和所述电池的壳体之间缝隙的焊接；所述下料横移单元用于将焊接完成的所述电池搬移至所述出料单元。
8.进一步的，所述电池上印制有识别码，所述上料单元还包括用于对所述识别码进行扫码识别的扫码装置；所述上料输送带和所述焊接上料单元之间设有扫码异常拣出单元，所述上料横移单元能够将扫码识别异常的所述电池搬移至所述扫码异常拣出单元。
9.进一步的，所述焊接上料单元为沿所述输送方向间隔排布的多个，所述上料横移单元和所述下料横移单元横跨于各所述焊接上料单元的上方；对应每个所述焊接上料单元，均设置有一个焊接单元。
10.进一步的，所述焊接单元包括激光焊接装置、夹持机构和压装机构，所述夹持机构用于将所述焊接上料单元上的所述电池定位于焊接工位，所述压装机构能够将所述顶盖压紧于所述壳体上，所述激光焊接装置用于对所述壳体和所述顶盖之间的缝隙进行焊接，所述夹持机构可将焊接完毕的所述电池移回到所述焊接上料单元上。
11.进一步的，所述焊接单元还包括压装缝检测装置，所述压装缝检测装置用于在焊接之前检测被压紧的所述顶盖和所述壳体之间的缝隙。
12.进一步的，所述电池顶盖焊接设备还设有与所述焊接上料单元并排设置的压装异常拣出单元，所述下料横移单元能够将所述压装缝检测装置检出异常的所述电池从所述焊接上料单元搬移至所述压装异常拣出单元，并由所述压装异常拣出单元将所述电池排出。
13.进一步的，所述焊接上料单元和所述压装异常拣出单元均包括导轨、被驱动导向移动于所述导轨上的基架、以及设于所述基架上的托盘，所述电池被吸附于所述托盘上。
14.进一步的，所述出料单元包括下料组对输送带、出料输送带、焊缝整形机构和焊缝检测装置，所述移载单元还包括焊缝整形纵移单元、焊缝检测横移单元和下料纵移单元；所述下料组对输送带承接来自所述下料横移单元的所述电池；所述焊缝整形纵移单元用于抓取所述下料组对输送带上的所述电池，并通过所述焊缝整形机构对焊接部位的滚压整形后，移交至焊缝检测装置；所述焊缝检测横移单元用于将所述焊缝检测装置处的所述电池移至中转工位或焊缝异常拣出单元；所述下料纵移单元用于将所述中转工位上的所述电池搬移至所述出料输送带。
15.进一步的，所述上料横移单元、所述下料横移单元、所述焊缝整形纵移单元、所述焊缝检测横移单元和所述下料纵移单元均包括导向梁以及导向移动于所述导向梁上的搬移装置；所述搬移装置包括基座、平移驱动部、升降驱动部和搬运手；所述基座被所述平移驱动部驱使而导向移动于所述导向梁上，所述搬运手被所述升降驱动部驱使上下移动于所述基座上，且所述搬运手上设有可吸取所述电池的吸盘。
16.进一步的，所述焊缝整形纵移单元、所述焊缝检测横移单元和所述下料纵移单元的所述导向梁上均设置两个所述搬移装置，且同一所述导向梁上的两所述搬移装置共用一个所述基座和所述平移驱动部，而使所述下料组对输送带和所述出料输送带之间所述电池的搬移两两一组进行。
17.相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
18.首先，本实用新型的电池顶盖焊接设备，通过设置的上料单元、焊接单元、出料单元以及搬运电池的移栽单元，将电池正负极顶盖的搬移、压装、焊接等工序集成在一台设备上，以减少电池在不同的设备之间转运时装夹定位的次数，进而有能够改善因过多的定位夹装次数所导致的定位基准不统一的问题，从而有利于提升电池顶盖焊接时的焊接精度和焊接效率。
19.此外，通过将焊接上料单元设置为沿输送方向间隔布置的多个，使得该焊接设备在对电池顶盖进行焊接时，能够同时为多个电池进行焊接，进而提高了焊接效率。
20.其次，通过在焊接单元中设置的夹持机构在焊接时对电池的加持，使得对电池顶盖焊接时的定位更为精准，而且，通过设置的激光焊接装置，也能够使得焊接的焊缝更为规整，从而保障了电池和顶盖之间的焊接质量。
21.再次，通过在焊接单元中设置的压装缝检测装置和在电池顶盖焊接设备中设置的压装异常捡出单元，使得压装后的焊接缝隙达不到标准的电池能够及时被排除，以提高焊接工序的自动化程度，从而有利于提升整个电池顶盖焊接设备的焊接效率。
22.不仅如此，通过在出料单元中设置的焊缝整形机构和焊缝检测装置，使得焊接后的电池和顶盖之间的焊缝能够被进一步的整形优化，进而使本电池顶盖焊接设备所焊接的
电池的良品率能够得到有效的保障，而且，通过在移栽单元中设置的焊缝整形纵移单元、焊缝检测横移单元和下料纵移单元，还能够将合格或者不合格的电池分别转移到适合的工位，使该电池顶盖焊接设备的自动化程度得到了进一步的提升。
23.最后，通过将下料组对输送带和出料输送带之间电池的搬移设置为两两一组进行的，提升了焊接完毕后电池在出料时出料效率。
