CN107507997A - 圆柱电芯激光剥皮机 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的圆柱电芯激光剥皮机，采用精准定位机构定位电芯位置，转轴式剥除电池外皮，高精度的激光切割，快速精准的剥离方式，全过程实现自动化生产，有效的解决了过去人工作业效率低、报废率高、容易发生安全隐患的问题，同时提高了工作效率并降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及到汽车动力电池技术领域，特别是涉及到一种圆柱电芯激光剥皮机。
背景技术
随着社会的发展，人们的环境保护意识越来越高。新能源汽车的需求不断增长，电芯作为汽车动力的电储能元件被广泛使用。电池生产也从原来的手工生产，半自动化生产，逐渐发展到了现在的全自动化生产。
CN201710126077.7公开了一种磁吸旋转式锂电池电芯剥皮机，包括输送单元，所述运输单元包括有第一电机、输出轴、主动轮、运输带、从动轮，所述第一电机连接了输出轴的一端，所述输出轴的另一端连接了主动轮，所述主动轮的外部连接有运输带，所述运输带水平设置，所述运输带的右侧设置有从动轮。
然而该电池电芯剥皮机对电芯的定位精度较差，剥皮效果差。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种圆柱电芯激光剥皮机，解决当前圆柱电芯激光剥皮机定位不准，剥皮效果差的问题。
本发明提出了一种圆柱电芯激光剥皮机，包括主轴机构、激光切割机构和剥离机构；
所述主轴机构包括主轴框架、六分度料盘、凸轮定位机构、剥离夹紧机构、第一动力马达；
所述剥离机构包括夹紧气缸、剥离气缸、剥离手指；
所述六分度料盘、凸轮定位机构、剥离夹紧机构安装于所述主轴框架上；
所述主轴机构，电芯落入所述六分度料盘后，所述第一动力马达带动主轴框架转动，所述电芯跟随旋转到第一指定角度，通过所述凸轮定位机构调整所述电芯的位置，并继续旋转至第二指定角度；所述激光切割机构在所述电芯的外皮上切割一条或多于一条的分割切口；
所述主轴框架继续旋转至第三指定角度，通过所述剥离夹紧机构夹紧所述电芯，对所述电芯再次定位；
所述剥离机构通过所述剥离气缸驱使所述剥离手指移动到所述分割切口处，并插入所述分割切口指定距离，通过所述夹紧气缸和剥离气缸使所述剥离手指抓紧所述电芯外皮；所述主轴框架继续转动，使电芯外皮脱离电芯。
优选地，所述主轴机构还包括接近感应器、二次定位机构；
当所述接近感应器感应到有电芯接近主轴机构时，通过所述二次定位机构调节所述六分度料盘的位置。
优选地，还包括进料机构，所述进料机构包括导流槽、分料机构、动力电机、入料初定位机构；
所述分料机构连接所述导流槽，所述入料初定位机构连接于所述的导流槽的末端；
所述动力电机带动所述导流槽皮带转动带动电芯往前移动，当电芯移动到所述的分料机构，该机构将电芯分成5个一组，待扫码，电芯扫码后所述导流槽皮带将其运输至所述的入料初定位机构里，所述入料初定位机构将电芯移入到所述六分度料盘并初定位。
优选地，还包括扫码机构，所述扫码机构包括扫码仪、光源；
所述分料机构上方还安装有所述扫码仪和光源，所述光源照亮所述电芯上的标识码，并通过所述扫码仪扫描所述标识码。
优选地，还包括自动上料机构，所述自动上料包括抓取机械手、取料气缸、提升气缸、移动模组、拖链机构；
通过所述取料气缸控制所述抓取机械手夹住电芯；
通过所述提升气缸提升所述抓取机械手至拖链机构；
