纽扣式电容器的连接件及串联焊接方法和焊接装置与流程

1.本发明涉及一种纽扣式电容器的连接件及串联焊接方法和焊接装置，属于一种纽扣电容器的生产制造领域。


背景技术：

2.超级电容器是一种新型的绿色环保储能装置，与传统的电容器和电池相比，它具有容量大、体积小、使用寿命长、充放电速度快、工作温度宽及对环境无污染等优点。因此，超级电容器在很多领域都有广泛的应用前景，包括医疗卫生、电动汽车、移动通讯、军工等领域，因而也受到了世界各国的高度重视。
3.超级电容器点连接是超级电容器生产中关键的一道工序。目前点连接方式主要为：1）将镍带剪切成规定尺寸；2）使用电阻焊将镍带的一端点焊到下面超级电容器单体的负极；3）使用电阻焊将镍带的另一端点焊到上面超级电容器单体的正极；4）将使用镍带点好连接后的两个超级电容器进行定位。
4.但是上述的连接方式存在诸多问题，比如镍带点焊位置靠近边缘，会导致下面超级电容器正负极短路。镍带连接会导致上下两个超级电容器单体结构缺乏稳定性。镍带连接目前的无法实现自动化生产。
5.鉴于此，有必要提供一种纽扣式超级电容器的点焊连接方法。


技术实现要素：

6.本发明提供一种纽扣式电容器的连接件及串联焊接方法和焊接装置，解决原有的镍带连接存在的点焊对中性差导致的短路及连接不牢固不稳定的问题。
7.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：纽扣式电容器的连接件，连接件为金属导体，连接件包括处于中间的接触面和接触面一周的边缘面，边缘面围城圆环状，所述接触面为圆形，接触面的外侧面与纽扣式电容器的负极焊接相连，纽扣式电容器放入接触面与边缘面组成的腔体后边缘面与纽扣式电容器的正极周面焊接相连。
8.作为优选，边缘面围城的圆环内径大于纽扣式电容器的周面，且间距能够进行焊接相连。
9.所述的纽扣式电容器的连接件与纽扣电容器间的串联焊接方法，包括以下步骤，1) 将超级电容器的负极朝上，正极面朝下放置在固定模具中；2) 将连接件放在超级电容器的负极上，连接件的接触面下侧面与超级电容器的负极接触；3) 在连接件的上部焊接接触面与超级电容器的负极，焊接点不少于两个；4) 将另一超级电容器的负极朝上放入连接件中；
5) 在超级电容器的正极周面将连接件的边缘面进行焊接，焊接点不少于两个；6) 完成两个扣式电容器间的串联焊接。
10.纽扣式电容器的连接件与纽扣电容器间的串联焊接方法，所述固定模具的上表面内凹出圆孔，圆孔深度小于纽扣式电容器厚度，圆孔直径能够容纳纽扣式电容器，圆孔的两侧设有对称的通槽与圆孔相联通，通槽宽度小于圆孔直径。
11.纽扣式电容器的连接件与纽扣电容器间的串联焊接方法，步骤2）中连接件的接触面中心与纽扣式电容器同心度≤0.1mm。
12.纽扣式电容器的连接件与纽扣电容器间的串联焊接方法，步骤3）和步骤5）焊接采用电阻焊进行点焊，且焊接点分别为两个，边缘面与纽扣式电容器的正极周面焊接点分处两侧位置。
13.一种串联焊接方法使用的焊接装置，包括设有多个工位的转动工作盘，转动工作盘的边缘位置设有多个工位，工位上设有所述固定模具，转动工作盘的一周设有下部纽扣电容器上料机构、连接件上料机构、连接件的接触面点焊机构、上部纽扣电容器上料机构、边缘面点焊机构、卸料机构，上述六组机构均布在转动动作盘的一周，每个工位对应一个机构。
