本發(fā)明屬于新能源電池領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用在電芯與鎳片焊接上的精密焊接頭系統(tǒng)及其控制方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

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，焊接的穩(wěn)定性和可靠性與焊接頭的設(shè)計有直接關(guān)系。而影響焊接質(zhì)量的一個關(guān)鍵因素就是焊接頭的壓力穩(wěn)定性。電阻焊焊接頭普遍采用壓縮彈簧的形式控制焊接的壓力，通過人工調(diào)節(jié)彈簧的壓縮量進行控制壓力的大小。

使用壓縮彈簧焊接頭的缺陷主要有三個：

一、彈簧的壽命有周期，難以一直保持，不同的壓縮彈簧的彈性系數(shù)不一樣，更換也難以保持一致；

二、隨著焊接頭上的焊針的磨損，彈簧壓力逐漸減弱，不可控；

三、彈簧壓力調(diào)節(jié)比較麻煩，人工調(diào)節(jié)彈簧的壓縮量，壓力不可控，調(diào)節(jié)難度大。

以上原因，容易導(dǎo)致焊接頭的焊接壓力的不穩(wěn)定，從而影響焊接的效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種精密焊接頭系統(tǒng)，通過復(fù)動式氣缸實現(xiàn)焊接壓力的恒久穩(wěn)定性。

具體來說，一種精密焊接頭系統(tǒng)，包括依次設(shè)置的氣源三聯(lián)件、調(diào)壓閥、壓力開關(guān)、比例閥、電磁閥、氣缸和控制裝置。

優(yōu)選的，所述控制裝置包括：信息采集單元、判斷單元和命令單元。

由于氣缸壓力的穩(wěn)定性取決于氣源氣壓的穩(wěn)定，本發(fā)明通過精密調(diào)壓閥和精密型比例閥控制氣缸的氣壓穩(wěn)定：首先精密調(diào)壓閥控制氣源的壓力，再通過精密調(diào)壓閥進一步控制氣源氣壓。其中比例閥的作用尤為重要，當(dāng)氣源氣壓達不到所需的氣壓設(shè)定值時，比例閥自動補償氣壓到設(shè)定值；而當(dāng)氣源壓力大于設(shè)定值，比例閥自動排放氣源氣壓達到設(shè)定值，從而一直保持氣源氣壓的穩(wěn)定性。另外，本發(fā)明帶有自動調(diào)節(jié)焊接壓力的功能。

本發(fā)明還提供一種精密焊接頭系統(tǒng)的控制方法，包括以下幾個步驟：

步驟A:氣源經(jīng)過三聯(lián)件，接入調(diào)壓閥，然后接入壓力開關(guān)，于壓力開關(guān)上設(shè)定氣源壓力；

步驟B:再接入比例閥，經(jīng)過比例閥的氣源接入氣缸，再將比例閥的數(shù)據(jù)采集線接入控制裝置，信息采集單元采集通過比例閥后的氣壓壓力值；

步驟C:在控制裝置的界面上輸入焊接所需要的焊接氣壓值后，信息采集單元再采集比例閥上的氣源壓力值把信息傳送給判斷單元，

若采集到的氣源壓力大于設(shè)定值，則，比例閥自動排氣，使氣源壓力降至設(shè)定值；若采集到的氣源氣壓值小于設(shè)定值，比例閥自動補充氣源壓力，使氣源壓力值達到設(shè)定值；

步驟D:在采集到的氣源壓力值保持在設(shè)定值的情況下，命令單元反饋信號給待焊接機構(gòu)中的氣缸進行焊接；

優(yōu)選的，所述控制裝置包括工控機、運動控制卡和觸摸顯示器，所述工控機與觸摸顯示器連接，運動控制卡通過數(shù)據(jù)采集卡與所述觸摸顯示器連接。

本發(fā)明還提供一種精密焊接頭系統(tǒng)的應(yīng)用方法，焊接時，先在觸摸顯示器上設(shè)定一個焊接氣壓值，控制裝置采集比例閥給出的氣壓信號，氣壓值達到設(shè)定值時，控制裝置把輸出焊接信號給電磁閥，電磁閥通過換向把氣壓給到焊接頭上的氣缸，氣缸工作進行焊接，經(jīng)過以上氣壓精密控制系統(tǒng)，得到穩(wěn)定的氣壓給到氣缸焊接頭機構(gòu)，在氣壓穩(wěn)定的情況下，氣缸力通過焊接機構(gòu)穩(wěn)定地傳到焊針上。

