CN102947052A - 工件定位装置和电池制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种工件定位装置和电池制造方法。工件定位装置包括：工件保持部（111），其用于保持工件（200）；工件保持部上下移动机构（112），其用于上下移动工件保持部；以及托板移动自如机构（100），其用于使托板相对于基准面平行移动自如，以使托板（300）对照着被工件保持部保持并下降的工件移动，使托板的定位销（301）贯穿工件的定位孔（225）。

Description

工件定位装置和电池制造方法
技术领域
本发明涉及一种工件定位装置和利用了该装置的电池制造方法。
背景技术
锂离子二次电池封装体（日语：電池パツケ一ジ）是一种将内置有电池单元（单个电池单元）的电池组（日语：電池セルパツク）层叠规定数量并容纳在壳体内而成的电池封装体。在壳体的内部，电池组之间串联连接或并联连接。具体而言，通过点焊各个电池组的电极片而使电池组互相串联连接或并联连接。通过如此进行连接，从而获得所期望的功率性能（日语：電力性能）。
由于如此连接电极片，因此存在应进行点焊的电极片和不能进行点焊的电极片。因此，在JP-4462386-B2中，将电池组的电极片形成为较大的形状，之后进行切割成型，从而使电极片形成为指定的形状，以便于能够只连接指定的电极片。
然而，电池组是柔软的，若在每一个制造工序中都进行保持，则制造效率就会降低。因此，在电池制造工厂，将电池组一个一个放置在托板（日文：パレツト）上，然后输送到各个工序。在其中的一个工序中有对电极片进行切割成型的工序。在该工序中，必须将电极片形成为准确的形状，要求切割精度。为了提高电极片的切割精度，除了将电池组相对于托板准确地进行定位之外，还必须将该托板相对于设备准确地进行定位。然而，如上述那样，电池组是柔软的，因而将电池组相对于托板准确地进行定位比较困难。进而，若考虑批量生产化，则需要在短时间内进行这样的定位。
在JP-4462386-B2中，并没有设想到批量生产化，期望有适合批量生产化的技术。
发明内容
本发明是着眼于这样的以往的问题点而做成的，本发明的目的在于提供一种不浪费生产节拍时间并能够准确地定位工件（电池组）与托板之间的相对位置的工件定位装置和利用了该装置的电池制造方法。
根据本发明的一个技术方案，提供一种工件定位装置，该工件定位装置包括用于保持工件的工件保持部和用于上下移动上述工件保持部的工件保持部上下移动机构，并且，该工件定位装置还包括托板移动自如机构，该托板移动自如机构使托板相对于基准面平行移动自如，以使托板对照着被上述工件保持部保持并下降的工件移动，使托板的定位销贯穿工件的定位孔。
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式和本发明的优点。
附图说明
图1是说明锂离子二次电池的电池组的内部结构的图。
图2是表示锂离子二次电池的电池组的外观的图。
图3是表示用于放置电池组的托板的图。
图4是表示用于本发明的工件定位装置的一实施方式的底座的图。
图5是使用本发明的工件定位装置的生产线的俯视图。
图6是说明本发明的工件定位装置的动作的侧视图。
图7是说明电极片的切割成型的图。
具体实施方式
实施方式
图1是说明锂离子二次电池的电池组的内部结构的图，图1的（A）是立体图，图1的（B）是图1的（A）的B-B剖视图。此外，对各部分进行了示意性的图示（日语：デフオルメ）。
为了容易理解本发明，首先说明锂离子二次电池的电池组。
锂离子二次电池的电池组200包括电池组外壳（日文：外装パツク）220和层叠有规定数量并被并联连接起来的单体电池（日语：単位電池）210。此外，虽然省略了图示，但是将该锂离子二次电池的电池组200层叠了规定数量并容纳在由铝等形成的盒体（壳体）内就成为锂离子二次电池封装体。
单体电池210包括隔膜211、正极212以及负极213。
隔膜211为电解质层。
正极212具有薄板状的正极集电体212a和正极层212b。正极层212b形成在正极集电体212a的两面。此外，配置在最外层的正极212只在正极集电体212a的单面形成正极层212b。各正极集电体212a集合在一起并并联连接起来。在图1的（B）中，各正极集电体212a在左侧集合在一起。该集合部分为正极集电部。
负极213具有薄板状的负极集电体213a和负极层213b。负极层213b形成在负极集电体213a的两面。此外，配置在最外层的负极213只在负极集电体213a的单面形成负极层213b。各负极集电体213a集合在一起并并联连接起来。在图1的（B）中，各负极集电体213a在右侧集合在一起。该集合部分为负极集电部。
