CN106887644B - 电芯入壳装置及电芯入壳方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电芯入壳装置及电芯入壳方法，该电芯入壳装置包括上料部、输送部和搬运部，输送部包括输送装置和至少两个承载装置，承载装置被配置为承载电芯壳，输送装置被配置为同时分别带动至少两个承载装置在上料部和搬运部之间循环运动。输送部输送至少两个承载装置，实现了一个承载装置在接收上料部输送的电芯的时候，另一个承载装置向搬运部输送电芯，从而减少了单个承载装置输送时上料部的等待时间，提高了入壳效率。

Description

电芯入壳装置及电芯入壳方法

技术领域

本发明涉及一种电芯入壳装置及电芯入壳方法，属于锂电池设备领域。

背景技术

随着环境污染的加剧，人们环保意识的增强，人们对化石能源的利用在逐渐的减少。化石能源在很多领域都逐渐被新能源所替代，如风力、太阳能发电替代火力发电、锂电池动力汽车替代传统的汽油动力汽车。其中，由于锂电池能量密度高，便于携带、使用等特性被越来越广泛的应用到汽车领域。

在锂电池的生产过程中，主要包括电芯的生产、电芯入壳、打包、电池包组装成电池组件等工序。在上述生产过程中，电芯入壳是非常关键的环节。电芯入壳中，电芯放入到电芯壳的速度决定着生产的效率。

传统的电芯入壳装置的生产过程主要包括以下工序：电芯上料装置将电芯搬运到下电芯壳中；移动机构将下电芯壳移送到合盖工序；合盖装置将上电芯壳盖在下电芯壳上；取料装置将合盖后的电芯壳搬走；移动装置装载下一个下电芯壳；如此循环。但是这种传统的方式在上电芯壳与下电芯壳合盖的时候，会使电芯上料装置存在等待时间，影响入壳效率。因此，亟需解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电芯入壳装置，能够提高入壳效率。同时提供一种电芯入壳方法，能够满足上述入壳装置需求，提高入壳效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：一种电芯入壳装置，该电芯入壳装置包括上料部、输送部和搬运部，输送部包括输送装置和至少两个承载装置，承载装置被配置为承载电芯壳，输送装置被配置为同时分别带动至少两个承载装置在上料部和搬运部之间循环运动。

输送部输送至少两个承载装置，实现了一个承载装置在接收上料部输送的电芯的时候，另一个承载装置向搬运部输送电芯，从而减少了单个承载装置输送时上料部的等待时间，提高了入壳效率。

进一步地，输送装置包括第一输送装置和第二输送装置，承载装置包括第一承载装置和第二承载装置，第一输送装置上安装有第一承载装置，第二输送装置上安装有第二承载装置。第一输送装置带动第一承载装置与第二输送装置带动第二承载装置交替运动，从而加快了输送效率。

进一步地，第一承载装置与第二承载装置的安装高度不同；或，

第一承载装置和第二承载装置在输送过程中的输送高度不同。通过控制第一承载装置和第二承载装置的安装高度来控制第一承载装置和第二承载装置输送过程中的输送高度。

进一步地，搬运部包括被配置为搬运电芯壳的第一搬运部、被配置为搬运入壳模具的第二搬运部，以及搬运移动部；

第一搬运部与第二搬运部均安装在搬运移动部上，第二搬运部设置在第一搬运部上方；

入壳模具为放置于电芯壳上部的用于导向电芯入壳的模具。搬运移动部同时带动第一搬运部和第二搬运部移动，通过第二搬运部带动入壳模具放置在第一搬运部带动的电芯壳上方，上料部拾取电芯，将电芯通过入壳模具导入到电芯壳中。入壳模具的设置可以使电芯更快速的导入到电芯壳中。

