CN108275410B - 电芯下料系统及其全自动注液封装机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电芯下料系统及其全自动注液封装机。电芯下料系统包括料盘提升装置、料盘下降装置、电芯收容料盘、空料盘上料拨动装置、满料盘回流拨动装置。料盘提升装置包括：料盘提升驱动部、料盘提升传送链条，料盘提升传送链条上设有料盘提升板；料盘下降装置包括：料盘下降驱动部、料盘下降传送链条，料盘下降传送链条上设有料盘下降板；空料盘上料拨动装置包括：上料拨动驱动部、上料拨动杆，上料拨动驱动部驱动上料拨动杆；满料盘回流拨动装置包括：回流拨动驱动部、回流拨动杆，回流拨动驱动部驱动回流拨动杆。电芯下料系统更好的对注液封装后的电芯进行装盘处理，进而提高设备整体的机械自动化水平。

Description

电芯下料系统及其全自动注液封装机

技术领域

本发明涉及电池机械自动化生产技术领域，特别是涉及一种电芯下料系统及其全自动注液封装机。

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，电池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。

在软包电芯的生产过程中，需要对电芯进行注液、抽真空、封装处理。如何设计一种电芯下料系统，更好的对注液封装后的电芯进行装盘处理，进而提高设备整体的机械自动化水平，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，提供一种电芯下料系统及其全自动注液封装机，更好的对注液封装后的电芯进行装盘处理，进而提高设备整体的机械自动化水平。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种电芯下料系统，包括：料盘提升装置、料盘下降装置、电芯收容料盘、空料盘上料拨动装置、满料盘回流拨动装置；

所述料盘提升装置包括：料盘提升驱动部、料盘提升传送链条，所述料盘提升传送链条上设有料盘提升板，所述料盘提升驱动部驱动所述料盘提升传送链条传送，以使得所述料盘提升板沿竖直方向循环往复升降运动；

所述料盘下降装置包括：料盘下降驱动部、料盘下降传送链条，所述料盘下降传送链条上设有料盘下降板，所述料盘下降驱动部驱动所述料盘下降传送链条传送，以使得所述料盘下降板沿竖直方向循环往复升降运动；

所述空料盘上料拨动装置包括：上料拨动驱动部、上料拨动杆，所述上料拨动驱动部驱动所述上料拨动杆，以使得所述电芯收容料盘由所述料盘提升板到达所述料盘下降板；

所述满料盘回流拨动装置包括：回流拨动驱动部、回流拨动杆，所述回流拨动驱动部驱动所述回流拨动杆，以使得所述电芯收容料盘由所述料盘下降板到达所述料盘提升板。

在其中一个实施例中，所述料盘提升驱动部包括：料盘提升驱动电机、料盘提升转轴，所述料盘提升驱动电机驱动所述料盘提升转轴转动，所述料盘提升转轴通过齿轮与所述料盘提升传送链条连接。

在其中一个实施例中，所述料盘下降驱动部包括：料盘下降驱动电机、料盘下降转轴，所述料盘下降驱动电机驱动所述料盘下降转轴转动，所述料盘下降转轴通过齿轮与所述料盘下降传送链条连接。

在其中一个实施例中，所述上料拨动驱动部为气缸驱动结构。

在其中一个实施例中，所述回流拨动驱动部为气缸驱动结构。

一种全自动注液封装机，包括上述的电芯下料系统，还包括与所述电芯下料系统衔接的电芯下料流水线。

本发明的一种电芯下料系统，更好的对注液封装后的电芯进行装盘处理，进而提高设备整体的机械自动化水平。

附图说明

图1为本发明一实施例的全自动注液封装机的局部图(一)；

图2为本发明一实施例的全自动注液封装机的局部图(二)；

图3为图1所示的电芯传输系统的结构图；

图4为图3所示的电芯前称重装置的结构图；

图5为图3所示的电芯后称重装置的结构图；

图6为图5在A处的放大图；

图7为图1所示的电芯封装装置的结构图(一)；

图8为图1所示的电芯封装装置的结构图(二)；

图9为图2所示的电芯下料系统的结构图。

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及图2所示，一种全自动注液封装机10，包括：电芯上料流水线100、电芯传输系统200、电芯下料流水线300、电芯注液封装系统400、电芯下料系统500。

