本發(fā)明涉及圓柱形鋰電池生產(chǎn)設(shè)備,尤其涉及一種成品電芯正極一端的兩個極耳自動焊接的極耳超聲波合焊機。
背景技術(shù):
鋰離子電池以其高能量密度、高電壓、高循環(huán)、高安全性、綠色環(huán)保等優(yōu)良性能在電子產(chǎn)品等各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,如筆記本電腦、攝像機、移動通訊、電動車等;同時,開發(fā)的大容量鋰離子電池也已在電動汽車中開始試行,預(yù)計將成為21世紀(jì)電動汽車的主要動力電源之一,并將在人造衛(wèi)星、航空航天和儲能方面得到應(yīng)用。
鋰離子電池極耳傳統(tǒng)的焊接方法有:錫焊、電阻點焊和電弧焊,這些焊接方法存在許多技術(shù)問題,焊接質(zhì)量僅憑工作人員的經(jīng)驗而定,難以對焊接質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格地把控,容易造成漏焊導(dǎo)致鋰電池失效的情況,比如:生產(chǎn)效率低,產(chǎn)品合格率低,重復(fù)搬運多,影響了鋰電池產(chǎn)品的經(jīng)濟性;且現(xiàn)有的焊縫大,焊縫強度小,使得鋰電池的內(nèi)阻變化,自身消耗了大量的能量,嚴(yán)重阻礙了鋰電池實現(xiàn)“體積小、容量大”的特性;焊接缺陷多,使得鋰電池的可靠性和安全性大打折扣。
傳統(tǒng)的焊接方法不易于組成生產(chǎn)流水線,不能夠?qū)⑸狭?、焊接、檢測、檢驗和下料集成在一條生產(chǎn)線上,不利于專業(yè)化協(xié)作,不利于應(yīng)用現(xiàn)代化的定位、加工和檢測技術(shù)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供一種整體結(jié)構(gòu)簡單,動作簡化,有效降低生產(chǎn)成本和提高工作效率,有效提升生產(chǎn)速度和設(shè)備性能穩(wěn)定,具備機械手自動取料、極耳找正定位、電芯二次定位、極耳合焊和自動輸送,集多種功能為一體的極耳超聲波合焊機。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
極耳超聲波合焊機,用于圓柱形鋰電池成品電芯兩個極耳的自動焊接,包括底座機架、自動控制系統(tǒng)和工作平臺,工作平臺設(shè)置于底座機架的頂側(cè);所述工作平臺的側(cè)端上設(shè)有從卷繞機的輸送帶上將加工后的待焊電芯夾取移送過來的電芯移栽機械手機構(gòu);所述工作平臺的中間設(shè)有用于承接電芯移栽機械手機構(gòu)轉(zhuǎn)送過來的待焊電芯并通過循環(huán)的回字形動作將待焊電芯依次遞進(jìn)的向下一個工位輸送的電芯輸送移栽機構(gòu);所述電芯輸送移栽機構(gòu)輸入端側(cè)邊的工作平臺上設(shè)有對電芯輸送移栽機構(gòu)上初始狀態(tài)的待焊電芯進(jìn)行軸線方向定位的電芯焊前定位機構(gòu);所述電芯焊前定位機構(gòu)定位后的待焊電芯前后側(cè)分別設(shè)有對電芯輸送移栽機構(gòu)上的待焊電芯進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制及周向定位的馬達(dá)極耳找正機構(gòu)和待焊電芯轉(zhuǎn)動極耳進(jìn)行重合度檢測的光纖檢測機構(gòu);所述馬達(dá)極耳找正機構(gòu)和光纖檢測機構(gòu)的后一工位設(shè)有對電芯輸送移栽機構(gòu)上極耳重合度符合要求及極耳在圓周方向進(jìn)行了定位的待焊電芯進(jìn)行極耳自動焊接的半波超聲波焊接機構(gòu);所述自動控制系統(tǒng)依次控制電芯移栽機械手機構(gòu)、電芯輸送移栽機構(gòu)、電芯焊前定位機構(gòu)、馬達(dá)極耳找正機構(gòu)、光纖檢測機構(gòu)和半波超聲波焊接機構(gòu)按工步動作并通過電芯輸送移栽機構(gòu)將焊接后的電芯直接輸出。
