CN105280932A - 一种圆柱电池自动装配入壳机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种圆柱电池自动装配入壳机，属于电池制造技术领域。它解决了现有圆柱电池电芯入壳装配自动化程度低等技术问题。本入壳机包括机柜和若干能够装载电芯的电芯载具，机柜上设有能够输送电芯的输送带一、能够输送电芯载具的输送带二和能够输送外壳的输送带三；输送带一的出料端下方设有电芯通道，电芯通道上设有能够将电芯单个分离的分离机构，输送带二位于电芯通道的下方，输送带二的两侧依次设有电芯调整机构、极耳校对机构、极耳修正机构和极耳弯折机构；机柜上还设有装配槽，装配槽的两端设有推进气缸和吸料气缸，推进气缸的活塞杆上设有空心的顶柱且顶柱正对装配槽。本发明具有结构简单、自动化程度高的优点。

Description

一种圆柱电池自动装配入壳机

技术领域

本发明属于电池生产制造设备技术领域，涉及一种圆柱电池的自动装配设备，具体是一种圆柱电池自动装配入壳机。

背景技术

电池在日常生活中很常见，使用非常广泛，种类也繁多，包括圆柱电池、纽扣电池、软包电池等。圆柱型干电池按照电解质的不同还可分为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、钴锰混合等不同体系，圆柱电池的外壳通常采用钢壳,电芯为聚合物，具有容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流放电、电化学稳定性能、使用安全等优点，广泛应用于遥控器、灯具、后备能源、电动工具、玩具模型等器件上。在圆柱电池生产过程中经过多种工序后需要对其进行装配和包装，将圆柱电池的电芯与外壳套装起来，并在外壳外表套上热缩管，使其从裸电芯到既安全又美观的成品，在外壳装配的同时还需要在电芯端部安放绝缘垫。目前市场上多数采用转盘方式对电芯进行入壳装配，对设备精准度要求高，设备故障率高，入壳速度较慢，使得入壳装配效率低。

我国专利（公开号：CN1056925A，公开日：2013-03-06）公开了一种锰酸锂塑料壳体圆柱电池及其制备方法，适用于中大型容量的锂离子电池。它是将锰酸锂材料和导电剂、粘结剂等混合而成正极浆料；将石墨和导电剂、粘结剂等混合而成负极浆料，再将正极浆料涂敷在铝箔上制成正极片，负极浆料涂敷在铜箔上制成负极片，然后将正负极片加入特制隔膜卷成圆柱形卷芯，然后将卷芯与塑料壳体、端盖、上极柱、下极柱、内垫片、外垫片和固定螺母进行装配，最后注液化成而制成成品电池。

上述专利提供的圆柱电池制备方法中，将卷芯与塑料壳体装配这一过程没有专业的组装设备，传统人工方法生产效率低，外壳与电芯凭肉眼不容易对准，还容易出现卡壳现象以及电池扭曲变形报废等情况。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述问题，提供一种圆柱电池自动装配入壳机，本发明所要解决的技术问题是：如何提高圆柱外壳与电芯装配过程中的组装效率和圆柱电池自动装配入壳机的自动化程度。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种圆柱电池自动装配入壳机，其特征在于，所述入壳机包括机柜、电机一、电机二和若干能够装载电芯的电芯载具，所述机柜上设有能够输送电芯的输送带一、能够输送电芯载具的输送带二和能够输送外壳的输送带三；所述输送带一与电机一相连接，所述输送带一的一端为放料端，另一端为出料端，所述输送带一的出料端设有分离齿轮和倾斜的出料板，所述出料板位于所述的输送带一出料端与分离齿轮之间，所述分离齿轮与电机二相连接且能够在电机二的带动下绕自身轴线转动，分离齿轮周向分布有若干半圆型槽，半圆型槽的长度方向与分离齿轮的轴向一致，所述输送带一上的电芯能够通过出料板进入到分离齿轮的半圆型槽中；所述分离齿轮下方设有电芯通道，所述电芯通道上设有能够将电芯单个分离的分离机构，所述输送带二位于所述电芯通道的下方，所述输送带二的两侧依次设有电芯调整机构、极耳校对机构、极耳修正机构和极耳弯折机构；所述机柜上设有能够冲出圆形绝缘垫的冲绝缘垫机构和能够将所冲出的绝缘垫放置到电芯端部的机械手；所述机柜上还设有装配槽，所述输送带三能够将外壳移动至装配槽内，所述装配槽的两端设有推进气缸和吸料气缸，所述推进气缸的活塞杆上设有空心的顶柱且顶柱正对装配槽；所述输送带二能够带动电芯载具到达所述顶柱与所述装配槽之间，所述吸料气缸的活塞杆上固设有磁性的吸头。

