CN106997962A - 一种新型圆柱形锂电池pack自动分选自动组装机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型圆柱形锂电池PACK自动分选自动组装机，包括机身、流水线、探针、丝杆、滑轨、滑块、电芯定位块、支架支撑推杆、支撑推杆固定块。本发明的一种新型圆柱形锂电池PACK自动分选自动组装机通过二次定位和翻转实现电池九十度转料，可以直接将电芯组装进支架，同时可以通过增加和减少支撑推杆的数量，来满足不同支架电芯的组装，且采用的是一对一吸合电芯，而且可以通过程序调整来实现单一调整磁铁与电池间的距离，另外在上料时增加了对射光纤传感器自动检测和电芯定位块，电池是否放置到位与PLC相结合实现无需操作人员肉眼观察物料是否到位，大大提高了组装的可靠性和效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂电池模组PACK过程中的分选、组装领域，特别涉及一种新型圆柱形锂电池PACK自动分选自动组装机。
背景技术
相对于铅酸电池，锂电池具有工作电压高、能量密度大、使用寿命长、节能环保、自放电率低、无记忆效应等显著优点，已经成为储能领域的尖端产业，其广泛用于电动汽车、储能装置等重要行业。经过多年的发展，锂电池的品质与工艺的有了很大的提高，电池的寿命与耐用性也得到很大的提升。圆柱形锂电在PACK生产过程中需要分选和组装，能快速的分选和组装是生产效率提升的一个重要因素之一。在众多的电池分选机只能分选不能自动组装，锂电池PACK分选组装是必须的过程。电芯在手工操作时，不可避免经过工人的手动操作，易在电芯上留下汗液等污染物，易产生品质隐患，同时后序焊接操作不良品较多。另外手工操作易把外壳损坏、外皮折皱，使电芯短路，报废率高。目前没有非常好的自动分选自动组装的设备，急需研发适合生产需要的锂电池自动分选自动组装的设备。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服上述问题，提供一种通过二次定位和翻转实现电池九十度转料，可以直接将电芯组装进支架的新型圆柱形锂电池PACK自动分选自动组装机。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：本发明的机身、流水线、探针、丝杆、滑轨、滑块、电芯定位块、支架支撑推杆、支撑推杆固定块、磁铁气缸、磁铁、磁铁固定板、支撑推杆气缸、取料气缸、伺服电机、翻转板、连轴器、连接轴、滑套、档板、翻转电机、笔形气缸、支架气缸及支架操作平台，其中分为电池分选机构、电池自动组装机构、电气控制机构及机架机构四个部分，电池分选机构包括传送带、检测气缸、连接块、固定板、探针、连接线及检测装置组成，检测气缸通过连接块固定在流水线侧面的两端，流水线侧面设有保护板，保护板上开设有孔，探针安装在固定板上，固定板直接安装在一气缸连接杆端头上，探针通过开设在保护板上的孔进行检测，其中在流水线的左侧固定有十八个笔形气缸，笔形气缸将分选好的不同档位的电芯推送到第一传送带上，第一传送带固定在设备工作台上且与第二传送带呈九十度垂直设置，第一传送带上方安装有三个支架传送带且与流水线垂直，支架下方安装有十八个档电池的绝缘条，第三传送带的末端下方设有第四传送带且与第四传送带并行，电池自动组装机构包括丝杆、滑轨、滑块、导向轴、滑套、电池上下气缸、定位板、支撑推杆、连接板、支撑推杆气缸、伺服电机、翻转电机、限位块、支架、挡块及翻转板，流水线的左侧工作平台上安装有四根立柱，立柱上方安装有平板，平板上方两侧均安装滑轨，滑轨上方安装滑块，滑块上方安装支撑推杆固定块，支撑推杆固定在固定块侧面圆孔中，支撑推杆采用可拆卸连接方式连接，气缸座固定在平板的左侧，气缸连杆连接在支撑推杆固定块的下方，且带动支撑推杆在滑轨上前后移动，流水线的右侧安装两个支架，支架的外侧连接旋转气缸，两个支架之间设有翻转板并采用连接轴连接两端，其中一端通过一连轴器与旋转气缸连接，电池组装搬运机构位于翻转板的上方，先将一丝杆螺母安装在丝杆上,再将丝杆固定在支架的两侧上方，丝杆与伺服电机之间通过一连轴器进行连接，滑轨安