CN106887643A - 一种圆柱电池分选植入一体机 - Google Patents

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蒙昌钱
刘文星
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Abstract

本发明公开了一种圆柱电池分选植入一体机，其包括复数个流水线，每个流水线包括上料装置、测试分选装置、理料装置、入壳装置、第一夹持机构、第二夹持机构和第三夹持机构；上料装置用于将圆柱电池从包装中取出并定量送出；测试分选装置用于将上料装置送出的圆柱电池进行电性能测试和条码扫描后分配到不同的等级区域；理料装置用于将圆柱电池按电极要求进行排列；入壳装置用于将排列好的圆柱电池装入壳体中。本发明不仅能够实现圆柱电池分选入壳的自动化作业，提高生产效率，节约人工成本，还能实现电池数据的可追溯，自动调整电池正负极，避免在电池入壳过程中发生错误。

Description

一种圆柱电池分选植入一体机
技术领域
本发明涉及锂电池制造领域，具体涉及一种圆柱电池分选植入一体机。
背景技术
目前用于圆柱电池的设备一般以分选为主，设备功能单一、结构复杂、效率不高。
现有圆柱电池的封装主要包括如下步骤：
1.电芯的上料，由于现有电芯的来料包装一般为形状难以牢固固定的纸盒方式，其中上料方式一般为人工电芯上料或者人工转移到特定的工装料盒上再进行二次上料，工序复杂且耗费人力效率不高；
2.电芯的测试，由于电芯为圆柱状，条码被喷在圆柱体上，目前市场上的扫码部分大多采用机构抓取电芯旋转或者使电芯在输送线上自由旋转以达到能够读取条码并绑定测试数据的目的，采用以上第一种方式机械机构相对复杂，并且效率不高；采用以上第二种方式的结构虽然简单，但是成功率不高，自由滚动的电芯会有一部分无法滚动，导致读取条码的时间变长或者条码读取成功率不高；
3.电芯的分档，测试完成后的电芯需要进行分档，而目前市面上的设备主要是将电芯分至不同的料槽，然后由人工进行转移，电芯在转移的过程中可能会发生顺序调换不利于数据的对应；
4.电芯的入壳，目前动力电池的需求量已经占整个锂电池市场的很大份额，生产出来的圆柱状电芯大部分被用于提供汽车动力，而用于汽车动力的电池一般包括上下壳体和电芯，这就需要将电芯和壳体进行组装，目前大多采用人工组装的方式，即逐个将电芯插入壳体内，这种组装方式效率低且不可靠也不符合汽车行业对数据的追溯要求，此外，当壳体内电芯需要正负极安装时，其内部电芯结构复杂，采用人工进行调整，容易出错。
因此，设计一种圆柱电池分选植入一体机，不仅能够实现电池由上料到入壳的整个过程的自动化作业，提高生产效率，节约人工成本，还能实现电池数据的可追溯，自动调整电池正负极，避免在电池入壳过程中发生错误，显然具有积极的现实意义。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种圆柱电池分选植入一体机。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种圆柱电池分选植入一体机，其包括复数个流水线，每个所述流水线包括上料装置、测试分选装置、理料装置和入壳装置，所述上料装置和测试分选装置之间设有第一夹持机构；所述测试分选装置和理料装置之间设有第二夹持机构，所述理料装置和入壳装置之间设有第三夹持机构；
所述上料装置用于将圆柱电池从包装中取出并定量送出；
所述测试分选装置用于将上料装置送出的圆柱电池进行电性能测试和条码扫描后分配到不同的等级区域；
