一种焊接治具的制作方法

1.本实用新型涉及电池模块激光焊接技术领域，具体涉及一种焊接治具。


背景技术：

2.随着储能和汽车锂离子电池广泛运用，用户需求不断提升。这样促进了锂离子电池技术的进步和发展。为了在有限的体积内，装进更大容量的电芯，电池模组机构设计也随之改变。其中一种模组结构其电芯极柱位于两端面，铝排在侧面竖直安装于模组上。
3.用于传统形式铝排的焊接治具，对于铝排侧装的电池模组的铝排焊接，对夹具工装设计提出了更高要求。针对此类产品开发出高效、稳定、可靠的铝排焊接技术刻不容缓。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的焊接治具对于侧装铝排的焊接兼容性不足的缺陷，从而提供一种适用于侧向焊接铝排的焊接治具。
5.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种焊接治具，包括：
6.治具本体，内部具有激光发射器；
7.压合组件，与所述治具本体连接，用于在进行焊接前朝向待焊接工件进行抵压；
8.ccd组件，连接在所述治具本体上，用于对所述激光发射器的焊接区域进行拍照，以确定焊接区域的位置；
9.测高组件，连接在所述治具本体上，用于测量所述激光发射器与焊接位置的距离，以确定所述激光发射器的焊接焦距。
10.进一步地，所述压合组件包括：
11.直线驱动装置，连接在所述治具本体上；
12.压板，与所述直线驱动装置的驱动端连接，所述压板上具有用于穿过所述激光发射器的激光光源的通过孔，所述压板的朝向待焊接工件的一面上连接有若干压块，所述直线驱动装置用于驱动所述压板朝向所述待焊接工件进行抵压。
13.进一步地，所述压板的朝向待焊接工件的一面上，在所述通过孔的出口上连接有焊接嘴，所述焊接嘴具有与所述通过孔同轴设置的通孔。
14.进一步地，所述焊接嘴弹性连接在所述压板上。
15.进一步地，所述焊接嘴上连接有保护气接口，所述焊接嘴的通孔内设有保护气出口，保护气从所述保护气接口进入到所述焊接嘴的通孔内后，通过所述保护气出口喷出，以对所述焊接区域进行气体保护。
16.进一步地，所述焊接嘴为同轴连接的两个环形嘴，其中第一环形嘴的一端延伸至第二环形嘴的内部，两个所述环形嘴的环形壁之间形成保护气流通的通道。
17.进一步地，所述压板的背向待焊接工件的一面上，在所述通过孔的进口上连接有除尘组件，通过所述除尘组件用于将焊接产生的烟雾抽走。
18.进一步地，所述除尘组件包括：与所述通过孔同轴设置的除尘罩壳，所述除尘罩壳
内设有若干抽尘进口。
19.进一步地，所述ccd组件通过振镜组件与所述焊接区域的反射光线保持同轴地安装在所述治具本体上。
20.进一步地，所述治具本体的两侧分别连接有至少一个所述直线驱动装置，所述直线驱动装置的驱动端连接在所述压板的两端。
21.本实用新型技术方案，具有如下优点：
22.1.本实用新型提供的焊接治具，在治具本体上连接有压合组件，工作时，压合组件在焊接前朝向待焊接工件进行抵压，从而对待焊接工件进行固定，然后通过ccd组件确定焊接区域，通过测高组件调整焊接焦距，从而实现对电池模组铝排的侧焊，提高焊接效果，提高产品良率。
23.2.本实用新型提供的焊接治具，将焊接嘴与通过孔同轴设置，并弹性连接在压板上，可进一步便于对焊接嘴的焊接位置定位，从而提升焊接精度。
24.3.本实用新型提供的焊接治具，在焊接嘴上连接有焊接保护气接口，利用保护气对焊接区域进行气体保护，有利于改善熔池表面光洁度及飞溅，减少炸焊现象，从而有利于提升产品良率。
25.4.本实用新型提供的焊接治具，在压板上连接有除尘组件，通过设置除尘组件用以将焊接产生烟雾抽走，从而有利于保证焊接效果和工作现场的环境清洁。
