CN105563118A - 物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机，集流片焊接生产线包括转盘、设于转盘上的物料定位装置及沿着转盘顺次布置并与物料定位装置传递工作位置配合的电芯上料装置、集流片上料装置、焊接装置、集流片弯折装置、成品出料装置，所述物料定位装置包括电芯固定座以及活动顶压机构，电芯固定座上设有供电芯放置的电芯定位腔，所述活动顶压机构包括有顶压头、活动架、顶压驱动装置以及顶压驱动控制装置，顶压头设于电芯固定座的电芯定位腔上方，顶压头安装在活动架上，活动架与顶压驱动装置的驱动端连接。本发明实现集流片自动焊接于电芯上及集流片自动折弯，具有产品加工质量好、结构紧凑以及工作效率高的优点。

Description

物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机

技术领域

本发明涉及焊接设备，确切的说是将集流片焊接于圆柱锂电池上的焊接组装设备。

背景技术

电池集流片在组装之前，如图2所示，集流片为一平面金属片，其包括一圆环面及设置于该圆环面一侧的矩形条，将矩形条弯折，将圆环面焊接于氢电池外壳内的电池芯正极端表面，如图1所示，集流片将正极电流传输至正极盖帽。

现有电池集流片的焊接采用手工焊接，或者仅采用电池工装进行定位后，经普通焊接设备进行焊接，存在操作不便以及产品质量差的缺陷。

发明内容

本发明的发明目的：为克服现有技术存在的技术问题，本发明提供一种实现集流片自动焊接于电芯上，并实现集流片自动折弯的物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机，具有产品加工质量好、结构紧凑以及工作效率高的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机，包括有机身，其特征在于：所述的机身上设有集流片焊接生产线，集流片焊接生产线包括转盘、设于转盘上的物料定位装置、将电芯送入物料定位装置上的电芯上料装置、将集流片组合于电芯上的集流片上料装置、将集流片的圆环面焊接于电芯上的焊接装置、将集流片的矩形条弯折的集流片弯折装置以及将成品移出物料定位装置的成品出料装置，电芯上料装置、集流片上料装置、焊接装置、集流片弯折装置以及成品出料装置沿着转盘顺次布置，所述物料定位装置与电芯上料装置、集流片上料装置、焊接装置、集流片弯折装置、成品出料装置的传递工作位置配合，所述物料定位装置包括电芯固定座以及活动顶压机构，电芯固定座上设有供电芯放置的电芯定位腔，所述活动顶压机构包括有顶压头、活动架、顶压驱动装置以及顶压驱动控制装置，顶压头设于电芯固定座的电芯定位腔上方，顶压头安装在活动架上，活动架与顶压驱动装置的驱动端连接。

本发明的圆柱锂电池集流片焊接机，实现电池与集流片生产线式焊接组装，先将电芯在电芯上料装置上上料，在经集流片上料装置集流片上料实现电池与集流片预先组装到位，之后经焊接装置进行焊接，焊接完成后，再对集流片的矩形条进行弯折操作，最终完成成品，在成品出料装置出料。实现集流片自动焊接组装于电池上，工作效率高，而且先进行焊接后进行集流片折片操作，加工更为方便以及产品可靠性更容易保证。在集流片上料时，顶压驱动装置经定压驱动装置控制器控制，顶压驱动装置驱动活动架使得顶压头处于离开电芯状态，方便集流片放置电芯顶部，顶压头压向电芯，将集流片压固在电芯上，使得集流片可靠固定定位在电芯上，使得电芯与集流片定位组合可靠，并使得电芯放置在放置腔内到位，保证后期焊接和集流片弯折的质量。

优选的，所述顶压驱动控制装置包括设于转盘中心位置的凸轮盘，在转盘上设有绕凸轮盘分布的、并与各工位上装置一一对应的顶压驱动装置控制器，顶压驱动装置控制器的触发端朝向凸轮盘，凸轮盘包括第一圆弧面和第二圆弧面，第一圆弧面的直径大于第二圆弧面的直径，第一圆弧面沿弧长方向依次对应成品出料装置位置、电芯上料装置位置、集流片上料装置位置，第二圆弧面沿着弧长方向依次对应余下工位上装置，第一圆弧面对应在成品出料装置位置的一端与第二圆弧面平滑过渡连接，第一圆弧面对应在集流片上料装置位置上设浮动块，浮动块上具有与第一圆弧面、第二圆弧面适配连接的弧面，浮动块可沿径向滑动，浮动块具有伸出至与第一圆弧面顺接的伸出位置，以及与第二圆弧面顺接的回缩位置，浮动块连接有驱动浮动块伸缩滑移的控制气缸；顶压驱动装置控制器的触发端与第一圆弧面抵压配合并触发顶压驱动装置驱动顶压头上升脱开物料，顶压驱动装置控制器的触发端与第二圆弧面间隔配合并控制所述触发顶压驱动装置驱动顶压头压向物料。

上述结构设计下，在集流片上料装置位置处，在集流片上料时，浮动块处于伸出位置，实现控制顶压头上升脱开物料，方便集流片上料，在上料完成后，浮动块处于回缩位置，实现控制顶压头压向物料，将集流片与电芯定位配合，从而便于后面工序的进行，控制方便。

