一种集流盘焊接用夹具及集流盘焊接设备的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种集流盘焊接用夹具及集流盘焊接设备。


背景技术：

2.在圆柱电池的生产过程中，卷芯的两端揉平之后，需要在卷芯的两端分别与正、负极集流盘焊接。其中，在集流盘焊接的过程中，需要专门的夹具将卷芯和集流盘做定位和夹紧，如专利文献201420110742.5公开了一种夹具，卷芯安装麻烦，且集流盘需要等卷芯安装之后再行安装，使用麻烦。目前大多卷芯焊接用的工装是将卷芯和集流盘分开定位，分别固定待焊接卷芯和待焊接集流盘，结构复杂，操作不方便，严重影响工作效率。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种集流盘焊接用夹具及集流盘焊接设备，该集流盘焊接用夹具结构简单，便于操作，且一次装夹完成卷芯的两个集流盘的焊接，有利于提高工作效率，且有效保证焊接基准的一致性，提高焊接的可靠性和良率。
4.为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
5.一种集流盘焊接用夹具，用于集流盘与卷芯焊接，其特征在于，包括：架体、旋转组件和定位组件，所述定位组件通过所述旋转组件活动的安装在所述架体上，所述旋转组件用于驱动所述定位组件绕自身的一轴线旋转；
6.所述定位组件包括卷芯载具、正极定位座和负极定位座，所述卷芯载具包括容纳所述卷芯的腔体，所述腔体的轴心线与所述轴线垂直，所述腔体贯穿所述卷芯载具并在所述卷芯载具的相对两侧分别形成有第一开口和第二开口，所述正极定位座和所述负极定位座分别对应所述第一开口和所述第二开口安装于所述卷芯载具上；
7.所述正极定位座朝向所述腔体的一侧具有与所述第一开口相对的第一限位槽，所述第一限位槽用于容纳并固定所述正极集流盘，所述第一限位槽的底部具有用于裸露所述正极集流盘的焊接区域的第一通槽；
8.所述负极定位座朝向所述腔体的一侧具有与所述第二开口相对的第二限位槽，所述第二限位槽用于容纳并固定所述负极集流盘，所述第二限位槽的底部具有用于裸露所述负极集流盘的焊接区域的第二通槽。
9.上述集流盘焊接用夹具应用于卷芯和集流盘焊接时，将卷芯放入卷芯载具的腔体内，将正极集流盘放在第一限位槽内，正极定位座与卷芯载具的一端连接，正极集流盘会与卷芯的一端接触相抵，将负极集流盘放在第二限位槽内，负极定位座与卷芯载具的另一端连接，负极集流盘会与卷芯的另一端接触相抵，正极定位座和负极定位座分别将正极集流盘和负极集流盘定位固定在卷芯的两端，卷芯载具与旋转组件活动连接，旋转组件驱动卷芯载具绕轴线旋转，可以将正极定位座的表面转到焊接工位，启动焊接机对正极集流盘进行激光焊接，正极集流盘与卷芯的一端焊接完毕之后，旋转组件启动，使得卷芯载具旋转，具体的，可以直接旋转180
°
，使得负极定位座切换到焊接工位，从而直接可以再进行负极集
流盘的焊接，使得负极集流盘焊接在卷芯的另一端，从而上述集流盘焊接用夹具可以实现对卷芯的两端正、负极集流盘同时定位、夹紧固定，一次装夹完成卷芯的两个集流盘的焊接，极大的提升了焊接效率，并且，夹具结构简单，便于操作，操作过程简单可靠，也有利于提高作业效率，另外，在一次装夹中完成卷芯的两个集流盘的焊接，有效保证焊接基准的一致性，提高焊接的可靠性和良率。
10.因此，上述集流盘焊接用夹具结构简单，便于操作，且一次装夹完成卷芯的两个集流盘的焊接，有利于提高工作效率，且有效保证焊接基准的一致性，提高焊接的可靠性和良率。
11.可选地，所述旋转组件包括：旋转轴和安装板，所述旋转轴可绕自身轴心线旋转地安装于所述架体，所述旋转轴的轴心线与所述轴线重合设置，所述安装板安装于所述旋转轴的输出端，所述安装板与所述旋转轴垂直设置；所述卷芯载具安装于所述安装板。
