本发明涉及电池机械自动化生产技术领域,特别是涉及一种电池钢珠焊接实验机。
背景技术:
随着社会不断发展和科技不断进步,机械自动化生产已经成为发展趋势,并逐渐代替传统的手工劳动,为企业可持续发展注入新的动力源。因此,电池生产制造企业也需要与时俱进,通过转型升级,积极推进技术改造,大力发展机械自动化生产,从而提高企业的“智造”水平,实现企业的可持续发展。
如图1所示,其为一种圆柱电池10的结构图,圆柱电池10包括电池本体11及钢珠12。电池本体11的一端面上开设有注液孔13,将电解液通过注液孔13注入电池本体11后,再将钢珠12焊接于注液孔13上,从而实现对注液孔13的封口。如何更好实现将钢珠焊接于注液孔的机械自动化生产,进一步提高钢珠焊接的稳定性,这是企业的研发人员需要解决的技术问题。
技术实现要素:
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处,提供一种电池钢珠焊接实验机,更好实现将钢珠焊接于注液孔的机械自动化生产,进一步提高钢珠焊接的稳定性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种电池钢珠焊接实验机,包括基座,还包括设于所述基座上的电池移动装置、注液孔校正装置、电池固定装置、钢珠上料装置及钢珠焊接装置;
所述注液孔校正装置包括:校正支撑架、注液孔校正杆,所述校正支撑架固定于所述基座上,所述注液孔校正杆通过弹性件沿竖直方向往复升降安装于所述校正支撑架上;
所述电池固定装置包括:电池固定夹爪、固定夹爪驱动部,所述电池固定夹爪具有第一固定夹片及第二固定夹片,所述固定夹爪驱动部驱动所述第一固定夹片及所述第二固定夹片相互靠近或远离;
所述电池移动装置包括:电池移动平台、旋转式治具,所述旋转式治具转动安装于所述电池移动平台上,所述电池移动平台沿所述基座水平往复滑动于所述注液孔校正杆与所述电池固定夹爪之间;
所述钢珠上料装置包括:钢珠上料移动平台、钢珠上料驱动部、钢珠切离治具、钢珠切离板、切离板驱动部、钢珠落料板、钢珠储料盒、钢珠入料管,所述钢珠上料驱动部驱动所述钢珠上料移动平台沿水平方向往复滑动靠近或远离所述电池固定夹爪,所述钢珠切离治具固定于所述钢珠上料移动平台上,所述钢珠切离治具开设有切离槽,所述切离板驱动部驱动所述钢珠切离板沿水平方向往复滑动于所述切离槽上,所述钢珠落料板固定于所述钢珠切离治具上并开设有与所述切离槽贯通的钢珠落料通孔,所述钢珠储料盒通过所述钢珠入料管与所述钢珠落料通孔贯通,所述钢珠切离板开设有与所述钢珠落料通孔配合的钢珠切离孔,所述切离槽上设有限位柱,所述钢珠切离板开设有限位槽,所述限位柱卡设于所述限位槽内;
所述钢珠焊接装置包括:焊接升降驱动部、焊接焊头,所述焊接升降驱动部驱动所述焊接焊头沿竖直方向往复升降靠近或远离所述电池固定夹爪。
在其中一个实施例中,所述电池移动平台设有移动把手。
在其中一个实施例中,所述弹性件为弹簧。
在其中一个实施例中,所述基座上设有水平引导滑轨,所述电池移动平台通过所述水平引导滑轨水平往复滑动于所述注液孔校正杆与所述电池固定夹爪之间。
在其中一个实施例中,所述固定夹爪驱动部为气缸驱动结构。
在其中一个实施例中,所述钢珠上料驱动部为气缸驱动结构。
在其中一个实施例中,所述切离板驱动部为气缸驱动结构。
在其中一个实施例中,所述焊接升降驱动部为气缸驱动结构。
本发明的电池钢珠焊接实验机,通过设置电池移动装置、注液孔校正装置、电池固定装置、钢珠上料装置及钢珠焊接装置,并对各个装置的结构进行优化设计,从而更好实现将钢珠焊接于注液孔的机械自动化生产,进一步提高钢珠焊接的稳定性。
附图说明
图1为一种圆柱电池的结构图;
图2为本发明一实施例的电池钢珠焊接实验机的结构图;
图3为图2所示的电池钢珠焊接实验机的局部结构图;
图4为图3所示的电池钢珠焊接实验机的切离板的结构图;
图5为图2所示的电池钢珠焊接实验机的钢珠焊接气路控制图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图2及图3所示,一种电池钢珠焊接实验机20,包括基座100,还包括设于基座100上的电池移动装置200、注液孔校正装置300、电池固定装置400、钢珠上料装置500及钢珠焊接装置600。
注液孔校正装置300包括:校正支撑架310、注液孔校正杆320。校正支撑架310固定于基座100上,注液孔校正杆320通过弹性件(图未示)沿竖直方向往复升降安装于校正支撑架310上。在本实施例中,弹性件为弹簧。
