本發明涉及新能源電池制造領域,特別涉及一種電芯模組焊接設備。
背景技術:
在新能源電池包制作過程中,最重要的一道工序是鎳片與圓形電池正負極的焊接,此工序目前最普遍的焊接方式是電阻焊。
在電池極片與鎳片的電阻焊過程中,普遍采用人工放料的方式,人工把產品放到設備上,將產品夾緊固定,然后進行焊接,焊接完成后,人工把產品取出。且在電阻焊接的過程中,有幾個對焊接質量至關重要的因素:焊接放電電壓、焊接壓力和焊接頭的焊針,現有的焊接過程中基本上都沒有進行檢測和管控。
現有的電池極片焊接過程中都采用輸入焊點的坐標進行焊接,由于電芯模組上的焊點很多,如果按坐標輸入,編程比較復雜,而且容易出錯。
現有的電阻焊的焊機的焊接電壓、焊接電流,沒有反饋監控。且焊接頭的普遍采用壓縮彈簧,彈簧的壓縮量和彈失效沒有管控;焊接的壓力不穩定。漏焊、錯焊無監控,或者只能線下人工檢驗;軟件編程繁瑣,效率低下。
另在新能源電池包圓型電芯模組電阻焊過程中影響電阻焊焊接質量的關鍵因素就是焊針的表面質量,包括焊接的磨損和清潔。電阻焊的焊接過程中,兩種被焊物體之間會瞬間產生高溫熔化,熔化的物質會粘在焊針上,特別是在大批量連續焊接的情況下,焊針表面會慢慢被熔融狀態的焊接物質所覆蓋,同時也會粘上臟污。焊接頭焊接磨損,贓物或者粘有異物,導致焊接不良,甚至虛焊。
技術實現要素:
基于此,有必要提供一種方便定位焊接的電芯模組焊接設備。
一種電芯模組焊接設備,包括:機架、設置在機架上以輸送待加工件的輸送機構、對待加工件進行焊接的焊接機構、視覺定位檢測機構及控制系統,所述輸送機構包括:輸送待加工件進行進料的進料機構、接收所述進料機構輸送的待加工件并定位待加工件以供所述焊接機構進行定位焊接加工的電芯模組定位機構,所述視覺定位檢測機構定位找出待加工件上的第一個焊點,并以第一個焊點為基準點確定其他焊點的相對坐標,所述控制系統控制所述焊接機構根據相對坐標進行焊接。
在優選的實施例中,所述視覺定位檢測機構定位拍照待加工件上的第一個焊點,根據第一個焊點的外圓計算圓心,第一焊點的圓心坐標為第一個焊點中心作為基準點坐標,并根據基準點坐標計算其他焊點的相對坐標。
在優選的實施例中,所述控制系統根據輸入的電芯模組焊點圖讀取焊點相對基準點的相對坐標,并記錄焊點的坐標位置及數量,控制所述焊接結構根據記錄的焊點的相對坐標進行焊接;所述控制系統控制所述視覺定位檢測機構對焊接后的焊點進行拍照檢測并與合格樣品圖片進行比對判斷,判斷焊接是否合格。
在優選的實施例中,所述焊接機構包括:由氣體壓力調節其焊接壓力的氣缸焊接頭、及設置在所述氣缸焊接頭上的焊針;所述控制系統控制實時檢測焊接壓力并根據檢測到的氣壓值控制所述對該氣缸焊接頭進行充氣或泄氣;所述控制系統控制檢測焊接電壓或電流并判斷焊接電壓或電流是否超過設定值或范圍。
在優選的實施例中,所述電芯模組定位機構包括:定位安裝機座、設置在所述定位安裝機座上的并列設置的定位導軌、設置在所述定位導軌內側并支撐待加工件的支撐軌道、及將待加工件從進料機構輸送到設定位置并將焊接好的工件輸送出的拉模機構、及限位待加工件并定位待加工件的加工位的擋位機構。
在優選的實施例中,所述定位導軌包括:相對設置在所述定位安裝機座兩側的兩定位擋板;所述支撐軌道包括:連續并列設置并軸向安裝在所述定位擋板上的軸承,所述支撐軌道設置有兩排、相對設置在并列設置的兩定位擋板內側;所述兩支撐軌道之間隔開設置形成中空結構;所述拉模機構包括:推動或拉動待加工件沿所述支撐軌道運動的拉模片、驅動所述拉膜片上下運動的第一升降氣缸、及驅動所述拉模片沿所述支撐軌道運動的第一推動氣缸;所述檔位機構包括:止擋并定位待加工件于焊接位置的止擋片、及驅動所述止擋片上下運動的止擋氣缸,所述止擋片上設置有感應待加工件到位的定位傳感器;所述電芯模組焊接設備還包括:設置在所述電芯模組定位機構的上部并驅動以固定待加工件的固定機構。