優(yōu)選地,所述半波超聲波焊接機構(gòu)同一工位的對側(cè)還設(shè)有固定于工作平臺上對電芯輸送移栽機構(gòu)上焊接前的電芯再次進(jìn)行軸向定位的電芯二次定位機構(gòu),電芯二次定位機構(gòu)包括定位氣缸固定座和二次橫向氣缸,所述定位氣缸固定座安裝于電芯輸送移栽機構(gòu)側(cè)旁的工作平臺上,二次橫向氣缸固定于定位氣缸固定座的頂端并通過伸出的活塞端對電芯輸送移栽機構(gòu)上焊接前的電芯軸向再次進(jìn)行定位。
優(yōu)選地,所述電芯輸送移栽機構(gòu)輸出端側(cè)邊的工作平臺上還設(shè)有對電芯輸送移栽機構(gòu)上不符合焊接要求的電芯進(jìn)行剔除的不良品排除機構(gòu),該不良品排除機構(gòu)包括相互對應(yīng)且分別位于電芯輸送移栽機構(gòu)兩側(cè)的不良品盒和橫向剔除氣缸,橫向剔除氣缸通過固定支座安裝于電芯輸送移栽機構(gòu)的底架板上,設(shè)置于電芯輸送移栽機構(gòu)對側(cè)的不良品盒用于承接橫向剔除氣缸從電芯輸送移栽機構(gòu)上剔除的不良產(chǎn)品電芯。
優(yōu)選地,所述電芯輸送移栽機構(gòu)包括立板架、橫向進(jìn)給部、縱向進(jìn)給部、旋轉(zhuǎn)控制部和氣爪,兩個氣爪并排的安裝于旋轉(zhuǎn)控制部的下端并在旋轉(zhuǎn)控制部驅(qū)動下作90°的往復(fù)旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)控制部安裝于縱向進(jìn)給部的下端并在縱向進(jìn)給部的推動下帶動兩個氣爪一并作上下往復(fù)運動,縱向進(jìn)給部安裝于橫向進(jìn)給部上并在橫向進(jìn)給部的推動下一并帶動旋轉(zhuǎn)控制部及氣爪同時作左右往復(fù)運動,橫向進(jìn)給部通過立板架固定于工作平臺上。
優(yōu)選地,所述橫向進(jìn)給部由橫向進(jìn)給氣缸、橫向氣缸固定座、橫向連接板塊、橫向滑塊和橫向滑桿組成;所述縱向進(jìn)給部由縱向進(jìn)給氣缸、縱向氣缸固定塊和縱向滑桿組成,所述縱向進(jìn)給氣缸通過縱向氣缸固定塊安裝固定于橫向進(jìn)給部的橫向滑塊頂部,縱向滑桿穿過橫向滑塊上設(shè)置的通孔并在縱向進(jìn)給氣缸推動下上下滑動;所述旋轉(zhuǎn)控制部由旋轉(zhuǎn)氣缸和旋轉(zhuǎn)軸組成,兩個氣爪并排的安裝于旋轉(zhuǎn)軸下端,旋轉(zhuǎn)氣缸安裝于縱向進(jìn)給部的縱向滑桿下端并推動旋轉(zhuǎn)軸及兩個氣爪作90°的往復(fù)旋轉(zhuǎn)。
優(yōu)選地,所述電芯輸送移栽機構(gòu)包括底架板、連接塊、橫向位移氣缸、縱向?qū)U、縱向位移氣缸、由兩個側(cè)板組成的直線狀導(dǎo)向槽和托起導(dǎo)軌,所述底架板安裝于工作平臺上,所述托起導(dǎo)軌裝配于導(dǎo)向槽內(nèi)且兩者的頂部均開設(shè)有多個等間距分布的用于定位托放電芯的梯形開口槽,托起導(dǎo)軌上表面低于導(dǎo)向槽上的梯形開口槽底部且托起導(dǎo)軌上的梯形開口槽與導(dǎo)向槽上的梯形開口槽的橫向?qū)R,橫向位移氣缸安裝于托起導(dǎo)軌下側(cè)的底架板上,所述縱向位移氣缸設(shè)置于工作平臺下側(cè)并通過縱向?qū)U推動托起導(dǎo)軌向上運動托起導(dǎo)向槽上梯形開口槽內(nèi)放置的電芯,橫向位移氣缸的活塞端通過連接塊與托起導(dǎo)軌連接并推動托起導(dǎo)軌及其上的電芯沿導(dǎo)向槽橫向步進(jìn)一個相鄰梯形開口槽的距離而向下一個工位輸送。
