CN108550916A - 一种圆柱型锂离子电池对孔设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种圆柱型锂离子电池对孔设备，对孔机构中的对孔轮转动地安装在基座上，第一驱动装置用于驱动对孔轮转动，定位机构中的定位平台滑动安装在基座上，第二驱动装置用于驱动定位平台沿X轴方向，电池放置架上开设有多个电池放置槽，对孔检测机构中的CCD检测元件安装在基座上用于检测待注液锂离子电池注液孔的位置，移载机构用于移载电池夹具，对孔工作状态下，对孔轮带动待注液锂离子电池绕自身轴线转动，CCD检测元件检测待注液锂离子电池上注液孔的位置；本发明提出的对孔设备能够同时多个锂离子电池的注液孔进行调节，弹性压紧机构压紧锂离子电池，防止在后续的转移、注液过程中锂离子电池的注液孔位发生偏移，提高了注液的合格率。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池生产设备领域，尤其涉及一种圆柱型锂离子电池对孔设备。
背景技术
当前，锂离子电池发展迅速，应用范围也越来越广泛，在这众多类型的锂离子电池中，圆柱型锂离子电池所占比例也相对较大；针对于圆柱型锂离子电池的注液工序，包括上料、对孔、注液等一系列工序，对孔工序就是调整锂离子电池的注液孔位置，使得锂离子电池注液孔的位置到达预定位置，注液机喷嘴恰好对准注液孔，现有技术中，圆柱型锂离子电池的自动对孔不够精确、自动对孔检测后电池在转移过程中孔位出现偏移，同时对孔设备结构复杂，影响整个工序的生产效率。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种圆柱型锂离子电池对孔设备。
本发明提出的一种圆柱型锂离子电池对孔设备，包括基座、定位机构、电池夹具、对孔机构、对孔检测机构和移载机构；
对孔机构安装在基座上，对孔机构包括第一驱动装置和多个对孔轮，多个对孔轮分别可转动地安装在基座上，第一驱动装置用于驱动多个对孔轮转动；
定位机构包括第二驱动装置和定位平台，定位平台滑动安装在基座上，第二驱动装置用于驱动定位平台沿X轴方向移动做靠近和远离对孔轮的运动；
电池夹具包括电池放置架，电池放置架上开设有多个电池放置槽；
对孔检测机构包括CCD检测元件，CCD检测元件安装在基座上并位于定位平台上方，CCD检测元件用于检测待注液锂离子电池注液孔的位置；
移载机构安装在基座上并位于定位平台一侧，移载机构用于夹持电池夹具做与定位平台配合和脱离的动作；
所述圆柱型锂离子电池对孔设备包括对孔工作状态，对孔工作状态下，电池放置架配合在定位平台上形成固定连接，电池放置槽中的待注液锂离子电池分别抵靠在对孔轮上，第一驱动装置驱动多个对孔轮转动，多个对孔轮分别带动多个待注液锂离子电池绕自身轴线转动，CCD检测元件定位至电池放置架上方用于检测待注液锂离子电池上注液孔的位置。
优选地，定位机构还包括第三驱动装置和定位机架，定位机架可移动地安装在基座上，第三驱动装置驱动定位机架沿Y轴方向移动，定位平台可移动地安装在定位机架上；
电池放置槽设有N个，N≥2，N个电池放置槽在电池放置架上沿Y轴方向排布，对孔轮设有M个，N为偶数，则M＝N/2，N为奇数，则M＝N/2+0.5，每相邻两个电池放置槽和一个对孔轮构成一个对孔单元，对孔工作状态下，每个对孔单元的内的对孔轮位于两个放置槽之间，第三驱动装置驱动定位机架沿Y轴方向移动，定位机架带动电池放置架沿Y轴方向移动，每个对孔单元内的对孔轮轮流抵靠在两个电池放置槽中的待注液锂离子电池上并带动相应待注液锂离子电池转动。
优选地，电池夹具还包括弹性压紧装置，弹性压紧装置包括第一弹性元件、锁紧板和压板，锁紧板固定在电池放置架上，压板通过第一弹性元件与锁紧板连接，且压板位于多个电池放置槽上方一侧，压板用于压紧待注液锂离子电池。
