(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221076871 1.8 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 深圳市光大激光科技股份有限公司 地址 518000 广东省深圳市福田区梅林街 道梅丰社区梅华路123号东方星 大厦1 栋4层 (72)发明人 何林　李顺　 (74)专利代理 机构 深圳华企汇 专利代理有限公 司 44735 专利代理师 谢伟 (51)Int.Cl. B23K 26/21(2014.01) B23K 26/70(2014.01) B23K 101/36(2006.01) (54)发明名称 一种动力电池 模组焊接设备及其焊 接方法 (57)摘要 本发明公开了一种动力电池模组焊接设备 及其焊接方法， 该焊接设备包括工作台， 和分别 设置于所述工作台上的焊接机构、 移载机构和压 紧机构， 压紧机构跨设于移载机构一端， 并位于 所述焊接机构工作范围内， 压紧机构用于将待焊 接位置压紧， 焊接机构用于将电池模组焊接， 焊 接机构包括三轴模组、 焊接振镜、 相机测距组件 和吸尘吹风组件， 三轴模组的工作端设置有安装 底板， 焊接振镜、 相机测距组件和吸尘吹风组件 均设置于安装底板上， 所述焊接振镜连接有外部 环形光斑激光器； 采用上述方案， 本发明通过对 激光焊接设备及工艺的优化， 大大提高其安全性 能， 也减少了设备故障率和耗材， 同时节约了成 本， 减少了 焊渣、 飞溅物对焊 接机构的伤害。 权利要求书3页 说明书7页 附图8页 CN 114985931 A 2022.09.02 CN 114985931 A 1.一种动力电池模组焊接设备， 包括工作台(1)， 其特征在于， 还包括分别设置于所述 工作台(1)上的焊接机构(2)、 移载机构(3)和压紧机构(4)， 所述压紧机构(4)跨设于所述移 载机构(3)一端， 并位于所述焊接机构(2)工作范围内， 所述移载机构(3)用于将带有汇 流排 的电池模组输送至压紧机构(4)工作范围内， 所述压紧机构(4)用于将汇 流排和电池极柱压 紧， 所述焊接机构(2)用于将电池模组的汇流排和电池极柱焊接， 所述焊接机构(2)包括三 轴模组(21)、 焊接振镜(22)、 相机测距组件(23)和吸尘吹风组件(24)， 所述三轴模组(21)的 工作端设置有安装底板(25)， 所述焊接振镜(22)、 所述相机测距组件(23)和所述吸尘吹风 组件(24)均设置于所述安装底板(25)上， 所述吸尘吹风组件(24)用于吸收焊接烟尘， 并保 护所述焊接振镜(22)， 所述相机测距组件(23)用于确认焊缝位置， 提供焊接振镜(22)的实 时偏移量并测量焊接振镜(2 2)的焦距， 所述焊接振镜(2 2)连接有外 部环形光斑激光器。 2.根据权利要求1所述的一种动力电池模组焊接设备， 其特征在于， 所述压紧机构(4) 包括升降装置(41)、 升降活动板(42)、 压头安装板(43)、 压头组件(44)， 所述升降装置(41) 有两个， 分别设置于所述移载机构(3)两侧的所述工作台(1)上， 所述升降活动板(42)连接 两个所述升降装置(41)的活动端， 所述升降活动板(42)上贯穿开设有第一焊接槽(45)， 所 述压头安装板(43)设置于所述升降活动板(42)底部， 其中部贯穿开设有第二焊接槽(46)， 所述第二焊接槽(46)和所述第一焊接槽(45)对应， 所述压头组件(44)有多个， 并沿所述第 二焊接槽(46)长度方向排列设置于所述压头安装板(43)底部， 两个相 邻的焊接压头 之间均 设置有挡条(47)。 3.根据权利要求2所述的一种动力电池模组焊接设备， 其特征在于， 所述压头组件(44) 包括压板(441)、 吹气套(442)、 弹簧(443)和导柱(444)， 所述压板(441)中部贯穿设置有焊 接通孔， 所述吹气套(442)可拆卸设置于所述焊接通孔内， 并与所述焊接通孔内壁形成吹气 腔， 所述吹气腔连通外部高压保护气体， 所述吹气腔底部连通所述焊接通孔， 并与所述焊接 通孔底部形成环形气道， 所述导柱(444)有多个， 分别设置于所述压板(44 1)顶面， 并分别与 所述压头安装板(43)滑动连接， 所述弹簧(443)有多个， 分别设置于所述压板(441)顶 面， 并 分别与所述压 头安装板(43)连接 。 4.根据权利要求2所述的一种动力电池模组焊接设备， 其特征在于， 所述升降装置(41) 包括升降支撑架(411)、 升降驱动件(412)和升降导向件(413)， 所述升降支撑架(411)设置 于所述工作台(1)上， 所述升降驱动件(412)设置于所述升降支撑架(411)内， 其工作端 连接 所述升降活动板(42)， 所述升降导向件(413)有两个， 分别滑动设置于所述升降驱动件 (412)两侧的升降支撑架(41 1)上， 两个所述升降导向件(413)均连接所述升降活动板(42)。 