在優選的實施例中,所述固定機構包括:夾持固定待加工件的固定片、及驅動所述固定片上下運動的固定驅動氣缸;所述固定片包括:與所述固定驅動氣缸連接的固定本體部、及設置在所述固定本體部兩側以夾持待加工件的夾持部。
在優選的實施例中,所述進料機構包括:進料安裝機座、設置在所述進料安裝機座兩側并限位導向待加工件的進料導軌、設置在所述進料導軌內側的進料輸送帶、感應待加工件進料位置的進料位置感應器、驅動進料輸送帶傳輸的進料驅動動力;所述進料輸送帶設置為兩條,相對設置于兩進料導軌內側,所述進料輸送帶為鏈輪鏈條輸送帶,兩進料輸送帶隔開設置。
在優選的實施例中,所述輸送機構還包括:設置于所述電芯模組定位機構另一端的出料機構,所述進料機構、電芯模組定位機構、出料機構依次設置;所述出料機構包括:出料安裝機座、設置在所述出料安裝機座兩側并限位導向待加工件的出料導軌、設置在所述出料導軌內側的出料輸送帶、驅動所述出料輸送帶進行輸送的出料驅動動力,所述出料輸送帶為鏈輪鏈條輸送帶;所述控制系統控制進料驅動動力動作驅動所述進料輸送帶輸送待加工件,當進料位置感應器感應到待加工件進料到位后,控制第一升降氣缸驅動拉模片上升,上升到位后,控制第一推動氣缸驅動拉模片推動或拉動待加工件,待加工件到達之前控制系統控制止擋氣缸驅動止擋片上升,拉膜片推動或拉動待加工件直至止擋片進行定位,定位傳感器感應待加工件到位,驅動固定機構固定待加工件,控制焊接機構進行焊接,焊接完成,控制止擋氣缸驅動止擋片下降,第一推動氣缸驅動拉模片推動或拉動工件至出料機構,出料機構將焊接后的加工件傳輸出去。
在優選的實施例中,所述焊接機構于所述電芯模組定位機構兩側設置有兩組,所述焊接機構還包括:帶動所述氣缸焊接頭進行焊接的六軸機器人,待加工件為兩側設置有待焊接電池極片的電芯模組,所述電芯模組焊接設備還包括:與所述焊接機構相應設置的磨針機構,所磨針機構包括:安裝板、設置在安裝板一側的磨針動力、及相對設置在所述安裝板另一側的研磨機構、及與所述研磨機構相應設置的吸塵器,所述研磨機構包括:由研磨動力驅動的轉軸、安裝在所述轉軸上的砂輪、安裝在所述轉軸上并置于所述砂輪上部的拋光輪;所述拋光輪與砂輪同軸設置,且所述拋光輪直徑大于所述砂輪直徑。
上述的電芯模組焊接設備,通過視覺定位檢測機構定位找出待加工件上的第一個焊點,并以第一個焊點為基準點確定其他焊點的相對坐標,控制系統控制焊接機構根據相對坐標進行焊接,方便確定其他焊點的坐標,方便進行定位焊接,同時方便讀取圖紙的焊點位置確定焊點坐標以方便進行定位焊接,且設置進料機構方便進行自動進料,并通過電芯模組定位機構自動定位電芯模組,減少人工操作對電芯模組的損傷或損壞,同時提供定位精度及加工效率,焊接全程無人工介入,在提高焊接質量的同時,提高了產品的生產效率。
附圖說明
圖1為本發明一實施例的電芯模組焊接設備的示意圖;
圖2為本發明一實施例的電芯模組焊接設備的另一視角的結構示意圖;
圖3為本發明一實施例的電芯模組焊接設備的部分結構示意圖;
圖4為本發明一實施例的電芯模組焊接設備的另一視角的部分結構示意圖;
圖5為本發明一實施例的進料機構傳輸電芯模組的部分結構示意圖;
圖6為本發明一實施例的電芯模組定位機構傳輸電芯模組的部分結構示意圖;
圖7為本發明一實施例的電芯模組定位機構傳輸電芯模組的另一視角部分結構示意圖;
圖8為本發明一實施例的電芯模組定位機構傳輸電芯模組的又一視角部分結構示意圖;
圖9為本發明一實施例的出料機構傳輸電芯模組的部分結構示意圖;
圖10為本發明一實施例的出料機構傳輸電芯模組的另一視角的部分結構示意圖;
