一種用于電池模組焊接的五維控制裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光焊接領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電池模組焊接的五維控制裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電池PACK主要是將單體電池通過連接片組合成大容量大電流的電池組組合，從而滿足動力汽車和動力大巴的動力需要。因單體電池本身在制造過程中，存在外形，容量上的差異，以及電池和電池之間通過極片連接的一些具體問題。單個電池外形尺寸差異，導(dǎo)致電池組組合后平面焊接軌跡存在差異性，不能完全按圖紙設(shè)計的要求去焊接，視覺定位系統(tǒng)的引入，解決了此類問題，通過每次焊接前預(yù)掃描一次，將單個電池焊接的軌跡精確的定位，不會引起焊接誤差，導(dǎo)致焊接不良，也解決了人工每個定位效率低的問題。
[0003]手工或半自動焊接是依靠操作者肉眼的觀察和手工的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)對焊縫的跟蹤。通常，機器的重復(fù)定位精度、編程和記憶能力等已能滿足焊接的要求。然而，在很多情況下，工件及其裝配的精度和一致性不易滿足大型工件或大批量自動焊接生產(chǎn)的要求，其中還存在因過熱而導(dǎo)致的應(yīng)力和變形的影響。因此，一旦遇到這些情況，就需要有機器視覺技術(shù)，依靠機器的編程和記憶能力、工件及其裝配的精度和一致性來保證焊槍能在工藝許可的精度范圍內(nèi)對準(zhǔn)焊縫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中人工焊接效率低，并且傳統(tǒng)的激光焊接裝置無法對電池位置進行精準(zhǔn)定位的缺陷，提供一種焊接效率高，能夠自動識別、定位電池位置的用于電池模組焊接的五維控制裝置及方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明提供一種用于電池模組焊接的五維控制裝置，包括基座以及設(shè)置在所述基座上的二維粗調(diào)導(dǎo)軌，所述二維粗調(diào)導(dǎo)軌上設(shè)置有可移動的三維細調(diào)導(dǎo)軌；
所述三維細調(diào)導(dǎo)軌上設(shè)置有固定架，所述固定架上設(shè)置有主控制器，以及均與所述主控制器連接的視覺定位系統(tǒng)、壓頭、測高傳感器和激光焊接頭；
所述視覺定位系統(tǒng)用于采集并處理電池模組的圖像，從圖形中提取待焊接電池的位置坐標(biāo)信息，并將其發(fā)送給所述主控制器；所述主控制器根據(jù)位置坐標(biāo)信息來控制導(dǎo)軌移動，將所述激光焊接頭送到待焊接的位置進行焊接。
[0006]所述測高傳感器用于測量所述激光焊接頭與電池接片的高度值，將獲取的高度值發(fā)送給所述主控制器，所述主控制器根據(jù)高度值來控制導(dǎo)軌在垂直方向移動，調(diào)整所述激光焊接頭的焊接高度。
[0007]所述二維粗調(diào)導(dǎo)軌包括Xl軸導(dǎo)軌和Yl軸導(dǎo)軌，所述Xl軸導(dǎo)軌水平間隔的設(shè)置于所述基座相對的兩側(cè)，所述Xl軸導(dǎo)軌上設(shè)置有可以移動的支架，所述Yl軸導(dǎo)軌固定在所述支架上。
[0008]所述三維細調(diào)導(dǎo)軌包括Y軸導(dǎo)軌、X軸導(dǎo)軌和Z軸導(dǎo)軌，所述Y軸導(dǎo)軌可移動的設(shè)置在所述Yi軸導(dǎo)軌上，所述X軸導(dǎo)軌設(shè)置在所述Y軸導(dǎo)軌上并與其在水平方向上垂直，所述Z軸導(dǎo)軌設(shè)置在所述X軸導(dǎo)軌上并與其在豎直方向上垂直。
[0009]所述基座上設(shè)置有多個防護罩。
[0010]所述基座為鑄鐵材料。
[0011]所述Xl軸導(dǎo)軌為同步雙驅(qū)方式。
[0012]本發(fā)明還提供一種用于電池模組焊接的五維控制方法，包括以下步驟:
51、待焊接的電池模組到達焊接位置后，視覺定位系統(tǒng)隨著Xl/Υ軸導(dǎo)軌移動，掃描并采集電池模組的圖像，對圖像進行處理后得到待焊接的電池的平面軌跡坐標(biāo)信息；
