CN104409764B - 一种蓄电池极群装夹设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种蓄电池极群装夹设备，包括工作台，所述工作台上设置有传动机构、以及夹料入槽机构和整理夹紧机构，所述整理夹紧机构，包括第一机架，所述第一机架的上端安装有极群整理组件，所述第一机架在所述极群整理组件下方设置有极群夹紧组件，所述极群整理组件包括固定安装在所述机架上的整理架、设置在所述整理架下端且与所述整理架转动连接的整理块、驱动所述整理架上下运动的第一气缸、驱动所述整理块相对于所述整理架摆动的导杆、以及驱动所述导杆运动的第二气缸。极群从包膜机输出后，可直接通过夹料入槽机构夹持并送入夹具相应的槽内，然后通过整理夹紧机构进行整理并夹紧，最后通过传动机构输送到下一个铸焊工序自动化程度较高。

Description

一种蓄电池极群装夹设备

技术领域

本发明涉及一种蓄电池生产设备，尤其是一种蓄电池极群装夹设备。

背景技术

蓄电池生产过程中，需要将包片叠板后的极群整装入夹具上相应的槽内，夹紧后再送到下一步工序进行铸焊，传统的作业方式容易导致所包极群产生隔膜或极板左右串位、高度不齐，极群被平台上堆积的粉尘所污染等质量问题，不仅影响了工效，并关系到电池内部极板虚焊和短路这两个重要的质量不合格项的发生。

目前部分蓄电池生产企业采用机械装置对极群进行装夹，这类装置的工作原理一般为：由驱动装置带动夹紧臂从极群出口夹取极群，然后再传送到夹具上进行整装。这类装置实现了对极群的机械化输送，但是输送的位置并不准确，不能将极群准确的送入夹具中，影响生产效率，产品不良率也较高。此外，这类装置并不能实现极群的自动整理和夹紧，自动化程度不高。

中国发明专利ZL201310251144.X公开了一种蓄电池包片入槽机，包括送料装置、送膜装置、铸焊夹具以及驱动铸焊夹具横向移动的滑动座，送膜装置包括撑膜板、设置在撑膜板上方切膜组件以及可横移的取膜件，撑膜板上设有包膜口，包膜口上方设有夹料架并且夹料架上设有避让取膜件横移的避让槽，包膜口的正下方设置铸焊夹具，送料装置包括可将极群转移到夹料架的夹料臂和将夹料架中的极群沿着包膜口推入铸焊夹具的推杆。该蓄电池包片入槽机在一定程度上提高了蓄电池生产的自动化，但是该蓄电池包片入槽是将极群推入夹具实现极群入槽功能的，在这个过程在可能导致极群与入槽机之间产生摩擦，影响蓄电池的性能；同时，该蓄电池包片入槽机没有将极群夹紧的功能，需要通过人工按压夹具上的压紧杆来实现极群的夹紧，效率较低，自动化程度仍然不高；此外，该蓄电池包片入槽机虽然设置有整形装置，但该整形装置为刚性连接，也可能损坏极群，仍有进一步改进的空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动化程度较高、不易损伤极群的蓄电池极群装夹设备。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种蓄电池极群装夹设备，包括用于放置夹具的工作台，所述工作台上设置有传动机构、以及沿着所述传动机构的传动方向依次排列的夹料入槽机构和整理夹紧机构，所述整理夹紧机构，包括安装在所述工作台上的第一机架，所述第一机架的上端安装有极群整理组件，所述第一机架在所述极群整理组件下方设置有极群夹紧组件，所述极群整理组件包括固定安装在所述机架上的整理架、设置在所述整理架下端且与所述整理架转动连接的整理块、驱动所述整理架上下运动的第一气缸、驱动所述整理块相对于所述整理架摆动的导杆、以及驱动所述导杆运动的第二气缸，所述第二气缸固定安装在所述整理架上。

通过采用上述技术方案，极群从包膜机输出后，可直接通过夹料入槽机构夹持并送入夹具相应的槽内，然后通过整理夹紧机构进行整理并夹紧，最后通过传动机构输送到下一个铸焊工序，整个过程无需人工干预，自动化程度较高。同时由于极群整理组件的整理块与整理架是转动连接，这样整理块通过在导杆的驱动下在整理架上摆动实现对极群的整理，具有较好的柔性，不易损伤极群。

