CN101546848B - 一种方形电池电芯包贴机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方形电池电芯包贴机，包括可分别在竖直和水平方向上对待包贴物施以夹紧力的第一、第二定位夹紧机构、位于所述第一定位夹紧机构左右侧的左右侧面包贴机构和下底面滚压机构、以及可连续向所述第一定位夹紧机构供料同时将已包贴好的成品收起并输出的收送料机构。这样，由于本发明包贴机可在两个互相垂直的方向上先后对待包贴物施以夹紧力，左右侧面包贴机构和下底面滚压机构等均以待包贴物为中心进行设置，在进行各面的包贴工作时，待包贴物不需要进行传递，克服了现有技术中包贴机体积大、结构复杂、调机、维护不便的缺陷；而且，由于设有收送料机构，可以安排多个操作者同时上料且设备自动收料，提高设备的利用率。

Description

一种方形电池电芯包贴机

技术领域

本发明涉及电池生产技术领域，更具体地说，是涉及一种在电芯表面包覆不干胶贴纸的方形电池电芯包贴机。

背景技术

锂离子电池、聚合物电池等方形电池在移动终端和数码便携式电子产品领域有着广泛的应用。请参照图1及图3，在方形电池的电芯1’制作完成之后，需要在电芯1’表面包覆一层经过预成形的贴纸2’。所述电芯1’具有顶面11’、前端面12’、后端面13’、左侧面14’、右侧面15’以及底面16’。现有技术中包覆贴纸的方法包括手工包覆贴纸，以及采用自动化设备自动包覆贴纸。

对于手工包覆贴纸的方法来说，需要先准备一个类似于图2所示的模具，该模具在竖直方向上依次具有取料槽3’、电芯定位槽4’以及贴纸定位槽5’。工作时，先将电芯1’放置于定位槽4’上，再将贴纸2’覆盖在电芯1’纸定位槽5’上并通过贴纸定位槽5’定位。然后通过手工按照图3所示的流程依次完成对电芯顶面11’、前端面12’、后端面13’、左侧面14’、右侧面15’以及底面16’的包覆工作。手工包覆贴纸的缺点是劳动强度大、生产效率低、生产稳定性较差，生产品质也难以保证，无法满足工业上大规模生产的需要。

对于采用自动化设备自动包覆贴纸的方法来说，其主要采用流水作业方式，这种方式需要在不同工位按照图3所示的流程，依次完成贴纸2’对电芯1’各面的包覆工作，各工位之间还需要进行物料精确传递定位，这就使得整个设备体积较大、结构复杂、精度高、可靠性差，更换加工产品时调机复杂困难、维护及故障处理困难，从而造成了设备成本的增加，也限制了设备的推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构简洁紧凑的从而降低设备成本、便于使用和维护的方形电池电芯包贴机。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种方形电池电芯包贴机，包括可在竖直方向上对待包贴物施以夹紧力的第一定位夹紧机构，还包括可在水平方向上对所述待包贴物施以夹紧力的第二定位夹紧机构、位于所述第一定位夹紧机构左右侧的左右侧面包贴机构和下底面滚压机构、以及可连续向所述第一定位夹紧机构供料同时将已包好的成品收起并输出的收送料机构，所述左右侧面包贴机构从上到下依次包括左右侧面包贴气缸、位于所述左右侧面包贴气缸下端的左右胶辊距离调节定位块、与左右所述胶辊距离调节定位块枢接的左右第一胶辊摆臂、位于所述左右第一胶辊摆臂下端内侧的左右第一滚压胶辊，在所述第一胶辊摆臂和所述胶辊距离调节定位块之间还设有弹性复位构件，所述下底面滚压机构从外到内依次包括左右滚压气缸、枢接于所述左右滚压气缸内端的左右第二胶辊摆臂、位于所述左右第二胶辊摆臂内侧的左右第二滚压胶辊，在所述第二胶辊摆臂和所述左右滚压气缸内端之间还设有弹性复位构件。

