本發明涉及一種自動化焊接生產線，具體涉及一種電池極耳焊接設備。

背景技術：

目前，軟包電芯電池使用越來越廣泛。現有軟包電芯電池結構如圖1、圖2中所示，外側設置有左端板6-1和右端板6-5，內部設置有若干組電芯模塊，圖1、圖2中所示均是四組電芯模塊，電芯模塊之間是串聯結構?，F有技術中也有多于四組電芯模塊的電池，例如設置五組或六組。

圖1中，在電芯模塊內部設置有九塊并聯的軟包電芯6-3，圖2中，在電芯模塊內部設置有十塊并聯的軟包電芯6-3，電芯模塊內部還設置有包裝輔料。

軟包電芯6-3和包裝輔料的排列結構具體為：每一組電芯模塊的左側設置有云母片6-7(雙面貼膠)，云母片6-7兩側均疊加有EVA6-2，相鄰的軟包電芯6-3之間或者疊加雙面膠6-4，或者疊加EVA6-2，雙面膠6-4和EVA6-2是間隔設置的。

在組裝軟包電芯模組6的過程中，需要將軟包電芯6-3的極耳6-6焊接在匯流排上，由于軟包電芯6-3數量較多，采用人工焊接時作業效率低，而且焊接質量無法保證，例如有虛焊、漏焊，降低了電池質量，產品不合格率較高。

技術實現要素：

鑒于上述問題，本發明提供了一種電池極耳焊接設備，將焊頭設置在三軸移動平臺上，再利用傳感器感應電池模組中的電芯極耳位置，然后引導焊頭移位進行焊接，從而實現電芯極耳與匯流排的自動焊接，提高了電池組裝作業效率和電池組裝質量。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明提供了一種電池極耳焊接設備，包括輸送輥道，待焊接極耳的電池模組在所述輸送輥道上輸送，所述輸送輥道上設置有限位裝置對待焊接極耳的電池模組進行臨時限位，所述輸送輥道旁邊設置有焊頭，所述焊頭至少可三軸移位，所述輸送輥道旁邊還設置有傳感器，所述傳感器感應被限位的電池模組中的電芯極耳位置，然后引導所述焊頭移位對準極耳進行焊接，將所述電芯極耳焊接在匯流排上。

進一步，所述焊頭安裝在三軸移動平臺上，包括X軸、Y軸、Z軸驅動模組；所述傳感器設置兩組分別對應所述電芯極耳的正負極，分為外側傳感器和內側傳感器，均設置在三軸移動平臺上，包括X軸、Y軸、Z軸驅動模組。

進一步，所述焊頭和驅動它的三軸移動平臺構成上模組，所述外側傳感器和驅動它的三軸移動平臺構成中模組，所述內側傳感器和驅動它的三軸移動平臺構成下模組，所述上模組、中模組和下模組中的三組X軸驅動模組由上至下重疊并且平行設置。

進一步，所述焊頭安裝在上模組中的Z軸驅動模組上，所述焊頭旁邊還安裝有相機，所述相機拍攝焊接結果以供檢測焊接質量。

進一步，所述上模組中的Z軸驅動模組上設置有角度調整裝置，所述焊頭安裝在所述角度調整裝置上，所述角度調整裝置可圍繞Y軸方向旋轉調整所述焊頭的朝向。

進一步，所述角度調整裝置包括固定支架，通過所述固定支架安裝在所述上模組中的Z軸驅動模組上，所述固定支架上安裝有轉軸，所述轉軸的外端安裝有焊頭安裝板，所述焊頭安裝在所述焊頭安裝板上，可圍繞所述轉軸轉動，所述固定支架和所述焊頭安裝板之間連接有調整限位裝置。

進一步，所述調整限位裝置包括下限位塊和上限位塊，所述下限位塊固定在所述固定支架上，所述上限位塊固定在所述焊頭安裝板上，所述下限位塊和上限位塊之間連接有螺栓，所述螺栓上端安裝有螺母，所述螺母上固定有限位柱，所述上限位塊上帶有限位孔，所述限位柱插裝在所述限位孔中，旋轉所述焊頭安裝板時所述螺母帶動所述螺栓上下移位；所述下限位塊上設置有夾緊塊，所述夾緊塊對所述螺栓的下端夾持固定，旋轉所述焊頭安裝板時松開所述夾緊塊，停止旋轉時擰緊所述夾緊塊。

