一种锂电池焊接及检测的自动化设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种锂电池焊接及检测的自动化设备，包括传送系统、暂存料系统、焊接系统、检测系统，传送系统包括传送机架、传送带、传送槽，暂存料系统包括暂存上下料工位、暂存上下料机械手，焊接系统包括焊接上下料机械手、第一焊接旋转装置、第二焊接旋转装置、焊接头机械手、焊接控制箱，检测系统包括检测上料机械手、上料工位、泄漏检测、短路检测、激光打标、下料工位、检测下料机械手。本设备整体结构紧凑、布局分布合理，节省空间成本；电池产品从传送带上料到焊接系统焊接，到检测系统检测打标，再到传送带下料，全自动化控制，降低了人工劳动强度，提高了产品质量和生产效率。
【专利说明】一种锂电池焊接及检测的自动化设备
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及锂电池制造【技术领域】，尤其是指一种锂电池焊接及检测的自动化设备。
【背景技术】
[0002]锂电池是一种以金属锂或含有锂物质为负极的化学电源的总称，锂离子电池有许多优越特性，比如高能量，较高的安全性，工作温度范围宽，工作电压平稳、贮存寿命长(相对其他的蓄电池)。从安全性来讲，锂离子电池要比其他蓄电池安全得多。特别是采取了控制措施后，锂离子电池的安全性有了很大的保证，电池经过过充、短路、穿刺、冲击(压)等滥用实验(ABUSE TEST)，均无危险发生。
[0003]二十世纪九十年代以来，锂离子电池的研究和生产都取得了重大的进展，在各个领域的应用也越来越广泛，近年来，锂离子电池也被研究人员用在电动车车上用作动力能源，成为电动车发展的一个新趋势。它是近十几年来获得发展的新型高比能量电池体系。
[0004]随着锂电池的广泛运用，需求锂电池的领域也越来越多，这就要求生产越来越多的锂电池满足社会的需求。目前很多锂电池的生产厂在生产锂电池产品时，锂电池的外壳焊接工艺和焊接完的检测工艺是分开的，这期间有很多工序需要人工来完成，特别是电池片在搬运和叠放过程中，由于人工的动作的不确定性，会产生很多错误动作或不规范动作，造成产品出现许多不良品或坏品，降低了整体产品的品质，并且人工劳动强度高；同时由于工序的增多且搬运过程中的停顿，影响了生产过程的连续性，使得生产成本升高，生产效率降低。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种锂电池焊接及检测的自动化设备，解决目前锂电池生产过程中人工劳动强度高、产品质量低、生产成本高、生产效率降低的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明采用如下之技术方案:
[0007]—种锂电池焊接及检测的自动化设备，包括有直线式的传送系统，在传送系统的同一侧旁，依其传送方向依次设置有焊接系统和检测系统，在传送系统和焊接系统之间设置有暂存料系统；
[0008]该暂存料系统包括暂存上料工位、暂存下料工位以及在该两工位和传送系统之间来回取料放料的暂存上下料机械手；
[0009]该焊接系统包括有依传送系统的传送方向设置的第一焊接旋转装置、第二焊接旋转装置，在该第一焊接旋转装置、第二焊接旋转装置与暂存料系统之间设置有焊接上下料机械手，在该第一焊接旋转装置、第二焊接旋转装置的外侧设置有焊接头机械手，在该焊接头机械手上安装有一焊接头，该焊接头在第一焊接旋转装置与第二焊接旋转装置之间来回移动；[0010]该检测系统包括有依传送系统的传送方向设置的检测上料机械手和检测下料机械手，所述的检测上料机械手和检测下料机械手之间设置有检测旋转装置，在该检测旋转装置上依照顺时针方向的四个方向上分别设置有上料工位、泄漏检测工位、短路检测工位和下料工位，该上料工位靠近前述的检测上料机械手，该泄漏检测工位外侧旁设置有一泄漏检测机构，该短路检测工位外侧旁设置有一短路检测机构；
