CN107394247B - 一种电芯包膜方法和包膜机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电芯包膜方法和包膜机构，涉及电芯生产制造技术领域。本发明一种电芯包膜机构包括包膜平台、电芯放置台、包膜升降机构和侧面包膜机，将绝缘膜放置于包膜平台上，并覆盖于电芯放置台上，将电芯直立放置于电芯放置台位置对应的绝缘膜上，电芯放置台下降，电芯由于自重的作用下降，绝缘膜随电芯的下降向下凹陷从而包裹至电芯的第一平行面，电芯放置平台持续下降直至完成第一平行面的包膜，电芯放置台停止下降，侧面包膜机构伸出，完成第二平行面的包膜；相对于现有技术，本发明的技术方案结构简单，保持电芯直立放置的立式包膜方式，可适应电芯的尺寸误差，包膜质量好、精度高，有利于下一个工序的顺利进行。

Description

一种电芯包膜方法和包膜机构

技术领域

本发明涉及电芯生产制造技术领域，尤其涉及一种电芯包膜方法和包膜机构。

背景技术

在科技不断进步的今天，新能源动力电池的需求量越来越大，其生产和制造过程对电池的质量影响较大，其中，电芯的生产尤为重要，电芯一般为近似方形块状，通常包括两对互相平行的侧面和一个底面，在电芯的生产过程中，需要在该两侧面和底面包裹绝缘膜，其包裹质量对电芯的性能和安全有很重要的影响，所以电芯的生产制造过程中，包裹绝缘膜是一道关键工序。现有技术中存在手工包膜和通过设备自动包膜两种包膜方式，其中手工包膜质量差，影响入壳等后续的装配工序，以及电芯的性能和安全性，而且生产效率低，而目前的包膜设备大多数采用卧式包膜，将电芯平放于工作夹具中，然后通过一系列动作实现包膜，这种包膜方式的话结构复杂，包膜精度低，且很难适应电芯本身的尺寸误差进行包膜。

因此，需要针对上述现有技术中存在的问题，提供一种技术方案以解决包膜质量差、效率低，包膜精度低，不适应电芯的尺寸误差的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电芯包膜方法和包膜机构，以适应电芯的尺寸误差，提高包膜质量。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

提供了一种电芯包膜方法，用于将绝缘膜包裹在电芯表面，包括如下步骤：

S10：将绝缘膜放置于包膜平台上，并覆盖于电芯放置台上；

S20：将电芯直立放置于电芯放置台处对应的绝缘膜上；

S30：电芯放置台下降，电芯由于自重的作用下降，绝缘膜随电芯的下降向下凹陷从而包裹至电芯的第一平行面，电芯放置台持续下降直至完成第一平行面的包膜；

S40：电芯放置台停止下降，侧面包膜机构进行第二平行面的包膜；

S50：包膜完成，电芯流入下一工序。

作为上述技术方案的改进，在步骤S20至S30过程中，电芯保持机构与电芯放置台将电芯保持放置时的直立状态。

作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S30过程中，绝缘膜导向机构将电芯第二平行面处的绝缘膜向电芯第二平面收拢。

作为上述技术方案的进一步改进，在S40过程中，进行第二平行面的包膜时，先将电芯第二平行面处一侧的绝缘膜向电芯第二平行面翻折并包裹，完成电芯第二平行面的第一次包膜，然后将电芯第二平行面处另一侧的绝缘膜向电芯第二平行面翻折并包裹，完成电芯第二平行面的第二次包膜。

还提供了一种电芯包膜机构，用于将绝缘膜包裹在电芯表面，其特征在于，包括：

包膜平台，用于承载绝缘膜，所述包膜平台包括一对距离可调的整膜机构，用于将绝缘膜向电芯贴合；

电芯放置台，位于所述包膜平台中部，用于放置电芯；

包膜升降机构，所述电芯放置台与所述包膜升降机构连接，所述包膜升降机构带动所述电芯放置台进行升降；

以及，

侧面包膜机构，用于对电芯第二平行面进行包膜。

作为上述技术方案的改进，还包括电芯保持机构，所述电芯保持机构包括电芯保持汽缸和电芯保持板，所述电芯保持板通过所述电芯保持汽缸进行伸出和收回，所述电芯保持板用于将电芯保持放置时的状态。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括一对绝缘膜导向机构，分别设置于包膜平台两侧，用于将绝缘膜向电芯第二平行面收拢，所述绝缘膜导向机构包括绝缘膜导向块和导向汽缸。

