CN104752782A - 软包电池扩口检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种软包电池扩口检测设备，包括用于输送电池的工作线、沿着工作线的送料方向依次排布的上料装置、检测装置以及扩口装置。检测装置与扩口装置之间还设置有不良品取出装置。本发明的软包电池扩口检测设备不仅能够实现对电池性能测试和对电池的扩口处理，而且能够提高电池加工工序之间的工件定位精度，有效地提高了电池的加工效率和产品的加工精度。

Description

软包电池扩口检测设备

技术领域

本发明涉及电池生产设备的技术领域，尤其是涉及一种软包电池扩口检测设备。

背景技术

随着数码产品如手机、笔记本电脑等产品的广泛使用，电池的需求量也越来越大。电池的生产过程复杂，其中，至少包括如喷码、检测、扩口、整形、封装等多个操作工序，并且这些工序的动作要求均较为精确。目前，多数电池生产企业在电池的生产过程中，通常采用多台不同的设备先后完成这些操作工序，不同设备之间存在多次转移操作，每次转移操作之后都需要进行重新定位，严重地影响了电池加工的生产效率。

目前，也有部分电池生产企业能够实现多个工序连续处理和自动转料的全自动生产工艺，但电池的生产及加工过程复杂，不同工序一般需要在不同的工位进行操作，因此在多个工序连续处理的过程中，工件需要被多次改变工位并重新定位，然后若定位不够准确，则容易造成电池生产质量差，生产效率低等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种软包电池扩口检测设备，不仅能够实现对电池性能测试和对电池的扩口处理，而且能够提高电池加工工序之间的工件定位精度，有效地提高了电池的加工效率和产品的加工精度。

一种软包电池扩口检测设备，包括用于输送电池的工作线、沿着工作线的送料方向依次排布的上料装置、检测装置以及扩口装置。检测装置与扩口装置之间还设置有不良品取出装置。

进一步地，扩口装置包括设置于工作线上方的用于压紧位于工作线上的电池的压紧机构、设置于工作线一侧的用于分别从电池一端的两侧对电池进行扩口的上破口机构和下破口机构、以及从电池的一端插入电池的扩口针头。扩口针头远离压紧机构的一端设置有一驱动扩口针头沿靠近或远离压紧机构的方向移动的扩口驱动部。

进一步地，上破口机构包括设置在电池的一端的上侧的上吸嘴系统。下破口机构包括设置于电池的一端的下侧的下吸嘴系统。上破口机构和下破口机构通过一丝杆与一破口驱动部相连接，丝杆与上破口机构和下破口机构分别连接的位置分别设置有螺纹方向相反的螺纹，通过破口驱动部，可使上破口机构和下破口机构沿着彼此靠近或彼此远离的方向运动。

进一步地，扩口装置还包括用于分别测量上破口机构和下破口机构作用于电池的压力的压力表。

进一步地，还包括设置于工作线远离上料装置的一端的来料线。上料装置包括设置于来料线与工作线之间的中转台、用于将位于来料线上的电池转移至中转台且能够改变电池的方向的第一机械手、用于将位于中转台上的电池转移至工作线的第二机械手以及用于改变位于中转台上的相邻两电池之间的间距的变间距机构。

进一步地，第一机械手包括两个第一吸嘴系统，两个第一吸嘴系统的中心间距与来料线上的相邻两电池的中心间距相等。第二机械手包括两个第二吸嘴系统，两个第二吸嘴系统的中心间距与工作线上的相邻两电池的中心间距相等。第一机械手与第二机械手均与一驱动二者沿朝向或远离来料线方向运动的第一驱动部相连接。

进一步地，变间距机构包括设置于中转台上的中转组件。中转组件包括一个固定治具和一个与中转台可滑动连接的活动治具。活动治具远离固定治具的一侧设置有一驱动活动治具沿靠近或远离固定治具方向移动的治具变距驱动部。

进一步地，检测装置包括用于分别压住位于工作线上的电池的两个极耳的第一压紧件和第二压紧件、用于压住电池的电芯的第三压紧件、用于测试电池性能的检测针以及一检测仪。第一压紧件和第二压紧件均与用于同时驱动第一压紧件和第二压紧件上下运动的检测驱动部相连接。

