一种焊接试验台系统及其焊接控制方法与流程

1.本发明涉及焊接设备技术领域，尤其涉及一种焊接试验台系统及其焊接控制方法。


背景技术：

2.作为清洁能源的一种，锂电池由于其具有电压高，充放电寿命长，对环境污染小和自放电率低等诸多优点，已经被广泛地应用于各类电子产品上，随着电动汽车行业的发展、崛起，锂电池逐渐被应用在纯电动汽车动力电池、基站后备电源及其他相近的应用领域等。
3.目前，在对电池电芯串联的焊接中，通常是以人工的方式，将铝排与各个电芯极柱焊接，以将各个电芯串联起来，这种情况下，电池生产的产能、良品率和工人的操作熟练程度紧密相关，而且工人的劳动强度也很大，难以提高生产效率。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提出一种焊接试验台系统及其焊接控制方法，旨在解决现有的电池模组焊接时铝排定位不准以及焊接效率低的问题。
5.为实现上述目的，本发明提出的一种焊接试验台系统，其中所述焊接试验台系统包括：
6.工作台，形成有焊接工位；
7.载物车，包括车架、载物台和滑动部，所述载物台设于所述车架顶部，用以承载电池模组，所述滑动部设于所述车架底部，用以将装载于所述载物台的电池模组运送至所述焊接工位；
8.定位工装，对应所述电池模组的上方沿上下向活动安装于所述载物台上，用以对焊接时使用的铝排进行定位；以及，
9.焊接机器人，对应所述焊接工位设置，所述焊接机器人包括焊接部，所述焊接部用以对电池模组上的各电芯焊接。
10.可选地，所述载物台和所述定位工装之间设有第一升降机构，所述第一升降机构包括多个沿上下向延伸且间隔设置的支撑杆和气缸，所述定位工装可拆卸的装设于各个所述支撑杆上端，所述气缸分别与各个所述支撑杆的下端驱动连接，用以驱动所述支撑杆带动所述定位工装沿上下向活动。
11.可选地，所述载物车还包括设于所述车架和所述载物台之间的第二升降机构，所述第二升降机构与所述载物台驱动连接，用以驱动所述载物台沿上下向活动。
12.可选地，所述焊接机器人包括按压头，所述按压头沿上下向活动安装于所述焊接部，用以对铝排预压。
13.可选地，所述焊接机器人还包括检测部，所述检测部装设于所述焊接部上，所述检测部用以探测电池模组中电芯极柱的位置和/或所述焊接部与所述铝排间的距离值。
14.可选地，所述工作台包括两个沿左右向相对设置的定位座，所述焊接工位设于两
个所述定位座之间。
15.可选地，两个所述定位座相对的表面之间设有沿左右向延伸的挡杆，所述挡杆的两端分别可拆卸的装设于两个所述定位座相对的表面上。
16.可选地，两个所述定位座相对的表面分别设置有沿前后向延伸的导向凸部或导向槽，所述载物车的左右两侧分别装设有对应所述导向凸部或所述导向槽的导向轮，各所述导向轮分别滑动安装于所述导向凸部或所述导向槽上。
17.本发明还提供一种焊接试验台系统的焊接控制方法，所述焊接机器人还包括检测部，所述检测部装设于所述焊接部上，所述焊接机器人包括按压头，所述按压头沿上下向活动安装于所述焊接部，所述焊接控制方法包括：
18.s10：在所述载物车的焊接工位上承载有待焊接电池模组时，控制所述焊接机器人带动所述检测部识别各个电芯极柱定位孔的位置，并建立坐标系，确定各个电芯极柱定位孔的坐标值；
19.s20：获取所述焊接部内置的焦距参数值；
20.s30：控制所述焊接部活动至与其中一所述坐标值对应的定位孔处；
21.s40：在所述定位工装对应待焊接电池模组安装于所述载物台上，并将铝排放置于所述定位工装内后，控制所述按压头沿上下向活动以对所述铝排预压；
22.s50：获取所述焊接部与所述铝排间的瞬态距离值；
23.s60：控制所述焊接部沿上下向活动直至使得所述瞬态距离值达到所述焦距参数值；
24.s70：控制所述焊接部对所述电芯极柱焊接；
25.s80：在单次焊接完成后，重新执行s30～s70的步骤以对其它所述坐标值对应的电芯极柱进行焊接，直至所有的电芯极柱均焊接完成后，控制所述焊接部退回至初始位置。