装在丝杆两侧支架的下方，滑块安装在滑轨上，连接板的侧面与丝杆螺母连接，其顶部固定在滑块上，当伺服电机运转时带动丝杆转动的同时带动滑块在滑轨上进行前后运动，电池上下气缸安装在连接板上方，滑套安装在连接板的两侧，电池上下气缸与导向轴及定位板连接，当电池上下气缸上升或下降时导向轴在滑套中做上下运动，限位块安装在连接板上，当电池上下气缸下降时限位块限定电池上下气缸下降的深度，搬运机构下方为组装固定机构，四根立柱固定在工作台上，过渡板固定在四根立柱上方，过渡板的中央固定气缸，四周安装四个滑套，气缸连接端安装操作板，操作板的四周安装四个滑杆与过渡。
进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述机身表面分布有数个凸起，凸起与机身一体连接。
进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述滑轨采用不锈钢滑轨结构。
进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述限位块不止一个。
进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述挡板采用不锈钢挡板结构。
进一步的，作为一种具体的结构形式，本发明所述操作平台两侧及后侧均铰接有挡板。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的一种新型圆柱形锂电池PACK自动分选自动组装机通过二次定位和翻转实现电池九十度转料，可以直接将电芯组装进支架，同时可以通过增加和减少支撑推杆的数量，来满足不同支架电芯的组装，且采用的是一对一吸合电芯，而且可以通过程序调整来实现单一调整磁铁与电池间的距离，另外在上料时增加了对射光纤传感器自动检测和电芯定位块，电池是否放置到位与PLC相结合实现无需操作人员肉眼观察物料是否到位，大大提高了组装的可靠性和效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本专利整体结构示意图；
图2为设备正面结构示意图；
图3为自动组装结构示意图；
图4为电芯定位示意图；
图5为分选档位气缸固定座示意图；
图6为分选检测探针机构示意图；
图7为固定座示意图；
图8 为支撑推杆示意图；
图9 为电池支架；
图中：1.机身；2.流水线；3.探针；4.丝杆；5.滑轨；6.滑块；7.电芯定位块；8.支架支撑推杆；9.支撑推杆固定块；10.磁铁气缸；11.磁铁；12.磁铁固定板；13.支撑推杆气缸；14.取料气缸；15.伺服电机；16.翻转板；17.连轴器；18.连接轴；19.滑套；20.挡板；21.翻转电机；22.笔形气缸；23.支架气缸；24.支架操作平台；25.电池紧靠定位板；26.满料气缸。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1和9所示的本发明一种新型圆柱形锂电池PACK自动分选自动组装机的优选实施例，包括机身1、流水线2、探针3、丝杆4、滑轨5、滑块6、电芯定位块7、支架支撑推杆8、支撑推杆固定块9、磁铁气缸10、磁铁11、磁铁固定板12、支撑推杆气缸13、取料气缸14、伺服电机15、翻转板16、连轴器17、连接轴18、滑套19、档板20、翻转电机21、笔形气缸22、支架气缸23、支架操作平台24、电池紧靠定位板25及满料气缸26，其中分为电池分选机构、电池自动组装机构、电气控制机构及机架机构四个部分，电池分选机构包括传送带、检测气缸、连接块、固定板、探,3、连接线及检测装置组成，检测气缸通过连接块固定在流水线2侧面的两端，流水线2侧面设有保护板，保护板上开设有孔，探针3安装在固定板上，固定板直接安装在一气缸连接杆端头上，探针3通过开设在保护板上的孔进行检测，其中在流水线2的左侧固定有十八个笔形气缸22，笔形气缸22将分选好的不同档位的电芯推送到第一传送带上，第一传送带固定在设备工作台上且与第二传送带呈九十度垂直设置，第一传送带上方安装有三个支架传送带且与流水线2垂直，支架下方安装有十八个档电池的绝缘条，第三