[0011]所述第一焊接旋转装置包括有伺服电机、凸轮分割器、焊接转盘，该伺服电机通过凸轮分割器带动焊接转盘旋转，焊接转盘上设置有焊接夹具，焊接夹具的上方设置有压紧块。
[0012]所述第一焊接旋转装置还包括有压紧支架，该压紧支架上有一压紧移动台，该压紧移动台下连接有一气缸，前述的压紧块设置于压紧移动台下部。
[0013]所述压紧移动台上的左侧设置有随该压紧移动台移动的光源和(XD，该光源在CCD和前述压紧移动台之间。
[0014]所述检测旋转装置的包括有检测电机、检测凸轮分割器、检测转盘，该检测电机通过检测凸轮分割器带动检测转盘旋转，所述的检测转盘上的安装有检测夹具和旋转出线筒，该旋转出线筒以前述检测转盘的旋转轴作为旋转轴。
[0015]所述的检测夹具包括有夹紧驱动元件、中间固定夹板、活动夹板、导杆、连杆机构，该活动夹板包括有分置于中间固定夹板两侧的复数个左活动夹板和复数个右活动夹板，所述活动夹板沿导杆左右滑动，前述夹紧驱动元件包括有左夹紧驱动元件和右夹紧驱动元件，该左夹紧驱动元件连接最外侧的左活动夹板，该右夹紧驱动元件连接最外侧的右活动夹板，所述中间固定夹板与左活动夹板通过左W型连杆机构连接，所述中间固定夹板与右活动夹板通过右W型连杆机构连接。
[0016]所述的中间固定夹板与活动夹板的底部分别设置有底座，相邻两底座的相对面分别设置有彼此适配的凸块和凹槽，夹紧时该凸块伸入该凹槽中。
[0017]所述的检测夹具还包括有第一支板、第二支板和第三支板，该第一支板、第二支板连接在导杆的两端，前述的左夹紧驱动元件安装于前述第一支板上，前述的右夹紧驱动元件安装于前述第二支板上，前述第三支板设置于前述中间固定夹板和活动夹板的测旁。
[0018]所述的短路检测机构旁设置有激光打标机。
[0019]所述的传送系统包括有传送机架、传送带和传送导槽，该传送导槽设置于传送带上方，该传送导槽的两侧内壁上设置有滚轮。
[0020]由上述技术方案可知，本发明与现有技术相比，具有下述多方面的明显优点和有益效果:
[0021]1、在传送带系统和焊接系统之间有一个上料暂存工位和一个下料暂存工位，这两个工位能为传送带上下料机械手和焊接上下料机械手的工作时间带来缓冲的便利，机械手的上下料动作可以交替进行，同时相对的缩短了机械手的运行距离，提高了工作效率，同时这种结构使得设备整体结构紧凑，布局合理，节省了空间成本。
[0022]2、在焊接系统中有第一旋转焊接装置和第二旋转焊接装置，这两个旋转焊接装置能让两块电池产品同时旋转焊接四个面，充分利用好焊接上下料机械手和焊接头机械手的工作时间，缩短了工作等待时间，提高了工作效率。
[0023]3、在检测系统中有个检测旋转装置，该检测旋转装置上布有四个工位，按照顺时针方向分别是上料工位、泄漏检测工位、短路检测工位、下料工位，这也是按照检测顺序布置的工位，这种布局也能使结构紧凑，充分利用机器的空间，也能缩短检测工序间传递产品的间隙时间。
[0024]4、在检测系统中的短路检测工位旁有个激光打标机，经过短路检测良好的产品就可以进行激光打标工序了，不需要到另外一个工作区域去进行激光打标的工作，使得工序安排紧凑连贯，提高工作效率。
[0025]5、检测系统中的检测夹具为夹紧驱动元件控制的自动夹紧机构，该机构的中间夹板是固定的，其它夹板活动的，可以通过夹紧驱动元件带动活动夹板下方的连杆机构来拉开或合拢这些活动夹板，使电池能很好的上料夹紧或松开夹板下料，并且夹具中的每个产品所受的夹紧力都是相同的，这种夹具结构特点很新颖，并且能是装夹产品快速准确。
[0026]6、本发明有一个传送带系统，从半成品进入焊接系统到从焊接系统焊接好的产品进入检测系统，再到检测好的产品下线，都是通过传送带系统自动传送，自动化程度高，减少了人工的劳动强度，提高了生产效率，降低了生产成本。
