CN107425206B - 电池保持架扣合装置及电芯入壳前处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池保持架扣合装置。包括固定机构；吸取扣合机构；三向定位机构，包括X轴定位机构、Y轴定位机构和Z轴定位机构，所述Z轴定位机构与所述吸取扣合机构滑动连接，用于带动所述吸取扣合机构吸取或扣合所述保持架。还包括带有该电池保持架扣合装置的电芯入壳前处理系统，该系统包括包括中间转盘，所述中间转盘沿其周向边缘均匀设置有若干用于固定电芯的电芯夹具，所述电芯夹具的旁侧依次分别对应设置有上料装置、第一保持架扣合装置、第一极耳折痕装置、第二保持架扣合装置、第二极耳折痕装置和导正装置，该装置和系统能大幅提高保持架的扣合效率，保证产品质量。

Description

电池保持架扣合装置及电芯入壳前处理系统

技术领域

本发明涉及铝壳电池生产技术领域，特别是涉及一种电池保持架扣合装置和电芯入壳前处理系统。

背景技术

一般的，如图1所示，电池生产过程中，电池的保持架300′安装在电池盖板400′的两侧上，主要用于保护极耳200′，同时方便电芯100′装入电池壳体内。目前普遍通过人工将保持架300′扣合在电池盖板400′上。

但是，人工扣合保持架效率低下，同时难以保证产品质量和降低生产成本。

发明内容

基于此，有必要提供一种能提高生产效率的电池保持架扣合装置以及具有该电池保持架扣合装置的电芯入壳前处理系统。

一种电池保持架扣合装置，包括：

固定机构，用于固定电池盖板；

吸取扣合机构，用于吸取并扣合所述保持架；

三向定位机构，包括X轴定位机构、Y轴定位机构和Z轴定位机构，所述Z轴定位机构与所述吸取扣合机构滑动连接，用于带动所述吸取扣合机构吸取或扣合所述保持架。

在其中一个实施例中，所述X轴定位机构包括固定的第一导轨、安装在所述第一导轨上的第一丝杆、以及与所述第一丝杆连接的第一电机；

所述Y轴定位机构包括第二导轨、安装在所述第二导轨上的第二丝杆、以及与所述第二丝杆连接的第二电机；所述第一丝杆通过第一滑块与所述第二导轨连接。

所述Z轴定位机构包括第三导轨、安装在所述第三导轨上的第三丝杆、以及与所述第三丝杆连接的第三电机；所述第二丝杆通过第二滑块与所述第三导 轨连接，所述吸取扣合机构安装在所述第三丝杆上。

在其中一个实施例中，所述固定机构包括固定座、第一滑台气缸和支撑件，所述第一滑台气缸安装在所述固定座上，所述支撑件安装在第一滑台气缸的滑台上。

在其中一个实施例中,所述支撑件包括连接部和盖板顶块；所述连接部包括与滑台连接的竖块，以及与所述竖块垂直连接的横块；所述盖板顶块固定在所述横块上，所述盖板顶块上设置有隔板，所述隔板将盖板顶块分隔成与所述电池盖板上的正极位和负极位相对应的第一台阶和第二台阶，所述第一导轨上与所述盖板顶块对应的一端设置有压紧电池的压板。

在其中一个实施例中，所述支撑件为对称设置在所述第一滑台上的两个Z字型条块。

在其中一个实施例中，所述吸取扣合机构包括旋转气缸，以及固定在所述旋转气缸活塞杆上的吸板，所述旋转气缸通过第三滑块安装在所述第三导轨上。

在其中一个实施例中，所述第三导轨的下端安装有料盘移动机构，所述料盘移动机构包括第二滑台气缸、安装板和吸盘；所述安装板固定在所述第二滑台气缸的滑台上，所述吸盘安装在所述安装板的底部。

在其中一个实施例中，所述吸盘为真空吸盘，所述安装板底部的四角上均安装有所述真空吸盘。

本发明提供的电池保持架扣合装置，首先通过固定机构将电池盖板固定，然后通过三向定位机构在X轴、Y轴和Z轴方向上的定位，加上绕Y轴的转动，使得吸取扣合机构能准确的吸取保持架，并且将保持架准确的扣合在电池盖板的两侧，大幅提高了生产效率，保证产品质量的稳定性和可靠性，同时降低生产成本。

一种电芯入壳前处理系统，包括：

在其中一个实施例中，包括中间转盘，所述中间转盘沿其周向边缘均匀设置有若干用于固定电芯的电芯夹具，所述电芯夹具的旁侧依次分别对应设置有上料装置、第一保持架扣合装置、第一极耳折痕装置、第二保持架扣合装置、第二极耳折痕装置和导正装置，所述第一保持架扣合装置和所述第二保持架扣 合装置为上述的电池保持架扣合装置。

