机械接触式离焦量标定机构的制作方法

[0001]
本实用新型涉及激光焊接制造技术领域，具体涉及一种机械接触式离焦量标定机构。


背景技术：

[0002]
当前新能源市场发展迅猛，电动车市场占有率不断提高，储能市场亦逐渐进入配套扩张阶段。新能源锂离子电池需求量增长迅速，随着产业技术逐渐升级优化，稳定降本与安全性是动力/储能电池市场技术发展的重点方向。而电池模组作为电池产品的集合体，其模组外框的焊接质量直接决定了模组整体的强度与安全性，也直接决定了生产过程中模组的产品优率与生产效率。
[0003]
当前动力锂离子电池模组外框主要由顶盖板、壳体及两侧端板等组件组成。在模组外框装配过程中，主要通过激光焊接将各个组件连接在一起。激光焊接质量随焊接工艺参数变化而变化，其对离焦量变化敏感。而模组激光焊接过程中离焦量易受到模组装配公差，夹具定位公差，组件批次公差等影响产生偏差，从而导致生产节奏较慢，产品良率不易提升，且有一定的安全隐患。
[0004]
目前，传统的离焦量标定方法包括人工测量与激光测距仪，其存在以下技术问题：1、传统离焦量标定方法均无法提供直接反馈，无论是手工测量标定或是激光测距仪标定，均需配合机械手反复调整与二次计算，标定过程繁琐，效率低；2、传统离焦量标定方法空间占用大，需要额外空间或机构附带测量传感器或测量工具，狭窄区域内使用受限；3、人工测量标定误差大，而激光测距受焊接区域压紧结构与材料反射影响，适用范围窄，稳定性低。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型要解决的技术问题是提供一种机械接触式离焦量标定机构，其能够对焊接离焦量的标定，方法简单，提高焊接精度，稳定性好。
[0006]
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种机械接触式离焦量标定机构，其特征在于，包括：
[0007]
标定组件，所述标定组件包括金属电极、导杆和探针，所述导杆与探针可拆卸连接，所述探针用于抵压工件以使得导杆定向移动，直至所述导杆与金属电极接触；
[0008]
反馈示警组件，所述反馈示警组件包括示警件，所述示警件与所述金属电极电性连接，当所述导杆与金属电极接触时，所述示警件示警。
[0009]
作为优选的，所述标定组件还包括绝缘衬套和弹簧，所述弹簧套设在所述导杆上，所述弹簧的一端与所述导杆固定设置，所述弹簧的另一端抵接所述绝缘衬套以使得导杆与金属电极不接触。
[0010]
作为优选的，所述示警件为发声器和/或发光管。
[0011]
作为优选的，所述发声器为蜂鸣器。
[0012]
作为优选的，所述发光管为发光二极管。
[0013]
作为优选的，还包括外壳，所述外壳上贯穿开设有限位通孔，所述导杆穿设在所述限位通孔内。
[0014]
作为优选的，所述外壳为导电外壳，当所述导杆抵接所述金属电极时，所述外壳、示警件和金属电极形成导电回路以使得示警件工作。
[0015]
作为优选的，所述反馈示警组件还包括电池和金属盖，所述金属盖与所述电池电性连接，所述电池与所述示警件电性连接以供电，所述金属盖嵌设在所述外壳内。
[0016]
作为优选的，所述电池为纽扣电池。
[0017]
作为优选的，所述探针远离所述导杆的一端设置有球头。
[0018]
本实用新型的有益效果：
[0019]
1、本实用新型中，由于探针与导杆可拆卸连接，根据焊接离焦量的需求，来选取不同长度的探针来标定离焦量；通过机械手移动该标定机构，使得探针抵压工件，以此带动导杆移动，直至与金属电极接触，此时示警器示警，标定机械手此时的位置，之后，再在机械手的安装部上安装保护气嘴，安装部内的激光器即可进行焊接，焊接精度高。
[0020]
2、本实用新型简化离焦量标定过程，提高标定效率。
[0021]
3、本实用新型优化离焦量标定机构的结构，减小空间占用率且提高标定准确性与可靠性。
[0022]
4、本实用新型采用机械探针式标定结构，可以对一些空间受限或者非平面的焊接区域进行离焦量标定，也不受金属表面反射的影响，提高了标定过程中的可靠性与稳定性。
附图说明
[0023]
图1为本实用新型中机械接触式离焦量标定机构的结构示意图；
[0024]
图2为本实用新型的焊接机械人通过离焦量标定机构进行标定的机构示意图；
[0025]
图3为图2中的焊接机器人在标定后进行焊接操作的结构示意图。
[0026]
图中标号说明：10、导杆；11、探针；12、金属电极；20、绝缘衬套；21、弹簧；30、外壳；31、金属盖；32、电池；40、发声器；41、发光管；50、安装基座；60、电池模组；61、上盖；62、外框架；70、离焦量标定机构；80、焊接机器人；81、安装部；82、保护气嘴。
具体实施方式
[0027]
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
[0028]
参照图1所示，本实用新型公开了一种机械接触式离焦量标定机构，包括标定组件和反馈示警组件。
[0029]
标定组件包括金属电极12、导杆10和探针11，导杆10与探针11可拆卸连接，探针11抵压工件以使得导杆10定向移动，直至导杆10与金属电极12接触。反馈示警组件包括示警件，示警件与金属电极12电性连接，当导杆10与金属电极12接触时，示警件示警。其中示警器的示警并不局限与发声或者发光，也可由发声状态转变为无声，发光状态转变为无光，通过可观测物理量的变化来实现示警也落入本发明的保护范围。