本入壳机用于电池的电芯与外壳自动化入壳装配，生产完成的电芯需要套设金属的外壳以提高保护强度和安全性，电芯通过人工按照正反顺序放置到输送带一的放料端，通过输送带一的运输使得电芯从输送带一的放料端向出料端移动，输送带一上的电芯在分离齿轮左侧一个一个顺次进入空着的半圆型槽中，分离齿轮转动带动电芯运行并一个一个从分离齿轮底部释放出来，从正前方来看分离齿轮顺时针转动，分离齿轮的右侧具有挡块，挡块内侧具有与分离齿轮径向尺寸相匹配的弧形槽，该弧形槽靠近分离齿轮且能够防止半圆型槽内的电芯脱落掉出；半圆型槽内的电芯到达分离齿轮最低点时能够掉落进入电芯通道内，通过控制分离齿轮能够控制电芯的上料速度。通过分离机构将电芯分离开来，使之能够一个一个有序前进，电芯两端均具有极耳，其中一端的极耳从电芯端部的中心伸出，另一端的极耳从电芯端部的边缘伸出，通过极耳校对装置使每个电芯上位于电芯端部边缘的极耳都能够处于同一位置，本技术方案中使该极耳位于最低点，通过电芯调整机构调整电芯的位置是其保持一致，通过极耳校对机构保证电芯的极耳朝向一致，通过极耳修正机构对极耳的形状进行修正，再通过极耳弯折装置对该极耳进行弯折，然后再放置绝缘垫；生产完成的外壳输送带三移动至装配槽，电芯载具带动电芯移送并最终达到顶柱与装配槽之间，推进气缸（37）带动顶柱向装配槽移动，顶柱内部空心且外端部具有开口，顶柱能够抵靠在电芯的端部边缘，并且使位于电芯的端部中间的极耳伸入到顶柱内，顶柱将位于电芯载具上的电芯推送到外壳中去，从而实现电芯与外壳的入壳装配。

本入壳机还采用PLC控制系统和触摸屏人机界面；通过触摸屏人机界面可方便对本入壳机进行操控，本入壳机各部件紧密配合动作精准、运行可靠、操作简单、维护方便、自动化程度高、大大提高了电芯与外壳的组装效率。

在上述的圆柱电池自动装配入壳机中，所述分离机构包括横向设置的气缸一、气缸二、分离板一和分离板二，所述分离板一与气缸一的活塞杆相连，所述分离板二与气缸二的活塞杆相连，所述分离板一和分离板二平行间隔设置且所述分离板一位于分离板二的上方，所述分离板一和分离板二能够分别朝向电芯通道内移动并阻断电芯通道。当电芯通道的正下方没有空着的电芯载具时，分离板二在气缸二的带动下伸入在电芯通道中阻止电芯的掉落，当电芯通道的正下方具有空载的电芯载具时，分离板一在气缸一的带动下伸入在电芯通道中阻止上方的电芯掉落，而分离板二在气缸二的带动下缩回，使得分离板一与分离板二之间的电芯通道中的一个电芯能够顺利掉落进入正下方的电芯载具上，通过分离板一与分离板二的配合动作使得电芯通道内的电芯每次一个落入到下方输送皮带上的电芯载具中，从而完成电芯的分离运输以便后续的装配。

在上述的圆柱电池自动装配入壳机中，所述输送带二包括输送皮带，所述电芯载均匀间隔固设在所述输送皮带上，所述电芯调整机构包括输送皮带两侧分别设置的顶尖、顶筒、气缸三和气缸四，所述顶尖和顶筒正对输送皮带且两者相对设置，所述顶尖与气缸三的活塞杆相连且能够在气缸三的带动下沿输送皮带宽度方向往复移动，所述顶筒与气缸四的活塞杆相连且能够在气缸四的带动下沿输送皮带宽度方向往复移动。由于本技术方案中放置电芯时极耳从电芯端部中心伸出的一端朝外放置，另一端朝内设置，因此本机构中顶尖位于输送皮带的内侧，顶筒位于输送皮带的外侧，当电芯载具移动至顶筒与顶尖之间时，顶尖能够在气缸三的带动下抵靠在电芯载具内电芯的端部中间，顶筒是具有开口的空心结构，顶筒在气缸四的带动下能够抵靠在电芯载具内电芯的端部边缘，该电芯端部的极耳伸入到顶筒内，从而保证在调整电芯位置时对极耳进行有效保护。根据需要设定气缸三与气缸四的位置及动作，通过顶尖与顶筒对电芯两端相向夹持推进，保证了所有电芯在输送皮带宽度方向上的位置保持一致。从而使后续移动装配都精准无误。

