CN102956849A - 锂电池套壳机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种锂电池套壳机，包括机台、设置于所述机台上的电池套壳机构、对应设置于所述电池套壳机构两侧的电池芯上料机构和电池壳上料机构以及控制系统，所述电池套壳机构包括立式转盘、至少两个排布于立式转盘外沿处且两端开口的套装模、将电池芯上料机构供应的电池芯从套装模的第一端推入套装模内的电池芯推送组件、将电池壳上料机构供应的电池壳从套装模的第二端推入套装模内以与电池芯对应套合的电池壳推送组件以及用于驱动立式转盘转动的驱动组件，所述控制系统包括中央控制器和用于感应立式转盘位置以定位立式转盘的接近开关。本发明实施例的锂电池套壳机对位精准，套壳精度高，全面实现自动化。

Description

锂电池套壳机

技术领域

本发明涉及电池生产设备领域，尤其涉及一种锂电池套壳机。

背景技术

现有的锂电池套壳机多为手动或半机械化两类，其中，手动人工操作为传统的套壳方式，套壳精度不高，容易损坏电池芯及电池壳，且工作效率低；而半机械化装置虽在一定程度上实现自动套壳，但由于其自身定位系统的不足，套壳的运动轨迹无法控制，积累误差较大，致使套壳中心位置存在较大偏差，套壳精度不高，套壳作业中常常会造成电池芯及电池壳的损坏，导致套壳加工较为困难，效率低且报废率高，给套壳工作带来了很大的不便。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种锂电池套壳机，套壳精度高，且实现全自动运作。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种锂电池套壳机，包括机台、设置于所述机台上的电池套壳机构、对应设置于所述电池套壳机构两侧的电池芯上料机构和电池壳上料机构以及控制系统，所述电池套壳机构包括立式转盘、至少两个排布于立式转盘外沿处且两端开口的套装模、将电池芯上料机构供应的电池芯从套装模的第一端推入套装模内的电池芯推送组件、将电池壳上料机构供应的电池壳从套装模的第二端推入套装模内以与电池芯对应套合的电池壳推送组件以及用于驱动立式转盘转动的驱动组件，所述电池芯上料机构和电池芯推送组件位于立式转盘的一侧，电池壳上料机构和电池壳推送组件位于立式转盘另一侧，所述控制系统包括中央控制器和用于感应立式转盘位置以定位立式转盘的接近开关。

进一步地，所述套装模上开设有朝向电池壳上料机构一侧设置的电池壳导向槽、朝向电池芯上料机构一侧设置与电池壳导向槽贯通的电池芯导向槽；所述电池芯导向槽的端面设有引导和定位电池芯的弹片。

进一步地，所述驱动组件包括电机、与电机输出轴相连的减速器以及通过联轴器连接于减速器上的转轴，所述转轴借助于轴承座安装于机台上，所述立式转盘固定于转轴上，所述接近开关设置于轴承座上并靠近转盘。

进一步地，所述锂电池套壳机还包括用于锁定立式转盘的机械定位机构，所述机械定位机构包括开设于立式转盘侧边上的定位槽、固设于转盘侧边外部的锁紧气缸及固设于所述锁紧气缸活塞杆上的与所述定位槽相匹配的定位块。

进一步地，所述控制系统还包括触摸屏、安全光幕组件、以及设置于所述机台上用于拍摄套装模内电池芯及电池壳对准状态的摄像头。

进一步地，所述锂电池套壳机还包括设置于所述立式转盘侧面的卸料机构，所述卸料机构包括用于夹取套装模中的电池的卸料机械爪、驱动所述卸料机械爪直线往复运动的卸料位移组件以及设置于所述卸料位移组件下方的导带。

进一步地，所述电池芯推送组件包括电池芯夹具以及带动电池芯夹具相对于套装模直线往复运动的第一气缸，所述电池芯上料机构包括设于机台上用于容置电池芯的电池芯料槽以及将电池芯料槽的输出口处的电池芯推出以供电池芯夹具夹持的第二气缸。

