CN107234431B - 电池模组晶体组装设备 - Google Patents

Abstract

一种电池模组晶体组装设备，包括晶体上料装置、晶体组装装置、晶体平整装置、晶体存储装置。晶体组装装置包括：晶体组装升降驱动部、底层升降板、顶层固定板，底层升降板的板面上设有多个晶体组装定位钉，顶层固定板的板面上开设有多个晶体组装避空孔，晶体组装升降驱动部驱动底层升降板升降；晶体平整装置包括晶体平整压板及驱动晶体平整压板升降的晶体平整升降驱动部；晶体存储装置包括：晶体组装件存储箱、晶体组装件放置板、放置板升降部，晶体组装件放置板收容于晶体组装件存储箱内，放置板升降部驱动晶体组装件放置板升降。本发明的电池模组晶体组装设备，对多个子晶体进行机械自动化组装，以形成晶体模组，从而提高电池的生产效率。

Description

电池模组晶体组装设备

技术领域

本发明涉及电池机械自动化生产技术领域，特别是涉及一种电池模组晶体组装设备。

背景技术

随着社会不断发展和科技不断进步，机械自动化生产已经成为发展趋势，并逐渐代替传统的手工劳动，为企业可持续发展注入新的动力源。因此，电芯生产制造企业也需要与时俱进，通过转型升级，积极推进技术改造，大力发展机械自动化生产，从而提高企业的“智造”水平，实现企业的可持续发展。

如图1所示，其为一种用于将多个单体电池连接形成电池模组的晶体模组10的结构图。晶体模组10包括形成矩阵排列的多个子晶体11，相邻的两个子晶体11之间通过凹凸结构扣合连接，每个单体电池放置于一个子晶体11中，矩阵排列的多个子晶体11使得多个单体电池连接形成电池模组。

为了更好提高电池的生产效率，如何将多个子晶体11进行机械自动化组装，以形成晶体模组10，这是企业的研发人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种电池模组晶体组装设备，对多个子晶体进行机械自动化组装，以形成晶体模组，从而提高电池的生产效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种电池模组晶体组装设备，包括依次衔接的晶体上料装置、晶体组装装置、晶体平整装置、晶体存储装置；

所述晶体组装装置包括：晶体组装升降驱动部、底层升降板、顶层固定板，所述底层升降板的板面上设有多个晶体组装定位钉，彼此相邻的两个所述晶体组装定位钉之间形成间隔，所述顶层固定板的板面上开设有多个晶体组装避空孔，多个所述晶体组装避空孔与多个所述晶体组装定位钉一一对应；

所述晶体组装升降驱动部驱动所述底层升降板往复升降，以使得所述底层升降板与所述顶层固定板贴合或分离，进而使得所述晶体组装定位钉穿设于所述晶体组装避空孔并凸出于所述顶层固定板的板面或使得所述晶体组装定位钉脱离所述晶体组装避空孔；

所述晶体平整装置包括晶体平整压板及驱动所述晶体平整压板往复升降的晶体平整升降驱动部；

所述晶体存储装置包括：晶体组装件存储箱、晶体组装件放置板、放置板升降部，所述晶体组装件放置板收容于所述晶体组装件存储箱内，所述放置板升降部驱动所述晶体组装件放置板往复升降。

在其中一个实施例中，所述晶体上料装置包括晶体上料振动盘及晶体组装机械手。

在其中一个实施例中，所述晶体组装机械手包括移动模组及组装夹取爪，所述移动模组驱动所述组装夹取爪沿水平或竖直方向移动。

在其中一个实施例中，所述晶体组装机械手还包括旋转气缸，所述旋转气缸驱动所述组装夹取爪旋转。

在其中一个实施例中，所述晶体组装升降驱动部为气缸结构。

在其中一个实施例中，所述晶体平整升降驱动部为气缸结构。

在其中一个实施例中，所述放置板升降部为电机丝杆驱动结构。

本发明的一种电池模组晶体组装设备，通过设置依次衔接的晶体上料装置、晶体组装装置、晶体平整装置、晶体存储装置，并对各个结构进行优化设计，对多个子晶体进行机械自动化组装，以形成晶体模组，从而提高电池的生产效率。