在上述的圆柱电池自动装配入壳机中，所述极耳校对机构包括安装板和两个间隔并排平行设置的滚筒，两个滚筒均与能够带动所述滚筒转动的电机四相连，所述电机四以及两个滚筒均固设在安装板上，所述安装板连接在能够带动安装板上下往复移动气缸五上，所述输送皮带侧面还设有能够感应极耳方向的传感器四。滚筒位于上升位置时，与电芯载具的移动不相干涉，电芯载具带动电芯移动在滚筒的正下方，整个安装板在气缸五的带动下向下移动，使得滚筒与电芯载具上的电芯相接触贴靠，滚筒转动通过摩擦力带动电芯转动，极耳对光纤传感器的射光会产生阻挡，位于电芯端部边缘的极耳转动至最低点时，感应器四感应不到光，从而实现传感器四对极耳位置的感应判断，到位后滚筒停止运转并向上移动完成电芯的极耳校对调整。

在上述的圆柱电池自动装配入壳机中，所述极耳修正机构包括在输送皮带的内侧设置的两个竖直的拍平气缸，两个拍平气缸上下间隔设置且两个拍平气缸的活塞杆相对设置，所述拍平气缸安装在一拍平座上，两个拍平气缸的活塞杆上均固设有拍块，所述拍平座上还设有竖直的滑轨，所述拍块通过滑块滑动连接在所述滑轨上。当电芯到达相应的位置时，电芯上的极耳位于两个拍块之间，在拍平气缸的带动下从上下两个方向对极耳进行挤压拍平，从而保证极耳的平整。

在上述的圆柱电池自动装配入壳机中，所述极耳弯折机构包括设置在输送皮带内侧的推杆和设置在输送皮带外侧的推筒；所述推杆与一气缸七的活塞杆相连，所述推筒与一气缸八的活塞杆相连，所述推杆的下方设有折极耳气缸和折极耳块，所述折极耳块的端角边为弧形，所述折极耳块通过折极耳座连接在折极耳气缸的活塞杆上，所述折极耳块能够在折极耳气缸的带动下向上运动并挤压电芯内端的极耳，所述输送皮带的上方设有压紧块和竖直的气缸九，所述压紧块与气缸九相连且所述气缸九能够带动压紧块上下往复移动。通过压紧块压紧气缸能够防止折极耳块向上折极耳时带动整个电芯移动。

在上述的圆柱电池自动装配入壳机中，所述机柜上设有一个能够容纳外壳的料斗，所述料斗上侧具有开口，所述料斗底部的底板表面向一侧倾斜，所述底板较低的一侧设有贯穿底板的升降板，所述升降板紧贴料斗的侧板且该升降板下端与竖直的气缸十相连接，所述升降板上端能够向上推送料斗内的外壳至所述输送带三上，所述输送带三外侧设有防止外壳从所述输送带三上掉落的挡板，所述挡板倾斜设置在升降板上方。升降板往复升降，源源不断的将料斗内的外壳移送至输送带三上，输送带三通过电机六带动将外壳向前移送。

在上述的圆柱电池自动装配入壳机中，所述输送带三的末端一侧设有推送气缸，所述推送气缸的活塞杆上固设有推块，所述推块能够将输送带三上的外壳沿输送带三的宽度方向推出，所述输送带三的末端另一侧设有转盘，所述转盘中部开设有长条状的且能够容纳一个外壳的方孔，所述转盘与电机七相连且电机七能够带动转盘转动，所述推块能够将输送带三上的外壳推进所述转盘的方孔中，所述输送带三末端设有能够检测到达输送带三末端的外壳开口朝向的感应器五。如果外壳的开口方向正确，侧在推块的推动下，外壳直接通过转盘的方孔，如果外壳的开口方向相反，推块推动外壳进入转盘的方孔，电机七带动转盘转动180°，使得外壳换向，推块推动下一个外壳进入转盘的方孔时能够将方孔中的外壳顶出。

在上述的圆柱电池自动装配入壳机中，所述机柜上还设有能够检测电芯上的绝缘垫位置和电芯直径的传感器六以及将不合格电芯推出电芯载具的推料气缸。

在上述的圆柱电池自动装配入壳机中，所述吸头的下方还设有输出通道和收料盒，所述输出通道的一端与收料盒相连通，所述输出通道的另一端设有推出气缸，所述推出气缸的活塞杆上连接推送块，推送块能够在推出气缸的带动下沿着输出通道往复移动。由于外壳采用钢壳，吸头在吸料气缸的带动下向后移动时，吸头的磁性能够对外壳产生引力，从而将装配好的电池从装配槽中拉出来落入输出通道中，推出气缸带动推送块推送输出通道中装配好的电池，使之进入收料盒，完成整个装配过程。

与现有技术相比，本发明结合多个机构同时连续动作，全自动完成圆柱电池的外壳与电芯的分选和装配，具有结构简单，占地面积小，动作精准、运行可靠、自动化程度高、效率高等优点。

