CN107398695A - 一种电芯套钢壳自动化组装设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电芯套钢壳自动化组装设备，电芯套钢壳自动化组装设备包括设置电芯上料系统、电芯组装系统、钢壳上料系统、电芯套钢壳系统、成品下料系统。电芯上料系统用于将电芯上料于电芯组装系统中，钢壳上料系统用于将钢壳上料于电芯套钢壳系统中，电芯套钢壳系统用于将电芯套入于钢壳中，成品下料系统用于对电芯套入钢壳中的成品进行下料，通过对各个系统的结构进行优化设计，实现电芯的机械自动化生产，提高电芯的生产效率及产品品质。

Description

一种电芯套钢壳自动化组装设备

技术领域

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套钢壳自动化组装设备。

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。

在电芯的生产过程中，需要将电芯套入于钢壳中，从而完成电芯套钢壳的组装工序。传统的是通过手工的方式将电芯套入钢壳中，组装工人一手拿着电芯，一手拿着钢壳，从而实现电芯套钢壳的组装工序。为了更好实现电芯的机械自动化生产，提高电芯的生产效率及产品品质，需要设计一套电芯套钢壳自动化组装设备以代替传统落后的手工生产，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，提供一种电芯套钢壳自动化组装设备，以代替传统落后的手工生产，实现电芯的机械自动化生产，提高电芯的生产效率及产品品质。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种电芯套钢壳自动化组装设备，包括：电芯上料系统、电芯组装系统、钢壳上料系统、电芯套钢壳系统、成品下料系统，所述电芯上料系统用于将电芯上料于所述电芯组装系统中，所述钢壳上料系统用于将钢壳上料于所述电芯套钢壳系统中，所述电芯套钢壳系统用于将电芯套入于钢壳中，所述成品下料系统用于对电芯套入钢壳中的成品进行下料；

所述电芯上料系统包括：环形上料流水线，及沿所述环形上料流水线的流动方向依次设置的治具定位上电芯装置、电芯上料治具扩距装置；

所述电芯组装系统包括：电芯组装转盘，及环绕于所述电芯组装转盘依次设置的电芯上料装置、极耳位置调整装置、绝缘片上料装置、预折极耳装置、下压极耳装置、极耳检测装置；

所述钢壳上料系统包括：钢壳上料振动盘、钢壳上料流水线、钢壳临时储料装置，所述钢壳上料流水线衔接于所述钢壳上料振动盘与所述钢壳临时储料装置之间，所述钢壳临时储料装置处设有钢壳翻转上料装置；

所述电芯套钢壳系统包括：电芯套钢壳转盘、及环绕于所述电芯套钢壳转盘依次设置的钢壳检测装置、电芯入钢壳装置、成品翻转装置、成品检测装置、成品下料装置；

所述成品下料系统包括：环形下料流水线，及沿所述环形下料流水线的流动方向依次设置的成品下料治具扩距装置、成品下料治具缩距装置。

在其中一个实施例中，所述治具定位上电芯装置包括沿环形上料流水线的流动方向依次设置的前部伸缩阻挡部、中部治具定位部及后部伸缩阻挡部。

在其中一个实施例中，所述前部伸缩阻挡部包括前部阻挡块及驱动所述前部阻挡块沿水平方向往复移动的前部阻挡气缸。

在其中一个实施例中，所述中部治具定位部包括治具定位板及驱动所述治具定位板沿水平方向往复移动的治具定位气缸，所述治具定位板开设有多个呈“一”字形排列的治具定位槽。

在其中一个实施例中，所述后部伸缩阻挡部包括后部阻挡块及驱动所述后部阻挡块沿水平方向往复移动的后部阻挡气缸。

本发明的电芯套钢壳自动化组装设备，通过设置电芯上料系统、电芯组装系统、钢壳上料系统、电芯套钢壳系统、成品下料系统，电芯上料系统用于将电芯上料于电芯组装系统中，钢壳上料系统用于将钢壳上料于电芯套钢壳系统中，电芯套钢壳系统用于将电芯套入于钢壳中，成品下料系统用于对电芯套入钢壳中的成品进行下料，通过对各个系统的结构进行优化设计，实现电芯的机械自动化生产，提高电芯的生产效率及产品品质。