優(yōu)選地,所述電芯焊前定位機構(gòu)包括氣缸支座、電芯軸向右側(cè)定位氣缸、電芯軸向左側(cè)定位氣缸、兩個滑套和具有左側(cè)電芯定位夾的滑軌架,氣缸支座安裝于電芯輸送移栽機構(gòu)初始端的側(cè)邊,電芯軸向右側(cè)定位氣缸安裝于氣缸支座的中上部并通過活塞端部連接的右側(cè)電芯定位夾對電芯輸送移栽機構(gòu)上待焊電芯的右側(cè)定位,兩個滑套和電芯軸向左側(cè)定位氣缸安裝于氣缸支座的頂部,電芯軸向左側(cè)定位氣缸拉動滑軌架沿滑套滑動并通過左側(cè)電芯定位夾對待焊電芯的左側(cè)定位。
優(yōu)選地,所述馬達(dá)極耳找正機構(gòu)包括馬達(dá)縱向位移氣缸、馬達(dá)、主動輪和一對承接待焊電芯的隨動軸承,一對承接待焊電芯的隨動軸承安裝于電芯輸送移栽機構(gòu)上導(dǎo)向槽外壁的梯形開口槽兩側(cè),主動輪安裝于馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸上并對應(yīng)的位于隨動軸承承接的待焊電芯上側(cè),馬達(dá)縱向位移氣缸設(shè)置于電芯輸送移栽機構(gòu)上待焊電芯的上側(cè),馬達(dá)縱向位移氣缸推動連接的馬達(dá)及主動輪向下位移,馬達(dá)根據(jù)光纖檢測機構(gòu)反饋的重合度信號和電芯極耳圓周方向定位信號分別控制主動輪轉(zhuǎn)動,主動輪觸接待焊電芯并在一對隨動軸承承接下帶動待焊電芯轉(zhuǎn)動。
優(yōu)選地,所述光纖檢測機構(gòu)包括光纖氣缸支架、光纖橫向進(jìn)給氣缸、光纖安裝板、第一光纖和第二光纖,光纖橫向進(jìn)給氣缸通過光纖氣缸支架安裝于電芯輸送移栽機構(gòu)側(cè)邊的工作平臺上,第一光纖和第二光纖均安裝于光纖安裝板上,光纖橫向進(jìn)給氣缸推動與光纖氣缸支架頂表面滑軌配合的光纖安裝板伸入電芯輸送移栽機構(gòu)的上側(cè),光纖安裝板上的第一光纖和第二光纖從側(cè)面垂直向下照射電芯輸送移栽機構(gòu)上自轉(zhuǎn)的待焊電芯極耳并通過給定距離內(nèi)反射光的有無來進(jìn)行檢測極耳的重合度。
優(yōu)選地,所述半波超聲波焊接機構(gòu)包括焊座、夾爪、氣爪和半波超聲波焊機,所述電芯二次定位機構(gòu)對電芯輸送移栽機構(gòu)上焊接前的電芯再次進(jìn)行軸向定位后,焊座上的氣爪夾緊進(jìn)而帶動夾爪夾緊重合的電芯極耳,半波超聲波焊機的焊頭向下運動壓在焊座上完成電芯正極重合極耳的焊接。
本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明采用滿足電芯極耳合焊的新工藝,采用兩個機械氣爪同時動作,實現(xiàn)高效定位自動抓取和放置電芯,生產(chǎn)效率高;電芯輸送移栽機構(gòu)通過簡單水平和縱向循環(huán)運動輸送電芯,并通過梯形開口槽對電芯的軸心進(jìn)行精確定位;電芯輸送移栽機構(gòu)兩側(cè)依次設(shè)置的電芯焊前定位機構(gòu)、馬達(dá)極耳找正機構(gòu)、光纖檢測機構(gòu)和電芯二次定位機構(gòu),定位效果好,能夠?qū)﹄娦镜妮S心和軸線方向定位、以及對極耳在圓周方向定位,特別是馬達(dá)極耳找正機構(gòu)和光纖檢測機構(gòu)能夠使電芯旋轉(zhuǎn),在圓周方向?qū)O耳定位,并且能識別極耳不重合和極耳重合度超差的電芯,待后續(xù)作為不良品通過不良品排除機構(gòu)排出;焊前定位機構(gòu)能夠?qū)﹄娦具M(jìn)行軸向定位,電芯二次定位機構(gòu)能夠?qū)盖半娦驹俅芜M(jìn)行軸向定位,使極耳在電芯軸向焊接的位置更準(zhǔn)確。