一种软包锂电池真空注液设备
技术领域:
本发明涉及锂电池生产设备技术领域,尤其涉及一种软包锂电池真空注液设备。
背景技术:
软包锂电池是在原有钢壳、铝壳、塑壳电池的基础上发展起来的第三代动力锂电池,以其更轻、更薄、循环寿命长、安全性能好、能量密度高、放电平台稳定、功率性能出色、环保无污染等优势,而广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动工具、电动玩具、太阳能光伏发电系统、风力发电系统、移动通讯基站、大型服务器备用UPS电源、应急照明、便携移动电源及矿山安全设备等多种领域。
在软包锂电池的生产过程中,需要将锂电池按固定的排列方向送入加工设备中,而现有的上料方式一般仍然为人工上料,不但生产效率较低,也容易发生上料方向出错的现象,影响了正常的生产;
在软包锂电池的生产过程中,需要对软包锂电池进行称重,以检测其重量是否达到标准,并作为判断软包锂电池为良品或不良品的依据之一。目前,常采用电子称称重的方式来检测软包锂电池的重量,但是单纯使用电子称,其检测精度还不够高,不利于产品品质的精准判断;
在软包锂电池的生产过程中,需要往气袋内注入电解液,然而现有的注液方式往往采用人工注液的模式,生产效率极其低下,还容易造成电解液的浪费;
在软包锂电池的生产过程中,需要往气袋内注入电解液,注液后再对气袋进行封口处理。目前,一般采用人工方式进行封口处理,不但生产效率低下,封口质量也较差,严重影响产品质量;
在软包锂电池的生产过程中,需要将生产完毕的软包锂电池进行分类,即分为良品和不良品分别存放。将将分类好的软包锂电池存放于良品盒或不良品盒,当良品盒装满良品后,要将良品盒存放卸料,目前常采用人工方式将分类好的软包锂电池人工存放于良品盒或不良品盒并存放卸料,工作效率极其低下,工人工作强度较高。
发明内容:
本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种软包锂电池真空注液设备,可提高生产效率,提高检测精度和产品品质的判断精准度,提高封口质量和产品质量,减少电解液的浪费,有效避免发生上料方向出错的现象,降低工人的工作强度。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种软包锂电池真空注液设备,它从左至右依次包括上料装置、称重检测装置、用于装夹气袋的平板夹具、注液装置、静置室一、静置室二、静置室三、封口装置、称重检测装置、下料机械手和卸料机构;
所述上料装置包括上料机架、机械手移动驱动机构、上料机械手、吸盘机械手、旋转放料机构、上料盒机构、料盒放置台和料盒输送机构;所述机械手移动驱动机构驱动连接所述上料机械手和吸盘机械手,所述料盒输送机构设置于所述上料盒机构右侧,料盒放置台设置于上料盒机构前侧,旋转放料机构设置于料盒放置台前侧,上料机械手和吸盘机械手设置于旋转放料机构上方;
所述称重检测装置包括称重机架、大理石平台和电子称,所述大理石平台设置于所述称重机架上,所述电子称设置于所述大理石平台上;
所述注液装置包括注液机架、第一升降气缸、第二升降气缸、注液空腔机构、注液嘴,以及用于打开气袋的吸嘴和吸嘴驱动气缸;所述第一升降气缸固设于所述注液机架,第一升降气缸连接所述注液空腔机构,注液空腔机构设置有空腔体,所述注液嘴和吸嘴设置于空腔体内,所述吸嘴驱动气缸连接所述吸嘴,所述第二升降气缸连接所述注液嘴;
所述静置室一、静置室二和静置室三均设置有抽真空装置;
所述封口装置包括封口机架、第三升降气缸、封口空腔体、封头和封头驱动气缸;所述第三升降气缸固设于所述封口机架,第三升降气缸连接所述封口空腔体,所述封头设置于封口空腔体内,所述封头驱动气缸连接所述封头;
所述下料机械手包括下料机架、第一驱动电机、传动组件、第一丝杆、吸盘、吸盘移动座,以及驱动吸盘移动座上下移动的吸盘驱动装置,所述第一驱动电机设置于所述下料机架,第一驱动电机通过传动组件驱动连接第一丝杆,所述吸盘驱动装置与第一丝杆螺纹连接,吸盘驱动装置驱动连接所述吸盘移动座,所述吸盘设置于所述吸盘移动座;