附图说明

图1是本入壳机的动作流程示意图。

图2是本入壳机立体结构示意图一。

图3是图2中A处的局部放大结构示意图。

图4是本入壳机中外壳进料部分结构示意图。

图5是本入壳机中外壳与电芯装配部分结构示意图。

图6是本入壳机立体结构示意图二。

图7是图6中B处的局部放大结构示意图。

图8是本入壳机中极耳修正机构的示意图。

图9是本入壳机中极耳校对机构的示意图。

图10是本入壳机中冲绝缘垫机构和极耳弯折机构的示意图。

图中，1、机柜；2、电芯载具；3、输送带一；3a、放料端；3b、出料端；4、输送带二；4a、输送皮带；5、输送带三；6、分离齿轮；61、半圆型槽；7、分离机构；71、气缸一；72、气缸二；73、分离板一；74、分离板二；8、极耳弯折机构；81、推杆；82、推筒；83、气缸七；84、气缸八；85、折极耳气缸；86、折极耳块；87、折极耳座；88、压紧块；89、气缸九；9、极耳校对机构；91、滚筒；92、安装板；93、电机四；94、传感器四；95、气缸五；10、极耳修正机构；101、拍平气缸；102、拍平座；103、拍块；104、滑块；105、滑轨；12、电芯通道；13、冲绝缘垫机构；14、电芯调整机构；142、顶筒；144、气缸四；15、传感器六；16、推料气缸；17、料斗；18、升降板；19、气缸十；20、挡板；21、推送气缸；22、推块；23、转盘；24、方孔；25、电机七；26、感应器五；27、吸头；28、输出通道；31、收料盒；32、电机一；33、电机二；34、出料板；35、装配槽；36、机械手；37、推进气缸；38、吸料气缸；39、顶柱。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

本入壳机适用于圆柱电池的半成品装配生产，特别是18650圆柱电池的生产装配，电芯需要套设金属的外壳以提高保护强度和安全性，实施例中的圆柱电池自动装配入壳机用于外壳与电芯的装配，同时在电芯的端部还要设置绝缘垫，本入壳机的工作原理包括以下四个部分：

1、电芯的进料

①、电芯的移送分离：如图1、图2和图6所示，电芯两端均具有极耳，其中一端的极耳从电芯端部的中心伸出，另一端的极耳从电芯端部的边缘伸出。在机柜1上设有输送带一3，输送带一3通过电机一32带动，输送带一3的宽度大于电芯的长度，输送带一3的一端为放料端3a，另一端为出料端3b，人工将电芯按次序放置在输送带一3上，通过输送带一3的运输使得电芯从输送带一3的放料端3a向出料端3b移动，本实施例中在放置电芯时极耳从电芯端部中心伸出的一端朝外放置，另一端朝内设置。输送带一3的出料端3b设有分离齿轮6和倾斜的出料板34，出料板34位于输送带一3的出料端3b与分离齿轮6之间并且与两者相衔接，分离齿轮6与电机二33相连接且能够在电机二33的带动下绕自身轴线转动，分离齿轮6周向分布有若干半圆型槽61，半圆型槽61的长度方向与分离齿轮6的轴向一致，输送带一3上的电芯能够通过出料板34进入到分离齿轮6的半圆型槽61中；半圆型槽61的尺寸与电芯的外径相匹配，本实施例中输送带一3上的电芯在分离齿轮6左侧一个一个顺次进入空着的半圆型槽61中，分离齿轮6转动带动电芯运行并一个一个从分离齿轮6底部释放出来，从正前方来看分离齿轮6顺时针转动，分离齿轮6的右侧具有挡块，挡块内侧具有与分离齿轮6径向尺寸相匹配的弧形槽，该弧形槽靠近分离齿轮6且能够防止半圆型槽61内的电芯脱落掉出；分离齿轮6的正下方设有竖直的电芯通道12，半圆型槽61内的电芯到达分离齿轮6最低点时能够掉落进入电芯通道12内，电芯通道12的下方设有输送带二4，输送带二4包括输送皮带4a、电芯载具2和导向杆，输送皮带4a通过电机三带动能够移动，电芯载具2有若干个且均匀间隔固设在输送皮带4a上，电芯载具2的底面上开设有导向槽，导向杆有两个且沿输送皮带4a的长度方向分布在输送皮带4a的两侧，电芯载具2移动时导向槽套设在导向杆上保证了电芯载具2稳定移动。