附图说明

图1为本发明一实施例的电芯套钢壳自动化组装设备的结构图；

图2为图1所示的电芯上料系统的在治具定位上电芯装置处的结构图；

图3为图1所示的电芯上料系统的在电芯上料治具扩距装置处及电芯补料机械手处的结构图；

图4为图1所示的电芯组装系统的结构图；

图5为图4所示的电芯上料装置的结构图；

图6为图4所示的绝缘片上料装置的结构图；

图7为图1所示的钢壳上料系统的结构图；

图8为图7所示的钢壳上料系统在钢壳临时储料装置处及钢壳翻转上料装置处的结构图；

图9为图1所示的电芯套钢壳系统的结构图；

图10为图9所示的钢壳传送治具的结构图(一)；

图11为图9所示的钢壳传送治具的结构图(二；

图12为图9所示的电芯入钢壳装置的结构图。

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1所示，一种电芯套钢壳自动化组装设备10，包括：电芯上料系统1000、电芯组装系统2000、钢壳上料系统3000、电芯套钢壳系统4000、成品下料系统5000。

电芯上料系统1000用于将电芯上料于电芯组装系统2000中，电芯组装系统2000用于将绝缘片放置于电芯顶部并对电芯极耳进行压折，钢壳上料系统3000用于将钢壳上料于电芯套钢壳系统4000中，电芯套钢壳系统4000用于将电芯套入于钢壳中，成品下料系统5000用于对电芯套入钢壳中的成品进行下料。

如图1及图2所示，对电芯上料系统1000进行具体说明：

电芯上料系统1000包括：环形上料流水线1100、治具定位上电芯装置1200、电芯上料治具扩距装置1300。治具定位上电芯装置1200及电芯上料治具扩距装置1300沿环形上料流水线1100的流动方向依次设置。环形上料流水线1100用于对治具作循环回流式运输，当治具到达治具定位上电芯装置1200时，治具定位上电芯装置1200用于对环形上料流水线1100上的部分治具进行暂时定位，方便外部机械手将电芯装载于治具中，当电芯装载于治具后，治具到达电芯上料治具扩距装置1300，电芯上料治具扩距装置1300用于对紧邻的治具彼此分开一定间距，方便下一工序的机械手将治具中的电芯准确夹取，当电芯被从治具中夹取转移，治具在环形上料流水线1100的作用下重新到达治具定位上电芯装置1200处，并如此往复。

如图2所示，治具定位上电芯装置1200包括沿环形上料流水线1100的流动方向依次设置的前部伸缩阻挡部1110、中部治具定位部1120及后部伸缩阻挡部1130。前部伸缩阻挡部1110包括前部阻挡块1111及驱动前部阻挡块1111沿水平方向往复移动的前部阻挡气缸1112，其中，前部阻挡块1111具有楔形块体结构。中部治具定位部1120包括治具定位板1121及驱动治具定位板1121沿水平方向往复移动的治具定位气缸1122，其中，治具定位板1121开设有多个呈“一”字形排列的治具定位槽1123。后部伸缩阻挡部1130包括后部阻挡块1131及驱动后部阻挡块1131沿水平方向往复移动的后部阻挡气缸1132。

如图3所示，电芯上料治具扩距装置1300包括渐开线变距螺杆1310及驱动渐开线变距螺杆1310转动的治具变距驱动电机1320。渐开线变距螺杆1310具有渐开线式螺旋槽1311。

电芯上料系统1000的工作原理如下：

空的治具在环形上料流水线1100的带动下到达治具定位上电芯装置1200处，前部阻挡气缸1112驱动前部阻挡块1111收缩，同时治具定位气缸1122驱动治具定位板1121收缩，而后部阻挡气缸1132则驱动后部阻挡块1131伸出；前部阻挡块1111及治具定位板1121收缩，为治具进入到治具定位板1121区域让出通道，后部阻挡块1131伸出防止治具继续向前流动；当指定数量的治具进入到治具定位板1121区域后，前部阻挡块1111伸出以防止后面的治具继续进入到治具定位板1121区域内，治具定位板1121伸出，通过治具定位槽1123对治具进行定位，方便外部机械手将电芯夹取到治具中；当治具装载有电芯后，治具定位板1121及后部阻挡块1131收缩，使得装载有电芯的治具在环形上料流水线1100的作用下继续向前运动；当装载有电芯的治具从治具定位板1121区域中离开，后部阻挡块1131伸出，前部阻挡块1111则收缩，从而实现空的治具再次进入到治具定位板1121区域中，并如此往复，实现将电芯准确装载于治具中；其中，前部阻挡块1111具有楔形块体结构，通过设置楔形块体结构，可以使得前部阻挡块1111更加顺畅的将紧邻的电芯分隔开，防止卡滞现象的发生；