电芯上料流水线100及电芯下料流水线300分别位于电芯传输系统200的两端。

电芯注液封装系统400包括：电芯扩口装置410、电芯注液装置420、电芯抽真空装置430、电芯封装装置440。电芯扩口装置410、电芯注液装置420、电芯抽真空装置430、电芯封装装置440沿电芯传输系统200的传输方向依次设置。

电芯下料流水线300衔接于电芯传输系统200与电芯下料系统500之间。

全自动注液封装机10的工作原理如下：

电芯上料流水线100上放置有待注液封装的电芯，电芯上料流水线100用于对待注液封装的电芯进行运输并到达电芯传输系统200的一端；

在相关机械手的作用下，将电芯上料流水线100上的电芯转移至电芯传输系统200中；

电芯传输系统200带动电芯依次经过电芯扩口装置410、电芯注液装置420、电芯抽真空装置430、电芯封装装置440；

电芯扩口装置410对电芯铝塑膜的开口端进行扩口，方便后续工位可以通过开口端对电芯进行注液；

电芯注液装置420用于将电解液通过铝塑膜的开口端注入电芯内部；

电芯抽真空装置430用于对注液后的电芯进行抽真空，为后续的电芯封装作好准备；

电芯封装装置440用于对电芯铝塑膜的开口端进行封装处理，防止电解液流出；

在相关机械手的作用下，将电芯传输系统200中实现注液封装后的电芯转移至电芯下料流水线300中，再由电芯下料流水线300将电芯运输至电芯下料系统500处；

电芯下料系统500对注液封装后的电芯进行装盘处理。

如图1所示，进一步的，沿电芯上料流水线100的传输方向依次设有电芯喷码装置110及电芯扫码检测装置120。电芯喷码装置110通过喷码枪将喷码喷至电芯的表面，电芯扫码检测装置120用于检测电芯表面的喷码是否可读。

如图1所示，进一步的，电芯注液装置420包括：一次抽真空结构、二次抽真空结构、三次抽真空结构。一次抽真空结构、二次抽真空结构、三次抽真空结构沿电芯传输系统200的传输方向依次设置。一次抽真空结构用于对电芯进行第一次抽真空，二次抽真空结构用于对电芯进行第二次抽真空，三次抽真空结构用于对电芯进行第三次抽真空，通过三次抽真空，从而可以更好的实现对电芯的抽真空，提高产品的生产质量。

如图1所示，进一步的，电芯封装装置440的数量为两个，两个电芯封装装置440沿电芯传输系统200的传输方向依次设置。这样，通过设置两个电芯封装装置440，当其中一个电芯封装装置440需要进行更换零部件时而暂停工作时，另一个电芯封装装置440可以进行替代，防止了生产中断现象的发生。

如图3所示，下面，对电芯传输系统200的具体结构进行说明：

电芯传输系统200包括：电芯传输流水线210、电芯前称重装置220、电芯后称重装置230、电芯上料机械手240、电芯下料机械手250。电芯前称重装置220及电芯后称重装置230分别位于电芯传输流水线210的两端；电芯上料机械手240衔接于电芯前称重装置220与电芯传输流水线210之间；电芯下料机械手250衔接于电芯传输流水线210与电芯后称重装置230之间。

电芯传输流水线210上设有电芯传输治具260。在本实施例中，电芯传输治具260的数量为多个，多个电芯传输治具260依次间隔排布设于电芯传输流水线210上。

电芯传输系统200的工作原理如下：

相关的机械手将上一工位中的电芯转移至电芯前称重装置220，电芯前称重装置220一方面对注液前的电芯进行称重，另一方面还实现将上一工位中平躺状态的软包电芯翻转成竖直状态，以使得电芯铝塑膜的开口端向上，方便注液、封装处理；

