CN101154743B - 电池装配装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池装配装置和方法，其中电池装配装置包括：工作台、转盘、装卸装置、盖板定位装置和极耳整形装置，转盘中设有用于电池装配一次定位的定位槽。电池在被装卸装置进行一次定位后，经过盖板弯折和极耳弯折等工序的作业，完成装配。本发明由于在装配时采用一次装夹电池定位操作的基础上进行盖板弯折和极耳弯折等工序，不存在现有技术的多次定位造成的偏差，工序连贯，生产效率也得到提升。

Description

电池装配装置和方法

技术领域

本发明涉及一种电池生产设备和方法，尤其涉及电池的装配装置和方法。

背景技术

随着电池技术的发展，各种新型电池已经开始被广泛使用。以方形锂离子电池为例，方形锂离子电池一般包括：壳体、容纳于方形壳体电池极组件和电解质，其中壳体又包括方形筒体和盖板。通常方形锂离子电池的装配步骤如下：a、制备方形筒体、盖板、电池极组件；b、将电池极组件插入方形筒体；c、将电池极组件上的极耳焊接在盖板上；d、将盖板弯折，使盖板平面与壳体开口平面平行，将盖板定位于壳体开口上方；e、将电池极耳弯折成一定形状；f；推动盖板，使盖板下方电池极组件完全插入方形筒体。在电池生产过程中，上述步骤b、c、d、e、f等步骤一般均设置在同一流水线上分步完成的，一个工位只完成一个工序，生产的效率比较低。