5.根据权利要求1所述的一种动力电池模组焊接设备， 其特征在于， 所述移载机构(3) 包括移载直线滑台(31)、 托盘底板(32)和电池治具(33)， 所述移载直线滑台(31)设置于所 述工作台(1)上， 所述托盘底板(32)设置于所述移载直线滑台(31)的工作端， 所述电池治具 (33)设置于所述托盘底板(32)上。 6.根据权利要求1所述的一种动力电池模组焊接设备， 其特征在于， 所述相机测距组件 (23)包括相机支架(231)、 CCD相机(232)、 相机保护板(233)、 保护板气缸(234)和测距仪 (235)， 所述相机支架(231)设置于所述焊接振镜(22)一侧的所述安装底板(25)上， 所述CCD 相机(232)可调节设置于所述相机支架(231)上， 所述保护板气缸(234)设置于所述相机支 架(231)上远离所述CCD相机(232)一侧， 所述相机保护板(233)设置于所述保护板气缸权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114985931 A 2(234)的工作端， 并对应所述CCD相机(232)镜头， 所述测距仪(235)设置于所述相机支架 (231)一侧。 7.根据权利要求1所述的一种动力电池模组焊接设备， 其特征在于， 所述吸尘吹风组件 (24)包括吸尘固定架(241)、 风刀(242)和吸尘罩(243)， 所述吸尘固定架(241)设置于所述 焊接振镜(22)远离所述相机测距组件(23)一侧的安装底板(25)上， 所述吸尘罩(243)设置 于所述吸尘固定架(241)底端， 其顶部对应所述焊接振镜(22)开设有第三通孔(244)， 其侧 壁连通有抽风管道， 所述风刀(242)有多个， 分别排列设置于所述吸尘罩(243)和所述焊接 振镜(22)之间的所述吸尘固定架(241)上。 8.一种焊接方法， 应用于权利要求1 ‑7任意一项所述的动力电池模组焊接设备， 其特征 在于， 该方法包括以下步骤： 步骤S1、 振镜对焦； 三轴模组(21)带动焊接振镜(22)移动至压紧机构(4)上方， 升降装 置(41)将升降活动板(42)上升至最高位置， 根据焊接振镜(22)的工作距离， 调节焊接振镜 (22)高度， 使其和升降活动板(42)顶面的距离与所述焊接振镜(2 2)的工作距离一 致。 步骤S2、 将厚度为2毫米的不锈钢测试板放置在升降活动 板(42)顶面， 使其底面与所述 升降活动板(42)顶面呈45度角。 步骤S3、 控制焊接振镜(2 2)小功率出光， 在不锈钢测试板上沿直线焊接一条焊缝。 步骤S4、 焊接完后， 找焊缝两侧距离最窄的、 熔深最大的地方作为焦点范围， 取焦点范 围的中间位置作为焦点。 步骤S5、 确认焦点 位置后， 设置焊接振镜(2 2)的离焦量 为该焦点的正离焦2 毫米。 步骤S6、 移载直线滑台(31)带动电池治具(33)移动至远离压紧机构(4)一端， 将固定有 汇流排的电池模组放入电池治具(33)内， 移载直线滑台(31)将电池模组移动至压紧机构 (4)下方。 步骤S7、 升降装置(41)带动升降活动板(42)向下运动， 升降活动板(42)带动多个压板 (441)同时向下运动， 每个压板(441)分别与电池模组的每个极柱 一一对应， 此时， 每个 极柱 顶部均位于 压板(441)底部的焊接通 孔内。 步骤S8、 三轴模组(21)带动焊接机构(2)运动， 相机测距组件(23)的测距仪(235)分别 对待焊接的位置进行测距， 用于调整振镜实时焦距， CCD相机(232)分别对待焊接的位置进 行拍照， 用于确认焊缝位置， 并控制振镜的实时偏移。 步骤S9、 三轴模组(21)带动焊接机构(2)运动， 焊接振镜(22)开始焊接， 外部高压保护 气体进入所述吹气套(442)与所述焊接通孔内壁形成的吹气腔内， 保护气体通过吹气腔底 部的环形气道对极柱周侧进 行吹气， 同时， 吸尘罩(2 43)侧壁的外部抽风管道抽走焊接时产 生的烟雾， 多个风刀(242)同时出风， 对焊接振镜(2 2)进行多重保护。 9.根据权利要求8所述的动力电池模组焊接设备的焊接方法， 其特征在于， 在步骤S8之 后和步骤S9之前还 包括以下步骤： 步骤S10、 设置焊接振镜(22)的摆动参数、 摆动幅度、 摆动频率和激光功率， 其中， 所述 激光功率包括内环和外环两个不同的激光功率。 10.根据权利要求8所述的动力电池模组焊接设备的焊接方法， 其特征在于， 在步骤S8 之后和步骤S1之前还 包括以下步骤： 步骤S11、 对电