所述的移动模组拖动所述的拖链机构，将电芯移到所述进料机构的导流槽入口，所述抓取机械手松开，将电芯放入到所述导流槽里。
优选地，还包括出料机构，所述出料机构包括推料气缸、出料流道、第二动力马达、流道皮带；
电芯外皮脱离电芯后，顺着主轴框架的转动，落到出料流道里；
所述推料气缸推动电芯往前移动，使电芯移动到所述流道皮带上；
在所述第二动力马达的驱动下，所述流道皮带带动电芯运动。
优选地，在出料流道入口处设置导向磁体，在导向磁体的作用下，电芯顺着出料流道方向移动。
优选地，所述激光切割机构包括激光主机、激光头、支撑架、调节机构；
所述激光头安装于所述激光主机上；
所述支撑架固定所述激光主机的位置；
所述支撑架还附设有所述调节机构，所述调节机构用于调节所述激光主机的位置。
优选地，所述剥离机构还包括旋转气缸、移皮手指；
所述旋转气缸带动移皮手指移动到所述电芯外皮处，所述移皮手指夹住所述电芯外皮，所述旋转气缸带动移皮手指移动指定角度，松开所述移皮手指，电芯外皮掉入废料箱中。
优选地，所述出料机构还包括分料气缸、对射光电感应器；
所述对射光电感应器检测所述流道皮带上电芯的个数，当达到指定个数时，分料气缸阻挡电芯继续运动。
本发明提供的圆柱电芯激光剥皮机，采用精准定位机构定位电芯位置，转轴式剥除电池外皮，高精度的激光切割，快速精准的剥离方式，全过程实现自动化生产，有效的解决了过去人工作业效率低、报废率高、容易发生安全隐患的问题，同时提高了工作效率并降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明圆柱电芯激光剥皮机一实施例的结构示意图；
图2为一实施例主轴结构的结构示意图；
图3为一实施例进料机构及扫描机构的结构示意图；
图4为一实施例进料机构及自动上料机构的结构示意图；
图5为一实施例剥离机构的结构示意图；
图6为一实施例激光切割机构的结构示意图；
图7为一实施例出料机构的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
参照图1-7，本发明实施例提出了一种圆柱电芯激光剥皮机，包括主轴机构4、激光切割机构5和剥离机构6；
所述主轴机构4包括主轴框架、六分度料盘43、凸轮定位机构44、剥离夹紧机构45、第一动力马达46；
所述剥离机构6包括夹紧气缸66、剥离气缸67、剥离手指65；
所述六分度料盘43、凸轮定位机构44、剥离夹紧机构45安装于所述主轴框架上；
所述主轴机构4，用于电芯落入所述六分度料盘43后，所述第一动力马达46带动主轴框架转动，所述电芯跟随旋转到第一指定角度，通过所述凸轮定位机构44调整所述电芯的位置，并继续旋转至第二指定角度；所述激光切割机构5在所述电芯的外皮上切割一条或多于一条的分割切口；
所述主轴框架继续旋转至第三指定角度，通过所述剥离夹紧机构45夹紧所述电芯，对所述电芯再次定位；
所述剥离机构6通过所述剥离气缸67驱使所述剥离手指65移动到所述分割切口处，并插入所述分割切口指定距离，通过所述夹紧气缸66和剥离气缸67使所述剥离手指65抓紧所述电芯外皮；所述主轴框架继续转动，使电芯外皮脱离电芯。
本实施例中，如图2所示，电芯进入主轴机构4的六分度料盘43后，随着主轴的转动10度左右时，由凸轮定位机构44对电芯精确定位。电芯继续随主轴旋转至正上位(90度)，激光切割机构5在电芯上端处皮切割一条或二条线。主轴旋转60度，第一夹紧气缸47驱动剥离夹紧机构45夹紧六分度料盘43内的电芯，对其再次定位。