圖11為本發明一實施例的磨針機構與焊針配合的部分結構示意圖;
圖12為本發明一實施例的磨針機構的部分結構示意圖;
圖13為本發明一實施例的研磨機構的部分結構示意圖;
圖14為本發明一實施例的電芯焊點圖紙的示意圖。
具體實施方式
如圖1至圖4所示,本發明一實施例的電芯模組焊接設備100,包括:機架102、設置在機架102上以輸送待加工件的輸送機構20、對待加工件進行焊接的焊接機構40、視覺定位檢測機構60及控制系統90。輸送機構20包括:輸送待加工件進行進料的進料機構22、接收進料機構22輸送的待加工件并定位待加工件以供焊接機構40進行定位焊接加工的電芯模組定位機構24。
視覺定位檢測機構60定位找出待加工件上的第一個焊點,并以第一個焊點為基準點找出其他焊點的相對坐標。控制系統90控制焊接機構40根據相對坐標進行焊接。
本實施例的待加工件為電芯模組99。優選的為圓形電芯的圓形電芯模組。電芯模組的兩側為待焊接電池極片。電池極片與鎳片經初步定位焊后再經本發明的電芯模組焊接設備進行焊接。
由于電芯模組對焊接質量要求較高,為保證良好的焊接環境,減少外界環境污染,本實施例的電芯模組焊接設備100還設置有外殼104。電芯模組定位機構24、焊接機構40、視覺定位檢測機構60罩設在外殼104內。
進一步,本實施例的視覺定位檢測機構60定位拍照待加工件上的第一個焊點,根據第一個焊點的外圓計算圓心,第一焊點的圓心坐標為第一個焊點中心作為基準點坐標,并根據基準點坐標計算其他焊點的相對坐標。
進一步,控制系統90根據輸入的電芯模組焊點圖(如cad圖)讀取焊點相對基準點的相對坐標,并記錄焊點的坐標位置及數量,控制焊接結構根據記錄的焊點的相對坐標進行焊接。
進一步,控制系統90控制視覺定位檢測機構60對焊接后的焊點進行拍照檢測、并與合格樣品圖片進行比對判斷,判斷焊接是否合格。
進一步,本實施例的焊接機構40包括:由氣體壓力調節其焊接壓力的氣缸焊接頭42、及設置在氣缸焊接頭42上的焊針44。控制系統90控制實時檢測氣缸焊接頭42的焊接壓力,并根據檢測到的氣壓值控制對該氣缸焊接頭42進行充氣或泄氣。
控制系統90控制檢測焊接電壓或電流,并判斷焊接電壓或電流是否超過設定值或范圍,若判斷超出設定范圍則判斷焊接不合格,從而控制調整焊接電壓或電流。
如圖6至8所示,進一步,本實施例的電芯模組定位機構24包括:定位安裝機座242、設置在定位安裝機座242上的并列設置的定位導軌244、設置在定位導軌244內側并支撐待加工件的支撐軌道246、將待焊接的電芯模組99從進料機構22輸送到設定位置并將焊接好的電芯模組99輸送出的拉模機構248、及限位待加工件并定位待加工件的加工位的擋位機構249。
進一步,本實施例的定位導軌244包括:相對設置在定位安裝機座兩側的兩定位擋板2442。
進一步,本實施例的支撐軌道246包括:連續并列設置并軸向安裝在定位擋板2442上的軸承2462。本實施例中,優選的為深溝球軸承。電芯模組99在輸送過程中與軸承2462滾動摩擦,減少摩擦力,避免損傷模組99。
本實施例的支撐軌道246設置有兩排、相對設置在并列設置的兩定位擋板2442內側。兩支撐軌道246之間隔開設置形成中空結構。
進一步,本實施例的拉模機構248包括:推動或拉動待加工件沿支撐軌道運動的拉模片2482、驅動拉膜片2482上下運動的第一升降氣缸2484、及驅動拉模片2482沿支撐軌道246方向運動的第一推動氣缸2486。拉膜片2482設置在第一升降氣缸2484上,第一升降氣缸2484設置在第一推動氣缸2486上。第一推動氣缸2486動作時,帶動第一升降氣缸2484帶動拉膜片2482一起支撐軌道246方向運動以推動電芯模組99,拉膜片2482穿過兩支撐軌道246之間形成中空結構以與電芯模組99接觸。
