CN105428692B - 软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备及其控制方法，其包括升降装置、与所述升降装置所设活动架固定连接且带有活动夹具的夹取装置、与升降装置所述活动架固定连接且带刺破刀的刺破装置以及与刺破装置连接且带有抽空机的抽真空装置。本发明具有生产效率高、成本低、使用方便的优点，同时能够保证抽空的时候，不会抽取到电池内部其他物体，提高了生产质量的稳定性。

Description

软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备及其控制方法

技术领域

本发明设计生产电池的化成设备技术领域，尤其涉及软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备及其控制方法。

背景技术

目前软包电池在化成过程中会产生的不等量气体，造成气囊涨气变大，当软包电池化成后流到下一工序过程中会造成气体倒充到电芯内部，严重影响电池性能，现有的排气方式为化成后在下一工序中进行刺破+抽气。电池气囊涨气大，在松开化成夹具时气囊中的气体倒充到电芯内部，造成电芯涨气起鼓，在使用机械手抓取电芯时，密封夹子只能夹在气囊上而不能夹到电芯上，更进一步造成气体倒充到电芯内部涨气起鼓，严重影响电芯质量。随着人力成本不断上涨，传统的生产方法存在生产效率低下的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备及其控制方法，其具有生产效率高、成本低、使用方便的优点，同时能够保证抽空的时候，不会抽取到电池内部其他物体，提高了生产质量的稳定性。

本发明所采用的技术方案是：

软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备，其包括：

升降装置，其包括固定架、活动架及伸缩器，伸缩器设有与固定架固定连接的固定端及与活动架固定连接的活动端；

夹取装置，其与所述活动架固定连接，其包括固定安装在活动架且用于夹取物体的活动夹具及用于驱动活动夹具夹紧或松开的第一驱动器；

刺破装置，其包括固定连接在活动架的导管、固定安装在导管上端且带有活塞杆的活塞、设于导管内且上端与活塞杆下端固定连接的刺破刀、与活塞杆上端固定连接的压板、安装在活动架且与压板固定连接的第二驱动器；

抽真空装置，其包括设于导管下端两侧的密封夹子、设于密封夹子上方且套设在导管外的套筒、设于活动架下方且与套筒上端固定连接的推板、与活动架活动连接且下端与推板固定连接的推杆、与推杆上端固定连接的第三驱动器、与导管内部连通的抽空机。

为了能够更加智能的控制整台设备，本发明软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备还包括控制器，所述控制器均与伸缩器、第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器及抽空机电性连接。

进一步，所述伸缩器为液压伸缩器，或为气压伸缩器，或为电动伸缩器，或为机械式伸缩器；所述第一驱动器为气动式第一气压缸，或为液压式第一液压缸，或为螺杆式第一电动推杆；所述第二驱动器为气动式第二气压缸，或为液压式第二液压缸，或为螺杆式第二电动推杆；所述第三驱动器为气动式第三气压缸，或为液压式第三液压缸，或为螺杆式第三电动推杆；所述抽空机为压缩式空压机，或为电动抽空泵。

作为优选，所述伸缩器为第一气缸，所述第二驱动器为第二气缸，所述第三驱动器为第三气缸，所述第一气缸、第二气缸及第三气缸共同使用一台空压机。

进一步，所述活动架安装有至少两个活动夹具，且两个活动夹具分别设于套筒两侧。

进一步，所述抽空机与导管之间通过设置密闭气管连接，所述气管与所述导管之间通过设置弯头连通，所述导管上端侧面设有配合弯头固定连接的分支管，该分支管与导管之间密闭相互连通，耐腐蚀性强。

进一步，所述导管与所述刺破刀之间设置有密封圈，所述活塞还包括设于活塞杆外部的活塞缸及设于活塞缸内部且套设在活塞杆外的恢复弹簧。也就是密封圈将刺破刀与所述导管之间形成密封的活动连接，使得被抽空机抽取的空气只能够依次从物体内部、抽空缝隙、导管、分支管、弯头及气管到达抽空机。