作为上述技术方案的进一步改进，所述整膜机构分别设置在所述电芯放置台两侧，包括整膜辊、滑块和滑轨，整膜辊固定在滑块上，滑轨固定在包膜平台上，滑块套接在滑轨上并可沿滑轨滑动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述侧面包膜机构包括第一侧面包膜机构和第二侧面包膜机构，所述第一侧面包膜机构和第二侧面包膜机构对称设置在所述电芯放置台的两侧，所述第一侧面包膜机构包括第一包膜机构第一包膜汽缸，所述第一包膜汽缸将所述第一包膜机构伸出和收回，所述第一包膜机构用于将绝缘膜向电芯包裹；所述第二侧面包膜机构包括第二包膜机构第二包膜汽缸，所述第二包膜汽缸将所述第二包膜机构伸出和收回，所述第二包膜机构用于将绝缘膜向电芯包裹。

作为上述技术方案的进一步改进，所述包膜升降机构包括伺服电机、丝杆、直线轴承和导轴，所述伺服电机驱动丝杆转动从而将电芯放置台沿导轴进行升降。

本发明的有益效果是：

本发明一种电芯包膜方法和包膜机构，用于将绝缘膜包裹在电芯表面，包括包膜平台、电芯放置台、包膜升降机构和侧面包膜机，将绝缘膜放置于包膜平台上，并覆盖于电芯放置台上，将电芯直立放置于电芯放置台位置对应的绝缘膜上，电芯放置台下降，电芯由于自重的作用下降，绝缘膜随电芯的下降向下凹陷从而包裹至电芯的第一平行面，电芯放置台持续下降直至完成第一平行面的包膜，电芯放置台停止下降，侧面包膜机构伸出，完成第二平行面的包膜；相对于现有技术，本发明的技术方案结构简单，保持电芯直立放置的立式包膜方式，可适应电芯的尺寸误差，包膜质量好、精度高，有利于下一个工序的顺利进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要实用的附图做简单说明：

图1为本发明电芯包膜方法一个实施例的流程框图；

图2为本发明电芯包膜机构一个实施例的结构示意图；

图3为本发明电芯包膜机构一个实施例部分零件的结构示意图；

图4为图3的主视图；

图5为本发明电芯包膜机构中侧面包膜机构一个实施例的结构示意图；

图6为本发明电芯包膜机构中电芯保持机构和绝缘膜导向机构一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明中所涉及的上、下、左、右等方位描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。本发明中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

电芯一般为近似方形块状，通常包括两对互相平行的侧面和一个底面，在电芯的生产过程中，需要在该两侧面和底面包裹绝缘膜，其包裹质量对电芯的性能和安全有很重要的影响，定义该两对相互平行的侧面分别为第一平行面和第二平行面。

图1为本发明电芯包膜方法一个实施例的流程框图，参考图1，本实施例一种电芯包膜方法，用于将绝缘膜包裹在电芯表面，具体为：

S10：将绝缘膜放置于包膜平台上，并覆盖于电芯放置台上；

S20：将电芯直立放置于电芯放置台处对应的绝缘膜上；

S30：电芯放置台下降，电芯由于自重的作用下降，绝缘膜随电芯的下降向下凹陷从而包裹至电芯的第一平行面，电芯放置台持续下降直至完成第一平行面的包膜；

S40：电芯放置台停止下降，侧面包膜机构进行第二平行面的包膜；

S50：包膜完成，电芯流入下一工序。

在步骤S20至S30过程中，电芯保持机构与电芯放置台将电芯保持放置时的直立状态。

在步骤S30过程中，绝缘膜导向机构将电芯第二平行面处的绝缘膜绝向电芯第二平面收拢。

在S40过程中，进行第二平行面的包膜时，先将电芯第二平行面处一侧的绝缘膜向电芯第二平行面翻折并包裹，完成电芯第二平行面的第一次包膜，然后将电芯第二平行面处另一侧的绝缘膜向电芯第二平行面翻折并包裹，完成电芯第二平行面的第二次包膜。