进一步地，所述电池壳推送组件包括电池壳推板以及带动电池壳推板相对于套装模直线往复运动的第三气缸，所述电池壳上料机构包括设于机台上用于容置电池壳的电池壳料槽以及将电池壳料槽的输出口处的电池壳推出至电池壳推板处的第四气缸。

进一步地，所述机台包括基板，所述立式转盘设于基板下方，基板上开设有供立式转盘上的套装模伸出的通槽，所述电池芯上料机构、电池壳上料机构以及电池壳推送组件设置于基板上表面，而所述电池芯推送组件的第一气缸设于基板下方，且基板上还设有供电池芯夹具滑动的第一滑槽以及供电池壳推板滑动的第二滑槽。

进一步地，所述锂电池套壳机还包括罩设于所述机台上的机罩，所述触摸屏设置于机罩外表面。

本发明实施例的有益效果是：采用减速器实现立式转盘的平稳转动，并通过按近开关及机械定位机构精确控制立式转盘的停转，同时通过摄像头监测套壳作业中电池芯与电池壳的对准状态，使套壳作业更精确，品质更高，有效克服电池芯及电池壳套壳过程中的定位不准的技术问题，进而避免套壳过程中电池芯及电池壳的损坏；通过于立式转盘外沿设置多个可交替工作的套装模，并于立式转盘两侧分别对应设置电池芯推送组件及电池壳推送组件，同时采用电池芯上料机构、电池壳上料机构及卸料机构实现电池芯及电池壳的自动供卸料，有效实现锂电池套壳机的全面自动化运作，提高作业效率。

附图说明

图1是本发明实施例的锂电池套壳机的立体图。

图2是本发明实施例的锂电池套壳机去除机罩后的立体图。

图3是本发明实施例的锂电池套壳机去除机罩后的主视面结构示意图。

图4是本发明实施例的锂电池套壳机去除机罩后的左视面结构示意图。

图5是本发明实施例的锂电池套壳机去除机罩后的俯视面结构示意图。

图6是本发明实施例的锂电池套壳机去除机罩后的截面结构示意图。

图7是本发明实施例的锂电池套壳机去除机罩及机架后的立体图。

图8是本发明实施例的锂电池套壳机去除机罩及机架后的另一视角的立体图。

图9是本发明实施例的立式转盘的立体图。

图10是本发明实施例的套装模的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1~图8所示，本发明实施例提供一种锂电池套壳机，包括机台10、设置于所述机台10上的电池套壳机构20、对应设置于所述电池套壳机构20两侧的电池芯上料机构30及电池壳上料机构40，以及控制所述锂电池套壳机整体运作的控制系统。

所述电池套壳机构20用于完成电池芯及电池壳的套壳工作，其包括立式转盘21、至少两个排布于所述立式转盘21外沿的套装模22、将电池芯上料机构30供应的电池芯从套装模22的第一端推入套装模22内的电池芯推送组件23、将电池壳上料机构40供应的电池壳从套装模22的第二端推入套装模22内以与电池芯对应套合的电池壳推送组件24，以及用于驱动所述立式转盘21转动的驱动组件25。

请参考图6，所述驱动组件25包括依次传动连接的电机251、减速器252及转轴253。所述电机251为所述立式转盘21的动力源，用于驱动所述立式转盘21的转动。所述减速器252与所述电机251的输出轴相连，用以控制所述立式转盘21更平稳的转动或停止。所述转轴253用于固定安装所述立式转盘21并带动所述立式转盘21转动，其通过一联轴器254连接于所述减速器252上，并借助于轴承座255安装于所述机台10上。本发明实施例中，所述轴承座255设置为分别位于所述立式转盘21两侧的两个。当然，在所述轴承座255具有足够的承载力的情况下，也可仅设置为位于所述立式转盘21任意一侧的一个。

所述立式转盘21通过所述转轴253可旋转的垂直设置于所述机台10上，其用于带动所述套装模22转动，以实现工位的转换。

所述套装模22用于与所述电池芯推送组件23及电池壳推送组件24配合完成电池芯及电池壳的电池套装作业。请参考图6、图9、图10，所述套装模22上开设有朝向电池壳上料机构40一侧设置的电池壳导向槽221，以及朝向电池芯上料机构30一侧设置与电池壳导向槽221贯通的电池芯导向槽222，所述电池芯导向槽222的端面设有引导和定位电池芯的弹片223。

