CN107394103A - 一种电芯注液自动化生产设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电芯注液自动化生产设备，包括依序设置的电芯扫码内阻测试机构、前称重机构、注液机构、后称重机构、转料流水线、下料流水线；电芯扫码内阻测试机构包括上料流水线；注液机构包括注液转盘及环绕注液转盘依次设置的电芯有无检测装置、孔位检测装置、注液装置、预压钉装置；转料流水线设有二次压钉装置、CCD检测装置；电芯注液自动化生产设备还包括上料机械手、转料机械手及下料机械手，上料机械手用于将电芯从上料流水线、前称重机构及注液转盘依次转移，转料机械手用于将电芯从注液转盘、后称重机构及转料流水线依次转移，下料机械手用于将电芯从转料流水线转移至下料流水线。从而实现了电芯注液的机械自动化生产。

Description

一种电芯注液自动化生产设备

技术领域

[0001] 本发明涉及电芯机械自动化生产技术领域，特别是涉及一种电芯注液自动化生产 设备。

背景技术

[0002] 随着社会不断发展和科技不断进步，机械自动化生产己经成为发展趋势，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 与时倶进，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。

[0003] 电芯在生产过程中，需要对其进行注液，为更好实现电芯注液的机械自动化生产， 需要开发一套对电芯进行注液的自动化生产设备。在电芯注液前，如何对电芯进行扫码，如 何对电芯进行内阻测试;在电芯注液前后，如何判断电芯注液量是否合格;在电芯注液后， 如何将钢钉压接于电芯上，如何对电芯进行收料。以上，均是企业的研发人员需要解决的实 际问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种电芯注液自动化生产设 备，实现:在电芯注液前进行检测，对电芯进行注液并压钢钉，在电芯注液后再进行检测并 收料。

[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

[0006] 一种电芯注液自动化生产设备，包括依序设置的电芯扫码内阻测试机构、前称重 机构、注液机构、后称重机构、转料流水线、下料流水线；

[0007] 所述电芯扫码内阻测试机构包括上料流水线；

[0008] 所述注液机构包括注液转盘及环绕所述注液转盘依次设置的电芯有无检测装置、 孔位检测装置、注液装置、预压钉装置，所述注液转盘上设有电芯注液治具；

[0009] 所述转料流水线沿其流动方向依次设有二次压钉装置、CCD检测装置；

[0010] 所述电芯注液自动化生产设备还包括上料机械手、转料机械手及下料机械手，所 述上料机械手用于将电芯从所述上料流水线、前称重机构及注液转盘依次转移，所述转料 机械手用于将电芯从所述注液转盘、后称重机构及转料流水线依次转移，所述下料机械手 用于将电芯从所述转料流水线转移至所述下料流水线。

[0011] 在其中一个实施例中，所述孔位检测装置包括:孔位检测升降组件、电芯旋转组 件；

[0012] 所述孔位检测升降组件包括:孔位检测升降气缸、孔位检测升降板，所述孔位检测 升降气缸驱动所述孔位检测升降板沿竖直方向升降以远离或靠近所述电芯注液治具，所述 孔位检测升降板设有孔位检测探针及检测探针到位感应器；

[0013] 所述电芯旋转组件包括：电芯旋转推动气缸、电芯旋转推动板，所述电芯旋转推动 气缸驱动所述电芯旋转推动板沿水平方向往复以远离或靠近所述电芯注液治具，所述电芯 旋转推动板设有电芯转动轮及电芯转动电机，所述电芯转动电机驱动所述电芯转动轮转 动。

[0014]在其中一个实施例中，所述注液装置包括:注液升降气缸及电芯注液头，所述注液 升降气缸驱动所述电芯注液头沿竖直方向升降以远离或靠近所述电芯注液治具。

[0015]在其中一个实施例中，所述预压钉装置包括:钢钉上料振动盘、预压钉升降板、预 压钉气缸、压钉针，所述预压钉升降板开设有钢钉上料孔，所述钢钉上料振动盘通过钢钉上 料管道与所述钢钉上料孔连通，所述预压钉气缸驱动所述压钉针穿设于所述钢钉上料孔。 [0016]在其中一个实施例中，所述二次压钉装置包括:二次压钉升降气缸、压钉块，所述 二次压钉升降气缸驱动所述压钉块沿竖直方向升降。

[0017]本发明的一种电芯注液自动化生产设备，通过设置电芯扫码内阻测试机构、前称 重机构、注液机构、后称重机构、转料流水线、下料流水线，并对各个结构进行优化设计，实 现:在电芯注液前进行检测，对电芯进行注液并压钢钉，在电芯注液后再进行检测并收料。