优选的，所述顶压头为与电芯中心配合的杆状，顶压头的头部为圆锥形。

上述结构设计下，顶压头为杆状，与电芯中部的凹孔和集流片中间的通孔更好的配合，实现更好的定位，顶压头不会对集流片造成位置干涉，方便焊接操作，而且顶压头的头部为圆锥形，集流片的中心孔套在圆锥形上，能够更好的将集流片压固在电芯上。

优选的，所述电芯固定座以可旋转的方式动配合在转盘上，电芯固定座驱动连接有驱动其在焊接过程中旋转的旋转焊接驱动装置。

上述结构设计下，焊接过程中，旋转焊接驱动机构驱动电芯固定座进行旋转，因此在焊接过程中，电芯和集流片旋转，从而将集流片和电芯成环形焊接固定，使得集流片与电芯焊接牢固可靠，而且焊接操作简单方便。

优选的，所述旋转焊接驱动装置包括旋转驱动器以及离合机构，所述旋转驱动器的动力输出端与电芯固定座上的动力输入端经离合机构实现可离合式动力传输，所述旋转驱动器安装在机身上对应焊接装置位置。

上述结构设计下，旋转焊接驱动装置结构简单，便于安装，旋转驱动器设置在机身对应焊接装置位置，并采用离合机构进行离合控制，从而控制旋转驱动器与电芯固定座动力传递，驱动器设置在机身对应焊接装置位置，使得在焊接时电芯固定座的旋转驱动控制更为稳定可靠，实现旋转驱动器与电芯固定座分离设置，安装设置更为方便。

优选的，所述电芯固定座上安装有摩擦传动轮，所述旋转驱动器的输出端安装有摩擦驱动轮，摩擦驱动轮与摩擦传动轮可离合式动力传输，所述离合机构包括有固定在机身上的滑动导座以及离合气缸，所述旋转驱动器以可直线滑移的方式动配合在滑动导座上，所述旋转驱动器上设有离合驱动座，离合驱动座上设有安装通孔，离合气缸的伸缩臂穿设在离合驱动座上的安装通孔内，所述离合气缸的伸缩臂前端部与离合驱动座止挡联动，离合气缸的伸缩臂后端设有驱动环，离合气缸的伸缩臂上套设有驱动旋转驱动器上摩擦驱动轮压向摩擦传动轮的联动弹簧，联动弹簧位于驱动环和离合驱动座之间，驱动环经联动弹簧与离合驱动座联动。

上述结构设计下，旋转驱动器与电芯固定座采用摩擦驱动轮和摩擦传动轮进行动力传输，结构简单，离合配合更为方便和稳定可靠，在焊接工序开始时，离合气缸的伸缩臂上驱动环经联动弹簧顶推离合驱动座，即推动旋转驱动器，旋转驱动器上的摩擦驱动轮压向摩擦传动轮直至接触实现动力传输，之后联动弹簧提供将摩擦驱动轮可靠压紧于摩擦传动轮的浮动预压力，使得摩擦驱动轮与摩擦传动轮的结合过程稳定，并保证动力传递过程中稳定可靠，消除传动过程中摩擦驱动轮和摩擦传动轮受到振动等因素影响；在解除动力传输时，联动弹簧实现摩擦驱动轮与摩擦传动轮缓慢稳定的脱开；因此使得摩擦驱动轮和摩擦传动的离合过程稳定可靠。同时上述结构的离合机构结构简单，方便安装布置。

优选的，所述物料定位装置包括两个电芯固定座，所述活动顶压机构的活动架上设有两个与两个电芯固定座一一对应配合的顶压头，两个电芯固定座上均安装有独立的摩擦传动轮，摩擦驱动轮对应在与两个摩擦传动轮均相切的位置，两个所述电芯固定座之间经同步带联动连接。

上述结构设计下，实现双工位同时操作，提高工作效率，而且两电芯固定座上均设摩擦传动轮，摩擦驱动轮对应在两摩擦传动轮相切位置，在配合时实现摩擦驱动轮同时驱动两摩擦传动轮，两摩擦传动轮实现对摩擦驱动轮同时支承，使得摩擦驱动轮与摩擦传动轮的配合更为稳定可靠，在两个电芯固定座之间并采用同步带进行联动，进一步保证两个电芯固定座的同步旋转。

优选的，所述焊接装置包括设于机身上可升降的升降座以及驱动升降座升降的升降驱动装置，所述升降座上设置有焊接头，焊接头上固定有安装轴，安装轴轴向滑动配合在升降座上，安装轴上套有驱动焊接头下压的缓冲弹簧。

上述结构设计下，在焊接时，升降座经升降驱动装置驱动下降，升降座带动焊接头使得焊接头下降至零部件接触时，之后在升降座继续下降，焊接头压缩缓冲弹簧，缓冲弹簧起到缓冲作用，避免刚性碰撞造成部件损坏，而且在缓冲弹簧的弹力作用下使得焊接头上焊接部位与零件可靠接触，保证焊接质量。

优选的，所述集流片弯折装置包括翻折机构以及翻折保持机构，所述翻折机构包括顶推集流片进行翻折的折片板，驱动折片板升起顶推集流片翻折的翻折气缸，以及驱动折片板处于集流片下方的前推气缸，翻折保持机构包括折片定型座以及驱动折片定型座升降的折片定型座驱动气缸，折片定型座与折片定型座驱动气缸的伸缩臂连接，折片定型座上设有供集流片折起部分嵌入定型的折片定型槽，折片定型槽下端具有供集流片折起部分插入的插入开口。