本发明实施例中，所述电池芯导向槽222及电池壳导向槽221的槽体中心线位于同一水平线上，即当电池芯进入电池芯导向槽222且电池壳进入电池壳导向槽221并相向行进时，所述电池芯及电池壳的中心线始终保持在同一水平线上。由于电池壳的外轮廓较电池芯的外轮廓大，故电池壳导向槽221与电池芯导向槽222接触端刚好形成电池壳的限位台阶，进而限定电池芯进入电池壳内部的具体位置。

所述弹片223设置于所述电池芯导向槽222两相对内壁上，当电池芯在所述电池芯推送组件23的驱动下进入所述电池芯导向槽222内时，所述弹片223沿电池芯进入的方向逐渐将电池芯夹紧，使电池芯在套入电池壳内时定位准确进而使其不与电池壳的内壁相接触，有效避免电池芯在套装时被套破或损坏的情况发生。

本发明实施例中，所述套装模22可为两侧分别开设有相贯通的电池壳导向槽221及电池芯导向槽222的一体式构件，或者为由分别开设有电池壳导向槽221及电池芯导向槽222的两独立构件固接形成。

请参考图9，为实现所述锂电池套壳机的多工位转换，所述立式转盘21的外沿至少设置有两个所述套装模22，而作为一种优选的实施方式，本发明实施例中，所述套装模22具体设置数量为4个，且以所述立式转盘21轴心为圆心环形阵列排布，其中，每个所述套装模22即构成所述电池套壳机构20在套壳作业中的一个工位，并通过所述立式转盘21的转动实现多工位的循环自动套壳作业。

本发明实施例中，所述套装模22与所述立式转盘21设置为分体式，并通过螺接等连接方式实现二者的固接，作为一种实施方式，所述套装模22与所述立式转盘21也可设置为一体式。

请参考图5至图7，所述电池芯推送组件23及电池芯上料机构30对应设于所述套装模22的设有所述电池芯导向槽222的一侧。所述电池芯推送组件23包括电池芯夹具231以及带动所述电池芯夹具231相对于所述套装模22直线往复运动的第一气缸232。所述电池芯上料机构30包括固设于所述机台10上用于容置电池芯的电池芯料槽31以及将所述电池芯料槽31的输出口处的电池芯推出以供所述电池芯夹具231夹持的第二气缸32。

所述电池壳推送组件24及电池壳上料机构40对应设于所述套装模22的设有所述电池壳导向槽221的一侧。所述电池壳推送组件24包括电池壳推板241以及带动所述电池壳推板241相对于所述套装模22直线往复运动的第三气缸242，所述电池壳上料机构40包括设于所述机台10上用于容置电池壳的电池壳料槽41以及将所述电池壳料槽41的输出口处的电池壳推出至所述电池壳推板241处的第四气缸42。

请参考图2至图8，本发明实施例中，所述机台10具体包括基板11及用于固定支撑所述基板11的机架12。

所述立式转盘21设于所述基板11下方，所述基板11上对应开设有供所述立式转盘21上的套装模22伸出的通槽111，所述电池芯上料机构30、电池壳上料机构40以及电池壳推送组件24设置于基板11上表面，而所述电池芯推送组件23的第一气缸232设于基板11下方，且所述基板11上还设有供电池芯夹具231滑动的第一滑槽112以及供电池壳推板241滑动的第二滑槽113。

所述控制系统包括中央控制器及分别与所述中央控制器相连的接近开关51、触摸屏52、安全光幕组件53以及摄像头。

所述接近开关51用于感应所述立式转盘21位置以精准定位所述立式转盘21进而实现多工位的精确转换。本发明实施例中，所述接近开关51固设于所述轴承座255的靠所述套装模22的一侧端。

请参考图1，为确保作业安全，同时对所述锂电池套壳机形成较好的防护，所述机台10上还设置有一完全将所述电池芯上料机构30、电池壳上料机构40及电池套装机构20罩设于内的机罩13。