26.5.本实用新型提供的焊接治具，ccd组件通过振镜组件与焊接区域的反射光线保持同轴的安装在治具本体上，从而有利于定位焊接嘴的焊接点，保证激光焊接点的调整定位准确，提升焊接质量。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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他的附图。
28.图1为本实用新型的实施例中焊接治具的结构示意图；
29.图2为图1的爆炸结构示意图；
30.图3为图2中a部放大图；
31.图4为本实用新型实施例中焊接治具对电池模组进行焊接时的工作状态示意图；
32.图5为本实用新型实施例中ccd组件和振镜组件的工作原理示意图。
33.附图标记说明：
34.1、电池模组；11、铝排；2、治具本体；
35.21、焊接嘴；22、压板；23、安装板；
36.211、第一环形嘴；212、第二环形嘴；
37.221、压紧气缸；222、压块；223、抽尘进口；224、保护气出口；225、测高组件；
38.231、环形光源；232、振镜组件；233、ccd相机；234、全反镜头；235、激光光源。
具体实施方式
39.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
42.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
43.本实施例提供了一种焊接治具，可以对电池模组1的侧面极柱进行焊接工序，当然，该焊接治具也可用于其他能够进行激光焊接的焊接工件上。
44.如图1所示，本实施例所述的焊接治具包括治具本体2，及连接于治具本体2上的压合组件、ccd组件及测高组件225，工作时，通过压合组件朝向待焊接工件进行抵压，从而对待焊接工件进行固定，然后通过ccd组件确定焊接区域，通过测高组件225调整焊接焦距，从而实现对电池模组1铝排11的侧焊，提高焊接效果，提高产品良率。
45.在此，压合组件包括连接在治具本体2上的直线驱动装置，直线驱动装置的驱动端连接有压板22，所述直线驱动装置用于驱动所述压板22朝向所述待焊接工件进行抵压。在此，直线驱动装置可采用压紧气缸221结构实现压板22朝待焊接工作的抵压动作，作为一种可替换的实施方式，直线驱动装置也可以采用步进电机、或电动缸等方式。
46.如图1和图2所示，本实施例中治具本体2的内部具有用以进行焊接工序的激光发射器，治具本体2的两侧分别连接有一块安装板23，压板22通过设置压紧气缸221与治具本体2连接，压板22上具有用于穿过所述激光发射器的激光的通过孔，压板22的两端分别连接在两安装板23的端部，通过安装板23连接在治具本体2上。
47.在此，压紧气缸221为分别固定于两安装板23上的两个，各压紧气缸221的驱动端连接于压板22上，以适于驱动压板22朝向电池模组1的方向运动，设置压紧气缸221可以保证焊接过程中，压板22始终抵紧铝排11，从而避免焊接时铝排11和极柱之间出现空隙而影响焊接质量。作为一种可替换的实施方式，压紧气缸221也可采用其他具有直线驱动作用力的部件替代，例如电动推杆或液压缸等。
48.此外，本实施例中的压板22朝向电池模组1的一面上间隔连接有若干压块222，各个压块222的朝向电池模组1的抵接面位于同一端面上，压紧气缸221驱动压板22朝向电池模组1运动后，各压块222率先抵接于铝排11上，并由此形成对铝排11的多个定位点，从而有
利于保证焊接过程中了铝排11的稳定定位效果，避免铝排11和电池极柱之间晃动。
49.如图2和图3所示，压板22朝向电池模组1的一面上，其上的通过孔的出口上连接有焊接嘴21，焊接嘴21具有与通过孔同轴设置的通孔，在此，焊接嘴21适于接收激光发射器的激光进行焊接工作。该焊接嘴21弹性连接在压板22上，并相对压板22朝向电池模组1的运动方向可动，当压紧气缸221驱动压板22抵接铝排11时，弹性设置的焊接嘴21可避免运动过程中冲击力过大导致强制变形，从而起到保护作用。需要说明的是，本实施例中焊接嘴21在压板22的弹性连接可以采用在伸缩套管或无油衬套等结构。