电池组外壳220用于容纳被层叠的单体电池210。电池组外壳220的材料能够使用多种材料，例如用聚丙烯膜覆盖铝的高分子-金属复合层叠膜的片材。对于电池组外壳220，首先在容纳了层叠的单体电池210的状态下，以一个边开口的方式热熔接另三个边。然后，在注入了电解液之后，将剩余的一个边也热熔接起来。电池组外壳220包括用于将单体电池210的电力向外部引出的正极片222和负极片223。
正极片222的一端在电池组外壳220的内部与正极集电部相连接，另一端伸出到电池组外壳220外。
负极片223的一端在电池组外壳220的内部与负极集电部相连接，另一端伸出到电池组外壳220外。
图2是表示锂离子二次电池的电池组的外观的图，图2的（A）是俯视图，图2的（B）是侧视图。
在电池组200中，从电池组外壳220的一个边（在图2的（A）中是左边）露出正极片222和负极片223。而且，在电池组外壳220的热熔接部分的位于正极片222和负极片223的外侧（在图2的（A）中是位于正极片222的上侧和位于负极片223的下侧）的部位穿设有定位孔225。
图3是表示用于放置电池组的托板的图，图3的（A）是俯视图，图3的（B）是侧视图，图3的（C）是放大了定位销的附近的侧视图。
托板300呈大致四边形。托板300是树脂制的。在托板300的一个边（在图3的（A）中是左边）上设有两个定位销301。从图3的（C）中可以看出，该定位销301的顶端是尖的。定位销301的根部直径与电池组200的定位孔225的直径一致。因此，若定位销301插入到电池组200的定位孔225中，则能够使托板300与电池组200之间的相对位置不会发生错位地对电池组200进行定位。
另外，托板300上穿设有定位孔302。该定位孔302可供各个工序设备的定位销插入。由此，能够使托板300相对各个工序设备不会发生错位地对托板300进行定位。而且，在托板300的侧面形成有孔303。在图3的（A）中，形成有4个孔303。该4个孔303供机械臂的机爪插入，以能够移动托板300。
如上述那样，若定位销301插入到电池组200的定位孔225中，则能够使托板300与电池组200之间的相对位置不会发生错位地对电池组200进行定位。然而，电池组200的定位孔225是穿设在由高分子-金属复合层叠膜的片材形成的电池组外壳220上。这种电池组外壳220是柔软的，因而若施加不必要的过大的外力，则定位孔225可能会变大、或变形、或裂开。另外，在后续工序中向穿设在电池组外壳220的定位孔225插入从用于防止被层叠的各个电池组的电极片之间的短路的绝缘垫片突出的销。即、定位孔225还被用于绝缘垫片与电池组200之间的定位。因此必须防止定位孔225的变形等（参照JP-4379467-B2）。
本发明人经过反复认真研究，发现若在托板300相对于基准面平行移动自如的状态、例如使托板300浮起的状态下，使电池组200下降，使托板300的定位销301贯穿定位孔225，则电池组外壳220（定位孔225）就不会变大、变形、裂开，而且还不需要浪费生产节拍时间，就能够准确地定位工件（电池组200）与托板之间的相对位置。以下说明用于实现发明人的这种想法的具体结构。
图4是表示用于本发明的工件定位装置的一实施方式的底座的图，图4的（A）是俯视图，图4的（B）是纵剖视图。
以下，说明这种工件定位装置。
用于载置工件定位装置的托板300的底座100形成有空气供给通道101和空气喷射通道102。
空气供给通道101在侧面开口，供从空气供给设备输送来的空气流动。在图4中，形成有6条空气供给通道101。
空气喷射通道102与空气供给通道101相连接，空气喷射通道102在上表面100a开口。从空气供给通道101流过来的空气流过空气喷射通道102并向上方喷出。在图4中，在各个空气供给通道101上设有两个空气喷射通道102。此外，空气喷射通道102的直径比空气供给通道101的直径细。因此，在空气喷射通道102中流动的空气的流速比在空气供给通道101中流动的空气的流速快。
图5是使用本发明的工件定位装置的生产线的俯视图。此外，该生产线的右侧为上游、左侧为下游。
在上游工序中制造的电池组200在比机械臂110靠上游侧的生产线上流动并被机械臂110吸引保持（保持工序#101）。机械臂110沿移动轨迹旋转，将电池组200移送到左侧的生产线。在该左侧的生产线，托板300载置在底座100之上。
图6是说明本发明的工件定位装置的动作的侧视图。
