CN117583726B - 一种铝合金电池壳体的焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池壳体加工技术领域，具体的是一种铝合金电池壳体的焊接设备，一种铝合金电池壳体的焊接设备，包括底板，底板上侧面上设置有旋转电机，旋转电机的上方设置有夹持组件，底板的左侧设置有侧立板，侧立板的右侧面设置有焊接组件，夹持组件上且位于其同轴心位置设置有定位组件，本发明的夹持组件能够对方形或圆形的铝型材从内部进行夹持，定位组件能够对端盖进行定位，夹持组件和定位组件为同轴线安装，使得铝型材和端盖能够定位准确，焊接组件与夹具采用一体式设计，贴合滚轮能够在弹性柱的作用下贴合在旋转的铝型材的外表面，并进行移动焊接，不仅焊接精度较高，而且结构简单、自动化程度高、成本低廉。

Description

一种铝合金电池壳体的焊接设备

技术领域

本发明涉及电池壳体加工技术领域，具体的是一种铝合金电池壳体的焊接设备。

背景技术

随着电动交通工具的普及，动力电池的应用越来越广泛，由于铝具有较高的比强度、比模量、断裂韧性、疲劳强度和耐腐蚀稳定性，动力电池的壳体一般采用铝合金壳体。动力电池根据其截面形状可分为圆形电池、方形电池。对于容量较大的单体电池，常常使用方形或圆形的铝型材并在其底部焊接端盖进行密封，但由于动力电池对壳体的密封要求较高，现有技术采用这种方式进行焊接的壳体常常焊接时夹具的的精度不够导致出现虚焊等问题，密封度达不到要求，良品率较低。

针对上述技术问题公开号为CN110369942A的发明专利公开了一种方型铝壳电池盖板的焊接定位方法，该方案中第一夹持组件围合成电池升降的通道，定位压板下行顶压电池盖板，第一底托板与托板基座之间的弹性件自适应调节，确保电池盖板的水平度，有助于提高盖板焊接质量，有助于提高批量生产的焊接可靠度和产品良率，但该方案还存在以下问题没有解决：1.上述方案的焊接装置与夹具装置为分体式设计，且焊接设备为人工焊接或者机器人焊接，采用前者焊接方式效率较低且焊接精度及质量无法保证，而后者采用价格高昂，且每次对不同规格的壳体进行焊接都需要重新编程，操作复杂；2.目前对于铝壳电池的焊接一般采用激光焊接的方式，但不合适的激光角度容易使焊接出现气孔、热裂纹等瑕疵，因此当对不同规格的壳体进行焊接时需要将焊枪支杆与焊接点的角度调节到合适的位置，但上述方案并没有解决此问题；3.上述方案仅针对方形铝壳电池，而对于同样使用广泛的圆形铝壳电池并没有提供相应的夹具装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种铝合金电池壳体的焊接设备，包括底板，底板上侧面上设置有旋转电机，旋转电机的上方设置有夹持组件，底板的左侧设置有侧立板，侧立板的右侧面设置有焊接组件，夹持组件上且位于其同轴心位置设置有定位组件。

所述焊接组件包括固定安装在侧立板右侧面的弹性柱，弹性柱的伸缩端设置有滚轮板，滚轮板的右侧面设置有贴合滚轮，滚轮板上侧面上设置有连接板，连接板的上方连接有联动块，联动块的左右侧面上开设有贯穿孔，贯穿孔内通过铰接的方式设置有衬套，衬套内滑动设置有焊枪支杆。

所述夹持组件包括固定连接在旋转电机输出端上方的安装盒，安装盒内设置有四头输出气缸，安装盒的上方设置有放置盘，放置盘的上侧面周向均匀设置有四个夹持机构，夹持机构包括弧形支撑板、夹持滑块，夹持滑块的中部设置有腰形孔，夹持滑块数量为二，且分别设置在弧形支撑板两端，连接螺柱穿过腰形孔并与弧形支撑板连接，放置盘上设置有与夹持滑块一一对应的贯穿滑轨，对应的两个夹持滑块底部之间设置有滑块底板，四头输出气缸的伸缩端贯穿安装盒的侧壁并与滑块底板的侧面连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述定位组件包括设置在放置盘上部的电动推杆，电动推杆的伸缩端上设置有方形板，方形板的上方设置有四头气缸，四头输出气缸的上方设置有定位盘，定位盘的上侧面设置有真空吸盘，定位盘的周向均匀开设有滑槽，滑槽内通过滑动配合的方式设置有滑动板，滑动板远离放置盘轴线的一端下侧面与四头气缸的伸缩端连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述滑动板远离放置盘轴线的一端设置有放置槽，放置槽靠近放置盘轴线的一端通过铰接的方式连接有定位板，定位板与放置槽之间设置有扭簧。