附图说明

图1为用于将多个单体电池连接形成电池模组的晶体模组的结构图；

图2为本发明一实施例的电池模组晶体组装设备的结构图；

图3为图2所示的电池模组晶体组装设备的局部图；

图4为图3所示的晶体组装装置及晶体模组推送装置的结构图；

图5为图3所示的晶体存储装置的结构图；

图6为图4所示的晶体组装定位钉的结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图2及图3所示，一种电池模组晶体组装设备20，包括依次衔接的晶体上料装置100、晶体组装装置200、晶体平整装置300、晶体存储装置400。

晶体上料装置100用于对子晶体11进行上料；晶体组装装置200用于对多个子晶体11进行组装形成晶体模组10；晶体平整装置300用于将组装完成的晶体模组10进行平压，以保证晶体模组10的端面平整性；晶体存储装置400用于对多个晶体模组10进行收料、存储。

晶体上料装置100包括晶体上料振动盘110及晶体组装机械手120，晶体上料振动盘110内放置有待组装的子晶体11，子晶体11在晶体上料振动盘110的作用下到达出料口处，晶体组装机械手120用于将晶体上料振动盘110出料口处的子晶体11夹取并转移至晶体组装装置200中。

如图3及图4所示，晶体组装装置200包括：晶体组装升降驱动部210、底层升降板220、顶层固定板230。底层升降板220的板面上设有多个晶体组装定位钉221，彼此相邻的两个晶体组装定位钉221之间形成间隔，顶层固定板230的板面上开设有多个晶体组装避空孔(图未示)，多个晶体组装避空孔与多个晶体组装定位钉221一一对应。晶体组装升降驱动部210驱动底层升降板220往复升降，以使得底层升降板220与顶层固定板230贴合或分离，进而使得晶体组装定位钉221穿设于晶体组装避空孔并凸出于顶层固定板230的板面或使得晶体组装定位钉221脱离晶体组装避空孔。在本实施例中，晶体组装升降驱动部210为气缸结构。

在子晶体11组装前，在晶体组装升降驱动部210的作用下，底层升降板220的板面与顶层固定板230的板面相互贴合，于是，晶体组装定位钉221穿设于晶体组装避空孔并凸出于顶层固定板230的板面。晶体组装机械手120夹取晶体上料振动盘110出料口处的子晶体11并放置于顶层固定板230上，从而使得子晶体11可以插入于多个晶体组装定位钉221所形成的间隙中。晶体组装机械手120夹取多个子晶体11放置于顶层固定板230上，在多个晶体组装定位钉221所形成的间隙的作用下实现将两个彼此相邻的子晶体11扣合连接，于是，在多个晶体组装定位钉221的作用下，从而实现将多个子晶体11进行组装形成晶体模组10。

在将多个子晶体11连接形成晶体模组10后，在晶体组装升降驱动部210的作用下，底层升降板220的板面与顶层固定板230的板面分离，于是，晶体组装定位钉221脱离晶体组装避空孔，进而使得晶体组装定位钉221脱离晶体模组10，方便对晶体模组10进行转移。

如图3所示，晶体平整装置300包括晶体平整压板310及驱动晶体平整压板310往复升降的晶体平整升降驱动部320。多个子晶体11连接形成晶体模组10后，晶体模组10的端面不免会产生凹凸不平现象，这在一定程度上会对后续将电芯插入于晶体模组10的顺畅性造成影响，为此，特别设置了晶体平整装置300。晶体平整升降驱动部320驱动晶体平整压板310下降，以使得晶体平整压板310对晶体模组10进行平压，以保证晶体模组10的端面平整性。在本实施例中，晶体平整升降驱动部320为气缸结构。

如图3及图5所示，晶体存储装置400包括：晶体组装件存储箱410、晶体组装件放置板420、放置板升降部430。晶体组装件放置板420收容于晶体组装件存储箱410内，放置板升降部430驱动晶体组装件放置板420往复升降。晶体存储装置400用于对多个晶体模组10进行收料、存储，完成平压后的晶体模组10被推送至晶体组装件存储箱410内的晶体组装件放置板420上，在放置板升降部430的作用下，晶体组装件放置板420下降一个位置，为后续的晶体模组10的收料及存储预留空间，于是，多个晶体模组10在晶体组装件存储箱410内可以实现依次层叠。在本实施例中，放置板升降部430为电机丝杆驱动结构。