剥离气缸67驱使剥离手指65移动到分割切口处，并插入切口8mm左右，夹紧气缸47和剥离气缸67一起动作，将剥离手指65牢牢的抓住电芯绝缘皮。主轴再转动，使电芯绝缘皮完全脱离电芯。当主轴转到110度时剥离气缸67停止动作。
圆柱电芯激光剥皮机还包括自动上料机构1、进料机构2、出料机构7、机架8。
可选的，所述主轴机构4还包括接近感应器、二次定位机构41；
当所述接近感应器感应到有电芯接近主轴机构4时，通过所述二次定位机构41调节所述六分度料盘43的位置。
本实施例中，主轴机构4还包括调校轮42、接近感应器、二次定位机构41、主墙板48。主墙板48用于固定主轴机构4的其他部件，起支撑作用。主墙板48安装于机架8上。
调校轮42用于调节六分度料盘43的位置，使六分度料盘43可适用于不同型号大小的电池电芯。当所述接近感应器感应到有电芯接近主轴机构4时，通过所述二次定位机构41调节所述六分度料盘43的位置，使得电芯能准确地落入六分度料盘43中。
可选的，参照图3和图4，还包括进料机构2，所述进料机构2包括导流槽24、分料机构、动力电机22、入料初定位机构；
所述分料机构连接所述导流槽24，所述入料初定位机构连接于所述导流槽24的末端；
所述导流槽24内设置有移动皮带，所述动力电机22带动所述移动皮带转动，使电芯往前移动；
电芯流经所述分料机构后，进入所述入料初定位机构；
所述入料初定位机构将电芯移入到所述六分度料盘并初定位。本实施例中，进料机构2包括导流槽24、分料机构、动力电机22、入料初定位机构。分料机构连接所述导流槽24，入料初定位机构连接于所述的导流槽24的末端。
动力电机22带动所述移动皮带转动带动电芯往前移动，当电芯移动到所述的分料机构，该机构将电芯分成5个一组，待扫码，电芯扫码后所述移动皮带将其运输至所述的入料初定位机构里，所述入料初定位机构将电芯移入到所述六分度料盘43并初定位。
可选的，还包括扫码机构，所述扫码机构包括扫码仪32、光源31；
所述分料机构21上方还安装有所述扫码仪32和光源31，所述光源31照亮所述电芯上的标识码，并通过所述扫码仪32扫描所述标识码。
本实施例中，当进料机构2运载电芯前行，设置于分料机构上的扫描机构3对电芯进行扫码。每个电芯都有其标识码。分料机构21利用光传感装置获知有电芯经过时，按5个为一组分在扫码位置上，扫码仪32开始扫码，扫码完后气缸放行，电芯继续在导流槽24中移动。
可选的，还包括自动上料机构1，所述自动上料包括抓取机械手13、取料气缸12、提升气缸11；
通过所述取料气缸12控制所述抓取机械手13夹住电芯；
通过所述提升气缸11提升所述抓取机械手13至拖链机构；
所述的移动模组26拖动所述的拖链机构27，将电芯移到所述进料机构的导流槽入口，所述抓取机械手松开，将电芯放入到所述导流槽24里。本实施例中，分选机选好电芯，将电芯有序的排放在固定的流道里。通过位置感应器告知自动上料机构1。自动上料机构1得知信号后，移动马达25转动驱使滚珠丝杠按设定的方位移动到指定位置，提升气缸11下降到取料位，取料气缸12上所带动的10个取料轴上的强力磁铁将10颗电芯吸住，提升气缸11上升到原先位置。移动马达25转动，驱使滚珠丝杆按设定的位置将电芯移动到进料机构2入口。取完料后，提升气缸11和取料气缸12同时回到原先位置，等待执行下次取料任务。
自动上料机构1通过支架23固定于机架8上。
可选的，参照图7，还包括出料机构7，所述出料机构7包括推料气缸71、出料流道72、第二动力马达73、流道皮带；
电芯外皮脱离电芯后，顺着主轴框架的转动，落到出料流道72里；