在其中一个实施例中，所述电芯夹具包括夹具底座、七字型固定杆、有杆气缸和上夹板；所述夹具底座固定所述中间转盘上，所述七字型固定杆的一端固定在所述中间转盘上、另一端与述有杆气缸的缸筒连接，所述有杆气缸的活塞杆连接所述上夹板，所述上夹板位于所述夹具底座的正上方。

本发明提供的电芯入壳前处理系统，包含了上述的电池保持架扣合装置，能快速的折弯极耳和扣合保持架，实现自动化流水作业。

附图说明

图1为背景技术中电芯的结构示意图；

图2为保持架扣合装置的结构示意图；

图3为图2中A处结构的放大示意图；

图4为一实施例中的支撑件的分解结构示意图；

图5为另一实施例中的固定机构的结构示意图；

图6为图5中B处结构的放大示意图；

图7为电芯入壳前处理系统的结构示意图。

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“上”、“下”、“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。

参阅图2至图4，一种电池保持架扣合装置，用于将保持架300′卡扣在电池盖板400′上，包括固定机构100，吸取扣合机构200和三向定位机构300。 具体的，保持架300′与电池盖板400′通过卡扣的方式连接，例如电池盖板400′上设置多个卡孔，保持架300′为长条形且设置有多个与卡孔相对应的卡扣。当然，电池盖板400′上设置卡扣，保持架300′上设置卡孔也是可行的。固定机构100用于将电池盖板400′固定，以便在电池盖板400′的两侧扣合保持架300′。吸取扣合机构200用于将保持架300′吸住，并将吸住的保持架300′与固定的电池盖板400′扣合。三向定位机构300包括X轴定位机构、Y轴定位机构和Z轴定位机构，Z轴定位机构与吸取扣合机构200滑动连接。通过X轴定位机构、Y轴定位机构和Z轴定位机构的准确定位，可以使吸取扣合机构200在准确的位置吸取保持架300′，同时将保持架300′搬送至合适位置，准确的将保持架300′扣上电池盖板400′。

具体的，对于三向定位机构300，其中的X轴定位机构包括固定不动的第一导轨310、转动安装在第一导轨310上的第一丝杠、以及与第一丝杆连接的第一电机，第一电机为伺服电机或步进电机，第一电机驱动第一丝杆旋转。

Y轴定位机构包括固定的第二导轨320、安装在第二导轨320上的第二丝杆、以及与第二丝杆连接的第二电机；同样的，第二电机为伺服电机或步进电机，第二电机驱动第二丝杆旋转，第一丝杆上安装有第一滑块，在第一丝杆的转动下，带动第一滑块沿第一导轨310滑动，第二导轨320固定安装在第一滑块上，因此，以图1的摆放位置为参考，Y轴定位机构可以相对X轴定位机构左右移动。

Z轴定位机构包括第三导轨330、安装在第三导轨330上的第三丝杆、以及与第三丝杆连接的第三电机；第三电机为伺服电机或步进电机，第二丝杆上转动安装有第二滑块，第三导轨330固定在第二滑块上，以图1的摆放位置为参考，当第二丝杆驱动第二滑块在第二滑轨上前后滑动时，第三导轨330也相对第二导轨320上前后滑动，也就是说，Z轴定位机构可以相对Y轴定位机构前后移动。

吸取扣合机构200安装在第三丝杆上，第三丝杆上转动安装有第三滑块，第三滑块与吸取扣合机构200固定连接，在第三丝杆的驱动下，第三滑块可以带动吸取扣合机构200相对第三导轨330上下滑动。因此，在X轴定位机构、 Y轴定位机构和Z轴定位机构的作用下，吸取扣合机构200已经实现了三个自由度的运动，也就是在三维空间内可以上下，左右和前后运动。

具体的，固定机构100包括固定座110、第一滑台气缸120和支撑件，第一滑台气缸120安装在固定座110上，支撑件安装在第一滑台气缸120的滑台上。

参阅图2至图4，在一实施例中，电池盖板400′被支撑件固定，相应的一个保持架300′由吸取扣合机构200吸取并从水平方向上扣合在电池盖板400′的一侧。该实施例中的支撑件包括连接部130和盖板顶块140；连接部130包括与滑台连接的竖块130a，以及与竖块130a垂直连接的横块130b；竖块130a和横块130b可以一体式连接，也可以焊接或卡扣连接等分体连接方式。盖板顶块140固定在横块130b上，盖板顶块140上设置有隔板140a，隔板140a将盖板顶块140分隔成与电池盖板400′上的正极位和负极位相对应的第一台阶140b和第二台阶140c，第一导轨310上与所述盖板顶块140对应的一端设置有压紧电池盖板400′的压板150。

