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解決方案

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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

分類:
電池行業
作者:
梦幻西游私服激光
2021-10-26

一、客戶要求
1、設備要求
要求做一條生產線,用於方形動力電池入殼後的自動傳輸,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。焊接後產品表麵要求平整、焊接牢固、無虛焊。焊接電池如下圖所示。


2、來料狀態
(1)電芯入殼,保持架與蓋板下端麵貼緊重合;
(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、方案采用兩台焊接機進行焊接,兩台檢測機進行檢測,一條流水線進行電池的傳輸,流水線分為若幹流道,設備總體外形圖如圖1所示,機器外形尺寸11000mmX2500mmX2000mm(長X深X高);


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麵焊接。
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後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,並在檢測打標完成後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,並具有儲料功能。
本方案的顯著特點是:
1、焊接采用兩套光纖激係統進行焊接,分為在A、B兩個焊接工作台,兩個工作台都有兩個焊接工位,提高焊接效率;
2、兩個焊接工作台各配備一台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兩台檢測機,采用四關節機械手來進行上料和下料,提高檢測效率;
4、配置煙塵處理係統,有效防止煙塵汙染。
3.3、設備總體布局圖(如圖2)


3.4、工作流程圖(如圖4) 

四、設備功能簡介
1、 傳輸拉帶
-傳輸拉帶用於實現入殼後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,用於存放電池;
-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,用於傳輸各分項電池。
2、 焊接工作台
- 用於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,合格後方能焊接,實時監控到焊縫的焊接情況,CCD捕捉定位係統精度≤±0.05mm;
-激光對檢測後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;
-焊接後焊縫無坑窪,焊縫美觀,焊縫變形量≤0.5mm;
-激光有防護,防止光汙染;
-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,電池放入夾具後自動夾緊,輸送軸把夾具傳輸到焊接位置,CCD檢測焊縫間距合格後進行焊接,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、檢測工作台
-用於焊接後電池的自動掃碼、短路測試、氣密性檢測,並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台,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麵,通過界麵操作實現對短路及氣密性檢測裝置的控製,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,配備一台工控機,數據存儲至工控機,並可通過接口導出;
五、整線設備動作流程:


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個工作台:
焊接機尺寸:1650×2600×2000(mm)(兩台焊接機)
檢測機尺寸:1700×2600×2000(mm)(兩台檢測機)
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,並配備粉塵過濾器。)
8、氮氣用量:≤50L/min(焊接頭吹氣用)
9、用水量:冷水機需要用水,客戶隻需提供大約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、除塵係統
13、光纖激光器
14、冷水機
15、激光頭
16、傳輸光纖
17、焊接工作台
18、檢測工作台
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、工作台麵板
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、緩衝零件(聚氨酯)
16、夾具固定台麵板
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
打標範圍: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、適用於所有高輻射質量的固體激光
2、適用於較高激光功率
3、借助高品質的光學係統實現穩定的焊接
4、光學係統設有防汙保護
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:
重複性:<>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

解決方案

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官網:www.huapenglaser.cn
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