CN104701574A - 软包装锂电池弧形电芯成型机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂电池生产设备技术领域，尤其涉及软包装锂电池弧形电芯成型机构，包括从前至后依次设置且结构相同的第一次冲压成型装置、第二次冲压成型装置、第三次冲压成型装置、第四次冲压成型装置和第五次冲压成型装置；通过第一、二、三步的常温冲压，第四步的热压和第五步的低温冷压，可实现软包装锂电池生产的自动化生产，大大提高生产效率和产品质量。

Description

软包装锂电池弧形电芯成型机构

技术领域

本发明涉及锂电池生产设备技术领域，尤其涉及软包装锂电池弧形电芯成型机构。

背景技术

软包锂电池是在原有钢壳、铝壳、塑壳电池的基础上发展起来的第三代动力锂电池，以其更轻、更薄、循环寿命长、安全性能好、能量密度高、放电平台稳定、功率性能出色、环保无污染等优势，而广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动工具、电动玩具、太阳能光伏发电系统、风力发电系统、移动通讯基站、大型服务器备用UPS电源、应急照明、便携移动电源及矿山安全设备等多种领域。

现有的软包装锂电池一般为平整结构，但是在一些产品应用中，如摄影镜头、手表表带、手表式电话等产品中，要求安装弧形结构的软包装锂电池。然而现有生产技术无法满足自动化的软包装锂电池生产。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种软包装锂电池弧形电芯成型机构，可实现软包装锂电池生产的自动化生产，大大提高生产效率和产品质量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

软包装锂电池弧形电芯成型机构，它包括从前至后依次设置且结构相同的第一次冲压成型装置、第二次冲压成型装置、第三次冲压成型装置、第四次冲压成型装置和第五次冲压成型装置；它们的结构均包括底板、安装于底板的支架、可沿底板前后移动的两个并排设置的下模总装、可上下移动的两个并排设置的上模总装、用于分别驱动两个下模总装沿底板前后移动的两个无杆气缸，以及用于分别驱动两个上模总装上下移动的两个冲压气缸，所述两个无杆气缸安装于底板且分别驱动连接两个下模总装，所述两个冲压气缸安装于支架且分别驱动连接两个上模总装；

所述下模总装包括与无杆气缸连接的下膜底膜板，下膜底膜板安装有四套并排设置的下封头组件，每套下封头组件包括下封头、前支板、后支板、前夹块、后夹块、左夹块和右夹块，所述下封头放置于下膜底膜板上，所述前支板、后支板和左夹块固定安装于下膜底膜板，所述前夹块与前支板之间连接有压缩弹簧且前夹块可沿下膜底膜板前后移动，所述后夹块与后支板之间连接有压缩弹簧且后夹块可沿下膜底膜板前后移动，前夹块和后夹块相对置，所述右夹块可沿下膜底膜板左右移动且右夹块与左夹块相对置，所述前夹块、后夹块、左夹块和右夹块分别设置于下封头四周；所述下封头为弧形凹块，所述前夹块、后夹块和右夹块设置有斜面；

所述上模总装包括与冲压气缸连接的上膜底膜板，上膜底膜板与冲压气缸之间设置有导柱弹簧，冲压气缸设置有电磁比例阀，上膜底膜板安装有四套并排设置的上封头组件，上封头组件包括上封头、右侧压紧轮和压力传感器，所述上封头为弧形凸块，上封头与下封头相匹配，右侧压紧轮与右夹块的斜面相匹配；

所述第四次冲压成型装置设置有发热管；所述第五次冲压成型装置设置有水冷装置。

进一步的，所述发热管内置于第四次冲压成型装置的下封头和上封头内；所述水冷装置内置于第五次冲压成型装置的下封头和上封头内。

进一步的，所述第一次冲压成型装置的下封头的弧度为R40mm，上封头的弧度为R35.7mm；所述第二次冲压成型装置的下封头的弧度为R33mm，上封头的弧度为R28.7mm；所述第三次冲压成型装置的下封头的弧度为R25mm，上封头的弧度为R20.7mm。

