本发明涉及焊接,具体而言,涉及一种铝合金电池托盘的焊接装配装置和焊接装配方法。
背景技术:
1、近年来,新能源电动车辆逐渐取代燃油汽车,成为日益增长的汽车类型。电动汽车中的动力电池是其电能的储存部件,在整个车辆中属于核心部件。动力电池模组被电池托盘承载,电池托盘再与车辆底架相连,构成坚固的承载车身。
2、现有的大部分铝合金电池托盘采用铝合金型材组合连接而成,空心的铝合金型材具有质量小,承载能力强的优点。利用其多变的空心结构,首尾相互搭接或者榫卯连接以构成电池托盘的围框架。在进行电池托盘拼焊时,需要工装夹具将各个边框梁位置牢固固定,然后再通过焊接手段将接头处焊接。其中,铝合金电池托盘还包括焊接至围框架上的底板,以将围框架的该端口封盖。
3、具体的,由于底板为较薄的铝合金薄板,使得将其焊接至围框架的过程中,底板易受焊接产生的高温影响而由焊接位置处的形变甚至于延伸至对其余部位的影响,举例来说,在焊接过程中由于产生高温而导致底板的表面出现弯曲变形,越是靠近焊接部位所形成的褶皱或者形变程度越严重。
4、于是,为解决上述提及的问题,常见的是通过将尺寸适中的压板件压至底板上,确保被压的该部分表面保持平整。但是相关技术中却存在以下至少一个技术问题:通过人工搬运该压板件以调整其相对底板的施压部位,使得校准施压部位是否准确很大程度上依赖人工经验,导致在大量焊接过程中,难以确保焊接后得到的各个铝合金电池托盘的质量。
技术实现思路
1、本发明解决的是通过人工搬运该压板件以调整其相对底板的施压部位,使得校准施压部位是否准确很大程度上依赖人工经验,导致在大量焊接过程中,难以确保焊接后得到的各个铝合金电池托盘的质量的技术问题。
2、为解决上述问题,本发明提供一种铝合金电池托盘的焊接装配装置,铝合金电池托盘用于安装至电动汽车的底架,铝合金电池托盘包括围框架和安装至围框架的底板;焊接装配装置包括:容纳框架,容纳框架的一端为开口设置;组合平台,组合平台通过开口设于容纳框架的第一容纳空间内,且组合平台包括用于预热设于其上的围框架的加热组件;压板件,压板件用于将底板按压至围框架上,且压板件的第一外轮廓尺寸与围框架的第二外轮廓尺寸满足第一比例系数,第一外轮廓尺寸小于第二外轮廓尺寸;偏差传感组件,偏差传感组件围绕围框架的第二外轮廓滑动设置,偏差传感组件用于检测与第二外轮廓之间形成的第二距离,以及检测与压板件的第一外轮廓之间形成的第一距离;第一调节组件,第一调节组件设置于容纳框架相对设置的两侧的外部,且第一调节组件通过与压板件上的配合孔连接以调节压板件在围框架上移动;第一定位组件,第一定位组件用于将压板件定位至围框架;焊接机械手,焊接机械手用于对由底板与围框架配合形成的配合间隙执行焊接动作;其中,当焊接装配装置与围框架和底板配合时,若是偏差传感组件在移动过程中所获取的第一距离的第一变化值和获取的第二距离的第二变化值之间满足第一比例系数,则焊接机械手进入焊接状态,焊接机械手对形成至围框架和压板件之间的焊接区域上的配合间隙执行焊接动作。
3、与现有技术相比,采用该技术方案所达到的技术效果:借助于第一调节组件和偏差传感组件的协调作业能够实现调节压板件在底板上的相对围框架的放置位置,以形成于在各个焊接过程中,确保实际生产的铝合金电池托盘都能够保持一致的焊接效果;再者,利用第一定位组件对压板件的定位效果,结合加热组件的加热效果,能够确保在形成稳定的施压区域上,保持持续稳定的加热环境,降低底板因焊接导致的变形大的风险。换句话说,通过焊接装配装置提高了焊接成形的铝合金电池托盘的焊接效果,且确保了每一个铝合金电池托盘的出厂质量的一致性。