进一步地，电芯入壳装置还包括合盖装置，合盖装置用于将电芯壳盖合扣在电芯壳上。

进一步地，上料部包括上料移动部和取料部，取料部被配置为拾取电芯，上料移动部被配置为带动取料部移动。

同时提供一种电芯入壳方法，该电芯入壳方法应用于包括上料部、输送部和搬运部的电芯入壳装置中，该电芯入壳方法包括：

在第一个承载装置上的电芯壳被上料后，控制输送装置将第一个承载装置带动至电芯壳下料处；

在控制输送装置将第一个承载装置带动至电芯壳下料处的过程中，控制输送装置将第二个承载装置带动至电芯上料处，控制上料部向第二个承载装置上的电芯壳上料；

在第一个承载装置被输送至电芯壳下料处时，控制搬运部将位于电芯壳下料处的第一

个承载装置上的电芯壳搬出，控制搬运部将空电芯壳放置已被搬出电芯壳的第一个承载装置上。

进一步地，控制上料部在拾取电芯后移动至预定位置，控制位于预定位置的上料部将拾取的电芯脱离，脱离的电芯被放入至位于上料部下方的承载装置上的电芯壳内。

进一步地，搬运部包括被配置为搬运电芯壳的第一搬运部、被配置为搬运入壳模具的第二搬运部，以及搬运移动部，电芯入壳装置还包括合盖装置，控制搬运部将位于电芯壳下料处的第一个承载装置上的电芯壳搬出，控制搬运部将空电芯壳放置在已被搬出电芯壳的第一个承载装置上,包括：

控制搬运移动部带动第一搬运部和第二搬运部至第一个承载装置上的电芯壳位置处，控制第二搬运部夹持住位于电芯壳上的入壳模具，控制第一搬运部夹持住电芯壳；

控制搬运移动部带动第一搬运部将电芯壳移动至合盖装置处，控制第一搬运部将夹持的电芯壳脱离；

控制搬运移动部带动第一搬运部夹取一个空电芯壳；控制第一搬运部将空电芯壳放置在第一个承载装置上，控制第二搬运部将入壳模具放在空电芯壳上。

进一步地，电芯入壳方法还包括：

控制第二搬运部夹持住入壳模具，控制第一搬运部夹持住一个空电芯壳；

控制搬运移动部带动第一搬运部与第二搬运部至电芯壳下料处；

控制第一搬运部将空电芯壳脱离，脱离的空电芯壳落在输送装置上的承载装置上；

控制第二搬运部将入壳模具放在空电芯壳上。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明一个实施例提供的电芯入壳装置侧视图；

图2为本发明一个实施例提供的电芯入壳装置的装配示意图；

图3为本发明一个实施例提供的电芯入壳装置搬运部示意图；

图4为本发明一个实施例提供的入壳模具示意图；

图5为本发明一个实施例提供的电芯入壳方法的流程示意图；

图6为本发明另一个实施例提供的电芯入壳方法的流程示意图；

图7为本发明再一个实施例提供的电芯入壳方法的流程示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

在传统的电芯入壳装置的生产过程，主要包括以下工序：电芯上料装置将电芯搬运到下电芯壳中；移动机构将下电芯壳移送到合盖工序；合盖装置将上电芯壳盖在下电芯壳上；取料装置将合盖后的电芯壳搬走；移动装置装载下一个下电芯壳；如此循环。但是这种传统的方式在上电芯壳与下电芯壳合盖的时候，会使电芯上料装置存在等待时间，影响入壳效率。因此，亟需解决。本发明提供了一种电芯入壳装置，能够提高入壳效率。同时提供一种电芯入壳方法，能够满足上述入壳装置需求，提高入壳效率。

如图1、图2、图3、图4所示的一种电芯入壳装置，该电芯入壳装置包括上料部1、输送部2和搬运部3，输送部2包括输送装置21和至少两个承载装置，承载装置被配置为承载电芯壳，输送装置21被配置为同时分别带动至少两个承载装置在上料部1和搬运部3之间循环运动。

在一种可以实现的方式中，输送部2输送至少两个承载装置，实现了一个承载装置22a在接收上料部1输送的电芯的时候，另一个承载装置22b向搬运部3输送电芯，从而减少了单个承载装置输送时上料部1的等待时间，提高了入壳效率。

输送部2可以采用环形输送装置21的形式，上轨道向搬运部3输送承载电芯的电芯壳，下轨道向上料部1输送空电芯壳，上下轨道在上料部1的一端设置有升降装置用于将空电芯壳从下轨道托举到上轨道。输送部2还可以设置为环形的形式，输送装置21布局成口字型，承载装置在输送装置21上循环输送。

