发明内容
本发明的目的在于提供一种用于汽车动力电池的电芯入壳装置,以解决现有技术中存在的电芯在装入电池壳时表面容易刮损,装配效率较低,生产成本过高的技术问题。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种用于汽车动力电池的电芯入壳装置,包括:
基板,其具有相互垂直的一横向和一纵向;
支撑立板,固定设置在所述基板上,所述支撑立板包括相对的第一侧和第二侧,所述支撑立板具有贯穿所述第一侧表面和所述第二侧表面的通槽;
放置平台,用于放置连接有电池盖板的电芯,所述放置平台支撑在所述基板上且位于所述支撑立板的所述第一侧,所述放置平台的一端经所述通槽延伸至所述第二侧之外;
外壳定位装置,用于固定电池壳可且使电池壳以该电池壳的开口朝向电芯的方式与所述电芯并排设置,所述外壳定位装置位于所述支撑立板的第二侧;
电芯顶推装置,用于顶推放置在所述放置平台上的电池盖板以使电芯沿平行于所述横向的第一方向移入所述电池壳内;
导向装置,包括滑动设置在所述通槽内且位于所述放置平台上方的导向板和使所述导向板相对所述支撑立板升降移动的导向板升降机构,所述导向板的底部具有供所述电芯穿过的导向缺口,所述导向板升降机构设置在所述支撑立板第一侧上;
上吸附组件,包括用于与所述电池壳的上壳接触的上吸盘和使所述上吸盘相对所述支撑立板升降移动的上吸盘动力件;
下吸附组件,包括用于与所述电池壳的下壳接触的下吸盘和使所述下吸盘相对所述支撑立板升降移动的下吸盘动力件。
进一步地,所述外壳定位装置包括平移机构和压合机构;
所述平移机构包括滑设在所述基板上的滑动座、使所述滑动座在所述第一方向上相对所述基板移动的滑动座动力件和用于放置电池壳的载盘,所述载盘固定在所述滑动座上;所述载盘具有位于其靠近所述支撑立板的一侧且用于与所述电池壳的下壳开口边缘抵接的下限位部;所述下吸附组件固定连接于所述滑动座,所述载盘的底面开设有供所述下吸盘穿出的安装槽;
压合机构包括滑设在所述支撑立板的所述第二侧上的压合板和使所述压合板相对所述支撑立板升降移动的压合板动力件,所述压合板的底部具有与所述下限位部对应且用于与所述电池壳的上壳开口边缘抵接的上限位部;所述上吸附组件固定连接在所述压合板的背对所述支撑立板的一侧上;
所述平移机构还包括设置在所述载盘内的推块和使所述推块沿与所述第一方向相反的方向顶推所述电池壳的推块动力件,所述推块动力件固定在所述滑动座上。
进一步地,所述电芯顶推装置包括滑动设置在所述基板上的顶推支架、使所述顶推支架沿所述第一方向移动的顶推驱动组件以及安装在所述顶推支架上且用于与所述电池盖板抵顶的推板。
进一步地,所述顶推驱动组件包括传动丝杠、螺纹连接在所述传动丝杠上的螺母座和使所述传动丝杠转动的丝杠动力件;所述顶推支架与所述螺母座连接固定。
进一步地,所述丝杠动力件为伺服电机。
进一步地,所述顶推支架与所述推板之间设置有压力传感器。
进一步地,所述导向缺口的各侧壁上均具有一导向斜面,导向斜面从导向板的背离支撑立板的一侧表面向与该侧表面相对的另一侧表面且向内倾斜延伸。
进一步地,还包括设置在所述放置平台上的电芯定位机构,所述电芯定位机构包括在所述纵向的中线上对称设置的一对整形组件,每个整形组件均包括顶板和使所述顶板沿平行于所述纵向的方向移动的顶板动力件。
进一步地,所述放置平台通过平台升降动力件支撑在所述基板上,所述平台升降动力件能够使所述放置平台相对所述基板升降移动。
进一步地,所述导向板为陶瓷导向板。
与现有技术对比,本发明提供的电芯入壳装置,包括基板、支撑立板、放置平台、外壳定位装置、电芯顶推装置、导向装置、上吸附组件以及下吸附组件,外壳定位装置对电池壳进行定位和固定,上吸附组件和下吸附组件分别将外壳的上壳和下壳向外侧拉动,使得电池壳的开口被拉大,电芯顶推装置将位于放置平台上的电芯经导向装置推入电池壳内,完成电芯的入壳,这样,能够在入壳时避免电芯表面的薄膜与电池壳的开口边缘剐蹭,方便电芯的入壳,可有效提高装配效率,降低成产成本。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述。