12.可选地，所述卷芯载具与所述安装板可拆卸连接。
13.可选地，所述安装板朝向所述卷芯载具的一侧设置有至少两个导向轴，所述卷芯载具朝向所述安装板的一侧设置有与所述导向轴一一对应且配合的安装孔。
14.可选地，所述安装板上设置有至少一个磁铁部件，所述磁铁部件用于与所述卷芯载具磁性连接。
15.可选地，所述卷芯载具朝向所述定位板的侧壁上设有与所述腔体连通的第一开孔，且所述卷芯载具背离所述定位板的侧壁上设有与所述腔体连通的第二开孔，所述第二开孔与所述第一开孔相对。
16.可选地，所述卷芯载具朝向所述正极定位座的端面设置有至少两个第一定位销，所述正极定位座上设置有与所述第一定位销一一对应且配合的第一定位孔；
17.所述卷芯载具朝向所述负极定位座的端面设置有至少两个第二定位销，所述负极定位座上设置有与所述第二定位销一一对应且配合的第二定位孔。
18.可选地，所述正极集流盘定位座朝向所述卷芯载具的一侧设置有至少两个第一磁铁，所述第一磁铁用于与所述卷芯载具磁性连接；和/或，
19.所述负极集流盘定位座朝向所述卷芯载具的一侧设置有至少两个第二磁铁，所述第二磁铁用于与所述卷芯载具磁性连接。
20.可选地，所述第一限位槽的底部设置有第一弹性组件，所述第一弹性组件用于给所述正极集流盘提供朝向所述卷芯的弹力，所述第一弹性组件避让所述第一通槽；和/或，
21.所述第二限位槽的底部设置有第二弹性组件，所述第二弹性组件用于给所述负极集流盘提供朝向所述卷芯的弹力，所述第二弹性组件避让所述第二通槽。
22.基于相同的发明构思，本方案还提供了一种集流盘焊接设备，包括如上述技术方案提供的任意一种集流盘焊接用夹具。
附图说明
23.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
24.图1为本发明实施例提供的一种集流盘焊接用夹具结构示意图；
25.图2为本发明实施例提供的一种集流盘焊接用夹具结构示意图；
26.图3为本发明实施例提供的一种集流盘焊接用夹具俯视图；
27.图4为本发明实施例提供的一种旋转组件与架体组装的结构示意图；
28.图5为本发明实施例提供的一种定位组件的结构示意图；
29.图6为本发明实施例提供的一种卷芯载具装载卷芯时的结构示意图；
30.图7为本发明实施例提供的一种卷芯载具装载卷芯时的正视图；
31.图8为本发明实施例提供的一种卷芯载具的结构示意图；
32.图9为本发明实施例提供的一种正极定位座的结构示意图；
33.图10为本发明实施例提供的一种正极定位座的结构示意图；
34.图11为本发明实施例提供的一种负极定位座的结构示意图；
35.图12为本发明实施例提供的一种负极定位座的结构示意图。
36.图标：1-架体；2-旋转组件；3-定位组件；4-卷芯；5-正极集流盘；6-负极集流盘；11-底板；12-立板；13-加强筋板；21-旋转轴；22-安装板；23-驱动机构；31-卷芯载具；32-正极定位座；33-负极定位座；221-导向轴；222-磁铁部件；311-腔体；312-第一开口；313-第二开口；318-安装孔；314-第一开孔；315-第二开孔；316-第一定位销；317-第二定位销；321-第一限位槽；322-第一通槽；323-第一定位孔；324-第一磁铁；331-第二限位槽；332-第二通槽；333-第二定位孔；334-第二磁铁。
具体实施方式
37.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
38.在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
