专利名称：一种锂离子叠片电芯正负极耳焊接一体机的制作方法
技术领域：
本发明属于锂离子电池生产设备技术领域，具体涉及一种锂离子叠片电芯自动正负极耳焊接机。
背景技术：
目前锂离子电芯在焊接正负极耳还没有自动的一体机，只有正、负极耳分开焊接的设备，目前的生产一般采用正负极耳分开焊接，结构简单，焊接质量无法保证，需要两个工序来完成。而针对于叠片式锂离子电芯来说，因为电池结构和生产工艺不同，即使分开焊接正、负极耳，现有设备也大多不适用。
发明内容
本发明的发明目的在于克服现有技术的上述不足而提供一种具有负极耳焊接和正极耳焊接两种功能、定位准确、精度高、通用性好的锂离子叠片电芯正负极耳焊接一体机。本发明的技术方案在于工作台上设有点焊机、超声波焊机、定位机构；所述定位机构包括移动平台、与移动平台活动连接的电芯定位台、固定于电芯定位台上的极耳定位板；所述电芯定位台上有电芯挡板A、电芯挡板B ;电芯定位台下部设有带螺纹孔A的连接件A ;连接件A的螺纹孔A中装有螺杆A，螺杆A与驱动螺杆A转动以带动电芯定位台前后移动的伺服电机A相连；所述螺杆A、伺服电机A位于移动平台上部；所述移动平台下部设有带螺纹孔B的连接件B ;连接件B的螺纹孔B中装有螺杆B，螺杆B与驱动螺杆B转动以带动移动平台左右移动的伺服电机B相连。所述移动平台上装有第一连接块A、第二连接块A ;伺服电机A固定于第一连接块A ;所述螺杆A—端穿过第一连接块A连接于伺服电机A，另一端装于第二连接块A ;所述连接件A上螺纹孔A的两侧设有第一光孔A、第二光孔A ;用于保持电芯定位台平衡的第一光杆A穿过第一光孔A两端分别固定于第一连接块A、第二连接块A ;用于保持电芯定位台平衡的第二光杆A穿过第二光孔A两端分别固定于第一连接块A、第二连接块A ;所述工作台上装有第一连接块B、第二连接块B ;伺服电机B固定于第一连接块B ;所述螺杆B —端穿过第一连接块B连接于伺服电机B，另一端装于第二连接块B ;所述连接件B上螺纹孔B的两侧设有第一光孔B、第二光孔B ;用于保持移动平台平衡的第一光杆B穿过第一光孔B两端分别固定于第一连接块B、第二连接块B ;用于保持移动平台平衡的第二光杆B穿过第二光孔B两端分别固定于第一连接块B、第二连接块B。所述螺杆A和螺杆B相互垂直。所述电芯定位台上设有一个以上的定位孔；所述电芯挡板A上设有用于调整位置的滑槽，电芯挡板A的滑槽部位装于电芯定位台的定位孔中；所述电芯挡板B上设有用于调整位置的滑槽，电芯挡板B的滑槽部位装于电芯定位台的定位孔中。所述极耳定位板上设有用于调整位置的滑槽；极耳定位板的滑槽部位装于电芯定位台的定位孔中。所述极耳定位板为L形结构。所述极耳定位板上设有一个以上用于卡住极耳的极耳定位块。所述极耳定位块为四个。所述伺服电机A、伺服电机B与单片机控制系统相连。本发明采用了单片机自动控制系统，整个过程由一台机器完成，一人操作，自动完成。电芯传送用伺服电机驱动、精度高，定位准确、通用性好。本发明节省了人力，减轻了劳动强度，提高了极耳定位的精确度。
图I为本发明的结构示意图。图2为本发明电芯定位台的结构示意图。图3为本发明极耳定位板的结构示意图。图4为本发明极耳定位块的剖面示意图。图5为本发明电芯定位台和连接件A的结构示意图。图6为本发明移动平台与连接件B的结构示意图。图中，I、工作台；2、点焊机；3、超声波焊机；4、电芯定位台；5、定位孔；6、电芯挡板A ;7、电芯挡板B ;8、极耳定位板；9、滑槽；10、极耳定位块；11、螺纹孔；12、连接件A ;13、螺栓；14、螺纹孔A ;15、第二光孔A，16、第一光孔A ;17、螺杆A ;18、第一光杆A ;19、第二光杆A ;20、第一连接块A ;21、伺服电机A ;22、第二连接块A ;23、移动平台；24、螺杆B ;25、螺纹孔B ;26、第一光杆B ;27、第一光孔B ;28、第二光杆B ;29、第二光孔B ;30、连接件B ;31、螺栓；32、第一连接块B ;33、第二连接块B ;34、伺服电机B ;35、点焊机焊头；36、超声波焊机焊头。
