CN106876772A - 磁吸旋转式锂电池电芯剥皮机及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁吸旋转式锂电池电芯剥皮机及其工艺，包括输送单元、旋转切割单元、下料单元，所述运输单元通过第一电机带动运输带输送锂电池电芯，所述旋转切割单元通过转动盘转动带动锂电池电芯转向，并由激光切割机切割锂电池电芯，所述下料单元通过下料挡板将锂电池电芯拨如下料输送带上，并由销轴配合气缸下部的永磁体将切割后所需部分的锂电池电芯提升，再由第四电机控制转移。本发明自动化程度高、成本低，剥皮工艺效率高。

Description

磁吸旋转式锂电池电芯剥皮机及其工艺

技术领域

本发明涉及锂电池电芯加工处理技术应用领域，尤其涉及一种磁吸旋转式锂电池电芯剥皮机及其工艺。

背景技术

在现有锂电池电芯加工处理技术应用领域，锂电池电芯的配组是一项新兴的技术，在锂电池电芯的配组过程中，对锂电池电芯的电芯进行剥皮处理是一项必要的加工工艺，但现有的技术中，没有相应的设备能够自动实现对锂电池电芯外表的绝缘皮进行环向切割剥皮处理，基本是靠人工对锂电池电芯进行剥皮处理，但是采用人工剥皮加工的方式效率比较低，需要投入大量的人力物力才能满足电池配组的需求，而且人工剥皮加工的处理方法会存在一定的误差，所以在对锂电池电芯进行加工剥皮处理的过程中，产生的报废率也比较高，这也加大了锂电池电芯配组的成本，使得锂电池电芯配组的技术受到很大的限制。

发明内容

为了克服现有锂电池电芯加工处理技术应用领域中存在的不足，本发明提出了一种自动化程度高、所需投入成本少、工作效率高的磁吸旋转式锂电池电芯剥皮机及其工艺。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

磁吸旋转式锂电池电芯剥皮机，包括输送单元，所述运输单元包括有第一电机、输出轴、主动轮、运输带、从动轮，所述第一电机连接了输出轴的一端，所述输出轴的另一端连接了主动轮，所述主动轮的外部连接有运输带，所述运输带水平设置，所述运输带的右侧设置有从动轮。

进一步的，所述锂电池电芯剥皮机还包括旋转切割单元，所述旋转切割单元包括有固定盘、圆形挡边、中心轴、第二电机、转动盘、卡槽、激光切割机、电磁体、控制开关、连接轴、第三电机，所述固定盘的上表面为平行于运输带上表面的光滑面，所述固定盘的中间设有中心孔，所述中心孔内设有中心轴，所述中心轴垂直于固定盘，所述中心轴的下端与第二电机相连，所述中心轴的上端安装有转动盘，所述转动盘的边缘设有等间距的若干个卡槽，所述卡槽的大小形状与锂电池电芯的大小形状相匹配；所述固定盘的边缘设有若干个圆孔，所述圆孔的位置与转动盘边缘上的卡槽位置相对应，所述圆孔内安装有电磁体，所述电磁体的下部连接了连接轴，所述连接轴的下端与第三电机相连；所述固定盘的周围设有垂直连接的圆形挡边，所述圆形挡边上安装有若干台带激光切割头的激光切割机。

进一步的，所述转动盘设有12个卡槽，所述卡槽为半圆形的缺口，所述缺口的半径大于锂电池电芯半径3-6mm。

进一步的，所述激光切割机共有两台，每台激光切割机均带有一个激光切割头，所述激光切割头沿转动盘的径向布置，两个激光切割头之间的间距为转动盘上的卡槽之间的间距的整数倍。

进一步的，所述激光切割头距离固定盘上表面的高度为3-6mm。

进一步的，所述固定盘的边缘设有两个圆孔，所述两个圆孔的位置与两个激光切割头的安装位置相对应，所述圆孔内安装有电磁体，所述电磁体的下部连接了连接轴，所述连接轴的下端与第三电机相连。

