電池頂蓋側(cè)焊激光焊接系統(tǒng)方案

1、電池頂蓋側(cè)焊激光焊接系統(tǒng)方案供應(yīng)商： 簽字代表：日期：電池頂蓋側(cè)焊激光焊接系統(tǒng)方案一、客戶要求1、設(shè)備要求要求做一條生產(chǎn)線，用于方形動(dòng)力電池入殼后的自動(dòng)傳輸,自動(dòng)焊接封口、電池自動(dòng)傳輸、自動(dòng)絕緣電阻測(cè)試、自動(dòng)氣密性檢測(cè)、自動(dòng)打條碼。焊接后產(chǎn)品表面要求平整、焊接牢固、無(wú)虛焊。 焊接電池如下圖所示。電池殼體電池蓋板焊縫 2、來(lái)料狀態(tài)（1）電芯入殼，保持架與蓋板下端面貼緊重合；（2）蓋板四周與殼體周邊吻合；3、 來(lái)料材質(zhì)AL4、來(lái)料尺寸電池型號(hào)厚度（mm）寬度（mm）高度（mm）壁厚（mm）二、來(lái)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

2、體配合良好三、技術(shù)方案3.1、方案采用兩臺(tái)焊接機(jī)進(jìn)行焊接，兩臺(tái)檢測(cè)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，一條流水線進(jìn)行電池的傳輸，流水線分為若干流道，設(shè)備總體外形圖如圖1所示，機(jī)器外形尺寸11000mmX2500mmX2000mm(長(zhǎng)X深X高)；B檢測(cè)工作臺(tái)（含打標(biāo)機(jī)）A檢測(cè)工作臺(tái)（含打標(biāo)機(jī)）B焊接工作臺(tái)A焊接工作臺(tái)自動(dòng)流水線維修通道維修通道維修通道圖1 設(shè)備總體外形圖3.2、焊接方案簡(jiǎn)介針對(duì)動(dòng)力電池盒體及端蓋的焊接要求，本方案由激光焊接機(jī)，電池檢測(cè)機(jī)，在線打標(biāo)機(jī)，自動(dòng)流水線等單元構(gòu)成。其功能是依次完成電池的焊接，短路測(cè)試，氣密性測(cè)試，電池打標(biāo)，NG品自動(dòng)剔除等相關(guān)工序。激光焊接機(jī)由激光器，激光焊接頭，XYZ三軸數(shù)控軸

3、，旋轉(zhuǎn)夾具，二工位驅(qū)動(dòng)軸,隨動(dòng)機(jī)構(gòu),四關(guān)節(jié)機(jī)械手上下料等各兩套構(gòu)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面焊接。電池檢測(cè)機(jī)由短路測(cè)試組件，氣密性測(cè)試組件，轉(zhuǎn)盤組件，四關(guān)節(jié)機(jī)械手上下料，在線激光打標(biāo)等機(jī)構(gòu)組成，其主要作用是：將流水線上焊接完成后的電池夾持到轉(zhuǎn)盤組件上的夾具中，依次對(duì)其進(jìn)行短路,氣密性檢測(cè)，對(duì)合格產(chǎn)品進(jìn)行打標(biāo)，并在檢測(cè)打標(biāo)完成后將良品與不良品放入流水線相應(yīng)的軌道中。打標(biāo)機(jī)帶調(diào)整機(jī)構(gòu)，可調(diào)整到合適打標(biāo)位置。自動(dòng)流水線由板鏈，軌道，擋板，定位氣缸，儲(chǔ)料氣缸等構(gòu)成，其主要作用是帶動(dòng)電池到相應(yīng)的位置，并具有儲(chǔ)料功能。本方案的顯著特點(diǎn)是：1、焊接采用兩套光纖激系統(tǒng)進(jìn)行