图2为本发明电芯包膜机构一个实施例的结构示意图，参考图2，一种电芯包膜机构，用于将绝缘膜包裹在电芯表面，包括：包膜平台100、电芯放置台200（图中未示出）、包膜升降机构300、侧面包膜机构400、电芯保持机构500、绝缘膜导向机构600和安装支架，其中，包膜平台100用于放置绝缘膜；电芯放置台200位于包膜平台中部，电芯020通常包括四个侧面和一个底面，四个侧面分别包括两对相互平行的平行面，分别为第一平行面021和第二平行面022；电芯放置台与包膜升降机构连接，包膜升降机构带动电芯放置台进行升降；侧面包膜机构400用于对电芯第二平行面进行包膜，电芯保持机构500用于将电芯保持放置时的状态。安装板710和第一安装架720用于将上述各机构固定在安装支架上，支撑件740用于支撑包膜平台和安装侧面包膜机构，第二安装支架730用于安装滑行装置，便于本支撑本电芯包膜机构并进行滑动。

图3为本发明电芯包膜机构一个实施例部分零件的结构示意图，图4为图3的主视图，图5为本发明电芯包膜机构中侧面包膜机构一个实施例的结构示意图；

同时参考图3-5，图中示出电芯包膜机构一个实施例的包膜平台100、侧面包膜机构400和包膜升降机构300；包膜平台100为一对近似凸字型的平板，包括短边101和长边102，包膜平台短边101相对设置，其短边宽度与电芯第一平行面的宽度相等或近似相等；包膜平台100上设置一对整膜机构110，其对称设置在电芯放置台两侧，电芯放置在电芯放置台上时，该整膜辊与电芯第一平行面相贴靠，电芯向下运动时，绝缘膜在整膜机构110和电芯第一平行面间滑动，该整膜辊将绝缘膜整平并使其与电芯第一平行面贴合，防止绝缘膜发生折皱或翻折，影响贴膜质量。每个整膜机构110包括一个整膜辊111、一对滑块112和一对滑轨113，整膜辊111两端固定在该对滑块112上，滑轨113固定在包膜平台下方两侧，滑块112套接在滑轨113上并可沿滑轨113滑动，从而可对整膜辊的相对距离进行调节，适用于不同外形尺寸的电芯。

包膜平台上还设置有真空吸孔120，该真空吸孔与真空气源连通，用于将绝缘膜吸附在所述包膜平台上。包膜平台100上表面设置有多个凹槽130，凹槽130呈条状排布在包膜平台上，凹槽延伸方向与电芯第一平行面和整膜辊的轴向平行，真空吸孔120均匀排布在该凹槽130内。

侧面包膜机构包括第一侧面包膜机构410和第二侧面包膜机构420，二者对称设置在电芯放置台的两侧，对应位于包膜平台两个平板的下方。

第一侧面包膜机构410包括第一包膜机构411和第一包膜汽缸412，该第一包膜汽缸将第一包膜机构伸出和收回；非工作状态时，第一包膜机构为收回状态，当电芯020下降至指定位置后，第一包膜汽缸412将第一包膜机构伸出，第一包膜机构411将电芯第二平行面022处对应第一包膜机构一侧的绝缘膜向电芯包裹，此为电芯第二平行面的第一次包膜；

第二侧面包膜机构420包括第二包膜机构421和第二包膜汽缸422，该第二包膜汽缸将第二包膜机构伸出和收回；非工作状态时，第二包膜机构为收回状态，当电芯020下降至指定位置后，第二包膜汽缸422将第二包膜机构伸出，第二包膜机构421将电芯第二平行面022处对应第一包膜机构一侧的绝缘膜向电芯包裹，此为电芯第二平行面的第二次包膜，如图5所示，第二包膜机构421厚度大于第一包膜机构411，并且在向着第一包膜机构的一侧设置有斜面，避免将第一次包膜的绝缘膜推挤或掀开，便于将第二包膜机构包裹的绝缘膜包裹于第一包膜机构所包裹的绝缘膜之上。