所述卸料机构,它包括卸料机架、设置于卸料机架上的良品盒、不良品盒、良品盒存放装置,以及用于夹取良品盒存放于良品盒存放装置的良品盒移动机械手;所述不良品盒设置于良品盒的前侧,良品盒的左右两侧均设置有良品盒存放装置,所述良品盒移动机械手设置有用于夹取良品盒的夹爪。
所述机械手移动驱动机构包括移动电机和丝杆,所述移动电机驱动连接所述丝杆,所述丝杆与上料机械手和吸盘机械手螺纹连接;所述上料盒机构包括多个由链条驱动上下移动的料盒架;所述料盒输送机构包括双层料盒输送带;所述旋转放料机构包括旋转放置盘和旋转驱动器,旋转驱动器驱动连接所述旋转放置盘;所述旋转放料机构的旁侧设置有校正机构,所述校正机构包括校正气缸和校正杆,校正气缸驱动连接所述校正杆;所述料盒放置台的左侧设置有空料盒放置架。
所述称重检测装置还包括外罩和防振脚,所述外罩设置于所述大理石平台,且外罩罩住所述电子称;所述防振脚设置于所述称重机架底部。
所述注液装置还包括储液罐和注液泵,所述注液泵连接所述储液罐,所述储液罐连接所述注液嘴。
所述注液空腔机构包括空腔安装板,所述空腔体设置于空腔安装板底部,所述第一升降气缸连接所述空腔安装板。
所述注液空腔机构设置有四个空腔体;每个空腔体设置有两组注液嘴和吸嘴。
所述封口装置还包括导杆和直线轴承,所述直线轴承设置于所述封口机架,所述导杆上端穿设所述直线轴承,导杆下端连接所述封口空腔体;所述封口空腔体的数量为两个;每个封口空腔体设置有至少两组匹配的封头和封头驱动气缸。
所述吸盘驱动装置包括电机底座、第二驱动电机和第二丝杆,所述电机底座与第一丝杆螺纹连接,第二驱动电机设置于所述电机底座,第二驱动电机驱动连接所述第二丝杆,所述吸盘移动座与第二丝杆螺纹连接。
所述良品盒存放装置包括可上下移动的盒座,以及驱动盒座上下移动的盒座驱动装置,盒座驱动装置固定设置于所述卸料机架;所述卸料机架设置有竖直导轨,所述盒座轨接于所述竖直导轨;所述良品盒移动机械手包括横移驱动装置、升降驱动装置和手臂梁,所述横移驱动装置设置于所述卸料机架,升降驱动装置设置于所述横移驱动装置,手臂梁设置于所述升降驱动装置,所述夹爪连接有夹爪气缸,夹爪气缸设置于所述手臂梁。
本发明有益效果为:
本发明所述的一种软包锂电池真空注液设备,它从左至右依次包括上料装置、称重检测装置、用于装夹气袋的平板夹具、注液装置、静置室一、静置室二、静置室三、封口装置、称重检测装置、下料机械手和卸料机构;采用上述结构的一种软包锂电池真空注液设备,可提高生产效率,提高检测精度和产品品质的判断精准度,提高封口质量和产品质量,减少电解液的浪费,有效避免发生上料方向出错的现象,降低工人的工作强度
附图说明:
图1是本发明的上料装置的结构示意图;
图2是本发明的称重检测装置的结构示意图;
图3是本发明的注液装置的结构示意图;
图4是图3去掉平板夹具后的A向示意图;
图5是本发明的封口装置的结构示意图;
图6是图5的B向示意图;
图7是本发明的下料机械手的结构示意图;
图8是本发明的卸料机构的结构示意图;
图9是本发明的卸料机构的主视图。
具体实施方式:
下面结合附图对本发明作进一步的说明:
如图1至图9所示,本发明所述一种软包锂电池真空注液设备,其结构为:它从左至右依次包括上料装置、称重检测装置、用于装夹气袋的平板夹具25、注液装置、静置室一、静置室二、静置室三、封口装置、称重检测装置、下料机械手和卸料机构。工作时,待注液产品由上料装置送入称重检测装置进行称重,合格产品被送入平板夹具25进行装夹,平板夹具25将产品送至注液装置,并在真空工作环境下进行注液;然后产品送入环境气压为负30Pa至负50Pa静置室一中放置十多秒时间,再送入环境气压为负60Pa至负70Pa静置室二中放置十多秒时间,再送入环境气压为负90Pa至负95Pa静置室三中放置十多秒时间,有利于电解液更快地进入电芯,及更好地排出电芯内部的气泡;然后产品送入封口装置进行封口处理,然后产品下夹具,再送入称重检测装置,检测产品的重量并判断为良品或不良品,下料机械手将良品和不良品分别放入良品盒和不良品盒,卸料机构对良品盒进行存放。
