專利名稱：一種三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)。
背景技術(shù)：
激光焊接技術(shù)廣泛應(yīng)用于電子、電池等行業(yè)的焊接。隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，對(duì)激光 焊接的自動(dòng)化程度要求越來越高。 激光焊接具有精密度高特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鋰電池生產(chǎn)PACK工廠。目前在大部 分工廠中，主要是采用單個(gè)焊接機(jī)手工作業(yè)的焊接方式實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品組裝，具體為人工把待焊 接的電池放到二維焊接工作臺(tái)上，手動(dòng)壓下壓爪實(shí)現(xiàn)對(duì)該待焊接的電池的壓緊，然后踩下 開關(guān)啟動(dòng)二維焊接工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電池進(jìn)行焊接。 因此，可以看出，目前的焊接設(shè)備為單工位作業(yè)，即當(dāng)焊接設(shè)備進(jìn)行電池焊接時(shí)， 員工處于空閑狀態(tài)，等待電池焊接完畢后再放置未焊接電池進(jìn)行焊接，員工具有等待時(shí)間， 因此電池焊接的工作效率低，大大提高了電池的生產(chǎn)成本； 此外，由于依靠手動(dòng)壓下壓爪來實(shí)現(xiàn)待焊接電池的壓緊，用力不均勻，接觸一致性
差，從而容易造成電池焊接質(zhì)量的一致性差，降低了電池的質(zhì)量合格率，并且在進(jìn)行電池焊
接操作時(shí)，員工貼近激光焊接位置，安全性較差，無法保證員工的作業(yè)安全。
因此，目前迫切需要開發(fā)出一種焊接設(shè)備，其可以在進(jìn)行電池焊接時(shí)，讓員工處于
工作狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)雙工位工作，提高電池焊接的工作效率，進(jìn)而降低電池的生產(chǎn)成本，此
外，還可以自動(dòng)壓緊待焊接的電池，保證電池焊接的質(zhì)量，提高電池的質(zhì)量合格率，同時(shí)讓
員工在焊接電池時(shí)遠(yuǎn)離激光焊接位置，保證員工的作業(yè)安全。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)，其在進(jìn)行電池焊 接時(shí)，讓員工處于工作狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)雙工位工作，提高電池焊接的工作效率，進(jìn)而降低了 電池的生產(chǎn)成本，能夠形成產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；?，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。 為此，本發(fā)明提供了一種三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)，包括有第一底座l，所述第一 底座1上縱向設(shè)置有縱軸基座30，一個(gè)縱軸3與所述縱軸基座30兩端相樞接，所述縱軸3 上固定設(shè)置有橫軸基座20，一個(gè)橫軸2與所述橫軸基座20兩端相樞接；
所述橫軸2上固定設(shè)置有第二底座4，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5可旋轉(zhuǎn)地安裝于所述第二底座 4的中心位置上，待焊接電池放置在所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5頂部； 所述第二底座4頂部設(shè)置有壓爪6，所述壓爪6左端具有位于所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5上 方的延伸部。 優(yōu)選地，所述第二底座4頂部中心位置上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)氣缸7，所述旋轉(zhuǎn)氣缸7的輸 出軸與所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5的底部中心位置固定連接。 優(yōu)選地，所述橫軸2和縱軸3的一端都與步進(jìn)電機(jī)的輸出軸相連接，所述壓爪6底 部與直線氣缸8相連接。
優(yōu)選地，還包括有一個(gè)焊接控制單元，該控制單元分別與在所述橫軸2和縱軸3 — 端的步進(jìn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)氣缸7、直線氣缸8相連接，用于發(fā)送控制信號(hào)控制所述步進(jìn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn) 氣缸7、直線氣缸8的具體運(yùn)行，并且發(fā)送控制信號(hào)控制外部激光焊接設(shè)備輸出激光來對(duì)旋 轉(zhuǎn)工作臺(tái)5上的待焊接電池進(jìn)行焊接。 優(yōu)選地，所述焊接控制單元為可編程邏輯控制器PLC。 優(yōu)選地，所述待焊接電池對(duì)稱放置在所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5頂部前后兩端或者左右兩