52、視覺定位系統(tǒng)將得到的平面軌跡坐標(biāo)信息發(fā)送給主控制器，主控制器根據(jù)待焊接電池的平面軌跡坐標(biāo)信息，控制X1/Y1軸導(dǎo)軌移動到第一個待焊接的電池位置；
53、主控制器控制壓頭推出，使電池與電池接片之間緊密貼合，并控制測高傳感器檢測電池接片與激光焊接頭的高度值，并將其與預(yù)設(shè)好的基準(zhǔn)值比較；
若高度值不等于基準(zhǔn)值，主控制器控制Z軸導(dǎo)軌做出調(diào)整，使電池接片與激光焊接頭的的高度值在焊接的允許范圍內(nèi)；
若高度值在基準(zhǔn)值允許范圍內(nèi)，主控制器控制X/Y軸導(dǎo)軌按設(shè)定軌跡，完成一個電池的焊接過程；
54、該電池焊接完成后，升起壓頭，主控制器按照平面軌跡坐標(biāo)信息控制X1/Y1軸導(dǎo)軌移動到下一個待焊接的電池位置，重復(fù)步驟S3，直到整個電池模組全部焊接完成。
[0013]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明的用于電池模組焊接的五維控制裝置，通過視覺定位系統(tǒng)獲取電池模組的圖像，并處理得到電池的位置，主控制器控制五維聯(lián)動軌道移動，將激光焊接頭送到待焊接的位置進行焊接，能夠精確的定位每個待焊接的電池位置，解決了焊接誤差的問題，提高了焊接的準(zhǔn)確度；通過測高傳感器對高度值的測量，主控制器自動調(diào)整焊接時的高度，保證焊接時高度方向的一致性，提高了焊接的合格率；并且可以自動高效的對電池模組進行焊接，提高了工作效率。
【附圖說明】
[0014]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
圖1是本發(fā)明實施例的用于電池模組焊接的五維控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是發(fā)明實施例的用于電池模組焊接的五維控制方法的流程圖；
圖中1-基座，2-支架，3-固定架，4-主控制器，5-視覺定位系統(tǒng)，6-壓頭，7-測高傳感器，8-激光焊接頭，9-X1軸導(dǎo)軌，10-Y1軸導(dǎo)軌，Il-Y軸導(dǎo)軌，12-X軸導(dǎo)軌，13-Z軸導(dǎo)軌，14-防護罩。
【具體實施方式】
[0015]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明實施例的用于電池模組焊接的五維控制裝置，包括基座1，基座I為鑄鐵材料，以及設(shè)置在基座I上的二維粗調(diào)導(dǎo)軌，二維粗調(diào)導(dǎo)軌上設(shè)置有可移動的三維細調(diào)導(dǎo)軌；三維細調(diào)導(dǎo)軌上設(shè)置有固定架3，固定架3上設(shè)置有主控制器4，以及均與主控制器4連接的視覺定位系統(tǒng)5、壓頭6、測高傳感器7和激光焊接頭8。
[0017]二維粗調(diào)導(dǎo)軌包括Xl軸導(dǎo)軌9和Yl軸導(dǎo)軌10，X1軸導(dǎo)軌9水平間隔的設(shè)置于基座I相對的兩側(cè)，Xl軸導(dǎo)軌9上設(shè)置有可以移動的支架2，Yl軸導(dǎo)軌10固定在支架2上。
[0018]三維細調(diào)導(dǎo)軌包括Y軸導(dǎo)軌11、X軸導(dǎo)軌12和Z軸導(dǎo)軌13，Y軸導(dǎo)軌11可移動的設(shè)置在Yl軸導(dǎo)軌10上，X軸導(dǎo)軌12設(shè)置在Y軸導(dǎo)軌11上并與其在水平方向上垂直，Z軸導(dǎo)軌13設(shè)置在X軸導(dǎo)軌12上并與其在豎直方向上垂直。
[0019]基座I上還設(shè)置有多個防護罩14 ；X1軸導(dǎo)軌9為同步雙驅(qū)方式。
[0020]視覺定位系統(tǒng)5用于采集并處理電池模組的圖像，將得到的電池模組平面軌跡坐標(biāo)信息發(fā)送給主控制器4，主控制器4根據(jù)坐標(biāo)來控制導(dǎo)軌移動，將激光焊接頭8送到待焊接的位置進行焊接。測高傳感器7用于測量激光焊接頭8到電池接