半波超聲波焊機機構(gòu)能修正極耳重合度,使重合度在限定范圍內(nèi)并且能對準(zhǔn)確定位的極耳進(jìn)行焊接,焊接效果好;整體設(shè)備成本低,自動化程度高,能夠通過簡單的機構(gòu)進(jìn)行連線生產(chǎn),實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。
【附圖說明】
圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本發(fā)明電芯移栽機械手機構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)放大示意圖;
圖4是本發(fā)明電芯輸送移栽機構(gòu)、馬達(dá)極耳找正機構(gòu)和不良品排除機構(gòu)裝配后的立體結(jié)構(gòu)放大示意圖;
圖5是本發(fā)明電芯焊前定位機構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)放大示意圖;
圖6是本發(fā)明光纖檢測機構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)放大示意圖;
圖7是本發(fā)明電芯二次定位機構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)放大示意圖;
圖8是本發(fā)明半波超聲波焊接機構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)放大示意圖。
【具體實施方式】
極耳超聲波合焊機,如圖1至圖8所示,用于圓柱形鋰電池成品電芯兩個正極極耳的自動焊接,包括底座機架1、自動控制系統(tǒng)(圖中未示)和工作平臺2,工作平臺2設(shè)置于底座機架1的頂側(cè);在工作平臺2的側(cè)端上設(shè)有從卷繞機的輸送帶上將加工后的待焊電芯夾取移送過來的電芯移栽機械手機構(gòu)3;在工作平臺2的中間設(shè)有用于承接電芯移栽機械手機構(gòu)3轉(zhuǎn)送過來的待焊電芯并通過循環(huán)的回字形動作將待焊電芯依次遞進(jìn)的向下一個工位輸送的電芯輸送移栽機構(gòu)4;在電芯輸送移栽機構(gòu)4輸入端側(cè)邊的工作平臺2上設(shè)有對電芯輸送移栽機構(gòu)4上初始狀態(tài)的待焊電芯進(jìn)行軸線方向定位的電芯焊前定位機構(gòu)5;在電芯焊前定位機構(gòu)5定位后的待焊電芯前后側(cè)分別設(shè)有對電芯輸送移栽機構(gòu)4上的待焊電芯進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制及周向定位的馬達(dá)極耳找正機構(gòu)6和待焊電芯轉(zhuǎn)動極耳進(jìn)行重合度檢測的光纖檢測機構(gòu)7;在馬達(dá)極耳找正機構(gòu)6和光纖檢測機構(gòu)7的后一工位設(shè)有對電芯輸送移栽機構(gòu)4上極耳重合度符合要求及極耳在圓周方向進(jìn)行了定位的待焊電芯進(jìn)行極耳自動焊接的半波超聲波焊接機構(gòu)8;所述自動控制系統(tǒng)依次控制電芯移栽機械手機構(gòu)3、電芯輸送移栽機構(gòu)4、電芯焊前定位機構(gòu)5、馬達(dá)極耳找正機構(gòu)6、光纖檢測機構(gòu)7和半波超聲波焊接機構(gòu)8按工步動作并通過電芯輸送移栽機構(gòu)4將焊接后的電芯直接輸出。
