超声焊接异常的检测方法、装置及焊接设备与流程
本发明涉及二次电池，具体涉及一种超声焊接异常的检测方法、装置及焊接设备。
背景技术：
1、随着二次电池技术的不断提升，锂离子电池被广泛应用于各种电器设备中。
2、二次电池的成型工艺关键在于装配工艺，现有电池超声焊接模式基本采用能量模式，即超声波焊接，利用超声频率(超过16khz)的机械振动能量，连接同种金属或异种金属的一种特殊方法.金属在进行超声波焊接时，既不向工件输送电流，也不向工件施以高温热源，只是在静压力之下，将振动能量转变为工件间的摩擦功、形变能及有限的温升。接头间的冶金结合是母材不发生熔化的情况下实现的一种固态焊接，因此它有效地克服了电阻焊接时所产生的飞溅和氧化等现象。
3、针对超声波焊接，通常是通过监控反馈功率和焊接时间来表征焊接状态，然而这种超声监控方式对焊接双转接片和极耳翻折、漏焊等异常均不能正常检出。
4、针对焊接双转接片异常，现主要的解决方案是在转接片中转位安装一个测厚感应器，通过测厚感应器检测转接片的厚度，将双转接片排废出来，由于受测厚感应器的检测角度和转接片放置位置角度的影响，不仅测量误差较大，且一旦转接片的放置位置角度与侧厚感应器的检测角度出现偏差，则此时发生双转接片的问题就不能被有效检测出来。同时若遇突然设备断电恢复时，超声焊接治具内已放置转接片，设备重启开机，机械取料手将转接片再一次放置在已有转接片的超声焊接治具内，造成焊接双转接片，这种情况下，位于转接片中转位的侧厚感应器无法检测出焊接位置的双转接片情况。而对于极耳翻折导致漏焊异常，目前无有效的检测方案。同样，超声焊接内部构件损伤，如弹片断裂、螺丝松动造成滚筒磨损等会导致焊接不稳定，通过监控焊接参数不能发现异常，从而出现批量焊接不良品。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种超声焊接异常的检测方法、装置及焊接设备，以解决现有技术中超声波焊接时出现焊接异常而检测不便的问题。
2、为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
3、第一方面，本申请提供一种超声焊接异常的检测方法，包括以下步骤：
4、获取焊接头从初始位置移动至压持极耳的位移距离；
5、若上述位移距离大于第一设定距离，且上述位移距离与上述第一设定距离的差值绝对值大于第一阈值且小于等于极耳的厚度，则判断出现上述极耳的翻折；
6、若上述位移距离小于第一设定距离，且上述位移距离与第一设定距离的差值绝对值大于第二阈值，则判断出现多层转接片的堆叠。
7、在一些可选的实施例中，上述获取焊接头从初始位置移动至压持极耳的位移距离，包括：
8、通过伺服电机驱动焊接头向极耳移动，并获取焊接头从初始位置到压持极耳时，伺服电机驱动端的角位移；
9、根据伺服电机驱动端的角位移，确定上述焊接头的上述位移距离。
10、在一些可选的实施例中，通过设置在上述焊接头处的压力传感器检测到的压力值，确定焊接头移动至压持极耳的位置。
11、在一些可选的实施例中，还包括以下步骤：
12、若上述位移距离等于第一设定距离，则判断焊接前状态正常，上述焊接头继续下压直至完成焊接，获取上述焊接头从初始位置至焊接位置的焊接位移；
13、若上述焊接位移与第二设定距离的差值绝对值大于设定范围的上限或小于设定范围的下限，则判断焊机故障。
14、在一些可选的实施例中，上述第一阈值根据极耳中单层极耳箔片的厚度设置，上述第二阈值小于等于转接片的厚度与极耳的厚度之差。
15、在一些可选的实施例中，在上述获取焊接头从初始位置移动至压持极耳的位移距离之前，还包括：判断待焊接电芯的型号，并根据电芯的型号匹配对应的判断参数，上述判断参数包括上述第一阈值、上述第二阈值和上述第一设定距离。
16、第二方面，本申请还提供一种超声焊接异常的检测装置，用于实施任一上述的检测方法，包括：
17、位移采集模块，用于获取焊接头从初始位置移动至压持极耳的位移距离；
18、判断模块，用于根据上述位移距离判断焊接前状态是否异常，若上述位移距离大于第一设定距离，且上述位移距离与上述第一设定距离的差值绝对值大于第一阈值且小于等于极耳的厚度，则判断出现上述极耳的翻折；若上述位移距离小于第一设定距离，且上述位移距离与第一设定距离的差值绝对值大于第二阈值，则判断出现多层转接片的堆叠。
