一种大容量锂电池激光焊接设备

技术领域

本发明涉及锂电池加工技术领域，具体而言，涉及一种大容量锂电池激光焊接设备。

背景技术

锂电池是一种由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。它是目前最常用的电池类型之一，具有重量轻、能量密度高、充电速度快、循环寿命长等优点，在电子设备、电动汽车、航空航天等领域得到了广泛应用。目前大容量的锂电池大多是通过多个小容量电池经过电芯焊接制造而成的。

在现有技术中，常见的电芯焊接方法有锡焊、烙铁焊、激光焊等，其中，激光焊具有焊接速度快、焊接质量高、焊点美观等特点，是目前电芯焊接的主流方法。现有的锂电池激光焊接装置大致分为两类，其一为激光焊头固定安装的，利用该类装置进行电芯焊接方法时，需工人反复移动锂电池，以使其极片位置对准激光焊头，操作麻烦；另外一种则是激光焊头可移动的焊接设备，该类装置能够使激光焊头按照预设的轨迹移动，工人将锂电池组摆放至指定位置即可进行焊接，但该类装置在焊接时，需人工手动按压放置于锂电池组上铜铝复合片，以确保其在焊接过程中不会发生位移，这也导致该类装置在使用时并不安全，使用者在操作失误时很容易被激光所灼伤。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的技术问题，提供一种能够自行完成对铜铝复合片的固定，且激光焊接头可移动的大容量锂电池激光焊接设备。

本发明的技术方案是：一种大容量锂电池激光焊接设备，包括基座，对锂电池进行电芯焊接的焊接机构，以及对焊接所用铜铝复合片进行夹持固定的限位机构；所述焊接机构包括：安装于所述基座上，用于输送锂电池组的输送模组；设置于所述基座顶部，用于承载所述焊接机构其他零部件的安装架；用于将铜铝复合片与锂电池极片进行焊接的激光焊枪；能够控制所述激光焊枪进行移动的数控模组；设置于所述安装架内壁上的两导轨；以及能够在所述两导轨上滑动，并对锂电池组上放置的铜铝复合片进行按压固定的按压架；所述限位机构包括：对称设置于所述安装架上的两安装板；设置于所述两安装板之间的槽板；用于对铜铝复合片进行夹持固定的限位夹块；以及能够驱动所述限位夹块靠近铜铝复合片的驱动杆。

进一步的，所述按压架分为滑动部和按压部；所述按压架通过滑动部与所述两导轨配合，且滑动部与所述两导轨之间设有弹簧；所述按压架的按压部上设置有多组压杆，每组压杆设有三个，可对应铜铝复合片的三个部位进行按压固定。

进一步的，所述槽板设有两组，每组设有两块；所述限位夹块的数量与锂电池组上放置的铜铝复合片数量成正比；同组的所述槽板上位置对应的两限位夹块配合能够实现对铜铝复合片的夹持固定。

进一步的，所述驱动杆端部开设有空心槽，所述驱动杆通过空心槽与其相对应的所述槽板滑动相连；所述驱动杆底部设有柱状凸起；所述限位夹块上开设有斜槽，所述驱动杆底部的柱状凸起能够与斜槽进行配合。

进一步的，同组的所述两槽板上的所述限位夹块上开设的斜槽倾斜方向相反；所述驱动杆沿相同方向滑动时，能够驱动同组的所述两槽板上的限位夹块相互靠近或远离。

进一步的，所述基座底部设置能够对锂电池进行位置限定的定位组件，所述定位组件包括：对锂电池组进行卡位的定位轮架；以及控制所述定位轮架进行升降的气缸；所述定位轮架升起时能够从所述输送模组上传动皮带之间的空隙中穿出，并不会对所述输送模组的正常运转造成影响；所述气缸至少设置有两个。

进一步的，所述定位轮架上设置能够同时推动所有所述驱动杆移动的推动组件，所述推动组件包括：能够在所述定位轮架驱动下进行升降的抬升杆；以及配合所述抬升杆使用，能够同时带动所有所述驱动杆移动的连板。