所述触摸屏52设置于所述机罩13上，其一方面可作为显示屏用于显示工作参数、操作数据等相关信息，另一方面可作为操控终端实现对所述控制系统的操控。

所述安全光幕组件53同样设置于所述机罩13上，其用于检测预警工作范围内的工作人员的流动信息以保证套壳作业时工作人员的作业安全。具体的，所述中央控制器预设有限定的安全工作距离，所述安全光幕14根据中央控制器的设定于限定的安全范围内形成红外线光幕警戒屏障，当有人员进入或持续处于该限定光幕屏障区域内时，所述中央控制器控制设备暂停运作，直至人员离开光幕警戒区域后，所述中央控制器方才重新正常启动设备，从而达到保护操作人员作业安全的目的。

所述摄像头（图中未示出）用于拍摄套装模22内电池芯及电池壳对准状态，以更进一步确保电池芯及电池壳套装作业过程中定位的精准度。本发明实施例中，所述摄像头根据所述中央控制器预设的图像提取频率实时提取图像信息，并将提取到的图像信息传输给中央控制器，由中央控制器与预设图像信息进行校正对比，当发现提取到的图像信息与预设的图像信息存在偏离时，即控制各部件进行适当微调，直至定位精确。

同时，为避免所述电池套壳机构20在进行套壳作业时，因所述立式转盘21的转动而导致所述套装模22发生位移，所述锂电池套壳机还设置有用于锁定所述立式转盘21的机械定位机构。请参考图4、图8及图9，所述机械定位机构包括开设于所述立式转盘21侧边上的定位槽61、固设于所述立式转盘21侧边外部的锁紧气缸62及固设于所述锁紧气缸62活塞杆上的与所述定位槽61相匹配的定位块63。当所述立式转盘21到达预定套壳工位并停止时，所述锁紧气缸62驱动所述定位块63进入所述定位槽61内，以卡住所述立式转盘21，防止其转动；当所述电池套壳机构20需进行下一套壳工位的套壳作业时，所述锁紧气缸62带动所述定位块63离开所述定位槽61，以使所述立式转盘21可在所述电机251的驱动下转动。

如图3、图5、图7、图8所示，所述锂电池套壳机还包括设置于所述立式转盘21侧面的卸料机构70，以实现所述锂电池套壳机的自动卸料作业。所述卸料机构70对应设置于所述电池套壳机构20的完工位以对套装完成的电池进行回收，其包括用于夹取套装模22中的电池的卸料机械爪71、驱动所述卸料机械爪71直线往复运动的卸料位移组件72以及设置于所述卸料位移组件72下方的导带73。

所述卸料机械爪71用于将已套壳完成的电池夹持分离于所述套装模22并输送至所述导带73上，可以理解的，本发明实施例中所述的卸料机械爪71可为现有的任意一种可夹取物件的机械手。为确保所述卸料机械爪71在卸料操作时不对已套壳完成的电池造成损坏，所述卸料机械爪71的夹持部位还设置有硅胶。所述卸料位移组件72用于驱动所述卸料机械爪71运作，其优选设置为气缸。所述导带73则用于将所述卸料机械爪71卸下的电池引入后续的储料装置或作业流水线上。

具体工作时，于所述电池芯料槽31及电池壳料槽41内分别装入待套装的电池芯及电池壳，工作人员通过所述触摸屏52启动控制系统的工作指令并离开限定安全范围，所述锂电池套壳机进入工作状态；所述电池芯上料机构30的第二气缸32将电池芯推出所述电池芯料槽31，所述第电池芯夹具231夹持住电池芯并在所述第一气缸232的驱动下朝向所述套装模22行进；与此同时，所述电池壳上料机构40的第四气缸42将电池壳推出所述电池壳料槽41，所述电池壳推板241在所述第三气缸242的驱动下朝向所述套装模22行进；待套装的电池芯及电池壳分别在所述电池芯推送组件23及电池壳推送组件24运作下相向靠拢，并进入所述电池套壳机构20的套装模22内直至最终完成电池芯及电池壳的套装作业形成套装完成的电池；待其中一个套壳工位上的电池套装完成后，所述立式转盘21在所述电机251的驱动下转动至下一个套壳工作并继续完成后续电池芯及电池壳的套壳作业，而此时，已套壳完成的电池转动至所述卸料机构70处，所述卸料机械爪71在所述卸料位移组件72的驱动下夹取已套壳完成的电池，并将其放置于所述导带73上，进而完成电池的收料作业。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (10)