优选地，定位机构还包括拉伸部件，拉伸部件安装在基座上，拉伸部件包括第四驱动装置和拉钩，第四驱动装置驱动拉钩沿X轴方向移动，对孔工作状态下拉钩与压板连接，第四驱动装置驱动拉钩沿X轴负方向移动以使压板脱离待注液锂离子电池。
优选地，电池夹具还包括多个导向轮，多个导向轮安装在电池放置架上并分别位于多个电池放置槽上方一侧。
优选地，定位平台上设有第一插装杆，电池放置架上开设有第一插槽，对孔工作状态下第一插装杆配合在第一插槽内。
优选地，对孔机构还包括对孔机架和第二弹性元件，对孔机架滑动安装基座上，对孔机架一侧通过第二弹性元件与基座连接，对孔机架滑动方向平行于X轴方向，第二弹性元件拉伸和压缩方向平行于X轴方向，对孔轮可转动地安装对孔机架上，
优选地，对孔检测机构还包括第五驱动装置和CCD安装架，CCD检测元件固定在CCD安装架上，CCD安装架滑动安装在基座上，第五驱动装置驱动CCD安装架沿X轴方向移动以使CCD检测元件做靠近和远离定位机构的运动。
优选地，移载机构位于定位机构远离对孔机构一侧，移载机构包括移载机架、第六驱动装置、移载平台、第七驱动装置、移载托架和第八驱动装置；移载机架可移动地安装在基座上，第六驱动装置驱动移载机架沿Z轴方向移动，移载平台可移动地安装在移载机架上，第七驱动装置用于驱动移载平台沿Y轴方向移动，移载托架可移动地安装在移载平台上，第八驱动装置用于驱动移载托架沿X轴方向移动做靠近和远离定位机构的运动，移载托架用于夹持电池夹具；
所述圆柱型锂离子电池对孔设备还包括移载工作状态，移载工作状态下，移载托架夹持电池夹具，第七驱动装置、第八驱动装置和第六驱动装置分别驱动移载平台、移载托架和移载机架以使电池夹具放置在定位平台上或脱离定位平台。
优选地，移载托架上设有第二插装杆，电池放置架上开设有第二插槽，移载工作状态下第二插装杆配合在第二插槽内，对孔工作状态下第二插装杆脱离第二插槽；移载托架靠近定位机构一侧安装有吸盘，移载工作状态下电池夹具吸附在吸盘上。
本发明中，所提出的圆柱型锂离子电池对孔设备，具有以下优点：
1、本发明提出的对孔设备能够同时多个锂离子电池的注液孔进行调节，提高了工作效率；
2、对孔工作完成后，弹性压紧机构随后压紧锂离子电池，防止在后续的转移、注液过程中锂离子电池的注液孔位发生偏移，提高了注液的合格率；
3、移载机构夹持电池夹具沿XYZ轴方向移动，、移载机构夹持电池夹具使得电池夹具进出定位机构、进入下一工序，实现了连续化生产，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明提出的一种圆柱型锂离子电池对孔设备的结构示意图；
图2为本发明提出的一种圆柱型锂离子电池对孔设备对孔机构的结构示意图；
图3为本发明提出的一种圆柱型锂离子电池对孔设备定位机构的结构示意图；
图4为本发明提出的一种圆柱型锂离子电池对孔设备定位机构的结构示意图；
图5为本发明提出的一种圆柱型锂离子电池对孔设备电池夹具的结构示意图；
图6为本发明提出的一种圆柱型锂离子电池对孔设备电池夹具的结构示意图；
图7为本发明提出的一种圆柱型锂离子电池对孔设备CCD检测机构的结构示意图；
图8为本发明提出的一种圆柱型锂离子电池对孔设备移载机构的结构示意图。
具体实施方式
如图1-8所示，图1为本发明提出的一种圆柱型锂离子电池对孔设备的结构示意图，图2为本发明提出的一种圆柱型锂离子电池对孔设备对孔机构的结构示意图，图3为本发明提出的一种圆柱型锂离子电池对孔设备定位机构的结构示意图，图4为本发明提出的一种圆柱型锂离子电池对孔设备定位机构的结构示意图，图5为本发明提出的一种圆柱型锂离子电池对孔设备电池夹具的结构示意图，图6为本发明提出的一种圆柱型锂离子电池对孔设备电池夹具的结构示意图，图7为本发明提出的一种圆柱型锂离子电池对孔设备CCD检测机构的结构示意图，图8为本发明提出的一种圆柱型锂离子电池对孔设备移载机构的结构示意图。