为叙述方便,下文中所称的“上”“下”与附图本身的上、下方向一致,但并不对本发明的结构起限定作用。
除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。
如图1至6所示,为本发明提供的一较佳实施例。
本实施例提供的用于汽车动力电池的电芯入壳装置100,包括基板10、支撑立板20、放置平台30、外壳定位装置40、电芯顶推装置50、导向装置60、上吸附组件71以及下吸附组件72。基板10具有相互垂直的一横向(图示中的X轴方向)和一纵向(图示中的Y轴方向);支撑立板20固定设置在基板10上,支撑立板20包括相对的第一侧20a和第二侧20b,支撑立板20具有贯穿第一侧20a表面和第二侧20b表面的通槽21;放置平台30用于放置连接有电池盖板(图未示)的电芯(图未示),放置平台30支撑在基板10上且位于支撑立板20的第一侧20a,放置平台30的一端经通槽21延伸至第二侧20b之外;外壳定位装置40用于固定电池壳(图未示)可且使电池壳以该电池壳的开口朝向电芯的方式与电芯并排设置,外壳定位装置40位于支撑立板20的第二侧20b;电芯顶推装置50用于顶推放置在放置平台30上的电池盖板以使电芯沿平行于横向的第一方向D1移入电池壳内;导向装置60包括滑动设置在通槽21内且位于放置平台30上方的导向板61和使导向板61相对支撑立板20升降移动的导向板升降机构62,导向板61的底部具有供电芯穿过的导向缺口63,导向板升降机构62设置在支撑立板20第一侧20a上;上吸附组件71包括用于与电池壳的上壳接触的上吸盘711和使上吸盘711相对支撑立板20升降移动的上吸盘动力件712;下吸附组件72包括用于与电池壳的下壳接触的下吸盘721和使下吸盘721相对支撑立板20升降移动的下吸盘动力件722。
上述的电芯入壳装置100,包括基板10、支撑立板20、放置平台30、外壳定位装置40、电芯顶推装置50、导向装置60、上吸附组件71以及下吸附组件72,外壳定位装置40对电池壳进行定位和固定,上吸附组件71和下吸附组件72分别将外壳的上壳和下壳向外侧拉动,使得电池壳的开口被拉大,电芯顶推装置50将位于放置平台30上的电芯经导向装置60推入电池壳内,完成电芯的入壳,这样,能够在入壳时避免电芯表面的薄膜与电池壳的开口边缘剐蹭,方便电芯的入壳,可有效提高装配效率,降低成产成本。
参见图1至3,本实施例的电芯入壳装置100,应用于方形动力电池,电池主要由电池盖板、电芯和电池壳,电池壳包括上壳和下壳。电芯入壳装置100包括基板10、支撑立板20、放置平台30、电芯顶推装置50、导向装置60、外壳定位装置40、上吸附组件71以及下吸附组件72。
参见图1至3,基板10,大致为方形,具有相互垂直的一横向(图示中的X轴方向)和一纵向(图示中的Y轴方向),基板10用于安装上述部件并对上述部件支撑。
参见图1至3,支撑立板20,直立于基板10上并与基板10连接固定,在本实施例中,支撑立板20与横向基本垂直,支撑立板20包括相对的第一侧20a和第二侧20b,支撑立板20具有贯穿第一侧20a表面和第二侧20b表面的通槽21。
参见图1至3,放置平台30,用于放置连接有电池盖板的电芯,放置平台30支撑在基板10上且位于支撑立板20的第一侧20a,放置平台30的一端经通槽21延伸至该支撑立板20的第二侧20b之外。在本实施例中,连接有电池盖板的电芯以其前端(即与连接有电池盖板的一端相对的另一端)朝向支撑立板20的方式放置在放置平台30上,放置平台30通过平台升降动力件31支撑在基板10上,平台升降动力件31能够使放置平台30相对基板10升降移动(图示中的Z轴方向上移动),平台升降动力件31为但不局限于气缸,值得一提的是,由于电池盖板的尺寸要略大于电芯,为避免入壳时电池盖板受到阻碍,卡滞,采用可升降式的放置平台30,在电芯的前端部分进入电池壳后,平台升降动力件31驱动放置平台30向下移动,使得的电芯的后端相对电芯前端向下移动,这样,电池盖板的上端高度下降,以便电池盖板穿过导向缺口63,且避免电池盖板与导向板61的摩擦。