4、在本发明的一个实例中,焊接装配装置通过与电源系统电连接用于为加热组件供电,加热组件设有多根电加热条,多根电加热条中的任一者与电源系统之间电连接的电路为第一电路,剩余的多根电加热条中的另一者与电源系统之间电连接的电路为第二电路,第一电路与第二电路并联设置;组合平台包括:第一放置平台,第一放置平台朝向开口的一端设有多个相互之间等间距设置的第一安装槽,且第一安装槽与电加热条一一对应配合;第二支撑平台,第二支撑平台叠放至第一放置平台,且第二支撑平台以封盖多个第一安装槽;其中,电加热条为长条状结构或弧形结构。
5、在本发明的一个实例中,第一外轮廓尺寸对应至压板件的外轮廓线条中至少包括一条第一外边直线;第二外轮廓尺寸对应至围框架的外轮廓线条中至少包括一条第二外边直线,第一外边直线与第二外边直线对应设置;偏差传感组件包括:安装座,安装座安装至容纳框架的外部,且安装座与容纳框架之间形成第一间距;摆动部,摆动部转动连接至安装座的端部,且摆动部对应第一外边直线和第二外边直线的长度方向往复摆动;第一传感器,第一传感器连接至摆动部的第一高度安装位,且第一传感器的信号发射口朝向第一外边直线设置;第二传感器,第二传感器连接至摆动部的第二高度安装位,且第二传感器的信号发射口朝向第二外边直线设置;其中,第一传感器和第二传感器通过摆动部以实现同向且同步摆动。
6、在本发明的一个实例中,配合孔包括第一配合孔和第二配合孔,第一配合孔的所在圆心与第二配合孔的所在圆心之间的连线与第一外边直线或第二外边直线成第一夹角设置;第一调节组件包括:第一机械手组件,第一机械手组件设于组合平台的一端,且第一机械手组件设有与第一配合孔连接的第一配合杆件;第二机械手组件,第二机械手组件设于组合平台的另一端,且第二机械手组件设有与第二配合孔连接的第二配合杆件;其中,当压板件设于组合平台时,第一机械手组件和第二机械手组件分别通过与第一配合孔和第二配合孔的牵拉以使第一外边直线与第二外边直线相互平行。
7、在本发明的一个实例中,第一机械手组件和第二机械手组件的结构相同;第一机械手组件包括:固定座,固定座与组合平台之间为相对固定设置,且固定座的顶端设有配合滑槽;驱动组件,驱动组件内设于固定座的安装空间,且配合滑槽的底部设有与安装空间连通的活动开口;连接杆,连接杆的一端与配合滑槽配合,另一端设有与第一配合杆件插接的限位槽;其中,连接杆靠近活动开口的一侧设有沿其长度方向布设的齿条,齿条与驱动组件的齿轮通过活动开口啮合;其中,驱动组件通过驱动齿轮以使连接杆朝向靠近或者远离组合平台的方向移动。
8、另一方面,本发明还提供一种铝合金电池托盘的焊接装配方法,焊接装配方法应用至上述实例中的焊接装配装置,焊接装配装置还包括第二调节组件和第二定位组件;焊接装配方法包括:将围框架放置于组合平台的第二支撑平台上;判断围框架的实际放置位置与预设位置之间的偏差值是否满足预设第一偏差值;若判断偏差值不满足预设第一偏差值,则通过第二调节组件矫正围框架在第二支撑平台上的位置;若判断偏差值满足预设第一偏差值,则通过第二定位组件将围框架定位至第二支撑平台,再将底板放置于围框架的容纳槽中;将压板件放置于底板,再调节第一机械手组件以使第一配合杆件插接至第一配合孔和调节第二机械手组件以使第二配合杆件插接至第二配合孔;控制偏差传感组件在第一预设时间内朝向第一方向转动第一角度以获取与第一外边直线之间的第一距离数值和与第二外边直线之间的第二距离数值;根据第一距离数值和第二距离数值判断第一外边直线与第二外边直线之间是否平行;若判断第一外边直线与第二外边直线之间平行,则控制偏差传感组