CN103594733B - 锂电芯的自动分选机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种锂电芯的自动分选机，包括控制单元以及与该控制单元电连接的进料机构、喷码扫描机构、测试机构、分选机构、出料机构以及输送槽，所述进料机构位于输送槽的首端，所述测试机构设输送槽上，所述喷码扫描机构设于输送槽的旁侧并处于进料机构与测试机构之间，所述出料机构与测试机构并排布置，所述分选机构架设在所述测试机构和出料机构的上方，所述分选机构将测试机构上完成测试的锂电芯对应吸起并放置在出料机构相应的收料槽上。本发明不仅能够全自动的进行扫描测试分选，提高了工作效率，而且能同时测试多个锂电芯，测试效率高，测试过程稳定可靠，且无需人工喷码，锂电芯分选的一致性也较高。

Description

锂电芯的自动分选机
技术领域
本发明涉及一种锂电芯的自动分选机，实现对锂电芯进行喷码、扫描、测试以及分选。
背景技术
锂电芯是目前国内主要实用电芯，被广泛运用在笔记本电脑、移动电源、电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、太阳能储能电源、风能储能电源、基站储能电源等领域。锂电芯在出厂前必须经过严格的电压内阻测试之后按照电池性能分类分档。
目前国内电芯分选主要采用内阻测试仪，分多个工序进行单粒电芯的人工测试分选方式。其缺陷主要表现在：1.测试分选效率低劳动强度大。2.分选准确率低，容易发生混放。3.投入内阻仪多，设备投入成本和产能的性价比偏低。
2012-07-04公开的，公开号为102527649A的中国发明提供了一种全自动电池扫描测试分选系统，它包括与系统PLC电连接且依次设置的测试扫描机构、导料槽、分选机构，所述测试扫描机构包括转盘，设置于转盘上的送料盒，位于转盘旋转方向两工位上的扫描装置、测试装置，所述分选机构包括移载装置和分选装置，移载装置包括位于导料槽末端的阻挡块，以及移载台，移载台位于阻挡块下方，所述分选装置包括复数个分料槽以及位于分料槽末端的收料盒，立于分料槽上方的横梁、以可移动方式设置于横梁上的机械手，使横梁沿分料槽纵向移动的横梁移动器，所述移载台以可移动的方式设置于导料槽末端与分料槽之间。该发明能够全自动的进行扫描测试分选，提高了工作效率，但仍存在不足，如：测试机构只能单颗测试，效率低，测试过程不够稳定可靠，分选槽数少，锂电芯分选的一致性不够，且无法进行喷码，需另行人工喷码，效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种锂电芯的自动分选机，不仅能够全自动的进行扫描测试分选，提高了工作效率，而且能同时测试多个锂电芯，测试效率高，测试过程稳定可靠，且无需人工喷码，锂电芯分选的一致性也较高。
本发明是这样实现的：一种锂电芯的自动分选机，其特征在于：包括控制单元以及与该控制单元电连接的进料机构、喷码扫描机构、测试机构、分选机构、出料机构以及输送槽，所述出料机构具有复数个收料槽，所述进料机构位于输送槽的首端，所述测试机构设输送槽上，所述喷码扫描机构设于输送槽的旁侧并处于进料机构与测试机构之间，所述出料机构与测试机构并排布置，所述分选机构架设在所述测试机构和出料机构的上方，所述分选机构将测试机构上完成测试的锂电芯对应吸起并放置在出料机构相应的收料槽上；所述测试机构包括一顶升装置和两探针测试装置，所述顶升装置可上下移动地设在输送槽的底部，且顶升装置顶部具有复数个测试槽，该测试槽穿设在输送槽的旁侧，所述两探针测试装置分别设于测试槽的两侧，且每个探针测试装置对应每个测试槽设置一探针，所述探针安装在一支架，该支架还连接一推进气缸。