丄山順。 由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供了一種三維 激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)，其在進(jìn)行電池焊接時(shí)，讓員工處于工作狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)雙工位工作， 提高電池焊接的工作效率，進(jìn)而降低了電池的生產(chǎn)成本，能夠形成產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；?，具有重大 的生產(chǎn)實(shí)踐意義。 此外，本發(fā)明提供的三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)還可以自動(dòng)壓緊待焊接的電池，保 證電池焊接的質(zhì)量，提高電池的質(zhì)量合格率，同時(shí)由于讓員工在焊接電池時(shí)遠(yuǎn)離激光焊接 位置，保證員工的作業(yè)安全。


圖1為本發(fā)明提供的一種三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)的立體圖； 圖2為本發(fā)明提供的一種三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)的俯視圖； 圖3為本發(fā)明提供的一種三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)的側(cè)視圖； 圖中，1為第一底座，2為橫軸(X軸)，3為縱軸(Y軸)，4為第二底座，5為旋轉(zhuǎn)工
作臺(tái)，6為壓爪，7為旋轉(zhuǎn)氣缸，8為直線氣缸，20為橫軸基座，30為縱軸基座。
具體實(shí)施例方式
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本 發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。 圖1為本發(fā)明提供的一種三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)的立體圖，圖2為本發(fā)明提供 的一種三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)的俯視圖，圖3為本發(fā)明提供的一種三維激光焊接自動(dòng)工 作臺(tái)的側(cè)視圖。 參見圖1至圖3，本發(fā)明提供了一種三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)，該工作臺(tái)與外部的 激光焊接設(shè)備配合使用，包括有水平放置的第一底座l，所述第一底座1上縱向設(shè)置有縱軸 基座30， 一個(gè)縱軸3與所述縱軸基座30兩端相樞接； 所述縱軸3上固定設(shè)置有橫軸基座20， 一個(gè)橫軸2與所述橫軸基座20兩端相樞 接； 在本發(fā)明中，所述橫軸2和縱軸3的一端都與步進(jìn)電機(jī)的輸出軸相連接，因此，所 述橫軸2和縱軸3可以由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)分別在橫軸基座20和縱軸基座 30中旋轉(zhuǎn)，同時(shí)可以帶動(dòng)橫軸2上固定的第二底座4 一起轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述橫軸2上固定設(shè)置有圓形的第二底座4，圓形的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5可旋轉(zhuǎn)地安裝 于所述第二底座4的中心位置上，具體為所述第二底座4頂部中心位置上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)氣缸 7，所述旋轉(zhuǎn)氣缸7的輸出軸與所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5的底部中心位置固定連接，從而由所述旋
4轉(zhuǎn)氣缸7驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5在第二底座4頂部進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； 需要說明的是，所述旋轉(zhuǎn)氣缸7可以驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5在第二底座4頂部進(jìn)行旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而所述橫軸2和縱軸3可以由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)分別在橫軸基座20 和縱軸基座30中旋轉(zhuǎn)，第二底座4固定設(shè)置在橫軸2上，所以旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5分別在橫軸2、 縱軸3以及旋轉(zhuǎn)氣缸7的帶動(dòng)作用下可以在三維立體空間進(jìn)行方向位置的調(diào)整，以調(diào)整旋 轉(zhuǎn)工作臺(tái)5上的待焊接電池的傾斜角度，以讓電池上需要焊接的部位位于和外部激光焊接 設(shè)備的焊接頭相對(duì)應(yīng)的角度和位置上。 需要說明的是，待焊接電池放置在所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5頂部，在本發(fā)明中，所述待焊 接電池對(duì)稱放置在所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5頂部前后兩端(如圖2所示的A位置和B位置)或者 左右兩端； 所述第二底座4頂部設(shè)置有壓爪6，所述壓爪6左端具有位于所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5上 方的延伸部，所述壓爪6底部與直線氣缸8相連接，由所述直線氣缸8驅(qū)動(dòng)進(jìn)行上下直線運(yùn) 動(dòng)，從而當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5上放置有待焊接電池時(shí)，直線氣缸8可以帶動(dòng)所述壓爪6左端 的延伸部壓緊待焊接電池，使得用力均勻，接觸一致性好，保證焊接質(zhì)量的一致性。