所述理料装置用于将圆柱电池按电极要求进行排列；
所述入壳装置用于将排列好的圆柱电池装入壳体中。
进一步地，所述上料装置包括支架和设于支架上的斜面导轨，以圆柱电池的传送方向为基准，所述斜面导轨的始端设有圆柱电池取出机构，所述斜面导轨的始端对应圆柱电池取出机构的位置设有第一感应机构和第一遮挡机构，所述第一遮挡机构位于第一感应机构的后方，所述斜面导轨的末端设有第一组圆柱电池仿形槽，所述第一组圆柱电池仿形槽的下方设有第一顶升机构，所述第一组圆柱电池仿形槽的上方设有一盖板，所述盖板具有垂直于圆柱电池传送方向的自由度。
优选地，所述圆柱电池取出机构包括设于斜面导轨一侧的上料磁铁和设于斜面导轨另一侧的挡板，所述上料磁铁具有垂直于圆柱电池传送方向的自由度。
优选地，所述斜面导轨上位于第一遮挡机构和第一组圆柱电池仿形槽之间依次设有第二感应机构、第二遮挡机构、第三感应机构和第三遮挡机构。
进一步地，所述测试分选装置包括沿圆柱电池传送方向依次设置的第二组圆柱电池仿形槽、第三组圆柱电池仿形槽、第四组圆柱电池仿形槽和第五组圆柱电池仿形槽；
所述第三组圆柱电池仿形槽的两侧设有测试探针，所述测试探针具有垂直于圆柱电池传送方向的自由度；
所述第四组圆柱电池仿形槽的底部设有驱动滚轮组，所述第四组圆柱电池仿形槽的两端设有轴承，所述第四组圆柱电池仿形槽的上方设有条码扫描机构。
优选地，所述第二组圆柱电池仿形槽、第三组圆柱电池仿形槽、第四组圆柱电池仿形槽和第五组圆柱电池仿形槽的中间设有连续的镂空导向槽；
所述第二组圆柱电池仿形槽的下方设有第二顶升机构，所述第二顶升机构上设有第一组圆柱电池转移仿形槽；
所述第三组圆柱电池仿形槽的下方设有第三顶升机构，所述第三顶升机构上设有第二组圆柱电池转移仿形槽；
所述第四组圆柱电池仿形槽的下方设有第四顶升机构，所述第四顶升机构上设有第三组圆柱电池转移仿形槽；
所述第二顶升机构、第三顶升机构和第四顶升机构具有沿圆柱电池传送方向的自由度。
进一步地，所述理料机构包括翻转气缸和对称设置在翻转气缸的两个活动端上的第六组圆柱电池仿形槽和第七组圆柱电池仿形槽，所述翻转气缸具有沿圆柱电池传送方向的自由度。
优选地，所述第六组圆柱电池仿形槽和第七组圆柱电池仿形槽的槽体内设有磁铁。
进一步地，所述入壳装置包括壳体传送导轨。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1．本发明通过顺序设置的上料装置、测试分选装置、理料装置和入壳装置，可以配合人工或机器人实现自动化生产，不仅能够提高生产效率，节约人工成本，还能实现电芯数据的可追溯，自动调整电芯正负极，避免在电芯入壳过程中发生错误；
2.本发明的上料装置可兼容塑料料盒或者纸盒的来料方式，上料效率高且可靠，斜面导轨末端通过第一顶升机构将第一组圆柱电池仿形槽顶起，使得第一组圆柱电池仿形槽中得圆柱电池由斜向排列变为水平排列，便于第一夹持机构的转移搬运；
3.本发明的测试分选装置通过平移的方式将圆柱电池依次经过检测区和条码扫描区，在条码扫描区采用驱动滚轮组驱动圆柱电池旋转，配合两侧轴承使得圆柱电池在旋转过程中不跳出，提高条码读取的效率和成功率；
4.本发明的理料装置能够将圆柱电池按电极要求进行排列，取代人工排列，提升效率，避免发生排列错误。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图。
图2是本发明实施例一的上料装置结构示意图。
图3是本发明实施例一的测试分选装置结构示意图。
图4是本发明实施例一的理料装置结构示意图。