附图说明

[0018]图1为本发明一实施例的电芯注液自动化生产设备的结构图；

[0019] 图2为图1所示的电芯扫码内阻测试机构的结构图；

[0020] 图3为图2所示的竖直升降装置的结构图（一）；

[0021]图4为图2所示的竖直升降装置的结构图（二）；

[0022]图5为图1所示的注液机构的结构图；

[0023]图6为图1所示的二次压钉装置的结构图；

[0024]图7为图1所示的装盘机构的结构图。

具体实施方式

[0025]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。

[0026]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。

[0027]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。

[0028]如图1所示，一种电芯注液自动化生产设备10,包括依序设置的电芯扫码内阻测试 机构100、前称重机构200、注液机构300、后称重机构400、转料流水线500、下料流水线600、 装盘机构700。

[0029] 如图2所示，电芯扫码内阻测试机构100包括上料流水线110及分别位于上料流水 线110两侧的扫码机120及竖直升降装置130。

[0030] 如图5所示，注液机构300包括注液转盘310及环绕注液转盘310依次设置的电芯有 无检测装置320、孔位检测装置330、注液装置340、预压钉装置350。注液转盘310上设有电芯 注液治具360。

[0031] 转料流水线500沿其流动方向依次设有二次压钉装置510、CCD检测装置520。

[0032] 如图1所示，电芯注液自动化生产设备10还包括上料机械手800、转料机械手900及 下料机械手1000,上料机械手800用于将电芯从上料流水线110、前称重机构200及注液转盘 310依次转移，转料机械手900用于将电芯从注液转盘310、后称重机构400及转料流水线500 依次转移，下料机械手1000用于将电芯从转料流水线转500移至下料流水线600。

[0033] 进一步的，电芯注液自动化生产设备10还包括第一次下不良电芯机械手11〇〇及第 二次下不良电芯机械手1200,第一次下不良电芯机械手110设于上料流水线11〇的末端，第 二次下不良电芯机械手1200设于转料流水线500的末端。

[0034] 电芯注液自动化生产设备10的工作原理如下：

[0035] 将待注液的电芯放置于电芯扫码内阻测试机构100的上料流水线110中，在上料流 水线110的作用下经过扫码机120及竖直升降装置130，从而实现电芯扫码及内阻测试，电芯 扫码用于记录每个电芯的条码信息，为电芯在整个设备的运行过程中提供信息记录，内阻 测试用于对电芯的内阻进行检测，防止短路电芯的不合格品出现；

[0036] 上料流水线110中的电芯到达其末端位置时，第一次下不良电芯机械手1100将内 阻检测不合格的电芯夹取至不良品回收处，上料机械手800则将内阻检测合格的电芯夹取 至前称重机构200中，前称重机构200用于对未注液的电芯进行称重，称重后，上料机械手 800再将前称重机构200中的电芯夹取至注液转盘310的电芯注液治具36〇中；

[0037] 在注液转盘310的旋转式运输下，电芯注液治具360中的电芯依次经过电芯有无检 测装置320、孔位检测装置330、注液装置340、预压钉装置350，电芯有无检测装置320用于对 当前电芯注液治具360中是否具有电芯进行检测，如当前电芯注液治具360不存在电芯，后 续工位将不对当前电芯注液治具360进行加工动作，孔位检测装置330用于对电芯进行旋转 以找准电芯的孔位，为后续电芯的注液顺利进行作好准备，注液装置340用于对电芯进行注 液，预压钉装置350用于将钢钉上料于电芯的注液孔中；

[0038] 转料机械手900用于将预压钉装置350处的电芯取出至后称重机构400中，后称重 机构400用于对注液后的电芯进行称重，称重后，转料机械手900再将后称重机构400中的电 芯转移至转料流水线500中；

[0039]电芯在转料流水线500的作用下依次经过二次压钉装置510及CCD检测装置520,二 次压钉装置510用于将钢钉压入至电芯注液孔中，C⑶检测装置520用于对钢钉是否正确压 入于注液孔中进行拍照检测；

[0040] 第二次下不良电芯机械手1200用于将转料流水线500末端中不合格电芯转移至不 合品回收处，例如，注液量没有达到要求的电芯为不合格品，钢钉没有正确压入于注液孔内 的电芯为不合格品；

[0041] 下料机械手1000用于将转料流水线500末端中合格的电芯转移至下料流水线600 中，下料流水线600用于将电芯运输至装盘机构700中，装盘机构700用于将电芯进行装盘；