另外步骤d、e是分离的，因此需要多次定位才能完成。多次定位会导致电池定位不一致，引起极耳弯折的一致性不好，这就增加了盖板的扣合难度，甚至给电池造成安全隐患。

发明内容

本发明解决现有电池装配过程中生产效率低的问题，进一步解决盖板定位、极耳折弯工序多次定位导致的产品一致性差、存在安全隐患的技术问题，提出了一种电池装配装置和方法。

本发明的电池装配装置，包括工作台、转盘、装卸装置、盖板定位装置。

转盘，可以在工作台上转动，转盘上的外沿等角度设置多个电池定位槽，每个定位槽对应一个作业工位；

装卸装置，用于将待装配的电池放入电池定位槽和从电池定位槽中取出已装配好的电池；

盖板定位装置，位于转盘外的盖板弯折工位，用于将位于该工位的定位槽中的电池盖板初定位，使盖板平面与电池壳体开口平面平行；

优选的，还包括极耳整形装置，位于转盘外的极耳弯折工位，用于将位于该工位的定位槽中的电池极耳弯折成设定的形状。

优选的，还包括入壳装置，位于转盘外的入壳工位，用于将位于该工位的定位槽中的电池极组推入壳体。

优选的，装卸装置包括：传输装置、两个夹持装置、第一驱动装置和第四驱动装置

传输装置，用于将未装配的电池传送到装配区，以及将已经装配好的电池传送出去；

两个夹持装置，一个用于将待装配的电池从传输装置夹持到电池定位槽中，另一个用于将已经装配好的电池从电池定位槽夹持到传输装置中；

第一驱动装置，用于驱动两个夹持装置转动，完成对夹持电池的移位作业；

第四驱动装置，用于驱动两个夹持装置上下移动，完成对夹持电池的取放作业。

优选的，传输装置由传输带和控制传输带运动的第二驱动装置构成。

优选的，盖板定位装置包括：第一位置变换装置、第一夹紧装置和翻折装置。

第一位置变换装置，用于推动第一夹紧装置、翻折装置进入或退出盖板弯折工位工作工位；

第一夹紧装置，用于夹紧待进行盖板弯折的电池；

翻折装置，用于对电池盖板进行弯折作业。

优选的，翻折装置包括：第二驱动器、支撑板和翻板，支撑板和翻板在第二驱动器驱动下作往复运动完成盖板弯折作业。

优选的，极耳整形装置包括：第二位置变换装置、第二夹紧装置和弯折装置；

第二位置变换装置，用于推动第二夹紧装置、弯折装置进入或退出极耳弯折工作工位；

第二夹紧装置，用于夹紧待进行极耳弯折的电池；

弯折装置，用于对电池极耳进行弯折作业。

优选的，弯折装置包括：导正机构和弯折机构，导正机构用于导正电池极耳，弯折机构用于将导正后的电池极耳弯折成设定的形状。

优选的，第一、第二夹紧装置以及夹持装置包括：驱动器和夹头，驱动器控制夹头作夹持或松开作业。

本发明提出的电池装配方法，包括以下处理步骤：

a)装卸装置将待装配的电池取出，并放入转盘的电池定位槽中；

b)转盘转动将定位槽中的待装配电池移动到盖板弯折工位；

c)盖板定位装置将位于该工位的定位槽中的电池盖板弯折，使盖板平面与电池壳体开口平面平行；

d)转盘转动将定位槽中的电池由盖板弯折工位移动到极耳弯折工位；

e)极耳整形装置将位于该工位的定位槽中的电池极耳弯折成设定的形状；

f)转盘转动将定位槽中的电池由极耳弯折工位移动到入壳工位；

g)入壳装置将位于该工位的定位槽中的电池极组推入壳体；

h)转盘转动将定位槽中的电池由入壳工位移动到装卸工位；

i)装卸装置将已完成装配的电池取出，完成装配。

本发明的有益效果是：

1、由于使用转盘和装卸装置，可以在转盘周围设置多个加工工位进行装配，并利用装卸装置将电池在流水线和转盘间进行装卸，提高了生产效率。

2、在盖板弯折和极耳弯折等工序的加工中，电池始终处在一个定位槽中，不需要进行多次定位，因此不会产生工艺偏差，而且工序连贯。

3、各工序的加工都使用自动化的加工装置，进一步提高了生产效率和确保产品的一致性。

附图说明

图1是本发明电池装配装置的立体图；

图2是本发明电池装配装置中极耳整形装置部分的立体图；

图3是本发明电池装配装置中入壳装置部分的立体图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明，以方形锂离子电池的装配为例：

如图1所示的电池装配装置，包括工作台1，还包括设置在工作台1上的转盘2、驱动转盘2间歇转动驱动装置3、等角度(90度)设置在转盘2上的多个电池定位槽4、装卸装置5、盖板定位装置6和极耳整形装置7。

装卸装置5用于将电池8放入电池定位槽4或从电池定位槽4中取出电池8；其包括：由传输带10和驱动传输带10运动的第二驱动装置9构成的传输装置11、两个分别由夹头12和驱动夹头12作夹持或松开运动的第三驱动器13构成的夹持装置14、驱动两夹持装置14变换工位的第一驱动装置15、驱动两夹持装置14和第一驱动装置15向上或向下运动的第四驱动器16；其中，传输装置11用来运送电池8，夹持装置14用来夹取电池8。

盖板定位装置6用于将电池8的盖板初定位，使盖板平面与电池壳体开口平面平行；其包括第一位置变换装置17、第一夹紧装置18和翻折装置19，第一位置变换装置17可推动第一夹紧装置18、翻折装置19进入或退出工作工位；其中，第一夹紧装置18包括第一驱动器47和第一夹头20，第一驱动器47可驱动第一夹头20对电池8作夹持或松开运动；翻折装置19包括第二驱动器21和可在第二驱动器21驱动下作往复运动的支撑板22和翻板23。

如图2所示的极耳整形装置7，用于将电池8的极耳弯折成一定形状，其包括第二位置变换装置24、第二夹紧装置25和弯折装置26，第二位置变换装置24可推动第二夹紧装置25、弯折装置26进入或退出工作工位；其中，第二夹紧装置25包括第六驱动器28和第二夹头27，第六驱动器28可驱动第二夹头27作夹持或松开运动；弯折装置26包括导正机构29和弯折机构30，其中导正机构29包括左右导正模块、前后导正模块32，弯折机构30包括弯折臂33、驱动弯折臂33运动的第七驱动器34；左右导正模块包括左右导正块35、驱动左右导正块35运动的第八驱动器(未示出)；前后导正模块32包括前后导正块37、驱动前后导正块37运动的第九驱动器38。

方形锂离子电池装配装置还可以包括将电池8的极组推入壳体的入壳装置39，如图3所示，入壳装置39包括第三位置变换装置40、第三夹紧装置41和推进装置42，第三位置变换装置40可推动第三夹紧装置41、推进装置42进入或退出工作工位；其中，推进装置42包括第四驱动器43和由第四驱动器43驱动的推板44；第三夹紧装置41包括夹头45和驱动夹头45作夹持或松开运动的第五驱动器46。

采用上述装置的电池装配方法包括以下处理步骤：

电池8在传输带10上运动至装卸装置5下方后停止，首先装卸装置5中的夹持装置14将传输装置11中的电池8装至电池定位槽4，经过第四驱动器16将夹持装置14推至电池8处，并将电池8夹持住，第四驱动器16带动夹持装置14还原位置，第一驱动装置15再将夹持装置14旋转90度后下行，将电池8放置与电池定位槽4中，装卸装置5还原至初始工位。

在驱动装置3的驱动下转盘2转动90度后停止，使电池8转至盖板定位装置6处，第一位置变换装置17驱动第一夹紧装置18和翻折装置19向转盘轴心方向移动后，第一驱动器47再驱动第一夹头20将电池8夹持固定，最后第二驱动器21驱动支撑板22和翻板23将电池8的盖板翻折，使电池8的盖板平面与电池8壳体的开口所在平面平行。

驱动装置3再次驱动转盘2转动90度并停止，使盖板已被翻折的电池8转至极耳整形工位，第二位置变换装置24驱动第二夹紧装置25和弯折装置26前移，经导正机构29导正后，第二夹紧装置25、弯折装置26先后动作将电池8固定后再将电池8的极耳弯折成一定形状，最后极耳整形装置7还原至初始工位。