通過上面所描述的壓力控制過程，本系統(tǒng)既可以實現(xiàn)焊接頭壓力的精密可控，避免在氣源壓力不足或者過大的情況下進行焊接，且壓力控制的方式十分簡單，調(diào)節(jié)起來非常容易、快捷。同時，焊接的壓力值是可以任意設(shè)定的，且設(shè)定值時連續(xù)可調(diào)的，很好的滿足不同種類電芯和不同材質(zhì)、厚度的鎳片之間焊接所需要的不同壓力值。焊接壓力值精密可控，對焊接質(zhì)量的可靠性和穩(wěn)定性效果顯著。

附圖說明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的控制原理一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明焊接頭機構(gòu)的一種實施例。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的較優(yōu)的實施例作進一步的詳細說明：

實施例1

步驟A：氣源經(jīng)過三聯(lián)件a，接入SMC精密調(diào)壓閥b，然后接入SMC精密壓力開關(guān)c。通過SMC數(shù)顯精密壓力開關(guān)c，可以設(shè)定一個精度達到0.01Mpa的氣源壓力；

步驟B：在SMC數(shù)顯精密壓力開關(guān)c后，接入SMC精密比例閥d，經(jīng)過SMC精密比例閥d的氣源接入SMC氣缸。SMC精密比例閥d的數(shù)據(jù)采集線接入軟件控制裝置e，以便控制裝置e采集通過SMC精密比例閥d后的氣壓壓力值；

步驟C：在控制裝置e的軟件界面上輸入焊接所需要的焊接氣壓值后（簡稱設(shè)定值），控制裝置e采集SMC精密比例閥d上的氣源壓力值。如果采集到的氣源壓力大于設(shè)定值，SMC精密比例閥d自動排氣，使氣源壓力降至設(shè)定值；如果采集到的氣源氣壓值小于設(shè)定值，SMC精密比例閥d自動補充氣源壓力，使氣源壓力值達到設(shè)定值；

步驟D：在控制裝置e采集到的氣源壓力值保持在設(shè)定值的情況下，控制裝置e反饋信號給氣缸，控制氣缸焊接頭g進行焊接；

步驟E：控制裝置e采用工控機、運動控制卡和觸摸屏控制。焊接時，先在控制裝置e界面上設(shè)定一個焊接氣壓值?？刂蒲b置e采集SMC精密比例閥d給出的氣壓信號，氣壓值達到設(shè)定值時，控制裝置e把輸出焊接信號給電磁閥f，電磁閥f通過換向把氣壓給到焊接頭上的氣缸，氣缸工作進行焊接。

實施例2

經(jīng)過以上氣壓精密控制系統(tǒng)，可以得到穩(wěn)定的氣壓給到氣缸焊接頭g機構(gòu)如圖2所示，包括: 安裝座1、加強筋2、連接座3、固定座4、滑塊副5、滑塊連接座6、限位塊7、調(diào)節(jié)桿8、絕緣套9、導(dǎo)電座10、焊接氣缸11、調(diào)速閥12、氣缸座13，焊針定位座14、焊針壓塊15，焊針16、極耳17、圓型電芯18。

如圖2所示，通過精密氣壓控制系統(tǒng)得到的穩(wěn)定氣源從調(diào)速閥12進入氣缸11，氣缸11伸出，頂在滑塊連接座6上。氣壓穩(wěn)定在設(shè)定值的情況下，焊接頭機構(gòu)往下走，焊針頂在極耳和電芯殼上，滑塊連接座6離開限位塊7，氣缸力完全作用在極耳和電芯蓋上，可進行放電焊接。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。