進一步,本實施例的擋位機構249包括:止擋并定位待加工件于焊接位置的止擋片2492、及驅動止擋片2492上下運動的止擋氣缸。止擋片2492上設置有感應待加工件到位的定位傳感器。
進一步,本實施例的電芯模組定位機構24還包括:設置在定位安裝機座242上并相對設置的一對支撐板243、活動安裝支撐板243并使兩相對設置的支撐板243沿相互靠近或遠離方向滑動的滑軌247、及推動支撐板243沿滑軌247滑動的側位定位動力245。支撐板243相對設置有一對,與定位導軌244相應設置,并安裝固定定位導軌244。為了方便定位,本實施例只有一側支撐板243下設置有滑軌247,側位定位動力245驅動支撐板243沿滑軌247移動,靠近或遠離另一側支撐板。定位導軌244設置在支撐板243上端,通過驅動支撐板243移動,從而驅動定位導軌244夾緊定位電芯模組99的兩側。本實施例優選的,側位定位動力245為氣缸。
進一步,本實施例的電芯模組焊接設備100還包括:設置在電芯模組定位機構24的上部并驅動以固定待加工件的固定機構80。
進一步,本實施例的固定機構80包括:固定安裝支架86、夾持固定待加工件的固定片82、及驅動固定片82上下運動的固定驅動氣缸84。
為了適應不同大小的工件,本實施例的固定機構80還包括:設置在固定安裝支架上并調節固定驅動氣缸84上下位置的調節螺桿88。
本實施例的固定驅動氣缸84對稱設置有兩個,固定片82與固定驅動氣缸84對應設置有兩個,分別由不同的固定驅動氣缸84進行驅動。
進一步,本實施例的固定片82包括:與固定驅動氣缸84連接的固定本體部822、及設置在固定本體部822兩側以夾持待加工件的夾持部824。
如圖5所示,進一步,本實施例的進料機構22包括:進料安裝機座220、設置在進料安裝機座220兩側并限位導向待加工件的進料導軌222、設置在進料導軌222內側的進料輸送帶224、感應待加工件進料位置的進料位置感應器226、驅動進料輸送帶傳輸的進料驅動動力。
進一步,本實施例的進料輸送帶224設置為兩條,相對設置于兩進料導軌222內側。優選的進料輸送帶224為鏈輪鏈條輸送帶,兩進料輸送帶224隔開設置。
如圖9至圖10所示,進一步,本實施例的輸送機構20還包括:設置于電芯模組定位機構24另一端的出料機構26。進料機構22、電芯模組定位機構24、出料機構26依次設置。出料機構26包括:出料安裝機座260、設置在出料安裝機座260兩側并限位導向待加工件的出料導軌262、設置在出料導軌262內側的出料輸送帶264、驅動出料輸送帶264進行輸送的出料驅動動力。本實施例,優選的,出料輸送帶264為鏈輪鏈條輸送帶。優選的,本實施例的出料機構26還設置有感應電芯模組99的出料輸送位置的出料感應器265。
進一步,本實施例的控制系統90控制進料驅動動力動作驅動進料輸送帶224輸送待加工件,當進料位置感應器226感應到待加工件進料到位后,控制第一升降氣缸2484帶動拉膜片2482上升,上升到位后,控制第一推動氣缸2486驅動拉模片2482推動或拉動待加工件;待加工件到達止擋位之前,控制系統90控制止擋氣缸驅動止擋片2492上升,拉膜片2482推動或拉動待加工件直至止擋片2492進行定位,定位傳感器感應待加工件到位后,控制系統控制驅動固定機構80固定待加工件,固定驅動氣缸84驅動固定片82下降,夾持住待加工件兩側以固定定位,控制焊接機構40進行焊接,焊接完成,控制止擋氣缸驅動止擋片2492下降,第一推動氣缸2486驅動拉模片2482推動或拉動待加工件至出料機構26,出料機構26將焊接后的加工件傳輸出去。
