CN107171014A - 一种软包锂电池pack生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种软包锂电池PACK生产线，包括软包PACK分类缓存段、软包PACK堆叠段和软包PACK分选段，软包PACK分类缓存段的出料端接驳软包PACK堆叠段，软包PACK堆叠段的另一端通过四条软包电池传送线接驳所述软包PACK分选段。本发明软包PACK生产线采用二次定位采用气动装置，通过导轨传送动力，可实现快速定位工板(双定位)。定位牢固可靠，装卸方便快捷、夹块经久耐用、定位精度高、工作效率大大提高；软包PACK分选段采用双链条传送与双回流，产量增加一倍，提高了生产效率；软包PACK堆叠段采用四皮带线传送与四堆叠段作业，提高效率。
Description
技术领域
本发明涉及软包锂电池的生产工艺，特别涉及一种软包锂电池PACK生产线。
背景技术
目前，现有的软包锂电池PACK生产线人工操作的半自动化设备需人工约50人，占地面积4000平方米，人工清洁极耳，人工上下壳、电芯、上壳，其上料速度为15S/PCS，人工成本太高，效率低，占地面积大，以致软包锂电池合格率低，产能10PPM，为了提高软包锂电池生产效率、产能和减少人工成本，有必要研究新的生产工艺和研发适应软包锂电池生产的自动化生产线(软包锂电池PACK分选段+堆叠段)。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种软包锂电池PACK生产线。
为解决现有技术的上述缺陷，本发明提供的技术方案是：一种软包锂电池PACK生产线，包括软包PACK分类缓存段、软包PACK堆叠段和软包PACK分选段，所述软包PACK分类缓存段的出料端接驳所述软包PACK堆叠段，所述软包PACK堆叠段的另一端通过四条软包电池传送线接驳所述软包PACK分选段；
所述软包PACK堆叠段包括四条皮带输送线，每条皮带输送线均对接一条软包电池传送线，每条所述皮带输送线上均设有一组堆叠预处理输送线，每组所述堆叠预处理输送线均依次包括分拣工位、扫码工位、极耳折弯工位、上方钢条工位、5P堆叠工位、5P翻转工位、扫码工位、电池模组堆叠工位和穿螺杆工位；每组所述堆叠预处理输送线的出料端均采用旋转升降接驳台连接主输送线，所述主输送线将产品输送至软包PACK分类缓存段；
所述软包PACK分选段包括两条平行设置的工板输送线，两条所述工板输送线的两端均分别设有分档升降机，每条所述工板输送线输送的产品均供应给两条所述软包电池传送线，所述工板输送线从进料端到出料端依次设有下壳上料机、两组电芯上料机、极耳清洁机、扫码检测极耳整形机、测试NG排出机、上壳上料机、极耳裁切机、极耳冲孔机和扫码建议工位。
作为本发明软包锂电池PACK生产线的一种改进，所述工板输送线包括上层用于输送工板的链条输送线和下层用于工板回流的皮带输送线，所述链条输送线位于所述皮带输送线的正上方，所述链条输送线上间隔设有多个用于定位工板、并且具有二次定位作用的二次定位装夹装置。
作为本发明软包锂电池PACK生产线的一种改进，所述二次定位装夹装置包括气缸安装底板，所述气缸安装底板上平面设有左侧板和右侧板，所述气缸安装底板的下平面设有第一顶升气缸和第二顶升气缸，所述左侧板的一侧面设有由所述第一顶升气缸控制上升或下降的夹持装置，所述右侧板的一侧面设有由所述第二顶升气缸控制上升或下降的定位销组件，所述夹持装置与所述定位销组件对应设置；
所述夹持装置包括夹具侧板，所述夹具侧板一侧上边缘设有夹具直线滑轨，所述夹具侧板另一侧采用滑块连接在所述左侧板的直线滑轨上，所述夹具直线滑轨上安装有两个夹具滑块，两个所述夹具滑块上均安装有压块，所述压块上安装有夹紧块，所述夹紧块上设有夹爪，两个所述夹爪对应设置，两个所述压块的下端设有一连接臂，所述连接臂上设有一卡槽，所述卡槽安装推夹气缸的活塞杆，所述夹具侧板的底部设有第一顶升气缸连接槽；
所述定位销组件包括移动板，所述移动板上设有两个销轴柱定位套，两个所述销轴柱定位套内均穿设有一销轴柱，所述移动板的底部连接所述第二顶升气缸的活塞杆。
作为本发明软包锂电池PACK生产线的一种改进，所述上壳上料机包括上料机架，所述上料机架上设有料盘堆垛传送机构、将该料盘堆垛传送机构输送的料盘垂直升降的料盘升降机构、将该料盘升降机构输送的料盘的产品双取料到二次定位装置上的双取料机械手、及将空料盘搬运回料盘升降机构上的空料盘取回机械手。
作为本发明软包锂电池PACK生产线的一种改进，所述料盘堆垛传送机构包括呈U形的料盘堆垛槽，所述料盘堆垛槽内部两侧分别设有倍速链，两条所述倍速链均由送料电机带动，所述料盘堆垛槽内中部设有无动力滚轮组，所述电机带动所述倍速链把满料盘堆垛流进料盘升降机构或将空料盘堆垛输送出；