[0030]
由于探针11与导杆10可拆卸连接，根据焊接离焦量的需求，来选取不同长度的探针11来标定离焦量。通过机械手移动该标定机构，使得探针11抵压工件，以此带动导杆10移
动，直至与金属电极12接触，此时示警器示警，标定机械手此时的位置，之后，再在机械手上安装保护气嘴82，即可进行焊接。如此，本实用新型提供标定反馈，简化离焦量标定过程，提高标定效率；优化离焦量标定机构70结构，减小空间占用率且提高标定准确性与可靠性。采用机械探针式标定结构，可以对一些空间受限或者非平面的焊接区域进行离焦量标定，也不受金属表面反射的影响，提高了标定过程中的可靠性与稳定性。
[0031]
在本实用新型中，标定组件还包括绝缘衬套20和弹簧21，弹簧21套设在导杆10上，弹簧21的一端与导杆10固定设置，弹簧21的另一端抵接绝缘衬套20以使得导杆10与金属电极12不接触。当探针11抵压待焊接工件时，导杆10同步移动，弹簧21被压缩，使得导杆10与金属电极12接触，如此，示警器示警。而当该标定工装远离待焊接工件时，弹簧21复位，使得导杆10与金属电极12自动分离，方便下次标定。如此，可以省去手动将导杆10与金属电极12分离的步骤，方便导杆10自动复位。
[0032]
示警件为发声器40和/或发光管41。发声器40可为蜂鸣器。发光管41可为发光二极管。如图1所示，该标定机构同时安装发光二极管和蜂鸣器，使得导杆10与金属电极12接触时，发光二极管发光，蜂鸣器发声。如此，可以直观地告诉工作人员，机械手已移动到位，可以标定此时机械手的位置。采用蜂鸣器与二极管提供标定反馈，目前已有的标定方式中均缺乏直接标定反馈。离焦量标定过程中，仅需要操作机械人的机械手带动工装上的探针靠近焊接区域，直到工装提供光电反馈，即可确认完成离焦量标定，避免了重复观察测量工具刻度与反复操作机器人比对的过程，简化了离焦量标定流程，提高了标定效率。
[0033]
本实用新型还包括外壳30，在外壳30上贯穿开设有限位通孔，导杆10穿设在限位通孔内。如此，限位通孔可以对导杆10的移动进行限位，保证导杆10沿直线方向移动。而弹簧21可设置在外壳30内。
[0034]
外壳30为导电外壳30，当导杆10抵接金属电极12时，外壳30、示警件和金属电极12形成导电回路以使得示警件工作。外壳30作为导电件，可以使得该标定机构结构紧凑，体积小。导杆10具有导电性能。
[0035]
反馈示警组件还包括电池32和金属盖31，金属盖31与电池32电性连接，电池32与示警件电性连接以供电，金属盖31嵌设在外壳30内。电池32可以为纽扣电池32。电池32一侧设置有金属盖31，金属盖31导电，金属盖31嵌设在外壳30内，从而实现金属盖31与外壳30的电性连接。
[0036]
本实用新型还设置有安装基座50，安装基座50实现该标定机构与机械手之间的连接与固定。安装基座50同焊接保护气铜嘴安装尺寸兼容，可以直接安装在焊接保护气铜嘴位置，避免了额外的安装结构，提高了空间利用率，可以规避一些焊接位置的空间约束，同时也降低了额外安装结构的成本。
[0037]
探针11远离导杆10的一端设置有球头。如此，可以保证探针11与工件具有较好的接触，且不会磨损工件。
[0038]
本实用新型的工作原理是：非工作状态下，导杆10与金属电极12间因存在弹簧21，无法直接接触；工作状态下，探针11受力，导杆10压缩弹簧21，当达到预设离焦量时，金属导杆10末端触碰到金属电极12，从而金属顶盖、电池32、蜂鸣器、发光二极管，金属电极12，金属导杆10，金属安装外壳30间形成通路，蜂鸣器报警，二极管发光，提供离焦量标定完成提示。
[0039]
通过根据需求的离焦量值更换对应长度的探针11；之后拆卸焊接机器人80的焊接保护气铜嘴，安装离焦量标定机构70；焊接机器人80靠近焊接区域直到离焦量标定工装发出蜂鸣与亮光；记录机器人坐标，完成该位置离焦量标定。
[0040]
本实用新型公开了一种机械接触式离焦量标定方法，基于上述的机械接触式离焦量标定机构，包括以下步骤：
[0041]
s1、选取预定离焦量对应长度的探针11，在导杆10上安装探针11；
[0042]
s2、拆除焊接机械人的安装部81的保护气嘴82，将离焦量标定机构70安装在安装部81上；
[0043]
s3、焊接机器人80带动离焦量标定机构70进入焊接区域，使得探针11抵压待焊接的工件，直至示警器报警；
[0044]
s4、标记焊接机械手的坐标位置，完成焊接离焦量的标定。之后，可进行下一位置的标定。
[0045]
参照图2所示，为焊接机器人80安装标定机构进行标定的示意图；参照图3所示，为将标定机构更换成保护气嘴82，焊接机器人80对电池32模组焊接的结构示意图。其中，电池32模组包括外框架62和上盖61，上盖61与外框架62扣合之后需要焊接。焊接机器人80包括安装部81，安装部81能够产生焊接的能量，如，安装部81内集成激光器，而激光从保护气嘴82处射出。
[0046]
如图2所示，在焊接机器人80上安装标定机构，通过探针11抵压电池32模组的焊缝，直至示警器示警，记录焊接机器人80的坐标位置。之后，如图3所示，将离焦量标定机构70拆除，安装焊接保护气铜嘴，根据之前的标定坐标，即可实现机器人焊接。
[0047]
以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

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