附图说明
24.构成本实用新型的一部分的附图，是用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明是用于解释本实用新型，其中涉及到的前后、上下等方位词语仅用于表示相对的位置关系，均不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
25.图1为本实用新型实施例所述的电池顶盖焊接设备的平面结构示意图；
26.图2为本实用新型实施例所述的电池顶盖焊接设备的立体结构示意图；
27.图3为本实用新型实施例所述的电池顶盖焊接设备的另一视角下的立体结构示意图；
28.图4为图2的a所示部位的局部放大图；
29.图5为本实用新型实施例所述的电池的结构示意图。
30.附图标记说明：
31.10、上料输送带；100、电池承载部；11、扫码装置；12、壳口除尘装置；
32.20、导向梁；200、搬移装置；201、基座；202、平移驱动部；203、升降驱动部；204、搬运手；205、吸盘；21、上料横移单元；22、下料横移单元； 23、焊缝整形纵移单元；24、焊缝检测横移单元；25、下料纵移单元；26、焊接上料单元；
33.30、扫码异常拣出单元；31、压装异常拣出单元；32、焊缝异常拣出单元； 300、导轨；301、基架；302、托盘；
34.40、激光焊接装置；41、夹持机构；42、压装机构；43、压装缝检测装置；
35.50、下料组对输送带；51、出料输送带；52、焊缝整形机构；53、焊缝检测装置；54、中转工位；
36.6、电池；60、壳体；601、顶盖。
具体实施方式
37.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“背”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
39.此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，亦或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上
述术语在本实用新型中的具体含义。
40.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
41.本实用新型涉及一种电池顶盖焊接设备，以便于提升电池6顶盖601的焊接效率；其一种示例性结构如图1和图2并结合图3所示。
42.整体而言，该电池顶盖焊接设备包括上料单元，焊接单元，出料单元，以及在上料单元、焊接单元和出料单元之间搬移电池6的移载单元；上料单元包括上料输送带10，上料输送带10上设有多个电池承载部100，预装有顶盖 601的各个电池6定位布置于电池承载部100上；移载单元包括沿上料输送带 10的输送方向布置的上料横移单元21和下料横移单元22，以及垂直于输送方向布置的焊接上料单元26；上料横移单元21用于将上料输送带10上的电池6 搬移至焊接上料单元26上，焊接上料单元26用于将电池6输送至焊接单元，以进行顶盖601和电池6的壳体60之间缝隙的焊接；下料横移单元22用于将焊接完成的电池6搬移至出料单元。
43.详细来讲，为了进一步的提升对电池6的焊接时的焊接效率，需要在焊接之前对电池6进行初步识别，一般来说，电池6上设有图案来进行识别，对此，在本实施例中也设有相应的识别装置，一般来说，该图案通常可设置为不同的颜色，或者不同的线条或者两者的组合等等，而在本实施例中，考虑到通用性，优选的，在电池6上印制有识别码，为此，在上料单元还包括用于对识别码进行扫码识别的扫码装置11。
44.在识别出异常的电池6之后，在上料输送带10和焊接上料单元26之间设有的扫码异常拣出单元30，上料横移单元21能够将扫码识别异常的电池6搬移至扫码异常拣出单元30；进而，扫码异常拣出单元30将扫码识别异常的电池6移出。
45.在本实施例中，电池6的结构如图5所示，而且，为了进一步的提升对电池 6顶盖601的焊接效率，焊接上料单元26为沿输送方向间隔排布的多个，上料横移单元21和下料横移单元22均横跨于各焊接上料单元26的上方；对应每个焊接上料单元26，均设置有一个焊接单元。这样一来，该电池顶盖焊接设备在对电池6顶盖601进行焊接时，
46.能够同时为多个电池6进行焊接。而且，从焊接效率和整个设备所占用的空间两个方面考量，焊接上料单元26的数量可优选的设置为六个。
