專利名稱：動力電池激光焊接機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動力電池激光焊接機，特別是一種高效自動化的動力電池激光焊 接機。
背景技術(shù)：
新能源是未來社會的發(fā)展趨勢，新能源汽車更是目前世界各國爭相研究的熱點之 一。因此，作為新能源汽車核心部件之一的動力電池的高效自動化生產(chǎn)具有重要意義。目前，動力電池生產(chǎn)線上的激光焊接工序大多是采用人工完成，由人工將激光焊 槍調(diào)整到正確位置，人工監(jiān)視焊接的全過程。每焊接完一次，參數(shù)都需要重新調(diào)整一次，費 時費力，生產(chǎn)效率和自動化程度低，且很難保證焊接質(zhì)量。有鑒于此，確有必要開發(fā)一種高效自動化的動力電池激光焊接機，以提高動力電 池生產(chǎn)線的自動化程度和生產(chǎn)效率、降低產(chǎn)品上市周期和生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高效自動化的動力電池激光焊接機。為了上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種動力電池激光焊接機，其包括機架、旋轉(zhuǎn)工 作臺、激光焊接機械手和反饋控制系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)工作臺和激光焊接機械手安裝在機架上并通 過反饋控制系統(tǒng)來實現(xiàn)自動化控制，旋轉(zhuǎn)工作臺包括由渦輪蝸桿機構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)臺和 安裝于旋轉(zhuǎn)臺上的電池模組定位夾緊機構(gòu)，激光焊接機械手包括絲桿螺母機構(gòu)和由絲桿螺 母機構(gòu)帶動位移的激光焊槍。作為本發(fā)明動力電池激光焊接機的一種改進，所述旋轉(zhuǎn)工作臺還包括步進電機， 步進電機通過鏈輪鏈條機構(gòu)把動力傳動到所述渦輪蝸桿機構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)臺安裝固定在所述 渦輪蝸桿機構(gòu)的輸出端而由其帶動旋轉(zhuǎn)。作為本發(fā)明動力電池激光焊接機的一種改進，所述機架包括安裝板，所述步進電 機和渦輪蝸桿機構(gòu)都安裝在所述機架的安裝板上，所述旋轉(zhuǎn)臺和機架的安裝板之間裝有用 于支撐旋轉(zhuǎn)臺的滾珠機構(gòu)。作為本發(fā)明動力電池激光焊接機的一種改進，所述定位夾緊機構(gòu)為兩套，每套包 括氣動夾緊裝置和電動滾筒，氣動夾緊裝置利用氣缸實現(xiàn)對動力電池模組的精確定位和夾 緊，電動滾筒轉(zhuǎn)動將動力電池模組移動到所述定位夾緊機構(gòu)的上下料位置。作為本發(fā)明動力電池激光焊接機的一種改進，所述絲桿螺母機構(gòu)包括X方向絲杠 螺母機構(gòu)、Y方向絲杠螺母機構(gòu)和Z方向絲杠螺母機構(gòu)。作為本發(fā)明動力電池激光焊接機的一種改進，所述激光焊接機械手還包括焊接機 械手支架和焊槍夾緊機構(gòu)，焊接機械手支架安裝在所述機架上，所述X方向絲杠螺母機構(gòu) 安裝在焊接機械手支架上，所述Z方向絲杠螺母機構(gòu)與所述X方向絲杠螺母機構(gòu)的絲杠螺 母固定在一起，所述Y方向絲杠螺母機構(gòu)安裝在所述Z方向絲杠螺母機構(gòu)的絲杠螺母上，所 述焊槍夾緊機構(gòu)安裝在所述Y方向絲杠螺母機構(gòu)的絲杠螺母上，所述激光焊槍裝在焊槍夾緊機構(gòu)中。作為本發(fā)明動力電池激光焊接機的一種改進，所述反饋控制系統(tǒng)包括實現(xiàn)所述激 光焊槍精確定位的位置校正系統(tǒng)，位置校正系統(tǒng)安裝于所述激光焊槍上并對激光焊槍的位 置進行微調(diào)。作為本發(fā)明動力電池激光焊接機的一種改進，所述反饋控制系統(tǒng)包括安裝在所述 絲杠螺母機構(gòu)中、用于感應(yīng)所述激光焊槍是否到達準確焊接位置的位移感應(yīng)器。作為本發(fā)明動力電池激光焊接機的一種改進，所述反饋控制系統(tǒng)包括安裝在所述 旋轉(zhuǎn)工作臺上、用于感應(yīng)所述旋轉(zhuǎn)臺是否轉(zhuǎn)到正確位置的位置感應(yīng)器。作為本發(fā)明動力電池激光焊接機的一種改進，所述反饋控制系統(tǒng)還包括通過感應(yīng) 器反饋的信號來控制所述激光焊接機上各機構(gòu)協(xié)調(diào)運動的可編程邏輯控制器。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明動力電池激光焊接機采用旋轉(zhuǎn)工作臺、渦輪蝸桿機構(gòu)、絲 杠螺母機構(gòu)和反饋控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了動力電池高效自動化激光焊接。