作为本发明的一种优选技术方案，所述衬套右侧的铰接轴为中空结构，铰接轴内设置有锁定轴，锁定轴与铰接轴之间设置有回位弹簧，锁定轴靠近焊枪支杆的一端径向设置有锁定凸起，联动块与铰接轴配合的铰接孔周向均匀设置有多个与锁定凸起配合的凹槽。

作为本发明的一种优选技术方案，所述焊枪支杆的上侧面连接在抵紧弹簧的一端，抵紧弹簧的另一端连接在衬套的侧面，焊枪支杆的左端前侧面设置有轨迹杆，轨迹杆的前侧面为圆形凸起结构。

作为本发明的一种优选技术方案，所述联动块的前侧设置有导轨板，导轨板的左侧面设置有导轨凸起，轨迹杆的前侧面抵紧在导轨凸起表面，使得焊枪支杆的焊接头始终与贴合滚轮的右端母线处于一条竖直线上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述滚轮板的前侧通过铰接的方式设置有限位勾板，侧立板的右侧面上且与限位勾板对应的位置固定设置有侧立勾板。

本发明的有益效果在于：一、本发明的夹持组件能够对方形或圆形的铝型材从内部进行夹持，定位组件能够对端盖进行定位，夹持组件和定位组件为同轴线安装，使得铝型材和端盖能够定位准确，防止焊枪支杆对齐进行焊接时因定位不准确导致焊接失败或者虚焊等问题。

二、本发明的焊接组件与夹具采用一体式设计，且贴合滚轮与铝型材相接触的母线与焊枪支杆的焊接头处于同一条竖直线上，贴合滚轮能够在弹性柱的作用下紧紧贴合在旋转的铝型材的外表面，并带动焊枪沿铝型材与端盖的焊接处进行移动焊接，上述结构避免了采用人工或者机器人焊接的方式，不仅焊接精度较高，而且结构简单、自动化程度高、成本低廉。

三、本发明的焊枪支杆通过衬套铰接在联动块上，且锁定轴上的锁定凸起能够与联动块的铰接孔上的凹槽配合对衬套进行锁定，使得衬套能够进行角度调节，同时轨迹杆和轨迹杆和导轨板的配合能够使衬套进行角度调节时贴合滚轮与铝型材相接触的母线与焊枪支杆的焊接头处于同一条竖直线上，从而使得焊枪支杆与焊接点的角度能够调节到合适的位置，防止因不合适的激光角度容易使焊接出现气孔、热裂纹等瑕疵。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是夹持组件的结构示意图。

图3是定位组件的结构示意图。

图4是侧立板和焊接组件之间的结构示意图。

图5是联动块和焊枪支杆之间的结构示意图。

图6是焊枪支杆、衬套的结构示意图。

图中：1、底板；2、旋转电机；3、夹持组件；31、安装盒；32、放置盘；33、四头输出气缸；34、夹持机构；341、弧形支撑板；342、夹持滑块；343、腰形孔；344、连接螺柱；345、贯穿滑轨；346、滑块底板；4、定位组件；41、电动推杆；42、方形板；43、定位盘；44、真空吸盘；45、滑槽；46、滑动板；47、放置槽；48、定位板；49、四头气缸；5、侧立板；51、侧立勾板；6、焊接组件；61、弹性柱；62、滚轮板；621、限位勾板；63、贴合滚轮；64、连接板；65、联动块；651、导轨板；652、导轨凸起；66、贯穿孔；67、衬套；671、铰接轴；672、锁定轴；673、回位弹簧；674、锁定凸起；68、焊枪支杆；681、抵紧弹簧；682、轨迹杆。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

参阅图1，一种铝合金电池壳体的焊接设备，包括底板1，底板1上侧面上设置有旋转电机2，旋转电机2的上方设置有夹持组件3，底板1的左侧设置有侧立板5，侧立板5的右侧面设置有焊接组件6，夹持组件3上且位于其同轴心位置设置有定位组件4，本发明能够对采用方形或圆形铝型材的动力电池外壳壳体和端盖之间的密封进行焊接，并且对电池壳体和端盖的定位精确，焊接准确度可靠度较高，结构简单，成本低廉，具体的，夹持组件3能够从内部对方形或圆形铝型材电池外壳进行夹持定位，定位组件4能够对端盖进行定位并吸附移动至方形或圆形铝型材电池外壳的上侧面，旋转电机2能够带动夹持组件3、定位组件4进行旋转运动，从而带动已被定位的方形或圆形铝型材电池外壳、端盖进行同步的旋转运动，焊接组件6能够贴合方形或圆形铝型材电池外壳的外侧面移动，并对焊接处进行精准焊接。

