CN107819146A - 一种磁吸式电芯入壳装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁吸式电芯入壳装置，包括基准支架，所述基准支架上设置有用于输送电芯的来料输送组件，用于使电芯竖立分料的旋转分料组件，用于使电芯分距排开的分距输送组件，用于使电芯按预设间距排开的变节距组件，用于控制电芯上升和下降至预设位置及防止电芯位移的挡料组件和用于装配电芯的取料入壳组件，所述来料输送组件与分距输送组件通过旋转分料组件转角连接；所述变节距组件安装于分距输送组件的一侧，所述挡料组件和取料入壳组件安装于分距输送组件的另一侧，所述挡料组件设置于分距输送组件与取料入壳组件之间，本装置能自动完成电芯的装配工作，提高了产品质量及工作效率，极大的降低了劳动力，进而降低了生产成本。

Description

一种磁吸式电芯入壳装置

技术领域

本发明涉及电池生产制造技术领域，特别涉及一种磁吸式电芯入壳装置。

背景技术

现阶段在锂电池电芯装配成PACK模块工艺过程中，锂电池电芯的装配一直是一个难点问题，绝大部分的企业在面对这一工艺时采取的方法为人工操作入电芯，这样的方法不仅增加了大量的劳动力成本，而且在人工操作入电芯的过程中，容易因人为失误造成PACK模块电芯漏装、正负极性错装的情况，并且严重影响了产品的一致性，对后续电池正负极清洗、载流片焊接等工序合格率有一定影响。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种磁吸式电芯入壳装置，能自动完成电芯的装配工作，提高了生产效率和质量，节省了生产成本。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种磁吸式电芯入壳装置，包括基准支架，所述基准支架上设置有用于输送电芯的来料输送组件，用于使电芯竖立分料的旋转分料组件，用于使电芯分距排开的分距输送组件，用于使电芯按预设间距排开的变节距组件，用于控制电芯上升和下降至预设位置及防止电芯位移的挡料组件和用于装配电芯的取料入壳组件，所述来料输送组件与分距输送组件通过旋转分料组件转角连接；所述变节距组件安装于分距输送组件的一侧，所述挡料组件和取料入壳组件安装于分距输送组件的另一侧，所述挡料组件设置于分距输送组件与取料入壳组件之间。

所述的磁吸式电芯入壳装置中，所述分距输送组件包括分距伺服电机、减速机、同步输送机构、用于增加电芯与同步输送机构的同步带之间的摩擦力的磁铁块、用于防止电芯滑落的定位前挡板和用于防止电芯多排并行的前挡板限位块，所述分距伺服电机与减速机同轴连接，减速机与同步输送机构连接，所述磁铁块通过磁铁安装架设置于同步输送机构的输送线的底部，所述定位前挡板设置于同步输送机构的外侧，所述前挡板限位块设置于定位前挡板上。

所述的磁吸式电芯入壳装置中，所述变节距组件包括变节距推动气缸、变节距板、节距夹爪、夹爪连接板、滑块、模组气缸和安装座，所述变距推动气缸设置于安装座上并与夹爪连接板连接，所述节距夹爪伸出夹爪连接板并安装在滑块上，各节距夹爪上均设置有凸轮随动器，所述凸轮随动器卡设于变节距板的直槽口内，变节距板的直槽口与变节距板的侧边之间具有预设夹度，所述变节距板的上方设有模组气缸安装板，所述模组气缸装设于模组气缸安装板上。

所述的磁吸式电芯入壳装置中，所述电芯挡料组件包括气缸支撑座、挡板升降气缸和内外电芯挡板，所述内外电芯挡板通过两边的导杆限制内外电芯挡板之间的最大间距，内外电芯挡板的内侧面设有成对弹簧凹槽，成对弹簧凹槽之间嵌有弹簧用于内外电芯挡板力度的自调节。

