(19)国家知识产权局
(12)发明 专利申请
(10)申请公布号
(43)申请公布日
(21)申请 号 202210571260.9
(22)申请日 2022.05.24
(71)申请人 苏州德龙激光股份有限公司
地址 215021 江苏省苏州市工业园区杏林
街98号
(72)发明人 赵裕兴 郭宏宇 徐海宾 李焕然
(74)专利代理 机构 江苏圣典律师事务所 32 237
专利代理师 王玉国
(51)Int.Cl.
B23K 26/36(2014.01)
B23K 26/70(2014.01)
B08B 7/00(2006.01)
(54)发明名称
锂电电芯绝缘防护膜的双光束激光除膜装
备及方法
(57)摘要
本发明涉及锂电电芯绝缘防护膜的双光束
激光除膜装备及方法, 包括激光除膜单元, 激光
除膜单元包括: 用于夹持和传送锂电电芯进出的
产品进出单元; 位于产品进出单元的中部上方位
置, 用于发出激光光束 连续扫描锂电电芯表面绝
缘防护膜的激光加工单元; 位于产品进出单元沿
着X轴负方向的一侧, 用于将锂电电芯移动以及
翻面的翻转机械手; 以及, 用于安装上述翻转机
械手、 产品进出单元和激光加工单元的机架。 本
发明采用双光束激光加工方法, 先用CO2激光束
对绝缘防护膜进行烧蚀, 再用光纤激光束对残余
物进行去除, 结合了CO2激光与光纤激光的优点,
解决了采用单种CO2激光除膜表面残余物多、 采
用单种光纤激光加工效率低的问题。
权利要求书4页 说明书9页 附图9页
CN 115091052 A
2022.09.23
CN 115091052 A
1.锂电电芯绝缘防护膜的双光束激光除膜装备, 其特征在于, 包括激光除膜单元(2),
所述激光除膜单 元(2)包括:
用于夹持和传送锂电 电芯(1)进出的产品进出 单元(23);
位于产品进出单元(23)的中部上方位置, 用于发出激光光束连续扫描锂电电芯(1)表
面绝缘防护膜的激光加工单 元(24);
位于产品进出单元(23)沿着X轴负方向的一侧, 用于将锂电电芯(1)移动以及翻面的翻
转机械手(22);
以及, 用于安装上述翻转机械手(22)、 产品进出单元(23)和激光加工单元(24)的机架
(21);
所述产品进出单元(23)包括沿着Y轴方向并列设置的第一产品进出轴(31)和第二产品
进出轴(32); 所述第一产品进出轴(31)包括第一X向直线运动平台(41)和第一治具(42), 所
述第二产品进出轴(32)包括第二X向直线运动平台(51)和第二治具(52), 所述第一X向直线
运动平台(41)和第二X向直线运动平 台(51)沿着Y轴方向并列设置, 所述第一X向直线运动
平台(41)驱动第一治具(42)沿着X轴方向移动, 所述第二X向直线运动平台(51)驱动第二治
具(52)沿着X轴方向移动, 所述第一治具(42)和第二治具(52)用于对锂电电芯(1)进行定位
夹紧;
所述激光加工单元(24)包括Y向直线运动平台(81)、 CO2激光模组(82)和光纤激光模组
(83); 所述CO2激光模组(82)和光纤激光模组(83)分别布置在Y 向直线运动平台(81)沿着X
轴方向的两侧, 所述Y向直线运动 平台(81)可驱动CO2激光模组(82)和光纤激光模组(83)沿
着Y轴方向独立移动;
所述翻转机械手(22)包括工业机器人(121)和工具头(122), 所述工具头(122)搭载在
工业机器人(121)的驱动端上。
2.如权利要求1所述的锂电电芯绝缘防护膜的双光束激光除膜装备, 其特征在于, 所述
第一治具(42)包括第一载台(61)以及位于第一载台(61)上的旋转夹紧装置(63)和举托气
缸(67), 所述第一X向直线运动平台(41)驱动第一载台(61)沿着X轴方向移动, 所述旋转夹
紧装置(63)由内置的旋转气缸驱动, 所述旋转夹紧装置(63)沿着Y轴 正方向上的一侧设置
有相互正交布置的第一定位块(65)、 第二定位块(66)、 第二夹紧气缸(68)和第一夹紧气缸
(69), 所述旋转夹紧装置(63)沿着Y轴正方向一侧的第一载台(61)上设置有举托气缸(67);
所述第一载台(61)的底部一侧设置有第一位置感应装置(62), 所述旋转夹紧装置(63)靠近
底部的一侧设置有第二 位置感应装置(64)。
3.如权利要求1所述的锂电电芯绝缘防护膜的双光束激光除膜装备, 其特征在于, 所述
第二治具(52)包括第二载台(71)以及位于第二载台(71)上的Y向夹紧气缸(72)、 X向定位块
(73)、 Y向定位块(74)和X向夹紧气缸(76), 所述Y向夹 紧气缸(72)和Y向定位块(74)分别位
于沿着Y轴方向两侧的第二载台(71)上, 所述X向定位块(73)和X向夹紧气缸(76)分别位于