包膜升降机构300包括伺服电机310、丝杆320、直线轴承(图中未示出)和导轴330，丝杆一端与电芯放置台连接，另一端与伺服电机连接，伺服电机310驱动丝杆320转动从而将电芯放置台沿导轴330进行升降。

图6为本发明电芯包膜机构电芯保持机构和绝缘膜导向机构一个实施例的结构示意图，参考图6, 包膜平台两侧设置有一对电芯保持机构500和一对绝缘膜导向机构600。电芯保持机构500和绝缘膜导向机构600分别固定在第三安装支架750和第四安装支架760上。

电芯保持机构500包括电芯保持汽缸510、电芯保持板520，该电芯保持板通过电芯保持汽缸进行伸出和收回，电芯保持板上设置有一个保持结构，具体为一设置在电芯保持板前端的一个用于保持电芯盖板的保持凹槽521，电芯直立放置到电芯放置台上时，包膜平台两侧的电芯保持汽缸510将电芯保持板520伸出，此时电芯盖板保持凹槽521刚好与电芯盖板两侧相抵持，使得电芯盖板保持不动，从而使得电芯保持放置时的直立状态。

绝缘膜导向机构600，分别设置于包膜平台两侧，其包括导向汽缸610和导向块620，该导向块通过导向汽缸进行伸出和收回，用于将绝缘膜向电芯第二平行面收拢。导向块620上设置有导向钳621，电芯放置到覆盖有绝缘膜的电芯放置台上后，绝缘膜随电芯的放置产生凹陷，包膜平台上的整膜机构将绝缘膜抵靠使其与电芯第一平行面贴合，为包裹电芯第二平行面，绝缘膜的宽度大于电芯第一平行面的宽度，此时，导向汽缸610将导向块620伸出，导向块上的导向钳621将绝缘膜多出电芯第一平行面的部分收拢，导向钳上向外偏斜的斜面622保证了绝缘膜向电芯第二平行面收拢，避免其随意翻折，影响第二平行面的包膜。电芯随包膜升降机构下降时，绝缘膜导向机构保持不动，使得电芯下降过程中，绝缘膜向下凹陷的同时，电芯第二平行面处的绝缘膜向电芯第二平行面收拢，有助于侧面包膜机构顺利进行电芯第二平行面的包膜。

电芯包膜的工作过程：

绝缘膜上料机械手将绝缘膜放置于包膜平台上，并覆盖于电芯放置台上；

电芯上料机械手将电芯直立放置于与电芯放置台位置对应的绝缘膜上，绝缘膜随电芯的落位向下凹陷，当电芯落位后，电芯保持机构上的电芯保持汽缸将电芯保持板伸出，电芯保持板与电芯盖板抵持，从而将电芯保持放置时的直立状态；

伺服电机工作，包膜升降及带动电芯放置台下降，电芯由于自重的作用而下降，绝缘膜随电芯的下降向下凹陷，并在包膜平台上的整膜机构的作用下与电芯第一平行面贴合，从而包裹至电芯的第一平行面，电芯放置台持续下降直至完成第一平行面的包膜；

电芯放置台停止下降，第一侧面包膜机构的第一包膜汽缸将第一包膜机构从电芯的该侧伸出，从而将绝缘膜沿电芯第二平行面包裹，完成电芯第二平行面的第一次包膜；

第二侧面包膜机构的第二包膜汽缸将第二包膜机构从电芯的该侧伸出，从而将绝缘膜沿电芯第二平行面包裹，并包裹在第一次包膜的绝缘膜上，完成电芯第二平行面的第二次包膜；

电芯流入下一工位，所有汽缸、电机复位，以便进行下一个电芯的包膜。

上述仅为本发明的较佳实施例，但本发明并不限制于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可以做出多种等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (4)