电池固定装置400包括:电池固定夹爪410、固定夹爪驱动部420。电池固定夹爪410具有第一固定夹片412及第二固定夹片414,固定夹爪驱动部420驱动第一固定夹片412及第二固定夹片414相互靠近或远离。在本实施例中,固定夹爪驱动部420为气缸驱动结构。
电池移动装置200包括:电池移动平台210、旋转式治具220。旋转式治具220转动安装于电池移动平台210上,电池移动平台210沿基座100水平往复滑动于注液孔校正杆320与电池固定夹爪410之间。
请一并参阅图4,钢珠上料装置500包括:钢珠上料移动平台510、钢珠上料驱动部520、钢珠切离治具530、钢珠切离板540、切离板驱动部550、钢珠落料板560、钢珠储料盒570、钢珠入料管580。钢珠上料驱动部520驱动钢珠上料移动平台510沿水平方向往复滑动靠近或远离电池固定夹爪410,钢珠切离治具530固定于钢珠上料移动平台510上,钢珠切离治具530开设有切离槽532,切离板驱动部550驱动钢珠切离板540沿水平方向往复滑动于切离槽532上,钢珠落料板560固定于钢珠切离治具530上并开设有与切离槽532贯通的钢珠落料通孔(图未示),钢珠储料盒570通过钢珠入料管580与钢珠落料通孔贯通,钢珠切离板540开设有与钢珠落料通孔配合的钢珠切离孔542,切离槽532上设有限位柱533,钢珠切离板540开设有限位槽544,限位柱533卡设于限位槽544内。在本实施例中,钢珠上料驱动部520为气缸驱动结构,切离板驱动部550为气缸驱动结构。
钢珠焊接装置600包括:焊接升降驱动部610、焊接焊头620。焊接升降驱动部610驱动焊接焊头620沿竖直方向往复升降靠近或远离电池固定夹爪410。在本实施例中,焊接升降驱动部610为气缸驱动结构。
电池钢珠焊接实验机20的工作原理如下:
人工将待焊接钢珠的电池放置于旋转式治具220上;
紧接着人手按压注液孔校正杆320,注液孔校正杆320沿竖直方向下降并靠近抵接于旋转式治具220上的电池,通过对旋转式治具220进行旋转,并在注液孔校正杆320的作用下将电池注液孔调整到合适的位置,为后续钢珠准确落入电池注液孔中作好准备;
当电池注液孔校正完成后,松开注液孔校正杆320,注液孔校正杆320在弹性件的作用下向上复位;
通过人手推动电池移动平台210,使得电池移动平台210由注液孔校正杆320处滑动至电池固定夹爪410处;
固定夹爪驱动部420驱动第一固定夹片412及第二固定夹片414相互靠近,对旋转式治具220上的电池进行夹紧,防止电池发生松动,为后续焊接的顺利进行作好准备;
钢珠上料装置500工作,钢珠上料驱动部520驱动钢珠上料移动平台510沿水平方向滑动靠近电池固定夹爪410,进而带动其上的钢珠切离治具530、钢珠切离板540、切离板驱动部550、钢珠落料板560移动,钢珠储料盒570内装载有钢珠,并通过钢珠入料管580将钢珠输送至钢珠落料通孔中,此时,由于钢珠切离板540将钢珠落料通孔封堵,使得钢珠在钢珠落料通孔中而不能继续下落;
切离板驱动部550驱动钢珠切离板540沿水平方向滑动,使得钢珠切离板540上的钢珠切离孔542与钢珠落料通孔贯通,于是,钢珠落料通孔内的钢珠掉落于钢珠切离孔542中;
切离板驱动部550驱动钢珠切离板540沿水平方向继续向前滑动,当钢珠切离孔542脱离切离槽532并处于悬空状态,钢珠切离孔542中的钢珠便掉落于电池的注液孔中;
焊接升降驱动部610驱动焊接焊头620沿竖直方向下降并靠近电池固定夹爪410中的电池,焊接焊头620对钢珠进行激光焊接,使得钢珠可以固定于电池注液孔中,从而完成钢珠对电池注液孔的封口工作;
各装置重新复位,为下一次的钢珠焊接作好准备。
要说明的是,切离板驱动部550驱动钢珠切离板540在往复滑动的过程中,不免会发生一定的偏差,偏差的产生一方面会导致钢珠不能准确掉落于电池注液孔中,另一方面也会导致钢珠落料通孔内的钢珠不能准确掉落于钢珠切离孔542中。为了提高钢珠转移的准确性及稳定性,特别在切离槽532上设置限位柱533,同时在钢珠切离板540开设限位槽544,限位柱533卡设于限位槽544内,从而对钢珠切离板540的移动范围进行限定,提高了钢珠切离板540移动到位的准确性。
进一步的,电池移动平台210设有移动把手212,通过设置移动把手212,人手握持移动把手212对电池移动平台210进行往复移动,提高了移动的舒适性。
更进一步的,基座100上设有水平引导滑轨110,电池移动平台210通过水平引导滑轨110水平往复滑动于注液孔校正杆320与电池固定夹爪410之间,通过设置水平引导滑轨110,从而提高了电池移动平台210往复移动的稳定性。