所述的磁吸式电芯入壳装置中，所述取料入壳组件包括伺服电机、支撑板、下压机构、分离气缸机构、电芯吸爪、电芯压杆和电芯入壳导向模，所述伺服电机与下压机构连接，所述电芯压杆通过压杆固定板与下压机构连接，所述电芯吸爪位于电芯压杆的下方及电芯入壳导向模的上方，所述电芯入壳导向模设置于支撑板的底部，所述电芯吸爪通过导向安装板与下压机构的下部连接，所述分离气缸机构安装于下压机构的下部，所述分离气缸机构的各个小气缸的末端均设置有磁铁棒，所述磁铁棒可穿过电芯吸爪的中部。

所述的磁吸式电芯入壳装置中，所述取料入壳组件还包括测力传感器、压力微调组件和压力传感器，所述测力传感器设置于压杆固定板上，所述压力微调组件设置于测力传感器的上方，所述压力传感器设置于下压机构的上部及伺服电机的一侧，所述下压机构的中部还设置有用于限制下压机构下降位置的光电限位传感器，所述下压机构上还设置有与光电限位传感器适配的感应片。

所述的磁吸式电芯入壳装置中，所述旋转分料组件包括旋转电机、行星减速机、联轴器、旋转分度轮和圆弧导向边，所述旋转电机与行星减速机同轴联接，所述旋转分度轮通过联轴器与行星减速机同轴联接，所述圆弧导向边设置于旋转分度轮的一侧，且与旋转分度轮设有预设间距。

所述的磁吸式电芯入壳装置中，所述来料输送组件包括来料输送电机、输送带、同步轮、导向板和张紧轮调节机构，所述来料输送电机设置于输送带的一侧，与同步轮同轴连接，所述导向板设置于输送带的两侧，所述张紧轮调节机构设置于输送带的底部，用于调节输送带的移动的速度。

一种上述的所述磁吸式电芯入壳装置的控制方法，包括如下步骤：

A、由来料输送组件将需要安装的电芯输送至旋转分料组件处；

B、由旋转分料组件根据单排电芯所需电芯的数量旋转相应角度，将电芯送入电芯分距输送组件中；

C、由电芯分距输送组件使电芯保持竖立，并使电芯行成单行排列输送；

D、由变节距组件将整排电芯根据预设距离进行等分距排列，并推送至挡料组件处；

E、由挡料组件将等分距后的电芯抬升预设高度至取料入壳组件的取料位置；

F、由取料入壳组件吸取电芯完成电芯的入壳装配。

所述磁吸式电芯入壳装置的控制方法中，所述步骤F包括：

F1、由取料入壳组件的将电芯移至电芯入壳导向模的上方，通过电芯压杆开始将电芯顺着电芯入壳导向模上的导向孔压入下支架。入壳到位后设置于支撑板上的光电限位传感器被感应片挡光，下压入壳停止并压杆开始回升，至此电池入下支架完成。

相较于现有技术，本发明提供的磁吸式电芯入壳装置，包括基准支架，所述基准支架上设置有用于输送电芯的来料输送组件，用于使电芯竖立分料的旋转分料组件，用于使电芯分距排开的分距输送组件，用于使电芯按预设间距排开的变节距组件，用于控制电芯上升和下降至预设位置及防止电芯位移的挡料组件和用于装配电芯的取料入壳组件，所述来料输送组件与分距输送组件通过旋转分料组件转角连接；所述变节距组件安装于分距输送组件的一侧，所述挡料组件和取料入壳组件安装于分距输送组件的另一侧，所述挡料组件设置于分距输送组件与取料入壳组件之间，通过所述的磁吸式电芯入壳装置能自动完成电芯的装配工作，提高了产品质量及工作效率，极大的降低了劳动力，进而降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明提供的磁吸式电芯入壳装置的结构示意图。