装载有电芯的治具在环形上料流水线1100的带动下到达电芯上料治具扩距装置1300处，由于渐开线变距螺杆1310具有渐开线式螺旋槽1311，即渐开线式螺旋槽1311的槽间距由一端向另一端逐渐变大或变小，在治具变距驱动电机1320的驱动下渐开线变距螺杆1310实现正转或反转，在渐开线式螺旋槽1311的作用下，或将多个紧邻的治具彼此分开一定间距，或将多个分开一定间距的治具彼此紧邻，即实现了治具的扩距或实现了治具的缩距；

在此，电芯上料治具扩距装置1300用于对紧邻的治具彼此分开一定间距，方便下一工序的机械手将治具中的电芯夹取。

进一步的，如图3所示，电芯上料治具扩距装置1300处设有电芯补料机械手1400，由于电芯是被机械手成双的夹取进行上料，当在运输的过程中出现治具空缺电芯的情况时，电芯补料机械手1400将出现电芯空缺的当前治具的相邻的电芯夹取出来，等待下一次有空缺电芯的治具出现时，再将原先取出的电芯补充进去，从而保证两个相邻的电芯为一组。

如图4所示，对电芯组装系统2000进行具体说明：

电芯组装系统2000包括：电芯组装转盘2100、电芯上料装置2200、极耳位置调整装置2300、绝缘片上料装置2400、预折极耳装置2500、下压极耳装置2600、极耳检测装置2700。电芯上料装置2200、极耳位置调整装置2300、绝缘片上料装置2400、预折极耳装置2500、下压极耳装置2600及极耳检测装置2700环绕于电芯组装转盘2100依次设置。

电芯上料装置2200用于将电芯上料系统1000中的电芯上料至电芯组装转盘2100中；电芯组装转盘2100用于将电芯转动运输至各个工位进行加工；由于电芯上的极耳位置朝向不尽相同，极耳位置调整装置2300用于对电芯进行转动式调整，在对极耳进行压折前，使得极耳的位置朝向能够统一；绝缘片上料装置2400用于将绝缘片放置于电芯的顶部；预折极耳装置2500用于对电芯上呈竖直状态的极耳进行弯折；下压极耳装置2600用于对实现弯折后的极耳进行下压，使得极耳可以紧贴于电芯的顶部；极耳检测装置2700通过CCD拍照对压折后极耳进行检测，判断极耳是否合格。

电芯组装转盘2100上设有电芯组装治具2110，电芯组装治具2110用于装载电芯并对其进行固定。

如图5所示，电芯上料装置2200包括：电芯上料凸轮分割器2210、电芯上料转盘2220、电芯位置调整结构2230，电芯上料凸轮分割器2210驱动电芯上料转盘2220升降式旋转，电芯上料转盘2220上设有电芯上料夹爪2221，电芯位置调整结构2230位于电芯上料转盘2220的侧边，电芯位置调整结构2230包括：电芯下压气缸2231、电芯下压杆2232、电芯支撑杆2233，电芯支撑杆2233位于电芯下压杆2232的下方，电芯下压气缸2231驱动电芯下压杆2232升降运动以远离或靠近电芯支撑杆2233。

如图4所示，极耳位置调整装置2300包括：转轮水平驱动气缸2310、电芯旋转转动轮2320、卡位块竖直驱动气缸2330、电芯旋转卡位块2340，转轮水平驱动气缸2310驱动电芯旋转转动轮2320沿水平方向靠近或远离电芯组装治具2110，卡位块竖直驱动气缸2330驱动电芯旋转卡位块2340沿竖直方向靠近或远离电芯组装治具2110。