进一步的，它还包括设置在第一次冲压成型装置、第二次冲压成型装置、第三次冲压成型装置、第四次冲压成型装置、第五次冲压成型装置上方的机械手；机械手包括第一皮带、第二皮带，以及从前至后依次设置且结构相同的第一转移提取机械手、第二转移提取机械手、第三转移提取机械手、第四转移提取机械手、第五转移提取机械手和第六转移提取机械手，它们的结构均包括提取气缸、吸盘安装座、吸盘、前斜面插杆和后斜面插杆，提取气缸驱动连接吸盘安装座，吸盘、前斜面插杆和后斜面插杆均安装于吸盘安装座底面，前斜面插杆位于吸盘前方，后斜面插杆位于吸盘后方，前斜面插杆的底部倾斜面与前夹块的斜面相匹配，后斜面插杆的底部倾斜面与后夹块的斜面相匹配；所述第一转移提取机械手、第二转移提取机械手、第三转移提取机械手和第四转移提取机械手安装于第一皮带上形成前联动机械手结构；第五转移提取机械手和第六转移提取机械手安装于第二皮带上形成后联动机械手结构。

本发明有益效果为：本发明所述一种软包装锂电池弧形电芯成型机构，通过第一、二、三步的常温冲压，第四步的热压和第五步的低温冷压，可实现软包装锂电池生产的自动化生产，大大提高生产效率和产品质量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的五次冲压成型工位结构示意图。

图3是本发明的第一次冲压成型装置的结构示意图。

图4是本发明的下模总装与上模总装的局部装配示意图。

图5是本发明的下模总装的结构示意图。

图6是本发明的机械手的结构示意图。

图7是本发明的第一转移提取机械手的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1至图7所示，本发明所述软包装锂电池弧形电芯成型机构，它包括从前至后依次设置且结构相同的第一次冲压成型装置3、第二次冲压成型装置4、第三次冲压成型装置5、第四次冲压成型装置6和第五次冲压成型装置7；它们的结构均包括底板30、安装于底板30的支架33、可沿底板30前后移动的两个并排设置的下模总装32、可上下移动的两个并排设置的上模总装35、用于分别驱动两个下模总装32沿底板30前后移动的两个无杆气缸31，以及用于分别驱动两个上模总装35上下移动的两个冲压气缸36，所述两个无杆气缸31安装于底板30且分别驱动连接两个下模总装32，所述两个冲压气缸36安装于支架33且分别驱动连接两个上模总装35。

所述下模总装32包括与无杆气缸31连接的下膜底膜板320，下膜底膜板320安装有四套并排设置的下封头组件，每套下封头组件包括下封头321、前支板322、后支板324、前夹块327、后夹块325、左夹块323和右夹块326，所述下封头321放置于下膜底膜板320上，所述前支板322、后支板324和左夹块323固定安装于下膜底膜板320，所述前夹块327与前支板322之间连接有压缩弹簧且前夹块327可沿下膜底膜板320前后移动，所述后夹块325与后支板324之间连接有压缩弹簧且后夹块325可沿下膜底膜板320前后移动，前夹块327和后夹块325相对置，所述右夹块326可沿下膜底膜板320左右移动且右夹块326与左夹块323相对置，所述前夹块327、后夹块325、左夹块323和右夹块326分别设置于下封头321四周；所述下封头321为弧形凹块，所述前夹块327、后夹块325和右夹块326设置有斜面。

所述上模总装35包括与冲压气缸36连接的上膜底膜板350，上膜底膜板350与冲压气缸36之间设置有导柱弹簧34，冲压气缸36设置有电磁比例阀，上膜底膜板350安装有四套并排设置的上封头组件，上封头组件包括上封头351、右侧压紧轮352和压力传感器，所述上封头351为弧形凸块，上封头351与下封头321相匹配，右侧压紧轮352与右夹块326的斜面相匹配。