所述料盘升降机构包括电机安装板，所述电机安装板的一侧设有两条平行的滑轨，两条所述滑轨之间设有丝杆，所述丝杆由一伺服电机带动，所述滑轨上水平安装有一可沿该滑轨滑动升降的料盘堆垛板，所述料盘堆垛板上设有由电机带动控制的进料盘滚筒，所述料盘堆垛板的两侧分别设有定位挡板，所述料盘堆垛板的一端设有用于定位料盘的提升定位销；
电机带动进料盘滚筒使满料盘堆垛进入到料盘堆垛板的位置，所述提升定位销定位满料盘堆垛，所述伺服电机带动丝杆、并提升满料盘上升至双取料机械手抓取的位置，等待所述双取料机械手取料；
所述双取料机械手包括X轴取料驱动模组和Z轴物料驱动模组，所述X轴取料驱动模组带动所述Z轴物料驱动模组沿X轴方向移动取料，所述Z轴物料驱动模组控制一夹爪装置上升或下降，所述夹爪装置包括两组夹爪，两组夹爪均采用一夹爪控制气缸控制张开和夹持产品；
所述二次定位装置包括底板和上盖板，所述底板和上盖板之间设有定位气缸，所述上盖板的前侧设有前夹块，所述上盖板的后侧设有后夹块，所述上盖板的左侧设有左夹块，所述上盖板的右侧设有右夹块，所述定位气缸控制所述前夹块和后夹块沿对应方向移动夹紧产品，所述左夹块和右夹块在所述定位气缸驱动所述前夹块和后夹块移动时，所述左夹块和右夹块通过曲轨沿对应方向移动、并夹持产品，所述曲轨在所述底板和上盖板之间；
所述空料盘取回机械手包括X轴移栽模组和Z轴移栽模组，所述X轴移栽模组上安装有竖向气缸安装板，所述竖向气缸安装板上安装有一竖向气缸，所述竖向气缸的活塞杆端部设有一夹爪气缸，所述夹爪气缸控制夹爪机械手进行取料动作；
当料盘的料取完后，所述X轴移栽模组带动夹爪机械手和Z轴移栽模组移动到空料盘的正上方，竖向气缸动作伸出，夹爪机械手下降，夹爪气缸张开伸缩夹住空料盘后，竖向气缸回缩，夹爪气缸上升。
作为本发明软包锂电池PACK生产线的一种改进，所述极耳冲孔机包括冲孔机架，所述冲孔机架上设有气缸推进机构和气缸连杆冲孔机构，所述气缸推进机构控制气缸连杆冲孔机构左右运动，所述气缸推进机构由伺服电机控制丝杆前后运动，所述气缸连杆冲孔机构包括上模连杆装置、下模连杆装置和顶升气缸，所述上模连杆装置和下模连杆装置均由所述顶升气缸控制，所述气缸连杆冲孔机构对电芯极耳作冲孔动作时，所述上模连杆装置控制上模向下运动，所述下模连杆装置控制下模向上运动。
作为本发明软包锂电池PACK生产线的一种改进，所述上模连杆装置包括支点支架，所述支点支架上端安装有一连杆支架，所述连杆支架通过定位销连接一上模下压连杆，所述上模下压连杆的一端通过U形块连接所述顶升气缸的活塞杆，所述上模下压连杆的另一端通过左右摆块活动连接上模安装组件，所述上模下压连杆以定位销为支点，从该支点到U形块的一端距离大于该支点到左右摆块的一端距离；
所述下模连杆装置包括下模上压连杆和用于连接所述上模下压连杆的下模拉杆，所述下模上压连杆从所述支点支架的下端穿出，所述下模上压连杆的一端通过活动连接块与所述下模拉杆连接，所述下模拉杆的另一端连接在所述上模下压连杆连接顶升气缸的一端，所述下模上压连杆的另一端设有下模安装组件；
所述上模安装组件包括上模安装底板，所述上模安装底板的前侧面设有上横向卡槽，所述上横向卡槽内安装一上模安装板，所述上模安装板上设有上模安装块，所述上模安装块通过螺栓连接上模，所述螺栓上套设有弹簧，所述上模的下端设有对电芯极耳冲压的伸出块；
所述下模安装组件包括下模安装底板，所述下模安装底板的前侧面设有下横向卡槽，所述下横向卡槽内安装一下模安装板，所述下模安装板上设有一下模，所述下模的上端设有凹槽，所述凹槽一侧对应所述伸出块的位置均设有一缺口；
所述气缸推进机构包括推进底板和移动板，所述推进底板的上平面设有推进直线滑轨，所述移动板连接在所述推进直线滑轨上，所述推进底板的一端设有推进气缸，所述推进气缸的活塞杆连接在所述移动板上，所述推进底板连接在所述丝杆上；
所述冲孔机架对应所述气缸连杆冲孔机构的一端设有一废料收集槽；
工板到达所述上模与所述下模之间时，所述推进气缸控制气缸连杆冲孔机构运动，上模连杆装置控制上模向下运动，所述下模连杆装置控制下模向上运动，对工板上的极耳进行冲孔；
所述伺服电机控制丝杆带动气缸推进机构和气缸连杆冲孔机构运动到另一个极耳冲孔位置，所述推进气缸控制气缸连杆冲孔机构运动，上模连杆装置控制上模向下运动，所述下模连杆装置控制下模向上运动，对工板上的极耳进行冲孔，冲孔完成后，气缸推进机构和气缸连杆冲孔机构运动到原点。
作为本发明软包锂电池PACK生产线的一种改进，所述分档升降机包括支撑底座，所述支撑底座的一端设有与该支撑底座垂直设置的支撑板，所述支撑板上设有升降滑轨，所述升降滑轨上安装有水平移栽平台，所述水平移栽平台上设有伸缩移栽丝杆，所述伸缩移栽丝杆有伸缩移栽电机控制，所述水平移栽平台由一升降控制电机驱动升降丝杆带动上升或下降，所述水平移栽平台的两侧分别设有水平直线滑轨，所述水平直线滑轨上安装有可以沿该水平直线滑轨水平移动的滑台，所述滑台用于固定工板，所述滑台由所述伸缩移栽丝杆带动。