進一步，所述中模組和下模組中的Y軸驅動模組上固定有懸臂，所述懸臂外端設置有豎直的支架，所述傳感器安裝在所述支架頂端，所述懸臂外端正對所述傳感器安裝有傳感器保護套，所述傳感器保護套中設置有上寬下窄的通孔，所述傳感器保護套減少焊接時的污染對所述傳感器的影響。

進一步，兩組所述傳感器位于同一高度，并且沿著Y軸方向位于同一直線上。

進一步，所述焊頭采用激光焊頭，所述傳感器采用光電傳感器；所述輸送輥道中設置有定位塊，對待焊接極耳的電池模組進行限位，所述定位塊由氣缸驅動進行升降。

采用上述結構設置的電池極耳焊接設備具有以下優點：

本發明中將焊頭設置在三軸移動平臺上，焊頭自動移位進行焊接，從而實現電芯極耳與匯流排的自動焊接，提高了電池組裝作業效率。

傳感器感應電池模組中的電芯極耳位置，然后引導焊頭移位對準極耳進行焊接，焊頭的焊接位置準確，不會出現虛焊、漏焊現象，實現有效焊接，提高了電池組裝質量，產品合格率較高。

本發明中，焊頭和傳感器均設置在三軸移動平臺上，通過將三軸移動平臺疊加設計，能夠節省設備空間，盡量減小設備體積。

由于焊接會產生污染，可能產生強光、煙氣、飛濺物等，這些污染會影響到傳感器的檢測，在本發明中，針對傳感器設置了保護套，保護套設置在傳感器下方，可以減弱焊接時的污染對傳感器的影響。

附圖說明

圖1是軟包電芯模組分解圖，圖中為九并四串模組；

圖2是軟包電芯模組分解圖，圖中為十并四串模組；

圖3是本發明電池極耳焊接設備的立體圖；

圖4是本發明電池極耳焊接設備所設置上模組的立體圖；

圖5是本發明電池極耳焊接設備所設置中模組的立體圖；

圖6是本發明電池極耳焊接設備所設置下模組的立體圖；

圖7是圖3的局部放大視圖；

圖8是本發明電池極耳焊接設備所設置上模組的立體圖(焊頭后側)；

圖9是本發明電池極耳焊接設備所設置焊頭角度調整裝置的立體圖(后側局部)；

圖10是本發明電池極耳焊接設備所設置焊頭角度調整裝置的立體圖(前側)。

圖中：1.上模組；1-1.X軸驅動模組；1-2.焊頭；1-3.Y軸驅動模組；1-4.Z軸驅動模組；1-5.相機；1-6.角度調整裝置；1-6-1.固定支架；1-6-2.焊頭安裝板；1-6-3.轉軸；1-6-4.螺栓；1-6-5.下限位塊；1-6-6.夾緊塊；1-6-7.螺母；1-6-8.上限位塊；1-6-9.刻度板；1-7.安裝座；

2.中模組；2-1.X軸驅動模組；2-2.Z軸驅動模組；2-3.懸臂；2-4.支架；2-5.外側傳感器；2-6.光纜；2-7.傳感器保護套；2-8.安裝座；

3.下模組；3-1.X軸驅動模組；3-2.Z軸驅動模組；3-3.懸臂；3-4.支架；3-5.內側傳感器；3-6.光纜；3-7.傳感器保護套；3-8.安裝座；

4.輸送輥道；4-1.升降氣缸；4-2.定位塊；

5.底板；

6.軟包電芯模組；6-1.左端板；6-2.EVA；6-3.軟包電芯；6-4.雙面膠；6-5.右端板；6-6.極耳；6-7.云母片。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

實施例1

如圖3、圖4、圖5、圖6所示為本發明的實施例之一，在該實施例中，一種電池極耳焊接設備，包括輸送輥道4，待焊接極耳的電池模組在輸送輥道4上輸送，輸送輥道4上設置有限位裝置對待焊接極耳的電池模組進行臨時限位，輸送輥道4旁邊設置有焊頭1-2，焊頭1-2至少可三軸移位，輸送輥道4旁邊還設置有傳感器，傳感器感應被限位的電池模組中的電芯極耳位置，然后引導焊頭1-2移位對準極耳進行焊接，將電芯極耳焊接在匯流排上(未圖示，可參考現有技術中的極耳與匯流排的焊接結構)。

