CN108511667B - 一种软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配机及方法 - Google Patents

一种软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配机及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配机及方法，涉及动力电池制造设备技术领域。本发明整形装配机包括送料装置、极耳整形装置、汇流排移送装置及出料装置；所述极耳整形装置包括模组固定机构、第一极耳整形机构和第二极耳整形机构，模组固定机构用于承载并固定从送料装置输送过来的软包电芯模组；第一极耳整形机构设有一排间隔排列的第一极耳夹持整形片，第二极耳整形机构设有一排间隔排列的第二极耳夹持整形片；第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片的位置相对，用于在装配汇流排的过程中，相互配合对软包电芯模组的各个单体软包电芯上的极耳进行夹持整形。本发明不仅装配效率高，而且能令软包电芯模组极耳精准地插入汇流排极耳孔。

Description

一种软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配机及方法
技术领域
本发明涉及动力电池制造设备技术领域，特别涉及一种软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配机及方法。
背景技术
动力电池是采用多个单体软包电芯通过汇流排串接的软包电芯模组，每一个单体软包电芯上均包括两个极耳，即正极耳和负极耳，汇流排与各个极耳连接，实现对各个单体软包电芯的串接，而组成软包电芯模组。目前汇流排与各个极耳的连接方式为：在汇流排上设置间隔排列的极耳孔，再令软包电芯模组的各个极耳穿过相对应的极耳孔（参见图1），然后使各个极耳与汇流排通过激光焊接工艺连接在一起。
软包电芯模组极耳一般采用较为柔软的薄铝片和薄镍片，容易歪斜或弯曲变形，如果直接令软包电芯模组极耳插入汇流排极耳孔，那么在极耳插入汇流排极耳孔的过程中，就极易出现个别极耳不能插入汇流排极耳孔的问题。
有鉴于此，本领域技术人员设计了软包电芯模组极耳的整形装置，该整形装置能在极耳插入汇流排极耳孔前，先对极耳进行扶正整形，等扶正整形之后，移开整形装置，再令软包电芯模组极耳插入汇流排极耳孔。
然而，由于软包电芯模组极耳在插入汇流排极耳孔的过程中，整形装置已经移开，仍然难以保证每一片极耳均能插入汇流排极耳孔。特别是极耳具有柔软性和一定的记忆性，往往在移开整形装置之后，极耳又会出现歪斜和弯曲的现象，因而使得这样的极耳很难顺利插入汇流排极耳孔，造成软包电芯模组的不良。
发明内容
本发明要解决的技术问题是根据上述现有技术的不足，提供一种软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配机，该整形装配机不仅装配效率高，而且能令软包电芯模组极耳精准地插入汇流排极耳孔；为此，本发明还要提供一种该整形装配机的整形装配方法。
为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：一种软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配机，包括：
送料装置，用于将软包电芯模组输送至极耳整形装置，每个软包电芯模组分别包含一排单体软包电芯，每个单体软包电芯之上分别设有两个极耳；
极耳整形装置，包括模组固定机构、第一极耳整形机构和第二极耳整形机构，所述模组固定机构用于承载并固定从送料装置输送过来的软包电芯模组；所述第一极耳整形机构设有一排间隔排列的第一极耳夹持整形片，所述第二极耳整形机构设有一排间隔排列的第二极耳夹持整形片；所述第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片的位置相对，用于在装配汇流排的过程中，相互配合对软包电芯模组的各个单体软包电芯上的极耳进行夹持整形；
汇流排移送装置，用于在极耳整形装置对极耳进行夹持整形时，将汇流排移送至极耳整形装置中的软包电芯模组的极耳之上，使各个单体软包电芯的极耳穿过汇流排上对应的极耳孔，使软包电芯模组极耳与汇流排装配在一起；
及出料装置，用于将装配好汇流排的软包电芯模组输出。
作为对发明的进一步阐述：
优选地，所述送料装置包括送料机架及安装于送料机架上的送料槽体和送料皮带，所述送料皮带设置于送料槽体的下侧，所述送料槽体的宽度与软包电芯模组的宽度相对应。
优选地，所述模组固定机构包括模组固定台、第一模组固定气缸及第二模组固定气缸，从送料装置输送过来的软包电芯模组承载于模组固定台之上，第一模组固定气缸及第二模组固定气缸相互配合，对模组固定台上的软包电芯模组进行位置调整和固定。
