一種雙聯鋰電池焊接設備及其焊接方法與流程

2023-10-10 01:22:14 1

本發明涉及一種點焊機及其點焊方法，尤其涉及一種雙聯鋰電池焊接設備及其焊接方法。

背景技術：

鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。在鋰電池使用過程中，為了提高電壓，需要將兩個單獨的鋰電池進行串聯，從而組成一個雙聯電池的結構。而雙聯電池的生產過程中，需要將一個負極向上鋰電池和一個正極向上鋰電池利用一個極耳將它們焊接串聯在一起。現有雙聯電池的雙聯焊接一般採用人工焊接的方式進行，存在生產效率低下，不同工人的焊接水平不同，產品品質影響因素較大。

技術實現要素：

本發明要解決的第一個技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種雙聯鋰電池焊接設備，實現雙聯鋰電池的自動雙聯焊接，提高生產效率，提高雙聯鋰電池的品質。

本發明要解決的第二個技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種利用雙聯鋰電池焊接設備的焊接方法，實現雙聯鋰電池的自動雙聯焊接，提高生產效率，提高雙聯鋰電池的品質。

本發明解決第一個技術問題所採用的技術方案為：一種雙聯鋰電池焊接設備，其特徵在於，包括：

機架，對焊接設備起到支撐作用；

並列設置的第一輸送帶和第二輸送帶，設置於所述機架的一側，所述第一輸送帶上放置有第一上料盒，所述第二輸送帶上放置有第二上料盒，第一上料盒內陣列有多排正極向上鋰電池，第二上料盒內陣列有多排負極向上鋰電池；

焊接盒，設置於所述機架的另一側，所述焊接盒包括排料部、焊接部和整料部，排料部包括排料底板、兩個相對布置的排料側板和排料後板，所述排料後板上設置有位於兩個排料側板之間的分隔板，分隔板與其中一個排料側板之間形成用於排列放置正極向上鋰電池的正極排列槽，分隔板與另外一個排料側板之間形成用於排列放置負極向上鋰電池的負極排列槽，所述分隔板底部與排料底板存在間隙，排料後板的外部設置有推動缸，該推動缸的活塞杆穿設於分隔板的底部下方，推動缸的活塞杆端部連接有用於同時推動正極排列槽和負極排列槽內的鋰電池的推動塊，所述焊接部包括焊接內板和焊接外板，焊接內板和焊接外板之間形成與所述正極排列槽和負極排列槽相通的焊接通道，所述焊接外板上沿焊接通道方向開設有移動槽，焊接外板外部設置有移動缸，該移動缸的活塞杆端部設置有一推動焊接通道內鋰電池間隔定距向前移動的移動杆，所述整料部包括整料底部、一組相對布置的整料側板、整料板以及與該整料板相連的整料缸，在一組相對布置的整料側板之間放置有一側部敞開的整料盒，整料板與整料盒敞開一側相對；

鋰電池移動機構，設置於輸送帶和焊接盒上方，所述鋰電池移動機構包括設置於所述機架之上的導軌，導軌上設置有用於將第一上料盒內的鋰電池整列移動至焊接盒排料部的正極排列槽內的正極移動組件以及用於將第二上料盒內的鋰電池整列移動至焊接盒排料部的負極排列槽內的負極移動組件，正極移動組件和負極移動組件分別包括滑動設置於導軌之上的滑塊，滑塊的下方設置有壓料缸和吸料缸，壓料缸的輸出端設置有壓板，壓板上開設有一列通孔，吸料缸的輸出端設置有安裝板，安裝板的下方設置有一列吸杆，每個吸杆的位置與每個通孔位置相對對應，安裝板上設置有吸氣泵，吸氣泵與每個吸杆相連通；

極耳上料機構，設置於焊接盒焊接部一側，極耳上料機構包括振動盤，該振動盤的輸出端設置有一導向塊，該導向塊上開設有使得極耳陣列排布的導向槽，所述導向槽處設置有一可沿焊接部方向來回移動的上料缸，上料缸的輸出端與一旋轉缸的缸體連接，旋轉缸的輸出端設置有一用於對極耳進行夾持的夾持缸；

極耳雙聯焊接機構，設置於焊接盒焊接部的另一側，極耳雙聯焊接機構包括一立柱、滑動設置於該立柱上的滑動缸，該滑動缸的輸出端設置有點焊機，該點焊機具有一組並列布置的焊針。

作為改進，所述吸杆的下端設置有真空吸盤，通過設置真空吸盤，吸氣泵用於對真空吸盤進行吸真空，提高了吸杆對鋰電池的吸引力。

再改進，所述焊接盒的焊接部處設置有一定位板，該定位板與一定位缸連接，通過在點焊機的焊針下方設置定位板，使得各正負交替的鋰電池組經過一組焊針下方時位置能夠擺正而不發生偏移。