还要说明的是,电池移动装置200还包括治具固定组件230,治具固定组件230安装于电池移动平台210上,治具固定组件230具有两根治具固定柱231,治具固定柱231的一端通过弹性物(图未示)弹性设于电池移动平台210上,治具固定柱231的另一端转动设有橡胶滚轮232,旋转式治具220为圆柱体结构,橡胶滚轮232抵持于旋转式治具220的外侧壁上,旋转式治具220的外侧壁限位于两个橡胶滚轮232之间。
可知,通过设置两根治具固定柱231才能更好实现旋转式治具220的固定,防止旋转式治具220在移动的过程中发生旋转,假如设置一根治具固定柱231,则不能很好实现旋转式治具220的固定。
治具固定柱231通过弹性物弹性设于电池移动平台210上,使得治具固定柱231具有弹性力的作用于旋转式治具220中。当需要对旋转式治具220进行旋转时,由于弹性力的存在,治具固定柱231发生一定的位移,方便了旋转式治具220的旋转;当需要对旋转式治具220定位时,具有弹性力的治具固定柱231抵持于旋转式治具220上,防止旋转式治具220在移动过程中发生旋转。特别在治具固定柱231的另一端设置橡胶滚轮232,两个橡胶滚轮232将旋转式治具220夹紧,并在治具固定柱231的配合下,从而实现旋转式治具220的定位,防止旋转式治具220发生旋转。同时,橡胶滚轮232的设置,也可以使得旋转式治具220在需要对电池注液孔校正时更顺畅的发生旋转。在本实施例中,弹性物为弹簧。
当钢珠掉落于电池注液孔时,钢珠焊接装置600工作,通过焊接升降驱动部610驱动焊接焊头620沿竖直方向下降并靠近电池注液孔,利用激光实现将钢珠焊接于电池注液孔中。在焊接升降驱动部610驱动焊接焊头620沿竖直方向下降的过程中,需要分成两段行程,前段行程速度较快,目的是让焊接焊头620快速下降,从而节省焊接的时间,后段行程速度较慢,目的是让焊接焊头620慢速下降,从而提高钢珠焊接的稳定性。
为此,需要提供一种钢珠焊接气路控制的模块连接方式。如图5所示,其为电池钢珠焊接实验机的钢珠焊接气路控制图。
电池钢珠焊接气路结构30包括:焊接升降驱动部610、焊接焊头620、切离板驱动部550、钢珠切离板540、钢珠上料驱动部520、钢珠上料移动平台510、固定夹爪驱动部420、电池固定夹爪410、第一电磁阀710、第二电磁阀720、第三电磁阀730、第四电磁阀740、第五电磁阀750、低压强调压阀760、高压强调压阀770、真空源780。
焊接升降驱动部610与焊接焊头620驱动连接,切离板驱动部550与钢珠切离板540驱动连接,钢珠上料驱动部520与钢珠上料移动平台510驱动连接,固定夹爪驱动部420与电池固定夹爪410驱动连接。
第一电磁阀710及第二电磁阀720设于焊接升降驱动部610上,第三电磁阀730设于切离板驱动部550上,第四电磁阀740设于钢珠上料驱动部520上,第五电磁阀750设于固定夹爪驱动部420上。
第一电磁阀710通过低压强调压阀760与真空源780连接,第二电磁阀720、第三电磁阀730、第四电磁阀740、第五电磁阀750均通过高压强调压阀770与真空源780连接。
其中,第一电磁阀710与低压强调压阀760之间设有单向阀790。
第一电磁阀710、第二电磁阀720、第三电磁阀730、第四电磁阀740、第五电磁阀750用于对真空源780中的气流进行导通或阻隔,控制驱动装置运动或停止;低压强调压阀760、高压强调压阀770则用于对真空源780中的气流流量大小进行调节,控制驱动装置运动速度的快慢;真空源780用于提供气流给各个驱动装置。
电池钢珠焊接气路结构30通过上述的结构连接,实现焊接焊头620先快速后慢速的控制过程,电池钢珠焊接气路结构30的工作原理如下:
切离板驱动部550、钢珠上料驱动部520、固定夹爪驱动部420在正常的高压强下完成工作;
焊接升降驱动部610的控制过程为,第一电磁阀710的初始状态为常闭状态,工作时第二电磁阀720的气路首先导通一段时间,使得焊接焊头620实现快速下降运动,紧接着,第二电磁阀720关闭,第一电磁阀710导通,由低压强调压阀760进入焊接升降驱动部610内为低压强真空,使得焊接焊头620慢带下降运动,完成后恢复初始状态,等待下一次启动;
特别在第一电磁阀710与低压强调压阀760之间设有单向阀790,单向阀790的作用是为了防止焊接升降驱动部610先前的高压真空与后面的低压真空形成气压差后气流逆流,保障气路正常工作。
本发明的电池钢珠焊接实验机20,通过设置电池移动装置200、注液孔校正装置300、电池固定装置400、钢珠上料装置500及钢珠焊接装置600,并对各个装置的结构进行优化设计,从而更好实现将钢珠焊接于注液孔的机械自动化生产,进一步提高钢珠焊接的稳定性。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。