一种线性速度检测装置的制作方法

本实用新型涉及超声波焊接技术领域，具体涉及一种线性速度检测装置。

背景技术：

在新能源汽车动力电池行业，锂离子电池处于高速发展的阶段，大多数的厂商都在新能源汽车上使用锂离子电池。电芯的生产是锂离子电池生产中的一个难点，电芯通常由20～60层的极耳箔片叠加而成，而极耳箔片厚度仅有6um～10um。基于工艺性，极耳箔片粘合一般采用超声波焊接。超声波发生器通过焊头与叠加的箔片接触，并施加一定预压力于极耳和箔片，通过焊头高频振动使箔片和极耳粘合在一起。由于箔片厚度较小，焊接的过程中，外层箔片容易发生裂痕或碎裂问题，进而影响电池品质。

超声波点焊机的焊头升降动作由气缸驱动，焊头下行时，压紧极耳和箔材，发波组件实现超声波的产生和传递，完成对极耳和箔材的焊接。焊头下行速度的差异引发的焊头冲量的不同，对外层箔片裂痕和碎裂问题存在一定影响。为平衡生产效率，需为超声波点焊机设定合理的下行速度。气缸供气压力不能直接决定发波组件运动速度，气缸供气流速、发波组件自重等均为影响因素。实时测量焊头下行速度成为一种必要。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种线性速度检测装置，用于检测检测超声波点焊机焊接时焊头的下行平均速度。

本实用新型采用的技术方案如下：一种线性速度检测装置，用于检测超声波点焊机焊接时焊头的下行平均速度，所述超声波点焊机包括机架，安装于机架的气缸，通过滑块滑轨组件与机架连接、并由气缸驱动的发波组件固定架，以及安装于发波组件固定架的发波组件，所述发波组件包括焊头；

所述装置与所述超声波点焊机相对独立设置，所述装置包括：

位移传感器固定座，固定于发波组件固定架，跟随焊头运动；

位移传感器，固定于位移传感器固定座，用于检测焊头的下行距离；

位置传感器，安装于机架，用于检测焊头是否下行到位；

控制器，与位移传感器、位置传感器以及超声波点焊机连接和通信，用于根据超声波点焊机发出的下行启动信号和位置传感器发出的焊头到位信号计算焊头的下行时间，根据位移传感器测得的焊头的下行距离和计算得到的焊头的下行时间，计算焊头的下行平均速度；

显示屏，与控制器连接和通信，用于显示焊头的下行平均速度。

进一步的，所述位移传感器为弹簧自恢复直线位移传感器，其探测头部分与机架的底板始终保持接触。

进一步的，当焊头下行时，位移传感器的探测头缩入传感器本体；当焊头上行时，位移传感器的探测头伸出传感器本体，在位移传感器自身配有的弹簧作用下，始终保持与机架的底板接触。

进一步的，发波组件固定架包括与气缸连接的动板；位移传感器固定座设有槽口和螺钉孔与动板配合，并通过螺钉固定于动板。

从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

由于电芯生产具有型号单一的特点，设备参数设定具有稳定性，仅在对易损件作更换时才需要进行重新校准。为此，本实用新型提供一种独立于超声波点焊机运行系统，易安装于现有超声波点焊机的线性速度检测装置。该装置利用位移传感器、位置传感器检测信号，利用控制器来计算焊头下行平均速度，并利用显示屏来显示焊头下行平均速度。从而，该装置可为超声波点焊机参数设定提供精确、稳定的技术支持。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型的一个实施例提供的线性速度检测装置的原理框图；

图2是本实用新型的一个实施例提供的线性速度检测装置安装于超声波点焊机的结构示意图；

图3是本实用新型的一个实施例中位移传感器固定座安装于发波组件固定架的动板的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语 “包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面通过具体实施例，分别进行详细的说明。

请参考图1和图2，本实用新型的一个实施例，提供一种线性速度检测装置，用于检测超声波点焊机焊接时焊头的下行平均速度。

所述超声波点焊机10包括机架11，安装于机架11的气缸12，通过滑块滑轨组件与机架11连接、并由气缸12驱动的发波组件固定架13，以及安装于发波组件固定架13的发波组件14，所述发波组件14包括焊头15以及变幅杆和换能器等。气缸12可驱动发波组件固定架13及其上安装的发波组件14在垂直方向上运动，当发波组件14的焊头15下行运动到位压住待焊接的工件后，发波组件发波通过焊头15对待焊接的工件进行焊接。