26.可选地，所述焊接部包括焊接激光头，所述焊接机器人包括第一驱动部和第二驱动部，所述第一驱动部用以带动所述焊接部沿电芯极柱周圈焊缝的路径活动，所述第二驱动部用以带动所述焊接激光头绕其轴线转动；
27.所述控制所述焊接部对所述电芯极柱焊接的步骤包括：
28.控制所述第一驱动部和所述第二驱动部同时活动以对所述电芯极柱焊接。
29.本发明提供的技术方案中，先将待焊接电池模组装载于所述载物台上，通过所述滑动部带动所述载物车运送至所述焊接工位后，将定位工装安装于所述载物台上，并且在安装时可以根据待焊接电池模组的高度沿上下向调节后安装，再将铝排放置于所述定位工装后，驱动所述焊接机器人带动所述焊接部以对电池模组焊接，无需人工操作，且通过所述定位工装提高了铝排的定位准度，提高了焊接精度的同时，也提高了焊接的生产效率。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
31.图1为本发明提供的焊接试验台系统一实施例的立体示意图；
32.图2为图1中的焊接试验台系统的后视示意图；
33.图3为图2中的焊接部的立体示意图；
34.图4为本发明一种焊接试验台系统的焊接控制方法第一实施例的流程示意图；
35.图5为本发明一种焊接试验台系统的焊接控制方法第二实施例的流程示意图；
36.图6为焊接部焊接电芯极柱焊缝的路径示意图。
37.附图标号说明：
38.标号名称标号名称100焊接试验台系统25第一升降机构1工作台251支撑杆11焊接工位252气缸12定位座26第二升降机构121导向凸部3定位工装2载物车4焊接机器人21车架41焊接部22载物台42按压头23滑动部43检测部24导向轮5挡杆
39.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
42.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
43.作为清洁能源的一种，锂电池由于其具有电压高，充放电寿命长，对环境污染小和自放电率低等诸多优点，已经被广泛地应用于各类电子产品上，随着电动汽车行业的发展、崛起，锂电池逐渐被应用在纯电动汽车动力电池、基站后备电源及其他相近的应用领域等。
44.目前，在对电池电芯串联的焊接中，通常是以人工的方式，将铝排与各个电芯极柱焊接，以将各个电芯串联起来，这种情况下，电池生产的产能、良品率和工人的操作熟练程
度紧密相关，而且工人的劳动强度也很大，难以提高生产效率。
45.为了解决上述问题，本发明提供一种焊接试验台系统，图1至图3为本发明提供的焊接试验台系统的具体实施例。
46.请参阅图1，所述焊接试验台系统100包括工作台1、载物车2、定位工装3和焊接机器人4，所述工作台1形成有焊接工位11，所述载物车2包括车架21、载物台22和滑动部23，所述载物台22设于所述车架21顶部，用以承载电池模组，所述滑动部23设于所述车架21底部，用以将装载于所述载物台22的电池模组运送至所述焊接工位11，所述定位工装3对应所述电池模组的上方沿上下向活动安装于所述载物台22上，用以对焊接时使用的铝排进行定位，所述焊接机器人4对应所述焊接工位11设置，所述焊接机器人4包括焊接部41，所述焊接部41用以对电池模组上的各电芯焊接。
47.本发明提供的技术方案中，先将待焊接电池模组装载于所述载物台22上，通过所述滑动部23带动所述载物车2运送至所述焊接工位11后，将定位工装3安装于所述载物台22上，并且在安装时可以根据待焊接电池模组的高度沿上下向调节后安装，再将铝排放置于所述定位工装3后，驱动所述焊接机器人4带动所述焊接部41以对电池模组焊接，无需人工操作，且通过所述定位工装3提高了铝排的定位准度，提高了焊接精度的同时，也提高了焊接的生产效率。
48.需要说明的是，所述焊接部不做具体限制，只需要能够焊接电芯极柱与铝排即可，可以为激光焊接、电阻焊接或是超声波焊接，在本实施例中采用的焊接部41为激光焊接装置，为现有技术，此处不再一一赘述。