與現有技術相比，本發明解決第一個技術問題的優點在於：利用第一上料盒和第二上料盒，將正極向上鋰電池和負極向上鋰電池分開儲存上料，鋰電池移動機構的正極移動組件將正極向上鋰電池整列放置於焊接盒的正極排列槽內，負極移動組件將負極向上鋰電池整列放置於焊接盒的負極排列槽內，在推動缸的作用下正負極交替的鋰電池組進入焊接部的焊接通道處，焊接外板上的移動缸動作，將位於焊接通道內各正負極交替的鋰電池組向前移動兩個鋰電池寬度的距離，極耳上料機構將極耳輸送至鋰電池組上方，極耳雙聯焊接機構對極耳進行焊接，隨著移動缸的動作和整料缸的動作，一排排鋰電池組存放至整料盒內，從而實現了雙聯鋰電池的自動雙聯焊接，提高了生產效率，由於採用自動化設備進行雙聯電池的雙聯焊接，從而也提高了雙聯鋰電池的品質。

本發明解決第二個技術問題所採用的技術方案為：一種利用所述雙聯鋰電池焊接設備的焊接方法，其特徵在於，包括以下步驟：

(1)、在第一上料盒內放滿正極向上鋰電池，在第二上料盒內放滿負極向上鋰電池，將第一上料盒放置於第一輸送帶上，將第二上料盒放置於第二輸送帶上，第一上料盒和第二上料盒輸送至焊接盒排料部一側時停止運動；

(2)、正極移動組件沿著導軌運動至第一上料盒正上方，負極移動組件移動沿著導軌運動至第二上料盒正上方，正極移動組件上的吸料缸帶動正極移動組件上的安裝板下移，正極移動組件上的一列吸杆穿過對應的壓板上一列通孔後將第一上料盒上的一列正極向上鋰電池吸住，正極移動組件上的吸料缸上移，正極移動組件移動至焊接盒的正極排列槽正上方，正極移動組件上的吸料缸重新下移並將一列正極向上鋰電池放入正極排列槽內，正極移動組件上的壓料缸帶動壓板下移至放入正極排列槽內的鋰電池上方將其壓平，於此同時，負極移動組件上的吸料缸帶動負極移動組件上的安裝板下移，負極移動組件上的一列吸杆穿過對應的壓板上一列通孔後將第二上料盒上的一列負極向上鋰電池吸住，負極移動組件上的吸料缸上移，負極移動組件移動至焊接盒的負極排列槽正上方，負極移動組件上的吸料缸重新下移並將一列負極向上鋰電池放入負極排列槽內，負極移動組件上的壓料缸帶動壓板下移至放入負極排列槽內的鋰電池上方將其壓平；

(3)、焊接盒排料部上的推動缸動作，正負極交替的鋰電池組進入焊接部的焊接通道處，焊接外板上的移動缸動作，將位於焊接通道內各正負極交替的鋰電池組向前移動兩個鋰電池寬度的距離，焊接通道上並列交替排布正極向上鋰電池和負極向上鋰電池，一個正極向上鋰電池和一個負極向上鋰電池形成一個正負交替的鋰電池組，在移動缸的作用下，每個正負交替的鋰電池組以兩個鋰電池寬度的距離間隔向前移動；

(4)、振動盤振動將極耳排列於導向塊的導向槽內，夾持缸上的夾持件將極耳豎向夾持住，旋轉缸帶動夾持缸轉動90度，使得夾持缸上夾持件橫向布置，上料缸動作，將夾持缸上的極耳移動至焊接通道上一組正負交替的鋰電池組上方；

(5)、極耳雙聯焊接機構上滑動缸帶動點焊機下移，點焊機上的一組焊針將極耳上的兩端分別焊接於一組正負交替的鋰電池組上，使得每組正負交替的鋰電池組中的兩個鋰電池串聯在一起；

(6)、隨著每組正負交替的鋰電池組持續向前移動，鋰電池組進入焊接盒的整料部，位於整料部上的整料盒儲存焊接完成後的各正負交替的鋰電池組，當在焊接通道的方向上，鋰電池組裝滿一組相對布置的整料側板之間的間隙時，整料缸帶動整料板向前移動一個鋰電池寬度的距離並復位；

(7)、整料盒裝滿正負交替的鋰電池組後，整料盒移出，換上新的整料盒。

與現有技術相比，本發明解決第二個技術問題的優點在於：利用第一上料盒和第二上料盒，將正極向上鋰電池和負極向上鋰電池分開儲存上料，鋰電池移動機構的正極移動組件將正極向上鋰電池整列放置於焊接盒的正極排列槽內，負極移動組件將負極向上鋰電池整列放置於焊接盒的負極排列槽內，在推動缸的作用下正負極交替的鋰電池組進入焊接部的焊接通道處，焊接外板上的移動缸動作，將位於焊接通道內各正負極交替的鋰電池組向前移動兩個鋰電池寬度的距離，極耳上料機構將極耳輸送至鋰電池組上方，極耳雙聯焊接機構對極耳進行焊接，隨著移動缸的動作和整料缸的動作，一排排鋰電池組存放至整料盒內，從而實現了雙聯鋰電池的自動雙聯焊接，提高了生產效率，由於採用自動化設備進行雙聯電池的雙聯焊接，從而也提高了雙聯鋰電池的品質。