具体实施例方式图I中，不锈钢工作台I的具体尺寸为长2米，宽I米，厚O. 01米，离地面O. 7米。大功率点焊机2为普通的2KW贮能点焊机，用螺丝固定安装在不锈钢工作台I上。大功率超声波焊接机3是功率为2KW的普通超声波焊接机，固定安装在不锈钢工作台I上。电芯定位台4上有很多直径为5mm的定位孔5，上面分别安装有200 X 50mm电芯挡板A6和100 X 50mm电芯挡板B7，电芯挡板A6和电芯挡板B7均为不锈钢板，电芯挡板A6、电芯挡板B7上均开有滑槽，电芯挡板A6、电芯挡板B7用螺丝通过滑槽固定在电芯定位台4上，可以调节位置以适应不同尺寸的电芯。极耳定位板8上开有一个滑槽9，用两个螺丝固定在电芯定位台4上，可以调节极耳定位板8与电芯定位台4之间的距离，以适应不同长度极耳的电芯。极耳定位板8上有四个极耳定位块10，四个极耳定位块10上均有螺纹孔11，当卡在极耳定位板8上时，可以用螺丝固定在极耳定位板8上，位置可以调节，以适应不同宽度的极耳及不同宽度的电芯。电芯定位台4下方安装有连接件A,连接件A通过螺栓与电芯定位台4相连。螺杆A17穿过螺纹孔A，第一光杆A18穿过第一光孔A，第二光杆A19穿过第二光孔A，螺杆A17、第一光杆A18和第二光杆A19 —端装在第一连接块A20上，一端装在第二连接块A22上。螺杆A17的一端穿过第一连接块A20的孔与伺服电机A21的轴通过螺丝连接，由伺服电机A21驱动，螺杆A17可以自由转动，伺服电机A21通过螺丝固定在第一连接块A20上。第一光杆A18和第二光杆A19则固定在第一连接块A20、第二连接块A22上，不能转动，保持电芯定位台4平衡。第一连接块A20和第二连接块A22通过螺丝固定在移动平台23上，移动平台23下方是连接件B，通过螺栓固定在移动平台23上。螺杆B24穿过螺纹孔B，第一光杆B26穿过第一光孔B，第二光杆B28穿过第二光孔B，两端分别安装在第一连接块B32和第二连接块B33上。螺杆B24—端穿过第一连接块B32上的孔与伺服电机B34的轴用螺丝相连，可以自由转动。第一光杆B26与第二光杆B28不能转动，保持移动平台23平衡。第一连接块B32和第二连接块B33通过螺丝固定在工作台I上。图2中，4为电芯定位台，5为定位孔。图3中，8为极耳定位板，9为滑槽。图4中，10为极耳定位块，11为螺纹孔。图5中，电芯定位台4下方安装有连接件A12，连接件A12通过螺栓13与电芯定位台4相连。螺杆A穿过螺纹孔A14，第一光杆A穿过第一光孔A16，第二光杆A穿过第二光孔 A15。
图6中，移动平台23下方是连接件B30，通过螺栓31固定在移动平台23上。螺杆B穿过螺纹孔B25，第一光杆B穿过第一光孔B27，第二光杆B穿过第二光孔B29。本发明的使用方式
根据电芯的尺寸，调节电芯定位台4上电芯挡板A6、电芯挡板B7到合适位置，根据
电芯极耳尺寸和位置，调节滑槽9到合适的位置，然后调节四个极耳定位块10的相对位置，最终使当电芯放在电芯定位台4上时，金属正极耳和负极耳分别卡在两个极耳定位块10之间，而金属极耳与极片的接头处位于电芯定位台4和极耳定位板8之间的空处。 按下开始按钮，由单片机控制系统控制伺服电机B34转动，将移动平台23沿螺
杆B24移到右端，使金属负极耳与电芯的连接处在左右方向上对准点焊机焊头35，然后再控制伺服电机A21转动，使电芯定位台4向前移动，最终将金属负极耳与电芯的连接处移到点焊机焊头35的正下方，手工将一个负极耳放在两个极耳定位块10间的槽内，控制系统启动大功率点焊机2焊接，完成负极耳焊接。 由单片机控制系统控制伺服电机A21转动，使电芯定位台4从焊头下退出，伺
服电机B34转动，将移动平台23移到左端，使金属正极耳与电芯的连接处在左右方向上对准超声波焊头36，伺服电机A21转动，使电芯定位台4向前移动，最终将金属正极耳与电芯的连接处移到超声波焊头36的正下方，手工将一个正极耳放在两个极耳定位块10间的槽内，控制系统启动大功率超声波焊机3焊接，完成正极耳焊接。④由伺服电机A21和伺服电机B34共同将移动平台23送回原点，由操作者取下正负极耳焊接完成的电芯，一次工作流程结束。
⑤重复②一④的流程，可以进行相同产品的批量生产。
权利要求