4、焊接，分為在A、B兩個(gè)焊接工作臺(tái)，兩個(gè)工作臺(tái)都有兩個(gè)焊接工位，提高焊接效率；2、兩個(gè)焊接工作臺(tái)各配備一臺(tái)四關(guān)節(jié)機(jī)械手上下料，兩工位進(jìn)出料，提高送料效率，焊接區(qū)域與上料區(qū)域完全分開(kāi)，保證操作人員的人身安全；3、設(shè)備配置A、B兩臺(tái)檢測(cè)機(jī)，采用四關(guān)節(jié)機(jī)械手來(lái)進(jìn)行上料和下料，提高檢測(cè)效率；4、配置煙塵處理系統(tǒng)，有效防止煙塵污染。3.3、設(shè)備總體布局圖（如圖2）B電池檢測(cè)工作臺(tái)A電池檢測(cè)工作臺(tái)激光焊接機(jī)（配除塵裝置）激光焊接機(jī)（配除塵裝置）自動(dòng)流水線導(dǎo)槽寬度可以調(diào)節(jié)±2mm檢測(cè)機(jī)上下料四關(guān)節(jié)機(jī)械手檢測(cè)機(jī)上下料四關(guān)節(jié)機(jī)械手焊接上下料四關(guān)節(jié)機(jī)械手焊接上下料四關(guān)節(jié)機(jī)械手圖2設(shè)備總體布局圖3.4、工作

5、流程圖（如圖4）操作人員將電池放入流水線上，焊接上下料機(jī)械手將電池夾到旋轉(zhuǎn)夾具中工位驅(qū)動(dòng)軸將電池帶入焊接位置，夾具夾緊電池。焊接頭對(duì)電池進(jìn)行焊接，DD馬達(dá)在焊接過(guò)程中依次旋轉(zhuǎn)。焊接完成后，焊接上下料機(jī)械手將電池夾回流水線檢測(cè)機(jī)上下料機(jī)械手將電池夾到檢測(cè)夾具。轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)電池到打標(biāo)機(jī)處進(jìn)行打標(biāo),并掃描。轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)電池到氣密性測(cè)試組件進(jìn)行測(cè)試轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)電池到短路測(cè)試進(jìn)行測(cè)試檢測(cè)機(jī)上下料機(jī)械手將電池拿回流水線操作人員將電池拿離生產(chǎn)線圖4工作流程圖四、設(shè)備功能簡(jiǎn)介1) 傳輸拉帶l 傳輸拉帶用于實(shí)現(xiàn)入殼后的電池立放傳輸?shù)胶附印z測(cè)工位，長(zhǎng)度為11000mm；l 拉帶有限位裝置，有緩存區(qū)，用于存放電池；l 上、下

6、料緩存區(qū)能夠存儲(chǔ)的電池?cái)?shù)量10支；l 拉帶容易保養(yǎng)、維修；拉帶設(shè)計(jì)合理，避免電池在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)刮傷現(xiàn)象；l 拉帶分為多條，用于傳輸各分項(xiàng)電池。 2) 焊接工作臺(tái)l 用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取傳輸拉帶暫存區(qū)的電池，自動(dòng)完成電池焊接；l 焊接前進(jìn)行CCD監(jiān)測(cè)焊縫間距，合格后方能焊接，實(shí)時(shí)監(jiān)控到焊縫的焊接情況，CCD捕捉定位系統(tǒng)精度±0.05mm；l 激光對(duì)檢測(cè)后的電池進(jìn)行焊接封口，平均焊接速度40mm/s，焊接熔深0.40.7mm，熔寬0.81.2mm；l 焊接后焊縫無(wú)坑洼，焊縫美觀，焊縫變形量0.5mm；l 激光有防護(hù)，防止光污染；l 設(shè)備配備排煙除塵功能機(jī)構(gòu)，除去焊接過(guò)程中產(chǎn)生的煙塵，除塵管

7、道防火、防爆。 l 焊接夾具所有動(dòng)作均由氣缸實(shí)現(xiàn)，電池放入夾具后自動(dòng)夾緊，輸送軸把夾具傳輸?shù)胶附游恢?，CCD檢測(cè)焊縫間距合格后進(jìn)行焊接，夾具設(shè)計(jì)合理，方便可調(diào)。 l 設(shè)備能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電池進(jìn)行補(bǔ)焊。3) 檢測(cè)工作臺(tái)l 用于焊接后電池的自動(dòng)掃碼、短路測(cè)試、氣密性檢測(cè)，并實(shí)現(xiàn)電池條碼信息和對(duì)應(yīng)短路測(cè)試、氣密性測(cè)試信息的綁定接收處理；l 機(jī)械手自動(dòng)將電池由傳輸拉帶送至檢測(cè)工作臺(tái)，夾具自動(dòng)緊固電池；l 檢測(cè)夾具一次性可放多個(gè)電池，電池夾緊采用彈簧夾緊方式，夾具采用氣缸打開(kāi)方式；l 短路測(cè)試、氣密檢測(cè)儀設(shè)有人機(jī)界面，通過(guò)界面操作實(shí)現(xiàn)對(duì)短路及氣密性檢測(cè)裝置的控制，測(cè)試OK時(shí)，電池自動(dòng)傳送