附圖說明

圖1是本發明實施例中雙聯鋰電池焊接設備的結構示意圖；

圖2是圖1中焊接盒的結構示意圖；

圖3是圖1中正極移動組件的結構示意圖；

圖4是圖3中壓板的結構示意圖；

圖5是本發明實施例中雙聯焊接完成後正負交替的鋰電池組的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。

如圖1至5所示，本實施中的雙聯鋰電池焊接設備，機架、並列設置的第一輸送帶211和第二輸送帶212、焊接盒1、鋰電池移動機構3、極耳上料機構4和極耳雙聯焊接機構5。

其中，機架，用於對焊接設備起到支撐作用；

並列設置的第一輸送帶211和第二輸送帶212，設置於所述機架的一側，所述第一輸送帶211上放置有第一上料盒221，所述第二輸送帶212上放置有第二上料盒222，第一上料盒221內陣列有多排正極向上鋰電池61，第二上料盒222內陣列有多排負極向上鋰電池62；

焊接盒1，設置於所述機架的另一側，所述焊接盒1包括排料部11、焊接部12和整料部13，排料部11包括排料底板、兩個相對布置的排料側板113和排料後板115，所述排料後板115上設置有位於兩個排料側板113之間設置有分隔板114，分隔板114與其中一個排料側板之間形成用於排列放置正極向上鋰電池61的正極排列槽111，分隔板114與另外一個排料側板之間形成用於排列放置負極向上鋰電池62的負極排列槽112，所述分隔板114底部與排料底板存在間隙，排料後板115的外部設置有推動缸116，該推動缸116的活塞杆穿設於分隔板114的底部下方，推動缸116的活塞杆端部連接有用於同時推動正極排列槽111和負極排列槽112內的鋰電池的推動塊119，所述焊接部12包括焊接內板和焊接外板121，焊接內板和焊接外板121之間形成與所述正極排列槽111和負極排列槽112相通的焊接通道123，所述焊接外板121上沿焊接通道123方向開設有移動槽122，焊接外板121外部設置有移動缸124，該移動缸124的活塞杆端部設置有一推動焊接通道123內鋰電池間隔定距向前移動的移動杆125，每次定距的距離為兩個鋰電池的寬度，所述整料部13包括整料底部134、一組相對布置的整料側板135、整料板132以及與該整料板132相連的整料缸131，在一組相對布置的整料側板135之間放置有一側部敞開的整料盒133，整料板132與整料盒133敞開一側相對；

鋰電池移動機構3，設置於輸送帶和焊接盒1上方，所述鋰電池移動機構3包括設置於所述機架之上的導軌30，導軌30上設置有用於將第一上料盒221內的鋰電池整列移動至焊接盒1排料部11的正極排列槽111內的正極移動組件31以及用於將第二上料盒222內的鋰電池整列移動至焊接盒11排料部11的負極排列槽112內的負極移動組件32，正極移動組件31和負極移動組件32分別包括滑動設置於導軌30之上的滑塊31，滑塊31的下方設置有壓料缸和吸料缸，壓料缸的輸出端設置有壓板，壓板上開設有一列通孔，吸料缸的輸出端設置有安裝板，安裝板的下方設置有一列吸杆，每個吸杆的位置與每個通孔位置相對對應，所述吸杆的下端設置有真空吸盤，通過設置真空吸盤，吸氣泵用於對真空吸盤進行吸真空，提高了吸杆對鋰電池的吸引力，安裝板上設置有吸氣泵，吸氣泵與每個吸杆相連通；

極耳上料機構4，設置於焊接盒1焊接部12一側，極耳上料機構4包括振動盤41，該振動盤41的輸出端設置有一導向塊42，該導向塊42上開設有使得極耳63陣列排布的導向槽，所述導向槽處設置有一可沿焊接部12方向來回移動的上料缸45，上料缸45的輸出端與一旋轉缸44的缸體連接，旋轉缸44的輸出端設置有一用於對極耳63進行夾持的夾持缸43；

極耳雙聯焊接機構5，設置於焊接盒1焊接部12的另一側，極耳雙聯焊接機構5包括一立柱51、滑動設置於該立柱51上的滑動缸52，該滑動缸52的輸出端設置有點焊機53，該點焊機53具有一組並列布置的焊針。