这样，由于本发明方形电池电芯包贴机可在两个互相垂直的方向上先后对待包贴物施以夹紧力，左右侧面包贴机构和下底面滚压机构等均以待包贴物为中心进行设置，在进行各面的包贴工作时，待包贴物不需要进行传递，克服了现有技术中包贴机体积过大、结构复杂、使用和维护不便的缺陷；而且，由于设有收送料机构，可以同时安排多个操作者连续向所述第一定位夹紧机构供料并将已包好的成品收起输出，提高了设备的利用率。

附图说明

图1是电芯和贴纸的立体结构示意图；

图2是现有技术中采用手工包覆贴纸时所使用模具的立体结构示意图；

图3是现有技术中在电芯各面包覆贴纸的流程图；

图4是本发明实施例一的主视示意图，并示出了操作者；

图5是图4的侧视示意图；

图6是图4的俯视示意图；

图7是图4所示实施例中第一、第二定位夹紧机构结合时的主视示意图；

图8是图4所示实施例中第一定位夹紧机构的主视示意图；

图9是图4所示实施例中第二定位夹紧机构的主视示意图；

图10是图4所示实施例中左右侧面包贴机构的主视示意图；

图11是图4所示实施例中下底面滚压机构的主视示意图；

图12是图4所示实施例中前后端面包贴机构的主视示意图；

图13是本发明实施例二的主视示意图；

图14是图13实施例的俯视示意图，并示出了操作者。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图4至图6，为本发明的第一个实施例，该方形电池电芯包贴机包括可在竖直方向上对待包贴物(如方形锂离子电池)施以夹紧力的第一定位夹紧机构3，还包括可在水平方向上对所述待包贴物施以夹紧力的第二定位夹紧机构4，位于所述第一定位夹紧机构3左右侧的左右侧面包贴机构5和下底面滚压机构6，以及可连续向所述第一定位夹紧机构3供料同时将已包贴好的成品收起输出的收送料机构8。这样，由于本发明包贴机可在两个互相垂直的方向上先后对待包贴物施以夹紧力，左右侧面包贴机构5和下底面滚压机构6等均以待包贴物为中心进行设置，在进行各面的包贴工作时，待包贴物不需要进行传递，克服了现有技术中包贴机体积过大，结构复杂的缺陷；而且，由于设有收送料机构8，可以同时安排多个操作者连续向所述第一定位夹紧机构3供料，以提高设备的利用率。

上述各部分可被定位于一机架9上，机架包括若干支脚91以及操作平台92，在操作平台92上还设有若干支架93，以下以方形锂离子电池电芯的包贴为例对上述各组成部分分别作详细介绍。

请参照图7至图9，所述第一定位夹紧机构3从上到下依次包括上限位夹板31、下顶压头32、带动所述下顶压头32上下运动的动力装置33。

所述上限位夹板31的上端通过一上限位定位板34定位，而所述上限位定位板34通过一龙门架35固定。龙门架35的下端连接一安装底板36。安装底板36用来安装动力装置33以及第二定位夹紧机构4。

所述下顶压头32可在动力装置33的驱动下作升降运动，其上端设有真空吸盘321用以限制电芯1在上升过程中沿水平方向的运动。在下顶压头32的轴心位置设有可为真空吸盘321提供真空的气道322，在下顶压头32一侧设有与所述气道322连通的真空接口(图中未示出)。

本实施例中，所述动力装置33为气缸，其通过一位于所述安装底板36下底面中部的U形架固定38，该气缸的活塞杆331前端连接一浮动接头332，并通过浮动接头332驱动下顶压头32做升降运动以在所述上限位夹板31和所述下顶压头32之间形成夹紧力。当然，也可采用电机带动丝杠以驱动滑块升降的方式代替气缸驱动浮动接头332做升降运动。