8、至下料暫存區(qū)，測(cè)試NG時(shí)，不合格品通過(guò)拉帶傳送收集；l 氣密性檢測(cè)儀測(cè)試嘴自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)電池注液孔，對(duì)其進(jìn)行抽真空；l 短路測(cè)試、氣密性測(cè)試數(shù)據(jù)與條形碼、二維碼一一對(duì)應(yīng)，配備一臺(tái)工控機(jī)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至工控機(jī)，并可通過(guò)接口導(dǎo)出；五、整線設(shè)備動(dòng)作流程： 夾具扶緊電池放入上下料工位夾具機(jī)器人抓取電池拉帶傳輸電池夾具傳到焊接工位NG激光焊接封口CCD檢測(cè)焊縫間距夾具夾緊電池夾具上頂壓緊電池蓋機(jī)械手抓取電池到夾具電池傳到檢測(cè)機(jī)位置機(jī)械手抓取電池放入拉帶夾具傳到上下料工位NGNG夾具夾緊電池氣密性測(cè)試并記錄數(shù)據(jù)短路測(cè)試并記錄數(shù)據(jù)電池打碼及掃碼電池傳送至打標(biāo)工位機(jī)械手分項(xiàng)下料至拉帶主要流程圖六、設(shè)備規(guī)格參數(shù) 序號(hào)項(xiàng)目

9、技術(shù)參數(shù)備注1主體尺寸（長(zhǎng)×寬×高）11000×2600×2000（mm）整機(jī)尺寸22個(gè)激光器32個(gè)冷水機(jī)44個(gè)工作臺(tái)焊接機(jī)：1650×2600×2000（mm）檢測(cè)機(jī)：1700×2600×2000（mm）兩臺(tái)焊接機(jī)、兩臺(tái)檢測(cè)機(jī)5耗電量55KW最大耗電量6壓縮空氣用量空氣用量500L/min，空氣壓力0.8MPa7真空用量60L/min設(shè)備配置真空源，采用無(wú)油真空泵，并配備粉塵過(guò)濾器。8氮?dú)庥昧?0L/min焊接頭吹氣用9用水量客戶只需提供大約6桶達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)的桶裝水即可， 一月更換一次。光大提供冷水機(jī)，自行冷卻

10、，不需要客戶現(xiàn)場(chǎng)冷卻用水。10設(shè)備顏色國(guó)際暖灰色1C七、機(jī)器主要配置序號(hào)項(xiàng)目廠家1CCD工業(yè)相機(jī)Basler2CCD光源OPT3DD馬達(dá)CKD4運(yùn)動(dòng)模組SATA5伺服電機(jī)panasonic6四軸平移機(jī)器人YAMAHA7工控機(jī)及顯示器研華8氣密性檢測(cè)儀沈陽(yáng)金科9絕緣電阻測(cè)試儀器青島艾諾10真空泵沈陽(yáng)紀(jì)維12除塵系統(tǒng)公司定制13光纖激光器IPG14冷水機(jī)公司定制15激光頭公司定制16傳輸光纖IPG17焊接工作臺(tái)公司定制18檢測(cè)工作臺(tái)公司定制19氣缸SMC20夾持氣缸SMC21感應(yīng)開(kāi)關(guān)SMC22電器元件施耐德23交流電機(jī)SEW24變頻器丹福斯25軸承NSF26PLC三菱八、主要部件材質(zhì)清單(加工件)