优选地，所述第一极耳整形机构还包括第一对向气缸、第一升降气缸及第一夹持气缸，所述第二极耳整形机构还包括第二对向气缸、第二升降气缸及第二夹持气缸；所述第一对向气缸与第二对向气缸相互配合，用于驱动第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片对向移动；所述第一升降气缸与第二升降气缸相互配合，用于驱动第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片升降移动；所述第一夹持气缸与第二夹持气缸相互配合，用于驱动第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片相互夹紧或分离。
优选地，所述汇流排移送装置包括汇流排移送机械手及安装于汇流排移送机械手下端的汇流排夹持机构，所述汇流排移送机械手包括纵向移送机构、横向移送机构和纵向微动机构，所述纵向移送机构用于带动汇流排夹持机构纵向往返移送汇流排，所述横向移送机构用于带动汇流排夹持机构横向往返移送汇流排，所述纵向微动机构用于带动汇流排夹持机构纵向将汇流排与软包电芯模组极耳装配在一起。
优选地，所述出料装置包括出料机架及安装于出料机架上的出料槽体和出料皮带，所述出料皮带设置于出料槽体的下侧，所述出料槽体的宽度与软包电芯模组的宽度相对应。
优选地，所述第一极耳夹持整形片、第二极耳夹持整形片与极耳的厚度之和小于汇流排的极耳孔的宽度。
为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：所述软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配机的整形装配方法，包括以下工作步骤：
S1.送料装置将软包电芯模组输送至极耳整形装置，令软包电芯模组的极耳朝上；
S2.极耳整形装置的模组固定机构调整好软包电芯模组位置，并将软包电芯模组固定；
S3.第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片相向夹持极耳的上端，使第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片构成引导穿插的引导装置；
S4.汇流排移送装置将汇流排向下移动，引导装置插入汇流排的极耳孔，插入设定的第一距离后停止移动汇流排；
S5.引导装置向下滑动设定的第二距离，构成引导装置的第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片分别松开对极耳的夹持；
S6.汇流排移送装置继续将汇流排向下移动，到达指定位置时，完成软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配。
本发明的有益效果是：其一、本发明设置送料装置输送软包电芯模组，设置极耳整形装置对软包电芯模组极耳进行整形，设置汇流排移送装置将汇流排移送至软包电芯模组的极耳之上，设置出料装置输出装配好汇流排的软包电芯模组，整个过程实现流水线输送，自动化装配作业，其装配效率非常高；其二、本发明在极耳与汇流排的装配过程中，利用第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片相向夹持极耳进行夹持整形，使第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片构成引导穿插的引导装置，从而保证软包电芯模组极耳精准地插入汇流排极耳孔。
附图说明
图1为软包电芯极耳插入汇流排极耳孔的插入状态图。
图2为本发明的整体结构图。
图3为本发明的极耳整形装置结构图之一。
图4为本发明的极耳整形装置结构图之二。
图5为本发明软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配工艺图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
如图1所示，软包电芯模组100的上端具有软质的正、负极耳101，将各个软包电芯极耳101插入汇流排200的极耳孔201中，即达成软包电芯模组100与汇流排200串接。为实现高效、精准的插接，本申请人设计了软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配机。
如图2～图4所示，本发明软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配机包括：
送料装置1，用于将软包电芯模组100输送至极耳整形装置2，每个软包电芯模组100分别包含一排单体软包电芯，每个单体软包电芯之上分别设有两个极耳101；
极耳整形装置2，包括模组固定机构21、第一极耳整形机构22和第二极耳整形机构23，所述模组固定机构21用于承载并固定从送料装置输送过来的软包电芯模组100；所述第一极耳整形机构22设有一排间隔排列的第一极耳夹持整形片221，所述第二极耳整形机构23设有一排间隔排列的第二极耳夹持整形片231；所述第一极耳夹持整形片221与第二极耳夹持整形片231的位置相对，用于在装配汇流排200的过程中，相互配合对软包电芯模组100的各个单体软包电芯上的极耳101进行夹持整形；
汇流排移送装置3，用于在极耳整形装置2对极耳101进行夹持整形时，将汇流排200移送至极耳整形装置中的软包电芯模组100的极耳之上，使各个单体软包电芯的极耳穿过汇流排上对应的极耳孔，使软包电芯模组极耳与汇流排装配在一起；