上述结构设计下，集流片翻折工作原理为：折片板经前推气缸伸至集流片下方，再经翻折气缸驱动折片板上升，对集流片进行顶推，使得集流片的矩形条弯折，弯折至需要位置时，集流片本身存在回弹复位，此时，折片定型座在折片定型座驱动气缸驱动下下降，使得折片定型槽沿着插入开口套入集流片的折起部分，集流片的折起部分在折片定型槽内实现保持定型；实现集流片自动弯折操作，提高工作效率，且具有折片质量稳定可靠的优点。

优选的，所述集流片弯折装置与成品出料装置之间还设有折片二次整定装置，折片二次整定装置包括有压片机构以及推折整定机构，压片机构包括压固集流片焊接部分的压片座以及驱动压片座升降的压片座升降气缸，所述推折整定机构包括有推折块、驱动推折块水平移动以推折集流片折起部分的平推气缸以及止挡限定推折块移动行程的止挡件，所述推折块的推折端为斜向后延伸的斜切面。

上述结构设计下，压片座在压片座驱动气缸驱动下降，压片座压住集流片与电芯焊接部分，推折块经平推气缸水平移动推折集流片折起部分，在推折块的斜切面下，集流片折起部分弯曲，实现对集流片弯折后进行二次整定，保证集流片弯折到位可靠，提高集流片折片质量。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明产品结构示意图；

图2为本发明集流片装配前结构示意图；

图3为本发明物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机立体图；

图4为本发明物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机俯视图；

图5为本发明带物料定位装置的转盘结构示意图；

图6为本发明带物料定位装置的转盘仰视图；

图7为本发明物料定位装置结构示意图；

图8为本发明集流片上料装置与物料定位装置配合图；

图9为本发明集流片上料装置结构示意图；

图10为本发明焊接装置与物料定位装置配合图；

图11为本发明焊接装置结构示意图；

图12为本发明旋转焊接驱动装置结构示意图；

图13为本发明集流片弯折装置结构示意图；

图14为本发明折片定型座结构示意图；

图15为本发明折片二次整定装置结构示意图。

具体实施方式

参见附图1~15所示，本发明公开的一种物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机，包括有机身1，所述的机身1上设有集流片焊接生产线，集流片焊接生产线包括转盘、设于转盘上的物料定位装置2、将电芯送入物料定位装置上2上的电芯上料装置3、将集流片组合于电芯上的集流片上料装置4、将集流片的圆环面焊接于电芯上的焊接装置5、将集流片的矩形条弯折的集流片弯折装置6以及将成品移出物料定位装置2的成品出料装置7，电芯上料装置3、集流片上料装置4、焊接装置5、集流片弯折装置6以及成品出料装置7沿着转盘顺次布置，所述物料定位装置2与电芯上料装置3、集流片上料装置4、焊接装置5、集流片弯折装置6、成品出料装置7的传递工作位置配合。转盘11经转盘驱动装置驱动间歇转动实现工位切换，转盘驱动装置包括电机12以及减速箱13，电机12经传动带与减速箱13动力传输，转盘11安装在减速箱13的动力输出端上，物料定位装置2安装在转盘11上，电芯上料装置3、集流片上料装置4、焊接装置5、集流片弯折装置6、成品出料装置7绕转盘11依次排布，实现生产线循环。

所述物料定位装置2包括电芯固定座21以及活动顶压机构22，电芯固定座21上设有供电芯放置的电芯定位腔211，所述活动顶压机构22包括有顶压头221、活动架222、顶压驱动装置223以及顶压驱动控制装置，顶压驱动装置223优选采用气缸设计，顶压头221设于电芯固定座21的电芯定位腔211上方，顶压头221安装在活动架222上，活动架222与顶压驱动装置223的驱动端连接（即与气缸的伸缩臂连接）。这样在气缸的作用下，顶压头221可压向电芯进行定位固定物料以及可离开物料实现产品出料、物料上料的操作；对物料的定位固定可靠，物料传输更为稳定可靠，保证生产线正常稳定的运行。为便于顶压头221在相应工位的开合控制，顶压驱动控制装置包括在转盘11的中心位置设有凸轮盘14，在转盘11上设有绕凸轮盘14分布的、并与各工位上装置一一对应的顶压驱动装置控制器15，顶压驱动装置控制器15的触发端朝向凸轮盘14，凸轮盘14包括第一圆弧面141和第二圆弧面142，第一圆弧面141的直径大于第二圆弧面142的直径，第一圆弧面141沿弧长方向依次对应成品出料装置7位置、电芯上料装置3位置、集流片上料装置4位置，第二圆弧面142沿着弧长方向依次对应余下工位上装置，如焊接装置5、集流片弯折装置6，第一圆弧面141对应在成品出料装置7位置的一端与第二圆弧面142平滑过渡连接，第一圆弧面141对应在集流片上料装置4位置上设浮动块143，浮动块143上具有与第一圆弧面141、第二圆弧面142适配连接的弧面，浮动块143可沿径向滑动，浮动块143具有伸出至与第一圆弧面141顺接的伸出位置，以及与第二圆弧面142顺接的回缩位置，浮动块142连接有驱动浮动块143伸缩滑移的控制气缸144；顶压驱动装置控制器15的触发端与第一圆弧面141抵压配合并触发顶压驱动装置223驱动顶压头221上升脱开物料，顶压驱动装置控制器15的触发端与第二圆弧面142间隔配合并控制所述触发顶压驱动装置223驱动顶压头221压向物料。在集流片上料装置4位置处，在集流片上料时，浮动块143处于伸出位置，实现控制顶压头221上升脱开物料，方便集流片上料，在上料完成后，浮动块143处于回缩位置，实现控制顶压头221压向物料，将集流片与电芯定位配合，从而便于后面工序的进行，控制方便。其中顶压驱动装置控制器15为现有的电子开关即可，为本领域普通技术人员熟知的公知技术，故不再赘述。在集流片上料时，顶压驱动装置223驱动活动架222使得顶压头221处于离开电芯状态，方便集流片放置电芯顶部，顶压头221压向电芯，将集流片压固在电芯上，使得集流片可靠固定定位在电芯上，使得电芯与集流片定位组合可靠，并使得电芯放置在放置腔内到位，保证后期焊接和集流片弯折的质量。