如图7所示，电芯通道12上还设有分离机构7，该分离机构7包括横向设置的分离板一73和分离板二74，分离板一73和分离板二74能够朝向电芯通道12内移动以阻断电芯往下移动的路径，分离板一73和分离板二74之间的间隔距离等于一个电芯的直径大小，分离板一73与气缸一71的活塞杆相连，分离板二74与气缸二72的活塞杆相连，分离板一73位于分离板二74的上方，当电芯通道12的正下方没有空着的电芯载具2时，分离板二74在气缸二72的带动下伸入在电芯通道12中阻止电芯的掉落，当电芯通道12的正下方具有空载的电芯载具2时，分离板一73在气缸一71的带动下伸入在电芯通道12中阻止上方的电芯掉落，而分离板二74在气缸二72的带动下缩回，使得分离板一73与分离板二74之间的电芯通道12中的一个电芯能够顺利掉落进入正下方的电芯载具2上，通过分离板一73与分离板二74的配合动作使得电芯通道12内的电芯每次一个落入到下方输送皮带4a上的电芯载具2中，从而完成电芯的分离运输以便后续的装配。

本实施例中在出料板34上设有能够感应出料板34上的电芯的感应器一，电芯通道12上端具有能够感应电芯的感应器二，在电芯通道12下端与分离板一73相对的位置设有能够感应电芯的感应器三，通过这感应器一、感应器二和感应器三能够判断分离齿轮6及电芯通道12中是否还有足够的电芯，从而来精准控制各个部件的动作，保证电芯供给持续不断且速度稳定。

②、电芯的位置调整：如图7所示，电芯在摆放以及移动过程中可能会在输送带一3的宽度方向上产生偏移，不能保证其位置的一致性，因此需要对其进行位置调整，电芯到达电芯载具2中后通过输送皮带4a传动，输送皮带4a的两侧分别设有顶尖和顶筒142，顶尖和顶筒142正对输送皮带4a且两者相对设置，顶尖与气缸三的活塞杆相连且能够在气缸三的带动下沿输送皮带4a宽度方向往复移动，顶筒142与气缸四144的活塞杆相连且能够在气缸四144的带动下沿输送皮带4a宽度方向往复移动，由于本实施例中放置电芯时极耳从电芯端部中心伸出的一端朝外放置，另一端朝内设置，因此本机构中顶尖位于输送皮带4a的内侧，顶筒142位于输送皮带4a的外侧，当电芯载具2移动至顶筒142与顶尖之间时，顶尖能够在气缸三的带动下抵靠在电芯载具2内电芯的端部中间，顶筒142是具有开口的空心结构，顶筒142在气缸四144的带动下能够抵靠在电芯载具2内电芯的端部边缘，该电芯端部的极耳伸入到顶筒142内，从而保证在调整电芯位置时对极耳进行有效保护。根据需要设定气缸三与气缸四144的位置及动作，通过顶尖与顶筒142对电芯两端相向夹持推进，保证了所有电芯在输送皮带4a宽度方向上的位置保持一致。从而使后续移动装配都精准无误。

③、电芯的极耳校对：如图6和图9所示，输送皮带4a上方设有电芯的极耳校对装置，包括两个间隔并排平行设置的滚筒91，两个滚筒91之间的间隔距离小于电芯的直径，两个滚筒91均与电机四93相连并能够在电机四93的带动下同步转动，电机四93以及两个滚筒91均固设在安装板92上，安装板92与气缸五95的活塞杆相连接且能够在气缸五95的带动下上下往复移动。输送皮带4a的内侧还设有传感器四94，传感器四94为光纤传感器。滚筒91位于上升位置时，与电芯载具2的移动不相干涉，电芯载具2带动电芯移动在滚筒91的正下方，整个安装板92在气缸五95的带动下向下移动，使得滚筒91与电芯载具2上的电芯相接触贴靠，滚筒91转动通过摩擦力带动电芯转动，极耳对光纤传感器的射光会产生阻挡，位于电芯端部边缘的极耳转动至最低点时，感应器四感应不到光，从而实现传感器四94对极耳位置的感应判断，到位后滚筒91停止运转并向上移动完成电芯的极耳校对调整。

本实施例中作为优选输送皮带4a的内侧还设有顶紧气缸，防止在调整电芯极耳过程中电芯位置发生偏移。

④、电芯的极耳修正：电芯的极耳经过上一步校对后均位置统一，本技术方案中电芯内端的极耳均位于电芯端部的最低点，此时需要对电芯的极耳进行修正。如图8所示，在输送皮带4a的内侧设有两个竖直的拍平气缸101，两个拍平气缸101的活塞杆相对设置，拍平气缸101安装在拍平座102上，两个拍平气缸101的活塞杆上均固设有拍块103，拍平座102上还设有竖直的滑轨105，拍块103通过滑块104滑动连接在该滑轨105上，当电芯到达相应的位置时，电芯上的极耳位于两个拍块103之间，在拍平气缸101的带动下从上下两个方向对极耳进行挤压拍平，从而保证极耳的平整。