本发明所述上料装置包括上料机架1、机械手移动驱动机构、上料机械手16、吸盘机械手17、旋转放料机构、上料盒机构12、料盒放置台14和料盒输送机构10;所述机械手移动驱动机构驱动连接所述上料机械手16和吸盘机械手17,所述料盒输送机构10设置于所述上料盒机构12右侧,料盒放置台14设置于上料盒机构12前侧,旋转放料机构设置于料盒放置台14前侧,上料机械手16和吸盘机械手17设置于旋转放料机构上方。进一步的,所述料盒放置台14的左侧设置有空料盒放置架13,当料盒放置台14上的料盒称为空盒后,空盒将被自动送入空料盒放置架13中存放。作为优选的实施方式,所述机械手移动驱动机构包括移动电机18和丝杆,所述移动电机18驱动连接所述丝杆,所述丝杆与上料机械手16和吸盘机械手17螺纹连接,工作时,移动电机18驱动丝杆正反向旋转,使得上料机械手16和吸盘机械手17可前后移动至所需的位置进行送料。作为优选的实施方式,所述上料盒机构12包括多个由链条驱动上下移动的料盒架,装满锂电池的料盒放置于料盒架上,每当料盒放置台14上的锂电池被取完后,链条则驱动料盒架上移,最上端的料盒架上的料盒则被送入料盒放置台14上,以供吸盘机械手17来取料。进一步的,所述料盒输送机构10包括双层料盒输送带,上下两侧输送带将装满锂电池的料盒交替补充至料盒架上,使得生产得以持续不断的进行。作为优选的实施方式,所述旋转放料机构包括旋转放置盘15和旋转驱动器,旋转驱动器驱动连接所述旋转放置盘15,进一步的,旋转放置盘15的数量为两个,两个旋转放置盘15在旋转驱动器的驱动下旋转,可将放置其上的锂电池旋转至正确的排列方向,例如锂电池的极耳均对外的排列方向。作为优选的实施方式,所述旋转放料机构的旁侧设置有校正机构,所述校正机构包括校正气缸19和校正杆11,校正气缸19驱动连接所述校正杆11。工作时,校正气缸19带动校正杆11前后移动,移动中的校正杆11将放置于旋转放置盘15上的锂电池推动至准确的位置,起到位置校正作用,便于上料机械手16准确吸取锂电池进行送料。
本发明所述称重检测装置,它包括称重机架4、大理石平台41、电子称42、外罩40和防振脚43,所述大理石平台41设置于所述称重机架4上,所述电子称42设置于所述大理石平台41上;所述外罩40设置于所述大理石平台41,且外罩40罩住所述电子称42,外罩40可起到保护电子称42的作用。进一步的,所述外罩40为钣金罩,具有结构简单,安装便利的优点。所述防振脚43设置于所述称重机架4底部,能有效防止振动,提高检测精度。作为优选的实施方式,所述电子称42的数量为两个,能同时进行两个产品的检测,大大地提高了效率。由于大理石平台41具有很高的水平度,有利于提高电子称42检测时的检测精度,进而有利于提高产品品质的判断精准度。
所述注液装置包括注液机架2、第一升降气缸20、第二升降气缸23、注液空腔机构21、注液嘴28、储液罐26、注液泵、用于装夹气袋的平板夹具25,以及用于打开气袋的吸嘴29和吸嘴驱动气缸24;所述第一升降气缸20固设于所述注液机架2,第一升降气缸20连接所述注液空腔机构21,注液空腔机构21设置有空腔体27,所述注液嘴28和吸嘴29设置于空腔体27内,所述吸嘴驱动气缸24连接所述吸嘴29,所述第二升降气缸23连接所述注液嘴28;所述注液泵连接所述储液罐26,所述储液罐26连接所述注液嘴28。作为优选的实施方式,所述注液空腔机构21包括空腔安装板22,所述空腔体27设置于空腔安装板22底部,所述第一升降气缸20连接所述空腔安装板22,第一升降气缸20通过空腔安装板22带动空腔体27上下移动。优选的,所述注液空腔机构21设置有四个空腔体27,进一步的,每个空腔体27设置有两组注液嘴28和吸嘴29,如此可一次对八个气袋进行注液处理,大大提高了工作效率。注液装置工作原理是:第一升降气缸20带动空腔体27往下移动,空腔体27与平板夹具25接触,吸嘴驱动气缸24驱动吸嘴29拉开气袋,第二升降气缸23驱动注液嘴28深入气袋内,注液泵工作使储液罐26内的电解液从注液嘴28中注入气袋内,完成注液工序。由于其采用机械自动注液的模式,既可提高生产效率,又可减少电解液的浪费。