进一步的，所述顶升装置包括一顶升气缸、一顶升块及两测试槽板，所述顶升块连接在顶升气缸上，所述两测试槽板竖直连接在顶升块上并自下而上穿设在所述输送槽的两侧，并保证两测试槽板之间的距离不大于锂电芯的长度，且两测试槽板上对应设有槽口，该两测试槽板上对应的槽口即形成所述测试槽。所述测试机构还包括两电芯上限板，该两电芯上限板设在测试槽两端的上方。
进一步的，所述输送槽包括成90度连接的窄型输送槽和主输送槽，所述进料机构设在窄型输送槽的首端，所述喷码扫描机构设在窄型输送槽的旁侧，所述主输送槽的末端连接测试机构，所述窄型输送槽的宽度与锂电芯的直径相匹配，所述主输送槽的宽度与锂电芯的长度相匹配，所述窄型输送槽和主输送槽的连接处设有一拨料转轮机构，该连接处位于喷码扫描机构和测试机构之间，所述拨料转轮机构包括依次连接的一花型转轮、一传动皮带轮及一电机，花型转轮上设有复数个电芯槽，电芯槽的一端正对着窄型输送槽的前进方向，花型转轮在旋转过程中会使任一电芯槽的开口正对着主输送槽的前进方向。
进一步的，所述进料机构进一步包括料仓、料斗转盘、料斗缓冲导向槽以及间隔竖直落料装置，所述料仓的宽度与锂电芯的长度相匹配，所述料斗转盘设在料仓底部的出口处并由电机带动旋转，该料斗转盘上设有复数个转料槽，且转料槽的槽口方向与料仓内的锂电芯放置方向相同，所述料斗缓冲导向槽衔接于料斗转盘并高于窄型输送槽且与窄型输送槽成90度夹角，所述间隔竖直落料装置设在料斗缓冲导向槽与窄型输送槽的衔接处。所述间隔竖直落料装置包括上阻挡块和下阻挡块，所述上阻挡块和下阻挡块分别由一气缸带动作往复水平靠近或远离所述料斗缓冲导向槽的动作，且上阻挡块和下阻挡块的运动方向相反。所述料斗缓冲导向槽包括槽体和两圆皮带，所述两圆皮带设在槽体的底板上并由电机带动。
进一步的，所述喷码扫描机构包括喷码枪、扫描枪以及光源，所述喷码枪和扫描枪按锂电芯前进方向的顺序设在窄型输送槽的旁侧，所述光源设在扫描枪和窄型输送槽的上方。
进一步的，所述分选机构包括两龙门架、一行走横梁、一机械臂、X轴驱动装置以及Y轴驱动装置，所述两龙门架架设在所述测试机构和出料机构的上方，所述X轴驱动装置设在一龙门架上，所述行走横梁横跨在所述两龙门架上并连接于所述X轴驱动装置，所述机械臂通过所述Y轴驱动装置连接在行走横梁上，且机械臂的运行范围为测试机构和出料机构的上方。
进一步的，所述机械臂为吸料装置，该吸料装置包括一座体、复数个常出型笔形气缸和一Z向驱动装置，复数个常出型笔形气缸竖向设在座体上，所述座体通过该Z向驱动装置连接于所述行走横梁横上，所述座体的底面设有开口朝下吸料槽，该吸料槽的数量与所述测试槽数量相同的，且每一吸料槽对应连接一常出型笔形气缸。所述X轴驱动装置和Y轴驱动装置均为丝杆传动机构，所述Z向驱动装置为气缸驱动机构。
进一步的，所述出料机构包括两翼形槽，所述两翼形槽上分别设有复数个并排布置的收料槽，各收料槽用吊隔板隔开。所述收料槽自内而外包括一水平段和一倾斜段，所述水平段的底面为宽型同步带，且该宽型同步带的宽度与锂电芯的长度相匹配。
进一步的，所述控制单元为PLC或单片机。
本发明具有如下优点：本发明不仅能够全自动的进行扫描测试分选，提高了工作效率，而且能同时测试多个锂电芯，测试效率高，测试过程稳定可靠，且无需人工喷码，锂电芯分选的一致性也较高。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明锂电芯的自动分选机的整体结构示意图。