如图6所示，绝缘片上料装置2400用于对卷料冲裁、绝缘片上料、废料回收。绝缘片上料装置2400包括：卷料放卷支撑架2410、卷料放卷轮2420、卷料传送轮2430、绝缘片冲模模具2440、绝缘片上料凸轮分割器2450、绝缘片上料转盘2460、废料回收部2470。卷料放卷轮2420及卷料传送轮2430转动设于卷料放卷支撑架2410上，绝缘片上料转盘2460上设有绝缘片真空吸嘴2461，绝缘片上料凸轮分割器2450驱动绝缘片上料转盘2460升降式旋转。成卷的卷料放置于卷料放卷轮2420上，并通过卷料传送轮2430到达绝缘片冲模模具2440处，绝缘片冲模模具2440对卷料进行冲裁得到绝缘片及废料，绝缘片冲模模具2440中的绝缘片通过绝缘片真空吸嘴2461进行转移，即，绝缘片被绝缘片真空吸嘴2461吸取并在绝缘片上料转盘2460的作用下从绝缘片冲模模具2440转移至电芯组装治具2110，绝缘片冲模模具2440中的废料通过废料回收部2470进行回收。

如图6所示，卷料放卷轮2420具有一卷料张紧轮2421，卷料放卷支撑架2410上设有卷料张紧滑轨2411及缺料感应器2412，缺料感应器2412位于卷料张紧滑轨2411的一侧，卷料张紧轮2421通过卷料张紧滑块2422沿竖直方向往复滑动设于卷料张紧滑轨2411上并与缺料感应器2412接触或分离。

如图6所示，废料回收部2470包括：废料传送结构2471及废料切割结构2472，废料传送结构2471包括：顶部下压气缸2471a、顶部下压滚轮2471b、底部旋转电机2471c、底部旋转滚轮2471d，顶部下压气缸2471a驱动顶部下压滚轮2471b升降以远离或靠近底部旋转滚轮2471d，底部旋转电机2471c驱动底部旋转滚轮2471d旋转。废料切割结构2472包括：切刀下压气缸2472a、废料上切刀2472b、废料下切刀2472c，切刀下压气缸2472a驱动废料上切刀2472b升降以远离或靠近废料下切刀2472c。

如图4所示，预折极耳装置2500包括：极耳阻挡气缸2510、极耳阻挡块2520、极耳折叠气缸2530、极耳折叠块2540，极耳阻挡气缸2510驱动极耳阻挡块2520沿水平方向伸缩以靠近或远离电芯组装治具2110，极耳折叠气缸2530驱动极耳折叠块2540沿水平方向伸缩以靠近或远离极耳阻挡块2520。

如图4所示，下压极耳装置2600包括：极耳下压气缸2610、极耳下压杆2620，极耳下压气缸2610驱动极耳下压杆2620沿竖直方向升降以远离或靠近电芯组装治具2110。

电芯组装系统2000的工作原理如下：

电芯上料装置2200将电芯上料系统1000中的电芯上料至电芯组装转盘2100的电芯组装治具2110中，电芯上料凸轮分割器2210驱动电芯上料转盘2220升降式旋转，电芯上料夹爪2221夹取电芯上料系统1000中的电芯到达电芯位置调整结构2230处，电芯下压气缸2231驱动电芯下压杆2232对电芯上料夹爪2221中的电芯进行下压，使得电芯的一端抵持于电芯支撑杆2233，使得电芯的高度保持一致，为后续将电芯准确放入电芯组装治具2110作准确，电芯上料转盘2220继续转动，使得电芯到达电芯组装转盘2100的电芯组装治具2110中，通过电芯上料转盘2220的升降式旋转，电芯上料夹爪2221将电芯放置于电芯组装治具2110中；

电芯组装转盘2100带动电芯组装治具2110中的电芯转动运输至极耳位置调整装置2300、绝缘片上料装置2400、预折极耳装置2500、下压极耳装置2600、极耳检测装置2700；

电芯组装治具2110中的电芯到达极耳位置调整装置2300，转轮水平驱动气缸2310驱动电芯旋转转动轮2320沿水平方向靠近电芯组装治具2110，卡位块竖直驱动气缸2330驱动电芯旋转卡位块2340沿竖直方向靠近电芯组装治具2110，电芯旋转转动轮2320驱动电芯组装治具2110中的电芯旋转，电芯旋转卡位块2340中设有位置感应器，当电芯转动到位后，位置感应器感应到当前信号并发送至控制中心，由控制中心控制电芯旋转转动轮2320停止转动；