50.结合图1至图3所示，本实施例的焊接嘴21上连接有保护气接口，焊接嘴21的通孔内设有保护气出口224，保护气从保护气接口进入到焊接嘴21的通孔内后，通过保护气出口224喷出，以对焊接区域进行气体保护。需要说明的是，保护气接口外连接于保护气输出装置上，该保护气可以采用氦气或氮气等惰性气体。
51.此外，本实施例中的焊接嘴21为同轴连接的两个环形嘴，其中，第一环形嘴211的一端延伸至第二环形嘴212的内部，焊接嘴21的保护气出口224将保护气接口和环形壁之间连通，从而使两个环形嘴的环形壁之间形成保护气流通的通道，在焊接过程中，保持向焊接嘴21内吹入保护气，有利于改善熔池表面光洁度及飞溅，减少炸焊现象，从而有利于提升产品良率；另外，将焊接嘴21设置为环形嘴，压板22朝向铝排11运动使压块222定位铝排11位置后，环形嘴和压块222配合又可保证与铝排11的接触面积受力均匀，减小焊接偏移误差，从而有利于保证焊接质量。
52.如图4所示，本实施例中的压板22背向电池模组1的一面上，在通过孔的进口上连接有除尘组件，通过设置除尘组件用于将焊接产生的烟雾抽走，在此，该除尘组件包括与通过孔同轴设置的环形除尘罩壳，该环形除尘罩壳内沿周向设置有两个抽尘进口223，环形除尘罩壳将焊接产生的烟雾收拢后，抽尘进口223抽吸烟雾，并将烟雾采用现有成熟的烟雾过滤技术过滤后排放至室外，从而有利于保证焊接效果，并保持工作现场的环境清洁。作为一种可替换的实施方式，该除尘罩壳也可以设置为其他形状例如矩形；抽尘进口223也可以并列布置或间隔布置的若干个，对此不做具体限定。
53.如图5所示，本实施例中的ccd组件连接在治具本体2上，用于对激光发射器的焊接区域拍照，从而确定焊接区域的位置准确性。在此，于治具本体2上还设置有振镜组件232，且ccd组件通过振镜组件232与所述焊接区域的反射光线保持同轴地安装在所述治具本体2上。具体的，该ccd组件可以采用现有成熟的ccd相机233，振镜组件232与治具本体2上的环形光源231位于同一轴线，ccd相机233与被振镜组件232反射后的光源同轴布置，并通过设置45
°
全反镜头234实现对环形光源231和激光光源235的反射效果，经由上述设置，可避免振镜头和ccd相机233之间因需要轴移动对齐而产生误差，从而避免影响焊接质量。
54.本实施例中的测高组件225用于测量激光发射器与焊接位置之间的距离，以确定激光发射器的焊接焦距。在此，该测高组件225可以选用激光测距仪设备，由于测高组件225和激光发射器均安装于治具本体2上，激光发射器与焊接位置之间、测高组件225与焊接位置之间的距离成一定比例设置，当测高组件225定位激光发射器和电池模组1上的焊接位置之间距离后，振镜组件232确定激光光源235对焊接位置的焊接焦距，从而进一步提高焊接精度，避免位置偏移产生误差
55.工作原理：
56.首先，可通过外部机械臂带动治具本体2调整位置，使焊接嘴21对准电池模组1的侧面铝排11极柱，压紧气缸221驱动压板22运动使电池模组1上的铝排11压紧焊接极柱；在此过程中，焊接嘴21随压板22动作后，与压块222共同抵接于铝排11上；
57.ccd组件拍照，确定焊接区域，在此，检查焊接区域与极柱的重合度，并通过外部机械手调整铝排11位置，使焊接区域和极柱重合；
58.测高组件225定位激光发射器与焊接位置之间距离；
59.接通保护气，除尘组件开始工作，激光发射器发射激光光源235对焊接位置进行焊接工序；
60.完成上述步骤后，压板22退回，治具本体2位移至下一焊接位置，重复上述步骤。
61.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。