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摘要：由于电器产品的日益增多，对于电池的应用也越来越多，越来越广泛，其中锂电池被使用的比例比较大。锂电池具有使用寿命长、释放功率大、适用温度要求较低等特点而被人们普遍的选择购买以及在生活中使用。针对锂电池焊接生产中，采用激光作为焊接热源对锂电池进行焊接，由焊接工作台、精密夹具、自动上料机构及下料机构组成自动化焊接生产线。节约了人力成本，同时避免了人工误操作，良品率达到98%以上。
关键词：锂电池；焊接；自动化生产线
1目前市场上锂电池的应用状态
1.1锂电池的主要构成
在高中课本中我们就学过锂电池的制作原理，它的能量来源主要是通过锂离子的在一个固体或者液体环境中正负极之间的运输产生，锂电池的充电或者放电性能的强弱由离子传输的速度和路线决定。其中，正极材料包括钴酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂及其混合材料组成，负极材料包括人造石墨、干性天然墨等，隔膜材料则是由聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或者两者的复合膜构成，电解液则是EC、PC、EDC等溶剂和六氟磷酸锂配成的溶液。从这些复杂而又缜密的制作过程中可以看出锂电池的制作成本还是比较高的。
1.2锂电池的应用领域
自英国工业革命发展以来，整个人类在文化、政治、经济、科技等各领域的发展和进步都是可见的，特别是进入21世纪以来，人类在科技领域的发展取得了很大的进步。正是科技的飞速发展从而带动了我国电子设备行业的发展，因为市场的需求所以锂电池很快被研发出来并在较短的时间内占领了较大的市场。从锂电池问世以来，慢慢的其应用范围不断地扩大，它广泛存在于电脑、手表、电动车等人们日常生活中用的电器设备中。
1.3目前市场上锂电池的优劣势
由于科学技术的不断发展，社会的进步以及人们日益增长的需求，现在市场上的锂电池在某些领域已不能满足人们的需求，所以慢慢的一些劣势就凸显出来了。现存的锂电池优势有：一，其释放的能量相对于其他电池而言比较高，能够提供足够的使用能量；二，它可以极大程度的节省人们的时间，因为其特点之一就是可以实现快速充电和放电；三，在它的使用寿命范围内基本可以做到不需要维修，并且它的使用寿命比较长。现存锂电池的劣势之处有以下几点：一，同其他的电池相比较，它的原材料比较昂贵，制作过程要求工作人员具备的理论知识较强，使用其制作成本高；二，因为它能提供很大的能量，使用充电的过程之中效率高、电压高、功率大，面对这些问题生产商需要对其设置特别的保护装置，防止危险事故的发生。
（b）工作台与随行夹具设计
图2焊接工作台及夹具整体设计
2焊接设备介绍
2.1设备总体设计
焊接设备主要由机架和焊接两部分组成，如图1所示。在本文中，焊接功能部件组成了一个自动装配流水线，实现了自动装卸。焊接功能区域的外部由有机玻璃和型材组成，提供了安全保护功能。框架的前后门结构可以打开。框架上有一个三色报警灯，实时监控设备的运行状态。
图1焊接设备组成
2.2焊接功能组件设计
焊接功能部件主要由振动镜组件和循环夹具组成，如图2a所示。夹具循环部分内的随行夹具带着产品运动到振镜组件下定位后开始焊接，循环夹具零件可以自动推进托盘，自动完成电池的对接焊，随行夹具设计如图2b所示。
（a）下料部分总体组成（b）真空吸盘细节
图3下料部分机构组成
3焊接夹具设计
3.1焊接压紧组件和顶紧机构设计
推入机构将随行夹具推到焊接压件的下部，顶部的紧固部件开始移动，然后重新定位配套的夹具。此时，气缸开始压下，在线性滑移的作用下，弹性元件向下驱动，锂电池芯和保护板需要压在一起。焊接电极和焊接向下运动，压块固定在弹性元件上，压块确保电极和焊接和电池接触，焊接压力和电极头测试件加减探头，可以测试电池电压。压力灯在激光焊接后开始，焊接完成，电池正负测试，焊接压力组件松开后测试，传输机构将会将电池随行夹具推到材料部件下进行下一步。
3.2推入机构设计
推入机构由气缸、直线导轨和缓冲器组成。通过靠近机构附近的接近开关检测出推机构的位置检测，并将信号反馈给PLC。线性滑轨的滑轨固定在设备表面板上。线性滑块的滑块和缓冲组件是固定在一起的。当钢瓶移动时，缓冲组件随之移动。屏蔽后托盘的托盘，托盘运动时，由于气缸行程未使用，所以气缸将推动力f，此时在一个线性导轨和弹簧缓冲块托盘的作用下最终实现灵活的夹具，保证夹紧力可以通过调整实现导向螺栓夹紧力控制夹没有损伤。在其中，导轨螺栓为已完成的螺栓，将螺栓尾部车掉一圈，将弹簧套入。
3.3下料机构设计
下料机构由取料部分和运输部分组成，如图3所示。其中，取料部分固定在运输部分上。运输部分包括一个线性滑轨和一组同步带———同步轮机构，运输部分动力源为步进电机，如图3a所示。取料部分主要由1个带导杆的气缸和4个橡胶真空吸盘组成，4个吸盘中两个大吸盘用于吸附锂电池芯，两个小吸盘用于吸附保护板，保证吸附过程中成品工件不会变形和损失，吸盘结构如图3b所示。取料部分取完料后在驱动机构的驱动下将焊接好的锂电池放到输送带上。下料完成后，气缸伸出，将空的随行夹具推回到人工上料位置。
4结束语
通过多组随行夹具的切换，提高了设备利用率和生产效率。夹具通过定位销钉定位，夹具与工作台之间的定位杆可以用来限制位置，从而保证定位精度和重复定位精度。通过PLC控制，将移动夹具推入到焊接区域内外，真空吸盘到产品材料，提高了自动化程度。电池自动生产线已在实际生产中使用，取得了良好的效果，并得到了广泛的推广。
参考文献：
[1]；朱宝华胡学安。光纤激光器在锂电池焊接中的应用[J].焊接技术，2014（09）
[2]；周志华.手机锂电池中心定位焊接夹具的设计[J].机械设计，2012（05）