及出料装置4，用于将装配好汇流排200的软包电芯模组100输出。
如图2所示，所述送料装置1包括送料机架11及安装于送料机架上的送料槽体12和送料皮带13，所述送料皮带13设置于送料槽体12的下侧，所述送料槽体12的宽度与软包电芯模组100的宽度相对应，使送料槽体挡住软包电芯模组的前后两侧。
如图2～图4所示，所述模组固定机构21包括模组固定台211、第一模组固定气缸212及第二模组固定气缸213，从送料装置输送过来的软包电芯模组承载于模组固定台211之上，第一模组固定气缸212及第二模组固定气缸213相互配合，对模组固定台211上的软包电芯模组100进行位置调整和固定。
如图2～图4所示，所述第一极耳整形机构22还包括第一对向气缸222、第一升降气缸223及第一夹持气缸224，所述第二极耳整形机构23还包括第二对向气缸232、第二升降气缸233及第二夹持气缸234；所述第一对向气缸222与第二对向气缸232相互配合，用于驱动第一极耳夹持整形片221与第二极耳夹持整形片231对向移动；所述第一升降气缸223与第二升降气缸233相互配合，用于驱动第一极耳夹持整形片221与第二极耳夹持整形片231升降移动；所述第一夹持气缸224与第二夹持气缸234相互配合，用于驱动第一极耳夹持整形片221与第二极耳夹持整形片231相互夹紧或分离。
如图1所示，所述汇流排移送装置3包括汇流排移送机械手31及安装于汇流排移送机械手下端的汇流排夹持机构32，所述汇流排移送机械手31包括纵向移送机构311、横向移送机构312和纵向微动机构313，所述纵向移送机构311用于带动汇流排夹持机构32纵向往返移送汇流排200，所述横向移送机构312用于带动汇流排夹持机构32横向往返移送汇流排200，所述纵向微动机构313用于带动汇流排夹持机构32纵向将汇流排200与软包电芯模组100极耳装配在一起。
如图1所示，所述出料装置4包括出料机架41及安装于出料机架上的出料槽体42和出料皮带43，所述出料皮带43设置于出料槽体42的下侧，所述出料槽体42的宽度与软包电芯模组100的宽度相对应。
在上述技术方案中，所述第一极耳夹持整形片221、第二极耳夹持整形片231与极耳101的厚度之和小于汇流排200的极耳孔201的宽度。
如图5所示，所述软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配机的整形装配方法，包括以下工作步骤：
S1.送料装置将软包电芯模组输送至极耳整形装置，令软包电芯模组的极耳朝上；具体地，在此步骤中，由送料皮带进行输送，送料槽体挡住软包电芯模组的前后两侧。
S2.极耳整形装置的模组固定机构调整好软包电芯模组位置，并将软包电芯模组固定；具体地，在此步骤中，第一模组固定气缸及第二模组固定气缸相互配合，对模组固定台上的软包电芯模组进行位置调整和固定。
S3.如图5（a）、(b) 、(c)，第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片相向夹持极耳的上端，使第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片构成引导穿插的引导装置；具体地，在此步骤中，首先，第一对向气缸与第二对向气缸对向移动，驱动第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片对向移动，到达极耳的两侧；然后，第一升降气缸与第二升降气缸上升，大约4mm；接着，第一夹持气缸与第二夹持气缸夹持极耳的上端。
S4.如图5（d)，汇流排移送装置将汇流排向下移动，引导装置插入汇流排的极耳孔，插入设定的第一距离后停止移动汇流排；具体地，在此步骤中，首先，由纵向移送机构和横向移送机构配合，使汇流排夹持机构夹持汇流排到达软包电芯模组上方；然后，纵向微动机构下降设定的第一距离。
S5.如图5（e)，引导装置向下滑动设定的第二距离，如图5（f)，构成引导装置的第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片分别松开对极耳的夹持；具体地，在此步骤中，首先，第一升降气缸与第二升降气缸下降，大约4mm，第一升降气缸与第二升降气缸复位；然后，第一夹持气缸与第二夹持气缸工作，驱动第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片松开对极耳的夹持，第一夹持气缸与第二夹持气缸复位；接着，第一对向气缸与第二对向气缸工作，驱动第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片从软包电芯模组的上方移开，第一对向气缸与第二对向气缸复位。
S6.如图5（g)，汇流排移送装置继续将汇流排向下移动，到达指定位置时，完成软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配；具体地，在此步骤中，首先，纵向微动机构下降设定的第二距离后松开汇流排；然后，纵向移送机构和横向移送机构复位，纵向微动机构复位。