优选的，所述顶压头221为与电芯中心配合的杆状，顶压头221的头部2211为圆锥形。顶压头221为杆状，与电芯中部的凹孔和集流片中间的通孔更好的配合，实现更好的定位，顶压头221不会对集流片造成位置干涉，方便焊接操作，而且顶压头221的头部为圆锥形，集流片的中心孔套在圆锥形上，能够更好的将集流片压固在电芯上。

本具体实施例中，所述电芯固定座21以可旋转的方式动配合在转盘上，电芯固定座21驱动连接有驱动其在焊接过程中旋转的旋转焊接驱动装置8。在焊接过程中，旋转焊接驱动装置8驱动电芯固定座21进行旋转，因此在焊接过程中，电芯和集流片旋转，从而将集流片和电芯成环形焊接固定，使得集流片与电芯焊接牢固可靠，而且焊接操作简单方便。所述旋转焊接驱动装置8包括旋转驱动器81以及离合机构82，所述旋转驱动器81的动力输出端与电芯固定座21上的动力输入端经离合机构82实现可离合式动力传输，所述旋转驱动器81安装在机身1上对应焊接装置5位置。旋转驱动器81设置在机身1对应焊接装置5位置，并采用离合机构82进行离合控制，从而控制旋转驱动器81与电芯固定座21动力传递，驱动器设置在机身1对应焊接装置5位置，使得在焊接时电芯固定座21的旋转驱动控制更为稳定可靠，实现旋转驱动器81与电芯固定座21分离设置，安装设置更为方便。当然作为本发明可行的方案，旋转焊接驱动装置8可直接安装在转盘上（即转盘11上），直接动力连接，但这样每个物料固定装置处均要设置一个旋转焊接驱动装置8，结构复杂。

优选的，所述电芯固定座21上安装有摩擦传动轮212，所述旋转驱动器81的输出端安装有摩擦驱动轮812，摩擦驱动轮812与摩擦传动轮212可离合式动力传输，所述离合机构82包括有固定在机身1上的滑动导座821以及离合气缸822，所述旋转驱动器81以可直线滑移的方式动配合在滑动导座821上，所述旋转驱动器81上设有离合驱动座813，离合驱动座813上设有安装通孔，离合气缸822的伸缩臂穿设在离合驱动座813上的安装通孔内，所述离合气缸822的伸缩臂前端部与离合驱动座813止挡联动，离合气缸822的伸缩臂后端设有驱动环8221，离合气缸822的伸缩臂上套设有驱动旋转驱动器81上摩擦驱动轮812压向摩擦传动轮212的联动弹簧823，联动弹簧823位于驱动环8221和离合驱动座813之间，驱动环8221经联动弹簧823与离合驱动座813联动。为保证摩擦驱动轮812压向摩擦传动轮212精确稳定，在离合气缸822的伸缩臂前方设止挡件923，实现离合气缸822的行程控制，避免摩擦驱动轮812压向摩擦传动轮212的力过大，实现设备保护。其工作原理为：在焊接工序开始时，离合气缸822的伸缩臂上驱动环8221经联动弹簧823顶推离合驱动座813，即推动旋转驱动器81，旋转驱动器81上的摩擦驱动轮812压向摩擦传动轮212直至接触实现动力传输，之后联动弹簧823提供将摩擦驱动轮812可靠压紧于摩擦传动轮212的浮动预压力，使得摩擦驱动轮812与摩擦传动轮212的结合过程稳定，并保证动力传递过程中稳定可靠，消除传动过程中摩擦驱动轮812和摩擦传动轮212受到振动等因素影响；在解除动力传输时，联动弹簧823实现摩擦驱动轮812与摩擦传动轮212缓慢稳定的脱开；因此使得摩擦驱动轮812和摩擦传动的离合过程稳定可靠。旋转驱动器81与电芯固定座21采用摩擦驱动轮812和摩擦传动轮212进行动力传输，结构简单，离合配合更为方便和稳定可靠，同时上述结构的离合机构82结构简单，方便安装布置。当然，动力结合结构还可以为方形轴杆与方形孔的轴套插接实现，也可采用齿轮啮合脱出的方式实现等，但采用轮面结合依靠摩擦力实现，结构简单，离合动作稳定可靠；而且即使摩擦轮实现，也可将其设置成轴向升降实现离合动作，如设置在转盘11底部，存在结构设计不合理；也可离合机构82可设置在电芯固定座21上，即转盘11上，通过驱动电芯固定座21上的摩擦传动轮212实现与摩擦主动轮离合，其存在每个电芯固定座21均对应一离合机构82，结构复杂，工作不稳定等缺陷。其中，旋转驱动器81包括电机、传动带以及驱动轴，电机与驱动轴之间经传动带实现动力传递，摩擦驱动轮812安装在驱动轴。