作为本发明软包锂电池PACK生产线的一种改进，所述软包PACK分类缓存段包括多个预装螺丝工位、多个机器人自动锁螺栓工位、多个装线束锁螺丝工位、多个测试工位、模组移栽、模组分类缓存和包装转运输送线。
与现有技术相比，本发明的优点是：本发明提高产品分选、堆叠，生产产品数量增加一倍，合格率99％、产能18PPM，提高产品的合格率和稳定性，二次定位精度0.1mm，定位时间1.5S。解决自身冲孔极耳时短路，在两冲孔连杆机构中间加装隔离绝缘装置，防止电芯极耳冲孔时短路，保护产品不受损害。自动化上料，上料可以达到5S/PCS，大大提高了上料速度，现发明的生产线其占地面积3600平方米，大大缩减了占用厂房的面积。
附图说明
下面就根据附图和具体实施方式对本发明及其有益的技术效果作进一步详细的描述，其中：
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明软包PACK堆叠段结构示意图。
图3是本发明软包PACK分选段结构示意图。
图4是工板输送线结构示意图。
图5是本发明二次定位装夹装置立体图。
图6是本发明二次定位装夹装置主视图。
图7是本发明二次定位装夹装置侧视图。
图8是本发明夹持装置立体结构示意图。
图9是本发明夹持装置主视图。
图10是本发明上壳上料结构示意图。
图11是本发明料盘堆垛传送机构示意图。
图12是本发明料盘升降机构示意图。
图13是本发明双取料机械手示意图。
图14是本发明二次定位装置立体结构示意图。
图15是本发明二次定位装置主视图。
图16是本发明空料盘取回机械手结构示意图。
图17是本发明极耳冲孔机立体结构图。
图18是本发明极耳冲孔机后视立体图。
图19是本发明极耳冲孔机单组气缸连杆冲孔机构结构示意图。
图20是本发明分档升降机结构示意图。
具体实施方式
下面就根据附图和具体实施例对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不局限于此。
如图1、图2和图3所示，一种软包锂电池PACK生产线，包括软包PACK分类缓存段1001、软包PACK堆叠段1002和软包PACK分选段1003，软包PACK分类缓存段1001的出料端接驳软包PACK堆叠段1002，软包PACK堆叠段1002的另一端通过四条软包电池传送线1004接驳软包PACK分选段1003；
软包PACK堆叠段1002包括四条皮带输送线1005，每条皮带输送线1005均对接一条软包电池传送线1004，每条皮带输送线1005上均设有一组堆叠预处理输送线1006，每组堆叠预处理输送线1006均依次包括分拣工位007、扫码工位008、极耳折弯工位009、上方钢条工位010、堆叠翻转扫码电池模组堆叠工位011和穿螺杆工位012；每组堆叠预处理输送线1006的出料端均采用旋转升降接驳台1007连接主输送线1008，主输送线1008将产品输送至软包PACK分类缓存段1001；
软包PACK分选段1003包括两条平行设置的工板输送线1009，两条工板输送线1009的两端均分别设有分档升降机1010，每条工板输送线1009输送的产品均供应给两条软包电池传送线1004，工板输送线1009从进料端到出料端依次设有下壳上料机1011、两组电芯上料机1012、极耳清洁机1013、扫码检测极耳整形机1014、测试NG排出机1015、上壳上料机1016、极耳裁切机1017、极耳冲孔机1018和扫码建议工位1019。
本发明采用软包PACK分选段依次采用升降机、上层链条传送与下层皮带线回流工板、二次定位、下壳上料机、电芯上料机、极耳清洁、极耳整形+OCV检测、NG排出、上壳上料、极耳裁切、极耳冲孔、扫码、升降机、电芯分档、皮带传送来实现；
软包PACK堆叠段依次采用四条皮带线、四组(分拣+扫码+极耳折弯+上方钢条+5P堆叠+5P翻转+扫码+电池模组堆叠+穿螺杆)来实现；
升降机上升工板，使下层皮带线上的工板移栽；到上层的链条上，上层链条传送工板、下层皮带回流工板，二次定位定位在链条上的工板，下壳上料机上料下壳料和电芯上料机上料电芯料至工板上，极耳清洁清洁电芯和极耳，极耳整形，排出NG料，上壳上料机上上壳料至工板上，裁切极耳，冲孔极耳时在两冲孔连杆机构中间加装隔离绝缘装置，防止电芯极耳冲孔时短路，保护产品不受损害，扫码电芯，升降机下降工板，使上层链条上的工板移栽至下层的皮带线上回流，电芯分档机构取链条上的产品放到对应的四条皮带线上传送。分拣机构分拣四条皮带线上流过来的产品再传送至另一滚筒线上，扫码产品，折弯极耳，上方钢条，5P电芯堆叠，5P电芯翻转，扫码，电池模组堆叠，穿螺杆固定电芯模组。
软包电芯测试分选系统：
软包电芯测试分选系统要实现自动上料、清洁除尘、测试、装框、扫码、裁切冲孔、分选。电芯采用整叠料盘上料，一盘4个电芯，每叠料盘25层，堆叠高度大约550mm，线上存储物料可满足30分钟用量。电芯上料需要根据MES系统要求进行上料。上料前需要扫码确认，防止上错。