下面結(jié)合說明書附圖和具體實施方式
，對本發(fā)明動力電池激光焊接機及其有益技 術(shù)效果進行詳細說明，其中圖1是本發(fā)明動力電池激光焊接機的總裝示意圖。圖2是圖1所示動力電池激光焊接機的左視圖。圖3是圖1所示動力電池激光焊接機的俯視圖。
具體實施例方式請參閱圖1至圖3所示，本發(fā)明動力電池激光焊接機包括機架1、旋轉(zhuǎn)工作臺4、激 光焊接機械手和反饋控制系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)工作臺4和激光焊接機械手安裝在機架1上，通過反 饋控制系統(tǒng)來實現(xiàn)動力電池激光焊接工序的高效自動化控制。旋轉(zhuǎn)工作臺4包括步進電機2、渦輪蝸桿機構(gòu)3、旋轉(zhuǎn)臺17和定位夾緊機構(gòu)，步進 電機2和渦輪蝸桿機構(gòu)3安裝在機架1的安裝板(未標示)上，渦輪蝸桿機構(gòu)3和步進電 機2之間通過鏈輪鏈條機構(gòu)傳遞動力。在渦輪蝸桿機構(gòu)3的輸出端安裝旋轉(zhuǎn)臺17，旋轉(zhuǎn)臺 17與渦輪蝸桿機構(gòu)3固定在一起。在旋轉(zhuǎn)臺17和機架1的安裝板之間裝有四個滾珠機構(gòu) (未圖示)，用于支撐旋轉(zhuǎn)臺17的重量。在旋轉(zhuǎn)臺17上安裝兩套定位夾緊機構(gòu)，用于動力 電池模塊的上下料和精確定位夾緊，保證每次動力電池模塊都在同一位置。定位夾緊機構(gòu) 的運動傳遞情況為步進電機2通過鏈輪鏈條機構(gòu)把動力傳動到渦輪蝸桿機構(gòu)3，渦輪蝸桿 機構(gòu)3的輸出端帶動固定在其上的旋轉(zhuǎn)臺17旋轉(zhuǎn)到需要的位置。定位夾緊機構(gòu)包括氣動 夾緊裝置6和電動滾筒5，電動滾筒5用于動力電池模組的上下料，氣動夾緊裝置6利用氣 缸實現(xiàn)對動力電池模組的精確定位和夾緊。激光焊接機械手包括焊接機械手支架7、X方向絲杠螺母機構(gòu)8、Y方向絲杠螺母機 構(gòu)12、Ζ方向絲杠螺母機構(gòu)15、焊槍夾緊機構(gòu)13和激光焊槍14。焊接機械手支架7安裝在 機架1上，X方向絲杠螺母機構(gòu)8安裝在焊接機械手支架7上，Z方向絲杠螺母機構(gòu)15與X 方向絲杠螺母機構(gòu)8的絲杠螺母固定在一起，Y方向絲杠螺母機構(gòu)12安裝在Z方向絲杠螺 母機構(gòu)15的絲杠螺母上，焊槍夾緊機構(gòu)13安裝在Y方向絲杠螺母機構(gòu)12的絲杠螺母上，激光焊槍14裝在焊槍夾緊機構(gòu)13中，通過X、Y、Z絲杠螺母機構(gòu)8、12、15的共同作用，實現(xiàn) 激光焊槍14在Χ、Υ、Ζ方向的運動。激光焊接機械手的運動情況是Χ方向絲杠螺母機構(gòu)8 上的步進電機16帶動絲杠轉(zhuǎn)動，在X方向絲杠螺母機構(gòu)8的作用下，帶動Y、Z方向絲杠螺 母機構(gòu)12、15和激光焊槍14沿X方向運動。同理，在Υ、Ζ方向絲杠螺母機構(gòu)12、15的步進 電機9、10作用下，帶動激光焊槍14沿Y和Z方向運動，從而實現(xiàn)激光焊槍14的X、Y、Z方 向的運動。激光焊槍14包括槍頭和槍柄兩部分，槍頭與槍柄之間的相對位置可調(diào)。通過安 裝在激光焊槍14上的位置校正系統(tǒng)，可以調(diào)整激光焊槍14的槍頭的位置，使激光焊槍14 的槍頭到達準確的焊接位置，實現(xiàn)對激光焊槍14的精確定位。反饋控制系統(tǒng)包括安裝在旋轉(zhuǎn)工作臺4上的位置感應(yīng)器、安裝在X、Y、Z絲杠螺母 機構(gòu)8、12、15中的位移感應(yīng)器、安裝在激光焊槍14上的位置校正系統(tǒng)和PLC (Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)。安裝在旋轉(zhuǎn)工作臺4上的位置感應(yīng)器用于感應(yīng)旋 轉(zhuǎn)臺17是否轉(zhuǎn)到正確位置，X、Y、Z絲杠螺母機構(gòu)8、12、15中的位移感應(yīng)器用于感應(yīng)激光焊 槍14是否到達準確的焊接位置，激光焊槍14上的位置校正系統(tǒng)用于對激光焊槍14的位置 進行微調(diào)，保證焊接質(zhì)量。