其中,如圖1、圖2和圖4所示,半波超聲波焊接機構(gòu)8同一工位的對側(cè)還設(shè)有固定于工作平臺2上對電芯輸送移栽機構(gòu)4上焊接前的電芯再次進(jìn)行軸向定位的電芯二次定位機構(gòu)9,在電芯輸送移栽機構(gòu)4輸出端側(cè)邊的工作平臺2上還設(shè)有對電芯輸送移栽機構(gòu)4上不符合焊接要求的電芯進(jìn)行剔除的不良品排除機構(gòu)10。
如圖1、圖2和圖3所示,電芯輸送移栽機構(gòu)3包括立板架30、橫向進(jìn)給部31、縱向進(jìn)給部32、旋轉(zhuǎn)控制部33和氣爪34,兩個氣爪34并排的安裝于旋轉(zhuǎn)控制部33的下端并在旋轉(zhuǎn)控制部33驅(qū)動下作90°的往復(fù)旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)控制部33安裝于縱向進(jìn)給部32的下端并在縱向進(jìn)給部32的推動下帶動兩個氣爪34一并作上下往復(fù)運動,縱向進(jìn)給部32安裝于橫向進(jìn)給部31上并在橫向進(jìn)給部31的推動下一并帶動旋轉(zhuǎn)控制部33及氣爪34同時作左右往復(fù)運動,橫向進(jìn)給部31通過立板架30固定于工作平臺2上。
繼續(xù)如圖1、圖2和圖3所示,橫向進(jìn)給部31由橫向進(jìn)給氣缸310、橫向氣缸固定座311、橫向連接板塊312、橫向滑塊313和橫向滑桿314組成;縱向進(jìn)給部32由縱向進(jìn)給氣缸320、縱向氣缸固定塊321和縱向滑桿322組成,縱向進(jìn)給氣缸320通過縱向氣缸固定塊321安裝固定于橫向進(jìn)給部31的橫向滑塊313頂部,縱向滑桿322穿過橫向滑塊313上設(shè)置的通孔并在縱向進(jìn)給氣缸320推動下上下滑動;旋轉(zhuǎn)控制部33由旋轉(zhuǎn)氣缸330和旋轉(zhuǎn)軸331組成,兩個氣爪34并排的安裝于旋轉(zhuǎn)軸331下端,旋轉(zhuǎn)氣缸330安裝于縱向進(jìn)給部32的縱向滑桿322下端并推動旋轉(zhuǎn)軸331及兩個氣爪34作90°的往復(fù)旋轉(zhuǎn)。
電芯輸送移栽機構(gòu)3工作時,橫向進(jìn)給部31的橫向進(jìn)給氣缸310在初始狀態(tài)下處于收縮狀態(tài),當(dāng)橫向進(jìn)給氣缸310伸出時,帶動橫向滑塊313及縱向進(jìn)給部32、旋轉(zhuǎn)控制部33和氣爪34一起橫向運動,從而帶動氣爪34橫向移動至卷繞機的輸送帶上方。同時,對應(yīng)縱向進(jìn)給部32的縱向進(jìn)給氣缸320初始狀態(tài)也處于收縮狀態(tài)下,當(dāng)縱向進(jìn)給氣缸320伸出運動時,帶動旋轉(zhuǎn)控制部33和氣爪34一起縱向運動,從而帶動氣爪34向下移動至卷繞機輸送電芯水平面處。接著,旋轉(zhuǎn)控制部33上初始狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)氣缸330推動旋轉(zhuǎn)軸331并帶動兩個氣爪34一起旋轉(zhuǎn)90°,從而帶動氣爪34旋轉(zhuǎn)至與卷繞機輸送電芯方向一致;然后,初始狀態(tài)下的兩個氣爪34夾抓打開,兩個氣爪34夾緊完成電芯抓取。接著,縱向進(jìn)給氣缸320收縮,然后橫向進(jìn)給氣缸310收縮,旋轉(zhuǎn)氣缸330反向旋轉(zhuǎn)90°;然后,縱向進(jìn)給氣缸320伸出,然后氣爪34打開,完成待焊電芯放置于電芯輸送移栽機構(gòu)4上;最后縱向進(jìn)給氣缸320收縮,同時完成兩個電芯的抓取和放置動作的一次循環(huán)。
