本发明专利技术描述了一种用于使用视觉系统定位电池(221,222)以确定电池上的至少一个焊点的框架(206)。该框架(206)包括能够由视觉系统检测的至少一个视觉参考特征部(202,204)。该视觉系统使用所述参考特征部(202,204)来确定焊点。例如，至少一个视觉参考特征部包括限定线的一对短插芯(202,204)，并且基于线来确定至少一个焊点。又如，一对短插芯(202,204)对应于相应电池(221,222)，该相应电池在所述框架(206)内彼此相邻布置。又如，短插芯(202,204)的相应中心沿着中心线排列，该中心线从相应电池(221,222)的相应端面的相应中心延伸。视觉系统包括视觉电路、耦接到视觉电路的处理电路和焊接系统。和焊接系统。和焊接系统。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电池单元组中的焊接位置检测的框架、视觉系统以及焊接电池上的一个或多个焊点的方法
[0001]本公开涉及用于针对焊接定位电池单元的系统和方法，并且更具体地涉及用于定位电池单元以使视觉系统确定焊接位置的系统和方法。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本公开要求2018年11月13日提交的美国临时专利申请62/760,846的权益，该临时申请的公开内容据此全文以引用方式并入本文。
技术实现思路
[0004]用于激光焊接的典型视觉系统识别可见表面上的特征部以定位焊点。然而，在必须针对不可见的小特征部例如圆柱形电池单元(本文也称为电池)的边缘上的平坦区域进行焊接时这是不合适的，这些平坦区域几乎完全被所述平坦区域将与其焊接的母线、箔元件、柔性PCB或集电器掩蔽。
[0005]在一些实施方案中，本公开涉及用于使用视觉系统定位电池以确定电池上的至少一个焊点的框架。框架包括能够由视觉系统检测的至少一个视觉参考特征部。视觉系统使用参考特征部来确定该至少一个焊点。
[0006]在一些实施方案中，该至少一个视觉参考特征部包括限定线的一对短插芯，并且基于线来确定该至少一个焊点。在一些实施方案中，该对短插芯对应于相应电池，这些电池在框架内彼此相邻布置。在一些此类实施方案中，短插芯的相应中心沿着中心线排列，该中心线从相应电池的相应端面的相应中心延伸。
[0007]在一些实施方案中，框架包括至少一个位置参考特征部，该位置参考特征部分别接合电池以将电池定位在预定位置。在一些实施方案中，该至少一个位置参考特征部包括至少一个挤压特征部。在一些实施方案中，框架包括用于使至少一个电池对位置参考特征部作出反应的表面。在一些实施方案中，框架包括至少一个注塑部分，并且该至少一个位置参考特征部和该至少一个视觉参考特征部两者专有地位于注塑部分的芯中或注塑部分的腔中。
[0008]在一些实施方案中，框架至少包括注塑部分。
[0009]在一些实施方案中，该至少一个电池中的电池和电极在该至少一个焊点中的焊点处焊接在一起。
[0010]在一些实施方案中，该至少一个电池包括圆柱形电池。
[0011]在一些实施方案中，框架包括引入锥体，该引入锥体被配置为接纳并引导该至少一个电池中的电池就位。
[0012]在一些实施方案中，本公开涉及视觉系统。视觉系统包括视觉电路、处理电路和焊接设备。视觉电路生成视觉信号，该视觉信号包括指示至少一个参考特征部在框架中的位置的数据，该框架被配置为定位电池。处理电路耦接到视觉电路并且被配置为分析视觉信号以基于该至少一个参考特征部来确定电池上被视觉电路遮挡的至少一个焊点。处理电路还被配置为基于该至少一个焊点来生成焊接控制信号。焊接设备耦接到处理电路，该处理
电路将焊接控制信号传送到焊接设备，使得焊接设备在该至少一个焊点处执行焊接。
[0013]在一些实施方案中，处理电路被配置为在视觉信号中确定框架的一对短插芯的位置，内插连接一对短插芯的线，并且基于该线来确定焊点。
[0014]在一些实施方案中，处理电路被配置为确定焊点将沿着线。
[0015]在一些实施方案中，处理电路被配置为在视觉信号中定位电池的外表面与框架的水平壁的接触点，基于线并且基于距接触点的距离来确定电池的中心点，基于中心点来描绘同心弧，并且
[0016]将所述焊点确定为沿着所述弧。弧具有基于电池尺寸的预定半径并与线相交。
[0017]在一些实施方案中，距离基于电池的标称半径。
[0018]在一些实施方案中，框架被配置为定位第二电池，并且在第二电池上不存在焊点。
附图说明
[0019]参考以下附图详细描述了根据一个或多个各种实施方案的本公开。附图仅出于举例说明的目的而提供，并且仅示出典型的或示例性实施方案。提供这些附图以有利于理解本文所公开的概念，并且这些附图不应被认为是对这些概念的广度、范围或适用性的限制。应当指出的是，为了清楚起见和便于说明，这些附图未必按比例绘制。
[0020]图1示出了根据本公开的一些实施方案的一对圆柱形电池单元的示例性变型；
[0021]图2示出了根据本公开的一些实施方案的包括将电池单元定位成例如电池组的例示性框架的构型；