所述第四次冲压成型装置6的下封头321和上封头351内置有发热管；所述第五次冲压成型装置7的下封头321和上封头351内置有水冷装置。

本发明所述软包装锂电池弧形电芯成型机构还包括设置在第一次冲压成型装置3、第二次冲压成型装置4、第三次冲压成型装置5、第四次冲压成型装置6、第五次冲压成型装置7上方的机械手8；机械手8包括第一皮带80、第二皮带87，以及从前至后依次设置且结构相同的第一转移提取机械手81、第二转移提取机械手82、第三转移提取机械手83、第四转移提取机械手84、第五转移提取机械手85和第六转移提取机械手86，它们的结构均包括提取气缸813、吸盘安装座814、吸盘812、前斜面插杆810和后斜面插杆811，提取气缸813驱动连接吸盘安装座814，吸盘812、前斜面插杆810和后斜面插杆811均安装于吸盘安装座814底面，前斜面插杆810位于吸盘812前方，后斜面插杆811位于吸盘812后方，前斜面插杆810的底部倾斜面与前夹块327的斜面相匹配，后斜面插杆811的底部倾斜面与后夹块325的斜面相匹配；所述第一转移提取机械手81、第二转移提取机械手82、第三转移提取机械手83和第四转移提取机械手84安装于第一皮带80上形成前联动机械手结构；第五转移提取机械手85和第六转移提取机械手86安装于第二皮带87上形成后联动机械手结构。

作为优选的实施方式，所述第一次冲压成型装置3的下封头321的弧度为R40mm，上封头351的弧度为R35.7mm。所述第二次冲压成型装置4的下封头321的弧度为R33mm，上封头351的弧度为R28.7mm。所述第三次冲压成型装置5的下封头321的弧度为R25mm，上封头351的弧度为R20.7mm。下封头321和上封头351的弧度可以根据不同的产品需要而定，具有更换灵活，适用性广的优点。

应用上述软包装锂电池弧形电芯成型机构的成型机成型生产工艺包括以下步骤：

第一步，将来料电芯依次放置于进料拉带的档条夹具上，同时电芯定位检测器检测来料电芯是否定位准确，电芯正反面检测器检测电芯是否正反面放置准确；如果定位准确或正反面放置准确，则由进料机构的进料拉带进行进料；如果定位不准确或正反面放置不准确，则进料拉带停止动作，此时需要将不正确的电芯重新放置。

第二步，第一次冲压成型装置3的下模总装32在无杆气缸31驱动下前移，第一转移提取机械手81的吸盘812吸取来料电芯后移动至第一次冲压成型装置3的下模总装32上方，提取气缸813带动吸盘812、前斜面插杆810和后斜面插杆811下移，前斜面插杆810的底部倾斜面插向前夹块327的斜面使前夹块327前移，后斜面插杆811的底部倾斜面插向后夹块325的斜面使后夹块325后移，吸盘812将来料电芯放置在下封头321上；提取气缸813带动吸盘812、前斜面插杆810和后斜面插杆811上移，前夹块327和后夹块325在压缩弹簧作用下夹紧下封头321和来料电芯的前后面。

第三步，第一次冲压成型装置3的下模总装32在无杆气缸31驱动下后移至上模总装35下方；冲压气缸36带动上封头351和右侧压紧轮352下移，右侧压紧轮352压向右夹块326的斜面使得右夹块326夹紧下封头321和来料电芯的右面，上封头351压向来料电芯，下封头321和上封头351的压料时间为1分钟；在下封头321和上封头351的冲压作用下，来料电芯形成弧度为R40mm的弧形电芯；冲压气缸36带动上封头351和右侧压紧轮352上移。

第四步，第一次冲压成型装置3和第二次冲压成型装置4的下模总装32均在无杆气缸31驱动下前移，第二转移提取机械手82移动至第一次冲压成型装置3的下模总装32上方，第二转移提取机械手82将第三步完成的弧形电芯吸取放置到第二次冲压成型装置4的下模总装32的下封头321上，第二次冲压成型装置4的下模总装32后移，然后第二次冲压成型装置4的下封头321和上封头351的压料时间为1分钟；在第二次冲压成型装置4的下封头321和上封头351的冲压作用下，来料电芯形成弧度为R33mm的弧形电芯。