壳体上料采用整体堆叠上料，上料结构和电芯的上料类似。采用双轨道上料和储料，
电芯自动极耳清洁除尘、自动扫码与OCV自动测试，测试OK、NG数据自动上传到MES系统进行记录。测试OK自动继续下一工位，测试NG需要自动取出并存储，下壳也需要自动取出并存储。
测试OK的电芯需要自动装上壳，电芯自动传送到极耳裁切冲孔位置，需要自动定位产品、自动裁切冲孔，模具产生废料人工定时清理。设备有短路检测报警功能，裁切冲孔需要绝缘处理，防止电芯在生产中短路。电芯极耳裁切冲孔完成，需要自动扫码并上传到MES系统进行系统确认，系统根据上传数据进行自动分档，并将电芯按档位分别放在传送线体上，进行下一步工艺作业。
电芯配方智能堆叠设备：
经过测试装壳体后的电芯会根据客户定义的配方要求按不同档位进行自动分档，电芯自动传送到堆叠设备处，MES系统根据ERP系统发出的当天单批次电芯配方要求和电芯加工区扫码确认信息，反馈到设备，让设备根据MES系统要求进行抓取，电芯进行5P配方。
阻挡机构自动将需要的配方电芯进行阻挡，取料机构自动将电芯取到传送线体上，再传送到堆叠设备上料处，将到位的电芯取出放入堆叠设备单体传送线体上，并自动扫码绑定。绑定条码后自动传送到折极耳处，按设定要求自动进行电芯极耳折弯，并自动装方钢条。螺丝孔与极耳腰型孔同心。设备自动将单个1P模块电芯堆叠成5P模块，然后自动将堆叠好的5P模块取走，根据需要自动翻转或者不翻转，堆叠成10串或14串的模组。人工负责安装其他物料和堆叠完成后用螺栓将整个模组锁紧。堆叠锁紧后的模组自动送至后端。
设备ERP系统根据当天订单号进行系统配方，再生成新的订单。生成订单信息反馈到生产车间看板及备料区看板。
MES系统根据ERP系统发出当天电芯配方要求和电芯扫码进行信息确认，传输到设备，让设备根据MES系统要求进行抓取电芯，进行5P配方。电芯模组经过扫码信息(判断10S还是14S，设备调用对应的程序)
堆叠设备四台，每台堆叠设备只堆叠10S-L/10S-R、14S-L/14S-R，每台设备都可以从A/B/C/D四挡传送线体上抓取产品并传送到堆叠机上料位置。
MES系统根据前面电芯生产情况及堆叠设备自身生产情况进行协调生产，保证四台堆叠设备都能按照要求完成10S-L/10S-R、14S-L/14S-R产品堆叠。
动力源：采用气缸，伺服电机，普通电机。
本发明的优点在于：1：软包PACK分选段二次定位采用气动装置，通过导轨传送动力，可实现快速定位工板(双定位)。定位牢固可靠，装卸方便快捷、夹块经久耐用、定位精度高、工作效率大大提高；2:软包PACK分选段采用双链条传送与双回流，产量增加一倍，提高了生产效率3：软包PACK堆叠段采用四皮带线传送与四堆叠段作业，提高效率。
如图4-图9所示，工板输送线1009包括上层用于输送工板的链条输送线091和下层用于工板回流的皮带输送线092，链条输送线091位于皮带输送线092的正上方，链条输送线091上间隔设有多个用于定位工板、并且具有二次定位作用的二次定位装夹装置093。
优选的，二次定位装夹装置093包括气缸安装底板094，气缸安装底板094上平面设有左侧板095和右侧板096，气缸安装底板094的下平面设有第一顶升气缸097和第二顶升气缸098，左侧板095的一侧面设有由第一顶升气缸097控制上升或下降的夹持装置099，右侧板096的一侧面设有由第二顶升气缸098控制上升或下降的定位销组件0910，夹持装置099与定位销组件0910对应设置。
优选的，夹持装置099包括夹具侧板0991，夹具侧板0991一侧上边缘设有夹具直线滑轨0992，夹具侧板0991另一侧采用滑块0993连接在左侧板095的直线滑轨上，夹具直线滑轨0992上安装有两个夹具滑块0994，两个夹具滑块0994上均安装有压块0995，压块0995上安装有夹紧块0996，夹紧块0996上设有夹爪0997，两个夹爪0997对应设置，两个压块0995的下端设有一连接臂0998，连接臂0998上设有一卡槽0999，卡槽0999安装推夹气缸0990的活塞杆，夹具侧板0991的底部设有第一顶升气缸连接槽09901。
优选的，定位销组件0910包括移动板09101，移动板09101上设有两个销轴柱定位套09102，两个销轴柱定位套09102内均穿设有一销轴柱09103，移动板09101的底部连接第二顶升气缸098的活塞杆。
优选的，链条输送线091上设有供工板通过的凹槽0911，凹槽0911的两侧分别设有一链条传动0912，两条链条传动0912均由一链条驱动装置驱动。
优选的，皮带输送线092上设有两条皮带传动0913，两条皮带传动0913均有皮带传动装置驱动。
优选的，链条输送线091的输送方向与皮带输送线092的输送方向相反。