39.参考图1、图2和图3所示，本发明提供一种集流盘焊接用夹具，用于集流盘与卷芯焊接，集流盘焊接用夹具包括架体1、旋转组件2和定位组件3；其中，架体1包括底座，底座包括底板11、以及与底板11垂直且安装于底板11的立板12，底板11上设置有多个通孔，架体与焊接机的焊接位置安装时，可以通过底板上的通孔与焊接位置处的结构固定连接，立板12的一侧设置有加强筋板13，加强筋板13相邻的两侧边分别与立板12和底板11连接，使得立板12与底板11之间连接稳定性增强；定位组件3通过旋转组件2活动的安装在架体1上，旋转组件2用于驱动定位组件3绕着自身的一轴线旋转，示例性的，旋转组件2可以包括旋转轴21和安装板22，旋转轴21可绕自身轴心线旋转地安装于架体1，旋转轴的轴心线与上述轴线重合设置，具体的，旋转轴21的轴心线与底板11平行设置，旋转轴21的轴心线与立板12垂直设置，旋转轴21贯穿立板12且与立板12旋转连接，安装板22固定安装于旋转轴21的输出端，旋
转轴的输出端为旋转轴的末端，安装板固定在旋转轴的末端，安装板背离旋转轴的一侧形成安装其它部件的安装面，安装板22与旋转轴21之间连接，安装板22可以随着旋转轴21进行旋转，安装板22与旋转轴21垂直设置、且位于立板12的一侧，立板12背离安装板22的一侧设置有用于驱动旋转轴21转动的驱动机构23，优选的，驱动机构23可以为旋转气缸、或者伺服电机，需要说明的是，为了便于说明，本实施例以底板11所在的表面为水平面，旋转轴21的轴心线与水平面平行，以与水平面垂直的方向为竖直方向。另一方面，结合图1，如图7和图8所示，定位组件3包括卷芯载具31、正极定位座32和负极定位座33；具体的，卷芯载具31可以安装于安装板22，与安装板22固定连接，优选地，卷芯载具直接连接于安装板的安装面，从而，卷芯载具31可以随着安装板22旋转，实现翻转，具体的，卷芯载具31可以进行180
°
的翻转，卷芯载具31内具有用于容纳卷芯4的腔体311，腔体311贯穿卷芯载具31，使得卷芯载具31中相对的两侧形成有与腔体311的两端分别相对的第一开口312和第二开口313，腔体311的轴心线与旋转轴21的轴心线垂直设置，卷芯4可以安装在卷芯载具31的腔体311内，卷芯的轴心线也会与旋转轴21的轴心线垂直，卷芯固定在卷芯载具31内，可以进行翻转，使得卷芯的两端实现翻转交换位置，卷芯的两端可以分别在第一开口312和第二开口313处裸露，以便于与正极集流盘5和负极集流盘6对位焊接，具体的，卷芯安装在腔体311内时，卷芯的两端可以凸出卷芯载具31的两端。结合图1，如图9和图10所示，正极定位座32位于腔体311的一端且安装于卷芯载具31，正极定位座32朝向腔体311的一侧具有与第一开口312相对的第一限位槽321，第一限位槽321用于容纳正极集流盘5、且用于将正极集流盘5定位于卷芯4的端面，并且，第一限位槽321还可以容纳部分卷芯的端部，第一限位槽321的底部具有用于裸露正极集流盘的焊接区域的第一通槽322，焊接时，可以在第一通槽322的位置对正极集流盘和卷芯的端部进行激光焊接，具体的，第一通槽322对应正极集流盘上的焊接区域设置，可以设置为间隔分布的多个，使得正极集流盘与卷芯的端部焊接牢固；结合图1，如图11和图12所示，负极定位座33位于腔体311的另一端且安装于卷芯载具31，负极定位座33朝向腔体311的一侧具有与第二开口313相对的第二限位槽331，第二限位槽331用于容纳负极集流盘6、且用于将负极集流盘6定位于卷芯4的端面，第二限位槽331还可以容纳部分卷芯的端部，第二限位槽331的底部具有用于裸露负极集流盘的焊接区域的第二通槽332，焊接时，可以在第二通槽332的位置对正极集流盘和卷芯的端部进行激光焊接，具体的，第二通槽332对应负极集流盘上的焊接区域设置，可以设置为间隔分布的多个，使得负极集流盘与卷芯的端部焊接牢固。