电芯组装治具2110中的电芯到达绝缘片上料装置2400，待冲裁的卷料放置于卷料放卷轮2420中，并依次绕设卷料传送轮2430、绝缘片冲模模具2440，到达废料回收部2470，绝缘片冲模模具2440对卷料进行冲裁，绝缘片上料凸轮分割器2450驱动绝缘片上料转盘2460升降式旋转，通过绝缘片真空吸嘴2461实现将绝缘片冲模模具2440中的绝缘片转移至电芯组装治具2110的电芯上，冲裁后的废料由废料回收部2470实现回收；

电芯组装治具2110中的电芯到达预折极耳装置2500，极耳阻挡气缸2510驱动极耳阻挡块2520沿水平方向靠近并接触极耳，接着，极耳折叠气缸2530驱动极耳折叠块2540沿水平另一方向靠近极耳，在极耳阻挡块2520的配合下，极耳折叠块2540将极耳折弯；

电芯组装治具2110中的电芯到达下压极耳装置2600，极耳下压气缸2610驱动极耳下压杆2620沿竖直方向靠近极耳，通过极耳下压杆2620将已经折弯的极耳作进一步压折，使得极耳可以紧贴于电芯的顶部。

如图6所示，要说明的是，关于绝缘片上料装置2400，卷料放卷轮2420具有一卷料张紧轮2421，卷料放卷支撑架2410上设有卷料张紧滑轨2411及缺料感应器2412，缺料感应器2412位于卷料张紧滑轨2411的一侧，卷料张紧轮2421通过卷料张紧滑块2422沿竖直方向往复滑动设于卷料张紧滑轨2411上并与缺料感应器2412接触或分离，通过这一设计，卷料张紧轮2421利用自身的重力使得卷料在传送过程中保持张紧状态，当卷料快要用完时，卷料的松紧度发生变化，进而使得卷料张紧滑轨2411发生移动并与缺料感应器2412接触，缺料感应器2412发出警报信号，提醒相关人员需要进行补料，从而保证设备的运转可靠性。

如图7所示，对钢壳上料系统3000进行具体说明：

钢壳上料系统3000包括：钢壳上料振动盘3100、钢壳上料流水线3200、钢壳临时储料装置3300，钢壳上料流水线3200衔接于钢壳上料振动盘3100与钢壳临时储料装置3300之间，钢壳临时储料装置3300处设有钢壳翻转上料装置3400。

如图8所示，钢壳临时储料装置3300包括钢壳落料倾斜通道3310，钢壳落料倾斜通道3310具有钢壳落料倾斜面3320，沿钢壳落料倾斜面3320的倾斜方向依次开设有第一钢壳储料槽3330及第二钢壳储料槽3340。

如图8所示，钢壳翻转上料装置3400包括：推钢壳结构3410、钢壳翻转结构3420，推钢壳结构3410及钢壳翻转结构3420分别位于第一钢壳储料槽3330及第二钢壳储料槽3340的两侧。推钢壳结构3410包括：推钢壳驱动部3411、与第一钢壳储料槽3330对应的第一钢壳推杆3412、与第二钢壳储料槽3340对应的第二钢壳推杆3413，推钢壳驱动部3411驱动第一钢壳推杆3412及第二钢壳推杆3413沿水平方向伸缩。钢壳翻转结构3420包括：与第一钢壳储料槽3330对应的第一钢壳翻转放置治具3421、与第二钢壳储料槽3340对应的第二钢壳翻转放置治具3422、钢壳翻转驱动部3423、与第一钢壳翻转放置治具3421对应的第一钢壳翻转夹爪3424、与第二钢壳翻转放置治具3422对应的第二钢壳翻转夹爪3425，钢壳翻转驱动部3423驱动第一钢壳翻转夹爪3424及第二钢壳翻转夹爪3425转动。

在本实施例中，钢壳上料流水线3200为直线传输流水线，推钢壳结构3410为气缸驱动结构，钢壳翻转驱动部3423为电机驱动结构。

钢壳上料系统3000的工作原理如下：

钢壳上料振动盘3100装载有钢壳，钢壳在钢壳上料振动盘3100的作用下到达出料口处，并在钢壳上料流水线3200的运输下到达钢壳临时储料装置3300处；

钢壳在钢壳落料倾斜面3320的引导下落入到第一钢壳储料槽3330及第二钢壳储料槽3340内；

钢壳翻转上料装置3400工作，推钢壳驱动部3411驱动第一钢壳推杆3412及第二钢壳推杆3413，将第一钢壳储料槽3330及第二钢壳储料槽3340内的钢壳推出，并分别进入到第一钢壳翻转放置治具3421及第二钢壳翻转放置治具3422中，第一钢壳翻转夹爪3424夹取第一钢壳翻转放置治具3421中的钢壳，第二钢壳翻转夹爪3425夹取第二钢壳翻转放置治具3422中的钢壳，在钢壳翻转驱动部3423的作用下，第一钢壳翻转夹爪3424及第二钢壳翻转夹爪3425转动，从而实现将钢壳由水平状态调整为竖直状态。