如圖1和圖4所示,電芯輸送移栽機構(gòu)4包括底架板40、連接塊41、橫向位移氣缸42、縱向?qū)U43、縱向位移氣缸(圖中未示)、由兩個側(cè)板450組成的直線狀導(dǎo)向槽45和托起導(dǎo)軌46,底架板40安裝于工作平臺2上,托起導(dǎo)軌46裝配于導(dǎo)向槽45內(nèi)且兩者的頂部均開設(shè)有多個等間距分布的用于定位托放電芯的梯形開口槽47,托起導(dǎo)軌46上表面低于導(dǎo)向槽45上的梯形開口槽底部且托起導(dǎo)軌46上的梯形開口槽與導(dǎo)向槽上的梯形開口槽的橫向?qū)R,橫向位移氣缸44安裝于托起導(dǎo)軌46下側(cè)的底架板40上,縱向位移氣缸設(shè)置于工作平臺2下側(cè)并通過縱向?qū)U43推動托起導(dǎo)軌46向上運動托起導(dǎo)向槽45上梯形開口槽內(nèi)放置的電芯,橫向位移氣缸42的活塞端通過連接塊41與托起導(dǎo)軌46連接并推動托起導(dǎo)軌46及其上的電芯沿導(dǎo)向槽45橫向步進(jìn)一個相鄰梯形開口槽的距離而向下一個工位輸送。底架板40通過多根立柱48固定安裝于工作平臺2上,底架板40上設(shè)有兩組對稱分布且共6個的支架49來平行固定導(dǎo)向槽45兩側(cè)的側(cè)板450。
當(dāng)電芯移栽輸送時,電芯輸送移栽機構(gòu)4上的縱向位移氣缸收縮,通過縱向?qū)U43將托起導(dǎo)軌46托起,從而將電芯托起高于導(dǎo)向槽45兩側(cè)的側(cè)板450上端;然后,橫向位移氣缸42收縮,推動托起導(dǎo)軌46橫向前進(jìn),從而托起導(dǎo)軌46帶動電芯向前移動一個工位,然后縱向位移氣缸伸出,通過縱向?qū)U43帶動托起導(dǎo)軌46向下運動,使托托起導(dǎo)軌46上表面低于導(dǎo)向槽45上側(cè)板450的梯形開口槽底部,從而電芯向下移動放置于導(dǎo)向槽45上側(cè)板450的梯形開口槽內(nèi);然后,橫向位移氣缸42伸出,帶動托起導(dǎo)軌46復(fù)位,完成電芯前進(jìn)一個工位的動作循環(huán)。即通過托起導(dǎo)軌46橫向和縱向的運動使托起導(dǎo)軌46完成回字形動作,從而使電芯向下一個工位輸送,此種方式定位準(zhǔn)確,有利于其他各個機構(gòu)對齊相應(yīng)的工位完成各種動作。
如圖1和圖5所示,電芯焊前定位機構(gòu)5包括氣缸支座50、電芯軸向右側(cè)定位氣缸51、電芯軸向左側(cè)定位氣缸52、兩個滑套53和具有左側(cè)電芯定位夾540的滑軌架54,氣缸支座50安裝于電芯輸送移栽機構(gòu)4初始端的側(cè)邊,電芯軸向右側(cè)定位氣缸51安裝于氣缸支座50的中上部并通過活塞端部連接的右側(cè)電芯定位夾510對電芯輸送移栽機構(gòu)4上待焊電芯的右側(cè)定位,兩個滑套53和電芯軸向左側(cè)定位氣缸52安裝于氣缸支座50的頂部,電芯軸向左側(cè)定位氣缸52拉動滑軌架54沿滑套53滑動并通過左側(cè)電芯定位夾540對待焊電芯的左側(cè)定位。
工作時,電芯焊前定位機構(gòu)5上電芯軸向左側(cè)定位氣缸52的初始狀態(tài)處于伸出狀態(tài),電芯軸向右側(cè)定位氣缸51的初始狀態(tài)處于收縮狀態(tài),當(dāng)電芯輸送移栽機構(gòu)4的輸送線上的電芯處于初始狀態(tài)時,電芯焊前定位機構(gòu)5開始動作,電芯軸向左側(cè)定位氣缸52和電芯軸向右側(cè)定位氣缸51同時動作;電芯軸向左側(cè)定位氣缸52收縮從而帶動左側(cè)電芯定位夾540向電芯移動,同時,電芯軸向右側(cè)定位氣缸51伸出從而帶動右側(cè)電芯定位夾510也向電芯移動,從電芯負(fù)極端輕推電芯,使正極端極耳一致,從而使電芯在軸線方向定位,保證焊接位置精度;然后,電芯軸向左側(cè)定位氣缸52伸出,同時電芯軸向右側(cè)定位氣缸51收縮,完成一個電芯定位動作的循環(huán)。