进一步地，不良品取出装置包括设置于作线一侧的不良品收纳盒以及用于将检测装置检测到的不良电池从工作线上转移至不良品收纳盒的第三机械手。

进一步地，还包括设置在来料线上、用于给电池喷码的喷码装置，设置于工作线的送料方向一端的下料线，以及设置于工作线末端、用于将工作线上的电池转移至下料线的下料装置。

本发明的软包电池扩口检测设备的有益效果包括：

1）集喷码、性能检测和扩口处理的功能于一体，减少了不同工序之间的转料次数，实现电池的自动化加工，有效地提高了电池的加工效率；

2）能够精确地控制电池从来料线转移至工作线时重新定位的精度，从而提高了电池的加工精度，进一步提高了电池的加工质量；

3）扩口机构的上、下破口吸嘴系统由一个驱动部带动，通过螺纹杆实现一个驱动部带动上、下破口吸嘴系统同时往相互靠近或相互远离的方向运动，减少了驱动部的数量，能够有效地节约设备成本；

4）吸放电池的吸嘴系统结构简单、吸附性强、不会损坏产品、可移植性好且操作方便。

附图说明

图1为一实施例的软包电池扩口检测设备的立体图。

图2为图1中软包电池扩口检测设备的主视图。

图3为一实施例中软包电池扩口检测设备的来料线的立体图。

图4为一实施例中软包电池扩口检测设备的工作线的立体图。

图5为一实施例中软包电池扩口检测设备的上料装置的立体图。

图6为一实施例中软包电池扩口检测设备的检测装置的立体图。

图7为图6中的检测装置的侧视图。

图8为一实施例中软包电池扩口检测设备的不良品取出装置的立体图。

图9为一实施例中软包电池扩口检测设备的扩口装置的立体图。

图10为图9中软包电池扩口检测设备的扩口装置的侧视图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及附图对本发明软包电池扩口检测设备作进一步详细描述。

在本文的描述中，需要理解的是，“上”、“下”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了叙述方便，并不指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1和图2所示，一较佳实施例中，本发明的软包电池扩口检测设备适用于电池的加工，尤其适用于方形电池的喷码、检测及扩口等加工。本发明的软包电池扩口检测设备包括来料线1、工作线2、沿着工作线2的送料方向依次排布的上料装置4、检测装置5、不良品取出装置6、扩口装置7、下料装置8以及设置于工作线2的送料方向一端的下料线9。

如图3所示，来料线1的一端设置有一步进马达11，通过该步进马达11可控制来料线1每次移动一预定距离，因此，可以保证来料电池的中心间距始终相同不变。电池包括电芯、包裹着电芯的铝塑膜以及从铝塑膜伸出的两个极耳。在来料线1上设置有一喷码装置3，喷码装置3用于在电池的铝塑膜上喷码，从而能够根据不同的喷码识别电池。喷码装置3采用现有的喷码装置，因此在本说明书中就不赘述喷码装置的结构。

工作线2设置于来料线1远离其步进马达11的一侧。如图4所示，工作线2的一端也设置有一步进马达，通过该步进马达也可以控制工作线每次移动一预定距离，因此，可以保证工作线上的相邻两电池之间的中心间距相同。工作线2上设置有多个用于固定电池的治具21。治具21形成有与电池的外观相配合的形状的容纳槽，优选地，治具上还形成有与电池的两个极耳相配合的容纳槽。

上料装置4用于将来料线1上的电池转移至工作线2。如图5所示，上料装置4包括中转台、第一机械手、第二机械手以及变间距机构。中转台设置于来料线1与工作线2之间。

第一机械手用于将位于来料线1上的电池转移至中转台，并且第一机械手能够改变电池的方向。第一机械手包括设置于一第一支架421上的两个第一吸嘴系统422，两个第一吸嘴系统422的中心间距是固定的，与来料线1上的相邻两电池的中心间距相等。优选地，每个第一吸嘴系统422分别包括两个吸嘴，使得第一吸嘴系统422能够更稳固地吸放电池。第一机械手分别与一用于驱动其在来料线1与中转台之间来回运动的第一驱动部45以及一用于驱动其上下运动的第二驱动部423相连接。优选第一驱动部45和第二驱动部423均为气缸。上述两个第一吸嘴系统422与第一支架421之间还分别设置有一转轮46，用于实现第一吸嘴系统422的旋转，从而能够控制电池方向的改变。