47.为了在对电池6顶盖601焊接时，焊枪所对应的焊接部位更为一致，在本实施例的焊接单元中设置了夹持机构41，夹持机构41用于将焊接上料单元26 上的电池6定位于焊接工位，而且，为了使焊接后的焊缝能够拥有较为良好的焊接质量，在焊接单元中还设有激光焊接装置40。
48.不仅如此，电芯和电芯顶盖在上料之前已被预压装，两者一起被输送至焊接工位，然而，预压装的电芯和电芯顶盖之间的缝隙需要被进一步压装之后方可符合下一步的焊接，为此，焊接单元中还设有将顶盖601压紧在壳体上的压装机构，该压装机构将压盖和壳体压紧后，激光焊接装置40进行壳体60和顶盖601之间的缝隙进行焊接，并且，夹持机构41可将焊接完毕的电池6移回到焊接上料单元26上。
49.焊接单元还包括压装缝检测装置43，压装缝检测装置43用于在焊接之前检测被压紧的顶盖601和壳体60之间的缝隙。
50.仍如图1所示，在本实施例中，为了减轻在焊接工序中，焊接异常的电池 6对其他电池6的影响，从而提升整个电池顶盖焊接设备的焊接效率，该电池顶盖焊接设备还设有与
焊接上料单元26并排设置的压装异常拣出单元31，下料横移单元22能够将压装缝检测装置43检出异常的电池6从焊接上料单元26 搬移至压装异常拣出单元31，并由压装异常拣出单元31将电池6排出；而且，如此设置，也使得本实施例整体的自动化程度得到进一步提升。
51.具体来说，为了便于电池6在各个单元上的移动，在本实施例中，焊接上料单元26和压装异常拣出单元31均包括导轨300、被驱动导向移动于导轨300 上的基架301、以及设于基架301上的托盘302，其中，电池6被吸附于托盘 302上。
52.与此同时，上料横移单元21、下料横移单元22、焊缝整形纵移单元23、焊缝检测横移单元24和下料纵移单元25均包括导向梁20以及导向移动于导向梁20上的搬移装置200；搬移装置200包括基座201、平移驱动部202、升降驱动部203和搬运手204；基座201被平移驱动部202驱使而在，导向梁20上导向移动，搬运手204被升降驱动部203驱使上下移动于基座201上，且搬运手204上设有可吸取电池6的吸盘205。
53.在本实施例中，对于出料单元来讲，为了让焊接后的电池6和顶盖601之间的焊缝能够被进一步的整形优化，出料单元包括下料组对输送带50、出料输送带51、焊缝整形机构52和焊缝检测装置53，移载单元还包括焊缝整形纵移单元23、焊缝检测横移单元24和下料纵移单元25；下料组对输送带50承接来自下料横移单元22的电池6。
54.在具体实施时，焊缝整形纵移单元23用于抓取下料组对输送带50上的电池6，并通过焊缝整形机构52对焊接部位的滚压整形后，移交至焊缝检测装置53。焊缝检测横移单元24用于将焊缝检测装置53处的电池6移至中转工位54 或焊缝异常拣出单元32；下料纵移单元25用于将中转工位54上的电池6搬移至出料输送带51。如此设置，不但保障了本电池顶盖焊接设备所焊接的电池6 的良品率，而且，通过在移栽单元中设置的焊缝整形纵移单元23、焊缝检测横移单元24和下料纵移单元25，还能够将合格或者不合格的电池6分别转移到适合的工位，使该电池顶盖焊接设备的自动化程度得到了进一步的提升。
55.除此之外，为了提升电池6出料时的出料效率，在本实施例中，将下料组对输送带50和出料输送带51之间电池6的搬移设置为两两一组进行的。
56.详细来讲，焊缝整形纵移单元23、焊缝检测横移单元24和下料纵移单元 25的导向梁20上均设置两个搬移装置200，并且，同一导向梁20上的两搬移装置200共用一个基座201和平移驱动部202，这样一来，下料组对输送带50 和出料输送带51之间电池6的搬移即可两两一组来进行移动。
57.需要说明的是，对扫码异常拣出单元32和焊缝异常拣出单元32来讲，此两者的具体结构可参考如图1和图2所示的压装异常检出单元31，于此不做累述。
58.上述上料横移单元21、下料横移单元22、焊缝整形纵移单元23、焊缝检测横移单元24、下料纵移单元25和焊接上料单元26中均涉及到平移、升降等导向驱动，驱动的形式可以采用气气缸、直线电机等现有驱动结构设置，并辅以行程开关、光电开关来检测到位情况即可。
59.综上所述，本实施例的电池顶盖焊接设备，通过设置的上料单元、焊接单元、出料单元以及搬运电池6的移栽单元，将电池6正负极顶盖的搬移、压装、焊接等工序集成在一台设备上，以减少电池6在不同的设备之间转运时装夹定位的次数，进而有能够改善因过多的定位夹装所导致的定位基准不统一的问题，从而有利于提升电池6顶盖601焊接时的焊接精度和焊接效率。
60.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。