机械臂110包括用于吸引保持电池组200的工件保持部111和用于上下移动工件保持部111的工件保持部上下移动机构112。
在机械臂110下降时，从底座100喷出空气。由此，托板300略微浮起而成为相对于基准面（底座100的上表面100a）平行移动自如的状态（托板移动自如工序#102）。然后，在托板300浮起的状态下，使机械臂110下降，将电池组200放置到托板300上。此时，托板300的定位销301贯穿电池组200的定位孔225（下降工序#103）。此时，托板300从底座100浮起，因而托板300对照着电池组200向电池组200的位置移动。因此，对于电池组外壳220（定位孔225）而言，岂止不会裂开，连变形都不会发生。
图7是说明电极片的切割成型的图，图7的（A）表示切割前，图7的（B-1）表示切割后的电极片的一个形状，图7的（B-2）表示切割后的电极片的另一个形状。
在图5的左侧的生产线，托板300利用用于吸引保持电池组200而使电池组200移动的机械臂110之外的机械臂进行移动。具体而言，该机械臂110之外的机械臂的机爪插入到托板300的孔303中，举起托板300，使托板300移动。于是，将托板300载置在各个工序设备的底座上。此时，利用定位孔302相对于各个工序设备进行定位。在该状态下，如图7的（B-1）和图7的（B-2）所示，电极片被切割成型为所期望的形状。此外，附图所示的切割后的电极片的形状只不过是例示，并不限于此。另外，在图7中只示出了两种形状，能根据电池封装体的规格切割成型为两种以上的形状。
而且，在再后续的工序中，将从绝缘垫片突出的销插入到电池组200的定位孔225中，固定绝缘垫片与电池组200之间的相对位置。
根据本实施方式，在利用从底座100喷射的空气使托板300浮起的状态下，放置工件（电池组200）。由于这样，因而在托板300的定位销301贯穿电池组200的定位孔225时，托板300对照着电池组200移动。因此，能够防止对电池组200施加不必要的力，电池组外壳220（定位孔225）岂止不会裂开，就连变形都不会发生。而且定位所需的时间较短，因而不会浪费生产节拍时间。
本发明并不限定于以上说明的实施方式，在其技术思想的范围内能够进行各种变形、变更，这些变形、变更也包括在本发明的保护范围内，这是显而易见的。
例如，在上述说明中，作为使托板300相对于基准面平行移动自如的托板移动自如机构，例示了通过从底座100喷射空气而使托板300从底座100浮起的机构，但是并不限于此。也可以利用磁力的推斥力而使托板300浮起。另外，还可以是底座100的上表面配置有轴承滚珠（日文：ベアリングボ一ル）的机构。而且，也可以在底座100的上表面形成油膜。另外，还可以是不使用底座而使用积存了水的水槽，使托板300浮在水中的机构。
另外，作为工件例示了电池组200，但是也可以是其他构件。
本申请以2010年6月17日向日本特许厅提出申请的特愿2010-138052为基础要求优先权，该基础申请的所有内容以参照方式引用到本说明书中。

Claims (4)

1.一种工件定位装置，其中，
该工件定位装置包括：
工件保持部（111），其用于保持工件（200）；
工件保持部上下移动机构（112），其用于上下移动上述工件保持部（111）；以及
托板移动自如机构（100），其用于使托板（300）相对于基准面平行移动自如，以使托板（300）对照着被上述工件保持部（111）保持并下降的工件（200）移动，使托板（300）的定位销（301）贯穿工件（200）的定位孔（225）。
2.根据权利要求1所述的工件定位装置，其中，
上述基准面为底座（100）的上表面（100a），
上述托板移动自如机构（100）是用于使上述托板（300）自上述底座（100）浮起的机构。
3.根据权利要求2所述的工件定位装置，其中，
上述托板移动自如机构（100）是从上述底座（100）的上表面（100a）的开口喷射空气而使上述托板（300）浮起的机构。
4.一种电池制造方法，其中，
该电池制造方法包括以下工序：
保持工序（#101），保持电池组（200）；
托板移动自如工序（#102），使托板（300）相对于基准面（100a）平行移动自如；以及
下降工序（#103），使电池组（200）下降，以使上述托板（300）对照着上述电池组（200）移动，使托板（300）的定位销（301）贯穿电池组（200）的定位孔（225）。
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