CN102800873B - 一种锂系热电池柔性成型系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂系热电池柔性成型系统，包含模具输送带，模具输送带用来输送分体模具装置，该系统还包含转台、若干个粉料自动精确称量系统、若干个多层粉料自动刮平系统、压制成型系统、脱模清理系统和多参数自动检测系统；粉料自动精确称量系统和多层粉料自动刮平系统间隔设置在转台的周边；粉料自动精确称量系统通过转台与多层粉料自动刮平系统相衔接；多层粉料自动刮平系统、压制成型系统、脱模清理系统及多参数自动检测系统通过机械手依次相衔接。该系统可以保证电池产品质量，提高生产效率，改善劳动环境。

Description

一种锂系热电池柔性成型系统

技术领域

本发明涉及一种工件成型系统，具体涉及一种锂系热电池柔性成型系统。

背景技术

锂系热激活电池单体一般由多层不同原料、不同称量的粉末依次平铺、成型、压制而成。为了生产出满足各种需要的锂系热激活电池单体，生产中要求组成电池单体的不同成分的粉状原料能根据需要精确称量，然后按规定的直径逐层均匀、平整的铺置成圆形，再通过压机压制成型，最后经检测完成生产制造过程。目前，锂系热激活电池单体生产的各工艺流程大都采用手工操作，由于人为因素，产品一致性差，生产效率低，工人工作环境差，难以满足日益增长的社会需求。

发明内容

本发明提供了一种锂系热电池柔性成型系统，该系统可以保证电池产品质量，提高生产效率，改善劳动环境。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种锂系热电池柔性成型系统，包含模具输送带，所述的模具输送带用来输送分体模具装置，其特点是，该系统还包含转台、若干个粉料自动精确称量系统、若干个多层粉料自动刮平系统、压制成型系统、脱模清理系统和多参数自动检测系统；

所述的粉料自动精确称量系统和多层粉料自动刮平系统间隔设置在转台的周边；

所述的粉料自动精确称量系统通过转台与多层粉料自动刮平系统相衔接；

所述的多层粉料自动刮平系统、压制成型系统、脱模清理系统及多参数自动检测系统通过机械手依次相衔接。

其中，所述的转台设有若干个工位。

所述的粉料自动精确称量系统包含粉料自动称量工作台及设置在自动称量工作台的送粉机械手、废料盒、第一电子天平、送料装置、设置在送料装置上的第一伺服电机和设置在一电子天平上的料杯；

所述的送粉机械手、废料盒、第一电子天平、送料装置和依次连接设置；

所述的送粉机械手与转台上其中的某一工位相衔接；

根据预先设定的称量值和称量误差允许值，实施粉料的自动称量和合格性判断。

所述的多层粉料自动刮平系统包含第二伺服电机、刮平装置、激光位移传感器、刮刀、分体模具刮平定位装置和自动刮平基座；

所述的第二伺服电机、刮平装置、激光位移传感器和刮刀自上而下依次连接设置；

所述的刮刀设置在转台的上方；

所述的分体模具刮平定位装置设置在转台的下方，并设置在自动刮平基座上；

根据预先设定的不同粉料的刮平厚度值，实现对倒入分体模具装置中的多层粉料自动进行逐层刮平操作。

所述的压制成型系统包含取模机械手、压机、压制装置和模具夹紧组件；

所述的压机通过取模机械手与转台衔接；

所述的压制装置模具、模具夹紧组件安装在压机的工作面上；

取模机械手从转台上取下已经装有多层粉料的分体模具装置，直接将它送进装在压机上的压制装置中，模具夹紧组件夹紧分体模具装置，压机实施压制，然后开模，完成电池单体的压制。

所述的脱模清理系统包含吹气顶杆、脱模机械手、清理工位模具座、脱模清理系统工作台、脱模夹紧装置、脱模工位模具座和脱模顶出装置；

所述的脱模机械手与压机衔接；

所述的清理工位模具座、脱模工位模具座设置在脱模清理系统工作台上；

所述的吹气顶杆、脱模夹紧装置分别设置在清理工位模具座、脱模工位模具座上部；

所述的脱模顶出装置设置在脱模工位模具座下部。

所述的多参数自动检测系统包含自动检测系统工作台、设置在自动检测系统工作台上的电池单体测量装置、第二电子天平、吸盘机械手、废品盒以及设置在自动检测系统工作台外部的产品输送带；