在本發(fā)明中，為了控制橫軸2和縱軸3的運(yùn)動(dòng)軌跡，讓橫軸2和縱軸3安裝需要的 焊接運(yùn)動(dòng)軌跡來帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5上的待焊接電池移動(dòng)，本發(fā)明還包括有一個(gè)焊接控制單 元，該控制單元分別與在所述橫軸2和縱軸3 —端的步進(jìn)電機(jī)、同旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5相接的旋轉(zhuǎn) 氣缸7、和壓爪6相接的直線氣缸8相連接，用于發(fā)送控制信號(hào)控制所述步進(jìn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)氣缸 7、直線氣缸8的具體運(yùn)行(如控制這些部件的驅(qū)動(dòng)時(shí)間、先后驅(qū)動(dòng)順序等)，并且發(fā)送控制 信號(hào)控制外部激光焊接設(shè)備輸出激光來對(duì)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5上的待焊接電池進(jìn)行焊接。
具體實(shí)現(xiàn)上，所述焊接控制單元為可編程邏輯控制器PLC ;
對(duì)于本發(fā)明提供的三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)，參見圖2，具體使用過程為
第一步、將待焊接電池放置到旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的A位置上； 第二步、按下啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)氣缸7，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，將位于 圖2所示A位置的待焊接電池運(yùn)動(dòng)到壓爪6下放好； 第三步、直線氣缸8帶動(dòng)壓爪6向下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)待焊接電池的壓緊； 第四步、橫軸2和縱軸3在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，調(diào)整旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5
上的待焊接電池的傾斜角度，以讓電池上需要焊接的部位位于和外部激光焊接設(shè)備的焊接
頭相對(duì)應(yīng)的角度和位置上，同時(shí)外部的激光焊接設(shè)備配合輸出激光，對(duì)位于A位置的待焊
接電池進(jìn)行焊接； 第五步、執(zhí)行步驟四的同時(shí)，焊接員工可以把另一個(gè)待焊接電池放置到旋轉(zhuǎn)工作 臺(tái)的B位置上； 第六步、當(dāng)A位置的待焊接電池焊接完畢后，控制壓爪6自動(dòng)抬起，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，位于B位置上的待焊接電池運(yùn)動(dòng)到壓爪6下方，同時(shí)A位置的待焊接電池被 移動(dòng)到壓爪6外面； 第七步、橫軸2和縱軸3在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，分別旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，調(diào)整旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5 上的待焊接電池的傾斜角度，以讓電池上需要焊接的部位位于和外部激光焊接設(shè)備的焊接 頭相對(duì)應(yīng)的角度和位置上，同時(shí)外部的激光焊接設(shè)備輸出激光，對(duì)位于B位置的待焊接電 池進(jìn)行焊接；
執(zhí)行第七步的同時(shí)，焊接員工可以取下焊接完成的A位置電池，并在此位置上放 置第三個(gè)待焊接的電池產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)焊接的連續(xù)性，由于員工可以進(jìn)行雙工位工作，因此大 大提高了員工的工作效率； 重復(fù)進(jìn)行以上步驟，即可以不斷進(jìn)行電池的焊接操作。 綜上所述，由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見，本發(fā)明提供了一種三維激光焊接 自動(dòng)工作臺(tái)，其在進(jìn)行電池焊接時(shí)，讓員工處于工作狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)雙工位工作，提高電池 焊接的工作效率，進(jìn)而降低了電池的生產(chǎn)成本，能夠形成產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；哂兄卮蟮纳a(chǎn)實(shí) 踐意義。 此外，本發(fā)明還可以自動(dòng)壓緊待焊接的電池，保證電池焊接的質(zhì)量，提高電池的質(zhì) 量合格率，同時(shí)由于讓員工在焊接電池時(shí)遠(yuǎn)離激光焊接位置，保證員工的作業(yè)安全。
對(duì)于本發(fā)明，操作方便，員工只需把待焊接電池放置到工作臺(tái)上的工裝上，按下按 鈕，工作臺(tái)將自動(dòng)實(shí)現(xiàn)工件移動(dòng)、壓緊、焊接，不需要額外的動(dòng)作； 本發(fā)明提供的三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)的工作效率高，該工作臺(tái)具有雙工位，當(dāng) 一個(gè)工位進(jìn)行焊接時(shí)，員工可以在第二個(gè)工位上取放電池，因此提高了員工工作效率；