⑤、电芯的极耳弯折：如图10所示，机柜1上设有极耳弯折装置，包括分别设置在输送皮带4a内侧的推杆81和设置在输送皮带4a外侧的推筒82；推杆81与气缸七83的活塞杆相连，推筒82与气缸八84的活塞杆相连，通过推杆81和推筒82能够将电芯定位住，防止其滑动；推杆81的下方设有折极耳气缸85和折极耳块86，折极耳块86的端角边为弧形，折极耳块86通过折极耳座87连接在折极耳气缸85的输出轴上，折极耳块86能够在折极耳气缸85的带动下向上运动并挤压电芯内端的极耳使其弯折，同时输送皮带4a的上方设有压紧块88和竖直的气缸九89，压紧块88与气缸九89相连且气缸九89能够带动压紧块88上下往复移动。通过压紧块88压紧气缸能够防止折极耳块86向上折极耳时带动整个电芯移动。

2、绝缘垫冲压进料

①、冲绝缘垫：如图2和图10所示，机柜1上固设有料架和安装架，料架上设有电机五和能够绕自身轴线转动的放料盘，电机五能够带动放料盘转动，料盘上缠绕有绝缘垫料带，安装架上设有供绝缘垫料带绕接穿过的导向轮和具有通孔的冲压板，冲压板固设在安装架的侧板上且冲压板与安装架的侧板之间具有供绝缘垫料带穿过的间隙，安装架上还设有冲压气缸，冲压气缸的活塞杆上连接有冲压杆，冲压杆穿过安装架的侧板并与冲压板上的通孔正相对，冲压气缸能够带动冲压杆往复移动并从冲压板与安装架侧板之间的绝缘垫料带上冲出绝缘垫，冲压杆位于通孔的一端，通孔的另一端设有能够产生负压的吸块，吸块为内部中空结构并连接气管，吸块朝向通孔的侧面上具有若干小孔，冲压杆冲出的绝缘垫能够吸附在吸块上。

②、将绝缘垫移送至电芯的端部：冲压板的通孔另一端还设有推动气缸，推动气缸的活塞杆与吸块相连，推动气缸能够带动吸块横向移动，安装架上还设有能够将吸块上的绝缘垫夹持移送至电芯端部的机械手36，该机械手36为夹紧气缸并且连接在气缸六上，气缸六竖直设置且能够带动夹紧气缸上下移动。冲压气缸在冲压板的通孔上冲压出绝缘垫利用机械手36移送到电芯的端部并放置在弯折的极耳上，最终随电芯推送至外壳内，实现装配。

经过上述步骤后已放置绝缘垫的电芯继续向前移动，通过设置检测绝缘垫和电芯直径的传感器六15来判断其质量，具体是有带弹簧的探针顶住绝缘垫，位移传感器光纤数值反馈检测电芯直径，从而判断不良品，通过推出机构将不良品推出，良品进入下一步进行装配。

3、外壳的进料

①、顺次上料：如图2和图4所示，机柜1上设有一个能够容纳外壳的料斗17，料斗17上侧具有开口，料斗17底部的底板表面向一侧倾斜，底板较低的一侧设有贯穿底板的升降板18，该升降板18紧贴料斗17的侧板且能够上升下降往复移动，升降板18下端与竖直的气缸十19相连接，升降板18上端能够向上推送料斗17内的外壳，料斗17的上端外侧设有长条状的输送带三5，输送带三5沿升降板18上端面的长度方向设置，升降板18上升能够将外壳从输送带三5一侧推送至该输送带三5上，输送带三5另一侧设有防止外壳从输送带三5上掉落的挡板20，挡板20倾斜设置在升降板18上方，挡板20由输送带三5至料斗17正上方斜向上设置，升降板18往复升降，源源不断的将料斗17内的外壳移送至输送带三5上，输送带三5通过电机六带动将外壳向前移送。

②、外壳方向调整：如图3所示，电芯与外壳的装配是将电芯从外壳的一端开口处插进外壳内，外壳的一端是封闭的，另一端是具有开口的，在本入壳机中，需要保证外壳开口朝向的一致性，才能保证后续装配的连续性和高效性。输送带三5的末端一侧设有推送气缸21，推送气缸21的活塞杆上固设有推块22，推块22能够将输送带三5上的外壳沿输送带三5宽度推出，输送带三5的末端另一侧设有装盘23，装盘23中部开设有长条状的且能够容纳一个外壳的方孔24，装盘23与电机七25相连且电机七25能够带动装盘23转动，推块22能够将输送带三5上的外壳推进装盘23的方孔24中。输送带三5末端设有能够检测达到输送带三5末端的外壳开口朝向的感应器五26，如果外壳的开口方向正确，侧在推块22的推动下，外壳直接通过装盘23的方孔24，如果外壳的开口方向相反，推块22推动外壳进入装盘23的方孔24，电机七25带动装盘23转动180°，使得外壳换向，推块22推动下一个外壳进入装盘23的方孔24时能够将方孔24中的外壳顶出。

