本實用新型涉及電池加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光焊接工作站。

背景技術(shù)：

隨著新能源汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，電池作為重要的部件之一，其裝配工藝越來越受人們的關(guān)注，裝配效率的高低直接影響到產(chǎn)品的市場占有率。動力鋰電池因為使用壽命長，能量密度高，體積小，質(zhì)量輕，使用安全等優(yōu)點廣泛應(yīng)用在新能源汽車電池動力系統(tǒng)中。

動力鋰電池一般包括鋰電池電芯和安裝于鋰電池兩側(cè)端部的極耳，通過極耳可以方便的與其他動力系統(tǒng)連接。每個鋰電池都有正負(fù)極耳，通過正負(fù)極耳與連接排固定在一起實現(xiàn)電池的串并聯(lián)。如果極耳與連接排連接不良，會造成鋰電池電阻增大，在充放電的過程中溫度過高，動態(tài)壓差增大，導(dǎo)致電池續(xù)航能力下降。為保證極耳的連接質(zhì)量，在目前的鋰電池制造工藝中，一般采用焊接的方法，首先將極耳與連接排按壓組裝，再將極耳和連接排焊接在一起。

然而現(xiàn)有的極耳焊接技術(shù)中存在著以下的缺點：1、通常采用的點焊方法焊接效率低，并不適用各種極耳材料，導(dǎo)致焊接處材料的電學(xué)和力學(xué)性能均較差；2、人工進(jìn)行極耳的按壓組裝，勞動強度增大但生產(chǎn)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到實際要求，并且人工按壓會導(dǎo)致極耳和連接排連接不緊密，易導(dǎo)致虛焊或焊穿極耳，焊接合格率較低；3、點焊過程中，沒有處理焊渣，這會在極耳和連接排中帶入雜質(zhì)，導(dǎo)致產(chǎn)品的電學(xué)性能下降。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種激光焊接工作站，能同步完成電池極耳的按壓組裝和焊接過程，提高極耳焊接精準(zhǔn)度和工作效率，根據(jù)極耳材料選取相應(yīng)焊縫形狀，提高焊接后極耳的拉伸性能，通過機械按壓組裝，輔助除塵設(shè)備，降低焊接過程中雜質(zhì)的引入，提高電池模塊的電學(xué)性能。

本實用新型提供一種激光焊接工作站，包括激光焊接裝置、輸送裝置、抓取裝置和控制裝置；輸送裝置包括用于傳送電池模塊的輸送帶，輸送帶具有供電池模塊抓取和焊接的預(yù)設(shè)焊接區(qū)域，激光焊接裝置和抓取裝置位于該預(yù)設(shè)焊接區(qū)域內(nèi)；

該抓取裝置包括第一夾持機構(gòu)、第二夾持機構(gòu)和轉(zhuǎn)臂，該第一夾持機構(gòu)和第二夾持機構(gòu)均設(shè)置在轉(zhuǎn)臂的末端，該第一夾持機構(gòu)用于從第一方向夾持電池模塊，該第二夾持機構(gòu)用于從第二方向夾持電池模塊，第一方向和第二方向均為水平方向，且第一方向和第二方向垂直；該轉(zhuǎn)臂可自由轉(zhuǎn)動，以使電池模塊在第一夾持機構(gòu)和第二夾持機構(gòu)的夾持下進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，并將電池模塊上的極耳移動至預(yù)設(shè)焊接區(qū)域；

該激光焊接裝置用于產(chǎn)生用于焊接的激光；

該激光焊接裝置和抓取裝置均與控制裝置電連接，該控制裝置用于控制抓取裝置對電池模塊進(jìn)行翻轉(zhuǎn)和移動，并在電池模塊位于預(yù)設(shè)焊接區(qū)域時，控制激光焊接裝置對電池模塊上的極耳進(jìn)行焊接操作。

可選的，該第一夾持機構(gòu)包括第一氣缸和第二氣缸、第一夾持部和第二夾持部，該第一夾持部和第一氣缸連接，該第二夾持部和第二氣缸連接，該第一夾持部和第二夾持部相對設(shè)置，該第一氣缸和第二氣缸分別用于帶動第一夾持部和第二夾持部移動，以使第一夾持部和第二夾持部沿第一方向上夾緊電池模塊。

可選的，該第二夾持機構(gòu)包括第三氣缸和第四氣缸、第三夾持部和第四夾持部，該第三夾持部和第三氣缸連接，該第四夾持部和第四氣缸連接，該第三夾持部和第四夾持部相對設(shè)置，該第三氣缸和第四氣缸分別用于帶動第三夾持部和第四夾持部移動，以使第三夾持部和第四夾持部沿第二方向上夾緊電池模塊。