参照图1，本发明提出的一种圆柱型锂离子电池对孔设备，包括基座(1)、对孔机构、定位机构、电池夹具、对孔检测机构和移载机构，锂离子电池进行孔时的工作状态命名为对孔工作状态，移载机构夹持电池夹具移动时命名为移载工作状态，在图中建立XYZ轴坐标系，以基座1所在平面建立XY平面，垂直于基座1平面的方向为Z轴方向；
图1中所示的基座1为板状结构，基座1上设有一些支架，用于支撑、固定上述机构，支架分为三层，包括第一层支架71、第二层支架72和第三层支架73，第一层支架71固定在基座1上，第二层支架72固定在第一层支架71上，第三层支架73固定在第一层支架71上；
对孔机构包括第一驱动装置21、M＝6个对孔轮22、六个对孔机架23和六个第二弹性元件24，六个对孔机架23分别可滑动地安装在第二层支架72上，滑动方向平行于X轴方向，六个对孔轮22分别可转动地安装在六个对孔机架23上，本实施例中的第一驱动装置21为六个电机，六个电机分别安装在六个对孔机架23上，电机通过同步带与对孔轮22连接从而驱动对孔轮22转动，本实施例中的第二弹性元件24为弹簧，弹簧一端与对孔机架23远离对孔轮22的一侧连接，弹簧另一端与第二层支架72连接，推动对孔机架23可实现拉伸或压缩弹簧，第二弹性元件24的作用在于当锂离子电池抵靠在对孔轮22上时，对孔轮22有后退空间，避免锂离子电池直接撞上对孔轮22同时又可以使锂离子电池牢牢的压紧在对孔轮22上；
定位机构包括第二驱动装置31、定位平台32、第三驱动装置33和定位机架34；定位机架34可滑动地安装在第一层支架71上并位于对孔机构一侧，本实施例中的第三驱动装置33为液压缸，液压缸输出端与定位机架34连接从而驱动定位机架34沿Y轴方向移动，定位平台32滑动安装在定位机架34上，本实施例中的第二驱动装置31为伸缩气缸，伸缩气缸输出端与定位平台32连接从而驱动定位平台32沿X轴方向移动做靠近和远离对孔轮22的运动，定位平台32用于固定电池夹具；
电池夹具包括电池放置架41，电池放置架41上开设有N＝12个电池放置槽411，十二个电池放置槽411一字排开，电池放置槽411的开设深度小于待注液锂离子电池的长度，因而待注液锂离子电池放入电池放置槽411中后，锂离子电池仍有部分位于电池放置槽411外部，锂离子电池在电池放置槽411中可绕自身轴线自由转动；
对孔检测机构包括六个CCD检测元件51，CCD检测元件51安装在第三层支架73上并位于定位平台32上方，CCD检测元件51用于检测待注液锂离子电池注液孔的位置；
移载机构安装在基座1上并位于定位平台32远离对孔机构一侧，移载机构用于夹持电池夹具做与定位平台32配合和脱离的动作；
所述圆柱型锂离子电池对孔设备包括对孔工作状态，对孔工作状态下，移载机构夹持电池夹具将电池夹具放置在定位平台32上，第三驱动装置33驱动定位机架34沿Y轴负方向移动，第二驱动装置31驱动定位平台32沿X轴方向移动，从而带动电池夹具在XY平面移动，使得每个对孔轮22位于相邻两个电池放置槽411之间，每相邻两个电池放置槽411和一个对孔轮22构成一个对孔单元，十二个电池放置槽411与六个对孔轮22恰好形成六个对孔单元，第三驱动装置33驱动定位机架34沿Y轴方向移动，带动电池夹具沿Y轴方向移动，从而使得每个对孔单元内的对孔轮22顺序与两个锂离子电池相抵靠，因此十二个锂离子电池需要分两次完成对孔工作，抵靠后对孔轮22带动离子电池转动从而改变锂离子电池上注液孔的位置，六个CCD检测元件51与六个对孔单元相对应，CCD检测装置位于锂离子电池上方，用于检测注液孔的位置，当CCD检测元件51检测到注液孔到达预定位置时对孔轮22停止转动，完成对孔工作。