图2和图3为本发明中的测试机构的结构示意图。
图4为本发明中的输送槽的整体结构示意图。
图5为本发明中的输送槽的整体结构示意图。
图6为本发明中的输送槽的整体结构示意图。
图7为本发明中的拨料转轮机构的结构示意图。
图8为本发明中的进料机构的结构示意图。
图8A为本发明中的进料机构的间隔竖直落料装置的结构示意图。
图9为本发明中的喷码扫描机构的结构示意图。
图10为本发明中的分选机构的结构示意图。
图11为本发明中的分选机构吸料装置的结构示意图。
图12为本发明中的出料机构的翼形槽体的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图12，本发明的锂电芯的自动分选机，包括控制单元（未图示）以及与该控制单元电连接的进料机构1、喷码扫描机构2、测试机构3、分选机构4、出料机构5以及输送槽6，所述进料机构1位于输送槽6的首端，所述测试机构3设输送槽6上，所述喷码扫描机构2设于输送槽4的旁侧并处于进料机构1与测试机构3之间，所述出料机构5与测试机构3并排布置，所述分选机构4架设在所述测试机构3和出料机构5的上方，所述分选机构4将测试机构3上完成测试的锂电芯20对应吸起并放置在出料机构5相应的收料槽52上。
如图1至图3所示，所述测试机构3包括一顶升装置31和两探针测试装置32，所述顶升装置31可上下移动地设在输送槽6的底部，且顶升装置31顶部具有复数个测试槽311，该测试槽311穿设在输送槽6的旁侧，所述两探针测试装置32分别设于测试槽311的两侧，且每个探针测试装置32对应每个测试槽311设置一探针321，所述探针321安装在一支架322，该支架322还连接一推进气缸323。这样，当锂电芯20到达测试槽311后，两推进气缸323在控制单元的控制下将两排探针321推进顶到锂电芯20的测试部位即可进行电阻测试。
所述顶升装置31包括一顶升气缸312、一顶升块313及两测试槽板314，所述顶升块313连接在顶升气缸312上，所述两测试槽板314竖直连接在顶升块313上并自下而上穿设在所述输送槽6的两侧，并保证两测试槽板314之间的距离不大于锂电芯20的长度L，且两测试槽板314上对应设有槽口，该两测试槽板314上对应的槽口即形成所述测试槽311。这样，当合适数量（通常与测试槽311的数量相同）的锂电芯20到达两测试槽板314之间的位置时，顶升气缸312将两测试槽板314向上顶出，使锂电芯20落于测试槽311内继续上升，以便探针321测试。所述测试机构3还包括两电芯上限板33，该两电芯上限板33设在测试槽311两端的上方，以便顶升气缸312在上升到达合适高度即便于探针321测试的高度位置时对锂电芯20限位。
如图1、图4至图7，所述输送槽6包括成90度连接的窄型输送槽61和主输送槽62，窄型输送槽61的底部设有窄型输送带，主输送槽62的底部设有宽型输送带，所述进料机构5设在窄型输送槽61的首端，所述喷码扫描机构2设在窄型输送槽61的旁侧，所述主输送槽62的末端连接测试机构3，所述窄型输送槽61的宽度与锂电芯20的直径相匹配，锂电芯20即可首尾相接地在窄型输送槽61内前进，即前进方向为锂电芯20的轴方向，这样不容易滚动，当锂电芯20经过喷码扫描机构2时更方便喷码和扫描；所述主输送槽62的宽度与锂电芯20的长度相匹配，这样，锂电芯20可并排地主输送槽62内前进，即前进方向为锂电芯20的直径方向；所述窄型输送槽61和主输送槽62的连接处设有一拨料转轮机构8，该连接处位于喷码扫描机构2和测试机构3之间，所述拨料转轮机构8包括依次连接的一花型转轮81、一传动皮带轮82及一电机83，花型转轮81上设有复数个电芯槽812，电芯槽812的一端正对着窄型输送槽61的前进方向，花型转轮81在旋转过程中会使任一电芯槽812的开口正对着主输送槽62的前进方向。