超声波除尘装置的制作方法

1.本发明涉及软包动力电池超声波焊接技术领域，尤其是涉及一种超声波除尘装置。


背景技术：

2.目前软包动力电池生产工艺中产生金属粉尘最大的工位是超声波焊接。常规除尘方式主要有两类：一类是下面一个漏斗形集尘器配有真空抽气，另一类为下面一个漏斗形集尘器配有真空抽气，再增加吹气功能，理想状况为把粉尘吹进漏斗集尘器内。但是两种除尘方案均不能有效地去除超声焊接金属粉尘而且易造成金属粉尘的二次污染。
3.在锂电制造企业，金属粉尘对电芯的危害是非常严重的。比较小且不够尖锐的金属粉尘会引起电芯自放电异常，严重会直接短路起火涉及安全问题。另外在充放电过程中，金属还会在负极表面析出枝晶，在后期的使用过程中存在安全隐患。所以对焊接金属粉尘的去除迫切且必要。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种超声波除尘装置，除尘效果好且除尘效率高。
5.根据本发明实施例的超声波除尘装置，所述超声波除尘装置配合软包动力电芯超声焊接时使用，所述软包动力电芯超声焊接时，焊头位于焊座的上方，软包动力电芯的极耳和导电柄位于所述焊头和所述焊座之间且所述极耳位于所述导电柄的下方；所述超声波除尘装置包括：
6.第一超声波除尘机构，所述第一超声波除尘机构设置在所述焊头及所述焊座的左侧，用于清除所述极耳与所述导电柄焊接过程中左侧的金属粉尘；
7.第二超声波除尘机构，所述第二超声波除尘机构设置在所述焊头及所述焊座的右侧，用于清处所述极耳与所述导电柄焊接过程中右侧的金属粉尘；
8.第三超声波除尘机构，所述第三超声波除尘机构设置在所述焊座的前侧且位于所述导电柄的下方，用于清除所述极耳与所述导电柄焊接过程中前侧的金属粉尘。
9.根据本发明实施例的超声波除尘装置，工作过程为：软包动力电池旋转至焊座上，机械手夹持导电柄送至焊接位置，焊头下降至焊接位置，第一超声波除尘机构设置在焊头及焊座的左侧，第二超声波除尘机构设置在焊头及焊座的右侧，第三超声波除尘机构设置在焊座的前侧且位于导电柄的下方，当软包动力电池在进行超声焊接时，超声焊接机和超声波除尘装置同时工作，也就是说，焊头对极耳和导电柄进行超声焊接，同时，第一超声波除尘机构、第二超声波除尘机构和第三超声波除尘机构分别从左侧、右侧和前侧进行除尘；焊接完成后2～5s后超声波除尘装置停止运行，焊接完成后的电芯送至下一工位。
10.根据本发明实施例的超声波除尘装置，通过将第一超声波除尘机构设置在焊头及焊座的左侧，将第二超声波除尘机构设置在焊头及焊座的右侧，将第三超声波除尘机构设
置在焊头及焊座的前侧，以在软包动力电芯超声波焊接的过程中能够从焊头及焊座的左侧、右侧及前侧三个方向进行除尘；第一超声波除尘机构、第二超声波除尘机构和第三超声波除尘机构通过超声波可以将极耳与导电柄焊接过程中左侧、右侧及前侧散落的金属粉尘震起悬空，由此，能够保证金属粉尘收集的高效性及彻底性，除尘效果好且除尘效率高。
11.根据本发明的一个实施例，所述第一超声波除尘机构、所述第二超声波除尘机构及所述第三超声波除尘机构分别包括：
12.真空腔体，所述真空腔体设有高速气流口；
13.超声波发生器，所述超声波发生器设置在所述高速气流口处；
14.抽真空管道，所述抽真空管道与所述真空腔体连通。
15.根据本发明进一步的实施例，所述第一超声波除尘机构、所述第二超声波除尘机构及所述第三超声波除尘机构中的所述超声波发生器分别有两个，所述第一超声波除尘机构、所述第二超声波除尘机构及所述第三超声波除尘机构中的两个所述超声波发生器分别设置在对应的所述高速气流口的两端处。
16.根据本发明进一步的实施例，所述第一超声波除尘机构的所述高速气流口的对位包括整个焊接左侧面，所述第二超声波除尘机构的所述高速气流口的对位包括整个焊接右侧面，所述第三超声包除尘机构的所述高速气流口的对位包括整个焊接前侧面。
17.根据本发明再进一步的实施例，所述第一超声波除尘机构和所述第二超声波除尘机构分别为平面型除尘，所述第一超声波除尘机构和所述第二超声波除尘机构的除尘面距离焊材位置分别为1～5mm。
18.根据本发明再进一步的实施例，所述第一超声波除尘机构和所述第二超声波除尘机构的所述高速气流口的宽度分别为3～10mm。
19.根据本发明再进一步的实施例，所述第三超声波除尘机构为直角型除尘，所述第三超声波除尘机构的顶部距离所述导电柄位置1～5mm，所述第三超声波除尘机构的正面距离所述焊座位置1～5mm。
20.根据本发明再进一步的实施例，所述第三超声波除尘机构的所述高速气流口的弧形宽度80
°
～90
°
，所述第三超声波除尘机构的所述高速气流口的弧度半径3～15mm。