[0022]图3示出了根据本公开的一些实施方案的图2的构型的顶视图以及可防止视觉系统直接观察或以其他方式确定足够焊点的位置的其他部件；
[0023]图4示出了根据本公开的一些实施方案的具有挤压肋的例示性框架的底视图，其中一些电池单元布置就位；
[0024]图5示出了根据本公开的一些实施方案的例示性视觉系统；
[0025]图6示出了根据本公开的一些实施方案的用于执行焊接的例示性过程的流程图；
[0026]图7示出了根据本公开的一些实施方案的挤压肋的例示性尺寸和公差；并且
[0027]图8示出了根据本公开的一些实施方案的粘合层的例示性范围和公差。
具体实施方式
[0028]本公开涉及允许准确定位圆柱形电池单元的被遮挡边缘(及其平坦区段)的特征部组及其使用方法。本公开适用于单个电池和成对电池边缘焊接架构两者。在一些实施方案中，使用注塑视觉参考特征部来定位感兴趣的注塑部件和圆柱形电池单元之间的隐藏切线，而不管部件、其特征部和电池单元的材料条件(根据ASME Y14.5 GD&T定义，最小条件、最大条件和介于它们之间的所有条件)如何。
[0029]在位置关键的激光焊接中，可在添加任何遮挡元件之前拍摄并分析组件的图像以供稍后使用。然而，可以通过使用激光焊机中所需的相机来减少制造设施所需的相机计数、组装阶段及其缓冲器的数量以及其他步骤和部件，无论是否出于识别焊点的目的。这提供了模块装配线灵活性，并且由于所需成像和图像处理设备的最小化而可能降低成本。还可产生循环时间的减少以及废品率的潜在降低。
[0030]在注塑部件中，由芯控制的区域将相对于由芯控制的其他区域保持准确定位，其中距离和特征部尺寸缩放比例与部件的总体收缩密切相关。类似地，由腔控制的区域将相对于由腔控制的其他区域保持准确定位，其中距离和特征部尺寸缩放比例与部件的总体收缩密切相关。
[0031]随着区域之间的间距减小，并且随着特征部尺寸本身减小，部件与部件之间的相对变化也将减小。
[0032]对于通过其他工艺(包括机加工、压印、拉延、锻造、精压等)制造的部件，在单次操作中添加的特征部也将相对于其自身保持严格受控。
[0033]此外，如果具有小径向变化的两个弧区段在同一点相切并且具有相同的旋向性，则给定偏移处的端点之间的距离将为极小的。
[0034]图1示出了根据本公开的一些实施方案的一对圆柱形电池单元的示例性变型。如该示例所示，对于相互相切的两个直径分别为20.9mm和21.1mm的圆，沿着该切线投影4mm的点之间的距离为大约0.0082mm。在集电器突片就位时可见的距中心线区段4mm处，最小电池直径和最大电池直径之间的距离略小于0.01mm。该位置将本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于使用视觉系统定位电池以确定所述电池上的至少一个焊点的框架，所述框架包括：至少一个视觉参考特征部，所述至少一个视觉参考特征部能够由所述视觉系统检测，其中所述视觉系统使用所述参考特征部来确定所述至少一个焊点。2.根据权利要求1所述的框架，其中所述至少一个视觉参考特征部包括限定线的一对短插芯，其中基于所述线来确定所述至少一个焊点。3.根据权利要求2所述的框架，其中所述一对短插芯对应于相应电池，所述相应电池在所述框架内彼此相邻布置。4.根据权利要求3所述的框架，其中所述短插芯的相应中心沿着中心线排列，所述中心线从所述相应电池的相应端面的相应中心延伸。5.根据权利要求1所述的框架，还包括至少一个位置参考特征部，所述位置参考特征部分别接合所述电池以将所述电池定位在预定位置。6.根据权利要求5所述的框架，其中所述至少一个位置参考特征部包括至少一个挤压特征部。7.根据权利要求5所述的框架，还包括用于使所述电池对所述位置参考特征部作出反应的表面。8.根据权利要求5所述的框架，还包括至少一个注塑部分，其中所述至少一个位置参考特征部和所述至少一个视觉参考特征部两者专有地位于所述注塑部分的芯中或所述注塑部分的腔中。9.根据权利要求1所述的框架，其中所述电池和电极在所述至少一个焊点中的焊点处焊接在一起。10.根据权利要求1所述的框架，其中所述电池包括圆柱形电池。11.根据权利要求1所述的框架，其中所述至少一个视觉参考特征部包括一对弧，其中每个弧的中心点与电池的标称中心点对齐。12.一种视觉系统，包括：视觉电路，所述视觉电路用于生成视觉信号，所述视觉信号包括指示至少一个参考特征部在框架中的位置的数据，所述框架被配置为定位电池；处理电路，所述处理电路耦接到所述视觉电路并且被配置为：分析所述视觉信号以基于所述至少一个参考特征部来确定所述电池上的至少一个焊点，其中所述焊点被所述视觉电路遮挡，以及基于所述至少一个焊点来生成焊接控制信号；和焊接设备，所述焊接设备耦接到所述处理电路，其中所述处理电路将所述焊接控制信号...
【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：瑞伟安知识产权控股有限公司，
类型：发明
国别省市：
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