③、外壳移送至模具：调整好后的外壳通过输送通道移动至装配工位。

4、装配

上述电芯的进料、外壳的进料和绝缘垫冲压进料三个流程同步进行，然后绝缘垫与电芯进行组合，最后三者均到达装配工位进行组装装配，具体来说，如5所示，外壳被移动至装配槽35内，装配槽35的两端设有推进气缸37和吸料气缸38，推进气缸37的活塞杆上设有空心的顶柱39且顶柱39正对装配槽35；吸料气缸38的活塞杆上固设有磁性的吸头27，装配时吸头27抵靠在外壳的底端；电芯载具2带动电芯移送并最终达到顶柱39与装配槽35之间，推进气缸37带动顶柱39向装配槽35移动，顶柱39内部空心且外端部具有开口，顶柱39能够抵靠在电芯的端部边缘，并且使位于电芯的端部中间的极耳伸入到顶柱39内，顶柱39将位于电芯载具2上的电芯推送到外壳中去，从而实现电芯与外壳的入壳装配。

如图2、图5和图6所示，吸头27的下方还设有输出通道28，输出通道28的一端与收料盒31相连通，输出通道28的另一端设有推出气缸，推出气缸的活塞杆上连接推送块，推送块能够在推出气缸的带动下沿着输出通道28往复移动；由于外壳采用钢壳，吸头27在吸料气缸38的带动下向后移动时，吸头27的磁性能够对外壳产生引力，从而将装配好的电池从装配槽35中拉出来落入输出通道28中，推出气缸带动推送块推送输出通道28中装配好的电池，使之进入收料盒31，完成整个装配过程。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种圆柱电池自动装配入壳机，其特征在于，所述入壳机包括机柜（1）、电机一（32）、电机二（33）和若干能够装载电芯的电芯载具（2），所述机柜（1）上设有能够输送电芯的输送带一（3）、能够输送电芯载具（2）的输送带二（4）和能够输送外壳的输送带三（5）；所述输送带一（3）与电机一（32）相连接，所述输送带一（3）的一端为放料端（3a），另一端为出料端（3b），所述输送带一（3）的出料端（3b）设有分离齿轮（6）和倾斜的出料板（34），所述出料板（34）位于所述的输送带一（3）出料端（3b）与分离齿轮（6）之间，所述分离齿轮（6）与电机二（33）相连接且能够在电机二（33）的带动下绕自身轴线转动，分离齿轮（6）周向分布有若干半圆型槽（61），半圆型槽（61）的长度方向与分离齿轮（6）的轴向一致，所述输送带一（3）上的电芯能够通过出料板（34）进入到分离齿轮（6）的半圆型槽（61）中；所述分离齿轮（6）下方设有电芯通道（12），所述电芯通道（12）上设有能够将电芯单个分离的分离机构（7），所述输送带二（4）位于所述电芯通道（12）的下方，所述输送带二（4）的两侧依次设有电芯调整机构（14）、极耳校对机构（9）、极耳修正机构（10）和极耳弯折机构（8）；所述机柜（1）上设有能够冲出圆形绝缘垫的冲绝缘垫机构（13）和能够将所冲出的绝缘垫放置到电芯端部的机械手（36）；所述机柜（1）上还设有装配槽（35），所述输送带三（5）能够将外壳移动至装配槽（35）内，所述装配槽（35）的两端设有推进气缸（37）和吸料气缸（38），所述推进气缸（37）的活塞杆上设有空心的顶柱（39）且顶柱（39）正对装配槽（35）；所述输送带二（4）能够带动电芯载具（2）到达所述顶柱（39）与所述装配槽（35）之间，所述吸料气缸（38）的活塞杆上固设有磁性的吸头（27）。

2.根据权利要求1所述的圆柱电池自动装配入壳机，其特征在于，所述分离机构（7）包括横向设置的气缸一（71）、气缸二（72）、分离板一（73）和分离板二（74），所述分离板一（73）与气缸一（71）的活塞杆相连，所述分离板二（74）与气缸二（72）的活塞杆相连，所述分离板一（73）和分离板二（74）平行间隔设置且所述分离板一（73）位于分离板二（74）的上方，所述分离板一（73）和分离板二（74）能够分别朝向电芯通道（12）内移动并阻断电芯通道（12）。