图2为本发明提供的磁吸式电芯入壳装置的分距输送组件的结构示意图。

图3为本发明提供的磁吸式电芯入壳装置的变节距组件的结构示意图。

图4为本发明提供的磁吸式电芯入壳装置的电芯挡料组件的结构示意图。

图5为本发明提供的磁吸式电芯入壳装置的取料入壳组件的结构示意图。

图6为本发明提供的磁吸式电芯入壳装置的旋转分料组件的结构示意图。

图7为本发明提供的磁吸式电芯入壳装置的来料输送组件的结构示意图。

具体实施方式

本发明针对现有电芯PACK模块装配工艺采取一种先进的磁吸排料入支架的方法解决了现阶段人工装配电芯所带来的缺陷，不仅减少大量的劳动力成本，同时也降低操作人员的劳动强度，提高了电芯PACK后的合格率和产品一致性，提高了生产效率和质量，节省了生产成本。

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至图7，本发明提供的磁吸式电芯入壳装置，包括基准支架1，所述基准支架1上设置有用于输送电芯的来料输送组件2，用于使电芯竖立分料的旋转分料组件3，用于使电芯分距排开的分距输送组件4，用于使电芯按预设间距排开的变节距组件5，用于控制电芯上升和下降至预设位置及防止电芯位移的挡料组件6和用于装配电芯的取料入壳组件7，所述来料输送组件2与分距输送组件4通过旋转分料组件3转角连接；所述变节距组件5安装于分距输送组件4的一侧，所述挡料组件6和取料入壳组件7安装于分距输送组件4的另一侧，所述挡料组件6设置于分距输送组件4与取料入壳组件7之间，通过所述的磁吸式电芯入壳装置可以实现自动化的电芯入壳装配，提升了产品质量，极大的提高了工作效率。

如图2所示，所述分距输送组件4包括分距伺服电机41、减速机42、同步输送机构43、用于增加电芯与同步输送机构43的同步带之间的摩擦力的磁铁块(图中未示出)、用于防止电芯滑落的定位前挡板44和用于防止电芯多排并行的前挡板限位块45，所述分距伺服电机41与减速机42同轴连接，减速机42与同步输送机构43连接，所述磁铁块通过磁铁安装架(图中未示出)设置于同步输送机构43的同步带的底部，通过所述磁铁对电芯的吸力，可以增大电芯在输送带22上的最大静摩擦力，进而防止电芯突然倾倒，所述定位前挡板44设置于同步输送机构43的外侧，以防止电芯从同步带上滑落，所述前挡板限位块45设置于定位前挡板44上，具体的，所述前挡板限位块45设置于定位前挡板44的近前端部分。

请继续参阅图3，所述变节距组件5包括变节距推动气缸(图中未示出)、变节距板51、节距夹爪52、夹爪连接板53、滑块54、模组气缸55和安装座56，所述变距推动气缸设置于安装座56上并与夹爪连接板53连接，所述节距夹爪52伸出夹爪连接板53并安装在滑块54上，各节距夹爪52上均设置有凸轮随动器(图中未示出)，所述凸轮随动器卡设于变节距板51的直槽口(图中未示出)内，变节距板51的直槽口与变节距板51的侧边之间具有预设夹度，所述变节距板51的上方设有模组气缸安装板57，所述模组气缸55装设于模组气缸安装板57上，具体操作时，由所述变节距气缸将变节距组件5整体往前推送，推送到预设位置后由所述节距夹爪52夹取电芯，再由所述变节距组件5上的模组气缸55前推带动变节距板51前推，各节距夹爪52上的凸轮随动器开始沿变节距板51上的开槽轨迹移动，模组气缸55推送到底之后，各节距夹爪52因受开槽轨迹限制水平间距拉开至设定值，实现电池等分距。