40.上述集流盘焊接用夹具应用于卷芯和集流盘焊接时，将卷芯放入卷芯载具31的腔体311内，将正极集流盘放在第一限位槽321内，正极定位座32与卷芯载具31的一端连接，正极集流盘会与卷芯的一端接触相抵，将负极集流盘放在第二限位槽331内，负极定位座33与卷芯载具31的另一端连接，负极集流盘会与卷芯的另一端接触相抵，正极定位座32和负极定位座33分别将正极集流盘和负极集流盘定位固定在卷芯的两端，卷芯载具31与定位板固定连接，定位板随着旋转轴21旋转，可以将正极定位座32的表面转到焊接工位，启动焊接机对正极集流盘进行激光焊接，正极集流盘与卷芯的一端焊接完毕之后，旋转轴21旋转，带动定位板转动，使得卷芯载具31旋转，具体的，可以直接旋转180
°
，使得负极定位座33切换到焊接工位，从而直接可以再进行负极集流盘的焊接，使得负极集流盘焊接在卷芯的另一端，从而上述集流盘焊接用夹具可以实现对卷芯的两端正、负极集流盘同时定位、夹紧固定，一
次装夹完成卷芯的两个集流盘的焊接，极大的提升了焊接效率，并且，夹具结构简单，便于操作，操作过程简单可靠，也有利于提高作业效率，另外，在一次装夹中完成卷芯的两个集流盘的焊接，有效保证焊接基准的一致性，提高焊接的可靠性和良率。
41.因此，上述集流盘焊接用夹具结构简单，便于操作，且一次装夹完成卷芯的两个集流盘的焊接，有利于提高工作效率，且有效保证焊接基准的一致性，提高焊接的可靠性和良率。
42.优选地，上述集流盘焊接用夹具中，参考图1，如图4和图5所示，卷芯载具31与安装板22可拆卸连接，也就是定位组件3与安装板22为可拆卸链接，则可以配置多个定位组件3，当一个卷芯安装在一个定位组件3上，并且安装在安装板22上进行焊接工作时，可以在另一个定位组件3上进行卷芯和正、负极集流盘的装夹作业，当前一个定位组件3上的卷芯和集流盘完成焊接时，拆卸下来之后，可以紧接着安装下一个装夹好卷芯和集流盘的定位组件3，继续进行焊接作业，极大提高了集流盘焊接的作业效率。并且，上述集流盘焊接用夹具的结构简单，通用性较强，针对不同尺寸的圆柱电池，更换对应持续的定位组件3即可，对应于不同尺寸的集流盘焊接也非常方便。
43.在一种可能的实施方式中，如图4和图5所示，安装板22朝向卷芯载具31的一侧设置有至少两个间隔分布的导向轴221，卷芯载具31朝向安装板22的一侧设置有与导向轴221一一对应且配合的安装孔318。卷芯载具31与安装板22之间通过导向轴221和安装孔318配合定位组装，可以实现快速组装，也可以增强卷芯载与安装板22之间的连接稳定性。具体的，安装板22上可以设置导向轴221的数量可以为3个、4个、5个或者6个，本实施例不做局限。
44.优选的，如图6所示，每个安装孔318内设置有轴套，轴套与导向轴221配合，轴套可以减缓导向轴221和安装孔的磨损，保证卷芯载具与安装板之间的定位准确性。
45.具体的，对于安装板与卷芯载具的之间的固定方式，如图4和图5所示，所示，卷芯载具可以为钢铁材质，在安装板22上设置有至少一个磁铁部件222，磁铁部件222可以设置在安装板22朝向卷芯载具31的一侧，磁铁部件222用于与卷芯载具31磁性连接。通过磁性连接的方式将安装板22与卷芯载具31固定，安装、拆卸方便，可靠性较好。示例性的，磁铁部件222可以为电磁铁，或者磁铁。
46.在一种可能的实施方式中，如图6、图7和图8所示，卷芯载具31朝向定位板的侧壁上设有与腔体311连通的第一开孔314，且卷芯载具31背离定位板的侧壁上设有与腔体311连通的第二开孔315，第二开孔315与第一开孔314相对。第一开孔314和第二开孔315均与腔体311连通，则可以裸露卷芯的侧面，在装夹卷芯和集流盘时，可以方便从第一开孔314和第二开孔315固定住卷芯，便于卷芯的端部和集流盘对位固定。