21.根据本发明的一些实施例，所述第一超声波除尘机构、所述第二超声波除尘机构及所述第三超声波除尘机构还分别包括运动机构，所述运动机构驱动对应的所述真空腔体，以匹配焊机工位运转。
22.根据本发明再进一步的实施例，所述运动机构的材质为高强度非金属材质或者不产生摩擦粉尘的金属材质。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
23.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
24.图1为本发明实施例的超声波除尘装置的一个方位的结构示意图。
25.图2为本发明实施例的超声波除尘装置的第一超声波除尘机构的结构示意图。
26.图3为本发明实施例的超声波除尘装置的第二超声波除尘机构的结构示意图。
27.图4为本发明实施例的超声波除尘装置的另一个方位的结构示意图。
28.图5为本发明实施例的超声波除尘装置的第三超声波除尘机构的结构示意图。
29.附图标记：
30.超声波除尘装置1000
31.第一超声波除尘机构1
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第一真空腔体11
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第一高速气流口111
32.第一超声波发生器12
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第一抽真空管13
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第一运动机构14
33.第二超声波除尘机构2
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第二真空腔体21
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第二高速气流口211
34.第二超声波发生器22
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第二抽真空管23
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第二运动机构24
35.第三超声波除尘机构3
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第三真空腔体31
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第三高速气流口311
36.第三超声波发生器32
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第三抽真空管33
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第三运动机构34
37.焊头4
38.焊座5
39.极耳6
40.导电柄7
具体实施方式
41.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
42.下面结合图1至图5来描述本发明实施例的超声波除尘装置1000。
43.如图1至图5所示，根据本发明实施例的超声波除尘装置1000，超声波除尘装置1000配合软包动力电芯超声焊接时使用，软包动力电芯超声焊接时，焊头4位于焊座5的上方，软包动力电芯的极耳6和导电柄7位于焊头4和焊座5之间且极耳6位于导电柄7的下方；超声波除尘装置1000包括第一超声波除尘机构1、第二超声波除尘机构2和第三超声波除尘机构3，第一超声波除尘机构1设置在焊头4及焊座5的左侧，用于清除极耳6与导电柄7焊接过程中左侧的金属粉尘；第二超声波除尘机构2设置在焊头4及焊座5的右侧，用于清除极耳6与导电柄7焊接过程中右侧的金属粉尘；第三超声波除尘机构3设置在焊座5的前侧且位于导电柄7的下方，用于清除极耳6与导电柄7焊接过程中前侧的金属粉尘。
44.根据本发明实施例的超声波除尘装置1000，工作过程为：软包动力电池旋转至焊座5上，机械手夹持导电柄7送至焊接位置，焊头4下降至焊接位置，第一超声波除尘机构1设置在焊头4及焊座5的左侧，第二超声波除尘机构2设置在焊头4及焊座5的右侧，第三超声波除尘机构3设置在焊座5的前侧且位于导电柄7的下方，当软包动力电池在进行超声焊接时，超声焊接机和超声波除尘装置1000同时工作，也就是说，焊头4对极耳6和导电柄7进行超声焊接，同时，第一超声波除尘机构1、第二超声波除尘机构2和第三超声波除尘机构3分别从左侧、右侧和前侧进行除尘；焊接完成后2～5s后超声波除尘装置1000停止运行，焊接完成后的电芯送至下一工位。