本发明上层双链条传送工板、下层双回流与二次定位；链节上的孔与定位推块的配合精度，定位推块与销轴柱的配合精度：销轴柱钉采用磨削加工，以保证配合精度。为了使定位柱与销轴柱的经久耐用，其材料采用SKD11制作，其强度和耐磨性要比普通钢要高20％以上，比普通结构钢经过热处理的定位柱、销轴柱高更多。二次定位采用顶升气缸使销轴柱与工板上的工板孔上下高精度配合定位，另一个提升气缸使左右双推夹气缸机构上升再左右双气缸机构推动夹块夹住工板槽，双定位使其定位精度更高，更稳。
之前的倍速链传输工板，气缸阻挡工板定位，其对工板的定位不稳定，定位速度低，导致综合产能效率低下，气缸阻挡工板定位易出现定位偏差，导致同工位的单机到不准确的工板位置作业，不能保证产品质量和稳定性，采用本发明后作业速度更快、稳定性更高、综合产能更高，质量更有保证。
原产品分选、堆叠合格率95％，产能10PPM，定位精度0.5mm，定位时间2.5S。本发明提高产品分选、堆叠，生产产品数量增加一倍以上，合格率99％、产能18PPM，提高产品的合格率和稳定性，二次定位精度达0.1mm，定位时间1.5S。
如图10-图16所示，上壳上料机1016，包括上料机架161，上料机架161上设有料盘堆垛传送机构162、将该料盘堆垛传送机构162输送的料盘垂直升降的料盘升降机构163、将该料盘升降机构163输送的料盘的产品双取料到二次定位装置164上的双取料机械手165、及将空料盘搬运回料盘升降机构163上的空料盘取回机械手166。
优选的，料盘堆垛传送机构162包括呈U形的料盘堆垛槽1621，料盘堆垛槽1621内部两侧分别设有倍速链1622，两条倍速链1622均由送料电机1623带动，料盘堆垛槽1621内中部设有无动力滚轮组1624，电机1623带动倍速链1622把满料盘堆垛流进料盘升降机构163或将空料盘堆垛输送出。
优选的，料盘升降机构163包括电机安装板1631，电机安装板1631的一侧设有两条平行的滑轨1632，两条滑轨1632之间设有丝杆1633，丝杆1633由一伺服电机34带动，滑轨1632上水平安装有一可沿该滑轨1632滑动升降的料盘堆垛板1635，料盘堆垛板1635上设有由电机带动控制的进料盘滚筒1636，料盘堆垛板1635的两侧分别设有定位挡板1637，料盘堆垛板1635的一端设有用于定位料盘的提升定位销1638；
电机带动进料盘滚筒1636使满料盘堆垛进入到料盘堆垛板1635的位置，提升定位销1638定位满料盘堆垛，伺服电机1634带动丝杆1633、并提升满料盘上升至双取料机械手165抓取的位置，等待双取料机械手165取料。
优选的，双取料机械手165包括X轴取料驱动模组1651和Z轴物料驱动模组1652，X轴取料驱动模组1651带动Z轴物料驱动模组1652沿X轴方向移动取料，Z轴物料驱动模组1652控制一夹爪装置上升或下降，夹爪装置包括两组夹爪1653，两组夹爪1653均采用一夹爪控制气缸1654控制张开和夹持产品。
优选的，二次定位装置164包括底板1641和上盖板1642，底板1641和上盖板1642之间设有定位气缸1643，上盖板1642的前侧设有前夹块1644，上盖板1642的后侧设有后夹块1645，上盖板1642的左侧设有左夹块1646，上盖板1642的右侧设有右夹块1647，定位气缸1643控制前夹块1644和后夹块1645沿对应方向移动夹紧产品，左夹块1646和右夹块1647在定位气缸1643驱动前夹块1644和后夹块1645移动时，左夹块1646和右夹块1647通过曲轨1648沿对应方向移动、并夹持产品，曲轨1648在底板1641和上盖板1642之间。
优选的，空料盘取回机械手166包括X轴移栽模组1661和Z轴移栽模组1662，X轴移栽模组1661上安装有竖向气缸安装板1663，竖向气缸安装板1663上安装有一竖向气缸1664，竖向气缸1664的活塞杆端部设有一夹爪气缸1665，夹爪气缸1665控制夹爪机械手1666进行取料动作；
当料盘的料取完后，X轴移栽模组1661带动夹爪机械手1666和Z轴移栽模组1662移动到空料盘的正上方，竖向气缸1664动作伸出，夹爪机械手1666下降，夹爪气缸1665张开伸缩夹住空料盘后，竖向气缸1664回缩，夹爪气缸1665上升。
本发明人工放50层料盘堆垛，滚筒线驱动进入机械手抓取定位区域、机械手自动双取料到二次定位，再取料到电芯上，单机械手取空盘堆垛，空盘堆垛一定数量后滚筒线驱动流出，人工取走。机械手移栽全部采用伺服电机模组驱动，精度高，速度块，更稳定。机架用方管焊接，牢固可靠，移栽的部分都减重处理，使其更加轻巧稳定。二次定位采用单气缸推动定位，另一侧采用曲轨传动定位，结构紧凑，只采用一个动力源实现多向定位。下壳上料机和两组电芯上料机的结构和上壳上料机的结构基本相同。
本上壳上料结构还具有以下优点：
1、二次定位采用单气缸装置，通过曲轨传送动力，可实现快速定位工板(四周定位)。定位牢固可靠，装卸方便快捷、机构紧凑、定位精度高、工作效率大大提高；