進一步,本實施例的焊接機構40于電芯模組定位機構24兩側設置有兩組。焊接機構40還包括:帶動氣缸焊接頭42進行焊接的六軸機器人45。優選的,本實施例的視覺定位檢測機構60也安裝在六軸機器人45上,由六軸機器人45帶動進行定位、檢測。
本實施例,優選的,待加工件適用于為兩側設置有待焊接電池極片的電芯模組。
如圖11至圖13所示,進一步,本實施例的電芯模組焊接設備100還包括:與焊接機構40相應設置的磨針機構50。磨針機構50包括:安裝板52、設置在安裝板52一側的磨針動力58、及相對設置在安裝板另一側的研磨機構54、及與研磨機構54相應設置的吸塵器56。研磨機構54包括:由研磨動力驅動的轉軸542、安裝在轉軸542上的砂輪544、安裝在轉軸542上并置于砂輪544上部的拋光輪546。
本實施例的研磨動力58優選為伺服電機。拋光輪546與砂輪544同軸設置,拋光輪546直徑大于砂輪544直徑。砂輪544的中心部具有對焊針44進行倒角的焊針倒角部,氣缸焊接頭42將焊針44固定在研磨機構54的上部。砂輪544中間位置設置有焊針倒角部5442。
磨針動力58通過連接柱51固定在安裝板52上,磨針動力58通過聯軸器53與轉軸542連接。
砂輪544、拋光輪546分別與轉軸542可拆卸連接以便于更換,根據使用頻率,砂輪一般一個月更換一次,拋光輪一般半個月更換一次。
進一步,本實施例的砂輪544為細砂輪,優選為金剛石砂輪或硬質合金砂輪。拋光輪546為海綿拋光輪。
安裝板52中心具有通孔,轉軸542穿過通孔與聯軸器53連接。吸塵器56位于安裝板52上部靠近拋光輪546處。
研磨動力58優選為伺服電機,可調節砂輪544、拋光輪546的轉速,砂輪544,可以磨平面,也可以通過設置在砂輪544中心的焊針倒角部磨倒角,拋光輪546拋光焊針44端面。吸塵器56把焊針44打磨產生的粉塵吸走。控制系統控制研磨動力58的轉速以及研磨的時間。
當焊針44需要研磨時,按順序依次磨平面、磨倒角和拋光平面,研磨動力58轉動,氣缸焊接頭42帶著焊針44先落在磨平面的砂輪544上,磨完平面,再把焊針44移動到砂輪中心,磨倒角,磨完倒角后再把焊針44移到拋光輪546上,進行拋光平面。根據焊針44的材料不同,可設定不同的電機轉速以及研磨時間,根據一般經驗,電機轉速選擇1500轉/分,研磨時間1-3秒,磨倒角1-3秒,拋光平面也是1-3秒。
控制系統90控制磨針機構的優選工作過程如下:
a、伺服電機啟動,帶動砂輪544、拋光輪546高速旋轉,同時啟動吸塵器56;
b、磨平面:六軸機器人45驅動氣缸焊接頭42將焊針44移動到砂輪544上,焊針44并避開砂輪中心(中心是用來倒角的),焊針44垂直于砂輪544,研磨時間2s;研磨時間可根據需要更改;
c、磨外圓倒角:磨完平面后,驅動焊針44上升,移位到砂輪544中心,進行焊針44外圓倒角,時間約1s(倒角時間可根據需要更改);
d、拋光端面:倒角完成后,驅動焊針44上升,移位到拋光輪546上,拋光焊針44端面,時間1s(拋光時間可根據需要更改);
e、六軸機器人45驅動氣缸焊接頭42帶動焊針44離開研磨機構,伺服電機和吸塵器56停止運行,磨針完成。
控制系統90可根據需要設置伺服電機轉速、焊針平面研磨時間、外圓倒角時間和拋光時間,用戶可根據焊針材料和被焊接物體的材料不同自行設置參數,提高磨針質量和效率。
本發明的視覺定位檢測機構60通過拍照第一個點所在外圓,根據外圓自動計算得到圓心,圓心的坐標就是焊點中心即第一個定位點。其它焊點根據導入的圖如cad圖轉dxf圖自動讀取以第一個點的坐標作為基準點,其它點相對第一個定位點的坐標進行讀取。每焊接一個點,控制系統根據cad圖得到的焊點的相對坐標進行焊接,并把焊接的點的坐標記錄下來,同時記錄焊接的數量。