本具体实施例中，所述物料定位装置2包括两个电芯固定座21，所述活动顶压机构22的活动架222上设有两个与两个电芯固定座21一一对应配合的顶压头221，两个电芯固定座21上均安装有独立的摩擦传动轮212，摩擦驱动轮812对应在与两个摩擦传动轮212均相切的位置，两个所述电芯固定座21之间经同步带214联动连接，同步带采用齿形带，在电芯固定座21上装带轮供同步带214安装。该设计下，实现双工位同时操作，提高工作效率，而且两电芯固定座21上均设摩擦传动轮212，摩擦驱动轮812对应在两摩擦传动轮212相切位置，在配合时实现摩擦驱动轮812同时驱动两摩擦传动轮212，两摩擦传动轮212对摩擦驱动轮812同时支承，形成夹持支承趋势，使得摩擦驱动轮812与摩擦传动轮212的配合更为稳定可靠，在两个电芯固定座21之间并采用同步带214进行联动，进一步保证两个电芯固定座21的同步旋转。

所述焊接装置5包括设于机身1上可升降的升降座51以及驱动升降座51升降的升降驱动装置52，升降驱动装置52优选采用气缸设计，所述升降座51上设置有焊接头53，焊接头53上固定有安装轴54，安装轴54轴向滑动配合在升降座51上，安装轴54上套有驱动焊接头53下压的缓冲弹簧55。在焊接时，升降座51经升降驱动装置52驱动下降，升降座51带动焊接头53使得焊接头53下降至零部件接触时，之后在升降座51继续下降，焊接头53压缩缓冲弹簧55，缓冲弹簧55起到缓冲作用，避免刚性碰撞造成部件损坏，而且在缓冲弹簧55的弹力作用下使得焊接头53上焊接部位与零件可靠接触，保证焊接质量。机身1上可拆卸安装有固定装配座56，焊接装置5安装在固定装配座56上，固定装配座56上设有夹持安装轴57，在固定装配座56的上下位置均设夹持安装轴57，在机身1上设有夹持座18，夹持座18上设有夹持孔以及锁紧/解锁夹持孔的快拆手柄58，夹持安装轴57插装在夹持孔内并可沿着夹持孔轴向移动调节位置，通过快拆手柄实现固定装配座56的快速拆装和位置调节，从而实现焊接装置5拆装和位置调整，方便设备组装和维修。

所述集流片弯折装置6包括翻折机构61以及翻折保持机构62，所述翻折机构61包括顶推集流片进行翻折的折片板611，驱动折片板611升起顶推集流片翻折的翻折气缸612，以及驱动折片板611处于集流片下方的前推气缸613，翻折气缸612固定在前推气缸613的伸缩臂上，折片板611安装在翻折气缸612的伸缩臂上，翻折保持机构62包括折片定型座621以及驱动折片定型座621升降的折片定型座621驱动气缸622，折片定型座621与折片定型座621驱动气缸622的伸缩臂连接，折片定型座621上设有供集流片折起部分嵌入定型的折片定型槽6211，折片定型槽6211下端具有供集流片折起部分插入的插入开口6212。折片定型槽6211包括与集流片折起部分适配的矩形槽腔62111以及位于槽底的内凹圆弧形槽腔62112，内凹圆弧形槽腔62112与矩形槽腔62111平滑过渡连接，内凹圆弧形槽腔62112的设计使得集流片折起部分不会直接顶在折片定型座621的壁上，实现矩形槽腔62111体和内凹圆弧形槽腔62112的衔接处卡持隔空支承定型，定型效果好，避免对集流片的磨损。集流片翻折工作原理为：折片板611经前推气缸613伸至集流片下方，再经翻折气缸612驱动折片板611上升，对集流片进行顶推，使得集流片的矩形条弯折，弯折至需要位置（90°翻转）时，集流片本身存在回弹复位，此时，折片定型座621在折片定型座621驱动气缸622驱动下下降，使得折片定型槽6211沿着插入开口6212套入集流片的折起部分，集流片的折起部分在折片定型槽6211内实现保持定型；实现集流片自动弯折操作，提高工作效率，且具有折片质量稳定可靠的优点。