参阅图1、图2，所述夹持组件3包括固定连接在旋转电机2输出端上方的安装盒31，安装盒31的下侧面设置有弧形支撑柱且通过滑动配合的方式设置在底板1上侧面预设的导轨内，安装盒31内设置有四头输出气缸33，安装盒31的上方设置有放置盘32，放置盘32的上侧面周向均匀设置有四个夹持机构34，夹持机构34包括弧形支撑板341、夹持滑块342，夹持滑块342的中部设置有腰形孔343，夹持滑块342数量为二，且分别设置在弧形支撑板341两端，连接螺柱344穿过腰形孔343并与弧形支撑板341连接，放置盘32上设置有与夹持滑块342一一对应的贯穿滑轨345，对应的两个夹持滑块342底部之间设置有滑块底板346，四头输出气缸33的伸缩端贯穿安装盒31的侧壁并与滑块底板346的侧面连接，夹持组件3能够从内部对方形或圆形铝型材电池外壳进行夹持、精确定位，使得其轴线与定位组件4轴线处于同一条直线上，防止定位误差导致焊接处没有对齐使得铝合金电池外壳出现焊接缺陷，具体的，当需要对方形铝型材进行夹持时，先将连接螺柱344松开，并将其移动到靠近放置盘32的一端，再将连接螺柱344紧固好，使得弧形支撑板341向靠近放置盘32的方向移动，防止其影响夹持滑块342对方形铝型材的僵持定位，而后四头输出气缸33的输出端伸长，使得夹持滑块342抵紧在方形铝型材的侧壁，从而对方形铝型材完成夹持定位动作；当需要对圆形铝型材进行夹持时，先将连接螺柱344松开，并将其移动到远离放置盘32的一端，再将连接螺柱344紧固好，使得弧形支撑板341向远离放置盘32的方向移动，再重复上述夹持、定位动作。

需要说明的是，弧形支撑板341远离放置盘32的侧面上设置有弹性垫，使得弧形支撑板341能够贴合不同规格的圆形铝型材内侧壁，增加夹持效果。

参阅图1、图3，所述定位组件4包括设置在放置盘32上部的电动推杆41，电动推杆41的伸缩端上设置有方形板42，方形板42的上方设置有四头气缸49，四头输出气缸33的上方设置有定位盘43，定位盘43的上侧面设置有真空吸盘44，定位盘43的周向均匀开设有滑槽45，滑槽45内通过滑动配合的方式设置有滑动板46，滑动板46远离放置盘32轴线的一端下侧面与四头气缸49的伸缩端连接，滑动板46远离放置盘32轴线的一端设置有放置槽47，放置槽47靠近放置盘32轴线的一端通过铰接的方式连接有定位板48，定位板48与放置槽47之间设置有扭簧，定位组件4能够对端盖进行夹持定位，使其与方形或圆形铝型材电池外壳一端的焊接处对齐，并吸附端盖对其进行持续的夹持、焊接，增加焊接的效果，具体的，当夹持组件3对方形或圆形铝型材外壳进行夹持定位后，电动推杆41伸缩端伸长，使得定位盘43移动出方形或圆形铝型材外壳内部，四头气缸49伸缩端伸长，而后人工将端盖放置在定位盘43上，四头气缸49伸缩端收缩，使得定位板48紧贴在端盖的侧面，从而对其进行定位，之后真空吸盘44对端盖进行吸附，四头气缸49伸缩端继续收缩，使得滑动板46完全移动至滑槽45内部，此时，定位板48在滑槽45的作用下，被抵压在放置槽47内，而后电动推杆41伸缩端收缩，使得端盖的下侧面贴合在方形或圆形铝型材外壳的上侧面。