[0042] 至此，完成一次电芯的注液自动化生产，并如此重复。

[0043] 如图2、图3及图4所示，对电芯扫码内阻测试机构1〇〇进行具体说明：

[0044] 电芯扫码内阻测试机构100包括上料流水线110及分别位于上料流水线11〇两侧的 扫码机120及竖直升降装置130。

[0045] 竖直升降装置130包括：支撑架131、凸轮132、连杆1：33、升降滑块134、升降平板 135、升降驱动电机136。升降滑块134沿竖直方向滑动设于支撑架131上，凸轮132转动设于 支撑架131上，连杆133的两端分别与升降滑块134及凸轮132铰接，升降驱动电机136通过皮 带驱动凸轮132转动，升降平板135固定于升降滑块134上，升降平板135上沿上料流水线110 的流动方向依次设有扫码旋转电机137、内阻测试旋转电机138及内阻测试探针139 (如图2 所示），扫码旋转电机137及内阻测试旋转电机138的输出端均设有拨动块140 (如图4所示）， 拨动块140包括转动板141及设于转动板141板面上的凸块142。

[0046] 其中，扫码机120与扫码旋转电机137对应。

[0047] 电芯扫码内阻测试机构100的具体工作原理如下：

[0048] 首先对竖直升降装置130进行说明，升降驱动电机136通过皮带驱动凸轮132转动， 由于连杆133的两端分别与升降滑块134及凸轮132铰接，凸轮132的转动通过连杆133带动 升降滑块134沿着支撑架131作竖直升降运动，升降滑块134进而带动升降平板135作升降运 动，升降平板135再而带动其上的扫码旋转电机137、内阻测试旋转电机138及内阻测试探针 139远离或靠近上料流水线110上的电芯；

[0049] 当上料流水线110上的电芯到达扫码机120处，扫码旋转电机137处的拨动块140在 竖直升降装置130的带动下接触电芯，扫码旋转电机137驱动拨动块140旋转，进而使得电芯 发生旋转，从而使得扫码机120可以对电芯进行扫码；

[0050] 电芯扫码后，电芯在上料流水线110的作用下继续向前运动并到达内阻测试旋转 电机138处，内阻测试旋转电机138处的拨动块140在竖直升降装置130的带动下接触电芯， 内阻测试旋转电机138驱动拨动块140旋转，进而使得电芯发生旋转，为后续的内阻测试探 针139准确插入电芯进行内阻测试作好准备；

[0051] 内阻测试探针139在竖直升降装置130的带动下插入电芯，对电芯内阻进行短路测 试；

[0052] 扫码旋转电机137、内阻测试旋转电机138及内阻测试探针139沿上料流水线110的 流动方向依次设置，并在竖直升降装置130及上料流水线110的配合下，使得电芯可以依次 通过扫码旋转电机137、内阻测试旋转电机138及内阻测试探针139,完成电芯扫码及内阻测 试。

[0053] 要说明的是，拨动块140包括转动板141及设于转动板141板面上的凸块142,这样 的结构设计，可以使得凸块142嵌入于电芯端面所形成的凹槽内，对电芯进行旋转，防止电 芯在旋转时发生打滑现象，提高了电芯旋转的稳定性。

[0054] 如图5所示，对孔位检测装置330进行具体说明：

[0055]孔位检测装置330包括:孔位检测升降组件331、电芯旋转组件332。孔位检测升降 组件331用于驱动孔位检测探针升降对电芯孔位进行是否到位进行检测，电芯旋转组件332 用于配合孔位检测升降组件331对电芯进行旋转，使得电芯可以旋转到准确的位置。

[0056] 其中，孔位检测升降组件331包括:孔位检测升降气缸331a、孔位检测升降板3；31b。 孔位检测升降气缸331a驱动孔位检测升降板331b沿竖直方向升降以远离或靠近电芯注液 治具360,孔位检测升降板331b设有孔位检测探针331c及检测探针到位感应器331d。

[OO57]其中，电芯旋转组件332包括：电芯旋转推动气缸332a、电芯旋转推动板332b。电芯 旋转推动气缸332a驱动电芯旋转推动板332b沿水平方向往复以远离或靠近电芯注液治具 36〇,电芯旋转推动板332b设有电芯转动轮3：32c及电芯转动电机332d，电芯转动电机332d驱 动电芯转动轮332d转动。

[0058]在此，要说明的是，对电芯注液治具360包括:基座361、电芯转盘362、防倾斜支撑 架363。电芯转盘362转动设于基座361上，防倾斜支撑架363固定于基座361上并位于电芯转 盘362的一侧，防倾斜支撑架加3上设有辅助转轮363a，辅助转轮363a抵持于电芯转盘362的 侧壁。