作为优选，所述活动架设有配合推杆活动连接的穿孔，该穿孔上设有配合推杆限位活动的限位导管，该限位导管长度小于推杆长度。

作为优选，所述活动夹具包括与活动架固定连接的固定板、一端与第一驱动器固定连接的物体连接管、与物体连接管连通的第一气缸，设于第一气缸内部且与第一气缸活动连接的第一活塞杆及两个均与固定板铰接的活动夹头，两个活动夹头同一端均与第一活塞杆固定铰接。

为了能够实现封口工作，本发明软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备还包括有封口装置，该封口装置设有焊头及与焊头固定连接的温度传感器，所述焊头由分别设于密封夹子两侧的左焊头和右焊头组成，所述左焊头外侧设有第一加热器，所述右焊头外侧设有第二加热器，所述温度传感器、第一加热器及第二加热器均与控制器电性连接。

进一步，所述第一加热器和第二加热器均采用陶瓷式加热器。

软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备的控制方法，其主要用于在化成高温加压条件下，其包括以下步骤：

A、升降装置启动，伸缩器伸出，活动架下降；

B、夹取装置启动，第一驱动器工作，活动夹具夹紧物体；

C、第三驱动器工作，推杆向下移动，密封夹子夹紧物体上端，使得物体内部与导管之间形成一抽空缝隙。

D、第二驱动器工作，刺破刀向下移动刺破物体上端，将抽空缝隙与导管连通；

E、抽空机工作抽取空气，物体内部的空气被抽真空，物体被压缩；

F、第三驱动器继续工作，推杆继续向下移动，密封夹子完全夹紧物体上端，分别被第一加热器、第二加热器加热的左焊头和右焊头同时对物体上端进行加热焊接。

进一步，当温度传感器探测到左焊头和右焊头的温度过高时，控制器暂时停止第一加热器和第二加热器的加温工作，当温度传感器探测到左焊头和右焊头的温度在下降，控制器控制第一加热器和第二加热器继续加热工作。

其中，“步骤A”和“步骤B”中，就是使得夹取装置的两个活动夹具下降到能够夹取物体上端的位置，然后伸缩器启动使得两个活动夹具可以同时夹取物体上端，这样能够夹取得更加牢固及受力均衡。

“步骤C”中的密封夹子是没有完全夹紧物体上端，为了能够在物体上端留有抽空缝隙，当刺破刀刺破物体上端的时候能够使得抽空缝隙连通物体内部与导管。

进一步，所述刺破刀的末端为偏平状的尖锐部。

“步骤F”中密封夹子对物体上端完全夹紧，避免物体内部与物体外部连通，为了下一步焊接做准备。

作为优选，所述“步骤D”和“步骤E”之间还设有一“步骤DE”，该“步骤DE”为第三驱动器反向工作，推杆升起一端距离，所述刺破刀退回原位置。

进一步，所述左焊头外侧设有配合第一加热器固定安装的第一凹槽，所述右焊头外侧设有配合第二加热器固定安装的第二凹槽。

本发明通过设置升降装置使得整体能够实现上升或下降，为活动夹具下降到能够夹取物体上端位置；通过设置夹取装置能够很好的夹取到物体上端，而且受力均衡使得物体被限定六个自由度；通过设置抽真空装置，使得能够通过密封夹子初步夹紧物体上端，将物体内部气囊与抽空机形成一个密封的抽空结构为下一步抽真空做好准备，抽空机能够快速的 抽取物体上端的气囊内的空气，通过调节负压大小能够保证不会抽取到电池芯内部的电池反应物；通过设置刺破刀能够快速和完美的刺破物体上端气囊位置；通过设置封口装置能够使得被刺破的位置能够快速通过高温焊接成一体，使得气囊内部熔接为一体。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构另一示意图；