第二机械手用于将位于中转台上的电池转移至工作线2。第二机械手包括设置于一第二支架431上的两个第二吸嘴系统432，两个第二吸嘴系统432的中心间距也是固定的，与工作线2上的相邻两电池的中心间距相等。优选地，每个第二吸嘴系统432分别包括两个吸嘴，从而能够更加稳固地吸放电池。第二机械手也与第一驱动部45相连接，第一驱动部45驱动第二机械手在中转台与工作线2之间来回运动。由于第一机械手和第二机械手均通过第一驱动部45控制，因此，第一机械手和第二机械手之间在水平方向的位置是相对固定，二者之间不会出现相互碰撞等问题。第二机械手还与一控制其上下运动的第三驱动部433相连接。优选第三驱动部433为气缸。

由于来料线1上相邻两电池的中心间距与工作线2上的相邻两电池的中心间距的设定可能是不相等的，因此需要变间距机构调整相邻两电池之间的中心间距。变间距机构用于改变位于中转台上的相邻两电池之间的间距。变间距机构包括设置于中转台上的中转组件。中转组件包括一个固定于中转台上的固定治具442和一个与中转台可滑动连接的活动治具443。活动治具443远离固定治具442的一侧设置有一驱动活动治具443沿靠近或远离固定治具442方向移动的治具变距驱动部444。优选治具变距驱动部444为气缸。在固定治具442靠近活动治具443的一侧设置有一限位块445，使得活动治具443移动至与限位块445相抵接时，分别位于固定治具442和活动治具443上的两电池的中心间距与工作线2上相邻两电池的中心间距相等。图5中的中转台上用虚线表示的治具为上述活动治具移动至与限位块相抵接时的状态。

具体地，第一机械手从来料线1上吸取相邻的两个电池，并将两个电池旋转90度后分别转移至中转台上的固定治具442和活动治具443上，同时，第二机械手从中转台上吸取相邻的两个电池，此时中转台上的活动治具443位于与限位块445相抵接的位置；然后第一驱动部45控制第一机械手和第二机械手朝向远离来料线1的方向移动，使第一机械手移动到中转台上方，第二机械手移动至工作线2上方；活动治具443朝向远离固定治具442的方向运动，使活动治具443和固定治具442分别位于与第一机械手的两个第一吸嘴系统422相对应的位置；第二驱动部423控制第一机械手将电池放至中转台上，第三驱动部433控制第二机械手将电池放至工作线2上。

检测装置5用于检测电池的性能，具体包括检测电池的两个极耳之间是否短路、检测正极耳与针头探测位是否短路以及检测负极耳与针头探测位是否短路。如图6和图7所示，检测装置5包括一第三支架56、分别与设置于第三支架56上的两检测驱动部57相连接第一压紧件51和第二压紧件52、用于压紧电芯的第三压紧件53、穿过第三支架56朝向工作线2的方向伸出的检测针54以及设置于工作线2一侧的检测仪55，其中，图6和图7中未示出检测仪55，可参考图1和图2中检测仪55的位置。第一压紧件51和第二压紧件52从第三支架56朝向工作线2的方向伸出，分别用于压住位于工作线2上的电池的两个极耳。第三压紧件53与第三支架56之间还设置有一弹簧58，因此第三压紧件53与电池之间弹性相压，使得第三压紧件53能够更稳固地压住电池，防止在检测过程中电池移位而导致电池性能检测不准确。检测针54与电池的一预定位置相抵接，用于测试电池性能。第一压紧件41、第二压紧件42、检测针44与工作线2之间形成检测工位。优选，检测装置5与工作线2之间设置有两个检测工位，能够同时检测两个电池的性能好坏。