[0027]为更清楚地阐述本发明的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合附图与具体实施例来对本发明作进一步详细说明:
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本发明之实施例的后面立体示意图。
[0029]图2是本发明之实施例的前面立体示意图。
[0030]图3是本发明之实施例的俯视图。
[0031]图4是本发明之实施例的背向正视图。
[0032]图5是本发明之实施例的焊接系统立体示意图。
[0033]图6是本发明之实施例的第一焊接旋转装置立体示意图。
[0034]图7是本发明之实施例的检测系统立体示意图。
[0035]图8是本发明之实施例的检测旋转装置立体示意图。
[0036]图9是本发明之实施例的检测夹具上面立体示意图。
[0037]图10是本发明之实施例的检测夹具底面立体示意图。
[0038]图11是本发明之实施例的检测夹具分解示意图。
[0039]图12是本发明之实施例的电池立体示意图。
[0040]图13是本发明之实施例的电池分解示意图。
【具体实施方式】
[0041]请参照图1至图13所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，
[0042]一种锂电池焊接及检测的自动化设备，如图1所示，包括有直线式的传送系统1，在传送系统I的同一侧旁，依其传送方向依次设置有焊接系统3和检测系统4，在传送系统I和焊接系统3之间设置有暂存料系统2。
[0043]结合图3所示，该暂存料系统2包括暂存上料工位21、暂存下料工位22以及在该两工位和传送系统I之间来回取料放料的暂存上下料机械手23。
[0044]所述焊接系统3用于电池50的端盖51与外壳52的焊接，结合图5所示，该焊接系统3包括有依传送系统I的传送方向设置的第一焊接旋转装置31、第二焊接旋转装置32，第一焊接旋转装置31与第二焊接旋转装置32结构相同，在该第一焊接旋转装置31、第二焊接旋转装置32与暂存料系统I之间设置有焊接上下料机械手34，焊接上下料机械手34从暂存料系统2的暂存上料工位21取出待焊接产品放入第一焊接旋转装置31或第二焊接旋转装置32的焊接夹具316中，然后焊接上下料机械手34从第一焊接旋转装置31或第二焊接旋转装置32的焊接夹具316中取出焊接好的产品放入暂存料系统2的暂存下料工位22，暂存上下料机械手23会将暂存下料工位22已焊接好的产品取出放入传送系统I的传送带13上，将此产品送检测系统待检测；在该第一焊接旋转装置31、第二焊接旋转装置32的外侧设置有焊接头机械手33，在该焊接头机械手33上安装有一焊接头35，该焊接头35在第一焊接旋转装置31与第二焊接旋转装置32之间来回移动，第一焊接旋转装置31与第二焊接旋转装置32依次旋转将待焊接电池50的四个面转向焊接头35，焊接头35依次对电池50的端盖51和外壳52的四个面连接部位进行焊接。
[0045]结合图6所示，第一焊接旋转装置40包括有伺服电机320、焊接凸轮分割器319、焊接转盘318，该伺服电机320通过焊接凸轮分割器319带动焊接转盘318旋转，焊接转盘318上设置有焊接夹具316，焊接夹具316的上方设置有压紧块315。
[0046]第一焊接旋转装置40还包括有压紧支架313，该压紧支架313上有一压紧移动台314，该压紧移动台314下连接有一气缸310，前述的压紧块315设置于压紧移动台314下部，气缸310带动压紧移动台314上下移动，压紧块315随着压紧移动台314上下移动，压紧块315对焊接夹具316中的产品进行压紧和松开动作。