PLC通過感應(yīng)器反饋信號來控制激光焊接機上各機構(gòu)的協(xié)調(diào)運 動。本發(fā)明動力電池激光焊接機工作原理如下當動力電池模組到達激光焊接工序， 氣動夾緊裝置6張開，安裝在動力電池模組定位夾緊機構(gòu)中的三個電動滾筒5轉(zhuǎn)動，在電動 滾筒5的作用下，動力電池模組移動到定位夾緊機構(gòu)的正確位置，由氣動夾緊裝置6夾緊固 定。在旋轉(zhuǎn)工作臺4的旋轉(zhuǎn)臺17上安裝兩套動力電池模組定位夾緊裝置，旋轉(zhuǎn)臺17與渦 輪蝸桿機構(gòu)3的輸出端固定在一起。當動力電池模組夾緊固定后，步進電機2啟動，通過鏈 傳動帶動渦輪蝸桿機構(gòu)3轉(zhuǎn)動，在渦輪蝸桿機構(gòu)3的作用下，旋轉(zhuǎn)臺17旋轉(zhuǎn)180度，以將動 力電池模組轉(zhuǎn)到焊接位置，同時把已經(jīng)焊接好的模組轉(zhuǎn)到之前的上料位置，此時，氣動夾緊 裝置6張開，電動滾筒5轉(zhuǎn)動，把焊接好的動力電池模組運送出焊接機，然后再進行新的動 力電池模組上料動作。通過安裝在旋轉(zhuǎn)臺17上的兩套動力電池模組定位夾緊機構(gòu)的交替 上下料和焊接，大大提高了焊接效率。當動力電池模組到達焊接位置時，在反饋控制系統(tǒng)的控制下，安裝在焊接機械手 支架7上的X方向絲杠螺母機構(gòu)8在步進電機16的帶動下，拖動Y、Z方向的絲杠螺母機構(gòu) 12,15和激光焊槍14沿X方向運動；按照反饋控制系統(tǒng)的指令，Z方向絲杠螺母機構(gòu)15在 步進電機10的帶動下，拖動Y方向絲杠螺母機構(gòu)12和激光焊槍14沿Z方向運動；同理，在 步進電機9和Y方向絲杠螺母機構(gòu)12的作用下，拖動激光焊槍14沿Y方向運動。在Χ、Υ、 Z方向絲杠螺母機構(gòu)8、12、15的共同作用下，實現(xiàn)激光焊槍14在X、Y、Z方向的運動，保證 激光焊槍14到達準確的焊接位置。同時，安裝在激光焊槍14上的位置校正系統(tǒng)能夠?qū)?光焊槍14的位置進行微調(diào)，保證焊點位置的準確性，提高了焊接質(zhì)量和效率。綜上所述，本發(fā)明動力電池激光焊接機采用旋轉(zhuǎn)工作臺4、渦輪蝸桿機構(gòu)3、絲杠 螺母機構(gòu)8、12、15和反饋控制系統(tǒng)實現(xiàn)了動力電池高效自動化激光焊接。旋轉(zhuǎn)工作臺4采用鏈輪鏈條傳動機構(gòu)和渦輪蝸桿機構(gòu)3相結(jié)合，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)工作臺 4不同角度的旋轉(zhuǎn)；通過在旋轉(zhuǎn)臺17上安裝兩套動力電池模組定位夾緊機構(gòu)，實現(xiàn)動力電 池模塊的連續(xù)高效焊接。激光焊接機械手把X、Y、Z絲杠螺母機構(gòu)8、12、15和反饋控制系統(tǒng)相結(jié)合，保證了激光焊槍14的精確定位，提高了動力電池模組的焊接質(zhì)量。 根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方 式進行適當?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式
，對本 發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書 中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
權(quán)利要求
一種動力電池激光焊接機，其特征在于包括機架、旋轉(zhuǎn)工作臺、激光焊接機械手和反饋控制系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)工作臺和激光焊接機械手安裝在機架上并通過反饋控制系統(tǒng)來實現(xiàn)自動化控制，旋轉(zhuǎn)工作臺包括由渦輪蝸桿機構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)臺和安裝于旋轉(zhuǎn)臺上的電池模組定位夾緊機構(gòu)，激光焊接機械手包括絲桿螺母機構(gòu)和由絲桿螺母機構(gòu)帶動位移的激光焊槍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池激光焊接機，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)工作臺還包括 步進電機，步進電機通過鏈輪鏈條機構(gòu)把動力傳動到所述渦輪蝸桿機構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)臺安裝 