电池夹具还包括弹性压紧装置，弹性压紧机构用于在夹具转移过程中压紧锂离子电池，以及压紧锂离子电池防止已经对孔后的锂离子电池上的注液孔位置发生偏移，弹性压紧装置包括第一弹性元件42、锁紧板43和压板44，锁紧板43通过支架安装在放置架上，锁紧板43与电池放置架41之间预留有空间，压板44位于上述空间内，压板44通过第一弹性元件42与锁紧板43连接，本实施例中的第一弹性元件42为弹簧，电池夹具在转移过程中压板44始终压在锂离子电池上。
定位机构还包括拉伸部件，拉伸部件用于在对孔工作状态下将压板44拉开使得拉板不再压紧锂离子电池，这样锂离子电池才能在对孔轮22的带动下转动；拉伸部件包括第四驱动装置35和拉钩36，第四驱动装置35和拉钩36安装在第二层支架72上，本实施例中的第四驱动装置35为液压缸，第四驱动装置35驱动拉钩36沿X轴方向移动，对孔工作状态下，拉钩36向Z轴正方向移动插入压板44上的凹槽中，第四驱动装置35驱动拉钩36沿X轴负方向移动，拉钩36带动压板44沿X轴负方向移动，使得压板44脱离待注液锂离子电池，此时锂离子电池能够在电池放置槽411内自由转动，对孔工作完成后，拉钩36松开压板44，压板44在第一弹性元件42作用下恢复原位，将已经对孔后的压紧锂离子电池压紧。
定位平台32上设有多个第一插装杆321，电池放置架41上开设有多个第一插槽412，移载机构夹持电池放置架41放置在定位平台32上，第一插装杆321伸入第一插槽412内，起到固定第一放置架的作用，对孔工作状态下插装杆配合在插槽内。
电池夹具还包括多个导向轮45，导向轮45安装在电池放置架41上并位于电池放置槽411上方一侧，本实施例中，每两个导向轮45安装在电池放置槽411上方一侧，两个导向轮45沿电池放置槽411周向设置，锂离子电池放置在电池放置槽411中后，锂离子电池的侧壁抵靠在导向轮45上，当导向轮45带动锂离子电池转动时，导向轮45可以引导锂离子电池自转，同时可以避免锂离子电池侧壁与电池放置槽411内侧壁直接摩擦，损坏电池表面。
对孔检测机构还包括第五驱动装置52和CCD安装架53，六个CCD检测元件51固定在CCD安装架53上，CCD安装架53滑动安装在第三层支架73上，本实施例中的第五驱动机构为伸缩气缸，第五驱动装置52驱动CCD安装架53沿X轴方向移动，对孔工作状态下，第五驱动装置52驱动CCD安装架53沿X轴正方向移动，使得CCD元件移动至锂离子电池上方，检测锂离子电池注液孔的位置，对孔工作完成后，第五驱动装置52驱动CCD安装架53沿X轴负方向移动,CCD元件远离电池放置架41，防止移载机构移载电池放置架41时与CCD元件发生碰撞。
移载机构位于定位机构远离对孔机构一侧，移载机构包括移载机架61、第六驱动装置62、移载平台63、第七驱动装置64、移载托架65和第八驱动装置66；移载机架61可移动地安装在基座1上，本实施例中的第六驱动装置62为伸缩气缸，第六驱动装置62驱动移载机架61沿Z轴方向移动，移载平台63可移动地安装在移载机架61上，第七驱动装置64为驱动电机，传动带与第七驱动装置64的输出端连接，传动带沿Y轴方向设置，第七驱动装置64驱动传动带运动，移载平台63与传动带连接，传动带带动移载平台63沿Y轴方向移动，移载托架65通过导杆插装在移载平台63上，移载托架65可沿X轴方向移动，本实施例中的第八驱动装置66为伸缩气缸，第八驱动装置66用于驱动移载托架65沿X轴方向移动做靠近和远离定位机构的运动，移载托架65用于夹持电池夹具，移载托架65上设有