49.具体地，因不同型号的电池模组的高度不同，所以所述定位工装3对应所述电池模组的上方沿上下向活动安装于所述载物台22上，以适应不同高度的电池模组，为了实现精准控制所述定位工装3的安装高度，在本实施例中，所述载物台22和所述定位工装3之间设有第一升降机构25，所述第一升降机构25包括多个沿上下向延伸且间隔设置的支撑杆251和气缸252，所述定位工装3可拆卸的装设于各个所述支撑杆251上端，所述气缸252分别与各个所述支撑杆251的下端驱动连接，用以驱动所述支撑杆251带动所述定位工装3沿上下向活动，如此，只需要通过所述气缸252驱动所述支撑杆251以调整所述定位工装3的安装高度，还能够在安装所述定位工装3后，继续向待焊接电池模组活动以对其进行压紧，此外，所述定位工装3可拆卸的装设于所述支撑杆251，便于更换其它种类的工装，以适应不同的电池模组，实用性强。
50.具体的，为了提高焊接时所述载物台22的稳定性，在本实施例中，所述载物车2还包括设于所述车架21和所述载物台22之间的第二升降机构26，所述第二升降机构26与所述载物台22驱动连接，用以驱动所述载物台22沿上下向活动。当所述载物车2传送至所述焊接工位11后，可以通过所述第二升降机构26以将所述载物台22的底壁放置于所述工作台1上边面，提供了一个稳定的支撑面，避免焊接时所述载物车2因所述滑动部23的滑动而活动，影响焊接的精度和效率，值得一提的是，在本实施例中，所述第二升降机构26为涡轮丝杆升降机。
51.具体地，在本实施例中，所述焊接机器人4包括按压头42，所述按压头42沿上下向活动安装于所述焊接部41，用以对铝排预压。在焊接前对铝排预压，能够排出铝排和极柱间的空气，减小间隙，此外还能避免焊接过程中熔融的金属液流处，保证焊接质量，需要说明
的是，驱动所述按压头42沿上下向活动的装置不做具体限制可以为电动推杆或气缸252等。
52.具体地，为了便于所述焊接机器人4在焊接过程中对焊接位置定位，以及实时的调整焊接距离，在本实施例中，所述焊接机器人4还包括检测部43，所述检测部43装设于所述焊接部41上，所述检测部43用以探测电池模组中电芯极柱的位置和/或所述焊接部41与所述铝排间的距离值。需要说明的是，所述检测部43不做具体限制，在本实施例中，所述检测部43包括摄像头和激光测距仪。
53.具体地，为了提供一个稳定的焊接工位11，在本实施例中，所述工作台1包括两个沿左右向相对设置的定位座12，所述焊接工位11设于两个所述定位座12之间，通过左右两个所述定位座12围住所述焊接工位11，能够对所述载物车2进行限位，避免其在焊接过程中产生左右向的晃动，影响焊接效率。
54.具体的，在所述载物车2运输至所述焊接工位11后，存在因惯性作用继续向前活动，在本实施例中，两个所述定位座12相对的表面之间设有沿左右向延伸的挡杆5，所述挡杆5的两端分别可拆卸的装设于两个所述定位座12相对的表面上。通过该挡杆5可以限制所述载物车2继续向前活动，配合两个所述定位座12能够实现三面环绕限位。
55.具体地，考虑到所述载物车2在运送至所述焊接工位11的过程中，存在方向偏离而与所述定位座12碰撞而导致承载的电池模组移位等问题，在本实施例中，两个所述定位座12相对的表面分别设置有沿前后向延伸的导向凸部121或导向槽，所述载物车2的左右两侧分别装设有对应所述导向凸部121或所述导向槽的导向轮24，各所述导向轮24分别滑动安装于所述导向凸部121或所述导向槽上，通过所述导向轮24与所述导向凸部121或所述导向槽的滑动配合，以对所述载物车2活动进入所述焊接工位11提供导向功能。
56.基于上述系统，本发明还提供一种焊接试验台系统100的焊接控制方法，所述焊接机器人4还包括检测部43，所述检测部43装设于所述焊接部41上，所述焊接机器人4包括按压头42，所述按压头42沿上下向活动安装于所述焊接部41；请参阅图4，为本发明一种焊接试验台系统100的焊接控制方法第一实施例的流程示意图，所述焊接控制方法包括：