3.根据权利要求1或2所述的圆柱电池自动装配入壳机，其特征在于，所述输送带二（4）包括输送皮带（4a），所述电芯载具（2）均匀间隔固设在所述输送皮带（4a）上，所述电芯调整机构（14）包括输送皮带（4a）两侧分别设置的顶尖、顶筒（142）、气缸三和气缸四（144），所述顶尖和顶筒（142）正对输送皮带（4a）且两者相对设置，所述顶尖与气缸三的活塞杆相连且能够在气缸三的带动下沿输送皮带（4a）宽度方向往复移动，所述顶筒（142）与气缸四（144）的活塞杆相连且能够在气缸四（144）的带动下沿输送皮带（4a）宽度方向往复移动。

4.根据权利要求3所述的圆柱电池自动装配入壳机，其特征在于，所述极耳校对机构（9）包括安装板（92）和两个间隔并排平行设置的滚筒（91），两个滚筒（91）均与能够带动所述滚筒（91）转动的电机四（93）相连，所述电机四（93）以及两个滚筒（91）均固设在安装板（92）上，所述安装板（92）连接在能够带动安装板（92）上下往复移动气缸五（95）上，所述输送皮带（4a）侧面还设有能够感应极耳方向的传感器四（94）。

5.根据权利要求4所述的圆柱电池自动装配入壳机，其特征在于，所述极耳修正机构（10）包括在输送皮带（4a）的内侧设置的两个竖直的拍平气缸（101），两个拍平气缸（101）上下间隔设置且两个拍平气缸（101）的活塞杆相对设置，所述拍平气缸（101）安装在一拍平座（102）上，两个拍平气缸（101）的活塞杆上均固设有拍块（103），所述拍平座（102）上还设有竖直的滑轨（105），所述拍块（103）通过滑块（104）滑动连接在所述滑轨（105）上。

6.根据权利要求5所述的圆柱电池自动装配入壳机，其特征在于，所述极耳弯折机构（8）包括设置在输送皮带（4a）内侧的推杆（81）和设置在输送皮带（4a）外侧的推筒（82）；所述推杆（81）与一气缸七（83）的活塞杆相连，所述推筒（82）与一气缸八（84）的活塞杆相连，所述推杆（81）的下方设有折极耳气缸（85）和折极耳块（86），所述折极耳块（86）的端角边为弧形，所述折极耳块（86）通过折极耳座（87）连接在折极耳气缸（85）的活塞杆上，所述折极耳块（86）能够在折极耳气缸（85）的带动下向上运动并挤压电芯内端的极耳，所述输送皮带（4a）的上方设有压紧块（88）和竖直的气缸九（89），所述压紧块（88）与气缸九（89）相连且所述气缸九（89）能够带动压紧块（88）上下往复移动。

7.根据权利要求6所述的圆柱电池自动装配入壳机，其特征在于，所述机柜（1）上设有一个能够容纳外壳的料斗（17），所述料斗（17）上侧具有开口，所述料斗（17）底部的底板表面向一侧倾斜，所述底板较低的一侧设有贯穿底板的升降板（18），所述升降板（18）紧贴料斗（17）的侧板且该升降板（18）下端与竖直的气缸十（19）相连接，所述升降板（18）上端能够向上推送料斗（17）内的外壳至所述输送带三（5）上，所述输送带三（5）外侧设有防止外壳从所述输送带三（5）上掉落的挡板（20），所述挡板（20）倾斜设置在升降板（18）上方。

8.根据权利要求7所述的圆柱电池自动装配入壳机，其特征在于，所述输送带三（5）的末端一侧设有推送气缸（21），所述推送气缸（21）的活塞杆上固设有推块（22），所述推块（22）能够将输送带三（5）上的外壳沿输送带三（5）的宽度方向推出，所述输送带三（5）的末端另一侧设有装盘（23），所述装盘（23）中部开设有长条状的且能够容纳一个外壳的方孔（24），所述装盘（23）与电机七（25）相连且电机七（25）能够带动装盘（23）转动，所述推块（22）能够将输送带三（5）上的外壳推进所述装盘（23）的方孔（24）中，所述输送带三（5）末端设有能够检测到达输送带三（5）末端的外壳开口朝向的感应器五（26）。

9.根据权利要求1或2所述的圆柱电池自动装配入壳机，其特征在于，所述机柜（1）上还设有能够检测电芯上的绝缘垫位置和电芯直径的传感器六（15）以及将不合格电芯推出电芯载具（2）的推料气缸（16）。

10.根据权利要求1或2所述的圆柱电池自动装配入壳机，其特征在于，所述吸头（27）的下方还设有输出通道（28）和收料盒（31），所述输出通道（28）的一端与收料盒（31）相连通，所述输出通道（28）的另一端设有推出气缸，所述推出气缸的活塞杆上连接推送块，推送块能够在推出气缸的带动下沿着输出通道（28）往复移动。