在一种可能的实现方式中，输送装置21包括第一输送装置21a和第二输送装置21b，承载装置包括第一承载装置22a和第二承载装置22b，第一输送装置21a上安装有第一承载装置22a，第二输送装置21b上安装有第二承载装置22b。第一输送装置21a带动第一承载装置22a与第二输送装置21b带动第二承载装置22b交替运动，从而加快了输送效率。通过第一输送装置21a带动的第一承载装置22a和第二输送装置21b带动的第二承载装置22b的往复运动实现了上料部1上料与搬运部3搬出电芯壳的同步进行，从而提升了入壳效率。第一输送装置21a和第二输送装置21b可以水平平行设置也可以在不同高度上并行设置。

在其中一种可能的实现方式中，第一承载装置22a与第二承载装置22b的安装高度不同。

本实施例中，为了节省空间，第一承载装置22a和第二承载装置22b在输送过程中的输送高度不同。通过控制第一承载装置22a和第二承载装置22b的安装高度来控制第一承载装置22a和第二承载装置22b输送过程中的输送高度。在其中一种可实现的方式中，第一输送装置21a设置在下方，第二输送装置21b设置在第一输送装置21a侧边，第二承载装置22b通过支撑架安装在第二输送装置21b上，第二承载装置22b在第一承载装置22a上。通过第一承载装置22a和第二承载装置22b上下设置的方式可以节省横向空间。在一个可实现的方式中，第一输送装置21a包括第一滑块滑轨副，第一承载装置22a安装在第一滑块上，第一滑块安装在第一滑轨上，第一滑块上连接有用于驱动的气缸或者电机带动的滚珠丝杠副。第二输送装置21b包括设置在第一滑块滑轨副侧边的第二滑块滑轨副，第二滑块安装在第二滑轨上，第二滑块上连接有用于驱动的气缸或者电机带动的滚珠丝杠副，第二滑块上安装有支撑架，第二承载装置22b安装在支撑架上。

在一种可实现的方式中，搬运部3包括被配置为搬运电芯壳的第一搬运部31、被配置为搬运入壳模具4的第二搬运部32，以及搬运移动部；第一搬运部31与第二搬运部32均安装在搬运移动部上，第二搬运部32设置在第一搬运部31上方；入壳模具4为放置于电芯壳上部的用于导向电芯入壳的模具。

搬运移动部同时带动第一搬运部31和第二搬运部32移动，通过第二搬运部32带动入壳模具4放置在第一搬运部31带动的电芯壳上方，上料部1拾取电芯，将电芯通过入壳模具4导入到电芯壳中。入壳模具4的设置可以使电芯更快速的导入到电芯壳中。在一个可行的方式中，入壳模具4包括支撑板，支撑板与电芯壳存储电芯的对应的位置上开有导向孔，导向孔与电芯壳接触一端的直径与电芯壳存储电芯的直径相同，导向孔的另一端直径大于电芯壳存储电芯的直径。第二搬运部32用于将入壳模具4从存储满电芯的电芯壳取出和将入壳模具4放入到空电芯壳上。入壳模具4还可以设置为支撑板上对应电池盒存储电芯的位置开有通孔，在通孔的入口侧周边设置有用于导向的凸起，从而便于电芯的导入。

电芯入壳装置还包括合盖装置，合盖装置用于将电芯壳盖合扣在电芯壳上。合盖装置包合盖夹爪、合盖移动装置。合盖夹爪被配置为夹取电芯壳盖，合盖移动装置被配置为带动合盖夹爪运动。

上料部1包括上料移动部11和取料部12，取料部12被配置为拾取电芯，上料移动部11被配置为带动取料部12移动。上料移动部11可以采用伺服电机带动滚珠丝杠传动驱动的方式，本实施例中，上料移动部11采用机器人，取料部12采用气缸带动夹爪的方式来进行夹取电芯，气缸安装在安装板上，安装板安装在机器人。

综上所述，本发明实施例提供的电芯入壳装置，通过至少两个承载装置的设置保证了在上料部上电芯的时候和搬运部搬出存储满电芯的电芯壳的时候可以同时进行，从而节省了上料部1将电芯存储满电芯壳后等待再次上料的时间，提高了电芯入壳装置的入壳效率。同时通过入壳模具设置在电池盒上，实现了电芯的快速导入。