进一步的，所述旋转切割单元还连接有下料单元，所述下料单元包括有下料挡板、下料输送带、销轴、永磁体、竖直推杆、气缸、连接杆、转动轴、第四电机，所述下料挡板外端固定在所述固定盘边缘的圆形挡边上，所述下料挡板具有弹性，所述下料挡板的左侧设置有下料输送带，所述下料输送带的上表面与固定盘的上表面平齐，所述下料输送带的两侧安装有两排销轴，所述下料输送带的上方设置有永磁体，所述永磁体与竖直推杆相连，所述竖直推杆与垂直向下安装的气缸相连，所述气缸固定安装在连接杆的右端，所述连接杆的左端与转动轴相连，所述转动轴的底部连接有第四电机。

进一步的，所述两排销轴上均安装有与激光切割头高度相一致的圆形刀片，所述两排圆形刀片之间的最小距离小于锂电池电芯直径0.3-0.7mm。

磁吸旋转式锂电池电芯剥皮机的剥皮工艺，包括以下步骤：

S1.启动第一电机，第一电机带动输出轴，输出轴则驱动主动轮，主动轮在摩擦力的作用下带动运输带和从动轮，运输带带着放置在上方待切割的锂电池电芯向右传输；

S2.同时启动第二电机，第二电机通过中心轴驱动转动盘逆时针步进式转动，转动盘转动时，将左侧运输带上传输的待切割的锂电池电芯卡入到半圆形卡槽内，并带着待切割的锂电池电芯逆时针转动；

S3.当待切割的锂电池电芯到达激光切割机处时，控制开关接通外部电源并开启，从而使得电磁体具有磁性，电磁体则吸住待切割的锂电池电芯的底部，此时第三电机运转，通过连接轴驱动上方的锂电池电芯一起转动一周，激光切割机刚好将待切割的锂电池电芯从下部切割一周；

S4.切割好的锂电池电芯随着转动盘转动到右侧的下料挡板处，下料挡板将切割好的锂电池电芯拨入到下料输送带上；

S5.当切割好的锂电池电芯进入到永磁体下方时，气缸启动，通过竖直推杆驱动下方的永磁体下移，永磁体将吸住下方切割后的锂电池电芯，然后气缸反向运动，带动竖直推杆提起永磁体和吸住的锂电池电芯；

S6.第四电机运转，带动转动轴转动，转动轴则驱动连接杆和右侧的气缸一同转动，将切割好锂电池电芯转出，然后将切割好的锂电池电芯取下，第四电机反向转动，使连接杆和气缸都回复到原来初始的位置。

本发明的有益效果如下：

本发明通过输送单元将锂电池电芯匀速的输送，并通过旋转切割单元在固定盘上完成转向和切割的工序，然后由下料单元控制将切割好的锂电池电芯转移到所需地方，从而实现对锂电池电芯的电芯进行切割和运输等一些列动作，实现了锂电池电芯的自动切割剥皮处理，免除了大量的人力物力投入，减少了生产所需的成本的同时，还大大提高了生产的工作效率，有效的弥补了现有技术中存在的缺陷，给电池的配组工作带来很大的改善，具有良好的实际应用效果，适合大范围的推广生产应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中A-A剖视图。

附图中，101：第一电机， 102：输出轴， 103：主动轮， 104：运输带， 105：从动轮，201：固定盘， 202：中心轴， 203：第二电机， 204：转动盘， 205：卡槽， 206：激光切割机，207：电磁体， 208：控制开关， 209：连接轴， 210：第三电机， 301：下料挡板， 302：下料输送带， 303：销轴， 304：永磁体， 305：竖直推杆， 306：气缸， 307：连接杆， 308：转动轴，309：第四电机。

具体实施方式

以下结合附图对具体实施方式加以说明。

如图1、图2所示，一种磁吸旋转式锂电池电芯剥皮机，包括输送单元、旋转切割单元、下料单元。

所述运输单元包括有第一电机101、输出轴102、主动轮103、运输带104、从动轮105。第一电机101通过联轴器连接了输出轴102的一端，所述输出轴102上安装有主动轮103。所述主动轮103上安装有运输带104，所述运输带104的右侧连接有从动轮105。所述运输带104水平设置，所述运输带104上放置有整齐排列的待切割的锂电池电芯106。