所述的电池单体测量装置设置在吸盘机械手的一侧；

所述的第二电子天平设置在电池单体测量装置与吸盘机械手之间；

所述的吸盘机械手与脱模清理系统、产品输送带相衔接。

本发明可适应不同称量、不同厚度、不同直径锂系热激活电池单体的自动生产，通过设定参数允差值的设定，可生产不同等级的电池单体，本发明还可推广到其他粉状成型产品的生产制造行业。

本发明代替了现有的手工操作，避免了人工因素对产品质量的影响，产品一致性好，生产效率高。

本发明布局合理，占地面积比现有工作场地小，工作环境得到改善。

附图说明

图1为本发明一种锂系热电池柔性成型系统的总体结构示意图；

图2为本发明粉料自动精确称量系统的结构示意图；

图3为本发明多层粉料自动刮平系统的结构示意图；

图4为本发明压制成型系统的结构示意图；

图5为本发明脱模清理系统的结构示意图；

图6为多参数自动检测系统的结构示意图；

图7为转台工位的分布示意图。

具体实施方式

如图1所述，本发明的一种锂系热电池柔性成型系统，包含模具输送带1，所述的模具输送带1用来输送分体模具装置2，通过送模机械手9将分体模具装置2抓取到转台3相对应的送模工位311，该系统还包含四个粉料自动精确称量系统4、四个多层粉料自动刮平系统5、压制成型系统6、脱模清理系统7和多参数自动检测系统8，粉料自动精确称量系统4和多层粉料自动刮平系统5间隔设置在转台3的周边。

如图2所示，粉料自动精确称量系统4包含粉料自动称量工作台41及设置在自动称量工作台41上的送粉机械手42、废料盒43、第一电子天平44、送料装置45、第一伺服电机46和料杯47，送粉机械手42、废料盒43、第一电子天平44、送料装置45和伺服电机46依次连接设置，第一伺服电机46安装在送料装置45上，料杯47放置在第一电子天平44上，送料装置45放置在第一电子天平44的一侧，使送料装置45的出粉口对准料杯47，废料盒43放置在第一电子天平44的另一侧，该系统通过计算机控制第一伺服电机46使送料装置45出粉到料杯47中，同时读取第一电子天平44的数据，与粉料自动精确称量系统4设定的称量值和称量误差允许值进行比较，判断粉料自动称量的合格性，装在料杯47中称量合格的粉料由送粉机械手42送到转台3上相应的送料工位，倒入安放在转台3上处于该工位的分体模具装置2中；而称量不合格的粉料由送粉机械手6倒入废料盒43。第一伺服电机46、驱动器、送料装置45、第一电子天平44构成自动精确称量闭环控制。本发明使用了四套粉料自动精确称量系统4，分别用于加热粉、正极粉、隔离粉、负极粉的称量和送料。

分体模具装置2包括分体上模具、分体下模具和顶杆。分体上模具安装在分体下模具的上部，顶杆安装在分体上模具中。通过改变分体上模具的内孔直径和顶杆直径，分体模具装置可用于生产不同直径的电池单体。

如图3所示，多层粉料自动刮平系统5包含第二伺服电机51、刮平装置52、激光位移传感器53、刮刀54、分体模具刮平定位装置55和自动刮平基座56，伺服电机51安装在刮平装置52上，激光位移传感器53装在刮平装置52适当位置上，刮刀54装在刮平装置52的旋转轴上，刮平装置52和分体模具刮平定位装置55都安装在自动刮平基座56上。进行粉料自动刮平时，该系统通过计算机控制，首先由分体模具刮平定位装置55把放在转台3上的分体模具装置2顶起，使分体模具装置2脱离转台3，以保证分体模具装置2的圆形装粉模腔与刮刀54旋转轴同心，刮刀54旋转轴边转边向下移动，对倒入分体模具装置2中的粉料进行刮平。同时读取激光位移传感器53的数据，与设定粉料的刮平厚度值比较。第二伺服电机51、驱动器、刮平装置52、激光位移传感器53构成自动刮平闭环控制。多层粉料自动刮平系统5的数量与粉料自动精确称量系统4的数量相同，本发明使用了四套自动刮平系统5，分别用于加热粉、正极粉称量、隔离粉、负极粉四层粉料的刮平。