如图4所示，所述电芯挡料组件6包括气缸支撑座61、挡板升降气缸62和内外电芯挡板63，所述内外电芯挡板63通过两边的导杆(图中未示出)限制内外电芯挡板63之间的最大间距，内外电芯挡板63的内侧面设有成对弹簧凹槽(图中未示出)，成对弹簧凹槽之间嵌有弹簧(图中未示出)用于内外电芯挡板63力度的自调节，通过变节距组件5将电芯分距完成之后，所述内外电芯挡板63随挡板升降气缸62抬升，取料入壳组件7同时往推送，将电芯移动至电芯入壳导向模77的上方，通过所述内外电芯挡板63之间的弹簧的作用，电芯被内外电芯挡板63压合精准定位，以保证电芯能顺利装配完成。

请继续参阅图5，所述取料入壳组件7包括伺服电机71、支撑板72、下压机构73、分离气缸机构74、电芯吸爪75、电芯压杆76和电芯入壳导向模77，所述伺服电机71与下压机构73连接，所述电芯压杆76通过压杆固定板78与下压机构73连接，所述电芯压杆76的底部设置有缓冲垫79，避免在下压过程中，对电芯有所损伤，所述电芯吸爪75位于电芯压杆76的下方及电芯入壳导向模77的上方，使电芯吸爪75抓取电芯后，电芯能位于电芯入壳导向模77的导向孔的正上方，以保证电芯能顺利完成装配，所述电芯入壳导向模77设置于支撑板72的底部，所述电芯吸爪75通过导向安装板(图中未标出)与下压机构73的下部连接，所述分离气缸机构74安装于下压机构73的下部，所述分离气缸机构74的各个小气缸的末端均设置有磁铁棒(图中未示出)，所述磁铁棒可穿过电芯吸爪75的中部，具体的，所述磁铁棒至少两个，使电芯吸爪75吸取电芯时有两个作力点，以确保电芯吸爪75吸取电芯后，电芯不会因吸取点的位置偏差而引起电芯倾斜，影响电芯装配。

进一步的，所述取料入壳组件7还包括测力传感器701、压力微调组件(图中未示出)和压力传感器702，所述测力传感器701设置于压杆固定板78上，所述压力微调组件设置于测力传感器701的上方，所述压力传感器702设置于下压机构73的上部及伺服电机71的一侧，通过所述压力微调机构，在电芯下压过程中个别电芯遇微小阻力时能自行调节，更进一步的，所述压力传感器702能实时测量电芯入壳压力，当压力过大或超限时，停止电芯入壳并报警，防止造成电芯损伤和设备损坏，所述下压机构73的中部还设置有用于限制下压机构73下降位置的光电限位传感器703，所述下压机构73上还设置有与光电限位传感器703适配的感应片704，当电芯入壳到位后，所述光电限位传感器703被感应片704挡光时，下压入壳停止并使电芯压杆76开始回升，至此电芯装配完成。

请参阅图6，所述旋转分料组件3包括旋转电机31、行星减速机32、联轴器33、旋转分度轮34和圆弧导向边35，所述旋转电机31与行星减速机32同轴联接，所述旋转分度轮34通过联轴器33与行星减速机32同轴联接，所述圆弧导向边35设置于旋转分度轮34的一侧，且与旋转分度轮34设有预设间距，所述旋转分度轮34起到限制进电芯数量的作用，配合旋转电机31进行单排电芯计数，所述圆弧导向边35起到导向作用。

如图7所示，所述来料输送组件2包括来料输送电机21、输送带22、同步轮(图中未示出)、导向板23和张紧轮调节机构24，所述来料输送电机21设置于输送带22的一侧，与同步轮同轴连接，所述导向板23设置于输送带22的两侧，能防止电芯从两侧滑落，所述张紧轮调节机构24设置于输送带22的底部，用于调节输送带22的移动的速度，可根据具体需要来调节进料速度。