拨料转轮机构8是为了将锂电芯20的前进方向进行改变，以适应主输送槽62的传送，具体原理是锂电芯20在窄型输送带的带动下一一插入最底部的电芯槽812，随花型转轮81旋转后到达主输送槽62的一侧，由于电芯槽812的开口正对着主输送槽62，便自然滚落在主输送槽62上，被宽型输送带带动前进，此时锂电芯20的前进方向发生了90度的改变。
如图1和图8所示，所述进料机构1进一步包括料仓11、料斗转盘12、料斗缓冲导向槽13以及间隔竖直落料装置14，所述料仓11的宽度d与锂电芯的长度L相匹配，所述料斗转盘12设在料仓11底部的出口处并由电机121带动旋转，该料斗转盘12上设有复数个转料槽122，且转料槽122的槽口方向与料仓11内的锂电芯20放置方向相同，所述料斗缓冲导向槽13衔接于料斗转盘12并高于窄型输送槽61且与窄型输送槽61成90度夹角，所述间隔竖直落料装置14设在料斗缓冲导向槽13与窄型输送槽61的衔接处。所述间隔竖直落料装置14包括上阻挡块141和下阻挡块142，所述上阻挡块141和下阻挡块142分别由一气缸143带动作往复水平靠近或远离所述料斗缓冲导向槽13的动作，且上阻挡块141和下阻挡块142的运动方向相反。所述料斗缓冲导向槽13包括槽体131和两圆皮带132，所述两圆皮带132设在槽体131的底板上并由电机133带动。当锂电芯20靠自重下降到料仓11底部的出口处时会自动一一嵌入转料槽122内，并经料斗转盘12旋转后拨到料斗缓冲导向槽13内，在两圆皮带132的带动下到达料斗缓冲导向槽13的末端下落，此时，间隔竖直落料装置14的上阻挡块141和下阻挡块142在的气缸143作用下，其中之一靠近料斗缓冲导向槽13而阻挡锂电芯20继续下落，而另一则远离料斗缓冲导向槽13而对事先阻挡的锂电芯20进行放行，其阻挡和放行的频率由所述控制单元控制并与喷码扫描机构2的动作频率相匹配。从而保证整个设备的运转流畅。
如图1、图9所示，所述喷码扫描机构2包括喷码枪21、扫描枪22以及光源23，所述喷码枪21和扫描枪22按锂电芯20前进方向的顺序设在窄型输送槽61的旁侧，所述光源23设在扫描枪21和窄型输送槽61的上方。当锂电芯20经过喷码枪21时，喷码枪21在所述控制单元控制下对锂电芯20进行喷码操作，之后经扫描枪21时，扫描枪21采用动态喷码和动态扫描原理对移动过程中的锂电芯20进行喷码，同时通过高速CCD和特殊的光源构成的扫描系统对喷完码的正在快速移动电芯的条码进行扫描和识别。
如图1、图10、图11所示，所述分选机构4包括两龙门架41、一行走横梁42、一机械臂43、X轴驱动装置44以及Y轴驱动装置45，所述两龙门架41架设在所述测试机构3和出料机构5的上方，所述X轴驱动装置44设在一龙门架41上，所述行走横梁42横跨在所述两龙门架41上并连接于所述X轴驱动装置44，所述机械臂43通过所述Y轴驱动装置45连接在行走横梁42上，且机械臂43的运行范围为测试机构3和出料机构5的上方。行走横梁42在X轴驱动装置44的带动下沿X轴方向移动，即在测试机构3和出料机构5之间来回移动，而机械臂43在Y轴驱动装置45的带动下可沿Y轴方向移动，即可在出料机构5的各收料槽上方移动。