57.s10：在所述载物车2的焊接工位11上承载有待焊接电池模组时，控制所述焊接机器人4带动所述检测部43识别各个电芯极柱定位孔的位置，并建立坐标系，确定各个电芯极柱定位孔的坐标值；
58.s20：获取所述焊接部41内置的焦距参数值；
59.需要说明的是，在本实施例中，所述焊接部41采用的是焊接激光头，该焦距参数值为该激光头的镜片的焦距参数值。
60.s30：控制所述焊接部41活动至与其中一所述坐标值对应的定位孔处；
61.s40：在所述定位工装3对应待焊接电池模组安装于所述载物台22上，并将铝排放置于所述定位工装3内后，控制所述按压头42沿上下向活动以对所述铝排预压；
62.s50：获取所述焊接部41与所述铝排间的瞬态距离值；
63.需要说明的是，在本实施例中，获取所述瞬态距离值采用激光测距仪；
64.s60：控制所述焊接部41沿上下向活动直至使得所述瞬态距离值达到所述焦距参数值；
65.s70：控制所述焊接部41对所述电芯极柱焊接；
66.s80：在单次焊接完成后，重新执行s30～s70的步骤以对其它所述坐标值对应的电
芯极柱进行焊接，直至所有的电芯极柱均焊接完成后，控制所述焊接部41退回至初始位置。
67.在本实施例中，在所述载物车2的焊接工位11上承载有待焊接电池模组时，控制所述焊接机器人4带动所述检测部43识别各个电芯极柱定位孔的位置，并建立坐标系，确定各个电芯极柱定位孔的坐标值，需要说明的是，在本实施例中，通过所述摄像头进行拍照后，确定各个电芯极柱定位孔的位置，并建立坐标系；然后，获取所述焊接部41内置的焦距参数值，控制所述焊接部41活动至与其中一所述坐标值对应的定位孔处，在所述定位工装3对应待焊接电池模组安装于所述载物台22上，并将铝排放置于所述定位工装3内后，控制所述按压头42沿上下向活动以对所述铝排预压，排出铝排和极柱间的空气，减小间隙，避免焊接过程中熔融的金属液流处，保证焊接质量，再获取所述焊接部41与所述铝排间的瞬态距离值，控制所述焊接部41沿上下向活动直至使得所述瞬态距离值达到所述焦距参数值，如此，能够确保焊接的实际距离一直保持在激光头的焦距上，提高焊接精度，再控制所述焊接部41对所述电芯极柱焊接，在单次焊接完成后，重新执行s30～s70的步骤以对其它所述坐标值对应的电芯极柱进行焊接，直至所有的电芯极柱均焊接完成后，控制所述焊接部41退回至初始位置，实现了对电池模组的自动焊接，代替了人工焊接工序的同时，还能够进一步提高焊接精确度和生产效率。
68.请再参阅图5，为本发明一种焊接试验台系统100的焊接控制方法第二实施例的流程示意图，基于上述第一实施例，所述控制所述焊接部41对所述电芯极柱焊接的步骤包括：
69.s71：控制所述第一驱动部和所述第二驱动部同时活动以对所述电芯极柱焊接。
70.在本实施例中，在对所述焊接部41对所述电芯极柱焊接时，控制所述第一驱动部和所述第二驱动部同时活动以对所述电芯极柱焊接，以使得焊接形成的焊缝为一个复合焊缝，请参阅图6，为本实施例中采用该方法的焊接部41焊接电芯极柱焊缝的路径示意图，如此，可以更高效的避免虚焊，保证焊接质量。
71.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种焊接试验台系统，其特征在于，包括：工作台，形成有焊接工位；载物车，包括车架、载物台和滑动部，所述载物台设于所述车架顶部，用以承载电池模组，所述滑动部设于所述车架底部，用以将装载于所述载物台的电池模组运送至所述焊接工位；定位工装，对应所述电池模组的上方沿上下向活动安装于所述载物台上，用以对焊接时使用的铝排进行定位；以及，焊接机器人，对应所述焊接工位设置，所述焊接机器人包括焊接部，所述焊接部用以对电池模组上的各电芯焊接。2.