参阅图1、图4、图5、图6，所述焊接组件6包括固定安装在侧立板5右侧面的弹性柱61，弹性柱61的伸缩端设置有滚轮板62，滚轮板62的右侧面设置有贴合滚轮63，滚轮板62上侧面上设置有连接板64，连接板64的上方连接有联动块65，联动块65的左右侧面上开设有贯穿孔66，贯穿孔66内通过铰接的方式设置有衬套67，衬套67内滑动设置有焊枪支杆68，滚轮板62的前侧通过铰接的方式设置有限位勾板621，侧立板5的右侧面上且与限位勾板621对应的位置固定设置有侧立勾板51，焊接组件6能够贴合方形或圆形铝型材电池外壳的外侧面，并对焊接处进行精准焊接，结构简单，能够自动化的对不同形状的铝型材进行焊接，且焊接可靠度高，具体的，初始时，限位勾板621与侧立勾板51相互勾在一起，使得弹性柱61处于收缩状态，防止影响夹持组件3的夹持动作，当夹持组件3对方形或圆形铝型材外壳进行夹持定位、定位组件4对端盖进行吸附定位后，人工旋转限位勾板621使得其脱离与侧立勾板51接触，从而使得弹性柱61伸缩端伸长，进而使得贴合滚轮63贴合在方形或圆形铝型材外壳的外表面，并带动焊枪支杆68的焊接头对准焊接处，并进行焊接，之后旋转电机2启动并带动已被定位的方形或圆形铝型材电池外壳、端盖进行同步的缓慢旋转运动，贴合滚轮63始终贴合在方形或圆形铝型材外壳的外表面，并带动焊枪支杆68的焊接头始终对准焊接处进行焊接，直至完成焊接。

参阅图4、图5、图6，所述焊枪支杆68的上侧面连接在抵紧弹簧681的一端，抵紧弹簧681的另一端连接在衬套67的侧面，焊枪支杆68的左端前侧面设置有轨迹杆682，轨迹杆682的前侧面为圆形凸起结构，联动块65的前侧设置有导轨板651，导轨板651的左侧面设置有导轨凸起652，轨迹杆682的前侧面抵紧在导轨凸起652表面，使得焊枪支杆68的焊接头始终与贴合滚轮63的右端母线处于一条竖直线上，上述结构能够调节焊枪支杆68的角度，进而调节焊接头与焊接处的角度，使得焊接头能够对不同厚度规格的方形或圆形铝型材电池外壳进行可靠的焊接，防止因不合适的激光角度容易使焊接出现气孔、热裂纹等瑕疵，具体的，衬套67铰接在联动块65内，当需要调节角度时，可人工旋转衬套67并带动焊枪支杆68进行旋转从而完成角度的调节，而在旋转时，轨迹杆682在导轨板651的导向作用下，使得焊枪支杆68的焊接头始终处于贴合滚轮63与方形或圆形铝型材外壳的外表面接触的母线上。

参阅图5、图6，所述衬套67右侧的铰接轴671为中空结构，铰接轴671内设置有锁定轴672，锁定轴672与铰接轴671之间设置有回位弹簧673，锁定轴672靠近焊枪支杆68的一端径向设置有锁定凸起674，联动块65与铰接轴671配合的铰接孔周向均匀设置有多个与锁定凸起674配合的凹槽，上述结构能够调节并锁定衬套67与联动块65之间的角度，使得焊接头能够对不同厚度规格的方形或圆形铝型材电池外壳进行可靠的焊接，增加焊接的可靠度，具体的，当需要调节角度时，人工向远离焊枪支杆68的方向拔出锁定轴672，使得锁定凸起674移动出联动块65的铰接孔内部，而旋转铰接轴671到合适的角度，再松开锁定轴672使得锁定凸起674移动至联动块65的铰接孔内部并与其周向的凹槽进行配合锁定。

本发明对方形或圆形铝型材电池外壳和端盖的焊接步骤如下：第一步，确定焊接的电池外壳的外形，当需要对方形铝型材进行夹持时，先将连接螺柱344松开，并将其移动到靠近放置盘32的一端，再将连接螺柱344紧固好，使得弧形支撑板341向靠近放置盘32的方向移动，防止其影响夹持滑块342对方形铝型材的僵持定位，而后四头输出气缸33的输出端伸长，使得夹持滑块342抵紧在方形铝型材的侧壁，从而对方形铝型材完成夹持定位动作；当需要对圆形铝型材进行夹持时，先将连接螺柱344松开，并将其移动到远离放置盘32的一端，再将连接螺柱344紧固好，使得弧形支撑板341向远离放置盘32的方向移动，再重复上述夹持、定位动作。

第二步，电动推杆41伸缩端伸长，使得定位盘43移动出方形或圆形铝型材外壳内部，四头气缸49伸缩端伸长，而后人工将端盖放置在定位盘43上，四头气缸49伸缩端收缩，使得定位板48紧贴在端盖的侧面，从而对其进行定位，之后真空吸盘44对封面进行吸附，四头气缸49伸缩端继续收缩，使得滑动板46完全移动至滑槽45内部，此时，定位板48在滑槽45的作用下，被抵压在放置槽47内，而后电动推杆41伸缩端收缩，使得端盖的下侧面贴合在方形或圆形铝型材外壳的上侧面。