1. 一种锂电池套壳机，包括机台、设置于所述机台上的电池套壳机构、对应设置于所述电池套壳机构两侧的电池芯上料机构和电池壳上料机构以及控制系统，其特征在于，所述电池套壳机构包括立式转盘、至少两个排布于立式转盘外沿处且两端开口的套装模、将电池芯上料机构供应的电池芯从套装模的第一端推入套装模内的电池芯推送组件、将电池壳上料机构供应的电池壳从套装模的第二端推入套装模内以与电池芯对应套合的电池壳推送组件以及用于驱动立式转盘转动的驱动组件，所述电池芯上料机构和电池芯推送组件位于立式转盘的一侧，电池壳上料机构和电池壳推送组件位于立式转盘另一侧，所述控制系统包括中央控制器和用于感应立式转盘位置以定位立式转盘的接近开关。

2. 如权利要求1所述的锂电池套壳机，其特征在于，所述套装模上开设有朝向电池壳上料机构一侧设置的电池壳导向槽、朝向电池芯上料机构一侧设置与电池壳导向槽贯通的电池芯导向槽；所述电池芯导向槽的端面设有引导和定位电池芯的弹片。

3. 如权利要求1所述的锂电池套壳机，其特征在于，所述驱动组件包括电机、与电机输出轴相连的减速器以及通过联轴器连接于减速器上的转轴，所述转轴借助于轴承座安装于机台上，所述立式转盘固定于转轴上，所述接近开关设置于轴承座上并靠近转盘。

4. 如权利要求1所述的锂电池套壳机，其特征在于，所述锂电池套壳机还包括用于锁定立式转盘的机械定位机构，所述机械定位机构包括开设于立式转盘侧边上的定位槽、固设于转盘侧边外部的锁紧气缸及固设于所述锁紧气缸活塞杆上的与所述定位槽相匹配的定位块。

5. 如权利要求1所述的锂电池套壳机，其特征在于，所述控制系统还包括触摸屏、安全光幕组件、以及设置于所述机台上用于拍摄套装模内电池芯及电池壳对准状态的摄像头。

6. 如权利要求1所述的锂电池套壳机，其特征在于，所述锂电池套壳机还包括设置于所述立式转盘侧面的卸料机构，所述卸料机构包括用于夹取套装模中的电池的卸料机械爪、驱动所述卸料机械爪直线往复运动的卸料位移组件以及设置于所述卸料位移组件下方的导带。

7. 如权利要求1所述的锂电池套壳机，其特征在于，所述电池芯推送组件包括电池芯夹具以及带动电池芯夹具相对于套装模直线往复运动的第一气缸，所述电池芯上料机构包括设于机台上用于容置电池芯的电池芯料槽以及将电池芯料槽的输出口处的电池芯推出以供电池芯夹具夹持的第二气缸。

8. 如权利要求7所述的锂电池套壳机，其特征在于，所述电池壳推送组件包括电池壳推板以及带动电池壳推板相对于套装模直线往复运动的第三气缸，所述电池壳上料机构包括设于机台上用于容置电池壳的电池壳料槽以及将电池壳料槽的输出口处的电池壳推出至电池壳推板处的第四气缸。

9. 如权利要求8所述的锂电池套壳机，其特征在于，所述机台包括基板，所述立式转盘设于基板下方，基板上开设有供立式转盘上的套装模伸出的通槽，所述电池芯上料机构、电池壳上料机构以及电池壳推送组件设置于基板上表面，而所述电池芯推送组件的第一气缸设于基板下方，且基板上还设有供电池芯夹具滑动的第一滑槽以及供电池壳推板滑动的第二滑槽。

10. 如权利要求5所述的锂电池套壳机，其特征在于，所述锂电池套壳机还包括罩设于所述机台上的机罩，所述触摸屏设置于机罩外表面。

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