2、单取机械手根据上工位流进电芯的数量对应的在二次定位取否上壳料，如双电芯流进不取，只流进一个或没有电芯，侧对应的取走一个上壳或不取。下步双取机械手在二次定位取上壳料至电芯上。
以前主要人工上料，人工产能10PPM,产品合格率95％，其综合产能效率低下，人工成本高，不能保证产品质量和生产效率。采用本发明后产能达到18PPM，产品合格率99％，所以其作业速度更快、稳定性更高、综合产能提升，质量更有保证。
如图17-图19所示，极耳冲孔机1018，包括冲孔机架181，冲孔机架181上设有气缸推进机构182和至少一组气缸连杆冲孔机构183，气缸推进机构182控制气缸连杆冲孔机构183左右运动，气缸推进机构182由伺服电机控制丝杆184前后运动，气缸连杆冲孔机构183包括上模连杆装置185、下模连杆装置186和顶升气缸187，上模连杆装置185和下模连杆装置186均由顶升气缸187控制，气缸连杆冲孔机构183对电芯极耳作冲孔动作时，上模连杆装置185控制上模向下运动，下模连杆装置186控制下模向上运动。
优选的，上模连杆装置185包括支点支架1851，支点支架1851上端安装有一连杆支架1852，连杆支架1852通过定位销1853连接一上模下压连杆1854，上模下压连杆1854的一端通过U形块1855连接顶升气缸187的活塞杆，上模下压连杆1854的另一端通过左右摆块1856活动连接上模安装组件188，上模下压连杆1854以定位销1853为支点，从该支点到U形块1855的一端距离大于该支点到左右摆块1856的一端距离。
优选的，下模连杆装置186包括下模上压连杆1861和用于连接上模下压连杆1854的下模拉杆1862，下模上压连杆1861从支点支架1851的下端穿出，下模上压连杆1861的一端通过活动连接块1863与下模拉杆1862连接，下模拉杆1862的另一端连接在上模下压连杆1854连接顶升气缸187的一端，下模上压连杆1861的另一端设有下模安装组件189。
优选的，上模安装组件188包括上模安装底板1881，上模安装底板1881的前侧面设有上横向卡槽1882，上横向卡槽1882内安装一上模安装板1883，上模安装板1883上设有上模安装块1884，上模安装块1884通过螺栓1885连接上模1886，螺栓1885上套设有弹簧1887，上模1886的下端设有对电芯极耳冲压的伸出块1888。
优选的，下模安装组件189包括下模安装底板1891，下模安装底板1891的前侧面设有下横向卡槽1892，下横向卡槽1892内安装一下模安装板1893，下模安装板1893上设有一下模1894，下模1894的上端设有凹槽1895，凹槽1895一侧对应伸出块的位置均设有一缺口1896。
优选的，气缸推进机构182包括推进底板1821和移动板1822，推进底板1821的上平面设有推进直线滑轨1823，移动板1822连接在推进直线滑轨1823上，推进底板1821的一端设有推进气缸1824，推进气缸1824的活塞杆连接在移动板1822上，推进底板1821连接在丝杆184上。顶升气缸187和支点支架1851均安装在移动板1822上。
优选的，冲孔机架181对应气缸连杆冲孔机构183的一端设有一废料收集槽1810。机架181上还设有控制箱1811。
优选的，工板到达上模1886与下模1894之间时，推进气缸1824控制气缸连杆冲孔机构183运动，上模连杆装置185控制上模1886向下运动，下模连杆装置186控制下模1894向上运动，对工板上的极耳进行冲孔；
伺服电机控制丝杆184带动气缸推进机构182和气缸连杆冲孔机构183运动到另一个极耳冲孔位置，推进气缸1824控制气缸连杆冲孔机构183运动，上模连杆装置5控制上模1886向下运动，下模连杆装置186控制下模1894向上运动，对工板上的极耳进行冲孔，冲孔完成后，气缸推进机构182和气缸连杆冲孔机构183运动到原点。
本发明冲孔机针对电芯极耳进行冲孔，可以实现电芯极耳同时冲裁四个槽孔，两电芯极耳槽孔用四个螺丝锁在极耳连接片上，使电芯重叠，可以达到独立拆卸更换电芯的效果，便于维修再利用。本发明冲孔机伺服电机带动丝杆驱动整体机构来回精确冲孔，连杆机构中的气缸带动连杆驱动上、下模冲孔。连杆座的孔与销轴配合精度高，销轴与连杆的配合精度高：销轴采用磨削加工，以保证配合精度。为了使连杆与销轴、燕尾槽的经久耐用，其材料采用高硬度、强度制作，其强度和耐磨性要比普通钢要高20％以上，比普通结构钢经过热处理的连杆、销轴高更多。连杆冲压机构中加装自动润滑装置，可进行自动润滑，无需人工润滑，间隙调节装置。采用伺服电机，气动连杆装置，通过丝杆连杆传送动力，可实现快速上下合模冲孔。连杆牢固可靠，装卸方便快捷、模具经久耐用、伺服丝杆定位精度、工作效率高。
电芯极耳冲孔后，两极耳孔锁在方钢条和极耳连接片上，使两电芯重叠在一起，不管哪片电芯不能正常使用，都可以拆卸螺丝更换电芯，便于维修更换再利用。