如图8所示，要特别说明的是，钢壳临时储料装置3300包括钢壳落料倾斜通道3310，钢壳落料倾斜通道3310具有钢壳落料倾斜面3320，沿钢壳落料倾斜面3320的倾斜方向依次开设有第一钢壳储料槽3330及第二钢壳储料槽3340，这样的结构设计，可以方便第一钢壳储料槽3330及第二钢壳储料槽3340均储满钢壳。即，第一钢壳储料槽3330内储满依次层叠的钢壳后，后续的钢壳沿着钢壳落料倾斜面3320越过第一钢壳储料槽3330内最顶层的钢壳，可以进入到第二钢壳储料槽3340。当第一钢壳储料槽3330及第二钢壳储料槽3340最底层的钢壳被取走后，第一钢壳储料槽3330及第二钢壳储料槽3340内的钢壳在重力的作用下发生掉落，第一钢壳储料槽3330及第二钢壳储料槽3340最顶层形成空缺位置，钢壳落料倾斜通道3310上的钢壳在钢壳落料倾斜面3320的引导下补充最顶层所形成的空缺，以满足第一钢壳储料槽3330及第二钢壳储料槽3340具有源源不断的钢壳储备。

如图9所示，对电芯套钢壳系统4000进行具体说明：

电芯套钢壳系统4000包括：电芯套钢壳转盘4100、钢壳检测装置4200、电芯入钢壳装置4300、成品翻转装置4400、成品检测装置4500、成品下料装置4600。钢壳检测装置4200、电芯入钢壳装置4300、成品翻转装置4400、成品检测装置4500、成品下料装置4600依次环绕于电芯套钢壳转盘4100设置。

如图10及11所示，电芯套钢壳转盘4100上设有钢壳传送治具4110，钢壳传送治具4110包括：钢壳治具支撑架4120、钢壳治具升降滑块4130、钢壳治具固定座4140。

钢壳治具升降滑块4130升降滑动设于钢壳治具支撑架4120上，钢壳治具升降滑块4130上设有钢壳治具升降滚轮4150，钢壳治具固定座4140安装于钢壳治具升降滑块4130上，钢壳治具支撑架4120与钢壳治具升降滑块4130之间通过升降回复弹性件4160弹性连接。在本实施例中，升降回复弹性件4160为弹簧结构。

钢壳治具固定座4140包括：钢壳固定块4141、钢壳活动卡扣4142、转动销4143，钢壳固定块4141开设有钢壳收容槽4144，钢壳活动卡扣4142具有呈“L”字形连接的摆动杆4145及支撑杆4146，摆动杆4145通过转动销4143转动设于钢壳固定块4141上，支撑杆4146位于钢壳收容槽4144的底部，摆动杆4145与钢壳固定块4141之间通过活动弹性件4147弹性连接，钢壳收容槽4144的槽壁上设有钢壳吸附磁铁4148。在本实施例中，活动弹性件4147为弹簧结构。

如图12所示，电芯入钢壳装置4300包括：电芯顶升结构4310、钢壳下压支撑结构4320、环形凸轮4330，电芯顶升结构4310包括电芯顶升气缸4311及设于电芯顶升气缸4311伸缩端的电芯顶升杆4312，钢壳下压支撑结构4320包括钢壳下压气缸4321及设于钢壳下压气缸4321伸缩端的钢壳下压杆4322，钢壳治具升降滚轮4150滚动于环形凸轮4330的凸轮面。在本实施例中，电芯顶升杆4312与电芯顶升气缸4311伸缩端之间设有缓冲弹簧，钢壳下压杆4322与钢壳下压气缸4321伸缩端之间设有缓冲弹簧。

