CN105690091A - 动力电池全自动生产机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种动力电池全自动生产机器人系统，包括进料输送机构、第一定位机构，预焊机构、双包机构、焊接机构、第二定位机构、检测机构和至少一个操作机械手，所述进料输送机构、第一定位机构，预焊机构、双包机构、焊接机构安装在所述操作机械手可到达并操作的周围。本发明的有益效果是：通过至少一个机械手，实现了锂离子动力电池全自动生产，将异常复杂及对人员操作要求极高的工作实现完全的自动化，可以极大的提高工作效率，降低作业成本，也可以保证生产质量，降低不良率及提高锂离子动力电池达标一致性及可靠性。

Description

动力电池全自动生产机器人系统

技术领域

本发明涉及动力电池生产技术领域，具体为一种提高生产工作效率和产品的品质的动力电池全自动生产机器人系统。

背景技术

目前，能源危机问题已日渐突出，使得人们聚焦于新型清洁能源及储能设备的研发。如电动汽车等使用清洁能源设备日益普及。锂电池以其体积小、高效、环保、循环寿命长等优点，已成为当前的研究热点之一。

动力锂离子电池容量大，性能可靠而使用日益广泛，因此目前市场需求巨大。动力锂离子电池生产工艺要求高，条件控制严格；对设备和操作人员都有很高的要求。现在动力锂离子电池生产过程中的超声波焊接过程目前都通过人工操作来完成，而人工操作效率低，且在操作中存在误差，精度不够，生产环境洁净卫生难以稳定保证等，导致动力电池品质无法保证，且工人劳动效率极其低下，导致整体生产效率低且不良率高，总的来说无法满足现有市场需求。另外随着劳动力成本的迅速增长，除了影响锂电池质量和生产效率的关键生产环节外，生产成本也急剧上升。因此如何提高锂电池生产自动化程度，如何保证锂电池自动化生产线的生产质量及提高产品合格率成为了当前急需解决的难题之一。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种工作效率高，作业成本低且可以有效保障生产品质的动力电池全自动生产机器人系统。

本发明的技术方案是这样实现的：动力电池全自动生产机器人系统，包括进料输送机构、第一定位机构，预焊机构、双包机构、焊接机构、第二定位机构、检测机构和至少一个操作机械手，所述进料输送机构、第一定位机构，预焊机构、双包机构、焊接机构安装在所述操作机械手可到达并操作的周围。在工作时，所述操作机械手从进料输送机构上夹取动力电池组后在第一定位机构进行定位，操作机械手将电池组传送至预焊机构进行预焊，然后将电池组传送至焊接机构进行超声波焊接；在焊接完后操作机械手将电池组夹持到第二定位机构定位后转送至检测机构进行检测，然后即可产出电池成品。当检测结果为不合格品，系统设置的两套操作机械手中的第二操作机械手会工控启动，将不合格品夹取并将其置于不合格品收存处，集中待后处理。若设置一套操作机械手，则此机械手继而将不合格品夹去并将其置于不合格品收存处。

所述操作机械手安装在轨道上，以便于操作机械手可以根据需要进行移动。

所述轨道包括第一轨道和第二轨道，所述第一轨道与第二轨道为交叉设置，所述操作机械手可以在第一轨道与第二轨道交叉处选择运动轨道，运作更加灵活。

本发明动力电池全自动生产机器人系统还包括支撑台，包括所述进料输送机构、第一定位机构，预焊机构、双包机构、焊接机构、第二定位机构、检测机构、操作机械手以及轨道安装在所述支撑台上。

所述操作机械手包括机械臂和安装在所述机械臂上的夹持部。

所述操作机械手设置至少两个，将整个作业区域分为焊接区域和检测区域，当系统设置一套操作机械手时，其焊接区域和检测区域均布设于此套操作接携手可申及之处，若设置两套操作机械手时，第一操作机械手安装于焊接区域中心，第二操作机械手安装于检测区域中心，所述第二操作机械手在其可到达并操作的周围设置第二定位机构、检测机构和出料输送机构。若设置一套操作机械手，则此机械手的功能包括完成检测功能，将合格品和不合格品及出料输送投递工作，其中检测还包括将不合格品夹去并将其置于不合格品收存处。

所述双包机构包括工作台、设置在工作台上的V形槽，V形压刀，真空吸盘和气缸夹；所述气缸夹安装于V形槽内，所述V形压刀和真空吸盘安装于伺服电机直线导轨模组上；所述伺服电机直线导轨模组包括安装于工作台上的导轨和固定在导轨上的立柱，所述V形压刀和真空吸盘安装在立柱上。