焊接質量通過視覺定位檢測機構60對焊點的視覺拍照進行比對,把檢測的焊接點的圖片,與留存的合格樣品的圖片比對,從判斷是否合格。同時檢測并反饋焊接電壓、焊接壓力,并記錄,如果超過設置的參數范圍,則判斷為不合格,并報警。設定的參數范圍根據焊接的不同物料,進行不斷實驗和修正。
由于不斷焊接過程中,焊針44會有磨損等情況,可以根據焊接試驗得到焊接的磨損情況,設定一個焊接數量或根據需要設定一個焊接數量值,達到焊接數量時,控制磨針機構50打磨針頭。如果出現異常,如焊接反饋的電壓值會有變化,控制焊接機構40停止工作,并控制磨針機構50打磨焊針44。
進料導軌222、定位導軌244、出料導軌262依次設置,組成輸送機構20的輸送導軌,限位導向電芯模組99的輸送。進料輸送帶224、支撐軌道246、出料輸送帶264依次設置,支撐電芯模組99,進料輸送帶224將電芯模組99輸送到電芯模組定位機構24,出料輸送帶264將電芯模組99輸出。
電芯模組99從進料機構22進入,當進料輸送帶224將電芯模組99輸送到進料設定位,進料位置感應器226感應到電芯模組99,控制第一升降氣缸2484帶動拉膜片2482上升,上升到位后,控制第一推動氣缸2486驅動拉模片2482推動或拉動待加工件;電芯模組99到達止擋位之前,控制系統90控制止擋氣缸驅動止擋片2492上升,拉膜片2482推動或拉動電芯模組99直至止擋片2492進行定位,定位傳感器感應電芯模組99到位,電芯模組99一端由止擋片2492定位、另一端由拉膜片2482定位,控制系統控制驅動固定機構80固定電芯模組99,固定驅動氣缸84驅動固定片82下降,夾持住電芯模組99的兩側以固定定位,控制焊接機構40進行焊接,焊接完成,控制止擋氣缸驅動止擋片2492下降,第一推動氣缸2486驅動拉模片2482推動或拉動待加工件至出料機構26,出料機構26將焊接后的加工件傳輸出去,拉模機構248復位,等待輸送下一個電芯模組99。
氣缸焊接頭42通過氣缸中的氣體壓力傳輸給焊頭,通過控制氣源的穩定性來保證氣缸焊接頭42的焊接壓力的穩定性。與現有的大多數是采用彈簧機構,彈簧機構的壓力穩定性會因為彈簧的磨損變化大。氣缸焊接頭的優點在于在氣缸行程范圍內,氣缸力是恒定的。
本實施例中,優選的,氣缸焊接頭42的氣壓補償主要通過比例閥控制。比例閥可以根據讀取到的實時氣壓值進行充氣和泄氣。
本實施的電芯模組99的焊接質量主要是焊接壓力的控制、放電電壓的反饋控制。錯焊、漏焊問題由視覺定位檢測機構60進行拍照檢測。
本發明的電芯模組焊接設備100是一種運用六軸機器人的全自動電阻焊接設備,自動進料、產品自動定位和固定、六軸機器人自動焊接、自動磨針和自動出料,焊接全程無人工介入,在提高焊接質量的同時,提高了產品的生產效率。
由于電芯模組99的種類很多,模組上的電芯排列也各不相同,視覺定位檢測機構60找出第一個焊接點,其它焊接點以第一個點為基準,找出相對坐標進行焊接,同時視覺系統自動檢測焊點的數量和質量,并進行判斷。電芯模組99上的焊點很多,如果按坐標輸入,編程比較復雜,而且容易出錯,本系統只要輸入產品的圖檔如cad圖檔(如圖14),即可通過系統直接拾取電芯模組99的焊點坐標,無需人工輸入,大大提高編程效率,降低出錯的風險。
本發明的進料機構22的進料輸送帶224采用鏈輪鏈條輸送帶輸送電芯模組99,實現上料自動化,減少人工放料產生的不穩定性,提高生產效率。
電芯模組定位機構24的支撐軌道246采用深溝球軸承支撐,傳送定位電芯模組99的過程,支撐軌道246與電芯模組99滾動摩擦,減少摩擦力,避免損傷電芯模組99。