本發(fā)明提供的三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)所焊接電池的焊接質(zhì)量一致性好，由于通 過依靠自動(dòng)壓爪將待焊接電池壓緊，從而用力均勻，保證了所焊接的電池具有較高的焊接 質(zhì)量； 運(yùn)用本發(fā)明提供的三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)后，員工的勞動(dòng)強(qiáng)度低，安全性高，員 工只需要取放電池就可以完成對(duì)電池的焊接，并且由于具有雙工位，所以焊接時(shí)，員工遠(yuǎn)離 焊接位置，最大程度地避免了員工同激光的接觸，安全性高。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)，其特征在于，包括有第一底座(1)，所述第一底座(1)上縱向設(shè)置有縱軸基座(30)，一個(gè)縱軸(3)與所述縱軸基座(30)兩端相樞接，所述縱軸(3)上固定設(shè)置有橫軸基座(20)，一個(gè)橫軸(2)與所述橫軸基座(20)兩端相樞接；所述橫軸(2)上固定設(shè)置有第二底座(4)，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(5)可旋轉(zhuǎn)地安裝于所述第二底座(4)的中心位置上，待焊接電池放置在所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(5)頂部；所述第二底座(4)頂部設(shè)置有壓爪(6)，所述壓爪(6)左端具有位于所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(5)上方的延伸部。
2. 如權(quán)利要求l所述的三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)，其特征在于，所述第二底座(4)頂部 中心位置上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)氣缸(7)，所述旋轉(zhuǎn)氣缸(7)的輸出軸與所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(5)的底部 中心位置固定連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)，其特征在于，所述橫軸(2)和縱軸 (3)的一端都與步進(jìn)電機(jī)的輸出軸相連接，所述壓爪(6)底部與直線氣缸(8)相連接。
4. 如權(quán)利要求3所述的三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)，其特征在于，還包括有一個(gè)焊接控 制單元，該控制單元分別與在所述橫軸(2)和縱軸(3) —端的步進(jìn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)氣缸(7)、直線 氣缸(8)相連接，用于發(fā)送控制信號(hào)控制所述步進(jìn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)氣缸(7)、直線氣缸(8)的具體 運(yùn)行，并且發(fā)送控制信號(hào)控制外部激光焊接設(shè)備輸出激光來對(duì)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(5)上的待焊接 電池進(jìn)行焊接。
5. 如權(quán)利要求4所述的三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)，其特征在于，所述焊接控制單元為 可編程邏輯控制器PLC。
6. 如權(quán)利要求1所述的三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)，其特征在于，所述待焊接電池對(duì)稱 放置在所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(5)頂部前后兩端或者左右兩端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三維激光焊接自動(dòng)工作臺(tái)，包括有第一底座(1)，所述第一底座(1)上縱向設(shè)置有縱軸基座(30)，一個(gè)縱軸(3)與縱軸基座(30)兩端相樞接，所述縱軸(3)上固定設(shè)置有橫軸基座(20)，一個(gè)橫軸(2)與所述橫軸基座(20)兩端相樞接；所述橫軸(2)上固定設(shè)置有第二底座(4)，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(5)可旋轉(zhuǎn)地安裝于所述第二底座(4)的中心位置上，待焊接電池放置在所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(5)頂部；所述第二底座(4)頂部設(shè)置有壓爪(6)，所述壓爪(6)左端具有位于所述旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(5)上方的延伸部。本發(fā)明在進(jìn)行電池焊接時(shí)，讓員工處于工作狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)雙工位工作，提高電池焊接的工作效率，降低電池的生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)B23K26/42GK101704166SQ20091030794
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者曹俊義, 桑永茂, 祖述祥, 秦康亮 申請(qǐng)人:天津力神電池股份有限公司