[0047]压紧移动台314上的左侧设置有随该压紧移动台314移动的光源312和(XD311，该光源312在(XD311和前述压紧移动台314之间。
[0048]所述检测系统4用于对焊接后的电池进行漏气检测和短路检测，该短路检测包括电极与壳体的短路检测、电极之间的短路检测。结合图7所示，检测系统4包括有依传送系统I的传送方向设置的检测上料机械手46和检测下料机械手47，所述的检测上料机械手46和检测下料机械手47之间设置有检测旋转装置40，在该检测旋转装置40上依照顺时针方向的四个方向上分别设置有上料工位41、泄漏检测工位42、短路检测工位43和下料工位45，该上料工位41靠近前述的检测上料机械手46，该泄漏检测工42位外侧旁设置有一泄漏检测机构421，该短路检测工位43外侧旁设置有一短路检测机构431。
[0049]结合图8所示，所述检测旋转装置40的包括有检测电机49、检测凸轮分割器402、检测转盘403，该检测电机49通过检测凸轮分割器402带动检测转盘403旋转，所述的检测转盘403上的安装有检测夹具48和旋转出线筒401，该旋转出线筒401以前述检测转盘403的旋转轴作为旋转轴。
[0050]所述检测夹具48用于待检测电池的装夹固定，结合图9-11所示，所述的检测夹具48包括有夹紧驱动元件、中间固定夹板490、活动夹板、导杆492、连杆机构487，该夹紧驱动元件可以是气缸、液压缸或电机控制的螺杆，该活动夹板包括有分置于中间固定夹板490两侧的复数个左活动夹板491和复数个右活动夹板492,所述活动夹板沿导杆492左右滑动，前述夹紧驱动元件包括有左夹紧驱动元件481和右夹紧驱动元件482,该左夹紧驱动元件481连接最外侧的左活动夹板491,该右夹紧驱动元件482连接最外侧的右活动夹板485，所述中间固定夹板490与左活动夹板491通过左W型连杆机构487连接，所述中间固定夹板490与右活动夹板485通过右W型连杆机构487连接；装夹产品时，左活动夹板491与右活动夹板485分别被左夹紧驱动元件481与右夹紧驱动元件482对称第拉开，产品放入夹板间后，活动夹板又在夹紧驱动元件的作用下收拢，使各个被装夹的产品均匀等力的夹紧。
[0051]中间固定夹板490与活动夹板的底部分别设置有底座486，相邻两底座的相对面分别设置有彼此适配的凸块和凹槽，夹紧时该凸块伸入该凹槽中。
[0052]检测夹具48还包括有第一支板488、第二支板489和第三支板484，该第一支板488、第二支板489连接在导杆492的两端，前述的左夹紧驱动元件481安装于前述第一支板488上，前述的右夹紧驱动元件482安装于前述第二支板489上，前述第三支板484设置于前述中间固定夹板490和活动夹板的测旁。
[0053]短路检测机构431旁设置有激光打标机44，对经过短路检测OK的产品进行激光打标，打标后的产品从短路检测工位43转到下料工位45。
[0054]结合图3所示，传送系统I包括有传送机架12、传送带13和传送导槽14，该传送导槽14设置于传送带13上方，该传送导槽14的两侧内壁上设置有滚轮15该种传送结构使得产品在传送过程中行进平稳、摩擦阻力小、产品外观保持良好。
[0055]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种锂电池焊接及检测的自动化设备，其特征在于:包括有直线式的传送系统，在传送系统的同一侧旁，依其传送方向依次设置有焊接系统和检测系统，在传送系统和焊接系统之间设置有暂存料系统； 该暂存料系统包括暂存上料工位、暂存下料工位以及在该两工位和传送系统之间来回取料放料的暂存上下料机械手； 该焊接系统包括有依传送系统的传送方向设置的第一焊接旋转装置、第二焊接旋转装置，在该第一焊接旋转装置、第二焊接旋转装置与暂存料系统之间设置有焊接上下料机械手，在该第一焊接旋转装置、第二焊接旋转装置的外侧设置有焊接头机械手，在该焊接头机械手上安装有一焊接头，该焊接头在第一焊接旋转装置与第二焊接旋转装置之间来回移动； 