如圖1和圖4所示,馬達(dá)極耳找正機構(gòu)6包括馬達(dá)縱向位移氣缸60、馬達(dá)61、主動輪62和一對承接待焊電芯的隨動軸承63,一對承接待焊電芯的隨動軸承63安裝于電芯輸送移栽機構(gòu)4上一個導(dǎo)向槽45外壁的梯形開口槽兩側(cè),主動輪62安裝于馬達(dá)61的轉(zhuǎn)軸上并對應(yīng)的位于隨動軸承63承接的待焊電芯上側(cè),馬達(dá)縱向位移氣缸60設(shè)置于電芯輸送移栽機構(gòu)4上待焊電芯的上側(cè),馬達(dá)縱向位移氣缸60推動連接的馬達(dá)61及主動輪62向下位移,馬達(dá)61根據(jù)光纖檢測機構(gòu)7反饋的重合度信號和電芯極耳圓周方向定位信號分別控制主動輪62轉(zhuǎn)動,主動輪62觸接待焊電芯并在一對隨動軸承63承接下帶動待焊電芯轉(zhuǎn)動。
如圖1和圖6所示,光纖檢測機構(gòu)7包括光纖氣缸支架70、光纖橫向進(jìn)給氣缸71、光纖安裝板72、第一光纖73和第二光纖74,光纖橫向進(jìn)給氣缸71通過光纖氣缸支架70安裝于電芯輸送移栽機構(gòu)4側(cè)邊的工作平臺2上,第一光纖73和第二光纖74均安裝于光纖安裝板上,光纖橫向進(jìn)給氣缸71推動與光纖氣缸支架70頂表面滑軌配合的光纖安裝板72伸入電芯輸送移栽機構(gòu)4的上側(cè),光纖安裝板72上的第一光纖73和第二光纖74從側(cè)面垂直向下照射電芯輸送移栽機構(gòu)上自轉(zhuǎn)的待焊電芯極耳并通過給定距離內(nèi)反射光的有無來進(jìn)行檢測極耳的重合度。
其中,第一光纖73和第二光纖74是通過給定距離內(nèi)的反射光的有無來進(jìn)行檢測物體,且第一光纖73和第二光纖74從側(cè)面垂直向下照射;由于電芯的兩個正極極耳是朝向光纖檢測機構(gòu)7的一側(cè),且電芯的兩個正極極耳是處于電芯外圓周邊緣,且電芯的兩個正極極耳在正常狀態(tài)下是重合的;同時,馬達(dá)極耳找正機構(gòu)6和光纖檢測機構(gòu)7是相互配合一起動作。工作時,第一光纖73和第二光纖74的對稱中心與可自由旋轉(zhuǎn)的電芯同心,當(dāng)電芯在移栽輸送線處于初始狀態(tài)時,光纖檢測機構(gòu)7上光纖橫向進(jìn)給氣缸71由初始收縮狀態(tài)動作,活塞桿伸出,帶動光纖安裝板72及其上的第一光纖73和第二光纖74伸出,第一光纖73和第二光纖74伸出到超過電芯正極端面一段適當(dāng)距離時停止。此時,馬達(dá)極耳找正機構(gòu)6上的馬達(dá)61開始帶動電芯旋轉(zhuǎn);電芯旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)分為兩個階段,第一階段:在此階段中,只有第一光纖73工作,馬達(dá)61帶動電芯旋轉(zhuǎn)360°,如果第一光纖73感應(yīng)到極耳的次數(shù)為2次(在此階段,馬達(dá)未轉(zhuǎn)動時就感應(yīng)到極耳不算做1次感應(yīng)次數(shù)),則判定為兩個極耳不重合,此電芯將不焊接并輸送至后續(xù)工位作為不良品后續(xù)排除;如果第一光纖73感應(yīng)到極耳的次數(shù)為1次,則判定為兩個極耳重合,電芯進(jìn)行第二階段的旋轉(zhuǎn);第二階段:在此階段中,第一光纖73和第二光纖74同時工作,馬達(dá)極耳找正機構(gòu)6上的