發(fā)明解讀

一種雙面自動點(diǎn)焊機(jī)控制裝置及方法

專利號：ZL201410790204.X

授權(quán)公告日：2017.01.11

專利權(quán)人：上海電動工具研究所（集團(tuán)）有限公司

發(fā)明人：陳艾青、李詩語、荊力、戚偉平、王秀芳

該發(fā)明涉及一種雙面自動點(diǎn)焊機(jī)控制裝置及方法，用在單節(jié)電芯通過鎳片連接成電池組的過程中，將鎳片焊接在電芯表面實(shí)現(xiàn)電池的串并聯(lián)，進(jìn)而組成電池組，屬于自動控制技術(shù)領(lǐng)域。

雙面自動點(diǎn)焊機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括左絲桿2和右絲桿9，左伺服電機(jī)1、右伺服電機(jī)8分別與左、右絲桿連接，左點(diǎn)焊頭3和右點(diǎn)焊頭7分別連接在左、右絲桿上，左、右點(diǎn)焊頭上分別裝有左電極棒4和右電極棒6，裝好電芯10的治具5位于左、右電極棒之間。

在單節(jié)電芯通過鎳片連接成電池組的過程中，需要將鎳片焊接在電芯表面，傳統(tǒng)的雙面自動點(diǎn)焊機(jī)點(diǎn)焊的流程為：放入治具，到達(dá)指定點(diǎn)，到達(dá)點(diǎn)焊位，點(diǎn)焊，完成。在上述流程中，由于機(jī)械加工、安裝等原因會使得點(diǎn)焊機(jī)左右兩邊電極棒到電芯表面的距離不同，這會造成兩邊電極棒不同時壓緊電芯。治具的制作并不是卡牢電芯的，所以兩邊電極棒不同時壓緊電芯會造成電芯移動，而放在電芯表面的鎳片，也會隨之錯位，進(jìn)而影響點(diǎn)焊的品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容：

該發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能防止電芯移動和鎳片錯位的雙面自動點(diǎn)焊機(jī)控制裝置及方法，以提高點(diǎn)焊的品質(zhì)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種雙面自動點(diǎn)焊機(jī)控制裝置，雙面自動點(diǎn)焊機(jī)包括左絲桿、右絲桿以及用于裝配電芯的治具，左伺服電機(jī)、右伺服電機(jī)分別與左絲桿、右絲桿連接，左點(diǎn)焊頭、右點(diǎn)焊頭分別連接在左絲桿、右絲桿上，左點(diǎn)焊頭、右點(diǎn)焊頭上分別設(shè)有左電極棒、右電極棒，其特征在于：包括PLC，電平轉(zhuǎn)換裝置與PLC連接，所述左點(diǎn)焊頭、右點(diǎn)焊頭均連接電平轉(zhuǎn)換裝置，PLC還與左伺服電機(jī)、右伺服電機(jī)連接；所述電芯表面設(shè)有接觸位。

所述左點(diǎn)焊頭、右點(diǎn)焊頭均通過信號線連接所述電平轉(zhuǎn)換裝置。

該發(fā)明還提供了一種雙面自動點(diǎn)焊機(jī)控制方法，其特征在于：采用上述的一種雙面自動點(diǎn)焊機(jī)控制裝置，該方法由如下4個步驟組成：

步驟1：將裝配好電芯的治具放入左電極棒和右電極棒之間；

步驟2：使治具達(dá)到設(shè)定位置；

步驟3：通過左伺服電機(jī)、右伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動，帶動左絲桿、右絲桿轉(zhuǎn)動，使得連接在左絲桿、右絲桿上的左點(diǎn)焊頭、右點(diǎn)焊頭發(fā)生直線位移，當(dāng)左點(diǎn)焊頭、右點(diǎn)焊頭觸碰電芯表面接觸位時，左點(diǎn)焊頭、右點(diǎn)焊頭上的左電極棒、右電極棒分別通過電芯表面導(dǎo)通，導(dǎo)通信號通過電平轉(zhuǎn)換裝置傳輸至PLC處理；

PLC接收電平轉(zhuǎn)換裝置輸送來的電平變化信號，并根據(jù)該信號判斷左點(diǎn)焊頭、右點(diǎn)焊頭是否到達(dá)電芯表面接觸位；當(dāng)一邊點(diǎn)焊頭到達(dá)接觸位時，等待另一邊點(diǎn)焊到達(dá)接觸位，直至左點(diǎn)焊頭、右點(diǎn)焊頭均到達(dá)接觸位；