45.根据本发明实施例的超声波除尘装置1000，通过将第一超声波除尘机构1设置在焊头4及焊座5的左侧，将第二超声波除尘机构2设置在焊头4及焊座5的右侧，将第三超声波除尘机构3设置在焊头4及焊座5的前侧，以在软包动力电芯超声波焊接的过程中能够从焊
头4及焊座5的左侧、右侧及前侧三个方向进行除尘；第一超声波除尘机构1、第二超声波除尘机构2和第三超声波除尘机构3通过超声波可以将极耳6与导电柄7焊接过程中左侧、右侧及前侧散落的金属粉尘震起悬空，由此，能够保证金属粉尘收集的高效性及彻底性，除尘效果好且除尘效率高。
46.如图1至图5所示，根据本发明的一个实施例，第一超声波除尘机构1、第二超声波除尘机构2及第三超声波除尘机构3分别包括真空腔体、超声波发生器和抽真空管道，真空腔体设有高速气流口；超声波发生器设置在高速气流口处；抽真空管道与真空腔体连通。具体地，第一超声波除尘机构1、第二超声波除尘机构2及第三超声波除尘机构3的真空腔体分别为第一真空腔体11、第二真空腔体21和第三真空腔体31，第一超声波除尘机构1、第二超声波除尘机构2及第三超声波除尘机构3的超声波发生器分别为第一超声波发生器12、第二超声波发生器22和第三超声波发生器32，第一超声波除尘机构1、第二超声波除尘机构2及第三超声波除尘机构3的抽真空管道分别为第一抽真空管13、第二抽真空管23和第三抽真空管33，第一抽真空管13、第二抽真空管23和第三抽真空管33上的高速气流口分别为第一高速气流口111、第二高速气流口211和第三高速气流口311；第一超声波发生器12用于将极耳6与导电柄7焊接过程中左侧散落的金属粉尘震起悬空，第一抽真空管13和第一真空腔体11中产生抽气气流，使得极耳6与导电柄7焊接过程中左侧的悬浮的金属粉尘随高速气流依次通过第一高速气流口111、第一真空腔体11和第一抽真空管13被抽走，从而彻底清除掉左侧空气中的金属粉尘；第二超声波发生器22用于将极耳6与导电柄7焊接过程中右侧散落的金属粉尘震起悬空，第二抽真空管23和第二真空腔体21中产生抽气气流，使得极耳6与导电柄7焊接过程中右侧的悬浮的金属粉尘随高速气流依次通过第二高速气流口211、第二真空腔体21和第二抽真空管23被抽走，从而彻底清除掉右侧空气中的金属粉尘；第三超声波发生器32用于将极耳6与导电柄7焊接过程中前侧散落的金属粉尘震起悬空，第三抽真空管33和第三真空腔体31产生抽气气流，使得极耳6与导电柄7焊接过程中前侧的悬浮的金属粉尘随高速气流依次通过第三高速气流口311、第三真空腔体31和第三抽真空管33被抽走，从而彻底清除掉前侧空气中的金属粉尘。由此，通过第一超声波除尘机构1、第二超声波除尘机构2及第三超声波除尘机构3可以彻底清除软包动力电芯焊接时产生的金属粉尘，除尘效果好且除尘效率高。
47.根据本发明进一步的实施例，第一超声波除尘机构1、第二超声波除尘机构2及第三超声波除尘机构3中的超声波发生器分别有两个，第一超声波除尘机构1、第二超声波除尘机构2及第三超声波除尘机构3中的两个超声波发生器分别设置在对应的高速气流口的两端处。也就是说，第一超声波除尘机构1的第一超声波发生器12有两个，两个第一超声波发生器12分别设置在第一高速气流口111的两端；第二超声波除尘机构2的第二超声波发生器22有两个，两个第二超声波发生器22分别设置在第二高速气流口211的两端；第三超声波除尘机构3的第三超声波发生器32有两个，两个第三超声波发生器32分别设置在第三高速气流口311的两端，这样，第一超声波发生器12、第二超声波发生器22和第三超声波发生器32可以将极耳6与导电柄7焊接过程中左侧、右侧和前侧散落的金属粉尘震起悬空，随高速气流从高速气流口进入真空腔而被抽走，多个不同方向的超声波可以限制超声波焊接过程中产生的金属粉尘的运动范围，且第一超声波除尘机构1、第二超声波除尘机构2及第三超声波除尘机构3的超声波的作用位置为极耳6焊接边缘，不会对电芯产生影响。
48.根据本发明进一步的实施例，第一超声波除尘机构1的高速气流口的对位包括整个焊接左侧面，第二超声波除尘机构2的高速气流口的对位包括整个焊接右侧面，第三超声波除尘机构3的高速气流口的对位包括整个焊接前侧面。可以理解的是，第一超声波除尘机构1的高速气流口的对位包括整个焊接左侧面，保证第一超声波除尘机构1可以有效地清除极耳6与导电柄7焊接过程中左侧的金属粉尘；第二超声波除尘机构2的高速气流口的对位包括整个焊接右侧面，保证第二超声波除尘机构2可以有效地清除极耳6与导电柄7焊接过程中右侧的金属粉尘；第三超声波除尘机构3的高速气流口的对位包括整个焊接前侧面，保证第三超声波除尘机构3可以有效地清除极耳6与导电柄7焊接过程中前侧的金属粉尘。