可選的，該激光焊接工作站還包括：極耳壓臂，該極耳壓臂分別固定于第三夾持部和第四夾持部上，該極耳壓臂上具有可壓設(shè)在電池模塊的極耳上的壓頭。

可選的，該極耳壓臂上開設(shè)有通槽，該通槽的邊緣形狀為鋸齒狀。

可選的，該激光焊接工作站還包括：位置傳感器，該位置傳感器設(shè)置在抓取裝置上，該位置傳感器和控制裝置電連接，該位置傳感器用于檢測電池模塊的極耳是否在預(yù)設(shè)焊接區(qū)域內(nèi)。

可選的，該激光焊接工作站還包括：風(fēng)刀，該風(fēng)刀位于抓取裝置上，該風(fēng)刀用于吹出可吹散焊接粉塵的氣流。

可選的，該激光焊接裝置包括振鏡和用于產(chǎn)生激光束的激光源，該振鏡的入光方向和激光源的出光方向相對，該振鏡的角度可偏轉(zhuǎn)，以改變激光源產(chǎn)生的激光束在預(yù)設(shè)焊接區(qū)域內(nèi)的位置。

可選的，該激光焊接工作站還包括：監(jiān)控屏幕和/或觀察窗，該觀察窗位于激光焊接裝置一側(cè)，且觀察窗與振鏡相對設(shè)置；該監(jiān)控屏幕用于顯示電池模塊的焊接狀態(tài)。

可選的，該傳送帶為倍速鏈。

本實用新型提供一種激光焊接工作站，通過輸送裝置和抓取裝置能夠自動傳送和移動電池模塊，實現(xiàn)電池極耳的按壓組裝和焊接過程同步完成，縮短現(xiàn)有技術(shù)中電池極耳焊接所需工時，在提高極耳焊接精準(zhǔn)度的同時也提高了工作效率。根據(jù)被焊接極耳的材料，通過振鏡和通槽邊緣形狀控制相應(yīng)焊縫形狀，提高焊接后極耳的拉伸性能。通過機械按壓組裝，輔助設(shè)置除塵設(shè)備，降低焊接過程中雜質(zhì)的引入，提高電池模塊的電學(xué)性能。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的激光焊接工作站結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型實施例提供的激光焊接裝置細(xì)節(jié)圖；

圖3是本實用新型實施例提供的抓取裝置細(xì)節(jié)圖；

圖4是本實用新型實施例提供的兩個極耳位于電芯同側(cè)的電池模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實用新型實施例提供的兩個極耳位于電芯異側(cè)的電池模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-激光焊接裝置； 2-輸送裝置； 3-抓取裝置；

4-控制裝置； 5-電池模塊； 6-極耳壓臂；

7-風(fēng)刀； 8-位置傳感器； 9-監(jiān)控屏幕；

10-觀察窗； 11-振鏡； 12-激光源；

21-輸送帶； 31-第一夾持機構(gòu)； 32-第二夾持機構(gòu)；

33-轉(zhuǎn)臂； 311-第一氣缸； 312-第二氣缸；

313-第一夾持部； 314-第二夾持部； 321-第三氣缸；

322-第四氣缸； 323-第三夾持部； 324-第四夾持部；

51-極耳； 52-電芯； 61-壓頭；

62-通槽。

具體實施方式

圖1為本實用新型實施例提供的激光焊接工作站結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本實用新型實施例提供的激光焊接裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本實用新型實施例提供的抓取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是本實用新型實施例提供的兩個極耳位于電芯同側(cè)的電池模塊結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是本實用新型實施例提供的兩個極耳位于電芯異側(cè)的電池模塊結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1-5所示，本實用新型提供一種激光焊接工作站，包括激光焊接裝置1、輸送裝置2、抓取裝置3和控制裝置4；輸送裝置2包括用于傳送電池模塊5的輸送帶21，輸送帶21具有供電池模塊5抓取和焊接的預(yù)設(shè)焊接區(qū)域，激光焊接裝置1和抓取裝置3位于該預(yù)設(shè)焊接區(qū)域內(nèi)。

需要說明的是，輸送帶21可以一條完整的或兩條拼接而成的。當(dāng)輸送帶21為一條時，該預(yù)設(shè)焊接區(qū)域可位于輸送帶21的側(cè)邊，激光焊接裝置1和抓取裝置3即位于輸送帶21的同側(cè)，亦可位于輸送帶21的相對兩側(cè)。當(dāng)輸送帶21位兩條拼接而成時，該預(yù)設(shè)焊接區(qū)域位于兩條輸送帶21的連接處，這兩條輸送帶21的輸送方向相同。