[0059] 孔位检测装置330的工作原理如下：

[0060]位于电芯注液治具360内的电芯在注液转盘310的带动下到达孔位检测装置330 处；

[0061]孔位检测升降组件331动作，孔位检测升降气缸331a驱动孔位检测升降板331b沿 竖直方向下降，使得孔位检测探针331c到达电芯的端面处，当检测探针到位感应器331d碰 触到电芯的端面后，孔位检测升降气缸331a停止驱动；

[0062]电芯旋转组件332动作，电芯旋转推动气缸332a驱动电芯旋转推动板332b沿水平 方向靠近电芯注液治具360,使得电芯转动轮332c碰触到电芯转盘362的侧面，电芯转动电 机332d驱动电芯转动轮332d转动，进而使得电芯可以实现转动，当电芯转动到位后，孔位检 测探针331c落入到电芯的注液孔中，证明此时的电芯转动到位，为后续的电芯注液作好准 备；

[0063] 特别的，电芯注液治具360具有电芯转盘362,电芯放置于电芯转盘362中，使得电 芯可以更加顺畅的发生转动，电芯注液治具360还设置了防倾斜支撑架363,防倾斜支撑架 363上设有辅助转轮363a，辅助转轮363a抵持于电芯转盘362的侧壁，防止电芯转盘362在转 动的过程中发生倾倒，提高了孔位检测的稳定性。

[0064]如图5所示，对注液装置340进行具体说明：

[0065] 注液装置340包括:注液升降气缸341及电芯注液头342。注液升降气缸341驱动电 芯注液头342沿竖直方向升降以远离或靠近电芯注液治具360。注液升降气缸341驱动电芯 注液头342沿竖直方向下降，使得电芯注液头342插入于电芯的注液孔内，从而实现对电芯 的注液。

[0066] 如图5所示，对预压钉装置350进行具体说明：

[0067] 预压钉装置350包括:钢钉上料振动盘351、预压钉升降板352、预压钉气缸353、压 钉针354。预压钉升降板352开设有钢钉上料孔352a，钢钉上料振动盘351通过钢钉上料管道 (图未示）与钢钉上料孔352a连通，预压钉气缸353驱动压钉针354穿设于钢钉上料孔352a。 钢钉由钢钉上料振动盘351出来，通过钢钉上料管道到达钢钉上料孔352a处，预压钉气缸 353驱动压钉针354穿过钢钉上料孔352a，将钢钉上料孔352a中的钢钉压于电芯的注液孔 中。

[0068]如图6所示，对二次压钉装置510进行具体说明：

[0069] 二次压钉装置510包括:二次压钉升降气缸511、压钉块512。二次压钉升降气缸511 驱动压钉块512沿竖直方向升降。二次压钉升降气缸511驱动压钉块512沿竖直方向下降，通 过压钉块512将钢钉稳定的压入于电芯的注液孔中。 ^

[0070]如图7所示，对装盘机构700进行具体说明：

[0071 ]装盘机构700包括:装盘治具710、空料盘拨动装置720、满料盘拨动装置730、呈“L，， 字形的料盘移动通道740。料盘移动通道740具有空料盘待料区741、料盘装料区742及满料 盘待料区743,空料盘拨动装置720驱动装盘治具710由空料盘待料区741移送至料盘装料区 742,满料盘拨动装置730驱动装盘治具710由料盘装料区742至满料盘待料区743。

[0072] 装盘机构700的工作原理如下：

[0073]空料盘拨动装置720驱动装盘治具710由空料盘待料区741移送至料盘装料区742， 相关机械手将下料流水线600中的电芯下料至装盘治具710中；

[0074]待当前的装盘治具710中装满电芯后，满料盘拨动装置730驱动装盘治具710由料 盘装料区742至满料盘待料区743;

[0075]当料盘装料区742的装盘治具710被转移到满料盘待料区743后，料盘装料区742暂 时出现空缺，于是，空料盘拨动装置720再次驱动空的装盘治具710由空料盘待料区741移送 至料盘装料区742,以补充料盘装料区742所出现的空缺位置；

[0076]在空料盘拨动装置720及满料盘拨动装置730的驱动下，装盘治具710沿着料盘移 动通道740呈“L”字形移动运输，实现装盘治具710的上料、装料、及下料，结构简单。