图3为本发明整机结构示意图；

图4为本发明控制方法步骤示意图。

图中：1、升降装置；2、夹取装置；3、刺破装置；11、活动架；12、固定架；13、伸缩器；21、活动夹具；22、活动夹头；31、活塞；32、导管；33、活塞杆；34、刺破刀；35、压板；36、恢复弹簧；41、套筒；42、推板；43、推杆；44、弯头；45、物体连接管；51、焊头。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备，其包括：

升降装置1，其包括固定架12、活动架11及伸缩器13，伸缩器13设有与固定架12固定连接的固定端及与活动架11固定连接的活动端；

夹取装置2，其与所述活动架11固定连接，其包括固定安装在活动架11且用于夹取物体的活动夹具21及用于驱动活动夹具21夹紧或松开的第一驱动器；

刺破装置3，其包括固定连接在活动架11的导管32、固定安装在导管32上端且带有活塞杆33的活塞31、设于导管32内且上端与活塞杆33下端固定连接的刺破刀34、与活塞杆33上端固定连接的压板35、安装在活动架11且与压板35固定连接的第二驱动器37；

抽真空装置，其包括设于导管32下端两侧的密封夹子、设于密封夹子上方且套设在导管外的套筒41、设于活动架11下方且与套筒41上端固定连接的推板42、与活动架11活动连接且下端与推板42固定连接的推杆43、与推杆43上端固定连接的第三驱动器、与导管32内部连通的抽空机。

为了能够更加智能的控制整台设备，本发明软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备还包括控制器，所述控制器均与伸缩器13、第一驱动器、第二驱动器37、第三驱动器及抽空机电性连接。

进一步，所述伸缩器13为液压伸缩器，或为气压伸缩器，或为电动伸缩器，或为机械式伸缩器；所述第一驱动器为气动式第一气压缸，或为液压式第一液压缸，或为螺杆式第一电动推杆；所述第二驱动器37为气动式第二气压缸，或为液压式第二液压缸，或为螺杆式第二电动推杆；所述第三驱动器为气动式第三气压缸，或为液压式第三液压缸，或为螺杆式第三电动推杆；所述抽空机为压缩式空压机，或为电动抽空泵。

作为优选，所述伸缩器13为第一气缸，所述第二驱动器为第二气缸，所述第三驱动器为第三气缸，所述第一气缸、第二气缸及第三气缸共同使用一台空压机。

进一步，所述活动架11安装有至少两个活动夹具21，且两个活动夹具21分别设于套筒41两侧。

进一步，所述抽空机与导管32之间通过设置密闭气管连接，所述气管与所述导管32之间通过设置弯头44连通，所述导管32上端侧面设有配合弯头44固定连接的分支管，该分支管与导管32之间密闭相互连通，耐腐蚀性强。

进一步，所述导管32与所述刺破刀34之间设置有密封圈，所述活塞31还包括设于活塞杆33外部的活塞缸及设于活塞缸内部且套设在活塞杆33外的恢复弹簧36。也就是密封圈将刺破刀34与所述导管32之间形成密封的活动连接，使得被抽空机抽取的空气只能够依次从物体内部、抽空缝隙、导管32、分支管、弯头44及气管到达抽空机。

作为优选，所述活动架11设有配合推杆43活动连接的穿孔，该穿孔上设有配合推杆43限位活动的限位导管，该限位导管长度小于推杆长度。

作为优选，所述活动夹具包括与活动架11固定连接的固定板、一端与第一驱动器固定连接的物体连接管45、与物体连接管45连通的第一气缸，设于第一气缸内部且与第一气缸活动连接的第一活塞杆及两个均与固定板铰接的活动夹头22，两个活动夹头22同一端均与第一活塞杆固定铰接。

为了能够实现封口工作，本发明软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备还包括有封口装置，该封口装置设有焊头51及与焊头51固定连接的温度传感器，所述焊头51由分别设于密封夹子两侧的左焊头和右焊头组成，所述左焊头外侧设有第一加热器，所述右焊头外侧设有第二加热器，所述温度传感器、第一加热器及第二加热器均与控制器电性连接。