沿着X轴方向两侧的第二载台(71)上; 所述第二载台(71)的底部一侧设置有第三位置感应
装置(75)。
4.如权利要求1所述的锂电电芯绝缘防护膜的双光束激光除膜装备, 其特征在于, 所述
Y向直线运动平台(81)包括立柱(91)、 Y向直线电机(92)、 第三载台(93)和横 梁(94), 所述横
梁(94)沿着 Y轴方向设置, 所述横梁(94)通过若干个立柱(91)安装在机架(21)上, 所述横梁权 利 要 求 书 1/4 页
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2(94)上沿着Y轴方向设置有Y向直线电机(92), 所述第三载台(93)在Y向直线电机(92)的驱
动导向下可Y轴方向运动, 所述CO2激光模组(82)和光纤激光模组(83)分别通过第三载台
(93)与Y向直线电机(9 2)相连接;
所述CO2激光模组(82)包 括第一光 路模块(101)、 第一扫描振镜(102)、 集 尘模块(103)和
Z向移动模块(104); 所述Z向移动模块(104)与第三载台(93)相连接, 所述Z向移动模块
(104)驱动第一光路模块(101)、 第一扫描振镜(102)和集尘模块(103)沿着Z轴方向运动, 所
述第一光路模块(101)位于第一扫描振镜(102)的一侧 边, 将CO2激光束(1021)从激光器传
递至第一扫描振镜(102), 所述第一扫描振镜(102)输出CO2激光束(1021)扫描锂电电芯(1)
的表面绝缘防护膜, 所述 集尘模块(10 3)位于第一扫描振镜(102)的正下 方位置;
所述光纤激光模 组(83)包括第二光路模块(111)和第二扫 描振镜(112), 所述第二光路
模块(111)位于第二扫描振镜(112)的一侧边, 将光纤激光束(1121)从激光器传递至第二扫
描振镜(112), 所述第二扫描振镜(112)输出光纤激光束(1121)扫描锂电电芯(1)的表面绝
缘防护膜。
5.如权利要求1所述的锂电电芯绝缘防护膜的双光束激光除膜装备, 其特征在于, 所述
工具头(122)上安装有激光传感器(131)和夹爪气缸(132), 所述激光传感器(131)位于夹爪
气缸(132)上的一侧, 所述夹爪气缸( 132)可实现锂电电芯(1)的夹取, 所述激光传感器
(131)可发射激光(131 1)用于检测判定有无锂电 电芯(1)。
6.如权利要求1所述的锂电电芯绝缘防护膜的双光束激光除膜方法, 其特征在于, 包括
以下步骤:
步骤A: 去除锂电 电芯(1)上面A、 前面B、 下面C、 后面D上的第一 绝缘防护膜(12):
由人工进行上料, 将锂电电芯(1)放入第一治具(42)中, 第一X向直线运动平台(41)传
送锂电电芯(1), 激光加工单元(24)先输出CO2激光束(1021)连续扫描锂电电芯(1)表面的
第一绝缘防护膜(12)对其进行烧蚀, 后输出光纤激光束(1121)连续扫描锂电电芯(1)的表
面去除第一绝缘防护膜(12)的残余物, 第一治具(42)的旋转夹紧装置(63)与翻转机械手
(22)实现加工位置的转变; 其中, 激光能量密度大于第一绝缘防护膜(12)的烧蚀阈值, 小于
锂电电芯(1)的表面铝材的损伤阈值, 使整面的第一绝缘防护膜(12)去除而未损伤锂电电
芯(1)的表面;
步骤B: 去除锂电 电芯(1)右面E、 左面F的第二 绝缘防护膜(13):
翻转机械手(22)将锂电电芯(1)从第一治具(42)中转移至第二治具(52)中, 第二X向直
线运动平台(51)传送锂电电芯(1), 重复去除上面A、 前面B、 下面C、 后面D第一绝缘防护膜
(12)的步骤, 其中, 激光能量密度大于第二绝缘防护膜(13)的烧蚀阈值, 小于锂电电芯(1)
的表面铝材的损伤阈值, 使 整面的第二 绝缘防护膜(13)去除而未损伤锂电 电芯(1)的表面;
步骤C: 所有绝 缘防护膜去除后通过 人工下料。
7.如权利要求6所述的锂电电芯绝缘防护膜的双光束激光除膜方法, 其特征在于, 所述
步骤A具体包括:
步骤一: 将锂电电芯(1)于工位1放置在第一X向直线运动平台(41)上的第一治具(42)
上, 保持其上面A朝上, 利用第一治具(42)的第一定位块(65)、 第二定位块(66)、 第二夹紧气
缸(68)和第一夹紧气缸(69)对锂电电芯(1)进 行定位与夹紧, 完成上料, 其中夹持部位为锂
电电芯(1)的左半部分;权 利 要 求 书 2/4 页
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专利 锂电电芯绝缘防护膜的双光束激光除膜装备及方法
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