为进一步保证集流片弯折可靠，所述集流片弯折装置6与成品出料装置7之间还设有折片二次整定装置9，折片二次整定装置9包括有压片机构91以及推折整定机构92，压片机构91包括压固集流片焊接部分的压片座911以及驱动压片座911升降的压片座升降气缸912，压片座911的压固部分为叉状，压片座911上具有供集流片的折起部分和顶压头221穿过的让位槽9111，对集流片的压固定位可靠，所述推折整定机构92包括有推折块921、驱动推折块921水平移动以推折集流片折起部分的平推气缸922以及止挡限定推折块921移动行程的止挡件923，所述推折块921的推折端为斜向后延伸的斜切面9211。其工作原理为：压片座911在压片座911驱动气缸驱动下降，压片座911压住集流片与电芯焊接部分，避免在整形过程中，对焊接部分损害，推折块921经平推气缸922水平移动推折集流片折起部分，在推折块921的斜切面9211下，集流片折起部分弯曲，实现对集流片弯折后进行二次整定，保证集流片弯折到位可靠，提高集流片折片质量。

所述成品出料装置7包括成品输出带71以及将产品从电芯固定座21移送至成品输出带71上的物料移出机构72，物料移出机构72包括出料升降气缸721、移料旋转驱动电机722以及夹料机械手723，夹料机械手723具有可开合的夹料头7231以及夹料头安装臂7232，夹料头安装臂7232安装在移料旋转驱动电机722的电机轴上，移料旋转驱动电机722安装在出料升降气缸721的伸缩臂上。工作原理为：出料升降气缸721驱动移料旋转驱动电机722上升，移料旋转驱动电机722驱动夹料机械手723旋转至夹料头对应在电芯固定座21上方，夹料头张开，出料升降气缸721驱动移料旋转驱动电机722下降，夹料头套入电芯，夹料头闭合夹持住电芯，出料升降气缸721驱动移料旋转驱动电机722上升，将成品提出电芯固定座21，之后移料旋转驱动电机722驱动夹料机械手723旋转至成品输出带71位置处，夹料机械手723开启，将产品放置成品输出带71上，从而完成产品出料。具有出料可靠，结构简单的优点。

所述电芯上料装置3包括电芯输送轨道31以及将电芯从电芯输送轨道31移送至电芯固定座21上的电芯移送机构32，电芯移送机构32包括电芯上料升降气缸321、电芯移送旋转驱动电机322以及电芯夹持机械手323，电芯夹持机械手323具有可开合的电芯夹头3231以及电芯夹头3231安装臂3232，电芯夹头3231具有驱动其开合的开合驱动机构，电芯夹头3231安装臂3232安装在电芯移送旋转驱动电机322的电机轴上，电芯移送旋转驱动电机322安装在电芯上料升降气缸321的伸缩臂上。其工作过程与成品出料装置7的工作过程相反，工作原理可参见成品出料装置7，而对应成品出料装置7的工作原理已经作出详细的描述，故不再赘述。

所述集流片上料装置4包括用于存储集流片的集流片储料盒41，以及用于将集流片储料盒41内集流片移送叠放至电芯上的集流片上料机构42，集流片上料机构42包括集流片吸附座421、吸附座安装架422以及集流片上料驱动装置，集流片上料驱动装置包括有集流片上料升降气缸423以及位置旋转切换电机424，集流片吸附座421固定在吸附座安装架422上，吸附座安装架422旋转动配合在机身1上，吸附座安装架422与位置旋转切换电机424驱动连接，位置旋转切换电机424固定在集流片上料升降气缸423的伸缩臂上，所述集流片吸附座421具有朝向转盘运转方向开口的开口槽4211，所述顶压头221可穿过开口槽4211顶压物料，顶压头221可沿开口槽4211的开口滑出。其工作原理为：集流片吸附座421经位置旋转切换电机424移动至集流片储料盒41位置，集流片吸附座421经集流片上料升降气缸423压向集流片并吸附集流片取料，之后集流片上料升降气缸423驱动上升，避免干涉，位置旋转切换电机424驱动吸附座安装架422旋转，将带有集流片的集流片吸附座421移动至电芯固定座21处，然后集流片上料升降气缸423驱动集流片吸附座421下降，将集流片压在电芯上完成定位组合，之后顶压头221压住集流片和电芯实现两者固定组合，顶压头221压住集流片后，集流片吸附座421可经开口槽4211实现自由旋转切换至集流片储料盒41位置，进入下一次集流片吸取动作，保证集流片上料可靠。集流片与电芯的固定从上料至经顶压头221压固无缝衔接，保证集流片与电芯之间组合固定可靠，保证产品质量。其实现集流片自动上料定位组装在电芯上，具有工作效率高，集流片与电芯的组合位置准确可靠，产品加工质量好的优点。

进一步的，所述吸附座安装架422包括固定架4221以及浮动架4222，浮动架4222安装在固定架4221上可纵向滑动，集流片吸附座421固定在浮动架4222上，浮动架4222与固定架4221之间设有向下推压浮动架4222的压缩弹簧4223；具体的所述固定架4221上设有纵向固定导轴，浮动架4222套设在纵向固定导轴上并可沿纵向固定导轴轴向移动，压缩弹簧4223套在固定导轴上，压缩弹簧4223置于浮动架4222上方。在集流片吸附座421带着集流片压向电芯时，压缩弹簧4223提供弹簧缓冲力，避免集流片直接撞击在电芯上造成部件的损坏，且由于集流片压向电芯过程平缓，保证集流片与电芯的位置对应准确，避免碰撞力过大造成的物料移位。