所述旋转切割单元包括有固定盘201、中心轴202、第二电机203、转动盘204、卡槽205、激光切割机206、电磁体207、控制开关208、连接轴209、第三电机210。固定盘201的上表面为平行于运输带104上表面的光滑面，所述固定盘201由塑料或不锈钢材料制成。固定盘201的中间设有中心孔，所述中心孔内设有中心轴202，所述中心轴202垂直于固定盘201且贯穿固定盘201上的中心孔。中心轴202的下端与第二电机203相连，所述中心轴202的上端通过焊接或螺栓连接的方式安装有转动盘204，所述转动盘204的边缘设有等间距的12个卡槽205，所述卡槽205为半圆形的缺口，所述缺口的半径大于锂电池电芯106半径3-6mm。

固定盘201的周围设有垂直连接的圆形挡边212，所述圆形挡边212上安装有若干台带激光切割头211的激光切割机206。本实施例中，所述激光切割机206共有两台，每台激光切割机206均带有一个激光切割头211，所述激光切割头211沿转动盘的径向布置，两个激光切割头211之间的间距为转动盘204上的卡槽205之间的间距的整数倍。所述激光切割头211距离固定盘201上表面的高度为3-6mm，使锂电池电芯106外表的绝缘皮下部3-6mm被切除，便于锂电池电芯106下部与下道工序的电芯连接装置进行插入式连接。

固定盘201的边缘设有若干个圆孔213，所述圆孔213的位置与转动盘204边缘上的卡槽205位置相对应。在本实施例中，圆孔213的个数为两个，所述两个圆孔213的边缘附近安装有两个激光切割头211。所述圆孔213内安装有电磁体207，所述电磁体207的下部连接了连接轴209，所述连接轴209的下端连接有第三电机210。所述电磁体207通过导线连接了安装在固定盘201底部的控制开关208，所述控制开关208通过导线接通外部电源。当待切割的锂电池电芯106到达激光切割机206处时，控制开关208接通外部电源并开启，从而使得电磁体207具有磁性，电磁体207则吸住待切割的锂电池电芯106的底部，此时第三电机210运转，通过连接轴209驱动上方的锂电池电芯106一起转动一周，激光切割头211刚好将待切割的锂电池电芯106从下部3-6mm的高度处被环形切割一周。

激光切割机206是现有技术，这里就不作详细介绍。激光切割头211将从激光器发射出的激光，经光路系统聚焦成高功率密度的激光束，用不可见的光束代替了传统的机械刀，激光束与工件无接触，在工作中不会对工件表面造成划伤；激光切割速度快，切口光滑平整，一般无需后续加工；切割热影响区小，变形小，切缝窄（0.1mm-0.3mm）；切口没有机械应力，无剪切毛刺；加工精度高，重复性好，不损伤材料表面；数控编程，无需开模具，经济省时。

如图1、图2所示，下料单元包括有下料挡板301、下料输送带302、销轴303、永磁体304、竖直推杆305、气缸306、连接杆307、转动轴308、第四电机309，所述下料挡板301的左端固定在圆形挡边212上，所述下料挡板301的右段伸入到转动盘204上的卡槽205的上方，所述下料挡板301是具有弹性的金属挡片。

下料挡板301的左侧设置有下料输送带302，所述下料输送带302的上表面与固定盘201的上表面平齐，所述下料输送带302的两侧安装有两排销轴303，所述两排销轴303上均安装有与激光切割头211高度相一致的圆形刀片310，所述两排圆形刀片310之间的最小距离小于锂电池电芯106直径0.3-0.7mm。

下料输送带302左侧的上方设置有永磁体304，所述永磁体304的初始位置不能够吸到下方的锂电池电芯106，所述永磁体304的上部与竖直推杆305相连，所述竖直推杆305的上端与垂直向下安装的气缸306相连。所述气缸306固定安装在连接杆307的右端，所述连接杆307的左端与转动轴308相连，所述转动轴308的底部连接有第四电机309。