不良品取出装置6用于将上述检测装置5检测到的不良电池从工作线上移除。如图8所示，不良品取出装置6包括设置于工作线2一侧的不良品收纳盒61以及用于将不良电池从工作线2上转移至不良品收纳盒61的第三机械手。第三机械手包括两个第三吸嘴系统621。第三机械手通过气缸控制其上下前后移动。

扩口装置7用于对电池的一端进行扩口处理，具体为将电池一端的铝塑膜扩口，以便于电池生产的下一工序——注液工序。如图9和图10所示，扩口装置7包括设置于工作线2上方的压紧机构71、设置于工作线2一侧的上破口机构和下破口机构、以及扩口针头74。在本实施例中，扩口装置7包括两个上破口机构和两个下破口机构、以及两根扩口针头74，即扩口装置7可同时对两个电池进行扩口处理，提高了电池的加工效率。可以理解地，在另一实施例中，扩口装置也可以只包括一上破口机构、一下破口机构以及一扩口针头74，每次只对一个电池进行扩口处理。压紧机构71包括一压紧块711，用于压紧工作线上2的待扩口的电池。位于工作线2的治具21上的电池的一端从治具21伸出，上破口机构和下破口机构分别设置于电池该端的上下两侧。上破口机构包括一上吸嘴系统721，下破口机构包括一下吸嘴系统731。上破口机构和下破口机构通过一丝杆76与一破口驱动部77相连接。该丝杆76与上破口机构、下破口机构连接的位置分别设置有螺纹方向相反的螺纹。因此，通过破口驱动部77驱动丝杆76即可使上破口机构和下破口机构沿着彼此靠近或彼此远离的方向运动。优选破口驱动部71为气缸。因此，只需要一个气缸即可带动上、下破口机构往相互靠近或相互远离的方向运动，从而节省了气缸，进一步地节省了设备成本。

扩口针头74设置于上吸嘴系统721与下吸嘴系统731之间，扩口针头74远离压紧机构71的一端设置有一驱动该扩口针头74沿靠近或远离压紧机构71下方的电池的方向移动的扩口驱动部741。优先扩口驱动部741为气缸。具体地，破口驱动部77驱动丝杆76，使上吸嘴系统721和下吸嘴系统731往相互靠近的方向运动，上吸嘴系统721和下吸嘴系统731分别从电池一端的上下两侧吸住电池的铝塑膜；然后破口驱动部77驱动丝杆76，使上吸嘴系统721和下吸嘴系统731往相互远离的方向运动，从而上吸嘴系统721和下吸嘴系统731将电池上下两侧的铝塑膜分别往上下方向拉开形成一开口，然后扩口驱动部741驱动扩口针头74插入该开口中，完成对电池的扩口处理。

扩口装置7还包括用于分别测量上破口机构和下破口机构作用于电池的压力的压力表75。因此，可根据实际需要调整上破口机构和下破口机构作用于电池的压力。

如图1和图2所示，本发明的软包电池扩口检测设备还包括设置于工作线2的送料方向一端的下料线9，以及设置于工作线2末端、用于将工作线2上的电池转移至下料线9的下料装置8。下料装置8包括一下料机械手，该下料机械手包括两个第四吸嘴系统，并且通过气缸控制下料机械手的上下运动以及控制下料机械手在工作线2与下料线9之间的来回运动。在下料线9的一侧还设置有一个或多个用于收纳从下料线9上转移的电池的收料盒。可通过人工方式或机械手将下料线9上的电池收纳至收料盒中。在下料线9远离工作线2的一端还可设置一收料预留盒，以供收纳来不及转移至收料盒中的电池，防止电池落地浪费。

上述的第一吸嘴系统、第二吸嘴系统、第三吸嘴系统的结构相同，均包括两个真空吸嘴，两个真空吸嘴的末端处于同一水平面。采用吸嘴吸放电池，不会对电池造成任何损坏。可以理解地，吸嘴系统也可以只包括一个或者两个以上的真空吸嘴。