焊頭1-2采用激光焊頭，上述傳感器采用光電傳感器。傳感器將電芯極耳位置信息發送至系統控制單元，由系統控制單元再控制焊頭1-2的移動。

如圖1、圖2所示，由于電池模組中的軟包電芯6-3數量比較多，而且軟包電芯6-3之間有間隔，所以極耳6-6之間也有間隔，必須設置傳感器尋找極耳6-6的位置，才能實施焊接。

如圖3、圖4所示，焊頭1-2安裝在三軸移動平臺上，包括X軸驅動模組1-1、Y軸驅動模組1-3、Z軸驅動模組1-4。這些驅動模組均采用電缸，直線驅動，可以停留在行程任意位置。

如圖3、圖7所示，傳感器設置兩組分別對應電芯極耳的正負極(在輸送輥道4上，電池模組被輸送時電芯極耳的正負極位于內外兩側)，分為外側傳感器2-5和內側傳感器3-5，均設置在三軸移動平臺上，包括X軸、Y軸、Z軸驅動模組。其中，X軸驅動模組2-1、3-1，Z軸驅動模組2-2、3-2均采用電缸，直線驅動，可以停留在行程任意位置。

如圖3所示，焊頭1-2和驅動它的三軸移動平臺構成上模組1，外側傳感器2-5和驅動它的三軸移動平臺構成中模組2，內側傳感器3-5和驅動它的三軸移動平臺構成下模組3。

上模組1、中模組2和下模組3中的三組X軸驅動模組1-1、2-1、3-1由上至下重疊并且平行設置，這樣設計能夠節省設備空間，盡量減小設備體積。X軸驅動模組1-1、2-1、3-1上可以設置防塵的風琴罩。

如圖4所示，焊頭1-2具體安裝在上模組1中的Z軸驅動模組1-4上，焊頭1-2旁邊還安裝有相機1-5，相機1-5拍攝焊接結果以供檢測焊接質量。相機1-5可以拍攝照片或者視頻供質檢人員查看，從而檢查焊頭1-2是否有效焊接，再對焊頭1-2的位置、角度做相應調整，直至達到最佳焊接質量。

如圖4、圖8所示，上模組1中的Z軸驅動模組1-4上設置有角度調整裝置1-6，焊頭1-2安裝在角度調整裝置1-6上，角度調整裝置1-6可圍繞Y方向軸旋轉調整焊頭1-2的朝向，例如讓焊頭1-2的朝向由豎直變為傾斜。角度調整裝置1-6進一步提高了焊頭1-2對準極耳的準確度，保證了有效焊接。

如圖8、圖9、圖10所示，角度調整裝置1-6包括固定支架1-6-1，通過固定支架1-6-1安裝在上模組中的Z軸驅動模組1-4上(固定支架1-6-1一側設置有凸出的固定塊，固定塊上設置有安裝孔，通過螺栓安裝固定在安裝座1-7上)，固定支架1-6-1上安裝有轉軸1-6-3，轉軸1-6-3的外端安裝有焊頭安裝板1-6-2，焊頭1-2安裝在焊頭安裝板1-6-2上，可圍繞轉軸1-6-3轉動，固定支架1-6-1和焊頭安裝板1-6-2之間連接有調整限位裝置。

在本實施例中，調整限位裝置可以采用這樣的結構設計：包括下限位塊1-6-5和上限位塊1-6-8，下限位塊1-6-5固定在固定支架1-6-1上，上限位塊1-6-8固定在焊頭安裝板1-6-2上，下限位塊1-6-5和上限位塊1-6-8之間連接有螺栓1-6-4，螺栓1-6-4上端安裝有螺母1-6-7，螺母1-6-7上固定有限位柱，上限位塊1-6-8上帶有限位孔，限位柱插裝在限位孔中，旋轉焊頭安裝板1-6-2時螺母1-6-7帶動螺栓1-6-4上下移位。旋轉焊頭安裝板1-6-2時，螺栓1-6-4的朝向始終不變。