当切割好的锂电池电芯106通过下料挡板301、下料输送带302进入到两排销轴303之间时，两排圆形刀片310刚好插入到锂电池电芯106外部的绝缘皮被激光环形切割的切割缝隙中，此时气缸306启动，通过竖直推杆305驱动下方的永磁体304下移，永磁体304吸住下方的锂电池电芯106，然后气缸305向上运动，带动竖直推杆305提起永磁体304和吸住的锂电池电芯106向上运动，而锂电池电芯106下部的被激光环形切割的绝缘皮侧被两排圆形刀片310挡住、脱落。第四电机309运转，带动转动轴308、连接杆307和右侧的气缸305一同转动，将切割好锂电池电芯106转出，然后将切割好的锂电池电芯106取下，第四电机309反向转动，使连接杆307和气缸305都回复到原来初始的位置。

本发明一种锂电池电芯106机的剥皮工艺，包括以下步骤：

S1.启动第一电机101，第一电机101带动输出轴102，输出轴102则驱动主动轮103，主动轮103在摩擦力的作用下带动运输带104和从动轮105，运输带104带着放置在上方待切割的锂电池电芯106向右传输。

S2.同时启动第二电机203，第二电机203通过中心轴202驱动转动盘204逆时针步进式转动，转动盘204转动时，将左侧运输带104上传输的待切割的锂电池电芯106卡入到半圆形卡槽205内，并带着待切割的锂电池电芯106一通逆时针转动。

S3.当待切割的锂电池电芯106到达激光切割机206处时，控制开关208接通外部电源并开启，从而使得电磁体207具有磁性，电磁体207则吸住待切割的锂电池电芯106的底部，此时第三电机210运转，通过连接轴209驱动上方的锂电池电芯106一起转动一周，激光切割机206刚好将待切割的锂电池电芯106从下部切割一周。

S4.切割好的锂电池电芯106随着转动盘204转动到右侧的下料挡板301处，下料挡板301将切割好的锂电池电芯106拨入到下料输送带302上。

S5.当切割好的锂电池电芯106进入到永磁体304下方时，气缸306启动，通过竖直推杆305驱动下方的永磁体304下移，永磁体304将吸住下方切割后的锂电池电芯106，然后气缸306反向运动，有竖直推杆305提起永磁体304和吸住的锂电池电芯106。

S6.第四电机309运转，带动转动轴308转动，转动轴308则驱动连接杆307和右侧的气缸306一同转动，将切割好锂电池电芯106转移到相应位置，然后将切割好的锂电池电芯106取下，然后连接杆307和气缸306都回复到原来的位置。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以做出若干改进和修饰，这些改进和修饰也应视为本发明的保护范围，本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (9)

1.磁吸旋转式锂电池电芯剥皮机，其特征在于：包括输送单元，所述运输单元包括有第一电机、输出轴、主动轮、运输带、从动轮，所述第一电机连接了输出轴的一端，所述输出轴的另一端连接了主动轮，所述主动轮的外部连接有运输带，所述运输带水平设置，所述运输带的右侧设置有从动轮。

2.根据权利要求1所述的磁吸旋转式锂电池电芯剥皮机，其特征在于：包括旋转切割单元，所述旋转切割单元包括有固定盘、圆形挡边、中心轴、第二电机、转动盘、卡槽、激光切割机、电磁体、控制开关、连接轴、第三电机，所述固定盘的上表面为平行于运输带上表面的光滑面，所述固定盘的中间设有中心孔，所述中心孔内设有中心轴，所述中心轴垂直于固定盘，所述中心轴的下端与第二电机相连，所述中心轴的上端安装有转动盘，所述转动盘的边缘设有等间距的若干个卡槽，所述卡槽的大小形状与锂电池电芯的大小形状相匹配；所述固定盘的边缘设有若干个圆孔，所述圆孔的位置与转动盘边缘上的卡槽位置相对应，所述圆孔内安装有电磁体，所述电磁体的下部连接了连接轴，所述连接轴的下端与第三电机相连；所述固定盘的周围设有垂直连接的圆形挡边，所述圆形挡边上安装有若干台带激光切割头的激光切割机。