进一步的，所述定位轮架和所述抬升杆之间通过一方形杆相连；所述抬升杆底部开设可供方形杆滑动的长条形孔洞；所述抬升杆通过一圆柱与所述连板相连；所述连板上平行开设有多个斜槽；所述连板通过斜槽驱动所述驱动杆进行移动。

进一步的，所述连板中部设置能够与所述按压架的滑动部配合的顶柱；所述顶柱与所述按压架的滑动部接触部分设置为斜面，且所述顶柱能够随所述连板同步进行移动。

进一步的，所述安装架顶部设置吸烟组件，所述吸烟组件包括：能够对激光焊接所产生的烟尘进行抽取的抽气机；以及能够对焊接产生高温碎渣进行阻挡的透明挡板。

有益效果为：1、通过焊接机构和限位夹块的设置，在输送模组将锂电池输送至指定位置后，通过数控模组控制激光焊枪移动完成焊接，无需人工对锂电池位置进行调节，且通过按压架和限位夹块的配合，能够对锂电池上的铜铝复合片进行固定，避免其在焊接过程中发生位移，无需人工手动按压，从而降低设备对人工的依赖，使整个焊接过程的安全性得到提升；

2、通过定位组件的设置，利用气缸将定位轮架升起，通过滚轮辅助锂电池组通过，并将其卡入定位轮架之间，对其位置进行限定，能够使后续焊接更为精确；

3、通过推动组件和顶柱的设置，在定位轮架完成对锂电池组的定位后，会将抬升杆升起，使得连板向前滑动，利用斜槽使驱动杆向左滑行，使得同组的限位夹块相互靠近，对铜铝复合片进行夹持，同时，顶柱与按压架的滑动部脱离接触，按压架随即在弹簧作用下向下对铜铝复合片进行按压，使得设备能够自行完成对铜铝复合片的固定；

4、通过吸烟组件的设置，利用抽气机将焊接时产生的烟尘以及刺激性的气味向外抽取，且透明挡板也可对高温残渣进行阻挡，进一步保证了设备在工作时的安全性。

附图说明

图1示出了本发明的主视图。

图2示出了图1隐藏透明挡板后的示意图。

图3示出了本发明焊接机构的结构示意图。

图4示出了本发明按压架和导轨的放大图。

图5示出了本发明定位组件的结构示意图。

图6示出了本发明限位机构的结构示意图。

图7示出了本发明槽板和限位夹块的平面图。

图8示出了本发明推动组件的结构示意图。

图9示出了本发明顶柱的位置关系示意图。

图10示出了本发明吸烟组件的结构示意图。

图中零部件名称及序号：1_基座，2_焊接机构，21_安装架，22_数控模组，23_激光焊枪，24_按压架，25_导轨，26_输送模组，3_定位组件，31_气缸，32_定位轮架，4_限位机构，41_安装板，42_槽板，43_限位夹块，44_驱动杆，5_推动组件，51_抬升杆，52_连板，6_顶柱，7_吸烟组件，71_抽气机，72_透明挡板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施方式：一种大容量锂电池激光焊接设备，如图1-图7所示，包括基座1，对锂电池进行电芯焊接的焊接机构2，以及对焊接所用铜铝复合片进行夹持固定的限位机构4；焊接机构2包括：输送模组26，输送模组26安装在基座1中部，用于对锂电池组进行输送；安装架21，安装架21通过螺栓固接于基座1顶部，用于承载焊接机构2其他零部件；激光焊枪23，激光焊枪23用于将铜铝复合片焊接在锂电池正负极片之间；数控模组22，数控模组22设置在安装架21顶部，能够对激光焊枪23的运行轨迹进行控制；导轨25，导轨25设置有两个，分别位于安装架21左右两内侧壁同一高度；按压架24，按压架24分为滑动部和按压部，其滑动部与两导轨25滑动配合，且与两导轨25之间均设有弹簧，按压架24的按压部上设置有五组压杆，前侧设有三组，后侧设有两组，每组压杆设有三个，位于中部的压杆最长，可对应铜铝复合片两端以及中部凹陷处进行按压固定；限位机构4包括：安装板41，安装板41设置有两块，通过螺栓对称设置在安装架21上；槽板42，槽板42设有两组，每组设有两块，且两两之间相互配合，位置靠前的两槽板42上均开设有三个凹槽，位置靠后的两槽板42上开设有两凹槽；限位夹块43，限位夹块43滑动连接在槽板42的上开设的凹槽内，同组的两槽板42上位置对应的两限位夹块43配合能够实现对铜铝复合片的夹持固定，且限位夹块43上开设有斜槽，且同组的两槽板42上的限位夹块43上开设斜槽的反向相反；驱动杆44，驱动杆44端部开设有空心槽，驱动杆44通过空心槽与其相对应的槽板42滑动相连，且驱动杆44底部设有与限位夹块43上斜槽相匹配的柱状凸起，驱动杆44同时向左/向右滑动时，能够驱动同组的两槽板42上的限位夹块43相互靠近/远离。