馬達(dá)61繼續(xù)帶動電芯繼續(xù)旋轉(zhuǎn),當(dāng)?shù)谝还饫w73感應(yīng)到電芯極耳時,馬達(dá)61繼續(xù)旋轉(zhuǎn)(在此階段,馬達(dá)61未轉(zhuǎn)動時就感應(yīng)到極耳算做已經(jīng)感應(yīng)到極耳),當(dāng)?shù)谝还饫w73剛好感應(yīng)不到極耳時,馬達(dá)61停止轉(zhuǎn)動,此時重合的電芯極耳旋轉(zhuǎn)至最低點,如果此時第二光纖74感應(yīng)到極耳,則判定為此電芯極耳重合度不好,此電芯將不焊接并輸送至后續(xù)工位作為不良品后續(xù)排除;如果此時第二光纖74也感應(yīng)不到極耳,此時即對電芯上的正極極耳進(jìn)行了圓周方向上的定位,則判定為此電芯極耳重合度好,將輸送至后續(xù)工位進(jìn)行焊接
如圖1和圖7所示,電芯二次定位機構(gòu)9包括定位氣缸固定座90和二次橫向氣缸91,所述定位氣缸固定座90安裝于電芯輸送移栽機構(gòu)4側(cè)旁的工作平臺2上,二次橫向氣缸91固定于定位氣缸固定座90的頂端并通過伸出的活塞端對電芯輸送移栽機構(gòu)4上焊接前的電芯軸向再次進(jìn)行定位。
如圖1和圖8所示,半波超聲波焊接機構(gòu)8包括焊座80、夾爪81、氣爪82和半波超聲波焊機83,在電芯二次定位機構(gòu)9對電芯輸送移栽機構(gòu)4上焊接前的電芯再次進(jìn)行軸向定位后,焊座80上的氣爪82夾緊進(jìn)而帶動夾爪81夾緊重合的電芯極耳,半波超聲波焊機83的焊頭向下運動壓在焊座80上完成電芯正極重合極耳的焊接。具體工作時,當(dāng)電芯在移栽輸送線處于初始狀態(tài)時,氣爪82初始處于放開狀態(tài),氣爪82夾緊帶動夾爪81夾緊重合的正極極耳;由于夾緊后重合極耳的寬度最大寬度尺寸為5mm,在焊接前對電芯極耳焊接后的外形尺寸進(jìn)行修正,半波超聲波焊機83的焊頭初始處于行程的最高點,然后半波超聲波焊機83的焊頭向下運動壓在焊座80上,完成正極重合的極耳的焊接;然后,氣爪82張開,同時半波超聲波焊機83的焊頭向上運動,完成一個電芯極耳焊接的循環(huán)。
如圖1和圖4所示,不良品排除機構(gòu)10包括相互對應(yīng)且分別位于電芯輸送移栽機構(gòu)4兩側(cè)的不良品盒100和橫向剔除氣缸101,橫向剔除氣缸101通過固定支座安裝于電芯輸送移栽機構(gòu)4的底架板40上,針對前道工位檢測判定為不良產(chǎn)品的電芯,初始狀態(tài)為收縮狀態(tài)的橫向剔除氣缸101動作,其活塞桿端頭伸出輕推不良電芯,這時,設(shè)置于電芯輸送移栽機構(gòu)4對側(cè)的不良品盒100,用于承接橫向剔除氣缸101從電芯輸送移栽機構(gòu)4上剔除的不良產(chǎn)品電芯;然后,橫向剔除氣缸101收縮,完成一個不良品排出的動作循環(huán),此后電芯繼續(xù)移栽至后續(xù)工位,并可連線下道工序的設(shè)備。
整機在自動控制系統(tǒng)的控制下,電芯移栽機械手機構(gòu)3、電芯輸送移栽機構(gòu)4、電芯焊前定位機構(gòu)5、馬達(dá)極耳找正機構(gòu)6、光纖檢測機構(gòu)7、電芯二次定位機構(gòu)9和不良品排除機構(gòu)10依次循環(huán)動作,最后通過電芯輸送移栽機構(gòu)4將焊接后的電芯直接輸出。
以上所述實施例只是為本發(fā)明的較佳實施例,并非以此限制本發(fā)明的實施范圍,如需單機使用,取消電芯移栽機械手機構(gòu)即可,凡依本發(fā)明之形狀、構(gòu)造及原理所作的等效變化,均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。