如图20所示，分档升降机1010包括支撑底座101，支撑底座101的一端设有与该支撑底座101垂直设置的支撑板102，支撑板102上设有升降滑轨103，升降滑轨103上安装有水平移栽平台104，水平移栽平台104上设有伸缩移栽丝杆105，伸缩移栽丝杆105有伸缩移栽电机106控制，水平移栽平台104由一升降控制电机107驱动升降丝杆108带动上升或下降，水平移栽平台104的两侧分别设有水平直线滑轨，水平直线滑轨上安装有可以沿该水平直线滑轨水平移动的滑台109，滑台109用于固定工板，滑台109由伸缩移栽丝杆105带动。
优选的，软包PACK分类缓存段1001包括多个预装螺丝工位10011、多个机器人自动锁螺栓工位10012、多个装线束锁螺丝工位10013、多个测试工位10014、模组移栽10015、模组分类缓存10016和包装转运输送线10017。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和结构的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。
Claims (9)
1.一种软包锂电池PACK生产线，其特征在于，包括软包PACK分类缓存段、软包PACK堆叠段和软包PACK分选段，所述软包PACK分类缓存段的出料端接驳所述软包PACK堆叠段，所述软包PACK堆叠段的另一端通过四条软包电池传送线接驳所述软包PACK分选段；
所述软包PACK堆叠段包括四条皮带输送线，每条皮带输送线均对接一条软包电池传送线，每条所述皮带输送线上均设有一组堆叠预处理输送线，每组所述堆叠预处理输送线均依次包括分拣工位、扫码工位、极耳折弯工位、上方钢条工位、5P堆叠工位、5P翻转工位、扫码工位、电池模组堆叠工位和穿螺杆工位；每组所述堆叠预处理输送线的出料端均采用旋转升降接驳台连接主输送线，所述主输送线将产品输送至软包PACK分类缓存段；
所述软包PACK分选段包括两条平行设置的工板输送线，两条所述工板输送线的两端均分别设有分档升降机，每条所述工板输送线输送的产品均供应给两条所述软包电池传送线，所述工板输送线从进料端到出料端依次设有下壳上料机、两组电芯上料机、极耳清洁机、扫码检测极耳整形机、测试NG排出机、上壳上料机、极耳裁切机、极耳冲孔机和扫码建议工位。
2.根据权利要求1所述的软包锂电池PACK生产线，其特征在于，所述工板输送线包括上层用于输送工板的链条输送线和下层用于工板回流的皮带输送线，所述链条输送线位于所述皮带输送线的正上方，所述链条输送线上间隔设有多个用于定位工板、并且具有二次定位作用的二次定位装夹装置。
3.根据权利要求2所述的软包锂电池PACK生产线，其特征在于，所述二次定位装夹装置包括气缸安装底板，所述气缸安装底板上平面设有左侧板和右侧板，所述气缸安装底板的下平面设有第一顶升气缸和第二顶升气缸，所述左侧板的一侧面设有由所述第一顶升气缸控制上升或下降的夹持装置，所述右侧板的一侧面设有由所述第二顶升气缸控制上升或下降的定位销组件，所述夹持装置与所述定位销组件对应设置；
所述夹持装置包括夹具侧板，所述夹具侧板一侧上边缘设有夹具直线滑轨，所述夹具侧板另一侧采用滑块连接在所述左侧板的直线滑轨上，所述夹具直线滑轨上安装有两个夹具滑块，两个所述夹具滑块上均安装有压块，所述压块上安装有夹紧块，所述夹紧块上设有夹爪，两个所述夹爪对应设置，两个所述压块的下端设有一连接臂，所述连接臂上设有一卡槽，所述卡槽安装推夹气缸的活塞杆，所述夹具侧板的底部设有第一顶升气缸连接槽；
所述定位销组件包括移动板，所述移动板上设有两个销轴柱定位套，两个所述销轴柱定位套内均穿设有一销轴柱，所述移动板的底部连接所述第二顶升气缸的活塞杆。
4.根据权利要求1所述的软包锂电池PACK生产线，其特征在于，所述上壳上料机包括上料机架，所述上料机架上设有料盘堆垛传送机构、将该料盘堆垛传送机构输送的料盘垂直升降的料盘升降机构、将该料盘升降机构输送的料盘的产品双取料到二次定位装置上的双取料机械手、及将空料盘搬运回料盘升降机构上的空料盘取回机械手。
5.根据权利要求4所述的锂电池PACK线分选段上壳上料机，其特征在于，所述料盘堆垛传送机构包括呈U形的料盘堆垛槽，所述料盘堆垛槽内部两侧分别设有倍速链，两条所述倍速链均由送料电机带动，所述料盘堆垛槽内中部设有无动力滚轮组，所述电机带动所述倍速链把满料盘堆垛流进料盘升降机构或将空料盘堆垛输送出；
所述料盘升降机构包括电机安装板，所述电机安装板的一侧设有两条平行的滑轨，两条所述滑轨之间设有丝杆，所述丝杆由一伺服电机带动，所述滑轨上水平安装有一可沿该滑轨滑动升降的料盘堆垛板，所述料盘堆垛板上设有由电机带动控制的进料盘滚筒，所述料盘堆垛板的两侧分别设有定位挡板，所述料盘堆垛板的一端设有用于定位料盘的提升定位销；
电机带动进料盘滚筒使满料盘堆垛进入到料盘堆垛板的位置，所述提升定位销定位满料盘堆垛，所述伺服电机带动丝杆、并提升满料盘上升至双取料机械手抓取的位置，等待所述双取料机械手取料；