下限位塊1-6-5與焊頭安裝板1-6-2之間有間隙，上限位塊1-6-8和固定支架1-6-1之間有間隙，不影響焊頭安裝板1-6-2相對于固定支架1-6-1轉動。

上限位塊1-6-8中的限位孔需要設計成長孔，這樣可以相對于螺母1-6-7上的限位柱進行滑動。

下限位塊1-6-5上設置有夾緊塊1-6-6，夾緊塊1-6-6對螺栓1-6-4的下端夾持固定，旋轉焊頭安裝板1-6-2時松開夾緊塊1-6-6，停止旋轉時擰緊夾緊塊1-6-6。螺栓1-6-4的下端需要設計成表面帶有防滑凸紋的結構，這樣在夾緊塊1-6-6對螺栓1-6-4的下端夾持固定時可以有效防止松動。

為了便于觀察調整角度，如圖10所示，可以在固定支架1-6-1上設置刻度板1-6-9，在焊頭安裝板1-6-2上設置指針，在焊頭安裝板1-6-2相對于固定支架1-6-1轉動時指針在刻度板1-6-9上會指示不同的刻度。

如圖5所示，中模組2中的Y軸驅動模組(圖5中未標記，可以采用一個小氣缸或氣動滑臺，安裝在Z軸驅動模組2-2上端)上固定有懸臂2-3，懸臂2-3外端設置有豎直的支架2-4，外側傳感器2-5安裝在支架2-4頂端，懸臂2-3外端正對外側傳感器2-5安裝有傳感器保護套2-7，傳感器保護套2-7可以減弱焊接時的污染對傳感器的影響，例如有可能產生的強光、煙氣、飛濺物。

傳感器保護套2-7中設置有通孔，上寬下窄，外側傳感器2-5的感應光路從傳感器保護套2-7的通孔穿過，感應下方的極耳。傳感器保護套2-7通過螺栓安裝在懸臂2-3外端下表面，懸臂2-3外端最好也設置一個透孔對應傳感器保護套2-7的通孔。

如圖6所示，下模組3中的Y軸驅動模組(圖6中未標記，可以采用一個小氣缸或氣動滑臺，安裝在Z軸驅動模組3-2上端)上固定有懸臂3-3，懸臂3-3外端設置有豎直的支架3-4，內側傳感器3-5安裝在支架3-4頂端，懸臂3-3外端正對內側傳感器3-5安裝有傳感器保護套3-7，傳感器保護套7-7可以減少焊接時的污染對傳感器的影響。

傳感器保護套3-7中設置有通孔，上寬下窄，內側傳感器3-5的感應光路從傳感器保護套3-7的通孔穿過，感應下方的極耳。傳感器保護套3-7通過螺栓安裝在懸臂3-3外端下表面，懸臂3-3外端最好也設置一個透孔對應傳感器保護套3-7的通孔。

在中模組2和下模組3中，外側傳感器2-5和內側傳感器3-5位于同一高度，并且沿著Y軸方向位于同一直線上。所不同的是，懸臂2-3外端多了一個L形拐角，懸臂3-3外端還是直條，懸臂2-3半包圍懸臂3-3，這樣就可以實現外側傳感器2-5和內側傳感器3-5位于同一直線上了。

如圖1所示，輸送輥道4中設置有兩個定位塊4-2，對待焊接極耳的電池模組進行限位，定位塊4-2由氣缸4-1驅動進行升降。當有電池模組到達定位塊4-2位置時，定位塊4-2升起(從輥道間隙中)阻擋電池模組移動，這時候焊頭1-2開始對極耳和匯流排進行焊接，待焊接完成之后定位塊4-2下降對電池模組放行。其中，定位塊的數量并不限于兩個，可以根據實際需要做相應調整。電池模組底部設置有對應的定位槽，可以跟定位塊4-2配合，定位塊4-2升起對電池模組進行限位，定位塊4-2下降輸送輥道4對電池模組放行。

實施例2

在本實施例中，與實施例1所不同的是，焊頭1-2可以設計為能夠圍繞Y軸自動旋轉的結構，例如由步進電機驅動旋轉，自動調整朝向。這樣設計可以進一步提高設備的自動化和智能化。

其他結構與實施例1中相同，在此不再重復描述。

實施例3

在本實施例中，與實施例1所不同的是，角度調整裝置中的調整限位裝置采用更簡單的形式，例如可以在固定支架1-6-1上設置兩個螺紋孔，螺紋孔中裝入螺栓(頂絲)，螺栓外端頂住焊頭安裝板1-6-2。旋轉調節焊頭安裝板1-6-2時松開螺栓，調節到位之后擰緊螺栓，即可實現調整限位。

其他結構與實施例1中相同，在此不再重復描述。

以上僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護范圍內。