作为本发明的一种改进，所述夹料入槽机构包括第二机架，所述第二机架顶部具有水平设置的导轨，所述导轨上安装有可在所述导轨上滑动的夹料臂，所述夹料臂竖直设置，包括用于夹紧极群的机械手、用于驱动所述机械手夹紧或松开的手指气缸、用于驱动所述机械手在水平面内转动的回转气缸、用于驱动所述机械手上下移动的入槽气缸、与所述导轨滑动连接的滑动座以及用于驱动所述滑动座在所述导轨上滑动的滑动气缸，所述入槽气缸固定安装在所述滑动座上，且所述入槽气缸的推杆与所述回转气缸的缸体转动连接，所述手指气缸与所述回转气缸的旋转体固定连接。通过夹料臂将极群夹起后再从上往下放入夹具，输送位置准确，且可以有效减少极群与夹具之间的摩擦，确保蓄电池产品的质量。

作为本发明的一种改进，所述工作台在所述第二机架下方设置有用于限定夹具位置的定位块，以及可驱动所述定位块上下运动的定位气缸。通过上述改进，使得夹具的位置不容易偏离，进一步提高夹料臂输送的准确性，当然，夹料臂输送位置越准确，极群与夹具摩擦的可能性越小。

作为本发明的一种改进，所述第二机架上还安装有二次入槽组件，所述二次入槽组件包括用于将极群压入夹具的压料板、驱动所述压料板在水平方向上移动的移动气缸以及驱动所述压料板上下移动的压料气缸。通过上述改进，避免发生夹料臂在复位的过程中极群被带起而导致极群没有完全进入夹具的现象。

作为本发明的一种改进，所述极群夹紧组件有两组，当夹具放置在所述极群整理组件的下方后，两组所述极群夹紧组件分别位于该夹具的两侧，所述极群夹紧组件包括用于推动夹具上的压紧杆的压轮以及用于驱动压轮运动的第三气缸，所述第三气缸的推杆与所述压轮之间连接有连接板，所述连接板与所述第三气缸的推杆和所述压轮形成曲柄滑块结构。通过上述改进，可将第三气缸的推杆的直线运动转化为压轮的旋转运动，这样不需要改造现有的夹具，即可实现对极群的夹紧动作。

作为本发明的一种改进，所述整理块呈长条状，其下部具有用于整理极群的卡爪，上部设置有凸块，所述整理架上设置有水平放置的转轴，所述凸块安装在所述转轴上并可以所述转轴为中心转动，所述凸块上还安装有导向轮，所述导向轮靠在所述导杆的引导面上。通过上述改进，可以有效提高整理的效率。

作为本发明的一种改进，所述整理块有两个，每个所述整理块有两个所述卡爪，同一个所述整理块上的两个卡爪之间穿插有另一个所述整理块的所述卡爪。通过上述改进，极群整理组件的一次动作可以同时对正负极的极板进行整理，提高整理的效率。

作为本发明的一种改进，所述传动机构包括设置在所述工作台上的传动链条以及驱动所述传动链条转动的步进电机。通过上述改进，使得传动机构能够传送工作台上的夹紧，结构简单、使用方便。