14.作为优选，所述连接件的接触面点焊机构包括竖向设置的点焊工作头、点焊上下驱动机构，点焊上下驱动机构的移动端下部固定所述的点焊工作头。
15.作为优选，所述边缘面点焊机构为两组，分别两处于工位两侧，边缘面点焊机构包括点焊工作头、点焊横移驱动机构，点焊横移驱动机构的移动端端部固定所述点焊工作头，点焊工作头的移动方向朝向对应焊接工位的中心。
16.作为优选，所述下部纽扣电容器上料机构、连接件上料机构、上部纽扣电容器上料机构都由负压吸嘴工作头、上下料机械臂和震动料盘组成，负压吸嘴工作头设置在上下料机械臂的移动工作端上，震动料盘的物料摆放位处于上下料机械臂的移动工作端移动路径下方。
17.本发明通过设计一种连接件来实现超级电容器单体间的有效固定，通过自动化的焊接设备实现串联焊接的高效率生产。选用连接的方式，不仅能够降低短路的风险，提高上下两个超级电容器单体间结构稳定性，还提高了连接后的稳定性。
附图说明
18.图1是本发明纽扣式电容器的连接件，图2是本发明纽扣式电容器的连接件与纽扣式电容器间的连接位置关系图，图3是图2中连接件的剖切图，图4是本发明原有纽扣式电容器的连接方式，图5是本发明的焊接装置布局图，图6是本发明的焊接装置中固定模具的结构图，图7是本发明的焊接装置中的接触面点焊机构图，图8是本发明的焊接装置中的边缘面点焊机构，图9是本发明的焊接装置中的上下料机械臂和震动料盘配合关系俯视图，图10是本发明的焊接装置中的上下料机械臂和震动料盘配合侧面图。
19.图11是本发明的焊接装置中的卸料机构俯视图。
20.附图标记：1、接触面，2、边缘面，3、纽扣式电容器，4、固定模具，5、转动工作盘，6、下部纽扣电容器上料机构，7、连接件上料机构，8、连接件的接触面点焊机构，9、上部纽扣电容器上料机构，10、边缘面点焊机构，11、卸料机构，12、点焊工作头，13、点焊横移驱动机构，14、点焊上下驱动机构，15、负压吸嘴工作头，16、上下料机械臂，17、震动料盘，18、镍带，19、压料机构 ，20、成品料盘，21、卸料上下料机械臂，22、卸料负压吸嘴工作头，401、圆孔，402、通槽。
具体实施方式
21.下面对本发明的具体内容进行进一步的说明：本发明公开的是一种纽扣式电容器的连接件及串联焊接方法和焊接装置，用于纽扣式电容器的串联连接。
22.下面对纽扣式电容器的连接件的具体结构进行说明，本发明纽扣式电容器连接件为金属导体，结构如图1所示，包括处于中间的接触面1和接触面1一周的边缘面2，边缘面2围城圆环状，所述接触面1为圆形。边缘面2围城的圆环内径大于纽扣式电容器3的周面，且间距能够进行焊接相连。
23.进一步的对纽扣式电容器连接件与纽扣式电容器的连接位置关系进行说明，如图2和图3所示，下部的纽扣式电容器3的负极朝上，正极朝下，接触面1的下侧面与纽扣式电容器3的负极焊接相连，且焊接点不少于两个。上部的纽扣式电容器3放入接触面1与边缘面2组成的腔体，边缘面2与纽扣式电容器3的正极周面焊接相连。
24.对纽扣式电容器的连接件与纽扣电容器间的串联焊接方法进行说明，具体包括以下步骤，1)首先将纽扣式电容器的负极朝上，正极面朝下放置在固定模具4中， 将连接件放在纽扣式电容器的负极上，连接件的接触面1下侧面与纽扣式电容器的负极接触，连接件的接触面1中心与纽扣式电容器3同心度≤0.1mm。