由于不同型号电芯1的厚度不同，为保证本夹紧装置的通用性，在所述气缸与所述下顶压头32之间还设有下顶压头高度调节组件37。所述高度调节组件37包括与所述下顶压头32下端固定连接的固定板371、与所述下顶压头32滑动连接并可限制下顶压头转动的套筒372、抵顶在所述套筒372下端并与所述固定板371通过螺纹连接的若干螺栓373，所述固定板371与所述浮动接头332连接。当需要调节下顶压头32的高度时，可旋动螺栓373使固定板371上升或在下降，从而使当气缸位于最大行程时下顶压头32与上限位夹板31之间的距离正好等于电芯1的厚度。若选用调程气缸时，可以直接调节气缸活塞杆的行程达到同样的要求。

为了防止电芯1在上升过程中下顶压头32在套筒372内转动，所述套筒372内腔的横截面和所述下顶压头32的横截面均呈方形，当然，该两者的横截面还可以采用其他非圆形，或者当两者的横截面呈圆形时，在两者之间设置定位键。

为防止电芯1和贴纸2在初始位置上出现歪斜(处于初始位置的电芯和贴纸在图中用虚线表示)，在所述套筒372上端周边设有可对所述电芯1定位的结构，本实施例中，该定位结构由若干挡块39所形成。

第二定位夹紧机构4位于所述第一定位夹紧机构3的两侧，并包括分别位于所述电芯1两侧的第一、第二夹紧块41、42，驱动所述第一、第二夹紧块41、42向电芯1运动的第一、第二夹紧气缸43、44。为实现稳定的夹紧力，本实施例中，所述第二定位夹紧机构4还包括分别与所述第一、第二夹紧块41、42连接的第一、第二夹紧块滑动座45、46，以及分别与所述第一、第二夹紧块滑动座45、46连接的第一、第二水平轨道47、48。这样，第一、第二夹紧气缸43、44即可驱动第一、第二夹紧块滑动座45、46以带动第一、第二夹紧块41、42在电芯1的两侧形成夹紧力，使得电芯1在当第一定位夹紧机构3的夹紧力解除后，依然能够保持在原来的位置。

请参照图5及图10，所述左右侧面包贴机构5从上到下依次包括左右侧面包贴气缸51、位于所述左右侧面包贴气缸51下端的左右胶辊距离调节定位块52、与左右所述胶辊距离调节定位块52枢接的左右第一胶辊摆臂53、位于所述左右第一胶辊摆臂53下端内侧的左右第一滚压胶辊54，在所述第一胶辊摆臂53和所述胶辊距离调节定位块52之间还设有弹性复位构件55。本实施例中，所述弹性复位构件55为一螺旋弹簧，所述螺旋弹簧套设在一螺栓56上，所述螺栓56同时与所述第一胶辊摆臂53和所述胶辊距离调节定位块52通过螺纹连接。为了控制第一滚压胶辊54的行程，所述左右侧面包贴机构5还包括一行程限位结构57，所述行程限位结构57包括与所述左右滚压气缸51平行的螺杆571以及螺设在所述螺杆571上的至少一个螺母572，所述螺杆571的下端与所述胶辊距离调节定位块52连接。当第一滚压胶辊54的行程达到预设位置时，螺母572就会与固定左右侧面滚压气缸51的固定板58接触并不能进一步运动。

这样，当左右侧面包贴气缸51驱动左右胶辊距离调节定位块52向下运动时，第一胶辊摆臂53也向下运动，并带动第一滚压胶辊54沿电芯1的左右侧面向下滚动，从而使贴纸2位于电芯1上部左右侧的部分贴附在电芯1的左右侧。弹性复位构件55在滚动的过程中收缩，并产生一定的压力，从而实现电芯1和贴纸2的紧密贴合。当左右侧面包贴工作完成之后，左右侧面包贴气缸51带动左右胶辊距离调节定位块52向上运动，将第一滚压胶辊54收回。