第三步，人工旋转限位勾板621使得其脱离与侧立勾板51接触，从而使得弹性柱61伸缩端伸长，进而使得贴合滚轮63贴合在方形或圆形铝型材外壳的外表面，并带动焊枪支杆68的焊接头对准焊接处，并进行焊接，之后旋转电机2启动并带动已被定位的方形或圆形铝型材电池外壳、端盖进行同步的缓慢旋转运动，贴合滚轮63始终贴合在方形或圆形铝型材外壳的外表面，并带动焊枪支杆68的焊接头始终对准焊接处进行焊接，直至完成焊接，并人工将焊接后的电池外壳取下。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，仍涵盖在本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种铝合金电池壳体的焊接设备，包括底板(1)，底板(1)上侧面上设置有旋转电机(2)，旋转电机(2)的上方设置有夹持组件(3)，其特征在于，底板(1)的左侧设置有侧立板(5)，侧立板(5)的右侧面设置有焊接组件(6)，夹持组件(3)上且位于其同轴心位置设置有定位组件(4)；

所述焊接组件(6)包括固定安装在侧立板(5)右侧面的弹性柱(61)，弹性柱(61)的伸缩端设置有滚轮板(62)，滚轮板(62)的右侧面设置有贴合滚轮(63)，滚轮板(62)上侧面上设置有连接板(64)，连接板(64)的上方连接有联动块(65)，联动块(65)的左右侧面上开设有贯穿孔(66)，贯穿孔(66)内通过铰接的方式设置有衬套(67)，衬套(67)内滑动设置有焊枪支杆(68)；

所述夹持组件(3)包括固定连接在旋转电机(2)输出端上方的安装盒(31)，安装盒(31)内设置有四头输出气缸(33)，安装盒(31)的上方设置有放置盘(32)，放置盘(32)的上侧面周向均匀设置有四个夹持机构(34)，夹持机构(34)包括弧形支撑板(341)、夹持滑块(342)，夹持滑块(342)的中部设置有腰形孔(343)，夹持滑块(342)数量为二，且分别设置在弧形支撑板(341)两端，连接螺柱(344)穿过腰形孔(343)并与弧形支撑板(341)连接，放置盘(32)上设置有与夹持滑块(342)一一对应的贯穿滑轨(345)，对应的两个夹持滑块(342)底部之间设置有滑块底板(346)，四头输出气缸(33)的伸缩端贯穿安装盒(31)的侧壁并与滑块底板(346)的侧面连接；

所述定位组件(4)包括设置在放置盘(32)上部的电动推杆(41)，电动推杆(41)的伸缩端上设置有方形板(42)，方形板(42)的上方设置有四头气缸(49)，四头气缸(49)的上方设置有定位盘(43)，定位盘(43)的上侧面设置有真空吸盘(44)，定位盘(43)的周向均匀开设有滑槽(45)，滑槽(45)内通过滑动配合的方式设置有滑动板(46)，滑动板(46)远离放置盘(32)轴线的一端下侧面与四头气缸(49)的伸缩端连接；

所述衬套(67)右侧的铰接轴(671)为中空结构，铰接轴(671)内设置有锁定轴(672)，锁定轴(672)与铰接轴(671)之间设置有回位弹簧(673)，锁定轴(672)靠近焊枪支杆(68)的一端径向设置有锁定凸起(674)，联动块(65)与铰接轴(671)配合的铰接孔周向均匀设置有多个与锁定凸起(674)配合的凹槽；

所述焊枪支杆(68)的上侧面连接在抵紧弹簧(681)的一端，抵紧弹簧(681)的另一端连接在衬套(67)的侧面，焊枪支杆(68)的左端前侧面设置有轨迹杆(682)，轨迹杆(682)的前侧面为圆形凸起结构；

所述联动块(65)的前侧设置有导轨板(651)，导轨板(651)的左侧面设置有导轨凸起(652)，轨迹杆(682)的前侧面抵紧在导轨凸起(652)表面，使得焊枪支杆(68)的焊接头始终与贴合滚轮(63)的右端母线处于一条竖直线上。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金电池壳体的焊接设备，其特征在于，所述滑动板(46)远离放置盘(32)轴线的一端设置有放置槽(47)，放置槽(47)靠近放置盘(32)轴线的一端通过铰接的方式连接有定位板(48)，定位板(48)与放置槽(47)之间设置有扭簧。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金电池壳体的焊接设备，其特征在于，所述滚轮板(62)的前侧通过铰接的方式设置有限位勾板(621)，侧立板(5)的右侧面上且与限位勾板(621)对应的位置固定设置有侧立勾板(51)。