如权利要求1所述的焊接试验台系统，其特征在于，所述载物台和所述定位工装之间设有第一升降机构，所述第一升降机构包括多个沿上下向延伸且间隔设置的支撑杆和气缸，所述定位工装可拆卸的装设于各个所述支撑杆上端，所述气缸分别与各个所述支撑杆的下端驱动连接，用以驱动所述支撑杆带动所述定位工装沿上下向活动。3.如权利要求1所述的焊接试验台系统，其特征在于，所述载物车还包括设于所述车架和所述载物台之间的第二升降机构，所述第二升降机构与所述载物台驱动连接，用以驱动所述载物台沿上下向活动。4.如权利要求1所述的焊接试验台系统，其特征在于，所述焊接机器人包括按压头，所述按压头沿上下向活动安装于所述焊接部，用以对铝排预压。5.如权利要求1所述的焊接试验台系统，其特征在于，所述焊接机器人还包括检测部，所述检测部装设于所述焊接部上，所述检测部用以探测电池模组中电芯极柱的位置和/或所述焊接部与所述铝排间的距离值。6.如权利要求1所述的焊接试验台系统，其特征在于，所述工作台包括两个沿左右向相对设置的定位座，所述焊接工位设于两个所述定位座之间。7.如权利要求6所述的焊接试验台系统，其特征在于，两个所述定位座相对的表面之间设有沿左右向延伸的挡杆，所述挡杆的两端分别可拆卸的装设于两个所述定位座相对的表面上。8.如权利要求6所述的焊接试验台系统，其特征在于，两个所述定位座相对的表面分别设置有沿前后向延伸的导向凸部或导向槽，所述载物车的左右两侧分别装设有对应所述导向凸部或所述导向槽的导向轮，各所述导向轮分别滑动安装于所述导向凸部或所述导向槽上。9.一种焊接试验台系统的焊接控制方法，基于如权利要求1至8任意一项所述的焊接试验台系统，其特征在于，所述焊接机器人还包括检测部，所述检测部装设于所述焊接部上，所述焊接机器人包括按压头，所述按压头沿上下向活动安装于所述焊接部；所述焊接控制方法包括：s10：在所述载物车的焊接工位上承载有待焊接电池模组时，控制所述焊接机器人带动所述检测部识别各个电芯极柱定位孔的位置，并建立坐标系，确定各个电芯极柱定位孔的坐标值；s20：获取所述焊接部内置的焦距参数值；s30：控制所述焊接部活动至与其中一所述坐标值对应的定位孔处；
s40：在所述定位工装对应待焊接电池模组安装于所述载物台上，并将铝排放置于所述定位工装内后，控制所述按压头沿上下向活动以对所述铝排预压；s50：获取所述焊接部与所述铝排间的瞬态距离值；s60：控制所述焊接部沿上下向活动直至使得所述瞬态距离值达到所述焦距参数值；s70：控制所述焊接部对所述电芯极柱焊接；s80：在单次焊接完成后，重新执行s30～s70的步骤以对其它所述坐标值对应的电芯极柱进行焊接，直至所有的电芯极柱均焊接完成后，控制所述焊接部退回至初始位置。10.如权利要求9所述的焊接控制方法，其特征在于，所述焊接部包括焊接激光头，所述焊接机器人包括第一驱动部和第二驱动部，所述第一驱动部用以带动所述焊接部沿电芯极柱周圈焊缝的路径活动，所述第二驱动部用以带动所述焊接激光头绕其轴线转动；所述控制所述焊接部对所述电芯极柱焊接的步骤包括：控制所述第一驱动部和所述第二驱动部同时活动以对所述电芯极柱焊接。

技术总结
本发明公开一种焊接试验台系统及其焊接控制方法，其中焊接试验台系统包括工作台、载物车、定位工装和焊接机器人，工作台形成有焊接工位，载物车包括车架、载物台和滑动部，载物台设于车架顶部，滑动部设于车架底部，用以将装载于载物台的电池模组运送至焊接工位，定位工装对应电池模组的上方沿上下向活动安装于载物台上，用以对焊接时使用的铝排进行定位，焊接机器人对应焊接工位设置，焊接机器人包括焊接部，焊接部用以对电池模组上的各电芯焊接。通过采用定位工装以将加入的铝排定位于各个电池模组的电芯极柱上，确保定位精度，再通过所述焊接机器人以对铝排和极柱进行焊接，解决了现有的电池模组焊接时铝排定位不准以及焊接效率低的问题。焊接效率低的问题。焊接效率低的问题。


技术研发人员：汤建雄 赵吉勇 张毅鸿 唐小华 郝园园
受保护的技术使用者：重庆三峡时代能源科技有限公司
技术研发日：2023.07.31
技术公布日：2023/9/23