为保证集流片上料高效，所述集流片储料盒41至少有两个，机身1上安装有料盒切换装置43，料盒切换装置43包括有料盒切换电机431以及料盒固定盘432，料盒固定盘432安装在料盒切换电机431的转轴上，两集流片储料盒41固定在料盒固定盘432上，在集流片储料盒41包括带放料腔的外框体411，外框体411内设有活动堆料底板412以及集流片定位针杆413，活动堆料底板412套装在集流片定位针杆413上，在外框体411的侧板上沿着纵向设置纵向通槽4111，活动堆料底板412边缘设有伸入纵向通槽4111内的定位指4121，所述机身1上设有驱动活动堆料底板412上升的底板拨动机构44，所述料盒固定盘432边缘设有通向纵向通槽4111的缺口4321，底板拨动机构44具有可沿所述缺口4321出入纵向通槽4111的拨动指441，以及驱动拨动指441升降的拨动指升降驱动装置，所述拨动指441可置于定位指4121下方与定位指4121顶推配合。其中拨动指升降驱动装置包括升降电机442、驱动带443以及定位带轮444，升降电机443的电机轴上安装有主动带轮445，定位带轮444与主动带轮445沿纵向排布，驱动带443一端套设在主动带轮445上，另一端套设在定位带轮444上，驱动带443上固定有随其移动的拨动指固定座446，拨动指441固定在拨动指固定座446上，拨动指固定座446经纵向导轴安装在机身1上可纵向滑动。拨动指升降驱动装置结构简单，驱动稳定可靠。上述机构的工作原理为：在集流片正常供料时，其中一个集流片储料盒41位于供料位置，实现给设备正常供料使用，另一个集流片储料盒41位于非供料位置作为备用；在供料过程中拨动指441沿着缺口4321伸入纵向通槽4111内，拨动指441位于活动堆料底板412的定位指4121下方，随着集流片储料盒41口部的集流片被取走后，集流片叠放高度下降，拨动指441即可顶推定位指4121，将活动堆料底板412上推，置于活动堆料底板412上的集流片恢复原来高度位置，保证供料正常进行。在工作位的集流片储料盒41空了之后，拨动指441下降，从缺口4321滑出，使得活动堆料底板412回到底部。料盒切换电机431驱动料盒固定盘432转动，备用的集流片储料盒41切换至供料位置，之后拨动指441重新沿缺口4321进入纵向通槽4111内，实现供料操作，空的集流片储料盒41退出供料位置，方便工人进行放料备用。实现不停机的状态下，保证集流片供料充分，提高工作效率。而且集流片储料盒41的结构设计下，集流片定位针杆413不仅对集流片定位放置，而且对活动堆料底板412实现定位导向作用，保证集流片堆抬起稳定可靠；定位指4121与纵向通槽4111的配合下，不仅保证了活动堆料底板412的活动稳定可靠，而且方便与拨动指441的顶推配合。另外，上述结构下，在进行集流片储料盒41位置切时，拨动指441滑出纵向通槽4111，不仅使得活动堆料底板412回复到原位（外框体411的底部），也避免了切换过程中拨动指441与集流片储料盒41的干涉，工作过程紧凑，有效提高工作效率。

由于在焊接操作、折片操作以及二次整定操作时，均对电芯定位座施加有下压力，为保证转盘11的稳定性，在转盘11下方设有顶部带有滚轮171的支承座17，在对应焊接装置5、集流片弯折装置6和折片二次整定装置9的对应位置处均设有一个所述支承座16，支承座对转盘11进行支承，提高转盘11的稳定性，保证工作可靠；而且为了保证支承可靠性，在转盘11对应物料定位装置2的底部设有与支承座配合的垫块，垫块具有供给支承座上滚轮滑入和滑出的斜坡面。

本发明的圆柱锂电池集流片焊接机工作原理为：电芯上料装置3将电芯放置电芯固定座21上完成电芯上料，之后经转盘11切换至集流片上料工位，集流片上料装置4将集流片叠放在电芯上并经顶压头221将集流片和电芯顶压固定，转盘11切换至焊接工位，经焊焊接装置5将集流片与电芯焊接连接一体，转盘11切换至集流片弯折装置6，集流片弯折装置6对集流片的矩形片体进行翻转弯折，转盘11切换至整定工位，折片二次整定装置9对集流片的折起部分进行顶推弯折整定保证集流片弯折精确可靠，转盘11转至出料工位，成品出料装置7将成品从物料定位装置2上移除完成出料，转盘11将空的物料定位装置2移至电芯上料工位处，如此往复实现电池自动焊接加工。其中各工位出的工作过程以在上述文字中得到详细叙述，此处不再赘述。具有工作效率高，而且先进行焊接后进行集流片折片操作，加工更为方便以及产品可靠性更容易保证。

Claims (10)

1.一种物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机，包括有机身，其特征在于：所述的机身上设有集流片焊接生产线，集流片焊接生产线包括转盘、设于转盘上的物料定位装置、将电芯送入物料定位装置上的电芯上料装置、将集流片组合于电芯上的集流片上料装置、将集流片的圆环面焊接于电芯上的焊接装置、将集流片的矩形条弯折的集流片弯折装置以及将成品移出物料定位装置的成品出料装置，电芯上料装置、集流片上料装置、焊接装置、集流片弯折装置以及成品出料装置沿着转盘顺次布置，所述物料定位装置与电芯上料装置、集流片上料装置、焊接装置、集流片弯折装置、成品出料装置的传递工作位置配合，所述物料定位装置包括电芯固定座以及活动顶压机构，电芯固定座上设有供电芯放置的电芯定位腔，所述活动顶压机构包括有顶压头、活动架、顶压驱动装置以及顶压驱动控制装置，顶压头设于电芯固定座的电芯定位腔上方，顶压头安装在活动架上，活动架与顶压驱动装置的驱动端连接。