参见图1至3,电芯顶推装置50,用于顶推放置在放置平台30上的电池盖板以使电芯沿平行于横向的第一方向D1(图示中的D1方向)移入位于支撑立板20第二侧20b的电池壳内。在本实施例中,电芯顶推装置50包括滑动设置在基板10上的顶推支架51、使顶推支架51沿第一方向D1移动的顶推驱动组件52以及安装在顶推支架51上且用于与电池盖板抵顶的推板53,推板53的高度略高于放置平台30,且在其水平移动时能将放置平台30上的电池盖板及电芯沿第一方向D1移动。容易理解的是,顶推驱动组件52驱动顶推支架51移动,从而通过推板53推顶电池盖板以使电池盖板和电芯移动。
具体地,顶推驱动组件52包括传动丝杠521、螺纹连接在传动丝杠521上的螺母座522和使传动丝杠521转动的丝杠动力件523,传动丝杠521的两端通过轴承座支撑在基板10与顶推支架51之间,顶推支架51与螺母座522连接固定,丝杠动力件523为但不局限于伺服电机,可以理解的是,采用伺服电机驱动丝杠将连接有电池盖板的电芯推入电池壳,可确保入壳推顶以及入壳速度满足需求,入壳速度平稳。
作为进一步地优化,顶推支架51与推板53之间设置有压力传感器54,这样,入壳过程全程压力监控,确保入壳过程中压力不超标,通过压力传感器54全程监控入壳过程中是电芯是否损伤。
参见图1至3,本实施例的电芯入壳装置100还包括设置在放置平台30上的电芯定位机构32,电芯定位机构32包括在纵向的中线上对称设置的一对整形组件33,每个整形组件33均包括顶板331和使顶板331沿平行于纵向的方向移动的顶板动力件332,顶板动力件332为但不局限于气缸,通过两侧的顶板动力件332使两个顶板331相向移动,从而使连接有电池盖板的电芯位置居中,以便于电芯入壳。
在又一实施例中,也可以通过在电芯两侧设置侧板,在推入过程中保持电芯的位置居中。
参见图1至5,导向装置60,包括滑动设置在支撑立板20的通槽21内且位于放置平台30上方的导向板61和使导向板61相对支撑立板20升降移动的导向板升降机构62,导向板61的底部具有供电芯穿过的导向缺口63,导向板升降机构62设置在支撑立板20第一侧20a上。在本实施例中,导向板升降机构62包括固设安装在支撑立板20第一侧20a上的且沿上下方向(图示中Z轴方向)延伸的导轨621、滑设在导轨621上的导向安装板622和与导向安装板622连接的导向板升降动力件623,导向板升降动力件623为但不局限于气缸,导向板升降动力件623固定安装在支撑立板20第一侧20a且位于导向安装板622上方,导向板61固定连接于导向安装板622,导向板61为但不局限于陶瓷导向板61,这样,在电芯顶推装置50将电芯推入导向板61的导向缺口63内后,通过导向板61对电芯移动进行导向。值得一提的是,由于电芯具有一定的膨胀性,在导向板61下移后,导向缺口63的内壁与电芯接触,并对电芯表面抵压,在电芯的入壳移动过程中,借由导向板61对电芯的挤压,进而使电芯的断面尺寸保持均一,以便于电芯的入壳。
具体地,导向缺口63的各侧壁上均具有一导向斜面63a,导向斜面63a从导向板61的背离支撑立板20的一侧表面向与该侧表面相对的另一侧表面且向内(即向该导向缺口63的中央)倾斜延伸,这样,通过在导向缺口63的内壁上形成导向斜面63a,且表面平顺,电芯导入过程中不会对电芯造成任何损伤。