該抓取裝置3包括第一夾持機構(gòu)31、第二夾持機構(gòu)32和轉(zhuǎn)臂33，該第一夾持機構(gòu)31和第二夾持機構(gòu)32均設(shè)置在轉(zhuǎn)臂33的末端，該第一夾持機構(gòu)31用于從第一方向夾持電池模塊5，第一方向為第一夾持機構(gòu)31運動的軸向方向；該第二夾持機構(gòu)32用于從第二方向夾持電池模塊5，第二方向為第二夾持機構(gòu)32運動的軸向方向。第一方向和第二方向均為水平方向，且第一方向和第二方向垂直；該轉(zhuǎn)臂33可自由轉(zhuǎn)動，以使電池模塊5在第一夾持機構(gòu)31和第二夾持機構(gòu)32的夾持下進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，并將電池模塊5上的極耳51移動至預(yù)設(shè)焊接區(qū)域。

該激光焊接裝置1用于產(chǎn)生用于焊接的激光。

該激光焊接裝置1和抓取裝置3均與控制裝置4電連接，該控制裝置4用于控制抓取裝置3對電池模塊5進(jìn)行翻轉(zhuǎn)和移動，并在電池模塊5位于預(yù)設(shè)焊接區(qū)域時，控制激光焊接裝置1對電池模塊5上的極耳51進(jìn)行焊接操作。

需要說明的是，本實用新型選取激光焊接電池模塊5的極耳51，激光焊接速度快，焊接后焊斑較小，所以焊斑形成的焊縫也較小。本實用新型優(yōu)選的焊斑直徑僅為0.3mm。在焊接過程中的焊接熱量較小，使得隨焊接發(fā)生的熱變形較少，此種焊接方式適合于類似于電池極耳51的需要精細(xì)焊接工藝的產(chǎn)品。

需要說明的是，本實用新型通過第一夾持機構(gòu)31、第一夾持機構(gòu)31和轉(zhuǎn)臂33，實現(xiàn)電池模塊5的移動和翻轉(zhuǎn)。相比于現(xiàn)有技術(shù)中人工移動和翻轉(zhuǎn)電池模塊5完成按壓組裝，通過機械實現(xiàn)移動和翻轉(zhuǎn)，保證極耳51緊密貼合連接排，防止在焊接過程中發(fā)生虛焊或是焊穿極耳51，提高工作效率，降低工作強度的同時保證較高的焊接合格率。現(xiàn)有技術(shù)中，為平衡生產(chǎn)線節(jié)拍，在極耳51按壓組裝和焊接工位通常需要4人，所需工時為3分鐘。使用本實用新型提供的激光焊接工作站，經(jīng)過優(yōu)化的程序控制，該工位無需工人，優(yōu)選的所需工時為40s。

需要說明的是，實際生產(chǎn)中，電池模塊5是由若干個極耳51和若干個電芯52組裝而成。圖4和圖5僅表示了一個電芯和兩個極耳51組裝形成電池模塊5。當(dāng)兩個極耳51位于電芯52同側(cè)時，焊接可一次性完成兩個極耳51與連接排的焊接。當(dāng)兩個極耳51位于電芯52異側(cè)時，焊接分兩次完成，先焊接一側(cè)的極耳51與連接排后，再通過抓取裝置3翻轉(zhuǎn)電池模塊5，焊接另一側(cè)極耳51與連接排。

可選的，該第一夾持機構(gòu)31包括第一氣缸311和第二氣缸312、第一夾持部313和第二夾持部314，該第一夾持部313和第一氣缸311連接，該第二夾持部314和第二氣缸312連接，該第一夾持部313和第二夾持部314相對設(shè)置，該第一氣缸311和第二氣缸312分別用于帶動第一夾持部313和第二夾持部314移動，以使第一夾持部313和第二夾持部314沿第一方向上夾緊電池模塊5。

可選的，該第二夾持機構(gòu)32包括第三氣缸321和第四氣缸322、第三夾持部323和第四夾持部324(圖中未示出)，該第三夾持部323和第三氣缸321連接，該第四夾持部324和第四氣缸322連接，該第三夾持部323和第四夾持部324相對設(shè)置，該第三氣缸321和第四氣缸322分別用于帶動第三夾持部323和第四夾持部324移動，以使第三夾持部323和第四夾持部324沿第二方向上夾緊電池模塊5。

需要說明的是，第一夾持機構(gòu)31主要是從輸送帶21上夾取電池模塊5，通過第一氣缸311和第二氣缸312的推桿帶動第一夾持部313和第二夾持部314移動，從第一方向上固定位于第一夾持部313和第二夾持部314內(nèi)部的電池模塊5，在第一夾持部313和第二夾持部314的底部均設(shè)有防止電池模塊5滑脫的彎鉤狀夾持件。

第二夾持機構(gòu)32主要是夾緊已夾取的電池模塊5，便于后期移動和翻轉(zhuǎn)。通過第三氣缸321和第四氣缸322的推桿帶動第三夾持部323和第四夾持部324移動，從第二方向上施加作用力夾緊位于第三夾持部323和第四夾持部324內(nèi)部的電池模塊5，進(jìn)一步防止電池模塊5滑脫。