另外，所述焊接盒1的焊接部12處設置有一定位板，該定位板與一定位缸連接，通過在點焊機53的焊針下方設置定位板，使得各正負交替的鋰電池組經過一組焊針下方時位置能夠擺正而不發生偏移。

此外，本發明還提供了一種利用所述雙聯鋰電池焊接設備的焊接方法，包括以下步驟：

(1)、在第一上料盒221內放滿正極向上鋰電池61，在第二上料盒222內放滿負極向上鋰電池62，將第一上料盒221放置於第一輸送帶211上，將第二上料盒222放置於第二輸送帶212上，第一上料盒221和第二上料盒222輸送至焊接盒1排料部11一側時停止運動；

(2)、正極移動組件31沿著導軌30運動至第一上料盒221正上方，負極移動組件32移動沿著導軌30運動至第二上料盒222正上方，正極移動組件上的吸料缸313帶動正極移動組件上的安裝板315下移，正極移動組件上的一列吸杆316穿過對應的壓板314上一列通孔317後將第一上料盒221上的一列正極向上鋰電池吸住，正極移動組件上的吸料缸313上移，正極移動組件31移動至焊接盒1的正極排列槽111正上方，正極移動組件上的吸料缸313重新下移並將一列正極向上鋰電池放入正極排列槽111內，正極移動組件上的壓料缸312帶動壓板下移至放入正極排列槽111內的鋰電池上方將其壓平，於此同時，負極移動組件上的吸料缸323帶動負極移動組件上的安裝板325下移，負極移動組件上的一列吸杆穿過對應的壓板上一列通孔後將第二上料盒222上的一列負極向上鋰電池吸住，負極移動組件上的吸料缸323上移，負極移動組件32移動至焊接盒1的負極排列槽112正上方，負極移動組件上的吸料缸323重新下移並將一列負極向上鋰電池放入負極排列槽112內，負極移動組件上的壓料缸322帶動負極移動組件上的壓板324下移至放入負極排列槽112內的鋰電池上方將其壓平；

(3)、焊接盒1排料部11上的推動缸116動作，正負極交替的鋰電池組60進入焊接部12的焊接通道123處，焊接外板121上的移動缸124動作，將位於焊接通道123內各正負極交替的鋰電池組60向前移動兩個鋰電池寬度的距離，焊接通道123上並列交替排布正極向上鋰電池和負極向上鋰電池，一個正極向上鋰電池和一個負極向上鋰電池形成一個正負交替的鋰電池組60，在移動缸124的作用下，每個正負交替的鋰電池組60以兩個鋰電池寬度的距離間隔向前移動；

(4)、振動盤41振動將極耳63排列於導向塊42的導向槽內，夾持缸43上的夾持件將極耳63豎向夾持住，旋轉缸44帶動夾持缸43轉動90度，使得夾持缸43上夾持件橫向布置，上料缸45動作，將夾持缸43上的極耳63移動至焊接通道123上一組正負交替的鋰電池組60上方；

(5)、極耳雙聯焊接機構5上滑動缸52帶動點焊機53下移，點焊機53上的一組焊針將極耳63上的兩端分別焊接於一組正負交替的鋰電池組60上，使得每組正負交替的鋰電池組60中的兩個鋰電池串聯在一起；

(6)、隨著每組正負交替的鋰電池60組持續向前移動，鋰電池組進入焊接盒1的整料部13，位於整料部13上的整料盒133儲存焊接完成後的各正負交替的鋰電池組60，當在焊接通道123的方向上，鋰電池組裝滿所述一組相對布置的整料側板之間的間隙時，整料缸131帶動整料板132向前移動一個鋰電池寬度的距離並復位；

(7)、整料盒133裝滿正負交替的鋰電池組60後，整料盒133移出，換上新的整料盒。

綜上，本發明利用第一上料盒221和第二上料盒22，將正極向上鋰電池61和負極向上鋰電池62分開儲存上料，鋰電池移動機構3的正極移動組件31將正極向上鋰電池61整列放置於焊接盒1的正極排列槽111內，負極移動組件32將負極向上鋰電池62整列放置於焊接盒1的負極排列槽112內，在推動缸116的作用下正負極交替的鋰電池組60進入焊接部12的焊接通道123處，焊接外板121上的移動缸124動作，將位於焊接通道1223內各正負極交替的鋰電池組60向前移動兩個鋰電池寬度的距離，極耳上料機構4將極耳63輸送至鋰電池組上方，極耳雙聯焊接機構5對極耳63進行焊接，隨著移動缸124的動作和整料缸131的動作，一排排鋰電池組存放至整料盒133內，從而實現了雙聯鋰電池的自動雙聯焊接，提高了生產效率，由於採用自動化設備進行雙聯電池的雙聯焊接，從而也提高了雙聯鋰電池的品質。