一种汇流排激光焊接装置及方法与流程
本发明属于动力电池焊接，本发明涉及一种汇流排激光焊接装置及方法。
背景技术：
1、在动力电池制造中，汇流排焊接是动力电池组装工艺中至关重要的一道工序，汇流排焊接点位多达几十个甚至上百个，而为了保证质量，汇流排焊接过程中检测工序将进一步加长焊接时间，导致汇流排焊接工序耗时过长，严重降低了电池模组整体加工的节拍效率。
2、经检索，从已有专利可发现，已有的汇流排焊接装置主要通过改进按压、定位等机构提升电池组安装效率，没有解决汇流排焊接单工序耗时过长，已有的焊接一般是边检测边焊接，单工位效率低。因此，保证汇流排焊接质量的情况下，如何提升汇流排激光焊接单工序节拍效率以减少等待时间，是提升汇流排整体加工效率亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种汇流排激光焊接装置及方法，对焊接检测和加工进行多模块分工序设计，将汇流排焊前质量检测和焊接点位置检测设计为第一模块，将焊接加工设计为第二模块，大大缩短了焊接加工模块的加工时间，提升了焊接加工单工序和整体加工的节拍效率。
2、实现本发明目的的技术解决方案为：
3、一种汇流排激光焊接装置，包括焊接加工模块，所述焊接加工模块前一工序设置有焊前检测模块，所述焊前检测模块与焊接加工模块间贯穿有轨道输送线，轨道输送线用于将托盘沿预定路径依次输送至焊前检测模块和焊接加工模块，
4、所述焊前检测模块包括第一机台，所述第一机台中部设有空腔，用于放置和固定轨道输送线，所述第一机台中部空腔内设置有顶升定位机构，所述第一机台上方中部空腔两侧设置有第一支架，所述第一支架上设置有第一三轴运动机构，第一三轴运动机构上设置有视觉检测组件，所述视觉检测组件获取检测托盘上工装电池的第一标记点和第二标记点平面位置坐标和待检测焊接点图像；
5、所述焊接加工模块对获取的汇流排焊接点位置进行焊接。
6、优选的技术方案中，所述焊接加工模块包括第二机台，所述第二机台中部设有空腔，用于放置和固定轨道输送线，所述第二机台中部空腔内设置有顶升定位机构，所述第二机台上方中部空腔两侧设置有第二支架，所述第二支架上设置有第二三轴运动机构，第二三轴运动机构上设置有焊接组件，所述焊接组件包括视觉检测模块和激光焊接模块，所述视觉检测模块用于获取图像检测托盘上工装电池的第一标记点和第二标记点平面位置坐标，计算获取当前焊接加工模块中的焊接点位置和实际高度，对所在位置的待焊接汇流排焊接点逐个焊接。
7、优选的技术方案中，所述顶升定位机构包括顶升板，所述顶升板的背面设置有气缸，所述顶升板背面两端设置有伸缩杆，所述顶升板在伸缩杆处设置有通孔，所述气缸用于驱动伸缩杆的升降运动，所述顶升定位机构还设置有光电传感器，所述光电传感器用于触发控制气缸。
8、优选的技术方案中，所述视觉检测组件包括固定板，所述固定板固定于第一三轴运动机构的z轴模组滑块上，所述固定板的上方设置有相机，所述固定板的下方设置有同轴光源，所述同轴光源用于待检测汇流排表面焊接点的高对比度成像，所述固定板侧边固定有测距支架，所述固定有测距支架延伸至同轴光源正前方，所述测距支架上设置有激光结构光模块，所述激光结构光模块用于测量汇流排表面的焊接间隙高度。
9、优选的技术方案中，所述测距支架上开设有半圆腰槽，用于调节激光结构光模块的出射角度。
10、优选的技术方案中，所述第一标记点和第二标记点对角设置在托盘上表面。
11、优选的技术方案中，所述相机通过相机支架安装于固定板，所述固定板开有台阶槽，所述相机支架在台阶槽内滑动调节相机高度。
12、优选的技术方案中，所述焊前检测模块计算汇流排焊接间隙高度，当汇流排焊接间隙高度大于设定阈值时进行报警。
13、本发明还公开了一种汇流排激光焊接方法，采用上述的汇流排激光焊接装置，焊接方法包括以下步骤：
14、s01：通过焊前检测模块计算获取图像中的第一标记点和第二标记点的坐标；
15、s02：获取焊接点的位置以及汇流排焊接间隙高度，当汇流排焊接间隙高度大于设定阈值时进行报警；
16、s03：通过焊接加工模块的视觉检测模块计算获取图像中的第一标记点和第二标记点的坐标；
17、s04：根据焊前检测模块获取的第一标记点坐标、第二标记点坐标和焊接点的位置之间的相对位置，计算获取当前焊接加工模块中的焊接点位置和实际高度，对所在位置的待焊接汇流排焊接点逐个焊接。
18、优选的技术方案中，获取第一标记点、第二标记点和焊接点图像的方法包括：
19、s11：将待检测焊接的电池工装固定放置于轨道输送线的托盘上，放置汇流排，轨道输送线自动将待检测电池和汇流排输送至焊前检测模块的检测工位；
20、s12：焊前检测模块的光电传感器到检测托盘，触发启动气缸，伸缩杆通过顶升板表面的通孔，将托盘顶起脱离轨道输送线，实现电池和汇流排的顶升和定位；
21、s13：plc并行驱动x轴模组、y轴模组和z轴模组，将视觉检测组件移动至系统预设的第一标记点初始位置；
22、s14：打开焊前检测模块视觉检测组件的同轴光源和相机，对预设的第一标记点进行图像采集；