所述双取料机械手包括X轴取料驱动模组和Z轴物料驱动模组，所述X轴取料驱动模组带动所述Z轴物料驱动模组沿X轴方向移动取料，所述Z轴物料驱动模组控制一夹爪装置上升或下降，所述夹爪装置包括两组夹爪，两组夹爪均采用一夹爪控制气缸控制张开和夹持产品；
所述二次定位装置包括底板和上盖板，所述底板和上盖板之间设有定位气缸，所述上盖板的前侧设有前夹块，所述上盖板的后侧设有后夹块，所述上盖板的左侧设有左夹块，所述上盖板的右侧设有右夹块，所述定位气缸控制所述前夹块和后夹块沿对应方向移动夹紧产品，所述左夹块和右夹块在所述定位气缸驱动所述前夹块和后夹块移动时，所述左夹块和右夹块通过曲轨沿对应方向移动、并夹持产品，所述曲轨在所述底板和上盖板之间；
所述空料盘取回机械手包括X轴移栽模组和Z轴移栽模组，所述X轴移栽模组上安装有竖向气缸安装板，所述竖向气缸安装板上安装有一竖向气缸，所述竖向气缸的活塞杆端部设有一夹爪气缸，所述夹爪气缸控制夹爪机械手进行取料动作；
当料盘的料取完后，所述X轴移栽模组带动夹爪机械手和Z轴移栽模组移动到空料盘的正上方，竖向气缸动作伸出，夹爪机械手下降，夹爪气缸张开伸缩夹住空料盘后，竖向气缸回缩，夹爪气缸上升。
6.根据权利要求1所述的软包锂电池PACK生产线，其特征在于，所述极耳冲孔机包括冲孔机架，所述冲孔机架上设有气缸推进机构和气缸连杆冲孔机构，所述气缸推进机构控制气缸连杆冲孔机构左右运动，所述气缸推进机构由伺服电机控制丝杆前后运动，所述气缸连杆冲孔机构包括上模连杆装置、下模连杆装置和顶升气缸，所述上模连杆装置和下模连杆装置均由所述顶升气缸控制，所述气缸连杆冲孔机构对电芯极耳作冲孔动作时，所述上模连杆装置控制上模向下运动，所述下模连杆装置控制下模向上运动。
7.根据权利要求6所述的极耳冲孔机，其特征在于，所述上模连杆装置包括支点支架，所述支点支架上端安装有一连杆支架，所述连杆支架通过定位销连接一上模下压连杆，所述上模下压连杆的一端通过U形块连接所述顶升气缸的活塞杆，所述上模下压连杆的另一端通过左右摆块活动连接上模安装组件，所述上模下压连杆以定位销为支点，从该支点到U形块的一端距离大于该支点到左右摆块的一端距离；
所述下模连杆装置包括下模上压连杆和用于连接所述上模下压连杆的下模拉杆，所述下模上压连杆从所述支点支架的下端穿出，所述下模上压连杆的一端通过活动连接块与所述下模拉杆连接，所述下模拉杆的另一端连接在所述上模下压连杆连接顶升气缸的一端，所述下模上压连杆的另一端设有下模安装组件；
所述上模安装组件包括上模安装底板，所述上模安装底板的前侧面设有上横向卡槽，所述上横向卡槽内安装一上模安装板，所述上模安装板上设有上模安装块，所述上模安装块通过螺栓连接上模，所述螺栓上套设有弹簧，所述上模的下端设有对电芯极耳冲压的伸出块；
所述下模安装组件包括下模安装底板，所述下模安装底板的前侧面设有下横向卡槽，所述下横向卡槽内安装一下模安装板，所述下模安装板上设有一下模，所述下模的上端设有凹槽，所述凹槽一侧对应所述伸出块的位置均设有一缺口；
所述气缸推进机构包括推进底板和移动板，所述推进底板的上平面设有推进直线滑轨，所述移动板连接在所述推进直线滑轨上，所述推进底板的一端设有推进气缸，所述推进气缸的活塞杆连接在所述移动板上，所述推进底板连接在所述丝杆上；
所述冲孔机架对应所述气缸连杆冲孔机构的一端设有一废料收集槽；
工板到达所述上模与所述下模之间时，所述推进气缸控制气缸连杆冲孔机构运动，上模连杆装置控制上模向下运动，所述下模连杆装置控制下模向上运动，对工板上的极耳进行冲孔；
所述伺服电机控制丝杆带动气缸推进机构和气缸连杆冲孔机构运动到另一个极耳冲孔位置，所述推进气缸控制气缸连杆冲孔机构运动，上模连杆装置控制上模向下运动，所述下模连杆装置控制下模向上运动，对工板上的极耳进行冲孔，冲孔完成后，气缸推进机构和气缸连杆冲孔机构运动到原点。
8.根据权利要求1所述的软包锂电池PACK生产线，其特征在于，所述分档升降机包括支撑底座，所述支撑底座的一端设有与该支撑底座垂直设置的支撑板，所述支撑板上设有升降滑轨，所述升降滑轨上安装有水平移栽平台，所述水平移栽平台上设有伸缩移栽丝杆，所述伸缩移栽丝杆有伸缩移栽电机控制，所述水平移栽平台由一升降控制电机驱动升降丝杆带动上升或下降，所述水平移栽平台的两侧分别设有水平直线滑轨，所述水平直线滑轨上安装有可以沿该水平直线滑轨水平移动的滑台，所述滑台用于固定工板，所述滑台由所述伸缩移栽丝杆带动。
9.根据权利要求1所述的软包锂电池PACK生产线，其特征在于，所述软包PACK分类缓存段包括多个预装螺丝工位、多个机器人自动锁螺栓工位、多个装线束锁螺丝工位、多个测试工位、模组移栽、模组分类缓存和包装转运输送线。
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