请参照图5及图11，所述下底面滚压机构6从外到内依次包括左右滚压气缸61、位于所述左右滚压气缸61内端的左右第二胶辊摆臂62、位于所述左右第二胶辊摆臂62内侧的左右第二滚压胶辊63，在所述第二胶辊摆臂62和所述所述左右滚压气缸61内端之间还设有弹性复位构件64。本实施例中，所述第二胶辊摆臂62通过一固定块65与所述左右滚压气缸61内端连接，弹性复位构件64设在固定块65与第二胶辊摆臂62之间。为了控制第二滚压胶辊63的行程，所述下底面滚压机构6还包括一行程限位结构66，所述行程限位结构66包括与所述左右滚压气缸61平行的螺杆661以及螺设在所述螺杆上的至少一个螺母662，所述螺杆661的内端与所述固定块65连接。当第而滚压胶辊63的行程达到预设位置时，螺母662就会与固定左右滚压气缸61的固定板67接触并不能进一步运动。本实施例中，所述弹性复位构件64也为一螺旋弹簧，所述螺旋弹簧套设在一螺栓68上，所述螺栓68同时与所述固定块65和第二胶辊摆臂62通过螺纹连接。当然，也可以设计通过调整左右滚压气缸61的位置来完成底面滚压胶辊63对底面滚压区域的调节。

当左右侧面包贴工作完成之后，第一、第二夹紧气缸43、44即可驱动第一、第二夹紧块滑动座45、46以带动第一、第二夹紧块41、42在电芯1的两侧形成夹紧力，此时第一定位夹紧机构3的夹紧力可以解除，电芯1依然保持在原来的位置。此时，当左右滚压气缸61驱动左右固定块65向电芯1运动时，第二胶辊摆臂62也向电芯1运动，并带动第二滚压胶辊63沿电芯1的下底面滚动，从而使贴纸2贴附在电芯1的下底面。弹性复位构件64在滚动的过程中收缩，并产生一定的压力，从而实现电芯1和贴纸2的紧密结合。当下底面包贴工作完成之后，左右滚压气缸61带动固定块65向外运动，将第二滚压胶辊63收回。

请参照图4及图12，本实施例还可增设位于所述第一定位夹紧机构3前后侧的前后端面包贴机构7。

所述前后端面包贴机构7从上到下依次包括前后端面包贴气缸71、受所述前后端面包贴气缸71驱动而上下往复运动的双铰链支座72、分别与所述双铰链支座72两端枢接的前、后摆动传动座73F、73B、分别与所述前、后摆动传动座73F、73B下端枢接的前、后摇杆74F、74B、枢接于所述前、后摇杆74F、74B内端的前、后胶辊摆臂75F、75B、枢接于所述前、后胶辊摆臂75F、75B内端的前、后滚压胶辊76F、76B，在所述前摇杆74F和所述前胶辊摆臂75F之间以及所述后摇杆74B和所述后胶辊摆臂75B之间分别设有弹性复位构件78。所述前、后摆动传动座73F、73B分别与一水平导轨79滑动连接。上述前后端面包贴机构7通过支架93定位。为了控制前、后滚压胶辊76F、76B的行程，前后端面包贴机构7还包括一行程调节结构，所述前后端面行程调节结构包括螺设于所述双铰链支座72中部的螺栓77。当需要调整前、后滚压胶辊76F、76B的行程时，可旋动螺栓77，并使其抵顶支架93，从而改变所述前后端面包贴机构7各部件的初始位置，实现对前、后滚压胶辊76F、76B行程的调节。

当电芯1的5或6个面需要包贴时，才需要上述前后端面包贴机构7参与工作；当电芯1只有3或4个面需要包贴时，前后端面包贴机构7不需要参与工作，这可通过程序来控制。当第一定位夹紧机构3夹紧工件后，首先完成的前后端面的包贴工作。此时第一定位夹紧机构3从电芯1的上下两面夹紧电芯1。当前后端面包贴气缸71驱动双铰链支座72向下运动时，前、后摆动传动座73F、73B在水平导轨79的约束和引导下即可向前、后摇杆74F、74B施以水平方向的推力，并使前、后胶辊摆臂75F、75B绕前、后摇杆74F、74B的内端枢转，此时弹性复位构件78收缩，贴纸2除了电芯1的前后端面外还需要包覆电芯1下底面的一部分。由于前、后胶辊摆臂75F、75B呈直角形状，前、后滚压胶辊76F、76B在越过电芯1的前后端面后还可在电芯1下底面的一部分上施以滚压力。当前后端面的包覆工作完成之后，前后端面包贴气缸71带动双铰链支座72进而带动前、后滚压胶辊76F、76B复位。