进一步，所述第一加热器和第二加热器均采用陶瓷式加热器。

软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备的控制方法，其主要用于在化成高温加压条件下，其包括以下步骤：

A、升降装置1启动，伸缩器13伸出，活动架11下降；

B、夹取装置2启动，第一驱动器工作，活动夹具21夹紧物体；

C、第三驱动器工作，推杆43向下移动，密封夹子夹紧物体上端，使得物体内部与导管32之间形成一抽空缝隙；

D、第二驱动器37工作，刺破刀34向下移动刺破物体上端，将抽空缝隙与导管32连通；

E、抽空机工作抽取空气，物体内部的空气被抽真空，物体被压缩；

F、第三驱动器继续工作，推杆43继续向下移动，密封夹子完全夹紧物体上端，分别被第一加热器、第二加热器加热的左焊头和右焊头同时对物体上端进行加热焊接。

进一步，当温度传感器探测到左焊头和右焊头的温度过高时，控制器暂时停止第一加热器和第二加热器的加温工作，当温度传感器探测到左焊头和右焊头的温度在下降，控制器控制第一加热器和第二加热器继续加热工作。

其中，“步骤A”和“步骤B”中，就是使得夹取装置2的两个活动夹具21下降到能够夹取物体上端的位置，然后伸缩器13启动使得两个活动夹具21可以同时夹取物体上端，这样能够夹取得更加牢固及受力均衡。

“步骤C”中的密封夹子是没有完全夹紧物体上端，为了能够在物体上端留有抽空缝隙，当刺破刀34刺破物体上端的时候能够使得抽空缝隙连通物体内部与导管32。

进一步，所述刺破刀34的末端为偏平状的尖锐部。

“步骤F”中密封夹子对物体上端完全夹紧，避免物体内部与物体外部连通，为了下一步焊接做准备。

作为优选，所述“步骤D”和“步骤E”之间还设有一“步骤DE”，该“步骤DE”为第三驱动器反向工作，推杆43升起一端距离，所述刺破刀34退回原位置。

进一步，所述左焊头外侧设有配合第一加热器固定安装的第一凹槽，所述右焊头外侧设有配合第二加热器固定安装的第二凹槽。

本发明通过设置升降装置1使得整体能够实现上升或下降，为活动夹具21下降到能够夹取物体上端位置；通过设置夹取装置2能够很好的夹取到物体上端，而且受力均衡使得物体被限定六个自由度；通过设置抽真空装置，使得能够通过密封夹子初步夹紧物体上端，将物体内部气囊与抽空机形成一个密封的抽空结构为下一步抽真空做好准备，抽空机能够快速的 抽取物体上端的气囊内的空气，通过调节负压大小能够保证不会抽取到电池芯内部的电池反应物；通过设置刺破刀34能够快速和完美的刺破物体上端气囊位置；通过设置封口装置能够使得被刺破的位置能够快速通过高温焊接成一体，使得气囊内部熔接为一体。

Claims (10)

1.软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备，其特征在于包括：

升降装置（1），其包括固定架（12）、活动架（11）及伸缩器（13），伸缩器（13）设有与固定架（12）固定连接的固定端及与活动架（11）固定连接的活动端；

夹取装置（2），其与所述活动架（11）固定连接，其包括固定安装在活动架（11）且用于夹取物体的活动夹具（21）及用于驱动活动夹具（21）夹紧或松开的第一驱动器；

刺破装置（3），其包括固定连接在活动架（11）的导管（32）、固定安装在导管（32）上端且带有活塞杆（33）的活塞（31）、设于导管（32）内且上端与活塞杆（33）下端固定连接的刺破刀（34）、与活塞杆（33）上端固定连接的压板（35）、安装在活动架（11）且与压板（35）固定连接的第二驱动器（37）；