固定機構80固定電芯模組99,避免焊接過程電芯模組99晃動。
氣缸焊接頭42通過控制氣壓自動調節壓力,氣壓自動補償,焊接壓力精密可控。
視覺定位檢測機構60找準電芯模組99第一個點位置,并自動檢測電芯模組99上焊接后每個焊點質量,避免錯焊、漏焊。
六軸機器人45帶動氣缸焊接頭42對焊點進行焊接,靈活性、通用性好,焊接精度高,并且便于控制和維護。
出料機構26在電芯模組99焊接完成,由鏈輪鏈條輸送帶自動把電芯模組99送出設備。
磨針機構50由控制系統控制自動進行焊針的磨平面、外圓倒角和平面拋光,去除焊針表面的被焊接物粘連,清潔贓污;磨針次數可根據不同被焊物體進行設置。
控制系統90本實施例中優選的采用工控機和運動控制卡控制,千兆網卡通訊,方便大數據保持,形成報表,同時支持連線控制,方便實現整條生產線系統控制,數據共享;可以讀取焊接機構的焊接參數,同時具有焊接機構焊接電流反饋系統,方便檢測和判斷焊接不良;采用圖紙輸入特別如cad圖形(如圖14)輸入模式編制焊接點位,這一功能可以大大提高編程效率。客戶化的產品種類眾多,焊點點位很多,普通軟件系統需要把每個焊接點的點位坐標進行設置,本發明的控制系統只需要輸入焊接產品的圖紙特別如cad圖檔,即可自動拾取點位坐標,快速簡單。
本實施例的電芯模組焊接設備的優選的操作運行步驟如下:
1.通氣通電,啟動設備;
2.啟動控制系統90,打開軟件,在軟件界面上輸入賬號和密碼,進入設置頁面;
3.輸入電芯模組99的代號,調出該模組的cad圖紙(如圖14),或輸入電芯模組的cad圖,按確定確認;
4.點擊‘啟動’按鈕,進料機構22自動輸送電芯模組99到電芯模組定位機構24,到位后給出信號到控制系統90;
5.電芯模組進入電芯模組定位機構24后,輸送到位后,發送信號給到控制系統90,控制系統90發出控制信號給固定機構80,固定機構80夾緊電芯模組99;
6.固定機構80夾緊電芯模組99后,給出信號到控制系統90,六軸機器人45帶動氣缸焊接頭42對電芯模組99進行自動焊接,并反饋焊接電壓、電流給控制系統90,同時視覺定位檢測機構60拍照檢測焊點質量輸送到控制系統90,并保存數據,方便追溯。如果出現異常馬上報警,并在顯示界面上提示故障原因;
7.焊接到特定焊點時,或達到設定焊接數量或焊接時間時,六軸機器人45驅動氣缸焊接頭42帶動焊針移動到磨針機構50的相應位置,并控制磨針機構50對焊針進行自動磨針(用戶可根據不同的被焊接物設定自動磨針間隔時間);
8.焊接完成,出料機構26把焊好的電芯模組99送出;
9.出料機構26檢測到電芯模組99輸送到位后,進料機構22把下一個電芯模組99送進電芯模組定位機構24,重復步驟4-8,進行下一個模組的焊接。
本發明的電芯焊接設備對目前圓型電芯在電阻焊接時存在的一些缺陷進行了改善或改良。電阻焊接對產品質量最主要的影響主要有如下方面:焊機放電電壓穩定性、焊接壓力、焊接頭的焊針質量,本發明針對這些因素都進行了針對性的改進,機構更精確合理,控制更精細全面,提高了焊接系統的壽命和穩定性。同時,本發明采用了六軸機器人雙面焊接機構,相比一般的單面焊接設備,提高了一倍的效率。
以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式,其描述較為具體和詳細,但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是,對于本領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本發明的保護范圍。因此,本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。