本发明还提供一种电芯入壳方法，该电芯入壳方法应用于如图1至图4所描述的电芯入壳装置中。该电芯入壳装置还可以包括运算装置，该运算装置与电芯入壳装置中其他需要被控制的部件电性连接，该运算装置可以控制电芯入壳装置的其他部件执行相应动作。这里的运算装置可以是具备运算功能的芯片。如图5所示，该运算装置在控制相关部件以执行电芯入壳方法时，可以包括如下步骤：

步骤501：在第一个承载装置上的电芯壳被上料后，控制输送装置将第一个承载装置带动至电芯壳下料处；

运算装置在控制向电芯壳上料时，运算装置首先控制上料部在拾取电芯后移动至预定位置，然后控制位于预定位置的上料部将拾取的电芯脱离，脱离的电芯被放入至位于上料部下方的承载装置上的电芯壳内，完成向电芯壳上料的过程。当电芯壳上料被之后，运算装置再执行步骤501所限定的步骤。

步骤502：在控制输送装置将第一个承载装置带动至电芯壳下料处的过程中，控制输送装置将第二个承载装置带动至电芯上料处，控制上料部向第二个承载装置上的电芯壳上料；

步骤503：在第一个承载装置被输送至电芯壳下料处时，控制搬运部将位于电芯壳下料处的第一个承载装置上的电芯壳搬出，控制搬运部将空电芯壳放置已被搬出电芯壳的第一个承载装置上。

当搬运部包括被配置为搬运电芯壳的第一搬运部、被配置为搬运入壳模具的第二搬运部，以及搬运移动部，电芯入壳装置还包括合盖装置，控制搬运部将位于电芯壳下料处的第一个承载装置上的电芯壳搬出，控制搬运部将空电芯壳放置在已被搬出电芯壳的第一个承载装置上,步骤503可以包括如图6所示的步骤：

步骤503a：控制搬运移动部带动第一搬运部和第二搬运部至第一个承载装置上的电芯壳位置处，控制第二搬运部夹持住位于电芯壳上的入壳模具，控制第一搬运部夹持住电芯壳；

步骤503b：控制搬运移动部带动第一搬运部将电芯壳移动至合盖装置处，控制第一搬运部将夹持的电芯壳脱离；

步骤503c：控制搬运移动部带动第一搬运部夹取一个空电芯壳；控制第一搬运部将空电芯壳放置在第一个承载装置上，控制第二搬运部将入壳模具放在空电芯壳上。

在实际实现时，运算装置首先需要控制相关部件将空电芯壳放在承载装置上，以便于后续向该空电芯壳内上料，因此在向电芯壳上料之前，电芯入壳方法还可以包括图7所示的步骤：

步骤701：控制第二搬运部夹持住入壳模具，控制第一搬运部夹持住一个空电芯壳；

步骤702：控制搬运移动部带动第一搬运部与第二搬运部至电芯壳下料处；

步骤703：控制第一搬运部将空电芯壳脱离，脱离的空电芯壳落在输送装置上的承载装置上；

步骤704：控制第二搬运部将入壳模具放在空电芯壳上。

综上所述,本发明实施例提供的电芯入壳方法，通过控制输送装置带动承载装置的往复运动减少了电芯上料及存储满电芯壳下料的等待时间，加快了生产节奏。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。另外，文中所讲的“至少一个”包括一个、两个或两个以上。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种电芯入壳装置，其特征在于，所述电芯入壳装置包括上料部、输送部和搬运部；

所述输送部包括输送装置和承载装置，所述承载装置被配置为承载电芯壳，所述输送装置包括第一输送装置和第二输送装置，所述承载装置包括第一承载装置和第二承载装置，所述第一输送装置上安装有所述第一承载装置，所述第二输送装置上安装有所述第二承载装置，所述第一承载装置与所述第二承载装置分别在所述第一输送装置和所述第二输送装置的带动下在电芯上料处和电芯壳下料处交替运动；所述第一输送装置带动所述第一承载装置运动至所述电芯壳下料处的过程中，所述第二输送装置带动所述第二承载装置运动至所述电芯上料处；所述第一输送装置带动所述第一承载装置运动至所述电芯上料处的过程中，所述第二输送装置带动所述第二承载装置运动至所述电芯壳下料处；