要说明的是，相邻的两个子晶体11需要通过彼此的凹凸结构才能实现扣合连接，由晶体上料振动盘110到达出料口处的子晶体11会产生随机排列现象，即，子晶体11用于扣合的凹凸结构朝向不一致，这会对晶体模组10的组装产生影响。为了解决这一技术问题，对晶体组装机械手120的结构进行优化。如图2所示，晶体组装机械手120包括移动模组121及组装夹取爪122，移动模组121驱动组装夹取爪122沿水平或竖直方向移动。进一步的，晶体组装机械手120还包括旋转气缸(图未示)，旋转气缸驱动组装夹取爪122旋转。组装夹取爪122夹取子晶体11后，在旋转气缸的作用下对子晶体11进行顺时针或逆时针旋转90度，使得当前的子晶体11的凹凸结构与晶体组装定位钉221中的子晶体11的凹凸结构可以实现配合。

如图4所示，进一步的，电池模组晶体组装设备20还包括晶体模组推送装置500，晶体模组推送装置500用于将晶体组装装置200上的晶体模组10推送至晶体平整装置300中，同时还将晶体平整装置300中的晶体模组10推送至晶体存储装置400中。具体的，晶体模组推送装置500包括：推送气缸510、推送载板520、第一推送杆530、第二推送杆540、推送杆升降气缸550。第一推送板530固定设于推送载板520上，第二推送杆540通过推送杆升降气缸550往复升降设于推送载板520上，推送杆升降气缸550驱动第二推送杆540往复升降，第一推送杆530与第二推送杆540之间形成间隔。

当晶体组装装置200完成一次对晶体模组10的组装时，需要将晶体模组10移送至晶体平整装置300中，与此同时，晶体平整装置300也有已经完成平压的待转移至晶体存储装置400的晶体模组10。晶体模组推送装置500工作，推送气缸510驱动推送载板520往一侧移动，推送载板520上的第一推送杆530及第二推送杆540跟随移动，第一推送杆530实现将晶体组装装置200上的晶体模组10推送至晶体平整装置300中，第二推送杆540实现将晶体平整装置300中的晶体模组10推送至晶体存储装置400中。推送完成后，第一推送杆530及第二推送杆540需要复位，而此时，晶体平整装置300中的晶体模组10会阻碍第二推送杆540的顺利复位，推送杆升降气缸550驱动第二推送杆540抬升，以避开晶体模组10的阻挡，在第二推送杆540移动到位后，推送杆升降气缸550驱动第二推送杆540下降，这样，第一推送杆530及第二推送杆540便可以顺畅的复位，为下一次的晶体模组10转移作好做准备。

晶体模组推送装置500一方面可以将晶体组装装置200上的晶体模组10推送至晶体平整装置300中，另一方面还可以将晶体平整装置300中的晶体模组10推送至晶体存储装置400中，在结构简单的基础上，实现晶体模组10在多工位之间的转移。

如图5所示，进一步，晶体存储装置400还包括设于晶体组装件存储箱410箱口处的晶体模组调节挡块440，晶体组装件存储箱410箱口处开设有依次间隔呈“一”字形排列的多个调节孔411，晶体模组调节挡块440通过调节孔411可水平调节位置安装于晶体组装件存储箱410的箱口处。由于推送气缸510的行程固定，第二推送杆540将晶体平整装置300中的晶体模组10推送至晶体存储装置400中的位置也固定，而在实际生产过程中，要根据不同的生产要求生产不同大小的晶体模组10，为了更好适应这种变化，使得晶体组装件存储箱410内的多个依次层叠的晶体模组10可以更加齐整，通过对晶体模组调节挡块440进行水平位置调节，晶体模组调节挡块440对到达晶体组装件放置板420处的晶体模组10进行阻挡，防止晶体模组10在惯性的作用下到位不准确，同时也更好适应不同大小的晶体模组10的收料。