本发明的软包电池扩口检测设备集喷码、检测及扩口功能及一体，能够实现电池加工的自动化，有效地提高了电池的加工效率并且提高了电池加工的质量。

虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。

Claims (10)

1. 一种软包电池扩口检测设备，包括用于输送电池的工作线，其特征在于，还包括沿着所述工作线的送料方向依次排布的上料装置、检测装置以及扩口装置；所述检测装置与所述扩口装置之间还设置有不良品取出装置。

2. 根据权利要求1所述的软包电池扩口检测设备，其特征在于，所述扩口装置包括设置于所述工作线上方的用于压紧位于所述工作线上的电池的压紧机构、设置于所述工作线一侧的用于分别从所述电池一端的两侧对所述电池进行扩口的上破口机构和下破口机构、以及从所述电池的一端插入所述电池的扩口针头；所述扩口针头远离所述压紧机构的一端设置有一驱动所述扩口针头沿靠近或远离所述压紧机构下方的方向移动的扩口驱动部。

3. 根据权利要求2所述的软包电池扩口检测设备，其特征在于，所述上破口机构包括设置在所述电池的一端的上侧的上吸嘴系统；所述下破口机构包括设置于所述电池的一端的下侧的下吸嘴系统；所述上破口机构和所述下破口机构通过一丝杆与一破口驱动部相连接，所述丝杆与所述上破口机构和所述下破口机构分别连接的位置分别设置有螺纹方向相反的螺纹，通过所述破口驱动部，可使所述上破口机构和所述下破口机构沿着彼此靠近或彼此远离的方向运动。

4. 根据权利要求3所述的软包电池扩口检测设备，其特征在于，所述扩口装置还包括用于分别测量所述上破口机构和所述下破口机构作用于所述电池的压力的压力表。

5. 根据权利要求1所述的软包电池扩口检测设备，其特征在于，还包括设置于所述工作线远离所述上料装置的一端的来料线；所述上料装置包括设置于所述来料线与所述工作线之间的中转台、用于将位于所述来料线上的电池转移至所述中转台且能够改变所述电池的方向的第一机械手、用于将位于所述中转台上的电池转移至所述工作线的第二机械手以及用于改变位于所述中转台上的相邻两电池之间的间距的变间距机构。

6. 根据权利要求5所述的软包电池扩口检测设备，其特征在于，所述第一机械手包括两个第一吸嘴系统；所述两个第一吸嘴系统的中心间距与所述来料线上的相邻两电池的中心间距相等；所述第二机械手包括两个第二吸嘴系统；所述两个第二吸嘴系统的中心间距与所述工作线上的相邻两电池的中心间距相等；所述第一机械手与所述第二机械手均与一用于驱动二者沿朝向或远离所述来料线方向运动的第一驱动部相连接。

7. 根据权利要求6所述的软包电池扩口检测设备，其特征在于，变间距机构包括设置于所述中转台上的中转组件；所述中转组件包括一个固定治具和一个与所述中转台可滑动连接的活动治具；所述活动治具远离所述固定治具的一侧设置有一驱动所述活动治具沿靠近或远离所述固定治具方向移动的治具变距驱动部。

8. 根据权利要求1所述的软包电池扩口检测设备，其特征在于，所述检测装置包括用于分别压住位于所述工作线上的电池的两个极耳的第一压紧件和第二压紧件、用于压住所述电池的电芯的第三压紧件、用于测试所述电池性能的检测针以及一检测仪；所述第一压紧件和第二压紧件分别与一用于驱动第一压紧件和第二压紧件上下运动的检测驱动部相连接。

9. 根据权利要求1所述的软包电池扩口检测设备，其特征在于，所述不良品取出装置包括设置于所述工作线一侧的不良品收纳盒以及用于将所述检测装置检测到的不良电池从所述工作线上转移至所述不良品收纳盒的第三机械手。

10. 根据权利要求1-9任一项所述的软包电池扩口检测设备，其特征在于，还包括设置在所述来料线上、用于给所述电池喷码的喷码装置，设置于所述工作线的送料方向一端的下料线，以及设置于所述工作线末端、用于将所述工作线上的电池转移至所述下料线的下料装置。