所述焊接机构包括设置在操作台上的超声波发生装置、焊接模具以及安装在焊接模具下用于吸附粉尘的吸嘴，所述吸嘴与安装在操作台下的压缩机连接。

所述检测机构上设置有绝缘检测装置和内阻检测装置，可以有效的保证出厂电池品质及可靠性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过至少一个操作机械手，实现了锂离子动力电池全自动生产，将异常复杂及对人员操作要求极高的工作实现了完全的自动化，可以极大的提高工作效率，降低作业成本，也可以保证生产质量，降低不良率及提高锂离子动力电池达标一致性及可靠性。

附图说明

图1为本发明动力电池全自动生产机器人系统的立体架构图；

图2为本发明动力电池全自动生产机器人系统中操作机械手的立体结构图；

图3为本发明动力电池全自动生产机器人系统中操作机械手夹持部立体结构图；

图4为第一定位机构的立体结构图；

图5为本发明动力电池全自动生产机器人系统中检测机构的立体图；

图6为本发明动力电池全自动生产机器人系统中双包机构立体图；

图7为本发明动力电池全自动生产机器人系统中真空吸盘的立体图；

图8为本发明动力电池全自动生产机器人系统中V形压刀的立体图；

图9为本发明动力电池全自动生产机器人系统中气缸夹的立体图；

图10为本发明动力电池全自动生产机器人系统中的焊接机构立体图；

图11为本发明动力电池全自动生产机器人系统中的焊接模具立体图；

图12为本发明动力电池全自动生产机器人系统实施例2的立体结构图；

图13为本发明动力电池全自动生产机器人系统实施例3的俯视结构图；

图14为本发明动力电池全自动生产机器人系统中粘胶布机的立体图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明动力电池全自动生产机器人系统进行详细的说明。

实施例1

动力电池全自动生产机器人系统，如图1所示，包括进料输送机构、第一定位机构，预焊机构1、双包机构3、焊接机构2、第二定位机构、检测机构4和至少一个操作机械手8，所述进料输送机构、第一定位机构，预焊机构1、双包机构3、焊接机构2安装在所述操作机械手8可到达并操作的周围。在工作时，所述操作机械手8从进料输送机构上夹取动力电池组后在第一定位机构进行定位，操作机械手8将电池组传送至预焊机构1进行预焊，然后将电池组传送至双包机构3进行双包铝片，然后转送至焊接机构2进行超声波焊接；焊接完后操作机械手8将电池组夹持到第二定位机构定位后由第二操作机械手7将电池组夹持转送至检测机构4进行检测，若受检测的完成焊接电池成品为合格品的，然后即可产出电池成品。若检测结果为不合格品的则另一操作机械手会工控启动，将不合格品夹取并将其置于不合格品收存处，集中待后处理。

其中，所述操作机械手8设置至少两个，将整个作业区域分为焊接区域和检测区域，第一操作机械手安装于焊接区域中心，第二操作机械手7安装于检测区域中心，所述第二操作机械手7可到达并操作的周围设置第二定位机构、检测机构4和出料输送机构。这样可以避免生产死角，工作效率极高。

实施例2

动力电池全自动生产机器人系统，如图12和13所示，所述操作机械手安装在轨道83上，以便于操作机械手可以根据需要进行移动。其中，所述轨道83包括第一轨道和第二轨道，所述第一轨道与第二轨道可以为十字交叉设置，所述操作机械手可以在第一轨道与第二轨道交叉处选择运动轨道，运作更加灵活。其中，还设置有粘胶布机9。

本发明动力电池全自动生产机器人系统还包括支撑台84，包括所述进料输送机构、第一定位机构，预焊机构1、双包机构3、焊接机构2、第二定位机构、检测机构4、操作机械手8以及轨道83安装在所述支撑台84上。所述支撑台84与地面之间设置支撑脚，使支撑台84与地面具有距离。

所述进料输送机构可以是进料输送带，也可以是进料运输车，可以根据生产具体要求进行设置。

如图4所示，所述第一定位机构和第二定位机构结构相同，第一定位机构上设置定位台，用于将夹持在第一操作机械手和第二操作机械手的电池夹持部上的电池组进行整理，重新定位调整。

如图2-3所示，所述操作机械手8包括机械臂81和安装在所述机械臂81上的夹持部82。所述机械臂81使夹持部82可以伸展到操作机械手8周围任一设备位置，这样可以节约生产空间，避免死角的产生。