可選的，該激光焊接工作站還包括：極耳壓臂6，該極耳壓臂6分別固定于第三夾持部323和第四夾持部324上，該極耳壓臂6上具有可壓設(shè)在電池模塊5的極耳51上的壓頭61。

需要說明的是，該極耳壓臂6位于第三夾持部323和第四夾持部324上，在夾緊電池模塊5的同時，通過壓頭61按壓極耳51，使其緊密貼合連接排并保持此狀態(tài)，直至完成焊接。

可選的，該極耳壓臂6上開設(shè)有通槽62，該通槽62的邊緣形狀為鋸齒狀。

可選的，該激光焊接工作站還包括：位置傳感器8，該位置傳感器8設(shè)置在抓取裝置3上，該位置傳感器8和控制裝置4電連接，該位置傳感器8用于檢測電池模塊5的極耳51是否在預(yù)設(shè)焊接區(qū)域內(nèi)。

需要說明的是，通過抓取裝置3在X、Y和Z方向上調(diào)節(jié)電池模組的具體位置，通過位置傳感器8檢測電池模組的極耳51是否位于預(yù)設(shè)焊接區(qū)域內(nèi)，精確定位后開始焊接。

可選的，該激光焊接工作站還包括：風(fēng)刀7，該風(fēng)刀7位于抓取裝置3上，該風(fēng)刀7用于吹出可吹散焊接粉塵的氣流。

可選的，該激光焊接裝置1包括振鏡11和用于產(chǎn)生激光束的激光源12，該振鏡11的入光方向和激光源12的出光方向相對，該振鏡11的角度可偏轉(zhuǎn)，以改變激光源12產(chǎn)生的激光束在預(yù)設(shè)焊接區(qū)域內(nèi)的位置。

需要說明的是，激光源12位于恒溫房內(nèi)，并且配備設(shè)置有冷水機，維持激光源12的溫度，保證產(chǎn)生穩(wěn)定的激光源12。

該振鏡11通過角度偏轉(zhuǎn)，改變激光束的位置，同時配合使用具有不同邊緣形狀的通槽62，可以改變極耳51焊縫的形狀，一般焊縫形狀有線性、弧形或鋸齒形等?，F(xiàn)有的正負(fù)極的極耳51所選取的材料并不相同，正極一般選用鋁，負(fù)極選用銅或者銅鍍鎳等，不同材料在焊接過程中，選定不同的焊縫形狀，焊接后的極耳51拉伸性能會有所不同。在實際生產(chǎn)過程中，根據(jù)極耳51的材料，選用相應(yīng)邊緣形狀的通槽62，改變振鏡11的角度偏轉(zhuǎn)形成相應(yīng)的焊縫形狀，使得焊接后的極耳51具有最佳的拉伸性能。

可選的，該激光焊接工作站還包括：監(jiān)控屏幕9和/或觀察窗10，該觀察窗10位于激光焊接裝置1一側(cè)，且觀察窗10與振鏡11相對設(shè)置；該監(jiān)控屏幕9用于顯示電池模塊5的焊接狀態(tài)。

可選的，該傳送帶為倍速鏈。

需要說明的是，監(jiān)控屏幕9和觀察窗10兩者共同用于實時監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)，在監(jiān)控屏幕9的相對側(cè)還設(shè)置有維修門。觀察窗10可直接觀察電池模塊5在倍速鏈上的位置與焊接狀態(tài)，當(dāng)電池模塊5隨倍速鏈移動，活動位置距觀察窗10較遠(yuǎn)無法清晰觀察時，可通過監(jiān)控屏幕9進(jìn)行細(xì)節(jié)監(jiān)測，該倍速鏈的傳輸速度可根據(jù)實際生產(chǎn)需要調(diào)節(jié)。如遇該激光焊接工作站出現(xiàn)故障或是監(jiān)測到電池模塊5焊接出現(xiàn)問題時，首先關(guān)停激光焊接裝置1和倍速鏈5，然后通過維修門對其內(nèi)部進(jìn)行故障排查。

本實用新型提供一種激光焊接工作站，通過輸送裝置2和抓取裝置3能夠自動傳送和移動電池模塊5，實現(xiàn)電池極耳51與連接排的按壓組裝和焊接過程同步完成，縮短現(xiàn)有技術(shù)中電池極耳51焊接所需工時，在提高極耳51焊接精準(zhǔn)度的同時也提高了工作效率。根據(jù)被焊接極耳51的材料，通過振鏡11和通槽62邊緣形狀控制相應(yīng)焊縫形狀，提高焊接后的極耳51的拉伸性能。通過機械按壓組裝，輔助設(shè)置除塵設(shè)備，降低焊接過程中雜質(zhì)的引入，提高電池模塊5的電學(xué)性能。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。