23、s15：plc并行驱动x轴模组、y轴模组和z轴模组，将视觉检测组件移动至系统预设的第二标记点初始位置；
24、s16：打开焊前检测模块视觉检测组件的同轴光源和相机，对预设的第二标记点进行图像采集；
25、s17：调整测距支架上开设的半圆腰槽，调节激光结构光模块的出射角度，打开激光结构光模块；
26、s18：plc并行驱动x轴模组、y轴模组和z轴模组，将视觉检测组件移动至设定的焊接点位置，打开焊前检测模块视觉检测组件的同轴光源和相机，对第一张电芯极柱依次图像采集。
27、本发明与现有技术相比，其显著优点为：
28、(1)设计了一种新的汇流排激光焊接成套装置，将物料输送、焊前质量检测、平面位置测量、间隙高精度检测和焊接加工进行集成一体化结构设计，实现了电池模组从进料到出料的全流程自动化，优化各生产流程，提升整体生产效率和产品质量。
29、(2)对焊接检测和加工进行多模块分工序设计，将汇流排焊前质量检测和焊接点位置检测设计为第一模块，将焊接加工设计为第二模块，大大缩短了焊接加工模块的加工时间，提升了焊接加工单工序和整体加工的节拍效率；
30、(3)采用分工序相对视觉寻址方式，第一模块对标记点和焊接点相对位置寻址，其余模块只需定位标记点即可实现焊接点自动寻址，缩短了多工位加工焊接点的寻址时间，为规模批量焊接点的快速焊接提供了高效的焊接方案。
技术特征：
1.一种汇流排激光焊接装置，包括焊接加工模块，其特征在于，所述焊接加工模块前一工序设置有焊前检测模块，所述焊前检测模块与焊接加工模块间贯穿有轨道输送线，轨道输送线用于将托盘沿预定路径依次输送至焊前检测模块和焊接加工模块，
2.根据权利要求1所述的汇流排激光焊接装置，其特征在于，所述焊接加工模块包括第二机台，所述第二机台中部设有空腔，用于放置和固定轨道输送线，所述第二机台中部空腔内设置有顶升定位机构，所述第二机台上方中部空腔两侧设置有第二支架，所述第二支架上设置有第二三轴运动机构，第二三轴运动机构上设置有焊接组件，所述焊接组件包括视觉检测模块和激光焊接模块，所述视觉检测模块用于获取图像检测托盘上工装电池的第一标记点和第二标记点平面位置坐标，计算获取当前焊接加工模块中的焊接点位置和实际高度，对所在位置的待焊接汇流排焊接点逐个焊接。
3.根据权利要求1或2所述的汇流排激光焊接装置，其特征在于，所述顶升定位机构包括顶升板，所述顶升板的背面设置有气缸，所述顶升板背面两端设置有伸缩杆，所述顶升板在伸缩杆处设置有通孔，所述气缸用于驱动伸缩杆的升降运动，所述顶升定位机构还设置有光电传感器，所述光电传感器用于触发控制气缸。
4.根据权利要求1所述的汇流排激光焊接装置，其特征在于，所述视觉检测组件包括固定板，所述固定板固定于第一三轴运动机构的z轴模组滑块上，所述固定板的上方设置有相机，所述固定板的下方设置有同轴光源，所述同轴光源用于待检测汇流排表面焊接点的高对比度成像，所述固定板侧边固定有测距支架，所述固定有测距支架延伸至同轴光源正前方，所述测距支架上设置有激光结构光模块，所述激光结构光模块用于测量汇流排表面的焊接间隙高度。
5.根据权利要求4所述的汇流排激光焊接装置，其特征在于，所述测距支架上开设有半圆腰槽，用于调节激光结构光模块的出射角度。
6.根据权利要求1所述的汇流排激光焊接装置，其特征在于，所述第一标记点和第二标记点对角设置在托盘上表面。
7.根据权利要求4所述的汇流排激光焊接装置，其特征在于，所述相机通过相机支架安装于固定板，所述固定板开有台阶槽，所述相机支架在台阶槽内滑动调节相机高度。
8.根据权利要求1所述的汇流排激光焊接装置，其特征在于，所述焊前检测模块计算汇流排焊接间隙高度，当汇流排焊接间隙高度大于设定阈值时进行报警。
9.一种汇流排激光焊接方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的汇流排激光焊接装置，焊接方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的汇流排激光焊接方法，其特征在于，获取第一标记点、第二标记点和焊接点图像的方法包括：
技术总结
本发明公开了一种汇流排激光焊接装置及方法，包括焊接加工模块，焊接加工模块前一工序设置有焊前检测模块，焊前检测模块与焊接加工模块间贯穿有轨道输送线，轨道输送线用于将托盘沿预定路径依次输送至焊前检测模块和焊接加工模块，焊前检测模块包括机台，用于放置和固定轨道输送线，机台中部空腔内设置有顶升定位机构，机台上方设置有三轴运动机构和视觉检测组件，视觉检测组件获取检测托盘上工装电池的第一标记点和第二标记点坐标和待检测焊接点图像；焊接加工模块对获取的汇流排焊接点位置进行焊接。对焊接检测和加工进行多模块分工序设计，缩短了焊接加工模块的加工时间，提升了焊接加工单工序和整体加工的节拍效率。
技术研发人员：赵裕兴,丁卫,赵艳芳,徐海宾,查德龙,余洛阳,顾建飞
受保护的技术使用者：苏州德龙激光股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23