所述机械臂43为吸料装置，该吸料装置包括一座体431、复数个常出型笔形气缸432和一Z向驱动装置433，复数个常出型笔形气缸432竖向设在座体431上，所述座体431通过该Z向驱动装置433连接于所述行走横梁横42上，所述座体431的底面设有开口朝下的吸料槽434，该吸料槽434的数量与所述测试槽311数量相同的，且每一吸料槽434对应连接一常出型笔形气缸432。所述X轴驱动装置44和Y轴驱动装置45均为丝杆传动机构，所述Z向驱动装置433为气缸驱动机构。这样，当测试槽311内的锂电芯20测试完毕，在控制单元的控制下，吸料装置即会被移到测试槽311的上方，并使吸料槽434与测试槽311一一对接，常出型笔形气缸432的活塞上移，吸料槽434产生真空吸，却可将测试槽311的锂电芯20吸起，然后吸料装置再会被移到出料机构的上方，并根据测试结果选择相应的收料槽后，对应的常出型笔形气缸432在控制单元的控制下活塞下移，相应的吸料槽434失云吸力而将锂电芯20置于对应的收料槽内，从而实现分选。
如图1和图12所示，所述出料机构5包括两翼形槽51，所述两翼形槽51上分别设有复数个并排布置的收料槽52，各收料槽52用吊隔板53隔开。所述收料槽52自内而外包括一水平段521和一倾斜段522，所述水平段521的底面为宽型同步带，且该宽型同步带的宽度与锂电芯20的长度相匹配，该宽型同步带由电机54带动运行。
所述控制单元为PLC或单片机。
本发明的工作原理：首先在料仓11上足料，启动设备，料斗转盘12拨动锂电芯20往料斗缓冲导向槽13滚动前进，圆皮带132带动锂电芯20从间隔竖直落料装置14竖直落下。锂电芯20顺着窄型输送槽到喷码扫描机构2，经喷码扫描后继续前进，到达拨料转轮机构8的位置，通过拨料转轮机构8将锂电芯20拨向主输送槽62上，顺着主输送带流向测试位。到位时，顶升气缸312将两测试槽板314向上顶出，使锂电芯20落于测试槽311内继续上升，到达电芯上限板33时，两侧探针321压住锂电芯20，开始测试。测试完成，两侧探针321缩回，吸料装置下降吸取锂电芯20，紧接着吸料槽434提起锂电芯20按分类所属的收料槽52，通过龙门架41和行走横梁42的带动下纵向或横向送到各分选槽位放料。通过收料槽52的同步带把电芯送到出料盒。
综上所述，本发明不仅能够全自动的进行扫描测试分选，提高了工作效率，而且能同时测试多个锂电芯，且无需人工喷码，测试效率高，且锂电芯分选的一致性也较高。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (13)

1.一种锂电芯的自动分选机，其特征在于：包括控制单元以及与该控制单元电连接的进料机构、喷码扫描机构、测试机构、分选机构、出料机构以及输送槽，所述出料机构具有复数个收料槽，所述进料机构位于输送槽的首端，所述测试机构设输送槽上，所述喷码扫描机构设于输送槽的旁侧并处于进料机构与测试机构之间，所述出料机构与测试机构并排布置，所述分选机构架设在所述测试机构和出料机构的上方，所述分选机构将测试机构上完成测试的锂电芯对应吸起并放置在出料机构相应的收料槽上；
所述测试机构包括一顶升装置和两探针测试装置，所述顶升装置可上下移动地设在输送槽的底部，且顶升装置顶部具有复数个测试槽，该测试槽穿设在输送槽的旁侧，所述两探针测试装置分别设于测试槽的两侧，且每个探针测试装置对应每个测试槽设置一探针，所述探针安装在一支架，该支架还连接一推进气缸；
所述顶升装置包括一顶升气缸、一顶升块及两测试槽板，所述顶升块连接在顶升气缸上，所述两测试槽板竖直连接在顶升块上并自下而上穿设在所述输送槽的两侧，并保证两测试槽板之间的距离不大于锂电芯的长度，两测试槽板上对应设有槽口，该两测试槽板上对应的槽口即形成所述测试槽。