25.2)在连接件的上部焊接接触面1与纽扣式电容器的负极，焊接采用电阻焊进行点焊，焊接点为两个；3)将另一纽扣式电容器的负极朝上放入连接件中；4)在纽扣式电容器的正极周面将连接件的边缘面2进行焊接，边缘面2与纽扣式电容器3的正极周面焊接点分处两侧位置，焊接采用电阻焊进行点焊，焊接点为两个；5)完成两个扣式电容器间的串联焊接。
26.进一步的对步骤1中的固定模具4进行说明，固定模具4结构如图6所示，上表面内凹出圆孔，圆孔深度小于纽扣式电容器3厚度，圆孔直径能够容纳纽扣式电容器3，圆孔的两侧设有对称的通槽与圆孔相联通，通槽宽度小于圆孔直径。
27.对纽扣式电容器连接件与纽扣式电容器焊接中使用的焊接装置进行说明，焊接装置结构如图5
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10中所示，包括设有多个工位的转动工作盘6，转动工作盘6的边缘位置设有多个工位，工位上设有所述固定模具4，转动工作盘6的一周设有下部纽扣电容器上料机构6、连接件上料机构7、连接件的接触面点焊机构8、上部纽扣电容器上料机构9、边缘面点焊机构10、卸料机构11，上述六组机构均布在转动动作盘的一周，每个工位上
的固定模具对应一个机构。
28.转动工作盘6的底部设有驱动旋转结构，并设置对应各个工位的停止固定装置，停止固定装置在转动工作盘6转动到固定工位后将转动工作盘整体固定。
29.进一步的对连接件的接触面点焊机构8进行说明，连接件的接触面点焊机构8而机构如图7所示，包括竖向设置的点焊工作头12、点焊上下驱动机构14，点焊上下驱动机构14的移动端下部固定所述的点焊工作头12。
30.当转动工作盘带动待焊接的纽扣式电容器运动到接触面点焊机构8工位后，接触面点焊机构8的点焊工作头12对准接触面，点焊上下驱动机构14驱动向下移动，点焊工作头12焊接连接件的接触面到纽扣式电容器的负极上。点焊上下驱动机构14带动点焊工作头12仅仅实现上下运动，其具体采用的驱动机构可以为气缸，气缸的动作速度快，适合本产品的高速焊接预生产，能显著的提高生产速度。
31.边缘面点焊机构10为两组，分别两处于工位两侧，且对称布置。边缘面点焊机构10结构如图8所示，具体包括点焊工作头12、点焊横移驱动机构13，点焊横移驱动机构13的移动端端部固定所述点焊工作头12，点焊工作头12的移动方向朝向对应焊接工位的中心。
32.当上部的纽扣式电容器放到连接件的边缘面中间位置后，转动工作盘带动待焊接的纽扣式电容器运动到边缘面点焊机构10工位后，边缘面点焊机构10的点焊工作头12对准边缘面，点焊横移驱动机构驱动点焊工作头12水平朝向连接件的边缘面，将边缘面焊接到上部纽扣式电容器的正极周面上，点焊横移驱动机构驱动点焊工作头12退回，实现连接件焊接到上部纽扣式电容器的过程。
33.该机构中点焊横移驱动机构使用气缸作为动力源，气缸结构作用速度快，故障率低，适合高速生产过程。
34.对下部纽扣电容器上料机构6、连接件上料机构7、上部纽扣电容器上料机构9进行说明：如图9和图10所示，下部纽扣电容器上料机构6、连接件上料机构7、上部纽扣电容器上料机构9结构相同，都包括负压吸嘴工作头15、上下料机械臂16和震动料盘17，负压吸嘴工作头15设置在上下料机械臂16的移动工作端上，震动料盘17的物料摆放位处于上下料机械臂16的移动工作端移动路径下方。震动料盘17将待上料物料输送到物料摆放位，上下料机械臂16带动负压吸嘴工作头15移动到物料摆放位，负压吸嘴工作头15吸取物料，上下料机械臂16带动负压吸嘴工作头15移动到固定模具位置，负压吸嘴工作头15释放物料，完成上料过程。
