[發明專利]一種利用機器人CMT和FSW技術焊接電池托盤的裝置

在審

• 申請號: 202110446938.6
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113199131A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 周春東;王劍春;謝杰;徐海斌;邊飛宇;代楊;陳磊
• 申請（專利權）人: 常州大學懷德學院
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26;B23K37/02;B23K37/047;B23K37/00
• 代理公司: 濟南鼎信專利商標代理事務所(普通合伙) 37245
• 代理人: 梁國海

本發明公開了一種利用機器人CMT和FSW技術焊接電池托盤的裝置及方法，包括工件傳輸與搬運系統、CMT機器人焊接系統、FSW機器人焊接系統和安全保護裝置，工件傳輸與搬運系統包括輸送鏈、搬運機器人、搬運機器人控制柜，CMT機器人焊接系統包括CMT焊接機器人、CMT焊接機器人控制柜、CMT焊接組件、五軸雙工位回轉變位機和CMT工位工裝夾具，FSW機器人焊接系統包括FSW焊接機器人、FSW焊接機器人控制柜、FSW焊接組件、雙工位回轉變位機和FSW工位工裝夾具。提出CMT和FSW組合工藝，使電池托盤焊縫完全焊透提高氣密性，且變形控制滿足產品需求，利用機器人CMT、機器人FSW、搬運機器人及輸送鏈等裝置協同高效生產電池托盤。

技術領域

本發明涉及新能源汽車輔助裝置生產技術領域，尤其是一種利用機器人CMT和FSW技術焊接電池托盤的裝置及方法。

背景技術

CMT即冷金屬過渡焊接技術(Cold Metal Transfer)，通過在短路電流產生時，停止焊絲前進，并自動回抽，同時減小電壓、電流，實現無飛濺過渡的同時減小了熱輸入；FSW即攪拌摩擦焊(Friction Stir Welding)，是利用高速旋轉的攪拌頭與工件摩擦產生的熱量熔化焊件材料完成焊接的方法；CMT在焊接鋁合金時，能清理氧化膜，減少熱輸入，減小變形，提高焊接質量；而FSW焊接鋁合金除了變形小、焊接質量高之外，還不需填充材料、氣體保護等。

采用鋁合金電池托盤制造是新能源汽車實現輕量化的重要手段，而電池托盤對性能的要求較高，在制造中要求變形小、氣密性好和焊接質量高，但傳統采用MIG焊對電池托盤進行焊接，易產生裂紋、氣孔等缺陷，并且焊后容易產生較大變形，造成產品密封性差、難以裝配等問題。

現今的鋁合金焊接工藝中，MIG焊生產效率高、焊縫成形好、飛濺小，但熱輸入高、變形大；TIG焊電弧穩定、熱輸入易控、無飛濺，但生產效率低、熔深小；CMT焊接技術具有變形小、熱輸入小和焊接質量好等優勢，但電池托盤大多是角焊縫，若著重于控制熱輸入，會導致焊縫出現未焊透、未熔合等缺陷，若是著重于焊縫質量，焊接過程的變形問題又不符合電池托盤產品性能要求；而FSW無法處理角焊縫焊接，在其焊接電池托盤邊框與底板的不等厚對接焊縫時還需加裝背部支撐。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服以上現有技術存在的缺陷，提供一種利用機器人CMT和FSW技術焊接電池托盤的裝置及方法，提出CMT和FSW組合工藝，能夠使電池托盤焊縫完全焊透提高氣密性，且變形控制滿足產品需求。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種利用機器人CMT和FSW技術焊接電池托盤的裝置，包括工件傳輸與搬運系統、CMT機器人焊接系統、FSW機器人焊接系統和安全保護裝置，所述的工件傳輸與搬運系統包括輸送鏈、搬運機器人、搬運機器人控制柜，所述的CMT機器人焊接系統包括CMT焊接機器人、CMT焊接機器人控制柜、CMT焊接組件、五軸雙工位回轉變位機和CMT工位工裝夾具，所述的CMT焊接組件包括CMT焊槍、CMT焊接電源、送絲機和氣瓶，所述的FSW機器人焊接系統包括FSW焊接機器人、FSW焊接機器人控制柜、FSW焊接組件、雙工位回轉變位機和FSW工位工裝夾具，所述的FSW焊接組件包括機頭和攪拌頭。

進一步，所述的安全保護裝置為安全防護欄。

進一步，所述的輸送鏈上設置光電傳感器，光電傳感器與搬運機器人控制柜電連接，用于檢測待焊電池托盤是否到達待搬運區域。

進一步，所述的搬運機器人的尾端法蘭上安裝有吸盤，吸盤與氣壓站連接，吸盤承載大于40kg。

進一步，所述的機頭安裝在FSW焊接機器人的連接法蘭上，所述的攪拌頭安裝在機頭的連接套內。