该检测系统包括有依传送系统的传送方向设置的检测上料机械手和检测下料机械手，所述的检测上料机械手和检测下料机械手之间设置有检测旋转装置，在该检测旋转装置上依照顺时针方向的四个方向上分别设置有上料工位、泄漏检测工位、短路检测工位和下料工位，该上料工位靠近前述的检测上料机械手，该泄漏检测工位外侧旁设置有一泄漏检测机构，该短路检测工位外侧旁设置有一短路检测机构。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池焊接及检测的自动化设备，其特征在于:所述第一焊接旋转装置包括有伺服电机、凸轮分割器、焊接转盘，该伺服电机通过凸轮分割器带动焊接转盘旋转，焊接转盘上设置有焊接夹具，焊接夹具的上方设置有压紧块。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池焊接及检测的自动化设备，其特征在于:所述第一焊接旋转装置还包括有压紧支架，该压紧支架上有一压紧移动台，该压紧移动台下连接有一气缸，前述的压紧块设置于压紧移动台下部。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池焊接及检测的自动化设备，其特征在于:所述压紧移动台上的左侧设置有随该压紧移动台移动的光源和CCD，该光源在CCD和前述压紧移动台之间。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池焊接及检测的自动化设备，其特征在于:所述检测旋转装置的包括有检测电机、检测凸轮分割器、检测转盘，该检测电机通过检测凸轮分割器带动检测转盘旋转，所述的检测转盘上的安装有检测夹具和旋转出线筒，该旋转出线筒以前述检测转盘的旋转轴作为旋转轴。
6.根据权利要求5所述的一种锂电池焊接及检测的自动化设备，其特征在于:所述的检测夹具包括有夹紧驱动元件、中间固定夹板、活动夹板、导杆、连杆机构，该活动夹板包括有分置于中间固定夹板两侧的复数个左活动夹板和复数个右活动夹板，所述活动夹板沿导杆左右滑动，前述夹紧驱动元件包括有左夹紧驱动元件和右夹紧驱动元件，该左夹紧驱动元件连接最外侧的左活动夹板，该右夹紧驱动元件连接最外侧的右活动夹板，所述中间固定夹板与左活动夹板通过左W型连杆机构连接,所述中间固定夹板与右活动夹板通过右W型连杆机构连接。
7.根据权利要求6所述的一种锂电池焊接及检测的自动化设备，其特征在于:所述的中间固定夹板与活动夹板的底部分别设置有底座，相邻两底座的相对面分别设置有彼此适配的凸块和凹槽，夹紧时该凸块伸入该凹槽中。
8.根据权利要求6所述的一种锂电池焊接及检测的自动化设备，其特征在于:所述的检测夹具还包括有第一支板、第二支板和第三支板，该第一支板、第二支板连接在导杆的两端，前述的左夹紧驱动元件安装于前述第一支板上，前述的右夹紧驱动元件安装于前述第二支板上，前述第三支板设置于前述中间固定夹板和活动夹板的测旁。
9.根据权利要求1所述的一种锂电池焊接及检测的自动化设备，其特征在于:所述的短路检测机构旁设置有激光打标机。
10.根据权利要求1所述的一种锂电池焊接及检测的自动化设备，其特征在于:所述的传送系统包括有传送机架、传送带和传送导槽，该传送导槽设置于传送带上方，该传送导槽的两侧内壁上设 置有滚轮。
【文档编号】H01M10/058GK103904367SQ201410123994
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】喻世民, 邓万鹏, 周素仰, 张强, 廖均克, 童安南 申请人:东莞市鸿宝锂电科技有限公司