一种双面自动点焊机控制装置及方法

发明解读

一种双面自动点焊机控制装置及方法

专利号：ZL201410790204.X

授权公告日：2017.01.11

专利权人：上海电动工具研究所（集团）有限公司

发明人：陈艾青、李诗语、荆力、戚伟平、王秀芳

该发明涉及一种双面自动点焊机控制装置及方法，用在单节电芯通过镍片连接成电池组的过程中，将镍片焊接在电芯表面实现电池的串并联，进而组成电池组，属于自动控制技术领域。

双面自动点焊机的结构如图1所示，包括左丝杆2和右丝杆9，左伺服电机1、右伺服电机8分别与左、右丝杆连接，左点焊头3和右点焊头7分别连接在左、右丝杆上，左、右点焊头上分别装有左电极棒4和右电极棒6，装好电芯10的治具5位于左、右电极棒之间。

在单节电芯通过镍片连接成电池组的过程中，需要将镍片焊接在电芯表面，传统的双面自动点焊机点焊的流程为：放入治具，到达指定点，到达点焊位，点焊，完成。在上述流程中，由于机械加工、安装等原因会使得点焊机左右两边电极棒到电芯表面的距离不同，这会造成两边电极棒不同时压紧电芯。治具的制作并不是卡牢电芯的，所以两边电极棒不同时压紧电芯会造成电芯移动，而放在电芯表面的镍片，也会随之错位，进而影响点焊的品质。

发明内容：

该发明要解决的技术问题是提供一种能防止电芯移动和镍片错位的双面自动点焊机控制装置及方法，以提高点焊的品质。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种双面自动点焊机控制装置，双面自动点焊机包括左丝杆、右丝杆以及用于装配电芯的治具，左伺服电机、右伺服电机分别与左丝杆、右丝杆连接，左点焊头、右点焊头分别连接在左丝杆、右丝杆上，左点焊头、右点焊头上分别设有左电极棒、右电极棒，其特征在于：包括PLC，电平转换装置与PLC连接，所述左点焊头、右点焊头均连接电平转换装置，PLC还与左伺服电机、右伺服电机连接；所述电芯表面设有接触位。

所述左点焊头、右点焊头均通过信号线连接所述电平转换装置。

该发明还提供了一种双面自动点焊机控制方法，其特征在于：采用上述的一种双面自动点焊机控制装置，该方法由如下4个步骤组成：

步骤1：将装配好电芯的治具放入左电极棒和右电极棒之间；

步骤2：使治具达到设定位置；

步骤3：通过左伺服电机、右伺服电机转动，带动左丝杆、右丝杆转动，使得连接在左丝杆、右丝杆上的左点焊头、右点焊头发生直线位移，当左点焊头、右点焊头触碰电芯表面接触位时，左点焊头、右点焊头上的左电极棒、右电极棒分别通过电芯表面导通，导通信号通过电平转换装置传输至PLC处理；

PLC接收电平转换装置输送来的电平变化信号，并根据该信号判断左点焊头、右点焊头是否到达电芯表面接触位；当一边点焊头到达接触位时，等待另一边点焊到达接触位，直至左点焊头、右点焊头均到达接触位；

步骤4：使左点焊头、右点焊头以相同的工进速度运动到点焊位；

步骤5：进行点焊。

该发明提供的方法在自动运行条件下到达点焊位之前，通过电路检测反馈先到达接触位，检测到两边点焊头全部到达接触位，此时两边极棒都接触电芯，在这种条件再到达点焊位，这样电芯就不会产生移动，镍片也不会产生错位了。

该本发明提供的装置克服了现有技术的不足，阻止了电芯的移动和镍片的错位，提高了点焊质量；由于接触位的出现，在接触电芯之前的运动可以设置伺服电机全速运行，因而也提高了点焊效率。

实施方式：

为使该发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

电芯的移动、镍片的错位是由于两边电极捧表面与电芯表面的距离不同。在电机速度相同时，到达电芯表面的时间不同而产生的。控制电机速度使得电极棒到达电机的时间相同，是须要很多次的尝试并且不精确。自动点焊机的控制方式为位置控制方式，有点焊位、待机位等等，因此设置一个接触电芯表面的位置，在到达点焊位之前，两个电极棒就可以实现同时到达电芯表面。待两边电极棒都与电芯接触，再进行压紧电芯，电芯就不会产生移动，镍片也不会产生错位了。

图2为该发明提供的双面自动点焊机控制装置示意图，所述的双面自动点焊机控制装置包括信号线11、电平转换装置12、PLC13等，并在电芯表面设置接触位。将左点焊头3、右点焊头7连接信号线11，并将信号线11输送的信号经过电平转换装置12与PLC13连接，PLC13输出控制伺服电机的信号，实现自动点焊过程中信号的反馈。

结合图3，其控制方法为：通过左伺服电机1、右伺服电机8转动，带动左丝杆2、右丝杆9转动，使得连接在左丝杆2、右丝杆9上的左点焊头3、右点焊头7发生直线位移，当左点焊头3、右点焊头7触碰电芯表面即接触位时，左点焊头3、右点焊头7上的左电极棒4、右电极棒6分别通过电芯表面导通，导通信号通过电平转换装置12传输至PLC13处理，PLC13通过处理信号控制伺服电机转动或停止。

自动点焊过程中，PLC13能够接收到电平变化信号，并根据信号判断点焊头是否到达电芯表面即接触位，控制左、右伺服电机前进后退，形成反馈控制。当一边左点焊头3或右点焊头7到达接触位时，等待另一边右点焊头7或左点焊头3到达接触位，待两边左、右点焊头全部到达接触位之后，再以相同的工进速度运动到点焊位，进行点焊。

新的自动点焊机的点焊流程变为：放入治具5，治具5达到指定位置，左、右点焊头都到达接触位，左、右点焊头都到达点焊位，点焊，退出，完成。

图1 双面自动点焊机的结构示意

图2 双面自动点焊机控制装置示意

图3 双面自动点焊机控制方法原理