电芯上料机械手240将电芯前称重装置220中已经翻转成竖直状态的电芯转移至电芯传输流水线210的电芯传输治具260中，由电芯传输流水线210带动电芯传输治具260上的电芯进入电芯注液封装系统400，进行注液、抽真空、封装处理；

电芯下料机械手250将完成封装后的电芯转移至电芯后称重装置230中，电芯后称重装置230一方面对注液后的电芯进行称重，另一方面还实现将电芯传输流水线210中呈竖直状态的电芯翻转成平躺状态。

具体的，电芯上料机械手240包括：电芯上料水平移送模组、电芯上料竖直升降模组、电芯上料夹爪，电芯上料水平移送模组驱动电芯上料夹爪沿水平方向往复移动，电芯上料竖直升降模组驱动电芯上料夹爪沿竖直方向往复升降。电芯上料夹爪夹取电芯，并在电芯上料水平移送模组及电芯上料竖直升降模组的作用下实现电芯的转移工作。具体的，电芯下料机械手250包括：电芯下料水平移送模组、电芯下料竖直升降模组、电芯下料夹爪，电芯下料水平移送模组驱动电芯下料夹爪沿水平方向往复移动，电芯下料竖直升降模组驱动电芯下料夹爪沿竖直方向往复升降。电芯下料夹爪夹取电芯，并在电芯下料水平移送模组及电芯下料竖直升降模组的作用下实现电芯的转移工作。

由上述对电芯传输系统200的工作原理进行说明可知，电芯前称重装置220一方面对注液前的电芯进行称重，另一方面还实现将上一工位中平躺状态的软包电芯翻转成竖直状态，电芯后称重装置230一方面对注液后的电芯进行称重，另一方面还实现将电芯传输流水线210中呈竖直状态的电芯翻转成平躺状态。因此，有必要对电芯前称重装置220及电芯后称重装置230的具体结构作进一步说明：

如图4所示，电芯前称重装置220包括前称重平台221及设于前称重平台221上的前翻转结构222。前翻转结构222包括：电芯竖直支撑杆223、电芯竖直翻转杆224。电芯竖直支撑杆223与电芯竖直翻转杆224连接呈“V”字形，电芯竖直支撑杆223与电芯竖直翻转杆224之间形成竖直翻转收容槽225，电芯竖直翻转杆224具有翻转倾斜面226，翻转倾斜面226由竖直翻转收容槽225的槽口处延伸至竖直翻转收容槽225的槽底处。

如图5及图6所示，电芯后称重装置230包括：后称重平台231、设于后称重平台231上的后翻转结构232、电芯拨倒结构233。后翻转结构232包括：电芯平躺挡板234、电芯平躺放置板235。电芯平躺挡板234与电芯平躺放置板235之间形成平躺翻转收容槽236，电芯平躺挡板234上开设有电芯平躺缓冲槽237。电芯拨倒结构233包括：拨倒驱动部238、拨倒杆239，拨倒驱动部238驱动拨倒杆239沿水平方向往复伸缩。

下面，对电芯前称重装置220及电芯后称重装置230的工作原理进行说明：

相关机械手将呈平躺状态的电芯夹取并转移至电芯前称重装置220中，具体的，电芯的一端处于竖直翻转收容槽225的槽口处，在重力的作用下，电芯的一端沿着电芯竖直支撑杆223向竖直翻转收容槽225的槽底滑动，同时，由于电芯竖直翻转杆224具有翻转倾斜面226，翻转倾斜面226由竖直翻转收容槽225的槽口处延伸至竖直翻转收容槽225的槽底处，这样，竖直翻转收容槽225便能够引导电芯由平躺状态翻转成竖直状态并固定于电芯竖直支撑杆223与电芯竖直翻转杆224之间；这样，电芯前称重装置220的前称重平台221实现对电芯注液前的称重，电芯前称重装置220的前翻转结构222实现电芯的翻转，使得铝塑膜的注液口朝上，方便后续的注液、封装；