第二插装杆651，电池放置架41上开设有第二插槽413，第二插装杆651插入第二插槽413内后，电池放置架41与移载托架65连接起来，此时移载托架65可携带电池放置架41进行移载工作；移载工作状态下，当需要将电池夹具放置进入定位平台32上时，第二插装杆651伸入第二插槽413内，第六驱动装置62、第七驱动装置64和第八驱动装置66分别驱动移载机架61、移载平台63和移载托架65，带动电池夹具分别沿XYZ轴方向移动，使得电池夹具准确放置在定位平台32上，第一插装杆321插入第一插槽412中以将电池放置架41稳定住，放置完毕后第二插装杆651从第二插槽413中移出；对孔工作完成后需要将电池夹具移出定位平台32，第二插装杆651伸入第二插槽413内，第六驱动装置62、第七驱动装置64和第八驱动装置66分别驱动移载机架61、移载平台63和移载托架65，带动电池夹具分别沿XYZ轴方向移动，使得电池夹具移出定位平台32，并带动电池夹具沿Y轴方向移动进入下一工序。
移载托架65靠近定位机构一侧安装有多个吸盘67，移载工作状态下电池夹具吸附在吸盘67上，负责电池夹具的固定，防止电池夹具在搬运过程中出现掉落现象。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种圆柱型锂离子电池对孔设备，其特征在于，包括基座(1)、对孔机构、定位机构、电池夹具、对孔检测机构和移载机构，基座(1)水平设置；
对孔机构包括第一驱动装置(21)和多个对孔轮(22)，多个对孔轮(22)分别可转动地安装在基座(1)上，第一驱动装置(21)用于驱动多个对孔轮(22)转动；
定位机构包括第二驱动装置(31)和定位平台(32)，定位平台(32)滑动安装在基座(1)上，第二驱动装置(31)用于驱动定位平台(32)沿X轴方向移动做靠近和远离对孔轮(22)的运动；
电池夹具包括电池放置架(41)，电池放置架(41)上开设有多个电池放置槽(411)；
对孔检测机构包括CCD检测元件(51)，CCD检测元件(51)安装在基座(1)上并位于定位平台(32)上方，CCD检测元件(51)用于检测待注液锂离子电池注液孔的位置；
移载机构安装在基座(1)上并位于定位平台(32)一侧，移载机构用于夹持电池夹具做与定位平台(32)配合和脱离的动作；
所述圆柱型锂离子电池对孔设备包括对孔工作状态，对孔工作状态下，电池放置架(41)配合在定位平台(32)上形成固定连接，电池放置槽(411)中的待注液锂离子电池分别抵靠在对孔轮(22)上，第一驱动装置(21)驱动多个对孔轮(22)转动，多个对孔轮(22)分别带动多个待注液锂离子电池绕自身轴线转动，CCD检测元件(51)定位至电池放置架(41)上方用于检测待注液锂离子电池上注液孔的位置。
2.根据权利要求1所述的圆柱型锂离子电池对孔设备，其特征在于，定位机构还包括第三驱动装置(33)和定位机架(34)，定位机架(34)可移动地安装在基座(1)上，第三驱动装置(33)驱动定位机架(34)沿Y轴方向移动，定位平台(32)可移动地安装在定位机架(34)上；
电池放置槽(411)设有N个，N≥2，N个电池放置槽(411)在电池放置架(41)上沿Y轴方向排布，对孔轮(22)设有M个，N为偶数，则M＝N/2，N为奇数，则M＝N/2+0.5，每相邻两个电池放置槽(411)和一个对孔轮(22)构成一个对孔单元，对孔工作状态下，每个对孔单元的内的对孔轮(22)位于两个放置槽之间，第三驱动装置(33)驱动定位机架(34)沿Y轴方向移动，定位机架(34)带动电池放置架(41)沿Y轴方向移动，每个对孔单元内的对孔轮(22)轮流抵靠在两个电池放置槽(411)中的待注液锂离子电池上并带动相应待注液锂离子电池转动。