11、序號(hào)項(xiàng)目材質(zhì)備注1鋁型材A6063-T62鈑金件冷軋板厚度1.5、1.0、2.03工作臺(tái)面板Q235-A4底座Q235-A5機(jī)架方鋼、Q235-A6電池長(zhǎng)邊夾緊板H627電池短邊夾緊板鐵氟龍（白色）8焊接夾具調(diào)整板Q235-A9焊接夾具零件606110檢測(cè)夾具定位板POM（白色）11檢測(cè)夾具夾緊板聚氨酯12檢測(cè)夾具零件606113轉(zhuǎn)盤606114軸類零件45#15緩沖零件聚氨酯16夾具固定臺(tái)面板606117DDR馬達(dá)安裝板Q235-A18觀察窗茶色亞克力19絕緣累零件環(huán)氧樹(shù)脂20阻擋氣缸安裝板606121阻擋板類POM（白色）擋電池22流水線電池導(dǎo)向條POM（白色）電池導(dǎo)向23板鏈POM24鏈

12、輪45#25導(dǎo)軌、滑塊固定板 Q235-A26產(chǎn)品定位板H62焊接部分 九、方案主要參數(shù)整機(jī)功耗：55kw焊接激光器功率：激光焊接頭焦距：打標(biāo)激光器功率：打標(biāo)范圍：100mmX100mm使用氣體：壓縮空氣 額定壓力：0.7MP 流量需求：1 m3/min氮?dú)饣驓鍤?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(wěn)定度: +5% 輸出電壓的調(diào)整率: <2%容量：45KW整機(jī)尺寸：11000mmX2500mmX2000mm(長(zhǎng)X深X高)9.2、關(guān)鍵部件簡(jiǎn)介IPG光纖激光器德國(guó)IPG Photonics公司

13、是世界一流、全球最大的光纖激光器制造商，總部設(shè)在美國(guó)東部麻省。IPG在德國(guó)、美國(guó)、俄羅斯和意大利設(shè)有生產(chǎn)、研發(fā)基地，并在全球設(shè)有銷售和服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，覆蓋美國(guó)、英國(guó)、歐洲、印度、日本、韓國(guó)、新加坡和中國(guó)，并于2006年在美國(guó)納斯達(dá)克上市。十幾年來(lái)，IPG致力于縱向合成，所有的核心配件均為IPG研發(fā)、生產(chǎn)和擁有，同時(shí)也是唯一一家能為客戶提供高性價(jià)比的光纖和半導(dǎo)體激光器的廠家。全世界已有上千臺(tái)IPG的高功率光纖激光器在汽車制造、船舶制造、海上平臺(tái)和石油管道、航空航天和技術(shù)加工等工業(yè)領(lǐng)域中得以應(yīng)用。在日本，IPG向豐田、三菱、住友在內(nèi)的客戶售出了數(shù)百臺(tái)IPG的大功率光纖激光器。這些激光器的成功應(yīng)用，說(shuō)明了

14、IPG光纖激光已成熟，且成為制造業(yè)的技術(shù)工具之一。IPG激光器的主要特點(diǎn) 1卓越的光束質(zhì)量（BPP） BPP8 mm mrad2功率穩(wěn)定性高 ±1%以內(nèi)3具有波形調(diào)制、緩升緩降等工藝設(shè)置功能4電光轉(zhuǎn)換效率>25% ，省電效應(yīng)明顯5零故障，設(shè)備故障率極低，免維護(hù)運(yùn)行 6激光功率可調(diào)范圍為1100%7使用長(zhǎng)焦距依然可以獲得很小的光斑 8模塊化設(shè)計(jì)，“即插即用” ，不需要對(duì)光路進(jìn)行額外調(diào)節(jié)9集成光-光耦合器，或光閘10外形小巧，安裝方便 11泵浦源使用壽命 >10萬(wàn)小時(shí) 12可移動(dòng),更耐久,比傳統(tǒng)的激光器和非激光器設(shè)備更加綠色環(huán)保傳輸光纖 IPG公司生產(chǎn)的激光器通常都是自帶傳輸