如图4所示，压制成型系统6包含取模机械手61、压机62、压制装置63和模具夹紧组件64，取模机械手61位于转台3和压机62之间，压制装置63安装在压机62的下T板上，模具夹紧组件64安装压机62的下T板上，进行压制时，该系统通过计算机控制，由取模机械手61将铺平四层粉料的分体模具装置2送到安装在压机62上的压制装置63中，模具夹紧组件64压紧分体模具装置2，接下来压机62自动进行合模运行，把分体模具装置2圆形装粉模腔中的多层粉料压制成圆形饼状，压机62自动进行开模运行，模具夹紧组件64松开夹紧，再由脱模清理系统7的脱模机械手72将饼状单体电池连同分体模具装置2一起送到脱模清理系统7。

如图5所示，脱模清理系统7包含吹气顶杆71、脱模机械手72、清理工位模具座73、脱模清理系统工作台74、脱模夹紧装置75、脱模工位模具座76和脱模顶出装置77；所述的脱模机械手72与压机62衔接，清理工位模具座73、脱模工位模具座76设置在脱模清理系统工作台74上，吹气顶杆71、脱模夹紧装置75分别设置在清理工位模具座73、脱模工位模具座76上部，脱模顶出装置77设置在脱模工位模具座76下部。进行脱模时，该系统7通过计算机控制，脱模机械手72把装有压制好电池单体的分体模具装置2先送到脱模工位的脱模工位模具座76上，脱模夹紧装置75下行，压紧分体模具装置2，脱模顶出装置77通过分体模具装置2中的顶杆将压制好的电池单体脱出分体模具装置2的圆形装粉模腔，然后通过多参数自动检测系统8的吸盘机械手84把从模具中脱出的单体电池吸走，脱模机械手72把空的分体模具装置2移至清理工位的清理工位模具座73上，吹气顶杆71下行到接近分体模具装置2时停止运动，吹气顶杆71出气口以一定压力对着分体模具装置2的圆形装粉模腔吹气，把粘附在分体模具装置2圆形装粉模腔上的粉料清理干净，然后吹气顶杆71继续下行，把分体模具装置2中的顶杆复位，完成分体模具装置2的脱模和清理，最后脱模机械手72把分体模具装置2送回模具输送带1。

如图6所示，多参数自动检测系统8包含自动检测系统工作台81、设置在自动检测系统工作台81上的电池单体测量装置82、第二电子天平83、吸盘机械手84、废品盒85以及设置在自动检测系统工作台81外部的产品输送带86；第二电子天平83位于吸盘机械手84的左边，电池单体测量装置82位于第二电子天平83的左边，产品输送带86位于吸盘机械手84的右面，废品盒85位于吸盘机械手84的前面，在计算机控制下，吸盘机械手84吸起电池单体先送到第二电子天平83上轻放，同时采集被测电池单体的重量数据，与电池单体重量设定值和允差值然后进行比较，重量超差，吸盘机械手84吸起电池单体直接送至废品盒85；重量测量合格，吸盘机械手84再吸起电池单体，送到电池单体测量装置82上，实施电池单体的绝缘电阻和厚度测量，经过与参数设定值和允差值进行比较，当两者都合格，吸盘机械手84吸起电池单体，送至产品输送带86，否则吸盘机械手84将不合格电池单体，送至废品盒85。