附图说明

图1为本发明蓄电池极群装夹设备的结构示意图；

图2为本发明蓄电池极群装夹设备的传动机构的结构示意图；

图3为本发明实施例中使用的夹具的结构示意图；

图4为本发明蓄电池极群装夹设备的夹料入槽机构的结构示意图；

图5为本发明蓄电池极群装夹设备的夹料入槽机构的主视图；

图6为本发明蓄电池极群装夹设备的整理夹紧机构的结构示意图，图中省略了部分零件；

图7为本发明蓄电池极群装夹设备的整理夹紧机构的主视图，图中省略了部分零件；

图8为本发明蓄电池极群装夹设备的整理夹紧机构整理块位置的结构示意图；

图9为本发明蓄电池极群装夹设备的整理夹紧机构另一角度的结构示意图，图中省略了部分零件。

图中对应标示如下：

100-工作台； 110-夹具；

111-极群槽； 112-压紧杆；

200-传动机构； 201-传动链条；

202-步进电机； 300-极群夹料入槽机构；

301-第二机架； 302-导轨；

303-定位块； 304-定位气缸；

310-夹料臂； 311-机械手；

312-手指气缸； 313-回转气缸；

314-入槽气缸； 315-滑动座；

316-滑动气缸； 320-二次入槽组件；

321-压料板； 322-移动气缸；

323-压料气缸； 340-导向组件；

341-导向轮； 400-极群整理夹紧机构；

401-第一机架； 402-料台；

410-极群整理组件； 411-整理架；

412-整理块； 412a-卡爪；

412b-凸块； 413-第一气缸；

414-导杆； 415-第二气缸；

416-转轴； 417-导向轮；

420-极群夹紧组件； 421-第三气缸；

422-连接板； 423-压轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

如图1所示，本实施例提供的蓄电池极群装夹设备，包括用于放置夹具的工作台100，工作台100可以是常规的工作台，其上设置有传动机构200、以及沿着传动机构200的传动方向依次排列的夹料入槽机构300和整理夹紧机构400，即夹料入槽机构300和整理夹紧机构400设置在传动机构200的传输路径上。

如图1和图2所示，传动机构200包括设置在工作台100上的传动链条201以及驱动传动链条201转动的步进电机202，步进电机202固定安装在工作台100的支脚上，传动链条201的传动距离可以根据实际需要设置。在本实施例中，传送链条201有两条，两条传送链条201之间平行放置，且两者之间的距离小于所使用的夹具的宽度。两条传动链条201通过同一个步进电机202驱动。

如图3所示，本实施例所使用的夹具110是蓄电池生产中常用的铸焊夹具，该夹具110呈方形，具有多个用于放置极群的极群槽111以及两个用于压紧极群的压紧杆112，两压紧杆112位于该夹具110的方形对角线两端。手工生产时，只需将两个压紧杆112相向压紧，即可实现对极群的压紧。由于该夹具110为本领域技术人员所熟知的现有夹具，此处不再对其结构进行详细说明。

如图4和图5所示，极群夹料入槽机构300，包括第二机架301，第二机架301顶部具有水平设置的导轨302，导轨302上安装有可在导轨302上滑动的夹料臂310和二次入槽组件320，需要说明的是，入槽组件320的作用是确保极群可以完全进入夹具110，并非本发明必要的组件。

夹料臂310竖直设置，包括用于夹紧极群的机械手311、用于驱动机械手311夹紧或松开的手指气缸312、用于驱动机械手311在水平面内转动的回转气缸313、用于驱动机械手311上下移动的入槽气缸314、与导轨302滑动连接的滑动座315以及用于驱动滑动座315在导轨302上滑动的滑动气缸316。在本实施例中，机械手311包括两个相对设置的卡爪，该卡爪即相当于机械手的手指，手指气缸312可以驱动两个卡爪相互靠近或分开，实现夹紧或松开的功能，回转气缸313可以驱动机械手311在水平面内按预定角度进行旋转，具体需要旋转的角度可以根据实际需要设定。机械手311、手指气缸312、回转气缸313都是现有技术中常见的气缸类型，此处不再详述。

入槽气缸314固定安装在滑动座315上，能够与滑动座315一起在导轨302上滑动，且入槽气缸314的推杆与回转气缸313的缸体转动连接，具体的连接方式为，回转气缸313的缸体以入槽气缸314的推杆为旋转轴转动，入槽气缸314的推杆不需要转动，同时，入槽气缸314的推杆仍然可以带动回转气缸313上下移动。为了确保回转气缸上下移动的稳定性，最好设置一个供回转气缸313上下滑动的滑槽。

手指气缸312与回转气缸313的旋转体固定连接，机械手311安装在手指气缸312上，这样，机械手311在手指气缸的驱动下夹紧或松开极群，同时可以在回转气缸313的旋转体带动下进行旋转运动，还可以在入槽气缸314的驱动下与回转气缸313一起上下移动，实现对极群的装夹和输送。

在本实施例中，工作台100在第二机架301下方设置有用于限定夹具位置的定位块303，以及可驱动定位块303上下运动的定位气缸304。通过设置定位块303使得夹具110的位置不容易偏离，进一步提高夹料臂310输送的准确性，夹料臂310输送位置越准确，极群与夹具110摩擦的可能性越小。

由于机械手311是通过将卡爪夹紧在极群的两个侧壁上来实现装置和输送的，当机械手311将极群放入夹具110的极群槽111内松开机械手311的卡爪时，极群可能贴合在机械手311的卡爪上没有掉落，导致极群没有完全入槽，因此本实施例中还在第二机架301上安装了二次入槽组件320，二次入槽组件320包括用于将极群压入夹具110的压料板321、驱动压料板321在水平方向上移动的移动气缸322以及驱动压料板321上下移动的压料气缸323。这样可以避免发生夹料臂310在复位的过程中极群被带起而导致极群没有完全进入夹具的现象。