相关机械手将呈竖直状态的电芯夹取并转移至电芯后称重装置230中，具体的，电芯一端进入到电芯平躺挡板234与电芯平躺放置板235之间形成平躺翻转收容槽236中，紧接着，拨倒驱动部238驱动拨倒杆239沿水平方向伸出，拨倒杆239将竖直状态的电芯向电芯平躺放置板235一侧拨动，电芯受力开始翻转，电芯在翻转的过程中，电芯的一端会经过电芯平躺缓冲槽237，电芯平躺缓冲槽237具有较好的缓冲作用，防止电芯出现急速翻转而扑倒于电芯平躺放置板235上，即防止电芯在翻转的过程中猛烈撞击于电芯平躺放置板235上，对电芯的翻转起到了较好的保护作用；这样，电芯后称重装置230的后称重平台231实现对电芯注液后的称重，电芯后称重装置230的后翻转结构232及电芯拨倒结构233实现电芯的翻转，为后续的电芯装盘作好准备。

如图7及图8所示，下面，对电芯封装装置440的具体结构作进一步的说明：

电芯封装装置440，包括：电芯封装支撑架441、电芯封装滑动板442、腔体升降驱动部443、盖板升降驱动部444、封装腔体445、封装盖板446、电芯封装结构447。

电芯封装滑动板442沿水平方向往复滑动于电芯封装支撑架441上；腔体升降驱动部443及封装腔体445安装于电芯封装滑动板442上，腔体升降驱动部443驱动封装腔体445沿竖直方向往复升降；盖板升降驱动部444及封装盖板446安装于电芯封装滑动板442上，盖板升降驱动部444驱动封装盖板446沿竖直方向往复升降；封装盖板446封闭或脱离封装腔体445的开口端；电芯封装结构447安装于封装腔体445的腔体内。在本实施例中，腔体升降驱动部443为气缸驱动结构；盖板升降驱动部444为气缸驱动结构。

如图8所示，进一步的，电芯封装结构447包括：第一封头447a、第二封头447b、第一封装气缸447c、第二封装气缸447d。第一封装气缸447c驱动第一封头447a伸缩，第二封装气缸447d驱动第二封头447b伸缩，第一封头447a与第二封头447b相互靠近或远离。

电芯封装装置440的工作原理如下：

电芯传输流水线210带动电芯到达电芯封装装置440处，此时，电芯处于封装腔体445的正下方；

腔体升降驱动部443驱动封装腔体445沿竖直方向下降，以使得电芯收容于封装腔体445内；

盖板升降驱动部444驱动封装盖板446沿竖直方向下降，以使得封装盖板446封堵于封装腔体445的开口端；

电芯封装结构447动作，第一封装气缸447c驱动第一封头447a伸出，第二封装气缸447d驱动第二封头447b伸出，于是，第一封头447a与第二封头447b相互靠近，从而实现对电芯铝塑膜开口端的封装处理。

要特别说明的是，通过设置电芯封装滑动板442，电芯封装滑动板442沿水平方向往复滑动于电芯封装支撑架441上，并且，腔体升降驱动部443、封装腔体445、盖板升降驱动部444及封装盖板446均安装于电芯封装滑动板442上。这样，当需要对电芯封装结构447进行更换铁氟龙时，可以滑动电芯封装滑动板442，实现将腔体升降驱动部443、封装腔体445、盖板升降驱动部444及封装盖板446整体从电芯封装支撑架441上移出，当更换完毕后，又可以通过滑动电芯封装滑动板442，将腔体升降驱动部443、封装腔体445、盖板升降驱动部444及封装盖板446整体复位，从而极大方便了零部件的更换，提高了工作的效率。