2.根据权利要求1所述的锂电芯的自动分选机，其特征在于：所述测试机构还包括两电芯上限板，该两电芯上限板设在测试槽两端的上方。
3.根据权利要求1所述的锂电芯的自动分选机，其特征在于：所述输送槽包括成90度连接的窄型输送槽和主输送槽，所述进料机构设在窄型输送槽的首端，所述喷码扫描机构设在窄型输送槽的旁侧，所述主输送槽的末端连接测试机构，所述窄型输送槽的宽度与锂电芯的直径相匹配，所述主输送槽的宽度与锂电芯的长度相匹配，所述窄型输送槽和主输送槽的连接处设有一拨料转轮机构，该连接处位于喷码扫描机构和测试机构之间，所述拨料转轮机构包括依次连接的一花型转轮、一传动皮带轮及一电机，花型转轮上设有复数个电芯槽，电芯槽的一端正对着窄型输送槽的前进方向，花型转轮在旋转过程中会使任一电芯槽的开口正对着主输送槽的前进方向。
4.根据权利要求3所述的锂电芯的自动分选机，其特征在于：所述进料机构进一步包括料仓、料斗转盘、料斗缓冲导向槽以及间隔竖直落料装置，所述料仓的宽度与锂电芯的长度相匹配，所述料斗转盘设在料仓底部的出口处并由电机带动旋转，该料斗转盘上设有复数个转料槽，且转料槽的槽口方向与料仓内的锂电芯放置方向相同，所述料斗缓冲导向槽衔接于料斗转盘并高于窄型输送槽且与窄型输送槽成90度夹角，所述间隔竖直落料装置设在料斗缓冲导向槽与窄型输送槽的衔接处。
5.根据权利要求4所述的锂电芯的自动分选机，其特征在于：所述间隔竖直落料装置包括上阻挡块和下阻挡块，所述上阻挡块和下阻挡块分别由一气缸带动作往复水平靠近或远离所述料斗缓冲导向槽的动作，且上阻挡块和下阻挡块的运动方向相反。
6.根据权利要求4所述的锂电芯的自动分选机，其特征在于：所述料斗缓冲导向槽包括槽体和两圆皮带，所述两圆皮带设在槽体的底板上并由电机带动。
7.根据权利要求3所述的锂电芯的自动分选机，其特征在于：所述喷码扫描机构包括喷码枪、扫描枪以及光源，所述喷码枪和扫描枪按锂电芯前进方向的顺序设在窄型输送槽的旁侧，所述光源设在扫描枪和窄型输送槽的上方。
8.根据权利要求1所述的锂电芯的自动分选机，其特征在于：所述分选机构包括两龙门架、一行走横梁、一机械臂、X轴驱动装置以及Y轴驱动装置，所述两龙门架架设在所述测试机构和出料机构的上方，所述X轴驱动装置设在一龙门架上，所述行走横梁横跨在所述两龙门架上并连接于所述X轴驱动装置，所述机械臂通过所述Y轴驱动装置连接在行走横梁上，且机械臂的运行范围为测试机构和出料机构的上方。
9.根据权利要求8所述的锂电芯的自动分选机，其特征在于：所述机械臂为吸料装置，该吸料装置包括一座体、复数个常出型笔形气缸和一Z向驱动装置，复数个常出型笔形气缸竖向设在座体上，所述座体通过该Z向驱动装置连接于所述行走横梁横上，所述座体的底面设有开口朝下吸料槽，该吸料槽的数量与所述测试槽数量相同的，且每一吸料槽对应连接一常出型笔形气缸。
10.根据权利要求9所述的锂电芯的自动分选机，其特征在于：所述X轴驱动装置和Y轴驱动装置均为丝杆传动机构，所述Z向驱动装置为气缸驱动机构。
11.根据权利要求1所述的锂电芯的自动分选机，其特征在于：所述出料机构包括两翼形槽，所述两翼形槽上分别设有复数个并排布置的所述收料槽，各收料槽用吊隔板隔开。
12.根据权利要求11所述的锂电芯的自动分选机，其特征在于：所述收料槽自内而外包括一水平段和一倾斜段，所述水平段的底面为宽型同步带，且该宽型同步带的宽度与锂电芯的长度相匹配。
13.根据权利要求1所述的锂电芯的自动分选机，其特征在于：所述控制单元为PLC或单片机。
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