图5是本发明实施例一的理料装置工作状态示意图
其中：1、上料装置；2、测试分选装置；3、理料装置；4、入壳装置；5、第一夹持机构；6、第二夹持机构；7、第三夹持机构；8、支架；9、斜面导轨；10、第一感应机构；11、第一遮挡机构；12、第一组圆柱电池仿形槽；13、第一顶升机构；14、盖板；15、上料磁铁；16、挡板；17、第二感应机构；18、第二遮挡机构；19、第三感应机构；20、第三遮挡机构；21、第二组圆柱电池仿形槽；22、第三组圆柱电池仿形槽；23、第四组圆柱电池仿形槽；24、第五组圆柱电池仿形槽；25、测试探针；26、驱动滚轮组；27、轴承；28、第二顶升机构；29、翻转气缸；30、第六组圆柱电池仿形槽；31、第七组圆柱电池仿形槽；32、磁铁。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：
参见图1至5所示，一种圆柱电池分选植入一体机，其包括复数个流水线，每个所述流水线包括上料装置1、测试分选装置2、理料装置3和入壳装置4，所述上料装置和测试分选装置之间设有第一夹持机构5；所述测试分选装置和理料装置之间设有第二夹持机构6，所述理料装置和入壳装置之间设有第三夹持机构7；
所述上料装置用于将圆柱电池从包装中取出并定量送出；
所述测试分选装置用于将上料装置送出的圆柱电池进行电性能测试和条码扫描后分配到不同的等级区域；
所述理料装置用于将圆柱电池按电极要求进行排列；
所述入壳装置用于将排列好的圆柱电池装入壳体中。
本实施例中，所述上料装置包括支架8和设于支架上的斜面导轨9，以圆柱电池的传送方向为基准，所述斜面导轨的始端设有圆柱电池取出机构，所述斜面导轨的始端对应圆柱电池取出机构的位置设有第一感应机构10和第一遮挡机构11，所述第一遮挡机构位于第一感应机构的后方，所述斜面导轨的末端设有第一组圆柱电池仿形槽12，所述第一组圆柱电池仿形槽的下方设有第一顶升机构13，所述第一组圆柱电池仿形槽的上方设有一盖板14，所述盖板具有垂直于圆柱电池传送方向的自由度，具体地，所述盖板由气缸驱动。
所述圆柱电池取出机构包括设于斜面导轨一侧的上料磁铁15和设于斜面导轨另一侧的挡板16，所述上料磁铁具有垂直于圆柱电池传送方向的自由度，具体地，所述上料磁铁由气缸驱动。
所述斜面导轨上位于第一遮挡机构和第一组圆柱电池仿形槽之间依次设有第二感应机构17、第二遮挡机构18、第三感应机构19和第三遮挡机构20。
所述测试分选装置包括沿圆柱电池传送方向依次设置的第二组圆柱电池仿形槽21、第三组圆柱电池仿形槽22、第四组圆柱电池仿形槽23和第五组圆柱电池仿形槽24；
所述第三组圆柱电池仿形槽的两侧设有测试探针25，所述测试探针由气缸驱动，具有垂直于圆柱电池传送方向的自由度，当对圆柱电池进行电性能测试时，气缸驱动探针与圆柱电池的电极接触；
所述第四组圆柱电池仿形槽的底部设有驱动滚轮组26，所述第四组圆柱电池仿形槽的两端设有轴承27，所述第四组圆柱电池仿形槽的上方设有条码扫描机构。
所述第二组圆柱电池仿形槽、第三组圆柱电池仿形槽、第四组圆柱电池仿形槽和第五组圆柱电池仿形槽的中间设有连续的镂空导向槽；
所述第二组圆柱电池仿形槽的下方设有第二顶升机构28，所述第二顶升机构上设有第一组圆柱电池转移仿形槽；
所述第三组圆柱电池仿形槽的下方设有第三顶升机构，所述第三顶升机构上设有第二组圆柱电池转移仿形槽；
所述第四组圆柱电池仿形槽的下方设有第四顶升机构，所述第四顶升机构上设有第三组圆柱电池转移仿形槽；
所述第二顶升机构、第三顶升机构和第四顶升机构具有沿圆柱电池传送方向的自由度。具体地，所述第二顶升机构、第三顶升机构和第四顶升机构是由同一气缸实现同步运动。