当从水平方向上将保持架300′扣合在电池盖板400′的一侧时，首先将电池盖板400′放置在盖板顶块140上，而压板150则位于电池盖板400′的正上方，压板150可以连接有气缸，气缸可以驱动压板150从上往下压紧电池盖板400′，而第一滑台气缸120则驱动盖板顶块140从下往上对电池盖板400′形成顶撑作用，因此，电池盖板400′被夹紧在盖板顶块140和压板150之间，从而方便保持架300′在水平方向上与电池盖板400′的扣合。

参阅图5和图6，在另一实施例中，由于电池盖板400′已经从水平状态翻转到竖直状态，需要从竖直方向上扣合另一个保持架300′，因此，对应该实施例的支撑件为对称设置在所述第一滑台气缸120滑台上的两个Z字型条块160，从竖直方向上扣合保持架300′，也就是从下往上扣合保持架300′，Z字型条块160刚好位于已扣合有保持架300′的电池盖板400′一侧的上方，由于Z字型条块160的支撑作用，限制了电池盖板400′垂直向上的运动，吸取扣合机构200可以很方便的从下往上对电池盖板400′的另一侧扣合保持架300′。

参阅图2，吸取扣合机构200包括旋转气缸210，以及固定在旋转气缸活塞杆上的吸板220，旋转气缸210通过第三滑块安装在第三导轨330上，调节X 轴定位机构、Y轴定位机构和Z轴定位机构，通过上下，左右和前后三个维度上的运动，使吸板220处于合适的位置以吸取保持架300′，然后将保持架300′运送至电池盖板400′的固定处。如图2所示，当在水平方向扣合保持架300′时，将旋转气缸210的缸筒旋转一定的角度，使保持架300′位于电池盖板400′扣合位的正前方，保持架300′上的卡扣和电池盖板400′上的卡孔对齐，第一丝杆驱动第一滑块向左运动，从而使得吸板向左运动并将保持架300′与电池盖板400′扣合。如图6所示，当在竖直方向上扣合保持架300′时，需要旋转气缸210的更大角度的转动将保持架300′位于电池盖板400′扣合位的正下方，保持架300′上的卡扣朝上，卡扣和电池盖板400′上的卡孔相对应，最后，第三丝杆驱动第三滑块向上运动，从而使吸板220向上运动并将保持架300′与电池盖板400′扣合。

第三导轨330的下端安装有料盘移动机构，料盘移动机构包括第二滑台气缸410、安装板420和吸盘；安装板420固定在第二滑台气缸410的滑台上，吸盘安装在安装板420的底部。优选的，吸盘为真空吸盘430，安装板420底部的四角上均安装有真空吸盘430，吸盘也可以为其它公知的夹具，在此不再赘述。

料盘移动机构的下方有多个料盘500，多个料盘500在竖直方向上相互叠加摆放，料盘500中有多个成排摆放的保持架300′，当上层料盘500中的保持架300′已经被全部吸取完成之后，真空吸盘430将空置的上层料盘500移走，以方便吸取扣合机构200对下层料盘500中的保持架300′进行吸取。

参阅图5，一种电芯入壳前处理系统，包括中间转盘600，环绕中间转盘600布置有上料装置710、第一保持架300′扣合装置720、第一极耳折痕装置730、第二保持架300′扣合装置740、第二极耳折痕装置750和导正装置760。中间转盘600沿其周向边缘均匀设置有若干电芯夹具，电芯夹具用来固定电芯，也就是说，每一个电芯夹具的旁侧均对应一个上述的不同装置。第一保持架300′扣合装置720和第二保持架300′扣合装置740为上文所提到的电池保持架300′扣合装置，可以对电池盖板400′的两侧分别扣合保持架300′。

该系统可以实现自动化流水线作业，当待处理电芯通过上料装置710输送至电芯夹具，电芯夹具将电芯固定，然后使中间转盘600转动一定的角度，使 电芯夹具转动到与第一保持架300′扣合装置720对应的位置，第一保持架300′扣合装置720将对电池盖板400′的一侧在水平方向上扣合保持架300′。扣合完成之后，中间转盘600带动电芯夹具旋转至第一极耳折痕装置730对应的位置，第一极耳折痕装置730将完成对极耳的第一次弯折。依此类推，第二保持架300′扣合装置740将电池盖板400′的另一侧在竖直方向上扣合保持架300′，第二极耳折痕装置750完成对极耳的第二次弯折，导正装置760对电池盖板400′进行导正，使电池盖板400′的位置达到最佳入壳的位置，最后，导正完成后的电芯将通过机械手取走。当中间转盘600每转动一定角度时，电芯夹具将重新对应一个装置，该装置对电芯完成相应的加工处理，这样实现循环流水作业。