优选的，本发明还提供了所述磁吸式电芯入壳装置的控制方法，包括如下步骤：

A、由来料输送组件将需要安装的电芯输送至旋转分料组件处，通过电芯与输送带的静摩擦力，使电芯随着输送带而移动，所述输送带两侧的导向板起导向作用；

B、由旋转分料组件根据单排电芯所需电芯的数量旋转相应角度，将电芯送入电芯分距输送组件中；

C、由电芯分距输送组件使电芯保持竖立，并使电芯行成单行排列输送，通过同步带底下设置的磁铁，增加了电芯与同步事的最大静摩擦力，可防止电芯突然倾倒；

D、由变节距组件将整排电芯根据预设距离进行等分距排列，并推送至挡料组件处，具体的，通过所述变节距气缸将变节距组件整体往前推送，推送到位后夹取电芯，各节距夹爪上的凸轮随动器开始沿变节距板的开槽轨迹移动，模组气缸推送到底之后，各节距夹爪因受开槽轨迹限制水平间距拉开至设定值，电池实现等分距；

E、由挡料组件将等分距后的电芯抬升预设高度至取料入壳组件的取料位置，并配合取料入壳组件一起下降，因内外挡边之间的弹簧作用，使电芯能精准定位；

F、由取料入壳组件吸取电芯完成电芯的入壳装配，取料入壳组件的分离气缸根据待装配支架单排所需个数选择性推送磁棒，需要入壳位置的电芯吸爪中间会推送磁棒，反之则无。

进一步的，所述步骤F包括：

F1、由取料入壳组件的将电芯移至电芯入壳导向模的上方，通过电芯压杆开始将电芯顺着电芯入壳导向模上的导向孔压入下支架。入壳到位后设置于支撑板上的光电限位传感器被感应片挡光，下压入壳停止并压杆开始回升，至此电池入下支架完成，进一步的，下压过程中若个别电池遇微小阻力，可通过压力微调组件提供一定范围内的压力自调节，同时压力传感器也会实时测量入壳压力，当压力过大或超限时，停止入壳并报警，防止造成电池损伤与设备损坏。

综上所述，本发明提供的磁吸式电芯入壳装置，包括基准支架，所述基准支架上设置有用于输送电芯的来料输送组件，用于使电芯竖立分料的旋转分料组件，用于使电芯分距排开的分距输送组件，用于使电芯按预设间距排开的变节距组件，用于控制电芯上升和下降至预设位置及防止电芯位移的挡料组件和用于装配电芯的取料入壳组件，所述来料输送组件与分距输送组件通过旋转分料组件转角连接；所述变节距组件安装于分距输送组件的一侧，所述挡料组件和取料入壳组件安装于分距输送组件的另一侧，所述挡料组件设置于分距输送组件与取料入壳组件之间，通过所述的磁吸式电芯入壳装置能自动完成电芯的装配工作，提高了产品质量及工作效率，极大的降低了劳动力，进而降低了生产成本。

Claims (10)

1.一种磁吸式电芯入壳装置，其特征在于，包括基准支架，所述基准支架上设置有用于输送电芯的来料输送组件，用于使电芯竖立分料的旋转分料组件，用于使电芯分距排开的分距输送组件，用于使电芯按预设间距排开的变节距组件，用于控制电芯上升和下降至预设位置及防止电芯位移的挡料组件和用于装配电芯的取料入壳组件，所述来料输送组件与分距输送组件通过旋转分料组件转角连接；所述变节距组件安装于分距输送组件的一侧，所述挡料组件和取料入壳组件安装于分距输送组件的另一侧，所述挡料组件设置于分距输送组件与取料入壳组件之间。

2.根据权利要求1所述的磁吸式电芯入壳装置，其特征在于，所述分距输送组件包括分距伺服电机、减速机、同步输送机构、用于增加电芯与同步输送机构的同步带之间的摩擦力的磁铁块、用于防止电芯滑落的定位前挡板和用于防止电芯多排并行的前挡板限位块，所述分距伺服电机与减速机同轴连接，减速机与同步输送机构连接，所述磁铁块通过磁铁安装架设置于同步输送机构的输送线的底部，所述定位前挡板设置于同步输送机构的外侧，所述前挡板限位块设置于定位前挡板上。