传送带的末端下方设有第四传送带且与第四传送带并行，电池自动组装机构包括丝杆4、滑轨5、滑块6、导向轴、滑套19、电池上下气缸、定位板、支撑推杆、连接板、支撑推杆气缸8、伺服电机15、翻转电机21、限位块、支架、挡块及翻转板16，流水线2的左侧工作平台上安装有四根立柱，立柱上方安装有平板，平板上方两侧均安装滑轨5，滑轨5上方安装滑块6，滑块6上方安装支撑推杆固定块9，支撑推杆固定在固定块9侧面圆孔中，支撑推杆采用可拆卸连接方式连接，气缸座固定在平板的左侧，气缸连杆连接在支撑推杆固定块9的下方，且带动支撑推杆在滑轨5上前后移动，流水线2的右侧安装两个支架，支架的外侧连接旋转气缸，两个支架之间设有翻转板16并采用连接轴18连接两端，其中一端通过一连轴器17与旋转气缸连接，电池组装搬运机构位于翻转板16的上方，先将一丝杆螺母安装在丝杆4上,再将丝杆4固定在支架的两侧上方，丝杆4与伺服电机15之间通过一连轴器17进行连接，滑轨5安装在丝杆4两侧支架的下方，滑块6安装在滑轨5上，连接板的侧面与丝杆螺母连接，其顶部固定在滑块6上，当伺服电机15运转时带动丝杆4转动的同时带动滑块6在滑轨5上进行前后运动，电池上下气缸安装在连接板上方，滑套安装在连接板的两侧，电池上下气缸与导向轴及定位板连接，当电池上下气缸上升或下降时导向轴在滑套中做上下运动，限位块安装在连接板上，当电池上下气缸下降时限位块限定电池上下气缸下降的深度，搬运机构下方为组装固定机构，四根立柱固定在工作台上，过渡板固定在四根立柱上方，过渡板的中央固定气缸，四周安装四个滑套，气缸连接端安装操作板，操作板的四周安装四个滑杆与过渡板的滑套配合，操作板的前端紧靠翻转板安装模块支架的前限位板，右侧安装模块支架的右限位板，操作板的与搬运机构中间是模块支架的上限位。
所述机身表面分布有数个凸起，凸起与机身一体连接。这样在搬运时就不易滑落，保证了搬运的安全。
所述滑轨5采用不锈钢滑轨结构。不易产生锈蚀、整体使用强度高、承受力度大。
所述限位块不止一个。能起到良好的限位作用。
所述挡板采用不锈钢挡板结构。即使长时间使用，也不易受到腐蚀。
所述操作平台两侧及后侧均铰接有挡板。可以根据实际需求选择性使用，操作更加方便，大大提高了安全使用性能。
本发明的一种新型圆柱形锂电池PACK自动分选自动组装机通过二次定位和翻转实现电池九十度转料，可以直接将电芯组装进支架，同时可以通过增加和减少支撑推杆的数量，来满足不同支架电芯的组装，且采用的是一对一吸合电芯，而且可以通过程序调整来实现单一调整磁铁与电池间的距离，另外在上料时增加了对射光纤传感器自动检测和电芯定位块，电池是否放置到位与PLC相结合实现无需操作人员肉眼观察物料是否到位，大大提高了组装的可靠性和效率。
电池紧靠定位板25，满料气缸26，操作平台支撑气缸。其特征在于伺服精确定位，无需做任何调整就能准确的将电芯分选并能将电芯与支架定位，同时通过推料、翻转等快速分选和组装。
探针3固定在固定块上，固定块固定在流水线2的两侧。通过气缸伸缩进行检测。
采用伺服电机15定位，实现夹爪与电芯在中心轴线上。同时通过气缸向下动作使电池与电池定位机构贴合在一起，再通过侧面气缸回收使强磁铁能吸合住电池的侧面来实现转盒。
磁铁安装在电芯支持架的侧面，可以保障电芯不发生短路现象。
当电池物料盒通过传送带送到限位处，同时限位传感器感应到物料盒后，PLC会在相应IO点变成绿灯；如果不到位，传送带会一直运行，不会采取下步措施直至物料到位或人为停止。
当电池物料盒定位后，PLC发出指令同时16颗电芯将电池转送至输送带2上
当电芯经过测试探针3前端感应器时，探针3开始工作。每次同时测量两颗电芯，数据通过专用测量仪器和工控机进行数据分析。在通过笔形气缸22将流水线上的电芯推送至输送带3不同档位分选数量最多的电芯通过流水继续流转至输送带4，当流水线尽头的传感器感应到电芯到位，输送带4停止动作。
支撑推杆气缸13,带动支撑推杆8和支撑推杆固定块9进行向前运动，将电芯推进翻转板电芯进入翻转板16后，传感器感应到电芯就位，翻转电机21开始翻转90°将原来与输送带水平方向的电芯与输送带站立垂直。