以上所述，仅是本发明较佳实施方式，凡是依据本发明的技术方案对以上的实施方式所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配机，其特征在于，包括：
送料装置，用于将软包电芯模组输送至极耳整形装置，每个软包电芯模组分别包含一排单体软包电芯，每个单体软包电芯之上分别设有两个极耳；
极耳整形装置，包括模组固定机构、第一极耳整形机构和第二极耳整形机构，所述模组固定机构用于承载并固定从送料装置输送过来的软包电芯模组；所述第一极耳整形机构设有一排间隔排列的第一极耳夹持整形片，所述第二极耳整形机构设有一排间隔排列的第二极耳夹持整形片；所述第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片的位置相对，用于在装配汇流排的过程中，相互配合对软包电芯模组的各个单体软包电芯上的极耳进行夹持整形；
汇流排移送装置，用于在极耳整形装置对极耳进行夹持整形时，将汇流排移送至极耳整形装置中的软包电芯模组的极耳之上，使各个单体软包电芯的极耳穿过汇流排上对应的极耳孔，使软包电芯模组极耳与汇流排装配在一起；
及出料装置，用于将装配好汇流排的软包电芯模组输出。
2.根据权利要求1所述的软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配机，其特征在于：所述送料装置包括送料机架及安装于送料机架上的送料槽体和送料皮带，所述送料皮带设置于送料槽体的下侧，所述送料槽体的宽度与软包电芯模组的宽度相对应。
3.根据权利要求1所述的软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配机，其特征在于：所述模组固定机构包括模组固定台、第一模组固定气缸及第二模组固定气缸，从送料装置输送过来的软包电芯模组承载于模组固定台之上，第一模组固定气缸及第二模组固定气缸相互配合，对模组固定台上的软包电芯模组进行位置调整和固定。
4.根据权利要求1所述的软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配机，其特征在于：所述第一极耳整形机构还包括第一对向气缸、第一升降气缸及第一夹持气缸，所述第二极耳整形机构还包括第二对向气缸、第二升降气缸及第二夹持气缸；所述第一对向气缸与第二对向气缸相互配合，用于驱动第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片对向移动；所述第一升降气缸与第二升降气缸相互配合，用于驱动第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片升降移动；所述第一夹持气缸与第二夹持气缸相互配合，用于驱动第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片相互夹紧或分离。
5.根据权利要求1所述的软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配机，其特征在于：所述汇流排移送装置包括汇流排移送机械手及安装于汇流排移送机械手下端的汇流排夹持机构，所述汇流排移送机械手包括纵向移送机构、横向移送机构和纵向微动机构，所述纵向移送机构用于带动汇流排夹持机构纵向往返移送汇流排，所述横向移送机构用于带动汇流排夹持机构横向往返移送汇流排，所述纵向微动机构用于带动汇流排夹持机构纵向将汇流排与软包电芯模组极耳装配在一起。
6.根据权利要求1所述的软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配机，其特征在于：所述出料装置包括出料机架及安装于出料机架上的出料槽体和出料皮带，所述出料皮带设置于出料槽体的下侧，所述出料槽体的宽度与软包电芯模组的宽度相对应。
7.根据权利要求1所述的软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配机，其特征在于：所述第一极耳夹持整形片、第二极耳夹持整形片与极耳的厚度之和小于汇流排的极耳孔的宽度。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配机的整形装配方法，其特征在于，包括以下工作步骤：
S1.送料装置将软包电芯模组输送至极耳整形装置，令软包电芯模组的极耳朝上；
S2.极耳整形装置的模组固定机构调整好软包电芯模组位置，并将软包电芯模组固定；
S3.第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片相向夹持极耳的上端，使第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片构成引导穿插的引导装置；
S4.汇流排移送装置将汇流排向下移动，引导装置插入汇流排的极耳孔，插入设定的第一距离后停止移动汇流排；
S5.引导装置向下滑动设定的第二距离，构成引导装置的第一极耳夹持整形片与第二极耳夹持整形片分别松开对极耳的夹持；
S6.汇流排移送装置继续将汇流排向下移动，到达指定位置时，完成软包电芯模组极耳与汇流排的整形装配。
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