1.一种锂离子叠片电芯正负极耳焊接一体机，其特征在于工作台(I)上设有点焊机(2)、超声波焊机(3)、定位机构； 所述定位机构包括移动平台(23)、与移动平台(23)活动连接的电芯定位台(4)、固定于电芯定位台(4)上的极耳定位板(8)； 所述电芯定位台(4)上有电芯挡板A (6)、电芯挡板B (7);电芯定位台(4)下部设有带螺纹孔A (14)的连接件A (12);连接件A (12)的螺纹孔A (14)中装有螺杆A (17)，螺杆A (17)与驱动螺杆A (17)转动以带动电芯定位台(4)前后移动的伺服电机A (21)相连； 所述螺杆A (17)、伺服电机A (21)位于移动平台(23)上部； 所述移动平台(23)下部设有带螺纹孔B (25)的连接件B (30);连接件B (30)的螺纹孔B (25)中装有螺杆B (24)，螺杆B (24)与驱动螺杆B (24)转动以带动移动平台(23)左右移动的伺服电机B (34)相连。
2.根据权利要求I所述的锂离子叠片电芯正负极耳焊接一体机，其特征在于所述移动平台(23)上装有第一连接块A (20)、第二连接块A (22);伺服电机A (21)固定于第一连接块A (20);所述螺杆A (17)—端穿过第一连接块A (20)连接于伺服电机A (21)，另一端装于第二连接块A (22);所述连接件A (12)上螺纹孔A (14)的两侧设有第一光孔A(16)、第二光孔A (15);用于保持电芯定位台(4)平衡的第一光杆A (18)穿过第一光孔A(16)两端分别固定于第一连接块A (20)、第二连接块A (22);用于保持电芯定位台(4)平衡的第二光杆A (19)穿过第二光孔A (15)两端分别固定于第一连接块A (20)、第二连接块A (22)； 所述工作台(I)上装有第一连接块B (32)、第二连接块B (33);伺服电机B (34)固定于第一连接块B (32);所述螺杆B (24)—端穿过第一连接块B (32)连接于伺服电机B(34)，另一端装于第二连接块B (33);所述连接件B (30)上螺纹孔B (25)的两侧设有第一光孔B (27)、第二光孔B (29);用于保持移动平台(23)平衡的第一光杆B (26)穿过第一光孔B (27)两端分别固定于第一连接块B (32)、第二连接块B (33);用于保持移动平台(23)平衡的第二光杆B (28)穿过第二光孔B (29)两端分别固定于第一连接块B (32)、第二连接块B (33)。
3.根据权利要求I所述的锂离子叠片电芯正负极耳焊接一体机，其特征在于所述螺杆A (17)和螺杆B (24)相互垂直。
4.根据权利要求I所述的锂离子叠片电芯正负极耳焊接一体机，其特征在于所述电芯定位台(4)上设有一个以上的定位孔(5);所述电芯挡板A (6)上设有用于调整位置的滑槽，电芯挡板A (6)的滑槽部位装于电芯定位台(4)的定位孔(5)中；所述电芯挡板B (7)上设有用于调整位置的滑槽，电芯挡板B (7)的滑槽部位装于电芯定位台(4)的定位孔(5)中。
5.根据权利要求I所述的锂离子叠片电芯正负极耳焊接一体机，其特征在于所述极耳定位板(8)上设有用于调整位置的滑槽(9);极耳定位板(8)的滑槽部位装于电芯定位台(4)的定位孔(5)中。
6.根据权利要求I所述的锂离子叠片电芯正负极耳焊接一体机，其特征在于所述极耳定位板(8)为L形结构。
7.根据权利要求I所述的锂离子叠片电芯正负极耳焊接一体机，其特征在于所述极耳定位板(8 )上设有一个以上用于卡住极耳的极耳定位块(10 )。
8.根据权利要求7所述的锂离子叠片电芯正负极耳焊接一体机，其特征在于所述极耳定位块(10)为四个。
9.根据权利要求I所述的锂离子叠片电芯正负极耳焊接一体机，其特征在于所述伺服电机A (21)、伺服电机B (34)与单片机控制系统相连。
全文摘要
一种锂离子叠片电芯正负极耳焊接一体机，工作台上设有点焊机、超声波焊机、定位机构；定位机构包括移动平台、与移动平台活动连接的电芯定位台、固定于电芯定位台上的极耳定位板；电芯定位台上有电芯挡板A、电芯挡板B；电芯定位台下部设有带螺纹孔A的连接件A；连接件A的螺纹孔A中装有螺杆A，螺杆A与驱动螺杆A转动以带动电芯定位台前后移动的伺服电机A相连；螺杆A、伺服电机A位于移动平台上部；移动平台下部设有带螺纹孔B的连接件B；连接件B的螺纹孔B中装有螺杆B，螺杆B与驱动螺杆B转动以带动移动平台左右移动的伺服电机B相连。本发明节省了人力，减轻了劳动强度，提高了极耳定位的精确度。
文档编号H01M2/26GK102881857SQ20111019875
公开日2013年1月16日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者刘琳, 刘勇, 杨诗军, 张郁茹, 沈成龙 申请人:湖北骆驼蓄电池研究院有限公司