47.在具体实施时，如图7和图8、以及图9和图11所示，卷芯载具31朝向正极定位座32的端面设置有至少两个第一定位销316，正极定位座32上设置有与第一定位销316一一对应且配合的第一定位孔323，正极定位座32与卷芯载具31之间通过第一定位销316和第一定位孔323配合连接，可以实现快速定位，有利于提高工作效率；卷芯载具31朝向负极定位座33的端面设置有至少两个第二定位销317，负极定位座33上设置有与第二定位销317一一对应且配合的第二定位孔333，负极定位座33与卷芯载具31之间通过第二定位销317和第二定位孔333配合连接，可以实现快速定位，有利于提高工作效率。
48.优选的，如图5、以及图9和图12所示，正极集流盘定位座朝向卷芯载具31的一侧设置有至少两个第一磁铁324，第一磁铁324用于与卷芯载具31磁性连接；或者，负极集流盘定位座朝向卷芯载具31的一侧设置有至少两个第二磁铁334，第二磁铁334用于与卷芯载具31磁性连接；或者，正极集流盘定位座朝向卷芯载具31的一侧设置有至少两个第一磁铁324，第一磁铁324用于与卷芯载具31磁性连接，同时负极集流盘定位座朝向卷芯载具31的一侧设置有至少两个第二磁铁334，第二磁铁334用于与卷芯载具31磁性连接。通过设置磁铁来进行磁性连接，固定方式简单可靠，便于安装、拆卸，有利于提高工作效率。
49.在一种可能的实现方式中，如图9和图11所示，正极集流盘包括第一底座板和位于第一底座板一侧的第一圆凸台，第一底座板背离第一圆凸台的一侧设置有第一限位槽321，且第一限位槽321位于第一底座板和第一圆凸台内，第一圆凸台背离第一底座板的端面板构成第一限位槽321的底部，第一通槽322形成在第一圆凸台的端面板上。另一方面，负极集流盘包括第二底座板和位于第二底座板一侧的第二圆凸台，第二底座板背离第二圆凸台的一侧设置有第二限位槽331，且第二限位槽331位于第二底座板和第二圆凸台内，第二圆凸台背离第二底座板的端面板构成第二限位槽331的底部，第二通槽332形成在第二圆凸台的端面板上。
50.具体的，参考图10和图12所示，可以在第一限位槽321的底部设置第一弹性组件，第一弹性组件用于给正极集流盘提供朝向卷芯的弹力，第一弹性组件避让第一通槽322；或者，在第二限位槽331的底部设置第二弹性组件，第二弹性组件用于给负极集流盘提供朝向卷芯的弹力，第二弹性组件避让第二通槽332；或者，在第一限位槽321的底部设置第一弹性组件，第一弹性组件用于给正极集流盘提供朝向卷芯的弹力，第一弹性组件避让第一通槽322；同时在第二限位槽331的底部设置第二弹性组件，第二弹性组件用于给负极集流盘提供朝向卷芯的弹力，第二弹性组件避让第二通槽332。第一弹性组件可以给正极集流盘施加一个弹性压力，使得正极集流盘压在卷芯的端面上，使得正极集流盘始终与卷芯的端面之间接触良好，也可以使得负极集流盘与卷芯的端面之间具有一定的压力，使得负极集流盘与卷芯的端面之间始终接触良好，有利于保证焊接效果。同理，第二弹性组件可以给负极集流盘施加一个弹性压力，使得负极集流盘压在卷芯的端面上，使得负极集流盘始终与卷芯的端面之间接触良好，同时也可以使得正极集流盘与卷芯的端面之间具有一定的压力，使得正极集流盘与卷芯的端面之间始终接触良好，有利于保证焊接效果。
51.基于相同的发明构思，本实施例还提供了一种集流盘焊接设备，包括如上述实施例提供的任意一种集流盘焊接用夹具、及焊接机，集流盘焊接用夹具的架体固定安装在焊接机的焊接区的位置。
52.以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。