第五步，第二次冲压成型装置4和第三次冲压成型装置5的下模总装32均在无杆气缸31驱动下前移，第三转移提取机械手83移动至第二次冲压成型装置4的下模总装32上方，第三转移提取机械手83将第四步完成的弧形电芯吸取放置到第三次冲压成型装置5的下模总装32的下封头321上，第三次冲压成型装置5的下模总装32后移，然后第三次冲压成型装置5的下封头321和上封头351的压料时间为1分钟；在第三次冲压成型装置5的下封头321和上封头351的冲压作用下，来料电芯形成弧度为R25mm的弧形电芯。

第六步，第三次冲压成型装置5和第四次冲压成型装置6的下模总装32均在无杆气缸31驱动下前移，第四转移提取机械手84移动至第三次冲压成型装置5的下模总装32上方，第四转移提取机械手84将第五步完成的弧形电芯吸取放置到第四次冲压成型装置6的下模总装32的下封头321上，第四次冲压成型装置6的下模总装32后移，然后第四次冲压成型装置6的下封头321和上封头351内置的发热管提供85°的热压温度，压料时间为1分钟，对来料电芯进行热压成型。

第七步，第四次冲压成型装置6和第五次冲压成型装置7的下模总装32均在无杆气缸31驱动下前移，第五转移提取机械手85移动至第四次冲压成型装置6的下模总装32上方，第五转移提取机械手85将第六步完成的弧形电芯吸取放置到第五次冲压成型装置7的下模总装32的下封头321上，第五次冲压成型装置7的下模总装32后移，然后第五次冲压成型装置7的下封头321和上封头351内置的水冷装置提供15°~20°的冷压温度，压料时间为1分钟，对来料电芯进行冷压定型。

第八步，第五次冲压成型装置7的下模总装32在无杆气缸31驱动下前移；第六转移提取机械手86移动至第五次冲压成型装置7的下模总装32上方，第六转移提取机械手86将第七步完成的弧形电芯吸取放置到出料机构，如此完成成型弧度为R25mm的弧形电芯。

上述步骤进行时，第一次冲压成型装置3、第二次冲压成型装置4、第三次冲压成型装置5、第四次冲压成型装置6和第五次冲压成型装置7的下模总装32同时前后移动，第一转移提取机械手81、第二转移提取机械手82、第三转移提取机械手83和第四转移提取机械手84联动动作，第五转移提取机械手85和第六转移提取机械手86也联动动作，形成无间断的连续成型步骤。

所述软包装锂电池弧形电芯成型机构，采用第一、二、三步常温冲压，第四步热压和第五步低温冷压的方式，可实现软包装锂电池生产的自动化生产，大大提高生产效率和产品质量。综上所述，本发明所述软包装锂电池弧形电芯成型机构，电芯通过5次冲压弯曲成形，各工位冲压时间1分钟；第一、二、三步为常温冲压，成形弧度分别为R40、R33、R25，单位mm；第四步为热压，温度85°，第五步为低温冷压，温度15°到20°，成形弧度都为R25，单位mm；电芯兼容范围：长度20~100，宽度10~30，厚度2~4.8，单位mm；电芯表面所承受压力30Kg~400Kg可调，压力及温度可显示；成形后精度，弧度±0.2 ，厚度±0.1 ，宽度+0.1，弧长±0.2，单位mm。产品可广泛应用于摄影镜头、手表表带、手表式电话等产品中。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (4)

1.软包装锂电池弧形电芯成型机构，其特征在于：它包括从前至后依次设置且结构相同的第一次冲压成型装置（3）、第二次冲压成型装置（4）、第三次冲压成型装置（5）、第四次冲压成型装置（6）和第五次冲压成型装置（7）；它们的结构均包括底板（30）、安装于底板（30）的支架（33）、可沿底板（30）前后移动的两个并排设置的下模总装（32）、可上下移动的两个并排设置的上模总装（35）、用于分别驱动两个下模总装（32）沿底板（30）前后移动的两个无杆气缸（31），以及用于分别驱动两个上模总装（35）上下移动的两个冲压气缸（36），所述两个无杆气缸（31）安装于底板（30）且分别驱动连接两个下模总装（32），所述两个冲压气缸（36）安装于支架（33）且分别驱动连接两个上模总装（35）；