进一步，为了使得极群入槽位置更加准确，本实施例的机架301上还安装有导向组件340，导向组件340包括两个或两个以上的偶数个导向轮341，在本实施例中，导向轮341有四个，每两个导向轮341组成一对，且同一对导向轮中的两个导向轮341按预定间距设置，该预定间距可以等于或略大于极群的厚度尺寸，这样导向轮341在起到引导作用的同时可以对极群进行整理，使其平整。导向组件340设置在夹具110的极群槽上方，且同一对引导轮的两个导向轮341沿相应极群槽的宽度方向排列。

使用前，需要人工或采用整理机构将极群竖直放置，然后将夹具110放置在传动链条201上，当夹具110在传动链条201的带动下移动到导轨302下方时，传动链条201停止传送动作，同时蓄电池极群夹料入槽机构300开始工作，定位块303在定位气缸304的作用下从下往上移动，固定住夹具330的位置，同时夹料臂310滑动到极群上方，入槽气缸314驱动机械手311下降到预定位置，手指气缸312驱动机械手311夹紧极群，之后入槽气缸驱动机械手311上升至预定位置，夹料臂310滑动到夹具110的上方，同时回转气缸313带动机械手311旋转，将机械手311调整到预定位置，然后入槽气缸314驱动机械手311往下移动，将极群通过导向组件340送入夹具110的极群槽111内并松开极群；接着压料板321在移动气缸322的驱动下移动到被放入槽内的极群上方，压料气缸322驱动压料板321向下运动将极群完全压入夹具110的极群槽111内，完成极群夹料入槽机构；最后夹料臂310、二次入槽组件320和定位块303进行复位动作，进入下一个循环。当完成夹料入槽工序后，夹具110上的极群槽111内都装满了极群，传动链条201继续工作将夹具110传送至极群整理夹紧机构400内。

如图6和图7所示，极群整理夹紧机构400，包括第一机架401，第一机架401的上端安装有极群整理组件410，第一机架401在极群整理组件410的下方设置有极群夹紧组件420，极群夹紧组件420有两组，当夹具110放置在极群整理组件410的下方后，两组极群夹紧组件420分别位于该夹具110两侧的压紧杆112旁。

如图6、图7和图8所示，极群整理组件410包括固定安装在第一机架401上的整理架411、设置在整理架411下端且与整理架411转动连接的整理块412、驱动整理架411上下运动的第一气缸413、驱动整理块412相对于整理架411摆动的导杆414、以及驱动导杆414运动的第二气缸415，第二气缸415固定安装在整理架411上。

导杆414一端与第二气缸415的推杆固定连接，另一端具有与整理块412配合的引导面，引导面可以是曲面或斜面。

整理块412可以只设置有一个，或者设置有多个，在本实施例中，整理块412有两个，都呈长条状，其下部都具有两个用于整理极群的卡爪412a，同一个整理块412上的两个卡爪412a之间穿插有另一个整理块412的卡爪412a，这样，当两个整理块412沿着相反方向运动时，穿插到同一个整理块412的两个卡爪412a会相互卡合，限制整理块412的运动行程，防止整理块412损伤极板。

整理块412的上部设置有凸块412b，整理架411上还设置有水平放置的转轴416，凸块412b安装在转轴416上并可以转轴416为旋转中心转动。凸块412b上还安装有导向轮417，导向轮417靠在导杆414的引导面上，即导向轮417与导杆414的引导面相接触，并能在引导面上滚动。

如图6和图9所示，极群夹紧组件420包括用于推动夹具110上的压紧杆112的压轮423以及用于驱动压轮423往压杆压紧方向运动的第三气缸421，第三气缸421的推杆与压轮423之间连接有连接板422，连接板422具有三个呈三角形排列的连接端，连接板422的一个连接端转动连接在第一机架401上，另一个连接端转动连接有压轮423，剩下的一个连接端与第三气缸421的推杆转动连接，这样连接板422与第三气缸421的推杆和压轮423共同形成曲柄滑块结构。这样，曲柄滑块结构可将第三气缸421推杆的直线运动转化为压轮423以连接板422与第一机架401的连接轴为中心进行的旋转运动，此外，压轮423在推动压紧杆112的同时还可以进行自转，避免产生摩擦。这样不需要改造现有的夹具110，即可实现对极群的夹紧动作。