驱动装置3再次驱动转盘2转动90度并停止，使盖板已被翻折的电池8转至入壳工位，第三位置变换装置40驱动第三夹紧装置41、推进装置42前移，第三夹紧装置41将电池定位后，在由推进装置42推动盖板电池8的极组进入壳体，最后入壳装置39还原至初始工位。

最后驱动装置3再次驱动转盘2转动90度并停止，装卸装置5将电池8从电池定位槽4中取出并放至传输带10上。

上述的工作步骤是针对一个电池装配过程所作的说明，应当理解的是本装置是对电池定位槽4中的所有电池同时装配的。

Claims (8)

1.一种电池装配装置，包括工作台(1)、盖板定位装置(6)，其特征在于，还包括设置在工作台上的：

转盘(2)，可以在工作台上转动，转盘上的外沿等角度设置多个电池定位槽(4)，每个定位槽对应一个作业工位；

装卸装置(5)，用于将待装配的电池放入电池定位槽(4)和从电池定位槽(4)中取出已装配好的电池；

所述盖板定位装置(6)位于转盘外的盖板弯折工位，用于将位于该工位的定位槽(4)中的电池盖板初定位，使盖板平面与电池壳体开口平面平行；

极耳整形装置(7)，位于转盘外的极耳弯折工位，用于将位于该工位的定位槽(4)中的电池极耳弯折成设定的形状；

极耳整形装置(7)包括：

第二位置变换装置(24)，用于推动第二夹紧装置(25)、弯折装置(26)进入或退出极耳弯折工作工位；

第二夹紧装置(25)，用于夹紧待进行极耳弯折的电池；

弯折装置(26)，用于对电池极耳进行弯折作业，包括导正机构(29)和弯折机构(30)，导正机构(29)用于导正电池极耳，弯折机构(30)用于将导正后的电池极耳弯折成设定的形状。

2.如权利要求1所述的电池装配装置，其特征在于，还包括一个入壳装置(39)，位于转盘外的入壳工位，用于将位于该工位的定位槽(4)中的电池极组推入壳体。

3.如权利要求1至2任一所述的电池装配装置，其特征在于，所述的装卸装置包括：

传输装置(11)，用于将未装配的电池传送到装配区，以及将已经装配好的电池传送出去；

两个夹持装置(14)，一个用于将待装配的电池从传输装置(11)夹持到电池定位槽(4)中，另一个用于将已经装配好的电池从电池定位槽(4)夹持到传输装置(11)中；

第一驱动装置(15)，用于驱动两个夹持装置(14)转动，完成对夹持电池的移位作业；

第四驱动装置(16)，用于驱动两个夹持装置(14)上下移动，完成对夹持电池的取放作业。

4.如权利要求1至2任一所述的电池装配装置，其特征在于，所述的盖板定位装置(6)包括：

第一夹紧装置(18)，用于夹紧待进行盖板弯折的电池；

翻折装置(19)，用于对电池盖板进行弯折作业；

第一位置变换装置(17)，用于推动第一夹紧装置(18)、翻折装置(19)进入或退出盖板弯折工位工作工位。

5.如权利要求4所述的电池装配装置，其特征在于，所述第一、第二夹紧装置(18、25)包括：驱动器(47、28)和夹头(20、27)，驱动器控制夹头作夹持或松开作业。

6.如权利要求3所述的电池装配装置，其特征在于，所述传输装置(11)由传输带(10)和控制传输带(10)运动的第二驱动装置(9)构成。

7.如权利要求4所述的电池装配装置，其特征在于，所述翻折装置(19)包括：第二驱动器(21)、支撑板(22)和翻板(23)，支撑板(22)和翻板(23)在第二驱动器(21)驱动下作往复运动完成盖板弯折作业。

8.一种电池装配方法，其特征在于，所述方法包括以下处理步骤：

1)装卸装置(5)将待装配的电池取出，并放入转盘(2)的电池定位槽(4)中；

2)转盘(2)转动将定位槽中的待装配电池移动到盖板弯折工位；

3)盖板定位装置(6)将位于该工位的定位槽(4)中的电池盖板弯折，使盖板平面与电池壳体开口平面平行；

4)转盘(2)转动将定位槽中的电池由盖板弯折工位移动到极耳弯折工位；

5)极耳整形装置(7)将位于该工位的定位槽(4)中的电池极耳先导正后再弯折成设定的形状；

6)转盘(2)转动将定位槽中的电池由极耳弯折工位移动到入壳工位；

7)入壳装置(39)将位于该工位的定位槽(4)中的电池极组推入壳体；

8)转盘(2)转动将定位槽中的电池由入壳工位移动到装卸工位；

9)装卸装置(5)将已完成装配的电池取出，完成装配。

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