如图6-7所示，所述双包机构3包括工作台35、设置在工作台上的V形槽32，V形压刀33，真空吸盘34和气缸夹。所述气缸夹安装于V形槽32内，所述V形压刀33和真空吸盘34安装于伺服电机直线导轨模组上。所述伺服电机直线导轨模组包括安装于工作台上的导轨和固定在导轨上的立柱31，所述V形压刀33和真空吸盘34安装在立柱31上。伺服电机直线导轨模组可以上下移动其空吸盘34和V形压刀33；V形槽32用于使双包铝片预成形；V形压刀34用于冲压放在V形槽32上的电池双包铝片；真空吸盘34用于从双包铝片弹盒中吸取双包铝片放入V形槽32上；气缸夹用于将已成形的双包铝片夹紧形成电池极耳。真空吸盘电机直线导轨模组启动时，将真空吸盘34移至铝片弹盒吸取双包铝片准确放入V形槽32，完成后归回原位；而同步启动V形压刀电机直线导轨模组，将V形压刀33移至V形槽32上方对已放入V形槽32的双包铝片进行冲压成形，完成后归回原位；此时已夹有电池的机械臂移动至V形槽上方，将电池极耳片准确放入已成形的V形双包铝片的V形槽32里时，同时启动气缸夹让已成形的双包铝片夹紧电池极耳。

如图10-11所示，所述焊接机构2包括设置在操作台上的超声波发生装置21，焊接模具23，安装在焊接模具23下用于吸附粉尘的吸嘴22，所述吸嘴22与安装在操作台下的压缩机24连接。所述焊接模具23为横向放置，以便于焊接。所述吸嘴22设置有两个，其中一个吸嘴的吸口为条状，可以有效的吸附焊接时产生的粉尘颗粒，提高产品品质。

如图5所示，所述检测机构上设置有扫抹焊接位表面上的粗糙毛刺功能装清理装置41，其运作令表面尽可能平滑，进而检测其导电率值考量是否达标，还造设有内阻检测装置42，可以有效的保证出厂电池品质及可靠性。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (9)

1.动力电池全自动生产机器人系统，包括进料输送机构、第一定位机构，预焊机构、双包机构、焊接机构、第二定位机构、检测机构和至少一个操作机械手，所述进料输送机构、第一定位机构，预焊机构、双包机构和焊接机构安装在所述操作机械手可到达并操作的周围。

2.如权利要求1所述动力电池全自动生产机器人系统，其特征在于，所述操作机械手设置至少两个，将整个作业区域分为焊接区域和检测区域，第一操作机械手安装于焊接区域中心，第二操作机械手安装于检测区域中心，所述第二操作机械手的周围设置第二定位机构、检测机构和出料输送机构。

3.如权利要求1所述动力电池全自动生产机器人系统，其特征在于，所述操作机械手包括机械臂和安装在所述机械臂上的夹持部。

4.如权利要求1所述动力电池全自动生产机器人系统，其特征在于，所述双包机构包括工作台、设置在工作台上的V形槽，V形压刀，真空吸盘和气缸夹；所述气缸夹安装于V形槽内，所述V形压刀和真空吸盘安装于伺服电机直线导轨模组上；所述伺服电机直线导轨模组包括安装于工作台上的导轨和固定在导轨上的立柱，所述V形压刀和真空吸盘安装在立柱上。

5.如权利要求1所述动力电池全自动生产机器人系统，其特征在于，所述焊接机构包括设置在操作台上的超声波发生装置、焊接模具以及安装在焊接模具下用于吸附粉尘的吸嘴，所述吸嘴与安装在操作台下的压缩机连接。

6.如权利要求1所述动力电池全自动生产机器人系统，其特征在于，所述检测机构上设置有绝缘检测装置和内阻检测装置。

7.如权利要求1或者2所述动力电池全自动生产机器人系统，其特征在于，所述操作机械手安装在轨道上。

8.如权利要求7所述动力电池全自动生产机器人系统，其特征在于，所述轨道包括第一轨道和第二轨道，所述第一轨道与第二轨道为交叉设置。

9.如权利要求8任一所述动力电池全自动生产机器人系统，其特征在于，本发明动力电池全自动生产机器人系统还包括支撑台，包括所述进料输送机构、第一定位机构，预焊机构、双包机构、焊接机构、第二定位机构、检测机构、操作机械手以及轨道安装在所述支撑台上。