如图9所示，下面，对电芯下料系统500的具体结构进行说明：

电芯下料系统500包括：料盘提升装置510、料盘下降装置520、电芯收容料盘530、空料盘上料拨动装置540、满料盘回流拨动装置550。

料盘提升装置510包括：料盘提升驱动部(图未示)、料盘提升传送链条511，料盘提升传送链条511上设有料盘提升板512，料盘提升驱动部驱动料盘提升传送链条511传送，以使得料盘提升板512沿竖直方向循环往复升降运动。

料盘下降装置520包括：料盘下降驱动部(图未示)、料盘下降传送链条521，料盘下降传送链条521上设有料盘下降板522，料盘下降驱动部驱动料盘下降传送链条521传送，以使得料盘下降板522沿竖直方向循环往复升降运动。

空料盘上料拨动装置540包括：上料拨动驱动部541、上料拨动杆542。上料拨动驱动部541驱动上料拨动杆542，以使得电芯收容料盘530由料盘提升板512到达料盘下降板522。在本实施例中，上料拨动驱动部为气缸驱动结构。

满料盘回流拨动装置550包括：回流拨动驱动部551、回流拨动杆552。回流拨动驱动部551驱动回流拨动杆552，以使得电芯收容料盘530由料盘下降板522到达料盘提升板512。在本实施例中，回流拨动驱动部为气缸驱动结构。

电芯下料系统500的工作原理如下：

完成注液、封装的电芯到达电芯下料系统500，由电芯下料系统500对电芯进行装盘处理；

相关机构将空的电芯收容料盘530放置于料盘提升装置510的料盘提升板512上，此时，空的电芯收容料盘530位于料盘提升传送链条511的顶部位置；

空料盘上料拨动装置540动作，上料拨动驱动部541驱动上料拨动杆542，上料拨动杆542拨动电芯收容料盘530，从而使得电芯收容料盘530由料盘提升板512到达料盘下降板522；

此时，电芯收容料盘530位于料盘下降传送链条521的顶部位置，由相关的机械手将电芯夹取并放置于电芯收容料盘530中；

当电芯收容料盘530内满置电芯后，料盘下降驱动部驱动料盘下降传送链条521传送，以使得料盘下降板522沿竖直方向循环往复升降运动，于是，料盘下降板522便带动电芯收容料盘530顶部下降至底部；

满料盘回流拨动装置550动作，回流拨动驱动部551驱动回流拨动杆552，回流拨动杆552拨动电芯收容料盘530，从而使得电芯收容料盘530由料盘下降板522到达料盘提升板512；

紧接着，料盘提升驱动部驱动料盘提升传送链条511传送，以使得料盘提升板512沿竖直方向循环往复升降运动，于是，满置电芯的电芯收容料盘530重新回到最初的位置，再由相关的装置将整个电芯收容料盘530取出；

将满置电芯的电芯收容料盘530取出后，再接着放置空的电芯收容料盘530，为下一次的电芯装盘作好准备。

具体的，料盘提升驱动部包括：料盘提升驱动电机、料盘提升转轴，料盘提升驱动电机驱动料盘提升转轴转动，料盘提升转轴通过齿轮与料盘提升传送链条连接；料盘下降驱动部包括：料盘下降驱动电机、料盘下降转轴，料盘下降驱动电机驱动料盘下降转轴转动，料盘下降转轴通过齿轮与料盘下降传送链条连接。