49.根据本发明再进一步的实施例，第一超声波除尘机构1和第二超声波除尘机构2分别为平面型除尘，第一超声波除尘机构1和第二超声波除尘机构2的除尘面距离焊材位置分别为1～5mm。可以理解的是，第一超声波除尘机构1和第二超声波除尘机构2均为平面型除尘，这样，第一超声波除尘机构1能够和焊头4及焊座5的左侧适配配合，第二超声波除尘机构2能够和焊头4及焊座5的右侧适配配合，第一超声波除尘机构1和第二超声波除尘机构2的除尘面距离焊材位置可以分别为1mm、3mm或5mm，这样，除尘效果好，可以根据实际情况的需要确定合适的位置。
50.根据本发明再进一步的实施例，第一超声波除尘机构1和第二超声波除尘机构2的高速气流口的宽度分别为3～10mm。可以理解的是，第一超声波除尘机构1和第二超声波除尘机构2的高速气流口的宽度可以分别为3mm、7mm或10mm，第一超声波除尘机构1和第二超声波除尘机构2的高速气流口的宽度与极耳6和导电柄7的焊接厚度对应，可以根据极耳6和导电柄7的焊接厚度调整第一超声波除尘机构1和第二超声波除尘机构2的高速气流口的宽度。
51.根据本发明再进一步的实施例，第三超声波除尘机构3为直角型除尘，第三超声波除尘机构3的顶部距离导电柄7位置1～5mm，第三超声波除尘机构3的正面距离焊座5位置1～5mm。可以理解的是，第三超声波除尘机构3为直角型除尘，这样，第三超声波除尘机构3可以和焊头4及焊座5的前侧适配配合，第三超声波除尘机构3的顶部距离导电柄7位置可以为1mm、3mm或5mm，第三超声波除尘机构3的正面距离焊座5位置可以为1mm、3mm或5mm，可以根据实际情况确定第三超声波除尘机构3的位置。
52.根据本发明再进一步的实施例，第三超声波除尘机构3的高速气流口的弧形宽度80
°
～90
°
，第三超声波除尘机构3的高速气流口的弧度半径3～15mm。具体地，第三超声波除尘机构3的第三高速气流口311的弧形宽度可以为80
°
、85
°
或90
°
，第三超声波除尘机构3的第三高速气流口311的弧度半径可以为3mm、9mm或15mm，这样，第三超声波除尘机构3可以根据实际情况的需要选择合适的参数，以实现最佳的除尘效果。
53.根据本发明的一些实施例，第一超声波除尘机构1、第二超声波除尘机构2及第三超声波除尘机构3还分别包括运动机构，运动机构驱动对应的真空腔体，以匹配焊机工位运转。具体地，第一超声波除尘机构1、第二超声波除尘机构2及第三超声波除尘机构3的运动机构分别为第一运动机构14、第二运动机构24和第三运动机构34，软包动力电池旋转至焊座5上，机械手夹持导电柄7送至焊接位置，焊头4下降至焊接位置，第一超声波除尘机构1的第一运动机构14驱动第一真空腔体11上升至焊头4及焊座5的左侧，第二超声波除尘机构2的第二运动机构24驱动第二真空腔体21上升至焊头4及焊座5的右侧，第三超声波除尘机构
3的第三运动机构34驱动第三真空腔体31上升至焊座5的前侧且位于导电柄7的下方，当软包动力电池在进行超声焊接时，超声焊接机和超声波除尘装置1000同时工作，也就是说，焊头4对极耳6和导电柄7进行超声焊接，同时，第一超声波除尘机构1、第二超声波除尘机构2和第三超声波除尘机构3分别从左侧、右侧和前侧进行除尘；焊接完成后2～5s后超声波除尘装置1000停止运行，第一超声波除尘机构1、第二超声波除尘机构2和第三超声波除尘机构3及时下降至原始位置，焊接完成的电芯送至下一工位；由于第一运动机构14、第二运动机构24和第三运动机构34匹配焊机工位运转，这样，可以避免设备间产生干涉。
54.需要说明的是，第一运动机构14、第二运动机构24和第三运动机构34的结构可以根据实际情况进行选择，例如，可以为液压缸，也可以为伺服控制机构。
55.根据本发明再进一步的实施例，运动机构的材质为高强度非金属材质或者不产生摩擦粉尘的金属材质。可以理解的是，第一运动机构14、第二运动机构24和第三运动机构34的材质均为高强度非金属材质或者不产生摩擦粉尘的金属材质，这样，第一运动机构14、第二运动机构24和第三运动机构34在使用过程中不会产生金属粉末，可以避免损害电芯，保证超声波除尘装置1000的除尘效果。
56.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
57.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。