所述理料机构包括翻转气缸29和对称设置在翻转气缸的两个活动端上的第六组圆柱电池仿形槽30和第七组圆柱电池仿形槽31，所述翻转气缸具有沿圆柱电池传送方向的自由度。
需要指出的是，上述第六组圆柱电池仿形槽和第七组圆柱电池仿形槽均为内侧封闭，外侧开口的结构，即，圆柱电池被放置在第六组圆柱电池仿形槽和第七组圆柱电池仿形槽中时，圆柱电池的一段部分裸露在外，这样，当第六组圆柱电池仿形槽和第七组圆柱电池仿形槽在翻转气缸的驱动下旋转90°合并到一起时，圆柱电池裸露在外的部分便于第三夹持机构的夹取。
所述第六组圆柱电池仿形槽和第七组圆柱电池仿形槽的槽体内设有磁铁32。
所述入壳装置包括壳体传送导轨。
本发明在使用时，人工或机器人将盒装圆柱电池放置在上料装置斜面导轨位于圆柱电池取出机构一侧，气缸带动上料磁铁伸出吸取圆柱电池，将圆柱电池由料盒中抽出并由挡板阻挡后与上料磁铁分离落在斜面导轨上，同时，第一感应机构可以分辨出抽取的圆柱电池是否是所设定的数量，第一阻挡机构由气缸驱动来控制是否让圆柱电池滚下和滚下的数量，第二感应机构和第三感应机构用来感应圆柱电池数量是否达到放下的数量，圆柱电池滚到斜面导轨末端的第一组圆柱电池仿形槽中后，盖板由气缸驱动打开，离开第一组圆柱电池仿形槽上方，此时，第一顶升机构将第一组圆柱电池仿形槽，使得圆柱电池由斜向排列变为水平排列，便于第一夹持机构的转移搬运，其中，在圆柱电池全部滚入第一组圆柱电池仿形槽中之前，盖板位于第一组圆柱电池仿形槽上方，能够防止圆柱电池因冲击力而滚出第一组圆柱电池仿形槽。
第一夹持机构将第一组圆柱电池仿形槽中的圆柱电池夹取放到测试分选的第二组圆柱电池仿形槽中，此时，圆柱电池不会出现滚动或位移现象，圆柱电池在第二顶升机构、第三顶升机和第四顶升机构的作用下，被依次送入第三组圆柱电池仿形槽、第四组圆柱电池仿形槽和第五组圆柱电池仿形槽，具体原理为，以第二顶升机构为例，第二顶升机构将第一组圆柱电池转移仿形槽顶起穿过第二组圆柱电池仿形槽中的镂空导向槽后将圆柱电池托起至离开第二组圆柱电池仿形槽，此时，第二顶升机构带动第一组圆柱电池转移仿形槽移动到第三组圆柱电池仿形槽的正上方后，第二顶升机构降下，圆柱电池被放入第三组圆柱电池仿形槽中，第二顶升机构归位，回到第二组圆柱电池仿形槽的正下方，由于第二顶升机构、第三顶升机和第四顶升机构由同一气缸实现同步运动，因此，圆柱电池的电性能测试、条码扫描以及上下料都可同时进行，大大提高了效率。其中，在测试时，圆柱电池为静止状态，底部没有现有技术中传送带输送带来的震动，因此，测试数据更加准确；条码扫描区域采用驱动滚轮托举旋转的方式，保证每个圆柱电池都可以自转，避免现有输送线上用输送线进行摩擦旋转带来的存在圆柱电池不旋转和圆柱电池互相碰撞移动导致的扫码失败的问题，同时，圆柱电池旋转的速度可以通过调整电机速度来实现，可以得到最佳的扫码旋转速度，增加了可靠性。
第二夹持机构将圆柱电池按电极要求排列在第六组圆柱电池仿形槽和第七组圆柱电池仿形槽中，其中，第六组圆柱电池仿形槽和第七组圆柱电池仿形槽中所排列的圆柱电池的电极不同，便于区分，排列完成后，翻转气缸将第六组圆柱电池仿形槽和第七组圆柱电池仿形槽旋转90°进行合并，使得圆柱电池呈竖直状态，便于第三夹持机构的夹取和圆柱电池的入壳，由于第六组圆柱电池仿形槽和第七组圆柱电池仿形槽中均设有磁铁，圆柱电池在一定吸附力的作用下不会因第六组圆柱电池仿形槽和第七组圆柱电池仿形槽翻转的离心力而被甩出，翻转气缸由另一气缸驱动具有沿圆柱电池传送方向的自由度，从而使得理料装置上可以存在两个工位，避免第二夹持机构和第三夹持机构在一个区域内的干涉问题。