35.上述三结构的震动料盘17中的物料摆放方式不同，其中下部纽扣电容器上料机构6的震动料盘将纽扣式电容器的正极朝下，负极朝上摆放；连接件上料机构7的震动料盘将连接件的接触面朝下，边缘面朝上摆放；上部纽扣电容器上料机构9的震动料盘将纽扣式电容器的的正极朝下，负极朝上摆放。
36.在完成两纽扣式电容器的串联后，需要将成品卸载料盘中，使用卸料机构完成该过程，卸料机构如图11所示，包括卸料上下料机械臂、卸料负压吸嘴工作头和成品料盘。卸料负压吸嘴工作头设置在卸料上下料机械臂的移动工作端上，卸料上下料机械臂带动卸料负压吸嘴工作头移动到在卸料工位的固定模具位置，负压吸嘴工作头吸取串联后的纽扣式电容器， 卸料上下料机械臂带动卸料负压吸嘴工作头移动到成品料盘位置， 卸料负压吸
嘴工作头释放串联后的纽扣式电容器，完成一个成品的卸料。
37.本发明的焊接装置的具体工作过程：1)下部纽扣电容器上料，首先下部纽扣电容器上料机构将纽扣式电容器的负极朝上，正极面朝下摆放到震动料盘的上料位置，下部纽扣电容器上料机构的上下料机械臂16带动负压吸嘴工作头15吸取纽扣电容器，并移动放置到固定模具上；2)连接件上料，转动动作盘转动，将纽扣式电容器转移到连接件上料工位，连接件上料机构的震动料盘将连接件的边缘面朝上，接触面朝下进行摆放，连接件上料机构的上下料机械臂16带动负压吸嘴工作头15吸取连接件，并移动放置到固定模具的下部纽扣式电容器的负极上；3)连接件的接触面点焊，转动动作盘转动，将纽扣式电容器转移到接触面焊接工位，连接件的接触面点焊机构的点焊工作头12对准接触面，点焊上下驱动机构14驱动向下移动，点焊工作头12焊接连接件的接触面到纽扣式电容器的负极上；4)上部纽扣电容器上料，转动动作盘转动，将纽扣式电容器转移到上部纽扣式电容器上料工位，上部纽扣电容器上料机构的震动料盘将纽扣式电容器的的负极朝上，正极朝下进行摆放，上部纽扣电容器上料机构的上下料机械臂16带动负压吸嘴工作头15吸取纽扣式电容器，并移动放置到固定模具位置，将纽扣式电容器放置到连接件的边缘面中间，并将接触面与正极接触，上部纽扣电容器上料机构的负压吸嘴工作头15回位；5)边缘面点焊，转动动作盘转动，将纽扣式电容器转移到边缘面焊接工位，边缘面点焊机构的点焊横移驱动机构带动点焊工作头移动到边缘面位置，将边缘面与上部纽扣式电容器的周面进行焊接，边缘面焊接；6)卸料，转动动作盘转动，将纽扣式电容器转移到卸料工位，卸料上下料机械臂带动卸料负压吸嘴工作头移动到在卸料工位的固定模具位置，负压吸嘴工作头吸取串联后的纽扣式电容器， 卸料上下料机械臂带动卸料负压吸嘴工作头移动到成品料盘位置， 卸料负压吸嘴工作头释放串联后的纽扣式电容器，完成一个成品的卸料。
38.本发明通过设计一种连接件来实现超级电容器单体间的有效固定，通过自动化的焊接设备实现串联焊接的高效率生产。选用连接的方式，不仅能够降低短路的风险，提高上下两个超级电容器单体间结构稳定性，还提高了连接后的稳定性。自动的焊接过程，保证了连接件的连接质量稳定性。