所述推料气缸71推动电芯往前移动，使电芯移动到所述流道皮带上；
在所述第二动力马达的驱动下，所述流道皮带带动电芯运动。
本实施例中，出料机构7包括推料气缸71、出料流道72、第二动力马达73、流道皮带。电芯外皮脱离电芯后，顺着主轴框架的转动，落到出料流道72里。所述推料气缸71推动电芯往前移动，使电芯移动到所述流道皮带上。在所述第二动力马达73的驱动下，所述流道皮带带动电芯运动。出料机构7将剥好皮的电芯收集起来。
可选的，在出料流道入口处设置导向磁体，在导向磁体的作用下，电芯顺着出料流道方向移动。
本实施例中，电芯剥完皮后顺着转轴到出料流道里，在出料流道入口处引料板里磁铁的作用下，电芯自动顺着流道方向，推料气缸动作驱使电芯往前移动。出料流道采用的都是绝缘材料，防止电芯发生短路。
可选的，参照图6，所述激光切割机构5包括激光主机52、激光头51、支撑架55、调节机构54；
所述激光头51安装于所述激光主机52上；
所述支撑架55固定所述激光主机52的位置；
所述支撑架55还附设有所述调节机构54，所述调节机构54用于调节所述激光主机52的位置。
本实例中，激光切割机构5包括激光主机52、激光头51、支撑架55、调节机构54、排烟管53。激光头51安装于所述激光主机52上。支撑架55固定所述激光主机52的位置。支撑架55还附设有所述调节机构54。调节机构54用于调节所述激光主机52的位置。激光头51为主要的工作部件，其产生高强度的激光，精准切开电芯的外皮。
可选的，如图5所示，所述剥离机构6还包括旋转气缸62、移皮手指63；
所述旋转气缸62带动移皮手指63移动到所述电芯外皮处，所述移皮手指63夹住所述电芯外皮，所述旋转气缸62带动移皮手指63移动指定角度，松开所述移皮手指63，电芯外皮掉入废料箱中。
本实施例中，在外皮与电芯分离后，还需要将外皮移走，以免影响后续的剥皮操作。将剥离掉外皮移出被剥离位置。移皮手指63夹住绝缘皮，旋转气缸62动作，将绝缘皮旋转180度，旋转气缸62动作进行下一循环动作，移皮手指63放掉绝缘皮后，恢复到原先位置。旋转气缸62也恢复到原先位置，等待下一循环动作。最终，绝缘皮顺着漏斗掉到废料箱里。
剥离机构6通过支架64固定于机架8上。
可选的，所述出料机构7还包括分料气缸74、对射光电感应器；
所述对射光电感应器检测所述流道皮带上电芯的个数，当达到指定个数时，分料气缸74阻挡电芯继续运动。
本实施例中，推料气缸71动作驱使电芯往前移动，电芯移动到流道皮带时，在流道马达转动的驱动下，流道皮带转动带动电芯前移，分料气缸74得知到设定的数量后动作，将后面来料阻挡，阻止前端电芯外溢。
本发明提供的圆柱电芯激光剥皮机，采用精准定位机构定位电芯位置，转轴式剥除电池外皮，高精度的激光切割，快速精准的剥离方式，全过程实现自动化生产，有效的解决了过去人工作业效率低、报废率高、容易发生安全隐患的问题，同时提高了工作效率并降低了生产成本。经统计，原来采用人工作业的方式，处理效率为400个/H/人，报废率2％，且时常有人被割伤。采用本申请的圆柱电芯激光剥皮机后，处理效率为1200个/H/台，报废率0.1％。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种圆柱电芯激光剥皮机，其特征在于，包括主轴机构、激光切割机构和剥离机构；
所述主轴机构包括主轴框架、六分度料盘、凸轮定位机构、剥离夹紧机构、第一动力马达；
所述剥离机构包括夹紧气缸、剥离气缸、剥离手指；