[0077]在本实施例中，空料盘拨动装置720及满料盘拨动装置730均为电机丝杆驱动结 构。

[0078]如图7所示，进一步的，装盘治具710包括电芯支撑底板711及电芯收容顶板712,电 芯支撑底板711与电芯收容顶板712平行间隔设置并形成电芯收容腔，电芯支撑底板711与 电芯收容顶板712通过固定柱714连接，电芯支撑底板711开设有治具层叠固定槽711a，电芯 收容顶板712设有治具层叠固定块712a，电芯收容顶板712还开设有电芯固定槽712b，电芯 固定槽712b的槽口处形成电芯收容引导面。要说明的是，电芯支撑底板711与电芯收容顶板 712平行间隔设置并形成电芯收容腔，电芯支撑底板711与电芯收容顶板712通过固定柱714 连接，这样的结构设计，可以极大减轻装盘治具710的整体重量，在整体重量轻巧的基础上 实现对电芯的装盘。要说明的是，电芯支撑底板711开设有治具层叠固定槽711a，电芯收容 顶板712设有治具层叠固定块712a，这样的结构设计，当空的装盘治具710需要依次层叠起 来，以节省空间的占用时，其中一个装盘治具710的治具层叠固定块712a卡位于另一个装盘 治具710的治具层叠固定槽711a内，从而使得多个依次层叠装盘治具710可以更加稳定的实 现层叠，减少倾斜、倾倒现象的发生。要说明的是，电芯收容顶板712还开设有电芯固定槽 712b，电芯通过电芯固定槽712b进入到电芯收容腔内实现收容，每一个电芯放置于电芯固 定槽712b内，电芯与电芯之间通过电芯固定槽712b相互间隔，在保证了电芯收容稳定性的 同时，还可以防止电芯之间相互碰撞，提高了电芯收容的安全性。其中，电芯固定槽712b的 槽口处形成电芯收容引导面，电芯收容引导面可以使得电芯可以更加顺畅的由电芯固定槽 712b进入到电芯收容腔内。

[0079] 本发明的一种电芯注液自动化生产设备，通过设置电芯扫码内阻测试机构1〇〇、前 称重机构200、注液机构300、后称重机构400、转料流水线500、下料流水线600,并对各个结 构进行优化设计，实现:在电芯注液前进行检测，对电芯进行注液并压钢钉，在电芯注液后 再进行检测并收料。 X

[0080]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 (5)

1.一种电芯注液自动化生产设备，其特征在于，包括依序设置的电芯扫码内阻测试机 构、前称重机构、注液机构、后称重机构、转料流水线、下料流水线； 所述电芯扫码内阻测试机构包括上料流水线； 所述注液机构包括注液转盘及环绕所述注液转盘依次设置的电芯有无检测装置、孔位 检测装置、注液装置、预压钉装置，所述注液转盘上设有电芯注液治具； 所述转料流水线沿其流动方向依次设有二次压钉装置、CCD检测装置； 所述电芯注液自动化生产设备还包括上料机械手、转料机械手及下料机械手，所述上 料机械手用于将电芯从所述上料流水线、前称重机构及注液转盘依次转移，所述转料机械 手用于将电芯从所述注液转盘、后称重机构及转料流水线依次转移，所述下料机械手用于 将电芯从所述转料流水线转移至所述下料流水线。

2. 根据权利要求1所述的电池注液自动化生产设备，其特征在于，所述孔位检测装置包 括:孔位检测升降组件、电芯旋转组件； 所述孔位检测升降组件包括:孔位检测升降气缸、孔位检测升降板，所述孔位检测升降 气缸驱动所述孔位检测升降板沿竖直方向升降以远离或靠近所述电芯注液治具，所述孔位 检测升降板设有孔位检测探针及检测探针到位感应器； 所述电芯旋转组件包括：电芯旋转推动气缸、电芯旋转推动板，所述电芯旋转推动气缸 驱动所述电芯旋转推动板沿水平方向往复以远离或靠近所述电芯注液治具，所述电芯旋转 推动板设有电芯转动轮及电芯转动电机，所述电芯转动电机驱动所述电芯转动轮转动。

3. 根据权利要求1所述的电池注液自动化生产设备，其特征在于，所述注液装置包括： 注液升降气缸及电芯注液头，所述注液升降气缸驱动所述电芯注液头沿竖直方向升降以远 离或靠近所述电芯注液治具。

4. 根据权利要求1所述的电池注液自动化生产设备，其特征在于，所述预压钉装置包 括:钢钉上料振动盘、预压钉升降板、预压钉气缸、压钉针，所述预压钉升降板开设有钢钉上 料孔，所述钢钉上料振动盘通过钢钉上料管道与所述钢钉上料孔连通，所述预压钉气缸驱 动所述压钉针穿设于所述钢钉上料孔。

5. 根据权利要求1所述的电池注液自动化生产设备，其特征在于，所述二次压钉装置包 括:二次压钉升降气缸、压钉块，所述二次压钉升降气缸驱动所述压钉块沿竖直方向升降。