15、光纖，本次貨物也不例外，同樣也是IPG激光器自帶標(biāo)配的原裝光纖。激光焊接頭激光焊接頭為高性能激光焊接頭，焊接頭的特點(diǎn)如下： 適用于所有高輻射質(zhì)量的固體激光 適用于較高激光功率 借助高品質(zhì)的光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的焊接 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)有防污保護(hù) 可擴(kuò)展過(guò)程監(jiān)控9.3、激光焊接頭主要參數(shù)如下表 序號(hào)參數(shù)參數(shù)值1可承載的最大激光功率6 kW2瞄準(zhǔn)焦距可選75 mm、100 mm、125 mm、150 mm3聚焦焦距120 mm250 mm4質(zhì)量<4 kg 5尺寸（標(biāo)準(zhǔn)模塊）50 x 50 mm（邊緣尺寸）9.4、SCANLAB掃描振鏡（cube10）德國(guó) SCANLAB AG 是提供激光偏轉(zhuǎn)和三維定位掃

16、描解決方案的國(guó)際領(lǐng)先的獨(dú)立OEM制造商。SCANLAB高性能檢流計(jì)式掃描振鏡、掃描頭和掃描系統(tǒng)廣泛用于全世界的工業(yè)激光材料加工以及醫(yī)學(xué)和生物醫(yī)學(xué)科技領(lǐng)域。SCANLAB的掃描振鏡是國(guó)內(nèi)使用最廣泛，口碑最高的打標(biāo)頭。SCANLAB的掃描振鏡主要特色如下：超緊湊、小巧靈活 密封性好、防水、防塵 超快速度、超高精度SCANLAB的掃描振鏡的主要參數(shù)如下動(dòng)態(tài)特性參數(shù)值重復(fù)性<22rad零點(diǎn)漂移30rad/k增益漂移80ppm/k長(zhǎng)期漂移（8小時(shí)）<0.3mrad掃描角度±0.35rad增益誤差<5mrad零點(diǎn)誤差<5mrad非線性特性<3.5mrad接口模擬模式

17、±4.8V數(shù)字模式XY2-100工作溫度25±10十、易損耗材序號(hào)配件名稱規(guī)格制造商1焊接保護(hù)鏡片鏡片 30mm*1.5mm/墊圈28mm*1mm公司定制打標(biāo)保護(hù)鏡片公司定制煙塵過(guò)濾網(wǎng)公司定制短路測(cè)試探針MISUMI氣密性吸嘴MISUMI6氣動(dòng)夾爪SMC十一、隨機(jī)附件（配件及書面資料）序號(hào)配件名稱規(guī)格數(shù)量制造商1焊接保護(hù)鏡片鏡片 30mm*1.5mm/墊圈28mm*1mm公司定制2防護(hù)眼鏡標(biāo)配金吉宏業(yè)3內(nèi)六角扳手1.5mm10mm,9件套公制加長(zhǎng)球頭美國(guó)史丹利4兩用螺絲刀6×200mm or 3×150mm國(guó)產(chǎn)5短路測(cè)試探針公司定制6氣密性吸嘴公司定制十

18、二、服務(wù)承諾公司堅(jiān)持以客戶為中心，為貴公司提供完善的安裝、調(diào)試、培訓(xùn)、維修等售前和售后服務(wù)。1. 售前服務(wù)：簽訂合同前，公司為客戶提供各種生產(chǎn)工藝方案，提供激光設(shè)備的技術(shù)咨詢、樣品試樣，設(shè)備選型等服務(wù)。2. 安裝調(diào)試：我公司依據(jù)合同，免費(fèi)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將設(shè)備安全運(yùn)往用戶指定的安裝地點(diǎn)，并派技術(shù)服務(wù)工程師現(xiàn)場(chǎng)安裝。在用戶安裝調(diào)試備件基本具備的情況下，技術(shù)服務(wù)工程師將在3-5天時(shí)間內(nèi)把機(jī)器安裝調(diào)試完畢供用戶試用，并保證安裝調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境整齊、干凈、有序。3. 售后培訓(xùn)：公司提供免費(fèi)技術(shù)培訓(xùn)，安裝調(diào)試完畢后，在買方現(xiàn)場(chǎng)或賣方國(guó)內(nèi)培訓(xùn)維修中心對(duì)買方操作人員進(jìn)行不少于3天的技術(shù)培訓(xùn) ，直至操作人員達(dá)到基本正常使用該設(shè)備為止，主要的培訓(xùn)內(nèi)容如