步驟4：使左點(diǎn)焊頭、右點(diǎn)焊頭以相同的工進(jìn)速度運(yùn)動到點(diǎn)焊位；

步驟5：進(jìn)行點(diǎn)焊。

該發(fā)明提供的方法在自動運(yùn)行條件下到達(dá)點(diǎn)焊位之前，通過電路檢測反饋先到達(dá)接觸位，檢測到兩邊點(diǎn)焊頭全部到達(dá)接觸位，此時兩邊極棒都接觸電芯，在這種條件再到達(dá)點(diǎn)焊位，這樣電芯就不會產(chǎn)生移動，鎳片也不會產(chǎn)生錯位了。

該本發(fā)明提供的裝置克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，阻止了電芯的移動和鎳片的錯位，提高了點(diǎn)焊質(zhì)量；由于接觸位的出現(xiàn)，在接觸電芯之前的運(yùn)動可以設(shè)置伺服電機(jī)全速運(yùn)行，因而也提高了點(diǎn)焊效率。

實(shí)施方式：

為使該發(fā)明更明顯易懂，茲以一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

電芯的移動、鎳片的錯位是由于兩邊電極捧表面與電芯表面的距離不同。在電機(jī)速度相同時，到達(dá)電芯表面的時間不同而產(chǎn)生的?？刂齐姍C(jī)速度使得電極棒到達(dá)電機(jī)的時間相同，是須要很多次的嘗試并且不精確。自動點(diǎn)焊機(jī)的控制方式為位置控制方式，有點(diǎn)焊位、待機(jī)位等等，因此設(shè)置一個接觸電芯表面的位置，在到達(dá)點(diǎn)焊位之前，兩個電極棒就可以實(shí)現(xiàn)同時到達(dá)電芯表面。待兩邊電極棒都與電芯接觸，再進(jìn)行壓緊電芯，電芯就不會產(chǎn)生移動，鎳片也不會產(chǎn)生錯位了。

圖2為該發(fā)明提供的雙面自動點(diǎn)焊機(jī)控制裝置示意圖，所述的雙面自動點(diǎn)焊機(jī)控制裝置包括信號線11、電平轉(zhuǎn)換裝置12、PLC13等，并在電芯表面設(shè)置接觸位。將左點(diǎn)焊頭3、右點(diǎn)焊頭7連接信號線11，并將信號線11輸送的信號經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換裝置12與PLC13連接，PLC13輸出控制伺服電機(jī)的信號，實(shí)現(xiàn)自動點(diǎn)焊過程中信號的反饋。

結(jié)合圖3，其控制方法為：通過左伺服電機(jī)1、右伺服電機(jī)8轉(zhuǎn)動，帶動左絲桿2、右絲桿9轉(zhuǎn)動，使得連接在左絲桿2、右絲桿9上的左點(diǎn)焊頭3、右點(diǎn)焊頭7發(fā)生直線位移，當(dāng)左點(diǎn)焊頭3、右點(diǎn)焊頭7觸碰電芯表面即接觸位時，左點(diǎn)焊頭3、右點(diǎn)焊頭7上的左電極棒4、右電極棒6分別通過電芯表面導(dǎo)通，導(dǎo)通信號通過電平轉(zhuǎn)換裝置12傳輸至PLC13處理，PLC13通過處理信號控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動或停止。

自動點(diǎn)焊過程中，PLC13能夠接收到電平變化信號，并根據(jù)信號判斷點(diǎn)焊頭是否到達(dá)電芯表面即接觸位，控制左、右伺服電機(jī)前進(jìn)后退，形成反饋控制。當(dāng)一邊左點(diǎn)焊頭3或右點(diǎn)焊頭7到達(dá)接觸位時，等待另一邊右點(diǎn)焊頭7或左點(diǎn)焊頭3到達(dá)接觸位，待兩邊左、右點(diǎn)焊頭全部到達(dá)接觸位之后，再以相同的工進(jìn)速度運(yùn)動到點(diǎn)焊位，進(jìn)行點(diǎn)焊。

新的自動點(diǎn)焊機(jī)的點(diǎn)焊流程變?yōu)椋悍湃胫尉?，治具5達(dá)到指定位置，左、右點(diǎn)焊頭都到達(dá)接觸位，左、右點(diǎn)焊頭都到達(dá)點(diǎn)焊位，點(diǎn)焊，退出，完成。

圖1 雙面自動點(diǎn)焊機(jī)的結(jié)構(gòu)示意

圖2 雙面自動點(diǎn)焊機(jī)控制裝置示意

圖3 雙面自動點(diǎn)焊機(jī)控制方法原理