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            解決方案
            SOLUTION
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            方案參考-電池頂蓋側焊激光焊接自動化生產線解決方案

            方案參考-電池頂蓋側焊激光焊接自動化生產線解決方案

            • 發布時間:2021-10-26
            • 訪問量:317

            方案參考-電池頂蓋側焊激光焊接自動化生產線解決方案

            一、客戶要求
            1、設備要求
            要求做一條生產線,用于方形動力電池入殼后的自動傳輸,自動焊接封口、電池自動傳輸、自動絕緣電阻測試、自動氣密性檢測、自動打條碼。焊接后產品表面要求平整、焊接牢固、無虛焊。焊接電池如下圖所示。

            方案參考-電池頂蓋側焊激光焊接自動化生產線解決方案
            2、來料狀態
            (1)電芯入殼,保持架與蓋板下端面貼緊重合;
            (2)蓋板四周與殼體周邊吻合;
            (3) 來料材質:AL
            (4)來料尺寸
            二、來料要求:
            1、寬度尺寸精度<±0.1mm;
            2、厚度尺寸精度<±0.1mm;
            3、蓋子和殼體配合良好
            三、技術方案:
            3.1、方案采用兩臺焊接機進行焊接,兩臺檢測機進行檢測,一條流水線進行電池的傳輸,流水線分為若干流道,設備總體外形圖如圖1所示,機器外形尺寸11000mmX2500mmX2000mm(長X深X高);

            方案參考-電池頂蓋側焊激光焊接自動化生產線解決方案
            圖1 設備總體外形圖 
            3.2、焊接方案簡介
            針對動力電池盒體及端蓋的焊接要求,本方案由激光焊接機,電池檢測機,在線打標機,自動流水線等單元構成。其功能是依次完成電池的焊接,短路測試,氣密性測試,電池打標,NG品自動剔除等相關工序。
            激光焊接機由激光器,激光焊接頭,XYZ三軸數控軸,旋轉夾具,二工位驅動軸,隨動機構,四關節機械手上下料等各兩套構成,其主要作用是:采用雙工位上料方式上料,一次性完成方形電池的四面焊接。
            電池檢測機由短路測試組件,氣密性測試組件,轉盤組件,四關節機械手上下料,在線激光打標等機構組成,其主要作用是:將流水線上焊接完成后的電池夾持到轉盤組件上的夾具中,依次對其進行短路,氣密性檢測,對合格產品進行打標,并在檢測打標完成后將良品與不良品放入流水線相應的軌道中。
            打標機帶調整機構,可調整到合適打標位置。
            自動流水線由板鏈,軌道,擋板,定位氣缸,儲料氣缸等構成,其主要作用是帶動電池到相應的位置,并具有儲料功能。
            本方案的顯著特點是:
            1、焊接采用兩套光纖激系統進行焊接,分為在A、B兩個焊接工作臺,兩個工作臺都有兩個焊接工位,提高焊接效率;
            2、兩個焊接工作臺各配備一臺四關節機械手上下料,兩工位進出料,提高送料效率,焊接區域與上料區域完全分開,保證操作人員的人身安全;
            3、設備配置A、B兩臺檢測機,采用四關節機械手來進行上料和下料,提高檢測效率;
            4、配置煙塵處理系統,有效防止煙塵污染。
            3.3、設備總體布局圖(如圖2)

            方案參考-電池頂蓋側焊激光焊接自動化生產線解決方案
            3.4、工作流程圖(如圖4) 
            方案參考-電池頂蓋側焊激光焊接自動化生產線解決方案
            四、設備功能簡介
            1、 傳輸拉帶
            -傳輸拉帶用于實現入殼后的電池立放傳輸到焊接、檢測工位,長度為11000mm;
            -拉帶有限位裝置,有緩存區,用于存放電池;
            -上、下料緩存區能夠存儲的電池數量≥10支;
            -拉帶容易保養、維修;拉帶設計合理,避免電池在運輸過程中出現刮傷現象;
            -拉帶分為多條,用于傳輸各分項電池。
            2、 焊接工作臺
            - 用于實現自動抓取傳輸拉帶暫存區的電池,自動完成電池焊接;
            -焊接前進行CCD監測焊縫間距,合格后方能焊接,實時監控到焊縫的焊接情況,CCD捕捉定位系統精度≤±0.05mm;
            -激光對檢測后的電池進行焊接封口,平均焊接速度≥40mm/s,焊接熔深0.4~0.7mm,熔寬0.8~1.2mm;
            -焊接后焊縫無坑洼,焊縫美觀,焊縫變形量≤0.5mm;
            -激光有防護,防止光污染;
            -設備配備排煙除塵功能機構,除去焊接過程中產生的煙塵,除塵管道防火、防爆。
            -焊接夾具所有動作均由氣缸實現,電池放入夾具后自動夾緊,輸送軸把夾具傳輸到焊接位置,CCD檢測焊縫間距合格后進行焊接,夾具設計合理,方便可調。
            -設備能實現自動和手動功能,能夠實現對電池進行補焊。
            3、檢測工作臺
            -用于焊接后電池的自動掃碼、短路測試、氣密性檢測,并實現電池條碼信息和對應短路測試、氣密性測試信息的綁定接收處理;
            -機械手自動將電池由傳輸拉帶送至檢測工作臺,夾具自動緊固電池;
            -檢測夾具一次性可放多個電池,電池夾緊采用彈簧夾緊方式,夾具采用氣缸打開方式;
            -短路測試、氣密檢測儀設有人機界面,通過界面操作實現對短路及氣密性檢測裝置的控制,測試OK時,電池自動傳送至下料暫存區,測試NG時,不合格品通過拉帶傳送收集;
            -氣密性檢測儀測試嘴自動對準電池注液孔,對其進行抽真空;
            -短路測試、氣密性測試數據與條形碼、二維碼一一對應,配備一臺工控機,數據存儲至工控機,并可通過接口導出;
            五、整線設備動作流程:

            方案參考-電池頂蓋側焊激光焊接自動化生產線解決方案
            六、設備整線主要配置:
            1、主體尺寸(長×寬×高)11000×2600×2000(mm)
            2、2個激光器
            3、2個冷水機
            4、4個工作臺:
            焊接機尺寸:1650×2600×2000(mm)(兩臺焊接機)
            檢測機尺寸:1700×2600×2000(mm)(兩臺檢測機)
            5、最大耗電量:55KW
            6、壓縮空氣用量:空氣用量≥500L/min,空氣壓力≥0.8MPa
            7、真空用量:60L/min(設備配置真空源,采用無油真空泵,并配備粉塵過濾器。)
            8、氮氣用量:≤50L/min(焊接頭吹氣用)
            9、用水量:冷水機需要用水,客戶只需提供大約6桶達到飲用水標準的桶裝水即可, 一月更換一次。
            七、機器主要配置
            1、CCD工業相機
            2、CCD光源
            3、DD馬達
            4、運動模組
            5、伺服電機
            6、四軸平移機器人
            7、工控機及顯示器
            8、氣密性檢測儀
            9、絕緣電阻測試儀器
            10、真空泵
            12、除塵系統
            13、光纖激光器
            14、冷水機
            15、激光頭
            16、傳輸光纖
            17、焊接工作臺
            18、檢測工作臺
            19、氣缸
            20、夾持氣缸
            21、感應開關
            22、電器元件
            23、交流電機
            24、變頻器
            25、軸承
            26、PLC
            八、主要部件材質清單(加工件)
            1、鋁型材A6063-T6
            2、鈑金件(冷軋板,厚度1.5、1.0、2.0)
            3、工作臺面板
            4、底座
            5、機架(方鋼)
            6、電池長邊夾緊板
            7、電池短邊夾緊板
            8、焊接夾具調整板
            9、焊接夾具零件
            10、檢測夾具定位板
            11、檢測夾具夾緊板
            12、檢測夾具零件
            13、轉盤
            14、軸類零件
            15、緩沖零件(聚氨酯)
            16、夾具固定臺面板
            17、DDR馬達安裝板
            18、觀察窗(茶色亞克力)
            19、絕緣累零件(環氧樹脂)
            20、阻擋氣缸安裝板
            21、阻擋板類(擋電池)
            22、流水線電池導向條
            23、板鏈
            24、鏈輪
            25、導軌、滑塊固定板
            26、產品定位板(焊接部分)
            九、方案主要參數:
            整機功耗:55kw
            打標范圍:100mmX100mm
            使用氣體:壓縮空氣
            額定壓力:0.7MP
            流量需求:1 m3/min
            氮氣或氬氣純度99.5%-99.999%
            流量需求: 0.06 m3/min
            電氣要求:
            額定輸出電壓:380V 
            電壓頻率:50Hz 
            三相電壓的穩定度:+5%
            容量:45KW
            整機尺寸:11000mmX2500mmX2000mm(長X深X高)
            9.1、傳輸光纖(以IPG激光器為例)
            IPG公司生產的激光器通常都是自帶傳輸光纖,本次貨物也不例外,同樣也是IPG激光器自帶標配的原裝光纖。
            9.2、焊接頭的特點如下:
            1、適用于所有高輻射質量的固體激光
            2、適用于較高激光功率
            3、借助高品質的光學系統實現穩定的焊接
            4、光學系統設有防污保護
            5、可擴展過程監控
            9.3、激光焊接頭主要參數如下表
            1、可承載的最大激光功率(6 kW)
            2、瞄準焦距(可選75 mm、100 mm、125 mm、150 mm)
            3、聚焦焦距(120 mm~250 mm)
            4、質量
            5、尺寸(標準模塊)50 x 50 mm(邊緣尺寸)
            9.4、SCANLAB的掃描振鏡的主要參數如下:
            重復性:<>μrad
            零點漂移:30μrad/k
            增益漂移:80ppm/k
            掃描角度:±0.35rad
            增益誤差:<>±0.01
            接口:
            模擬模式:±4.8V
            數字模式:XY2-100
            工作溫度:25℃±10℃
            十、易損耗材
            1、焊接保護鏡片:鏡片 ф30mm*1.5mm/,墊圈ф28mm*1mm
            2、打標保護鏡片
            3、煙塵過濾網
            4、短路測試探針
            5、氣密性吸嘴
            6、氣動夾爪

            聯系方式

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