所述上料部包括上料移动部和取料部，所述上料移动部被配置为带动所述取料部移动，所述取料部被配置为拾取电芯并将电芯放入位于所述电芯上料处由所述承载装置承载的电芯壳内；

所述搬运部被配置为将位于所述电芯壳下料处的所述承载装置上的电芯壳搬出，所述搬运部还被配置为将空电芯壳放置在已被搬出电芯壳的所述承载装置上。

2.根据权利要求1所述的电芯入壳装置，其特征在于，所述第一承载装置与所述第二承载装置的安装高度不同；或，

所述第一承载装置和所述第二承载装置在输送过程中的输送高度不同。

3.根据权利要求1所述的电芯入壳装置，其特征在于，所述搬运部包括被配置为搬运电芯壳的第一搬运部、被配置为搬运入壳模具的第二搬运部，以及搬运移动部；

所述第一搬运部与所述第二搬运部均安装在所述搬运移动部上，所述第二搬运部设置在所述第一搬运部上方；

所述入壳模具为放置于所述电芯壳上部的用于导向电芯入壳的模具。

4.根据权利要求1所述的电芯入壳装置，其特征在于，所述电芯入壳装置还包括合盖装置，所述合盖装置用于将电芯壳盖合扣在电芯壳上。

5.一种电芯入壳方法，其特征在于，所述电芯入壳方法应用于如权利要求1所述的电芯入壳装置中，所述电芯入壳方法包括：

在第一个承载装置上的电芯壳被上料后，控制所述输送装置将所述第一个承载装置带动至所述电芯壳下料处；

在控制所述输送装置将所述第一个承载装置带动至所述电芯壳下料处的过程中，控制输送装置将第二个承载装置带动至所述电芯上料处，控制所述上料部向所述第二个承载装置上的电芯壳上料；

在所述第一个承载装置被输送至所述电芯壳下料处时，控制所述搬运部将位于所述电芯壳下料处的所述第一个承载装置上的电芯壳搬出，控制所述搬运部将空电芯壳放置已被搬出电芯壳的所述第一个承载装置上。

6.根据权利要求5所述的电芯入壳方法，其特征在于，所述电芯入壳方法还包括：

控制所述上料部在拾取电芯后移动至预定位置，控制位于所述预定位置的上料部将拾取的所述电芯脱离，脱离的所述电芯被放入至位于所述上料部下方的承载装置上的电芯壳内。

7.根据权利要求5所述的电芯入壳方法，其特征在于，所述电芯入壳装置为如权利要求3所述的电芯入壳装置，所述电芯入壳装置还包括合盖装置，所述控制所述搬运部将位于所述电芯壳下料处的所述第一个承载装置上的电芯壳搬出，控制所述搬运部将空电芯壳放置在已被搬出电芯壳的所述第一个承载装置上,包括：

控制所述搬运移动部带动所述第一搬运部和所述第二搬运部至所述第一个承载装置上的电芯壳位置处，控制所述第二搬运部夹持住位于所述电芯壳上的入壳模具，控制所述第一搬运部夹持住电芯壳；

控制所述搬运移动部带动所述第一搬运部将所述电芯壳移动至所述合盖装置处，控制所述第一搬运部将夹持的电芯壳脱离；

控制所述搬运移动部带动所述第一搬运部夹取一个空电芯壳；控制所述第一搬运部将所述空电芯壳放置在所述第一个承载装置上，控制所述第二搬运部将所述入壳模具放在空电芯壳上。

8.根据权利要求5至7中任一所述的电芯入壳方法，其特征在于，所述电芯入壳装置为如权利要求3所述的电芯入壳装置，所述电芯入壳方法还包括：

控制所述第二搬运部夹持住入壳模具，控制所述第一搬运部夹持住一个空电芯壳；

控制所述搬运移动部带动所述第一搬运部与所述第二搬运部至所述电芯壳下料处；

控制所述第一搬运部将所述空电芯壳脱离，脱离的所述空电芯壳落在所述输送装置上的所述承载装置上；

控制所述第二搬运部将所述入壳模具放在所述空电芯壳上。