对电芯入钢壳装置4300的工作原理进行说明：

钢壳传送治具4110在电芯套钢壳转盘4100的带动下发生转动，并进入到电芯入钢壳装置4300中，同时，电芯组装治具2110在电芯组装转盘2100的带动下发生转动，并进入到电芯入钢壳装置4300中；

钢壳治具升降滑块4130上的钢壳治具升降滚轮4150沿着环形凸轮4330的凸轮面行走，由于环形凸轮4330的凸轮面为凹凸不平的光滑弧面结构，升降滚轮4150发生竖直方向的升降运动，进而带动钢壳治具升降滑块4130沿着钢壳治具支撑架4120作升降运动，钢壳治具升降滑块4130在升降回复弹性件4160的配合下再而带动钢壳治具固定座4140作升降运动，钢壳治具固定座4140上装载有钢壳，从而使得钢壳随之作升降运动；

在电芯入钢壳的接触点，钢壳治具固定座4140在其它部件的配合下带动钢壳下降到刚好与电芯接触的位置，电芯与钢壳形成预接触，为后续电芯入钢壳的顺利进行作好准备，此时，钢壳下压气缸4321驱动钢壳下压杆4322下降，使得钢壳下压杆4322压紧钢壳，防止钢壳在电芯插入的过程中上移，接着，电芯顶升气缸4311驱动电芯顶升杆4312上升，将电芯组装转盘2100上的电芯组装治具2110的电芯顶出，使得电芯在电芯顶升杆4312的作用下可以插入于钢壳治具固定座4140的钢壳中；

当电芯插入于钢壳内，钢壳传送治具4110在电芯套钢壳转盘4100的带动下继续发生转动，钢壳治具升降滚轮4150沿着环形凸轮4330的凸轮面继续行走，钢壳治具升降滑块4130沿着钢壳治具支撑架4120上升，于是，钢壳治具固定座4140随着钢壳治具升降滑块4130的上升而上升，使得具有电芯的钢壳可以离开电芯入钢壳的接触点。

要特别说明的是，传统的通过手工的方式将电芯插入于钢壳内，操作工人一手拿着钢壳，一手拿着电芯，在电芯插入于钢壳的过程中，需要不停的通过双手对电芯及钢壳进行摆动，才能使得电芯更容易的进行到钢壳内。由此启发，对钢壳治具固定座4140的结构进行优化设计，使得电芯可以更加容易的进入到钢壳内。例如，将待装配的钢壳放置于钢壳收容槽4144内，钢壳收容槽4144的槽壁上设有钢壳吸附磁铁4148，钢壳吸附磁铁4148对钢壳产生磁性吸附力，防止钢壳掉落，同时钢壳的开口端抵持于支撑杆4146上，钢壳活动卡扣4142具有呈“L”字形连接的摆动杆4145及支撑杆4146，摆动杆4145通过转动销4143转动设于钢壳固定块4141上，支撑杆4146位于钢壳收容槽4144的底部，摆动杆4145与钢壳固定块4141之间通过活动弹性件4147弹性连接，电芯在电芯顶升杆4312的作用下往钢壳的方向顶升，钢壳受到电芯的作用力通过支撑杆4146使得摆动杆4145绕转动销4143转动，在活动弹性件4147的配合下，支撑杆4146发生摆动，进而使得钢壳发生摆动，于是，电芯便可以更加顺畅的进入到钢壳内。

如图9所示，钢壳检测装置4200用于检测钢壳传送治具4110是否具有钢壳，例如，钢壳检测装置4200包括升降机构及设于升降机构上的钢壳检测探针，升降机构驱动钢壳检测探针下降并到达钢壳传送治具4110中，对钢壳传送治具4110中有无钢壳进行检测。

如图9所示，成品翻转装置4400用于对电芯插入于钢壳后的半成品进行翻转，翻转180度，使得原本电芯朝下的钢壳翻转为电芯朝上，例如，通过旋转电机带动钢壳夹爪旋转，钢壳夹爪夹取钢壳，从而实现半成品的翻转，为后续产品下料作好准备。

如图9所示，成品检测装置4500用于检测电芯是否已经插入于钢壳内，例如，成品检测装置4500包括升降机构及设于升降机构上的成品检测探针，升降机构驱动成品检测探针下降并到达钢壳传送治具4110中，对钢壳传送治具4110中的钢壳是否存在电芯进行检测。