1.一种电芯包膜机构，用于将绝缘膜包裹在电芯表面，其特征在于，包括：

包膜平台，用于承载绝缘膜，所述包膜平台包括一对距离可调的整膜机构，用于将绝缘膜向电芯贴合；

电芯放置台，位于所述包膜平台中部，用于放置电芯；

包膜升降机构，所述电芯放置台与所述包膜升降机构连接，所述包膜升降机构带动所述电芯放置台进行升降；

电芯保持机构，所述电芯保持机构包括电芯保持汽缸和电芯保持板，所述电芯保持板通过所述电芯保持汽缸进行伸出和收回，所述电芯保持板用于与电芯盖板抵持，以将电芯保持放置时的直立状态；

一对绝缘膜导向机构，分别设置于包膜平台两侧，所述绝缘膜导向机构包括绝缘膜导向块和导向汽缸，导向汽缸能够将导向块伸出，导向块上设置有导向钳，导向钳上设有向外偏斜的斜面，用于在导向块伸出时将绝缘膜向电芯第二平行面收拢；

以及，

侧面包膜机构，用于对电芯第二平行面进行包膜，所述侧面包膜机构包括第一侧面包膜机构和第二侧面包膜机构，所述第一侧面包膜机构和第二侧面包膜机构对称设置在所述电芯放置台的两侧，所述第一侧面包膜机构包括第一包膜机构和第一包膜汽缸，所述第一包膜汽缸将所述第一包膜机构伸出和收回，所述第一包膜机构用于将绝缘膜向电芯包裹；所述第二侧面包膜机构包括第二包膜机构第二包膜汽缸，所述第二包膜汽缸将所述第二包膜机构伸出和收回，所述第二包膜机构用于将绝缘膜向电芯包裹；

其中，所述整膜机构分别设置在所述电芯放置台两侧，所述整膜机构包括一个整膜辊、一对滑块和一对滑轨，所述整膜辊两端固定在该对所述滑块上，所述滑轨固定在所述包膜平台下方两侧，所述滑块套接在所述滑轨上并可沿滑轨滑动，电芯放置在所述电芯放置台上时，所述整膜辊与电芯第一平行面相贴靠，电芯向下运动时，绝缘膜在所述整膜机构和电芯第一平行面间滑动，所述整膜辊将绝缘膜整平并使其与电芯第一平行面贴合，绝缘膜的宽度大于电芯第一平行面的宽度；电芯随所述包膜升降机构下降时，所述绝缘膜导向机构保持不动，使得电芯下降过程中，绝缘膜向下凹陷的同时，电芯第二平行面处的绝缘膜向电芯第二平行面收拢。

2.根据权利要求1所述的电芯包膜机构，其特征在于：所述包膜升降机构包括伺服电机、丝杆、直线轴承和导轴，所述伺服电机驱动丝杆转动从而将电芯放置台沿导轴进行升降。

3.一种电芯包膜方法，应用于权利要求1或2所述的电芯包膜机构，用于将绝缘膜包裹在电芯表面，其特征在于，包括如下步骤：

S10：将绝缘膜放置于包膜平台上，并覆盖于电芯放置台上；

S20：将电芯直立放置于电芯放置台处对应的绝缘膜上；

S30：电芯放置台下降，电芯由于自重的作用下降，绝缘膜随电芯的下降向下凹陷，绝缘膜在整膜机构的作用下与电芯第一平行面贴合，从而包裹至电芯的第一平行面，绝缘膜导向机构将电芯第二平行面处的绝缘膜向电芯第二平行面收拢，电芯放置台持续下降直至完成第一平行面的包膜，电芯保持机构与电芯盖板抵持，利用电芯保持机构与电芯放置台将电芯保持放置时的直立状态；

S40：电芯放置台停止下降，侧面包膜机构进行第二平行面的包膜；

S50：包膜完成，电芯流入下一工序。

4.根据权利要求3所述的电芯包膜方法，其特征在于：在S40过程中，进行第二平行面的包膜时，先将电芯第二平行面处一侧的绝缘膜向电芯第二平行面翻折并包裹，完成电芯第二平行面的第一次包膜，然后将电芯第二平行面处另一侧的绝缘膜向电芯第二平行面翻折并包裹，完成电芯第二平行面的第二次包膜。