本发明所述封口装置,它包括封口机架3、第三升降气缸30、封口空腔体31、封头34和封头驱动气缸32,其中,封头34为热压式封头34;所述第三升降气缸30固设于所述封口机架3,第三升降气缸30连接所述封口空腔体31,所述封头34设置于封口空腔体31内,所述封头驱动气缸32连接所述封头34。优选的,所述封口空腔体31的数量为两个,每个封口空腔体31设置有至少两组匹配的封头34和封头驱动气缸32,例如四组匹配的封头34和封头驱动气缸32,如此便可一次对八个气袋进行封口处理,大大提供了生产效率。作为优选的实施方式,它还包括导杆33和直线轴承,所述直线轴承设置于所述封口机架3,所述导杆33上端穿设所述直线轴承,导杆33下端连接所述封口空腔体31,有利于提高封口空腔体31在第一升降气缸驱动下上下移动时的稳定性。所述封口装置的工作原理是:工作时,当注液后的气袋被输送至封口空腔体31下方时,第三升降气缸30动作,驱动封口空腔体31往下移动,使得气袋位于封口空腔体31内部,然后,封头驱动气缸32驱动封口对气袋的开口进行热压式的封口处理。由于其采用机械自动封口的模式,既可提高生产效率,又可提高封口质量和产品质量。
本发明所述下料机械手,它包括下料机架5、第一驱动电机56、传动组件57、第一丝杆52、吸盘54、吸盘移动座55,以及驱动吸盘移动座55上下移动的吸盘驱动装置,所述第一驱动电机56设置于所述下料机架5,第一驱动电机56通过传动组件57驱动连接第一丝杆52,所述吸盘驱动装置与第一丝杆52螺纹连接,吸盘驱动装置驱动连接所述吸盘移动座55,所述吸盘54设置于所述吸盘移动座55。优选的,所述传动组件57为传动皮带,具有结构简单,传动稳定的优点。进一步的,所述第一驱动电机56和第二驱动电机51均为伺服马达,可很好地满足精确定位的要求。优选的,所述吸盘54的数量为四个,可以很稳固地吸附软包锂电池。作为优选的实施方式,所述吸盘驱动装置包括电机底座50、第二驱动电机51和第二丝杆53,所述电机底座50与第一丝杆52螺纹连接,第二驱动电机51设置于所述电机底座50,第二驱动电机51驱动连接所述第二丝杆53,所述吸盘移动座55与第二丝杆53螺纹连接。本发明所述下料机械手,工作时,吸盘54吸附刚生产完毕的软包锂电池,然后第一驱动电机56工作,使得丝杆转动,带动吸盘驱动装置前往良品盒或不良品盒,然后第二驱动电机51动作,第二丝杆53旋转,使吸盘移动座55带动吸盘54往下移动,吸盘54放下所吸附的软包锂电池到良品盒或不良品盒。由于采用机械手将软包锂电池自动送至良品盒或不良品盒,可有效提高工作效率,降低工人的工作强度。
本发明所述卸料机构,它包括卸料机架6、设置于卸料机架6上的良品盒66、不良品盒67、良品盒存放装置65,以及用于夹取良品盒66存放于良品盒存放装置65的良品盒移动机械手;所述不良品盒67设置于良品盒66的前侧,良品盒66的左右两侧均设置有良品盒存放装置65,所述良品盒移动机械手设置有用于夹取良品盒66的夹爪64。进一步的,所述夹爪64连接有夹爪气缸,夹爪气缸设置于所述手臂梁63,该结构使得夹爪64可以便利地夹取良品盒66。作为优选的实施方式,所述良品盒存放装置65包括可上下移动的盒座68,以及驱动盒座68上下移动的盒座驱动装置69,盒座驱动装置69固定设置于所述卸料机架6。当良品盒66装满良品后,良品盒移动机械手夹取该良品盒66存放于盒座68上,盒座驱动装置69驱动盒座68往下移动一格,便于后续继续存放良品盒66。进一步的,所述卸料机架6设置有竖直导轨,所述盒座68轨接于所述竖直导轨,使得盒座68的移动更加平稳。作为优选的实施方式,所述良品盒移动机械手包括横移驱动装置61、升降驱动装置62和手臂梁63,所述横移驱动装置61设置于所述卸料机架6,升降驱动装置62设置于所述横移驱动装置61,手臂梁63设置于所述升降驱动装置62,所述夹爪64设置于所述手臂梁63。工作时,升降驱动装置62驱动手臂梁63往下移动,夹爪64夹取装满的良品盒66,然后升降驱动装置62驱动手臂梁63往上移动,再在横移驱动装置61驱动下,夹爪64将良品盒66送至左侧或右侧的良品盒存放装置65中存放。由于采用机械手自动将良品盒66存放卸料,所述卸料机构可有效提高工作效率,降低工人的工作强度。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式,故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均包括于本发明专利申请范围内。