19、在一些可选的实施例中，上述位移采集模块还用于采集焊接头从初始位置至焊接位置的焊接位移，上述判断模块还用于当上述焊接位移与第二设定距离的差值绝对值大于设定范围的上限或小于设定范围的下限时，判断焊机故障。
20、第三方面，本申请还提供一种焊接设备，包括：
21、焊接头；
22、伺服电机，其驱动端与上述焊接头连接，用于带动上述焊接头靠近或远离极耳；
23、位移采集模块，用于获取焊接头从初始位置移动至压持极耳的位移距离；
24、判断模块，用于根据上述位移距离判断焊接前状态是否异常，若上述位移距离大于第一设定距离，且上述位移距离与上述第一设定距离的差值绝对值大于第一阈值且小于等于极耳的厚度，则判断出现上述极耳的翻折；若上述位移距离小于第一设定距离，且上述位移距离与第一设定距离的差值绝对值大于第二阈值，则判断出现多层转接片的堆叠。
25、在一些可选的实施例中，还包括压力传感器，其设于上述焊接头处，并与上述位移采集模块信号连接。
26、与现有技术相比，本发明的优点在于：
27、通过获取焊接头从初始位置移动至压持极耳的位移距离，判断是否存在焊接前的异常情况，且判断该异常情况是由于极耳的翻折还是多层转接片的堆叠，不仅提高了焊接效率和焊接质量的效果，且便于工作人员进行异常情况的排除，提高了检测的精度。
技术特征：
1.一种超声焊接异常的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述获取焊接头(4)从初始位置移动至压持极耳(2)的位移距离，包括：
3.如权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于，通过设置在所述焊接头(4)处的压力传感器检测到的压力值，确定焊接头(4)移动至压持极耳(2)的位置。
4.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：
5.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述第一阈值根据极耳(2)中单层极耳箔片的厚度设置，所述第二阈值小于等于转接片(1)的厚度与极耳(2)的厚度之差。
6.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，在所述获取焊接头(4)从初始位置移动至压持极耳(2)的位移距离之前，还包括：判断待焊接电芯(3)的型号，并根据电芯(3)的型号匹配对应的判断参数，所述判断参数包括所述第一阈值、所述第二阈值和所述第一设定距离。
7.一种超声焊接异常的检测装置，其特征在于，用于实施如权利要求1-6任一所述的检测方法，包括：
8.如权利要求7所述的检测装置，其特征在于，所述位移采集模块还用于采集焊接头(4)从初始位置至焊接位置的焊接位移，所述判断模块还用于当所述焊接位移与第二设定距离的差值绝对值大于设定范围的上限或小于设定范围的下限时，判断焊机故障。
9.一种焊接设备，其特征在于，包括：
10.如权利要求9所述的焊接设备，其特征在于，还包括压力传感器，其设于所述焊接头(4)处，并与所述位移采集模块信号连接。
技术总结
本发明公开了一种超声焊接异常的检测方法、装置及焊接设备，涉及二次电池领域，一方面，该检测方法包括以下步骤：获取焊接头从初始位置移动至压持极耳的位移距离；若位移距离大于第一设定距离，且与第一设定距离的差值绝对值大于第一阈值且小于等于极耳厚度，则判断出现极耳的翻折；若位移距离小于第一设定距离，且与第一设定距离的差值绝对值大于第二阈值，则判断出现多层转接片的堆叠。第二方面，提供一种检测装置用于实施上述检测方法。通过获取焊接头从初始位置移动至压持极耳的位移距离，判断是否存在焊接前的异常情况，且判断该异常情况是由于极耳的翻折还是转接片的堆叠，不仅提高了焊接效率和焊接质量且便于工作人员进行异常情况的排除。
技术研发人员：周世民,廖天清,余招宇,曹辉
受保护的技术使用者：瑞浦兰钧能源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23