2.根据权利要求1所述的物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机，其特征在于：所述顶压驱动控制装置包括设于转盘中心位置的凸轮盘，在转盘上设有绕凸轮盘分布的、并与各工位上装置一一对应的顶压驱动装置控制器，顶压驱动装置控制器的触发端朝向凸轮盘，凸轮盘包括第一圆弧面和第二圆弧面，第一圆弧面的直径大于第二圆弧面的直径，第一圆弧面沿弧长方向依次对应成品出料装置位置、电芯上料装置位置、集流片上料装置位置，第二圆弧面沿着弧长方向依次对应余下工位上装置，第一圆弧面对应在成品出料装置位置的一端与第二圆弧面平滑过渡连接，第一圆弧面对应在集流片上料装置位置上设浮动块，浮动块上具有与第一圆弧面、第二圆弧面适配连接的弧面，浮动块可沿径向滑动，浮动块具有伸出至与第一圆弧面顺接的伸出位置，以及与第二圆弧面顺接的回缩位置，浮动块连接有驱动浮动块伸缩滑移的控制气缸；顶压驱动装置控制器的触发端与第一圆弧面抵压配合并触发顶压驱动装置驱动顶压头上升脱开物料，顶压驱动装置控制器的触发端与第二圆弧面间隔配合并控制所述触发顶压驱动装置驱动顶压头压向物料。

3.根据权利要求1或2所述物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机，其特征在于：所述顶压头为与电芯中心配合的杆状，顶压头的头部为圆锥形。

4.根据权利要求1或2所述物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机，其特征在于：所述电芯固定座以可旋转的方式动配合在转盘上，电芯固定座驱动连接有驱动其在焊接过程中旋转的旋转焊接驱动装置。

5.根据权利要求4所述物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机，其特征在于：所述旋转焊接驱动装置包括旋转驱动器以及离合机构，所述旋转驱动器的动力输出端与电芯固定座上的动力输入端经离合机构实现可离合式动力传输，所述旋转驱动器安装在机身上对应焊接装置位置。

6.根据权利要求5所述物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机，其特征在于：所述电芯固定座上安装有摩擦传动轮，所述旋转驱动器的输出端安装有摩擦驱动轮，摩擦驱动轮与摩擦传动轮可离合式动力传输，所述离合机构包括有固定在机身上的滑动导座以及离合气缸，所述旋转驱动器以可直线滑移的方式动配合在滑动导座上，所述旋转驱动器上设有离合驱动座，离合驱动座上设有安装通孔，离合气缸的伸缩臂穿设在离合驱动座上的安装通孔内，所述离合气缸的伸缩臂前端部与离合驱动座止挡联动，离合气缸的伸缩臂后端设有驱动环，离合气缸的伸缩臂上套设有驱动旋转驱动器上摩擦驱动轮压向摩擦传动轮的联动弹簧，联动弹簧位于驱动环和离合驱动座之间，驱动环经联动弹簧与离合驱动座联动。

7.根据权利要求6所述物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机，其特征在于：所述物料定位装置包括两个电芯固定座，所述活动顶压机构的活动架上设有两个与两个电芯固定座一一对应配合的顶压头，两个电芯固定座上均安装有独立的摩擦传动轮，摩擦驱动轮对应在与两个摩擦传动轮均相切的位置，两个所述电芯固定座之间经同步带联动连接。

8.根据权利要求1所述物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机，其特征在于：所述焊接装置包括设于机身上可升降的升降座以及驱动升降座升降的升降驱动装置，所述升降座上设置有焊接头，焊接头上固定有安装轴，安装轴轴向滑动配合在升降座上，安装轴上套有驱动焊接头下压的缓冲弹簧。

9.根据权利要求1所述物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机，其特征在于：所述集流片弯折装置包括翻折机构以及翻折保持机构，所述翻折机构包括顶推集流片进行翻折的折片板，驱动折片板升起顶推集流片翻折的翻折气缸，以及驱动折片板处于集流片下方的前推气缸，翻折保持机构包括折片定型座以及驱动折片定型座升降的折片定型座驱动气缸，折片定型座与折片定型座驱动气缸的伸缩臂连接，折片定型座上设有供集流片折起部分嵌入定型的折片定型槽，折片定型槽下端具有供集流片折起部分插入的插入开口。

10.根据权利要求1或9所述物料定位可靠的圆柱锂电池集流片全自动焊接机，其特征在于：所述集流片弯折装置与成品出料装置之间还设有折片二次整定装置，折片二次整定装置包括有压片机构以及推折整定机构，压片机构包括压固集流片焊接部分的压片座以及驱动压片座升降的压片座升降气缸，所述推折整定机构包括有推折块、驱动推折块水平移动以推折集流片折起部分的平推气缸以及止挡限定推折块移动行程的止挡件，所述推折块的推折端为斜向后延伸的斜切面。