支架通过传送带和支架气缸23就位至支架操作平台24上，支架就位后操作平台下方支撑气缸上升，将支架限定。
电芯进入翻转板16后，伺服电机15开始转动带动丝杆4和滑块6在滑轨5上运行到程序设定的位置，取料气缸14下降；
当取料气缸14下降到位时限位传感器灯亮，电池紧靠定位板25上。同时组装支撑推杆在组装气缸的作用下向前动作，支撑推杆前端的磁铁将电芯吸合取料气缸14上升后，伺服电机15开始转动带动丝杆4和滑块6在滑轨5上运行到程序设定的支架位置，取料气缸下降；
电芯在传感器和电芯定位块7的双重作用下，安置在支架中按程序装满支架装满后，操作平台下方支撑气缸下降，由满料气缸将装满电芯的支架推送至传送带6上，人员收料。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (6)
1.一种新型圆柱形锂电池PACK自动分选自动组装机，其特征在于：包括机身、流水线、探针、丝杆、滑轨、滑块、电芯定位块、支架支撑推杆、支撑推杆固定块、磁铁气缸、磁铁、磁铁固定板、支撑推杆气缸、取料气缸、伺服电机、翻转板、连轴器、连接轴、滑套、档板、翻转电机、笔形气缸、支架气缸及支架操作平台，其中分为电池分选机构、电池自动组装机构、电气控制机构及机架机构四个部分，电池分选机构包括传送带、检测气缸、连接块、固定板、探针、连接线及检测装置组成，检测气缸通过连接块固定在流水线侧面的两端，流水线侧面设有保护板，保护板上开设有孔，探针安装在固定板上，固定板直接安装在一气缸连接杆端头上，探针通过开设在保护板上的孔进行检测，其中在流水线的左侧固定有十八个笔形气缸，笔形气缸将分选好的不同档位的电芯推送到第一传送带上，第一传送带固定在设备工作台上且与第二传送带呈九十度垂直设置，第一传送带上方安装有三个支架传送带且与流水线垂直，支架下方安装有十八个档电池的绝缘条，第三传送带的末端下方设有第四传送带且与第四传送带并行，电池自动组装机构包括丝杆、滑轨、滑块、导向轴、滑套、电池上下气缸、定位板、支撑推杆、连接板、支撑推杆气缸、伺服电机、翻转电机、限位块、支架、挡块及翻转板，流水线的左侧工作平台上安装有四根立柱，立柱上方安装有平板，平板上方两侧均安装滑轨，滑轨上方安装滑块，滑块上方安装支撑推杆固定块，支撑推杆固定在固定块侧面圆孔中，支撑推杆采用可拆卸连接方式连接，气缸座固定在平板的左侧，气缸连杆连接在支撑推杆固定块的下方，且带动支撑推杆在滑轨上前后移动，流水线的右侧安装两个支架，支架的外侧连接旋转气缸，两个支架之间设有翻转板并采用连接轴连接两端，其中一端通过一连轴器与旋转气缸连接，电池组装搬运机构位于翻转板的上方，先将一丝杆螺母安装在丝杆上,再将丝杆固定在支架的两侧上方，丝杆与伺服电机之间通过一连轴器进行连接，滑轨安装在丝杆两侧支架的下方，滑块安装在滑轨上，连接板的侧面与丝杆螺母连接，其顶部固定在滑块上，当伺服电机运转时带动丝杆转动的同时带动滑块在滑轨上进行前后运动，电池上下气缸安装在连接板上方，滑套安装在连接板的两侧，电池上下气缸与导向轴及定位板连接，当电池上下气缸上升或下降时导向轴在滑套中做上下运动，限位块安装在连接板上，当电池上下气缸下降时限位块限定电池上下气缸下降的深度，搬运机构下方为组装固定机构，四根立柱固定在工作台上，过渡板固定在四根立柱上方，过渡板的中央固定气缸，四周安装四个滑套，气缸连接端安装操作板，操作板的四周安装四个滑杆与过渡。
2.根据权利要求1所述的一种新型圆柱形锂电池PACK自动分选自动组装机，其特征在于：所述机身表面分布有数个凸起，凸起与机身一体连接。
3.根据权利要求1所述的一种新型圆柱形锂电池PACK自动分选自动组装机，其特征在于：所述滑轨采用不锈钢滑轨结构。
4.根据权利要求1所述的一种新型圆柱形锂电池PACK自动分选自动组装机，其特征在于：所述限位块不止一个。
5.根据权利要求1所述的一种新型圆柱形锂电池PACK自动分选自动组装机，其特征在于：所述挡板采用不锈钢挡板结构。
6.根据权利要求1所述的一种新型圆柱形锂电池PACK自动分选自动组装机，其特征在于：所述操作平台两侧及后侧均铰接有挡板。
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