由于现有的超声波点焊机结构较为紧凑，并且，电芯生产具有型号单一的特点，设备参数设定具有稳定性，仅在对易损件作更换时才需要进行重新校准；为此，本实用新型实施例提供的线性速度检测装置，优选与所述超声波点焊机相对独立设置，作为独立系统，以减少必要的安装工作量。

所述线性速度检测装置可包括：

位移传感器固定座21，固定于发波组件固定架13，跟随焊头15运动；

位移传感器22，固定于位移传感器固定座21，用于检测焊头15的下行距离；

位置传感器23，安装于机架11，用于检测焊头15是否下行到位；

控制器24，与位移传感器22、位置传感器23以及超声波点焊机10连接和通信，用于根据超声波点焊机发出的下行启动信号和位置传感器23发出的焊头到位信号计算焊头15的下行时间，根据位移传感器22测得的焊头15的下行距离和计算得到的焊头15的下行时间，计算焊头15的下行平均速度；

显示屏25，与控制器24连接和通信，用于显示焊头15的下行平均速度。

还可以包括电源26，用于为整个装置的工作供电。

其中，控制器24可采用小型的嵌入式系统。通常，嵌入式系统可以是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。一般而言，嵌入式系统的构架可以分成四个部分：处理器、存储器、输入输出（I/O）和软件。控制器24可安装于机架，也可以不用安装，采用单独盒子安放，盒子可放于工作台也可手持，本文对此不做限制。

如上，本实用新型实施例中，对于位于传感器位移量的获取和计算采用独立的控制器，显示采用独立的显示屏。焊头下行时间的获取通过焊头下行启动信号和焊头到位信号然后计算获得，其中焊头下行启动信号与超声波点焊机共用，从超声波点焊机获取，焊头到位信号则从位置传感器获取。可选的，位置传感器可采用磁感应式传感器。

一些实施例中，基于超声波点焊机结构较为紧凑的特点，所述位移传感器22可选择为弹簧自恢复直线位移传感器，其探测头部分可在传感器本体内伸缩，本实施例中确保其探测头与机架11的底板16始终保持接触。位移传感器22的探测头通过在传感器本体内的伸缩实现对位移量的检测。

当焊头下行时，位移传感器22的探测头缩入传感器本体；当焊头上行时，位移传感器22的探测头伸出传感器本体，在位移传感器自身配有的弹簧作用下，始终保持与机架的底板16接触。

一些实施例中，发波组件固定架13包括与气缸12连接的动板17，发波组件固定架13的其它部分设置在动板17上。一种实现方式中，如图3所示，位移传感器固定座21设有槽口27和螺钉孔与动板17配合，并通过螺钉28固定于动板。以此可以实现快速安装和拆卸位移传感器。

本实用新型实施例中，测量焊接时焊头下行平均速度，是通过测量每次焊头的下行距离和下行时间计算得到。一般的，焊头下行距离在10mm到50mm之间，下行运动时间在0.6s到1.0s之间，重复测量的偏差要求为+/-0.01mm以内。

如上所述，本实用新型中，发波组件固定于发波组件固定架，发波组件固定架与滑块滑轨组件连接并由气缸驱动，滑块滑轨组件中滑轨固定于机架、滑块固定于发波组件固定架。气缸可推动发波组件固定架沿滑块滑轨组件运动。固定于发波组件固定架的发波组件做随动。

传感器固定座固定于发波组件固定架，位移传感器主体固定于位移传感器固定座，位移传感器探测头同机架接触。当位移传感器主体随气缸动作而运动时，位移传感器探测头部分保持与机架的接触，同时可在位移传感器主体内做伸缩运动以检测位移量。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种用于检测超声波点焊机焊接时焊头的下行平均速度的线性速度检测装置。从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

由于电芯生产具有型号单一的特点，设备参数设定具有稳定性，仅在对易损件作更换时才需要进行重新校准。为此，本实用新型提供一种独立于超声波点焊机运行系统，易安装于现有超声波点焊机的线性速度检测装置。该装置利用位移传感器、位置传感器检测信号，利用控制器来计算焊头下行平均速度，并利用显示屏来显示焊头下行平均速度。从而，该装置可为超声波点焊机参数设定提供精确、稳定的技术支持。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

上述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。