由于包贴机一个工作循环时间是2.5～4秒，人工贴标上料(即将电芯1的顶面与贴纸2定位粘结在一起并置于下顶压头32上)的一个工作循环是6～14秒(与操作者熟练成度和贴纸形状、尺寸大小、厚度、硬度有关)，人工上下料(即将包贴完毕的电芯取下)时间为1～2秒，而上下料时机器不能工作，这样势必造成机器的闲置。因此，本实施例还可增设一个收送料机构8。收送料机构8包括带动所述下顶压头32和所述动力装置33在水平面往复运动的直线移动平台81、以及与所述直线移动平台81固定连接的斜面收料导槽82。本实施例中，直线移动平台81可采用气缸驱动，也可采用电机带动丝杆或同步皮带驱动，并与动力装置33固定连接。在操作平台92上还设有供收送料机构8滑动的滑轨83，斜面收料导槽82通过一收料槽连接板84与直线移动平台81固定连接。当直线移动平台81远离第一定位夹紧机构3时(请参照图6)，其周边的空间较大，可至少配置三个操作者P。所述三个操作者P就可依次在下顶压头32放置顶面与贴纸2粘结的电芯1，当电芯1被放好之后，即被直线移动平台81送至上限位夹板31正下方，然后由第一定位夹紧机构3将其在竖直方向夹紧以进行后续包贴工作。这样，由于采用了收送料机构8，不仅节省了收料的时间，也可配置更多的操作者工作，大大提高了设备的利用率。

工作时，操作者P可使用如图2所示的模具，使电芯1的顶面与贴纸2粘结在一起，然后，将带有贴纸2的电芯1放置在由挡块39组成的定位结构中。此时，开动真空装置在气道322内形成真空以使电芯1被牢固地吸附在下顶压头32的前端，直线移动平台81带动电芯1运动至上限位夹板31正下方，然后气缸(动力装置33)驱动下顶压头32上升，将带有贴纸2的电芯1夹在下顶压头32与上限位夹板31之间。随后，控制系统指示夹紧装置周边的前后端面包贴机构7和左右侧面包贴机构5完成对电芯1的前端面、后端面、左侧面、右侧面的包贴工作。接着，第一、第二夹紧气缸43、44驱动第一、第二夹紧块滑动座45、46以带动第一、第二夹紧块41、42在电芯1的两侧形成夹紧力，待第一、第二夹紧块41、42夹稳电芯1后，下顶压头32下降，从而腾出电芯1的底面。控制系统指示下底面滚压机构6完成对电芯1下底面的包贴工作，同时斜面收料导槽82运动至上限位夹板31正下方。当电芯1各面的包贴工作完成之后，控制系统指示第二定位夹紧机构4松开电芯1，使其经由斜面收料导槽82滑至位于机架9的传送带B上，并被传送带B带走，(也可以滑至某容器中收集起来)以进行后续工作。这时，操作这可继续将带有贴纸2的电芯1放置在由挡块39组成的定位结构中，如此周而复始。

请参照图13及图14，为本发明的第二个实施例，本实施例与实施例一的区别在于收送料机构8的结构。本实施例中，收送料机构8包括旋转送料平台85以及斜面收料导槽87。所述旋转送料平台85位于第一定位夹紧机构3的一侧，其可通过步进电机852(或者其他动力装置)带动每次旋转一定角度(本实施例中为90度)。所述旋转送料平台85设有四个料槽851，可至少配置三个操作者P。为了将运动至第一定位夹紧机构3的料槽851内的电芯1送至第一定位夹紧机构3，所述收送料机构8还包括一可在水平方向作往复直线运动并依次将所述料槽内的待包贴物推至所述第一定位夹紧机构3的推料组件86。推料组件86包括定位于支架93上的气缸861，以及受所述气缸861驱动的推手862。所述斜面收料导槽87位于所述第一定位夹紧机构3的另一侧，其通过定位于操作平台92上的气缸871驱动而相对于所述第一定位夹紧机构3作往复直线运动，本实施例的工作方式与实施例一大体相同，在此不作赘述。