如图7所示，转台3设有送模工位311、加热粉送粉工位312、加热粉刮平工位313、正极粉送粉工位314、正极粉刮平工位315、隔离粉送粉工位316、隔离粉刮平工位317、放置石棉圈工位318、平整度视频检测工位319、负极粉送粉工位320、负极粉刮平工位321及取模工位322。

如图1~图7所述，本发明现场应用时，四个粉料自动精确称量系统4分别与加热粉送粉工位312、正极粉送粉工位314、隔离粉送粉工位316、负极粉送粉工位320相对应，四个多层粉料自动刮平系统5分别与加热粉刮平工位313、正极粉刮平工位315、隔离粉刮平工位317、负极粉刮平工位321相对应。粉料自动精确称量系统4通过转台3与多层粉料自动刮平系统5相衔接，多层粉料自动刮平系统5、压制成型系统6、脱模清理系统7及多参数自动检测系统8通过机械手依次相衔接。

生产线工作流程从送模机械手9从模具输送带1上取空分体模具装置2，将其送上转台3的送模工位311开始，粉料自动精确称量系统4在计算机控制下各自实施加热粉、正极粉、隔离粉、负极粉的称量和送料。各称量系统将称量不合格的粉料倒入废料盒43，称量合格的粉料放置在各自称量系统第一电子天平44上的料杯47中，等待送粉机械手42的抓取；送粉机械手42将称量合格的加热粉粉料抓起，转过180°，倒入转台3上加热粉送粉工位312上的分体模具装置2中，送粉机械手42复位；转台3转过一个工位，多层粉料自动刮平系统5对转台3上加热粉刮平工位313上的分体模具装置中的加热粉进行刮平；转台3转过一个工位，送粉机械手42将称量合格的正极粉粉料抓起，转过180°，倒入转台3上粉正极送粉工位314分体模具装置2中，送粉机械手42复位；转台3转过一个工位，多层粉料自动刮平系统5对转台3上正极粉刮平工位315上分体模具装置2中的正极粉进行刮平；转台3转过一个工位，送粉机械手42将称量合格的隔离粉粉料抓起，转过180度，倒入转台3上隔离粉送粉工位316上分体模具装置2中，送粉机械手42复位；转台3转过一个工位，多层粉料自动刮平系统5对转台3上隔离粉刮平工位317上分体模具装置2中的隔离粉进行刮平；当隔离粉刮平结束，转台3转过一个工位，操作人员将在石棉圈工位318手工放置石棉圈；转台3转过一个工位，平整度视频检测工位319上方的摄像头会对隔离粉刮平后的表面进行平整度检测，检测结果可显示在石棉圈操作人员前方的屏幕上；若生产线工作运行正常，石棉圈放置工位的操作人员按下操作面板上黄色“系统运行正常”双按钮；转台3转过一个工位，送粉机械手42将称量合格的负极粉粉料抓起，转过180°，倒入转台3上负极粉送粉工位320分体模具装置2中，送粉机械手42复位；转台3转过一个工位，多层粉料自动刮平系统5对转台3上负极粉刮平工位321上分体模具装置中的负极粉进行刮平；转台3转过一个工位，在转台3的取模工位322上的分体模具装置2已经完成了加热粉、正极粉、隔离粉、负极粉四层粉料的逐层刮平操作；之后取模机械手61将分体模具装置2送到压机62压制成饼状；再由脱模机械手72将饼状单体电池连同分体模具装置2一起送到脱模清理系统7的脱模工位上，经过脱模操作，电池单体产品由吸盘机械手84送至多参数自动检测系统8进行检测，检测合格，吸盘机械手84将其放到产品输送带86上，检测不合格吸盘机械手84将其放入废品盒85；而空的分体模具装置2由脱模机械手72送到脱模清理系统7的清理工位上，经过对分体模具装置2的清理和复原处理，重新将分体模具装置2送到模具输送带1上，分体模具装置2循环使用。

综上所述，一种锂系热电池柔性成型系统可以保证电池产品质量，提高生产效率，改善劳动环境。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (4)