所述下模总装（32）包括与无杆气缸（31）连接的下膜底膜板（320），下膜底膜板（320）安装有四套并排设置的下封头组件，每套下封头组件包括下封头（321）、前支板（322）、后支板（324）、前夹块（327）、后夹块（325）、左夹块（323）和右夹块（326），所述下封头（321）放置于下膜底膜板（320）上，所述前支板（322）、后支板（324）和左夹块（323）固定安装于下膜底膜板（320），所述前夹块（327）与前支板（322）之间连接有压缩弹簧且前夹块（327）可沿下膜底膜板（320）前后移动，所述后夹块（325）与后支板（324）之间连接有压缩弹簧且后夹块（325）可沿下膜底膜板（320）前后移动，前夹块（327）和后夹块（325）相对置，所述右夹块（326）可沿下膜底膜板（320）左右移动且右夹块（326）与左夹块（323）相对置，所述前夹块（327）、后夹块（325）、左夹块（323）和右夹块（326）分别设置于下封头（321）四周；所述下封头（321）为弧形凹块，所述前夹块（327）、后夹块（325）和右夹块（326）设置有斜面；

所述上模总装（35）包括与冲压气缸（36）连接的上膜底膜板（350），上膜底膜板（350）与冲压气缸（36）之间设置有导柱弹簧（34），冲压气缸（36）设置有电磁比例阀，上膜底膜板（350）安装有四套并排设置的上封头组件，上封头组件包括上封头（351）、右侧压紧轮（352）和压力传感器，所述上封头（351）为弧形凸块，上封头（351）与下封头（321）相匹配，右侧压紧轮（352）与右夹块（326）的斜面相匹配；

所述第四次冲压成型装置（6）设置有发热管；所述第五次冲压成型装置（7）设置有水冷装置。

2.根据权利要求1所述的软包装锂电池弧形电芯成型机构，其特征在于：所述发热管内置于第四次冲压成型装置（6）的下封头（321）和上封头（351）内；所述水冷装置内置于第五次冲压成型装置（7）的下封头（321）和上封头（351）内。

3.根据权利要求1所述的软包装锂电池弧形电芯成型机构，其特征在于：所述第一次冲压成型装置（3）的下封头（321）的弧度为R40mm，上封头（351）的弧度为R35.7mm；所述第二次冲压成型装置（4）的下封头（321）的弧度为R33mm，上封头（351）的弧度为R28.7mm；所述第三次冲压成型装置（5）的下封头（321）的弧度为R25mm，上封头（351）的弧度为R20.7mm。

4.根据权利要求1所述的软包装锂电池弧形电芯成型机构，其特征在于：它还包括设置在第一次冲压成型装置（3）、第二次冲压成型装置（4）、第三次冲压成型装置（5）、第四次冲压成型装置（6）、第五次冲压成型装置（7）上方的机械手（8）；机械手（8）包括第一皮带（80）、第二皮带（87），以及从前至后依次设置且结构相同的第一转移提取机械手（81）、第二转移提取机械手（82）、第三转移提取机械手（83）、第四转移提取机械手（84）、第五转移提取机械手（85）和第六转移提取机械手（86），它们的结构均包括提取气缸（813）、吸盘安装座（814）、吸盘（812）、前斜面插杆（810）和后斜面插杆（811），提取气缸（813）驱动连接吸盘安装座（814），吸盘（812）、前斜面插杆（810）和后斜面插杆（811）均安装于吸盘安装座（814）底面，前斜面插杆（810）位于吸盘（812）前方，后斜面插杆（811）位于吸盘（812）后方，前斜面插杆（810）的底部倾斜面与前夹块（327）的斜面相匹配，后斜面插杆（811）的底部倾斜面与后夹块（325）的斜面相匹配；所述第一转移提取机械手（81）、第二转移提取机械手（82）、第三转移提取机械手（83）和第四转移提取机械手（84）安装于第一皮带（80）上形成前联动机械手结构；第五转移提取机械手（85）和第六转移提取机械手（86）安装于第二皮带（87）上形成后联动机械手结构。