如图4所示，进一步的，多个晶体组装定位钉221形成矩形阵列排布，彼此相邻的两个晶体组装定位钉221之间形成间隔。这样的结构设计，可以根据生产的实际需要，形成不同尺寸大小的晶体模组10。

如图6所示，晶体组装机械手120在将子晶体11插入于晶体组装定位钉221之间的间隔时，不免会产生微小的偏差，从而造成插入不到位的情况。为了更好解决这一技术问题，晶体组装定位钉221的一端形成圆锥体状的缓冲引导块222，缓冲引导块222为橡胶材质，可知，即使有微小的偏差，通过缓冲引导块222的引导作用，子晶体11也可以顺着缓冲引导块222的斜面顺畅滑入于晶体组装定位钉221之间的间隔中。另一方面，在子晶体11碰触到缓冲引导块222时，缓冲引导块222发生微小的形变，有效避免了子晶体11与缓冲引导块222发生硬碰撞，也有利于子晶体11顺利滑入于晶体组装定位钉221之间的间隔中。

本发明的一种电池模组晶体组装设备20，通过设置依次衔接的晶体上料装置100、晶体组装装置200、晶体平整装置300、晶体存储装置400，并对各个结构进行优化设计，对多个子晶体进行机械自动化组装，以形成晶体模组，从而提高电池的生产效率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种电池模组晶体组装设备，其特征在于，包括依次衔接的晶体上料装置、晶体组装装置、晶体平整装置、晶体存储装置；

所述晶体组装装置包括：晶体组装升降驱动部、底层升降板、顶层固定板，所述底层升降板的板面上设有多个晶体组装定位钉，彼此相邻的两个所述晶体组装定位钉之间形成间隔，所述顶层固定板的板面上开设有多个晶体组装避空孔，多个所述晶体组装避空孔与多个所述晶体组装定位钉一一对应；

所述晶体组装升降驱动部驱动所述底层升降板往复升降，以使得所述底层升降板与所述顶层固定板贴合或分离，进而使得所述晶体组装定位钉穿设于所述晶体组装避空孔并凸出于所述顶层固定板的板面或使得所述晶体组装定位钉脱离所述晶体组装避空孔；

所述晶体平整装置包括晶体平整压板及驱动所述晶体平整压板往复升降的晶体平整升降驱动部；

所述晶体存储装置包括：晶体组装件存储箱、晶体组装件放置板、放置板升降部，所述晶体组装件放置板收容于所述晶体组装件存储箱内，所述放置板升降部驱动所述晶体组装件放置板往复升降；

所述电池模组晶体组装设备还包括晶体模组推送装置，所述晶体模组推送装置用于将所述晶体组装装置上的晶体模组推送至所述晶体平整装置中，同时还用于将所述晶体平整装置中的晶体模组推送至所述晶体存储装置中；

所述晶体模组推送装置包括：推送气缸、推送载板、第一推送杆、第二推送杆、推送杆升降气缸；

所述第一推送杆 固定设于所述推送载板上，所述第二推送杆通过所述推送杆升降气缸往复升降设于所述推送载板上，所述推送杆升降气缸驱动所述第二推送杆往复升降，所述第一推送杆与所述第二推送杆之间形成间隔。

2.根据权利要求1所述的电池模组晶体组装设备，其特征在于，所述晶体上料装置包括晶体上料振动盘及晶体组装机械手。

3.根据权利要求2所述的电池模组晶体组装设备，其特征在于，所述晶体组装机械手包括移动模组及组装夹取爪，所述移动模组驱动所述组装夹取爪沿水平或竖直方向移动。

4.根据权利要求3所述的电池模组晶体组装设备，其特征在于，所述晶体组装机械手还包括旋转气缸，所述旋转气缸驱动所述组装夹取爪旋转。

5.根据权利要求1所述的电池模组晶体组装设备，其特征在于，所述晶体组装升降驱动部为气缸结构。

6.根据权利要求1所述的电池模组晶体组装设备，其特征在于，所述晶体平整升降驱动部为气缸结构。

7.根据权利要求1所述的电池模组晶体组装设备，其特征在于，所述放置板升降部为电机丝杆驱动结构。