件转动角度以获取第二传感器与第二外边直线之间的第二最小距离和第一传感器与第一外边直线之间的第一最小距离,并根据第一最小距离和第二最小距离获取二者之间的实际距离差值;判断实际距离差值是否落入预设焊接距离区间;若判断落入预设焊接距离区间,则控制第一定位组件朝向压板件的方向执行第一按压动作;控制加热组件开启运行,当通过加热组件感应第二支撑平台的表面温度满足预设温度时,控制焊接机械手移动至对应焊接区域的位置,对围框架和压板件配合形成至焊接区域上的配合间隙执行焊接动作。
9、在本发明的一个实例中,根据第一距离数值和第二距离数值判断第一外边直线与第二外边直线之间是否平行,包括:若判断第一外边直线与第二外边直线之间倾斜设置,则通过控制第一机械手组件牵拉第一配合杆件,和/或,控制第二机械手组件牵拉第二配合杆件以调节第一外边直线相对第二外边直线的倾斜角度;当通过偏差传感组件判断第一外边直线与第二外边直线相互平行设置时,控制第一调节组件停止牵拉。
10、在本发明的一个实例中,第一定位组件包括多个定位机械手;焊接区域包括多个第一区域和与之相邻设置的第二区域,第一区域为对应第一定位组件执行第一按压动作时被遮挡的区域,且多个第一区域与多个定位机械手一一配合;第二区域为未被第一定位组件遮挡的裸露的区域;控制焊接机械手移动至对应焊接区域的位置,对围框架和压板件配合形成至焊接区域上的配合间隙执行焊接动作,包括:当焊接机械手移动至多个第一区域中任一者的上方时,定位机械手对应该第一区域执行的第一按压动作转换为打开动作,控制焊接机械手对形成至该第一区域上的配合间隙执行焊接动作;当焊接机械手移动至下一个第一区域时,定位机械手对应由打开动作恢复至第一按压动作;其中,在多个定位机械手中的任一者保持打开动作时,剩余的多个定位机械手保持第一按压动作。
11、在本发明的一个实例中,控制焊接机械手对形成至该第一区域上的配合间隙执行焊接动作,包括:对经过焊接动作处理的配合间隙拍摄获取成像信息;判断成像信息与历史数据库中的标准图像信息之间的相似度是否满足标准焊接要求;若判断相似度满足标准焊接要求,则控制焊接机械手移动至焊接区域的剩余区域执行焊接动作;若判断相似度不满足标准焊接要求,则控制焊接机械手停止运行。
12、在本发明的一个实例中,根据第一距离数值和第二距离数值判断第一外边直线与第二外边直线之间是否平行,包括:
13、通过偏差传感组件获取在第i时刻与第一外边直线之间的第一距离为d2和与第二外边直线之间的第二距离为d1,以及获取在第i+1时刻与第一外边直线之间的第三距离为d3和与第二外边直线之间的第四距离为d4;其中,偏差传感组件由第i时刻向第i+1时刻转过的角度为a;若d1、d2、d3、d4以及a满足以下公式1,则判断第一外边直线与第二外边直线之间平行;
14、公式1:;
15、为第二传感器在由第i时刻至第i+1时刻对应至第二外边直线的移动距离,
16、为第一传感器在由第i时刻至第i+1时刻对应至第一外边直线的移动距离。
17、采用本发明的技术方案后,能够达到如下技术效果:
18、(1)借助于第一调节组件和偏差传感组件的协调作业能够实现调节压板件在底板上的相对围框架的放置位置,以形成于在各个焊接过程中,确保实际生产的铝合金电池托盘都能够保持一致的焊接效果;再者,利用第一定位组件对压板件的定位效果,结合加热组件的加热效果,能够确保在形成稳定的施压区域上,保持持续稳定的加热环境,降低底板因焊接导致的变形大的风险。换句话说,通过焊接装配装置提高了焊接成形的铝合金电池托盘的焊接效果,且确保了每一个铝合金电池托盘的出厂质量的一致性。