3.根据权利要求1所述的圆柱型锂离子电池对孔设备，其特征在于，电池夹具还包括弹性压紧装置，弹性压紧装置包括第一弹性元件(42)、锁紧板(43)和压板(44)，锁紧板(43)固定在电池放置架(41)上，压板(44)通过第一弹性元件(42)与锁紧板(43)连接，且压板(44)位于多个电池放置槽(411)上方一侧，压板(44)用于压紧待注液锂离子电池。
4.根据权利要求3所述的圆柱型锂离子电池对孔设备，其特征在于，定位机构还包括拉伸部件，拉伸部件安装在基座(1)上，拉伸部件包括第四驱动装置(35)和拉钩(36)，第四驱动装置(35)驱动拉钩(36)沿X轴方向移动，对孔工作状态下拉钩(36)与压板(44)连接，第四驱动装置(35)驱动拉钩(36)沿X轴负方向移动以使压板(44)脱离待注液锂离子电池。
5.根据权利要求1所述的圆柱型锂离子电池对孔设备，其特征在于，电池夹具还包括多个导向轮(45)，多个导向轮(45)安装在电池放置架(41)上并分别位于多个电池放置槽(411)上方一侧。
6.根据权利要求1所述的圆柱型锂离子电池对孔设备，其特征在于，定位平台(32)上设有第一插装杆(321)，电池放置架(41)上开设有第一插槽(412)，对孔工作状态下第一插装杆(321)配合在第一插槽(412)内。
7.根据权利要求1所述的圆柱型锂离子电池对孔设备，其特征在于，对孔机构还包括对孔机架(23)和第二弹性元件(24)，对孔机架(23)滑动安装基座(1)上，对孔机架(23)一侧通过第二弹性元件(24)与基座(1)连接，对孔机架(23)滑动方向平行于X轴方向，第二弹性元件(24)拉伸和压缩方向平行于X轴方向，对孔轮(22)可转动地安装对孔机架(23)上。
8.根据权利要求1所述的圆柱型锂离子电池对孔设备，其特征在于，对孔检测机构还包括第五驱动装置(52)和CCD安装架(53)，CCD检测元件(51)固定在CCD安装架(53)上，CCD安装架(53)滑动安装在基座(1)上，第五驱动装置(52)驱动CCD安装架(53)沿X轴方向移动以使CCD检测元件(51)做靠近和远离定位机构的运动。
9.根据权利要求1所述的圆柱型锂离子电池对孔设备，其特征在于，移载机构位于定位机构远离对孔机构一侧，移载机构包括移载机架(61)、第六驱动装置(62)、移载平台(63)、第七驱动装置(64)、移载托架(65)和第八驱动装置(66)；移载机架(61)可移动地安装在基座(1)上，第六驱动装置(62)驱动移载机架(61)沿Z轴方向移动，移载平台(63)可移动地安装在移载机架(61)上，第七驱动装置(64)用于驱动移载平台(63)沿Y轴方向移动，移载托架(65)可移动地安装在移载平台(63)上，第八驱动装置(66)用于驱动移载托架(65)沿X轴方向移动做靠近和远离定位机构的运动，移载托架(65)用于夹持电池夹具；
所述圆柱型锂离子电池对孔设备还包括移载工作状态，移载工作状态下，移载托架(65)夹持电池夹具，第七驱动装置(64)、第八驱动装置(66)和第六驱动装置(62)分别驱动移载平台(63)、移载托架(65)和移载机架(61)以使电池夹具放置在定位平台(32)上或脱离定位平台(32)。
10.根据权利要求9所述的圆柱型锂离子电池对孔设备，其特征在于，移载托架(65)上设有第二插装杆(651)，电池放置架(41)上开设有第二插槽(413)，移载工作状态下第二插装杆(651)配合在第二插槽(413)内，对孔工作状态下第二插装杆(651)脱离第二插槽(413)；移载托架(65)靠近定位机构一侧安装有吸盘(67)，移载工作状态下电池夹具吸附在吸盘(67)上。
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