如图1、图2和图5所示，基座1底部设置能够对锂电池进行位置限定的定位组件3，定位组件3包括：定位轮架32，定位轮架32升起时能够从输送模组26上传动皮带之间的空隙中穿出，并通过滚轮对锂电池组进行引导，使其卡入定位轮架32内，对其位置进行限定，且定位轮架32并不会对输送模组26的正常运转造成影响；气缸31，气缸31设置有两个，均安装在基座底部，能够为定位轮架32的升降提供稳定的动力。

如图2和图8所示，定位轮架32上设置能够同时推动所有驱动杆44移动的推动组件5，推动组件5包括：抬升杆51，抬升杆51底部开设可供方形杆滑动的长条形孔洞，定位轮架32通过一方形杆插入长条形孔洞内与抬升杆51相连，且定位轮架32能够驱动抬升杆51进行升降；连板52，抬升杆51通过一圆柱与连板52相连，且连板52上平行开设有多个斜槽，通过斜槽与所有驱动杆44相连，并能同时使所有驱动杆44进行移动。

如图2和图9所示，连板52中部设置能够与按压架24的滑动部配合的顶柱6；顶柱6与按压架24的滑动部接触部分设置为斜面，顶柱6初始状态将按压架24顶起，在顶柱6随连板52向前移动时，会沿斜面逐渐与按压架24脱离接触，使得按压架24在弹簧作用下复位并对铜铝复合片进行按压。

如图1和图10所示，安装架21顶部设置吸烟组件7，吸烟组件7包括：抽气机71，抽气机71能够对激光焊接所产生的烟尘进行抽取，且顶部能够接通管道和储灰设备；透明挡板72，安装架21前后两侧均安装有透明挡板72，既能对焊接产生高温碎渣进行阻挡，同时也能够使操作人员清楚的观测锂电池组的焊接情况。

在对锂电池进行焊接时，操作人员只需将铜铝复合片提前放置在锂电池组需焊接位置，随后将锂电池组放置在输送模组26向右运送，在锂电池组到达预定位置后，启动气缸31，将定位轮架32从输送模组26的空隙中升起，并通过滚轮辅助锂电池组卡入定位轮架32内，对锂电池组进行限位，使其在后续焊接时不会发生位移，气缸31将定位轮架32抬升过程中，定位轮架32上的方形杆会先在抬升杆51上的孔洞内滑行一段距离，待锂电池组卡入定位轮架32内后，继续上升会同步将抬升杆51升起，压迫连板52向前移动，并在斜槽的作用下，四根驱动杆44同时向左移动，压迫同组的限位夹块43相互靠近，对铜铝复合片的前后两侧进行夹持，同时顶柱6与按压架24脱离接触，按压架24被弹簧的弹力向下按压，使得其按压部与铜铝复合片接触并固定，后续通过数控模组22控制激光焊枪23移动，并对相应位置的铜铝复合片与极片进行焊接即可，且焊接产生的烟灰会被抽气机71向外抽离，焊接过程中可能产生的碎渣也会被透明挡板72所阻挡。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。