参见图1、4至6,外壳定位装置40,用于固定电池壳可且使电池壳以该电池壳的开口朝向电芯的方式与放置在放置平台30上的电芯并排设置,外壳定位装置40位于支撑立板20的第二侧20b的一侧。在本实施例中,外壳定位装置40包括设置在基板10上的平移机构41和设置在支撑立板20上的压合机构42。平移机构41包括滑动座411、滑动座动力件412、载盘413、推块414和推块动力件415,滑动座411滑设在基板10上,且在第一方向D1上与放置平台30并排设置,滑动座动力件412能够使滑动座411在第一方向D1上相对基板10移动,滑动座动力件412为但不局限于气缸,载盘413固定在滑动座411上并用于放置电池壳,推块414设置在载盘413内,推块动力件415为但不局限于气缸,推块动力件415固定在滑动座411上,并能够使推块414沿与第一方向D1相反的方向顶推电池壳的闭合端。载盘413具有位于其靠近支撑立板20的一侧且用于与电池壳的下壳开口边缘抵接的下限位部416,以限制电池壳的下壳向支撑立板20移动。压合机构42包括滑设在支撑立板20的第二侧20b上的压合板421和使压合板421相对支撑立板20升降移动的压合板动力件422,压合板动力件422为但不局限于气缸,压合板动力件422固定安装在支撑立板20第二侧20b且位于压合板421上方,压合板421的底部具有与下限位部416对应且用于与电池壳的上壳开口边缘抵接的上限位部423,以限制电池壳的上壳向支撑立板20移动。值得一提的是,电池壳由机械手放入载盘413后,然后滑动座动力件412将载盘413送入入壳工位(即压合板421的正下方)。到位以后,压合板动力件422将压合板421下压,实现压合板421与载盘413的合模(即上限位部423与下限位部416对接),合模以后,推块动力件415将电池壳完全压入在平移机构41与压合机构42之间,这样,可对电池壳进行定位和固定,以提高电芯入壳效率。
具体地,下限位部416具有一下凹部416a,上限位部423具有一上凹部423a,下限位部416的下凹部416a与上限位部423的上凹部423a围合形成供电芯以及电池盖板穿过的凹口。下限位部416与载盘413的底部之间形成具有预设斜度的下导向结构416b,上限位部423与压合板421的底部之间形成具有预设斜度的上导向结构423b,这样,在推块动力件415驱动推块414推顶电池壳,电池壳上、下导向结构423b、416b后位置居中,并与电芯对齐。
参见图4至6,上吸附组件71,包括用于与电池壳的上壳接触的上吸盘711和使上吸盘711相对支撑立板20升降移动的上吸盘动力件712。下吸附组件72,包括用于与电池壳的下壳接触的下吸盘721和使下吸盘721相对支撑立板20升降移动的下吸盘动力件722。在本实施例中,上吸附组件71固定连接在压合板421的背对支撑立板20的一侧上,下吸附组件72固定连接于滑动座411,载盘413的底面开设有供下吸盘721穿出的安装槽417,上吸盘动力件712、下吸盘动力件722均为但不局限于气缸。这样,在电芯推入前,驱动上吸盘711下降以吸住处入壳工位中电池壳上壳的上表面(该上表面为方形电池的面积最大的一侧表面),同时上升下吸盘721吸住处入壳工位中电池壳下壳的下表面(该下表面为方形电池的面积最大的另一侧表面),然后,分别驱动上、下吸盘动力件712、722以将上壳和下壳的开口处拉开预设距离,上、下限位部423、416将电池壳壳全遮挡,在保证电芯入壳的情况下,避免电芯与电池壳壳口刮蹭,以保证电芯上的聚脂薄膜不会被刮损,同时入壳方向有电芯导向倒角,方便入壳。
本实施例的电芯入壳装置100,在保证电芯平稳入壳的同时,全程对入壳压力监控,并通过各种辅助动作以及高精度高光洁度的陶瓷导向块,入壳过程100%不挂上聚脂薄膜,同时避免二次污染电芯以及顶盖。此外,整个装置自身以支撑立板20为基准,保证所有导向块的相对位置精度,拼装方便,调试简单。在保证入壳效果的情况下,整个机构模块化,兼容性高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。