抽真空装置，其包括设于导管（32）下端两侧的密封夹子、设于密封夹子上方且套设在导管（32）外的套筒（41）、设于活动架（11）下方且与套筒（41）上端固定连接的推板（42）、与活动架（11）活动连接且下端与推板（42）固定连接的推杆（43）、与推杆（43）上端固定连接的第三驱动器、与导管（32）内部连通的抽空机。

2.根据权利要求1所述的软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备，其特征在于：还包括控制器，所述控制器均与伸缩器（13）、第一驱动器、第二驱动器（37）、第三驱动器及抽空机电性连接。

3.根据权利要求1所述的软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备，其特征在于：所述伸缩器（13）为液压伸缩器，或为气压伸缩器，或为电动伸缩器，或为机械式伸缩器；所述第一驱动器为气动式第一气压缸，或为液压式第一液压缸，或为螺杆式第一电动推杆；所述第二驱动器（37）为气动式第二气压缸，或为液压式第二液压缸，或为螺杆式第二电动推杆；所述第三驱动器为气动式第三气压缸，或为液压式第三液压缸，或为螺杆式第三电动推杆；所述抽空机为压缩式空压机，或为电动抽空泵。

4.根据权利要求1所述的软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备，其特征在于：所述活动架（11）安装有至少两个活动夹具（21），且两个活动夹具（21）分别设于套筒（41）两侧。

5.根据权利要求1所述的软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备，其特征在于：所述抽空机与导管（32）之间通过设置密闭气管连接，所述气管与所述导管之间通过设置弯头（44）连通，所述导管（32）上端侧面设有配合弯头（44）固定连接的分支管，该分支管与导管（32）之间密闭相互连通。

6.根据权利要求1所述的软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备，其特征在于：所述导管（32）与所述刺破刀(34）之间设置有密封圈，所述活塞（31）还包括设于活塞杆（33）外部的活塞缸及设于活塞缸内部且套设在活塞杆（33)外的恢复弹簧（36）。

7.根据权利要求1所述的软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备，其特征在于：所述活动架（11）设有配合推杆（43）活动连接的穿孔，该穿孔上设有配合推杆限位活动的限位导管，该限位导管长度小于推杆长度。

8.根据权利要求1所述的软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备，其特征在于：所述活动夹具（21）包括与活动架(11)固定连接的固定板、一端与第一驱动器固定连接的物体连接管(45)、与物体连接管(45)连通的第一气缸，设于第一气缸内部且与第一气缸活动连接的第一活塞杆及两个均与固定板铰接的活动夹头(22)，两个活动夹头(22)同一端均与第一活塞杆固定铰接。

9.根据权利要求2所述的软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备，其特征在于：还包括有封口装置，该封口装置设有焊头(51)及与焊头(51)固定连接的温度传感器，所述焊头(51)由分别设于密封夹子两侧的左焊头和右焊头组成，所述左焊头外侧设有第一加热器，所述右焊头外侧设有第二加热器，所述温度传感器、第一加热器及第二加热器均与控制器电性连接。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的软包高温加压化成的刺破抽真空封口工艺设备的控制方法，其主要用于在化成高温加压条件下，其特征在于包括以下步骤：

A、升降装置(1)启动，伸缩器(13)伸出，活动架(11)下降；

B、夹取装置(2)启动，第一驱动器工作，活动夹具(21)夹紧物体；

C、第三驱动器工作，推杆(43)向下移动，密封夹子夹紧物体上端，使得物体内部与导管(32)之间形成一抽空缝隙；

D、第二驱动器(37)工作，刺破刀(34)向下移动刺破物体上端，将抽空缝隙与导管(32)连通；

E、抽空机工作抽取空气，物体内部的空气被抽真空，物体被压缩；

F、第三驱动器继续工作，推杆(43)继续向下移动，密封夹子完全夹紧物体上端，分别被第一加热器、第二加热器加热的左焊头和右焊头同时对物体上端进行加热焊接。