还要说明的是，料盘提升板512设于料盘提升传送链条511上，而料盘下降板522则设于料盘下降传送链条521上，这样，由于料盘提升板512和料盘下降板522是分别设在不同的传送链条上，不可避免的会使得料盘提升板512和料盘下降板522处于不同的水平面上，即料盘提升板512和料盘下降板522会形成高度上的偏差。这样，将需要将电芯收容料盘530由料盘下降板522移送到料盘提升板512上时，电芯收容料盘530会存在卡滞现象，使得电芯收容料盘530不能顺畅的转移。为了更好的解决这一技术问题，电芯下料系统500还包括料盘顶升装置。料盘顶升装置包括顶升气缸及顶升板，顶升气缸驱动顶升板沿竖直方向往复伸缩。这样，当需要将料盘下降板522移送到料盘提升板512上时，首先，顶升气缸驱动顶升板沿竖直方向顶出，使得电芯收容料盘530上升一个高度，接着，再通过满料盘回流拨动装置550对电芯收容料盘530进行拨动，从而使得电芯收容料盘530可以顺畅的转移。

本发明的全自动注液封装机10，通过设置电芯上料流水线100、电芯传输系统200、电芯下料流水线300、电芯注液封装系统400、电芯下料系统500，实现电芯的上料、注液、抽真空、封装、下料处理，从而提高电芯生产的机械自动化水平。

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 (1)

1.一种全自动注液封装机，其特征在于，包括：电芯上料流水线、电芯传输系统、电芯下料流水线、电芯注液封装系统、电芯下料系统，所述电芯上料流水线及所述电芯下料流水线分别位于所述电芯传输系统的两端；所述电芯下料流水线衔接于电芯传输系统与电芯下料系统之间；

所述电芯注液封装系统包括：电芯扩口装置、电芯注液装置、电芯抽真空装置、电芯封装装置，所述电芯扩口装置、所述电芯注液装置、所述电芯抽真空装置、所述电芯封装装置沿所述电芯传输系统的传输方向依次设置；

所述电芯上料流水线用于将待注液封装的电芯运输至所述电芯传输系统的一端；

所述电芯传输系统用于带动电芯依次经过所述电芯扩口装置、所述电芯注液装置、所述电芯抽真空装置、所述电芯封装装置；

所述电芯下料流水线用于将电芯运输至所述电芯下料系统处；

所述电芯下料系统包括：料盘提升装置、料盘下降装置、电芯收容料盘、空料盘上料拨动装置、满料盘回流拨动装置；

所述料盘提升装置包括：料盘提升驱动部、料盘提升传送链条，所述料盘提升传送链条上设有料盘提升板，所述料盘提升驱动部驱动所述料盘提升传送链条传送，以使得所述料盘提升板沿竖直方向循环往复升降运动；

所述料盘下降装置包括：料盘下降驱动部、料盘下降传送链条，所述料盘下降传送链条上设有料盘下降板，所述料盘下降驱动部驱动所述料盘下降传送链条传送，以使得所述料盘下降板沿竖直方向循环往复升降运动；

所述空料盘上料拨动装置包括：上料拨动驱动部、上料拨动杆，所述上料拨动驱动部驱动所述上料拨动杆，以使得所述电芯收容料盘由所述料盘提升板到达所述料盘下降板；

所述满料盘回流拨动装置包括：回流拨动驱动部、回流拨动杆，所述回流拨动驱动部驱动所述回流拨动杆，以使得所述电芯收容料盘由所述料盘下降板到达所述料盘提升板；

所述料盘提升驱动部包括：料盘提升驱动电机、料盘提升转轴，所述料盘提升驱动电机驱动所述料盘提升转轴转动，所述料盘提升转轴通过齿轮与所述料盘提升传送链条连接；

所述料盘下降驱动部包括：料盘下降驱动电机、料盘下降转轴，所述料盘下降驱动电机驱动所述料盘下降转轴转动，所述料盘下降转轴通过齿轮与所述料盘下降传送链条连接；

所述上料拨动驱动部为气缸驱动结构；所述回流拨动驱动部为气缸驱动结构；

所述电芯下料系统还包括料盘顶升装置，所述料盘顶升装置包括顶升气缸及顶升板，所述顶升气缸用于驱动所述顶升板沿竖直方向往复伸缩。

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