电芯夹具包括夹具底座810、七字型固定杆820、有杆气缸和上夹板830；夹具底座810固定中间转盘600上，七字型固定杆820的一端固定在中间转盘600上、优选的，多个七字型固定杆820在中间转盘600上的固定点处于同一个圆周上。七字型固定杆820的另一端悬空，刚好位于夹具底座810的正上方，并与有杆气缸的缸筒连接，有杆气缸的活塞杆连接上夹板830，上夹板830也位于夹具底座810的正上方。电芯从上料装置710输送至电芯夹具时，先将其放置在夹具底座810上，然后，有杆气缸推动上夹板830从上往下压紧，从而使得电芯稳定的固定在夹具底座810和上夹板830之间。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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 (10)

1.一种电池保持架扣合装置，其特征在于，包括：

固定机构，用于固定电池盖板；

吸取扣合机构，用于吸取并扣合所述保持架；

三向定位机构，包括X轴定位机构、Y轴定位机构和Z轴定位机构，所述Z轴定位机构与所述吸取扣合机构滑动连接，用于带动所述吸取扣合机构吸取或扣合所述保持架，所述Z轴定位机构包括第三导轨；

所述吸取扣合机构包括旋转气缸，以及固定在所述旋转气缸活塞杆上的吸板，所述旋转气缸通过第三滑块安装在所述第三导轨上，其中，所述吸板能够旋转以使所述保持架从水平方向或竖直方向与所述电池盖板扣合，所述固定机构包括第一滑台气缸和支撑件，所述支撑件包括盖板顶块，所述盖板顶块上设置有隔板，所述隔板将盖板顶块分隔成与所述电池盖板上的正极位和负极位相对应的第一台阶和第二台阶；或者所述支撑件包括设置在所述第一滑台气缸的滑台上的Z字型条块。

2.根据权利要求1所述的电池保持架扣合装置，其特征在于，

所述X轴定位机构包括固定的第一导轨、安装在所述第一导轨上的第一丝杆、以及与所述第一丝杆连接的第一电机；

所述Y轴定位机构包括第二导轨、安装在所述第二导轨上的第二丝杆、以及与所述第二丝杆连接的第二电机；所述第一丝杆通过第一滑块与所述第二导轨连接；

所述Z轴定位机构包括第三导轨、安装在所述第三导轨上的第三丝杆、以及与所述第三丝杆连接的第三电机；所述第二丝杆通过第二滑块与所述第三导轨连接，所述吸取扣合机构安装在所述第三丝杆上。

3.根据权利要求2所述的电池保持架扣合装置，其特征在于，所述固定机构还包括固定座，所述第一滑台气缸安装在所述固定座上，所述支撑件安装在第一滑台气缸的滑台上。

4.根据权利要求3所述的电池保持架扣合装置，其特征在于，所述支撑件还包括连接部；所述连接部包括与滑台连接的竖块，以及与所述竖块垂直连接的横块；所述盖板顶块固定在所述横块上，所述第一导轨上与所述盖板顶块对应的一端设置有压紧电池的压板。

5.根据权利要求3所述的电池保持架扣合装置，其特征在于，所述Z字型条块的数量为两个，两个Z字型条块对称设置在所述第一滑台气缸的滑台上。

6.根据权利要求2所述的电池保持架扣合装置，其特征在于，所述第一导轨、所述第二导轨和所述第三导轨两两相互垂直。

7.根据权利要求1所述的电池保持架扣合装置，其特征在于，所述第三导轨的下端安装有料盘移动机构，所述料盘移动机构包括第二滑台气缸、安装板和吸盘；所述安装板固定在所述第二滑台气缸的滑台上，所述吸盘安装在所述安装板的底部。

8.根据权利要求7所述的电池保持架扣合装置，其特征在于，所述吸盘为真空吸盘，所述安装板底部的四角上均安装有所述真空吸盘。

9.一种电芯入壳前处理系统，其特征在于，包括中间转盘，所述中间转盘沿其周向边缘均匀设置有若干用于固定电芯的电芯夹具，所述电芯夹具的旁侧依次分别对应设置有上料装置、第一保持架扣合装置、第一极耳折痕装置、第二保持架扣合装置、第二极耳折痕装置和导正装置，所述第一保持架扣合装置为权利要求1至4、6至8中任一项所述的且所述支撑件包括盖板顶块的电池保持架扣合装置，所述第二保持架扣合装置为权利要求1至3、5至8中任一项所述的且所述支撑件包括Z字型条块的电池保持架扣合装置。

10.根据权利要求9所述的电芯入壳前处理系统，其特征在于，所述电芯夹具包括夹具底座、七字型固定杆、有杆气缸和上夹板；所述夹具底座固定所述中间转盘上，所述七字型固定杆的一端固定在所述中间转盘上、另一端与述有杆气缸的缸筒连接，所述有杆气缸的活塞杆连接所述上夹板，所述上夹板位于所述夹具底座的正上方。

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