第三夹持机构将竖直状态的圆柱电池夹取放到入壳装置上的壳体上完成入壳操作。

Claims (9)

1.一种圆柱电池分选植入一体机，其特征在于：其包括复数个流水线，每个所述流水线包括上料装置、测试分选装置、理料装置和入壳装置，所述上料装置和测试分选装置之间设有第一夹持机构；所述测试分选装置和理料装置之间设有第二夹持机构，所述理料装置和入壳装置之间设有第三夹持机构；
所述上料装置用于将圆柱电池从包装中取出并定量送出；
所述测试分选装置用于将上料装置送出的圆柱电池进行电性能测试和条码扫描后分配到不同的等级区域；
所述理料装置用于将圆柱电池按电极要求进行排列；
所述入壳装置用于将排列好的圆柱电池装入壳体中。
2.根据权利要求1所述的圆柱电池分选植入一体机，其特征在于：所述上料装置包括支架和设于支架上的斜面导轨，以圆柱电池的传送方向为基准，所述斜面导轨的始端设有圆柱电池取出机构，所述斜面导轨的始端对应圆柱电池取出机构的位置设有第一感应机构和第一遮挡机构，所述第一遮挡机构位于第一感应机构的后方，所述斜面导轨的末端设有第一组圆柱电池仿形槽，所述第一组圆柱电池仿形槽的下方设有第一顶升机构，所述第一组圆柱电池仿形槽的上方设有一盖板，所述盖板具有垂直于圆柱电池传送方向的自由度。
3.根据权利要求2所述的圆柱电池分选植入一体机，其特征在于：所述圆柱电池取出机构包括设于斜面导轨一侧的上料磁铁和设于斜面导轨另一侧的挡板，所述上料磁铁具有垂直于圆柱电池传送方向的自由度。
4.根据权利要求2所述的圆柱电池分选植入一体机，其特征在于：所述斜面导轨上位于第一遮挡机构和第一组圆柱电池仿形槽之间依次设有第二感应机构、第二遮挡机构、第三感应机构和第三遮挡机构。
5.根据权利要求1所述的圆柱电池分选植入一体机，其特征在于：所述测试分选装置包括沿圆柱电池传送方向依次设置的第二组圆柱电池仿形槽、第三组圆柱电池仿形槽、第四组圆柱电池仿形槽和第五组圆柱电池仿形槽；
所述第三组圆柱电池仿形槽的两侧设有测试探针，所述测试探针具有垂直于圆柱电池传送方向的自由度；
所述第四组圆柱电池仿形槽的底部设有驱动滚轮组，所述第四组圆柱电池仿形槽的两端设有轴承，所述第四组圆柱电池仿形槽的上方设有条码扫描机构。
6.根据权利要求5所述的圆柱电池分选植入一体机，其特征在于：所述第二组圆柱电池仿形槽、第三组圆柱电池仿形槽、第四组圆柱电池仿形槽和第五组圆柱电池仿形槽的中间设有连续的镂空导向槽；
所述第二组圆柱电池仿形槽的下方设有第二顶升机构，所述第二顶升机构上设有第一组圆柱电池转移仿形槽；
所述第三组圆柱电池仿形槽的下方设有第三顶升机构，所述第三顶升机构上设有第二组圆柱电池转移仿形槽；
所述第四组圆柱电池仿形槽的下方设有第四顶升机构，所述第四顶升机构上设有第三组圆柱电池转移仿形槽；
所述第二顶升机构、第三顶升机构和第四顶升机构具有沿圆柱电池传送方向的自由度。
7.根据权利要求1所述的圆柱电池分选植入一体机，其特征在于：所述理料机构包括翻转气缸和对称设置在翻转气缸的两个活动端上的第六组圆柱电池仿形槽和第七组圆柱电池仿形槽，所述翻转气缸具有沿圆柱电池传送方向的自由度。
8.根据权利要求7所述的圆柱电池分选植入一体机，其特征在于：所述第六组圆柱电池仿形槽和第七组圆柱电池仿形槽的槽体内设有磁铁。
9.根据权利要求1所述的圆柱电池分选植入一体机，其特征在于：所述入壳装置包括壳体传送导轨。
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