1.一种锂系热电池柔性成型系统，包含模具输送带（1），所述的模具输送带（1）用来输送分体模具装置（2），其特征在于，该系统还包含转台（3）、若干个粉料自动精确称量系统（4）、若干个多层粉料自动刮平系统（5）、压制成型系统（6）、脱模清理系统（7）和多参数自动检测系统（8）；

所述的粉料自动精确称量系统（4）和多层粉料自动刮平系统（5）间隔设置在转台（3）的周边；

所述的粉料自动精确称量系统（4）通过转台（3）与多层粉料自动刮平系统（5）相衔接；

所述的多层粉料自动刮平系统（5）、压制成型系统（6）、脱模清理系统（7）及多参数自动检测系统（8）通过机械手依次相衔接；

所述的压制成型系统（6）包含取模机械手（61）、压机（62）、压制装置（63）和模具夹紧组件（64）；

所述的压机（62）通过取模机械手（61）与转台（3）衔接；

所述的压制装置（63）、模具夹紧组件（64）安装在压机（62）的工作面上；

取模机械手从转台（3）上取下已经装有多层粉料的分体模具装置（2），直接将它送进装在压机（62）上的压制装置（63）中，模具夹紧组件（64）夹紧分体模具装置（2），压机（62）实施压制，然后开模，完成电池单体的压制；

所述的脱模清理系统（7）包含吹气顶杆（71）、脱模机械手（72）、清理工位模具座（73）、脱模清理系统工作台（74）、脱模夹紧装置（75）、脱模工位模具座（76）和脱模顶出装置（77）；

所述的脱模机械手（72）与压机（62）衔接；

所述的清理工位模具座（73）、脱模工位模具座（76）设置在脱模清理系统工作台（74）上；

所述的吹气顶杆（71）、脱模夹紧装置（75）分别设置在清理工位模具座（73）、脱模工位模具座（76）上部；

所述的脱模顶出装置（77）设置在脱模工位模具座（76）下部。

2.根据权利要求1所述的锂系热电池柔性成型系统，其特征在于，所述的转台（3）设有若干个工位。

3.根据权利要求2所述的锂系热电池柔性成型系统，其特征在于，所述的粉料自动精确称量系统（4）包含粉料自动称量工作台（41）及设置在自动称量工作台（41）的送粉机械手（42）、废料盒（43）、第一电子天平（44）、送料装置（45）、设置在送料装置（45）上的第一伺服电机（46）和设置在一电子天平（44）上的料杯（47）；

所述的送粉机械手（42）、废料盒（43）、第一电子天平（44）、送料装置（45）依次连接设置；

所述的送粉机械手（42）与转台（3）上其中的某一工位相衔接；

根据预先设定的称量值和称量误差允许值，实施粉料的自动称量和合格性判断。

4.根据权利要求2所述的锂系热电池柔性成型系统，其特征在于，所述的多层粉料自动刮平系统（5）包含第二伺服电机（51）、刮平装置（52）、激光位移传感器（53）、刮刀（54）、分体模具刮平定位装置（55）和自动刮平基座（56）；

所述的第二伺服电机（51）、刮平装置（52）、激光位移传感器（53）和刮刀（54）自上而下依次连接设置；

所述的刮刀（54）设置在转台（3）的上方；

所述的分体模具刮平定位装置（55）设置在转台（3）的下方，并设置在自动刮平基座（56）上；

根据预先设定的不同粉料的刮平厚度值，实现对倒入分体模具装置（2）中的多层粉料自动进行逐层刮平操作。

 5. 根据权利要求2所述的锂系热电池柔性成型系统，其特征在于，所述的多参数自动检测系统（8）包含自动检测系统工作台（81）、设置在自动检测系统工作台（81）上的电池单体测量装置（82）、第二电子天平（83）、吸盘机械手（84）、废品盒（85）以及设置在自动检测系统工作台（81）外部的产品输送带（86）；

所述的电池单体测量装置（82）设置在吸盘机械手（84）的一侧；

所述的第二电子天平（83）设置在电池单体测量装置（82）与吸盘机械手（84）之间；

所述的吸盘机械手（84）与脱模清理系统（7）、产品输送带（86）相衔接。