如图9所示，成品下料装置4600用于对电芯插入于钢壳后的半成品进行下料，在本实施例中，成品下料装置4600的结构与电芯上料装置2200的结构相同。

如图1所示，对成品下料系统5000进行具体说明：

成品下料系统5000包括：环形下料流水线5100、成品下料治具扩距装置5200、成品下料治具缩距装置5300。成品下料治具扩距装置5200及成品下料治具缩距装置5300沿环形下料流水线5100的流动方向依次设置。成品下料治具扩距装置5200及成品下料治具缩距装置5300的结构与电芯上料治具扩距装置1300的结构相同。

环形上料流水线1100用于对治具作循环回流式运输，当治具到达成品下料治具扩距装置5200中，成品下料治具扩距装置5200用于对紧邻的治具彼此分开一定间距，方便相关机械手将半成品准确下料于治中，当治具到达成品下料治具缩距装置5300中，成品下料治具缩距装置5300用于将相邻的治具彼此靠拢，方便相关机械手将治具中的半成品取出。

本发明的电芯套钢壳自动化组装设备10，通过设置电芯上料系统1000、电芯组装系统2000、钢壳上料系统3000、电芯套钢壳系统4000、成品下料系统5000，电芯上料系统1000用于将电芯上料于电芯组装系统2000中，电芯组装系统2000用于将绝缘片放置于电芯顶部并对电芯极耳进行压折，钢壳上料系统3000用于将钢壳上料于电芯套钢壳系统4000中，电芯套钢壳系统4000用于将电芯套入于钢壳中，成品下料系统5000用于对电芯套入钢壳中的成品进行下料，通过对各个系统的结构进行优化设计，实现电芯的机械自动化生产，提高电芯的生产效率及产品品质。

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)

1.一种电芯套钢壳自动化组装设备，其特征在于，包括：电芯上料系统、电芯组装系统、钢壳上料系统、电芯套钢壳系统、成品下料系统，所述电芯上料系统用于将电芯上料于所述电芯组装系统中，所述钢壳上料系统用于将钢壳上料于所述电芯套钢壳系统中，所述电芯套钢壳系统用于将电芯套入于钢壳中，所述成品下料系统用于对电芯套入钢壳中的成品进行下料；

所述电芯上料系统包括：环形上料流水线，及沿所述环形上料流水线的流动方向依次设置的治具定位上电芯装置、电芯上料治具扩距装置；

所述电芯组装系统包括：电芯组装转盘，及环绕于所述电芯组装转盘依次设置的电芯上料装置、极耳位置调整装置、绝缘片上料装置、预折极耳装置、下压极耳装置、极耳检测装置；

所述钢壳上料系统包括：钢壳上料振动盘、钢壳上料流水线、钢壳临时储料装置，所述钢壳上料流水线衔接于所述钢壳上料振动盘与所述钢壳临时储料装置之间，所述钢壳临时储料装置处设有钢壳翻转上料装置；

所述电芯套钢壳系统包括：电芯套钢壳转盘、及环绕于所述电芯套钢壳转盘依次设置的钢壳检测装置、电芯入钢壳装置、成品翻转装置、成品检测装置、成品下料装置；

所述成品下料系统包括：环形下料流水线，及沿所述环形下料流水线的流动方向依次设置的成品下料治具扩距装置、成品下料治具缩距装置。

2.根据权利要求1所述的电芯套钢壳自动化组装设备，其特征在于，所述治具定位上电芯装置包括沿环形上料流水线的流动方向依次设置的前部伸缩阻挡部、中部治具定位部及后部伸缩阻挡部。

3.根据权利要求2所述的电芯套钢壳自动化组装设备，其特征在于，所述前部伸缩阻挡部包括前部阻挡块及驱动所述前部阻挡块沿水平方向往复移动的前部阻挡气缸。

4.根据权利要求3所述的电芯套钢壳自动化组装设备，其特征在于，所述中部治具定位部包括治具定位板及驱动所述治具定位板沿水平方向往复移动的治具定位气缸，所述治具定位板开设有多个呈“一”字形排列的治具定位槽。

5.根据权利要求4所述的电芯套钢壳自动化组装设备，其特征在于，所述后部伸缩阻挡部包括后部阻挡块及驱动所述后部阻挡块沿水平方向往复移动的后部阻挡气缸。