固定在所述渦輪蝸桿機構(gòu)的輸出端而由其帶動旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動力電池激光焊接機，其特征在于所述機架包括安裝板，所 述步進電機和渦輪蝸桿機構(gòu)都安裝在所述機架的安裝板上，所述旋轉(zhuǎn)臺和機架的安裝板之 間裝有用于支撐所述旋轉(zhuǎn)臺的滾珠機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的動力電池激光焊接機，其特征在于所述定位夾緊機 構(gòu)為兩套，每套包括氣動夾緊裝置和電動滾筒，氣動夾緊裝置利用氣缸實現(xiàn)對動力電池模 組的精確定位和夾緊，電動滾筒轉(zhuǎn)動將動力電池模組移動到所述定位夾緊機構(gòu)的上下料位 置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池激光焊接機，其特征在于所述絲桿螺母機構(gòu)包括X 方向絲杠螺母機構(gòu)、Y方向絲杠螺母機構(gòu)和Z方向絲杠螺母機構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的動力電池激光焊接機，其特征在于所述激光焊接機械手還 包括焊接機械手支架和焊槍夾緊機構(gòu)，焊接機械手支架安裝在所述機架上，所述X方向絲 杠螺母機構(gòu)安裝在焊接機械手支架上，所述Z方向絲杠螺母機構(gòu)與所述X方向絲杠螺母機 構(gòu)的絲杠螺母固定在一起，所述Y方向絲杠螺母機構(gòu)安裝在所述Z方向絲杠螺母機構(gòu)的絲 杠螺母上，焊槍夾緊機構(gòu)安裝在所述Y方向絲杠螺母機構(gòu)的絲杠螺母上，所述激光焊槍裝 在焊槍夾緊機構(gòu)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池激光焊接機，其特征在于所述反饋控制系統(tǒng)包括 實現(xiàn)所述激光焊槍精確定位的位置校正系統(tǒng)，位置校正系統(tǒng)安裝于所述激光焊槍上并對激 光焊槍的位置進行微調(diào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池激光焊接機，其特征在于所述反饋控制系統(tǒng)包括 安裝在所述絲杠螺母機構(gòu)中、用于感應(yīng)所述激光焊槍是否到達準確焊接位置的位移感應(yīng)ο
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力電池激光焊接機，其特征在于所述反饋控制系統(tǒng)包括 安裝在所述旋轉(zhuǎn)工作臺上、用于感應(yīng)所述旋轉(zhuǎn)臺是否轉(zhuǎn)到正確位置的位置感應(yīng)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的動力電池激光焊接機，其特征在于所述反饋控制系統(tǒng) 還包括通過感應(yīng)器反饋的信號來控制所述激光焊接機上各機構(gòu)協(xié)調(diào)運動的可編程邏輯控 制器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動力電池激光焊接機，其包括機架、旋轉(zhuǎn)工作臺、激光焊接機械手和反饋控制系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)工作臺和激光焊接機械手安裝在機架上并通過反饋控制系統(tǒng)來實現(xiàn)自動化控制，旋轉(zhuǎn)工作臺包括由渦輪蝸桿機構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)臺和安裝于旋轉(zhuǎn)臺上的電池模組定位夾緊機構(gòu)，激光焊接機械手包括絲桿螺母機構(gòu)和由絲桿螺母機構(gòu)帶動位移的激光焊槍。本發(fā)明動力電池激光焊接機采用了旋轉(zhuǎn)工作臺、渦輪蝸桿機構(gòu)、絲杠螺母機構(gòu)和反饋控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)動力電池的高效自動化激光焊接。
文檔編號B23K101/36GK101934429SQ201010261949
公開日2011年1月5日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者余志光, 張興華, 梁壽清, 項春江 申請人:東莞新能源科技有限公司;東莞新能源電子科技有限公司