所述六分度料盘、凸轮定位机构、剥离夹紧机构安装于所述主轴框架上；
所述主轴机构，用于电芯落入所述六分度料盘后，所述第一动力马达带动主轴框架转动，所述电芯跟随旋转到第一指定角度，通过所述凸轮定位机构调整所述电芯的位置，并继续旋转至第二指定角度；所述激光切割机构在所述电芯的外皮上切割一条或多于一条的分割切口；所述主轴框架继续旋转至第三指定角度，通过所述剥离夹紧机构夹紧所述电芯，对所述电芯再次定位；
所述剥离机构，通过所述剥离气缸驱使所述剥离手指移动到所述分割切口处，并插入所述分割切口指定距离，通过所述夹紧气缸和剥离气缸使所述剥离手指抓紧所述电芯外皮；所述主轴框架继续转动，使电芯外皮脱离电芯。
2.根据权利要求1所述的圆柱电芯激光剥皮机，其特征在于，所述主轴机构还包括接近感应器、二次定位机构；
当所述接近感应器感应到有电芯接近主轴机构时，通过所述二次定位机构调节所述六分度料盘的位置。
3.根据权利要求1所述的圆柱电芯激光剥皮机，其特征在于，还包括进料机构，所述进料机构包括导流槽、分料机构、动力电机、入料初定位机构；
所述分料机构连接所述导流槽，所述入料初定位机构连接于所述导流槽的末端；
所述导流槽内设置有移动皮带，所述动力电机带动所述移动皮带转动，使电芯往前移动；
电芯流经所述分料机构后，进入所述入料初定位机构；
所述入料初定位机构将电芯移入到所述六分度料盘并初定位。
4.根据权利要求3所述的圆柱电芯激光剥皮机，其特征在于，还包括扫码机构，所述扫码机构包括扫码仪、光源；
所述分料机构上方还安装有所述扫码仪和光源，所述光源照亮所述电芯上的标识码，并通过所述扫码仪扫描所述标识码。
5.根据权利要求3所述的圆柱电芯激光剥皮机，其特征在于，还包括自动上料机构，所述自动上料包括抓取机械手、取料气缸、提升气缸、拖链机构、移动模组；
通过所述取料气缸控制所述抓取机械手夹住电芯；
通过所述提升气缸提升所述抓取机械手至拖链机构；
所述移动模组拖动所述拖链机构，将电芯移到所述进料机构的导流槽入口，所述抓取机械手松开，将电芯放入到所述导流槽里。
6.根据权利要求1所述的圆柱电芯激光剥皮机，其特征在于，还包括出料机构，所述出料机构包括推料气缸、出料流道、第二动力马达、流道皮带；
电芯外皮脱离电芯后，顺着主轴框架的转动，落到出料流道里；
所述推料气缸推动电芯往前移动，使电芯移动到所述流道皮带上；
在所述第二动力马达的驱动下，所述流道皮带带动电芯运动。
7.根据权利要求6所述的圆柱电芯激光剥皮机，其特征在于，在出料流道入口处设置导向磁体，在导向磁体的作用下，电芯顺着出料流道方向移动。
8.根据权利要求1所述的圆柱电芯激光剥皮机，其特征在于，所述激光切割机构包括激光主机、激光头、支撑架、调节机构；
所述激光头安装于所述激光主机上；
所述支撑架固定所述激光主机的位置；
所述支撑架还附设有所述调节机构，所述调节机构用于调节所述激光主机的位置。
9.根据权利要求1所述的圆柱电芯激光剥皮机，其特征在于，所述剥离机构还包括旋转气缸、移皮手指；
所述旋转气缸带动移皮手指移动到所述电芯外皮处，所述移皮手指夹住所述电芯外皮，所述旋转气缸带动移皮手指移动指定角度，松开所述移皮手指，电芯外皮掉入废料箱中。
10.根据权利要求6所述的圆柱电芯激光剥皮机，其特征在于，所述出料机构还包括分料气缸、对射光电感应器；
所述对射光电感应器，用于检测所述流道皮带上电芯的个数，当达到指定个数时，分料气缸阻挡电芯继续运动。
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