如图1-9所示，使用时，传动链条201将装满极群的夹具110传送至极群整理组件410的下方，极群整理夹紧机构400开始工作，整理块412在第一气缸413的驱动下与整理架411一起往下运动至预定位置，此时整理块412与极群相接触，然后第二驱动气缸415驱动导杆414上下往复运动，导杆414往复运动的次数可以根据实际需要设定，优选为三次。这样，与导杆414的引导面接触的导向轮417会引导面上滚动，并驱动整理块412摆动，实现对极群的整理，整理过程结束后，第二驱动气缸415停止工作，第一驱动气缸413驱动整理架411复位；接着第三气缸421开始工作，通过曲柄滑块结构推动压轮423压紧夹具110上的压紧杆112，实现对极群的夹紧动作。

上面结合附图对本发明做了详细的说明，但是本发明的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本发明做出各种变形，如使用其他类似的夹具代替本实施例中使用的夹具110、或将压轮423变更为压板等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种蓄电池极群装夹设备，其特征在于，包括用于放置夹具的工作台，所述工作台上设置有传动机构、以及沿着所述传动机构的传动方向依次排列的夹料入槽机构和整理夹紧机构，所述整理夹紧机构，包括安装在所述工作台上的第一机架，所述第一机架的上端安装有极群整理组件，所述第一机架在所述极群整理组件下方设置有极群夹紧组件，所述极群整理组件包括固定安装在所述机架上的整理架、设置在所述整理架下端且与所述整理架转动连接的整理块、驱动所述整理架上下运动的第一气缸、驱动所述整理块相对于所述整理架摆动的导杆、以及驱动所述导杆运动的第二气缸，所述第二气缸固定安装在所述整理架上。

2.如权利要求1所述的蓄电池极群装夹设备，其特征在于，所述夹料入槽机构包括第二机架，所述第二机架顶部具有水平设置的导轨，所述导轨上安装有可在所述导轨上滑动的夹料臂，所述夹料臂竖直设置，包括用于夹紧极群的机械手、用于驱动所述机械手夹紧或松开的手指气缸、用于驱动所述机械手在水平面内转动的回转气缸、用于驱动所述机械手上下移动的入槽气缸、与所述导轨滑动连接的滑动座以及用于驱动所述滑动座在所述导轨上滑动的滑动气缸，所述入槽气缸固定安装在所述滑动座上，且所述入槽气缸的推杆与所述回转气缸的旋转体转动连接，所述手指气缸与所述回转气缸的缸体固定连接。

3.如权利要求2所述的蓄电池极群装夹设备，其特征在于，所述工作台在所述第二机架下方设置有用于限定夹具位置的定位块，以及可驱动所述定位块上下运动的定位气缸。

4.如权利要求2所述的蓄电池极群装夹设备，其特征在于，所述第二机架上还安装有二次入槽组件，所述二次入槽组件包括用于将极群压入夹具的压料板、驱动所述压料板在水平方向上移动的移动气缸以及驱动所述压料板上下移动的压料气缸。

5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的蓄电池极群装夹设备，其特征在于，所述极群夹紧组件有两组，当夹具放置在所述极群整理组件的下方后，两组所述极群夹紧组件分别位于该夹具的两侧，所述极群夹紧组件包括用于推动夹具上的压紧杆的压轮以及用于驱动压轮运动的第三气缸，所述第三气缸的推杆与所述压轮之间连接有连接板，所述连接板与所述第三气缸的推杆和所述压轮形成曲柄滑块结构。

6.如权利要求1-4中任一权利要求所述的蓄电池极群装夹设备，其特征在于，所述整理块呈长条状，其下部具有用于整理极群的卡爪，上部设置有凸块，所述整理架上设置有水平放置的转轴，所述凸块安装在所述转轴上并可以所述转轴为中心转动，所述凸块上还安装有导向轮，所述导向轮靠在所述导杆的引导面上。

7.如权利要求6所述的蓄电池极群装夹设备，其特征在于，所述整理块有两个，每个所述整理块有两个所述卡爪，同一个所述整理块上的两个卡爪之间穿插有另一个所述整理块的所述卡爪。

8.如权利要求1-4中任一权利要求所述的蓄电池极群装夹设备，其特征在于，所述传动机构包括设置在所述工作台上的传动链条以及驱动所述传动链条转动的步进电机。