3.根据权利要求1所述的磁吸式电芯入壳装置，其特征在于，所述变节距组件包括变节距推动气缸、变节距板、节距夹爪、夹爪连接板、滑块、模组气缸和安装座，所述变距推动气缸设置于安装座上并与夹爪连接板连接，所述节距夹爪伸出夹爪连接板并安装在滑块上，各节距夹爪上均设置有凸轮随动器，所述凸轮随动器卡设于变节距板的直槽口内，变节距板的直槽口与变节距板的侧边之间具有预设夹度，所述变节距板的上方设有模组气缸安装板，所述模组气缸装设于模组气缸安装板上。

4.根据权利要求1所述的磁吸式电芯入壳装置，其特征在于，所述电芯挡料组件包括气缸支撑座、挡板升降气缸和内外电芯挡板，所述内外电芯挡板通过两边的导杆限制内外电芯挡板之间的最大间距，内外电芯挡板的内侧面设有成对弹簧凹槽，成对弹簧凹槽之间嵌有弹簧用于内外电芯挡板力度的自调节。

5.根据权利要求1所述的磁吸式电芯入壳装置，其特征在于，所述取料入壳组件包括伺服电机、支撑板、下压机构、分离气缸机构、电芯吸爪、电芯压杆和电芯入壳导向模，所述伺服电机与下压机构连接，所述电芯压杆通过压杆固定板与下压机构连接，所述电芯吸爪位于电芯压杆的下方及电芯入壳导向模的上方，所述电芯入壳导向模设置于支撑板的底部，所述电芯吸爪通过导向安装板与下压机构的下部连接，所述分离气缸机构安装于下压机构的下部，所述分离气缸机构的各个小气缸的末端均设置有磁铁棒，所述磁铁棒可穿过电芯吸爪的中部。

6.根据权利要求4所述的磁吸式电芯入壳装置，其特征在于，所述取料入壳组件还包括测力传感器、压力微调组件和压力传感器，所述测力传感器设置于压杆固定板上，所述压力微调组件设置于测力传感器的上方，所述压力传感器设置于下压机构的上部及伺服电机的一侧，所述下压机构的中部还设置有用于限制下压机构下降位置的光电限位传感器，所述下压机构上还设置有与光电限位传感器适配的感应片。

7.根据权利要求1所述的磁吸式电芯入壳装置，其特征在于，所述旋转分料组件包括旋转电机、行星减速机、联轴器、旋转分度轮和圆弧导向边，所述旋转电机与行星减速机同轴联接，所述旋转分度轮通过联轴器与行星减速机同轴联接，所述圆弧导向边设置于旋转分度轮的一侧，且与旋转分度轮设有预设间距。

8.根据权利要求1所述的磁吸式电芯入壳装置，其特征在于，所述来料输送组件包括来料输送电机、输送带、同步轮、导向板和张紧轮调节机构，所述来料输送电机设置于输送带的一侧，与同步轮同轴连接，所述导向板设置于输送带的两侧，所述张紧轮调节机构设置于输送带的底部，用于调节输送带的移动的速度。

9.一种如权利要求1所述磁吸式电芯入壳装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、由来料输送组件将需要安装的电芯输送至旋转分料组件处；

B、由旋转分料组件根据单排电芯所需电芯的数量旋转相应角度，将电芯送入电芯分距输送组件中；

C、由电芯分距输送组件使电芯保持竖立，并使电芯行成单行排列输送；

D、由变节距组件将整排电芯根据预设距离进行等分距排列，并推送至挡料组件处；

E、由挡料组件将等分距后的电芯抬升预设高度至取料入壳组件的取料位置；

F、由取料入壳组件吸取电芯完成电芯的入壳装配。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤F包括：

F1、由取料入壳组件的将电芯移至电芯入壳导向模的上方，通过电芯压杆开始将电芯顺着电芯入壳导向模上的导向孔压入下支架。入壳到位后设置于支撑板上的光电限位传感器被感应片挡光，下压入壳停止并压杆开始回升，至此电池入下支架完成。