3.根据权利要求2所述的磁吸旋转式锂电池电芯剥皮机，其特征在于：所述转动盘设有12个卡槽，所述卡槽为半圆形的缺口，所述缺口的半径大于锂电池电芯半径3-6mm。

4.根据权利要求2所述的磁吸旋转式锂电池电芯剥皮机，其特征在于：所述激光切割机共有两台，每台激光切割机均带有一个激光切割头，所述激光切割头沿转动盘的径向布置，两个激光切割头之间的间距为转动盘上的卡槽之间的间距的整数倍。

5.根据权利要求4所述的磁吸旋转式锂电池电芯剥皮机，其特征在于：所述激光切割头距离固定盘上表面的高度为3-6mm。

6.根据权利要求2所述的磁吸旋转式锂电池电芯剥皮机，其特征在于：所述固定盘的边缘设有两个圆孔，所述两个圆孔的位置与两个激光切割头的安装位置相对应，所述圆孔内安装有电磁体，所述电磁体的下部连接了连接轴，所述连接轴的下端与第三电机相连。

7.根据权利要求2所述的磁吸旋转式锂电池电芯剥皮机，其特征在于：所述旋转切割单元还连接有下料单元，所述下料单元包括有下料挡板、下料输送带、销轴、永磁体、竖直推杆、气缸、连接杆、转动轴、第四电机，所述下料挡板外端固定在所述固定盘边缘的圆形挡边上，所述下料挡板具有弹性，所述下料挡板的左侧设置有下料输送带，所述下料输送带的上表面与固定盘的上表面平齐，所述下料输送带的两侧安装有两排销轴，所述下料输送带的上方设置有永磁体，所述永磁体与竖直推杆相连，所述竖直推杆与垂直向下安装的气缸相连，所述气缸固定安装在连接杆的右端，所述连接杆的左端与转动轴相连，所述转动轴的底部连接有第四电机。

8.根据权利要求7所述的磁吸旋转式锂电池电芯剥皮机，其特征在于：所述两排销轴上均安装有与激光切割头高度相一致的圆形刀片，所述两排圆形刀片之间的最小距离小于锂电池电芯直径0.3-0.7mm。

9.磁吸旋转式锂电池电芯剥皮机的剥皮工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1.启动第一电机，第一电机带动输出轴，输出轴则驱动主动轮，主动轮在摩擦力的作用下带动运输带和从动轮，运输带带着放置在上方待切割的锂电池电芯向右传输；

S2.同时启动第二电机，第二电机通过中心轴驱动转动盘逆时针步进式转动，转动盘转动时，将左侧运输带上传输的待切割的锂电池电芯卡入到半圆形卡槽内，并带着待切割的锂电池电芯逆时针转动；

S3.当待切割的锂电池电芯到达激光切割机处时，控制开关接通外部电源并开启，从而使得电磁体具有磁性，电磁体则吸住待切割的锂电池电芯的底部，此时第三电机运转，通过连接轴驱动上方的锂电池电芯一起转动一周，激光切割机刚好将待切割的锂电池电芯从下部切割一周；

S4.切割好的锂电池电芯随着转动盘转动到右侧的下料挡板处，下料挡板将切割好的锂电池电芯拨入到下料输送带上；

S5.当切割好的锂电池电芯进入到永磁体下方时，气缸启动，通过竖直推杆驱动下方的永磁体下移，永磁体将吸住下方切割后的锂电池电芯，然后气缸反向运动，带动竖直推杆提起永磁体和吸住的锂电池电芯；

S6.第四电机运转，带动转动轴转动，转动轴则驱动连接杆和右侧的气缸一同转动，将切割好锂电池电芯转出，然后将切割好的锂电池电芯取下，第四电机反向转动，使连接杆和气缸都回复到原来初始的位置。