应当指出，上述实施例不仅适于方形电池的包贴工作，对于其他需要完成类似包贴工作的场合亦有使用价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种方形电池电芯包贴机，包括可在竖直方向上对待包贴物施以夹紧力的第一定位夹紧机构，其特征在于：还包括可在水平方向上对所述待包贴物施以夹紧力的第二定位夹紧机构、位于所述第一定位夹紧机构左右侧的左右侧面包贴机构和下底面滚压机构、以及可连续向所述第一定位夹紧机构供料同时将包贴好的成品收起并输出的收送料机构，所述左右侧面包贴机构从上到下依次包括左右侧面包贴气缸、位于所述左右侧面包贴气缸下端的左右胶辊距离调节定位块、与所述左右胶辊距离调节定位块枢接的左右第一胶辊摆臂、位于所述左右第一胶辊摆臂下端内侧的左右第一滚压胶辊，在所述左右第一胶辊摆臂和所述左右胶辊距离调节定位块之间还设有弹性复位构件，所述下底面滚压机构从外到内依次包括左右滚压气缸、枢接于所述左右滚压气缸内端的左右第二胶辊摆臂、位于所述左右第二胶辊摆臂内侧的左右第二滚压胶辊，在所述第二胶辊摆臂和所述左右滚压气缸内端之间还设有弹性复位构件。

2.如权利要求1所述的方形电池电芯包贴机，其特征在于：所述第一定位夹紧机构从上到下依次包括上限位夹板、下顶压头、带动所述下顶压头上下运动以在所述上限位夹板和所述下顶压头之间形成夹紧力的动力装置，所述收送料机构包括带动所述下顶压头和所述动力装置在水平面往复运动的直线移动平台。

3.如权利要求2所述的方形电池电芯包贴机，其特征在于：所述收送料机构还包括一与所述直线移动平台固定连接的斜面收料导槽。

4.如权利要求1所述的方形电池电芯包贴机，其特征在于：所述收送料机构包括一旋转送料平台，所述旋转送料平台设有至少两个料槽，所述收送料机构还包括一可在水平方向作往复直线运动并依次将所述料槽内的待包贴物推至所述第一定位夹紧机构的推料组件。

5.如权利要求4所述的方形电池电芯包贴机，其特征在于：所述收送料机构还包括一可相对于所述第一定位夹紧机构作往复直线运动的斜面收料导槽。

6.如权利要求1至5任意一项所述的方形电池电芯包贴机，其特征在于：所述包贴机还包括位于所述第一定位夹紧机构前后侧的前后端面包贴机构。

7.如权利要求6所述的方形电池电芯包贴机，其特征在于：所述前后端面包贴机构从上到下依次包括前后端面包贴气缸、受所述前后端面包贴气缸驱动而上下往复运动的双铰链支座、分别与所述双铰链支座两端枢接的前、后摆动传动座、分别与所述前、后摆动传动座下端枢接的前、后摇杆、枢接于所述前、后摇杆内端的前、后胶辊摆臂、枢接于所述前、后胶辊摆臂内端的前、后滚压胶辊，在所述前摇杆和所述前胶辊摆臂之间以及所述后摇杆和所述后胶辊摆臂之间分别设有弹性复位构件，所述前、后摆动传动座分别与一水平导轨滑动连接。

8.如权利要求7所述的方形电池电芯包贴机，其特征在于：所述前后端面包贴机构还包括一前后端面行程调节结构，所述前后端面行程调节结构包括螺设于所述双铰链支座中部的螺栓。

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