2.7、顶盖激光焊接机
1）设备主要功能:图41为顶盖激光焊接机设备布局。该设备主要将入壳预焊后的电芯顶盖激光焊接、Hi-pot检测等。主要功能包括电芯扫码自动上下料、自动取放保护盖板、夹紧定位、激光密封焊接、Hi-pot检测、NG缓存、过程传输等。
图41 预盖激光焊接机设备布局
①设备主要技术参数。
设备的外形尺寸：3000mm×4500mm×2200mm。
设备一次良率≥98.5%，二次优率≥99.5%（来料不良除外），稼动率≥98%。
焊接速度≥150mm/s，CMK≥1.33。
激光焊接打压强度＞10kgf，CMK≥1.33。
激光焊接机输出功率及夹具压力控制精度：设定值±5%，CMK≥1.33。
焊接质量（焊接定位精度±0.1mm、焊缝宽度偏差≤±0.1mm）一致性CMK≥1.33。
激光焊工作过程与产品接触的防护腔体内环境洁净度高于10万级等级要求。
设备功能可满足机构、通信方面与前后工序设备对接。
②顶盖激光焊接机设备工艺流程（图42）。
图42 顶盖激光焊接机设备工艺流程
2）关键结构:从图41顶盖激光焊接机设备布局图中可知，上料机构、上定位组件、保护盖上料组件、NG缓存、移动检测组件、CCD检测组件、NG搬运组件、下料组件、焊接头组件等比较关键，对整个装配出来的半成品有至关重要的作用，选取其中几个机构做详细的介绍说明。
①顶盖激光焊接机上料机构（图43）。
图43 顶盖激光焊接机上料机构
a．上料机构包含上料支架、X轴模组、Z轴模组、夹爪机构等。通过上料夹爪在来料物流线上抓取电芯，一次抓取两电芯，放到焊接夹具上，焊接夹具4套，每次放两个电芯，分两次放电芯。
b．机械手升降机构柔性保护，下降过程中未到设置位置遇到阻力则立即回升，并执行声光报警。
c．机械手有断电断气保护功能，夹持电芯状态下断电断气，电芯至少保持30min不掉落。
d．定位、夹紧电芯，使其焊接时位置准确可靠，夹具夹块使用耐高温材料，焊接定位精度±0.1mm、焊缝宽度偏差≤±0.1mm。
e．电芯高度方向定位以顶盖上表面为定位基准，电芯定位夹紧后，电芯顶盖上表面高度超出夹块上表面距离为1.5～2mm（客户确定），上表面水平度误差≤0.1mm，高度方向重复性误差≤0.05mm。
f．电芯定位夹紧过程中，夹块不与电芯产生滑动摩擦，采用随动装置，避免夹伤、刮花电芯，电芯定位夹紧后，夹块与电芯间隙≤0.05mm（标准块）。
g．电芯定位夹紧气缸压力可调节，气压值波动＜0.05MPa。
②上定位组件（图44）。
图44 顶盖激光焊接机上定位组件
*具体动作流程如下：
a．电池夹具通过A/B直线电机移动到上定位位置。
b．控制电池夹具长短边定位气缸电磁阀切换到中泄位。
c．上定位移动气缸带动上定位压板下压对电池定位。
d．上定位完成后，长短边电磁阀切换成正常压力，上定位移动气缸上升。
③保护盖上料组件（图45）。
图45 顶盖激光焊接机保护盖上料组件
a．上定位完成后，电池移动到上保护盖位置进行护盖上料。
b．待焊接完成后，到下料位置，下保护盖和电池的下料。
说明：可不停机更换保护盖；保护盖保护极柱，防止焊接飞溅物污染极柱、二维码、防爆膜、注液孔。
④CCD检测组件（图46）。
图46 顶盖激光焊接机CCD检测组件
3)焊接后通过机械手模组把电芯搬运至移动检测组件上，移动检测组件上装有两套夹爪，分三个工位，即上料位置、检测位置、下料位置。CCD检测组件装有相机，检测焊后焊缝有无凹坑、砂眼、爆点、断焊、气孔、漏焊等缺陷（图47）。
图47 顶盖激光焊接机几种缺陷示意图
