CN108899589B - 一种锂电池组自动组装机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电池组自动组装机,包括上料台、装填工作台、出料台以及在上料台和装填工作台之间移动的装填机械手,上料台设置有电池上料装置、电池翻转装置和空电池支架盘上料装置,电池上料装置将电池搬运到电池翻转装置上;装填工作台设置有两个装填工区,装填机械手设置在两个装填工区之间,装填工区设置有一排装填工位,装填工位的一侧设置有输送带,出料台设置在输送带的前方;装填机械手设置有料夹、电池夹;装填工区设置有对装填工位的电池支架盘上的电池进行压料整平的压料装置。本发明结构紧凑、占用空间小、成本低廉,提高了企业的生产效率,节约了物料和人工成本;以实现锂电池高效率、高品质的生产。

Description

一种锂电池组自动组装机
技术领域
本发明涉及锂电池组组装领域,特别涉及一种锂电池组自动组装机。
背景技术
目前,在锂电池组的生产流程中,单个锂电池生产出来后,需要将多个锂电池放入一个空的电池电池支架盘中组装成一个电池组,其中奇/偶数的锂电池要调转,使得电池组内的锂电池在后续焊接上导电片后可以依次串联,串联好的电池组经过包装成一个完整的电池组。锂电池生产过程中会生产出电压/电阻差别不大而且合格的锂电池,而国内锂电池后段组装大多仍采用手工或单工位单机工作,会把阻值不同的锂电池串联在一起形成的电池组,电池组内的各个电池的电阻不同会导致整个电池组的品质比较低,一致性较差;也有采用半自动组装加工的,虽然品质一致性及效率有提高,但其人工干预的次数和时间较多,而采购的进口设备虽然具备高精度的要求,但其高昂的价格使广大国内企业的在设备成本上投入过高。
发明内容
本发明解决的技术问题是针对上述现有技术中存在的缺陷,提供一种锂电池组自动组装机,其设置在锂电池的分选机之后,根据分选机将锂电池根据电压/电阻进行分选后,组装机将同一电压/电阻的锂电池装填入同一电池支架盘,以解决上述背景技术中提出的问题。
为解决上述技术问题,本发明采取的技术方案如下:一种锂电池组自动组装机,包括上料台、装填工作台、出料台以及在上料台和装填工作台之间移动的装填机械手,所述上料台设置有电池上料装置、电池翻转装置和空电池支架盘上料装置,所述电池上料装置将电池搬运到电池翻转装置上;所述空电池支架盘上料装置将空电池支架盘提升到供装填机械手夹持的高度;所述装填工作台设置有两个装填工区,所述装填机械手设置在两个装填工区之间,所述装填工区设置有一排装填工位,所述装填工位的一侧设置有输送带,所述出料台设置在输送带的前方;所述装填机械手设置有将空电池支架盘上料装置上的空电池支架盘夹持到装填工位上以及将装填工位上装填满电池的电池支架盘搬运到输送带上的料夹、将电池翻转装置上的电池夹持到装填工位的电池支架盘上进行装填的电池夹;所述装填工区设置有对装填工位的电池支架盘上的电池进行压料整平的压料装置。
作为对上述技术方案的进一步阐述:
在上述技术方案中,所述电池上料装置包括上料机械手以及带动上料机械手移动的上料移动组件,所述上料移动组件包括依次设置的第一移动上料轨道、第二移动上料轨道和第一升降轨道,所述第一升降轨道设置有第一升降座,所述上料机械手包括和第一升降座固接的连接板,所述连接板下部设置有夹持电池的夹持部,所述夹持部由夹持板、多个连接块和多个夹持块组成,所述连接块固定在夹持板的一侧,所述夹持块铰接在相邻两个连接块之间,所述中部设置有一排驱动夹持块将电池夹持在夹持板处的第一夹持气缸。
在上述技术方案中,所述电池翻转装置包括相对设置的电池翻转座和接驳座,所述接驳座设置有与上料机械手以及装填机械手的电池夹协作的接驳机械手,所述电池翻转座包括翻转驱动气缸、设置在翻转驱动气缸驱动端的夹持电池的翻转架,所述翻转驱动气缸下端设置有翻转支撑架,所述上料台设置有驱动翻转支撑架直线移动的第一移动气缸;所述翻转架包括相对设置的上翻转板和下翻转板,所述上翻转板设置有一排将电池夹持在上翻转板和下翻转板之间的第二夹持气缸。
在上述技术方案中,所述装填机械手为四轴水平关节机械手;所述料夹由第一升降气缸和两个气动手指气缸组成;所述电池夹包括与料夹连接的固定架、设置在固定架一侧的吸料块,所述吸料块的一侧开制有一排吸取电池的凹槽,所述凹槽内设置有连通真空泵的吸料孔。
在上述技术方案中,所述装填工区设置有五个装填工位,所述装填工位上设置有固定电池支架盘的第一固定气缸,所述压料装置包括压料机械手以及带动压料机械手在装填工位上移动的压料移动组件,所述压料移动组件包括设置有装填工区两侧的两个第一移动轨道以及架设在两个第一移动轨道之间的第二移动轨道,所述压料机械手安装在第二移动轨道的滑块上;所述压料机械手由一排压料气缸组成。
在上述技术方案中,所述出料台包括与输送带连接的出料带、设置在出料带后方的将输送带上的电池支架盘推送到出料带上的推移装置、设置在出料带前方的转送装置以及设置在出料带一侧的处理台,所述推移装置包括设置在输送带和出料带之间的推送轨道,所述推送轨道上方设置有一推送气缸,所述推送气缸通过一龙门架架设出料台上,所述出料带平行输送带设置,所述推送轨道垂直于出料带设置。
在上述技术方案中,所述出料带在处理台的另一侧设置有将出料带上的电池支架盘推动到处理台上的推动气缸,所述处理台设置有将处理台上的电池支架盘推回到出料带上复位气缸。
在上述技术方案中,所述转送装置包括设置在出料带前方的出料升降台、设置在出料升降台两侧的转运轨道以及沿转运轨道移动的转运机械手;所述出料升降台设置有由牵引电机驱动的牵引皮带。
在上述技术方案中,所述出料带的上方设置有对电池支架盘上的电池组进行极性检查的摄像头,所述摄像头通过一支撑架架设在出料台上;所述支撑架在摄像头的下方设置有一C型挡块。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:本发明结构紧凑、占用空间小、成本低廉,提高了企业的生产效率,节约了物料和人工成本;以实现锂电池高效率、高品质的生产,通过装填机械手以及十个装填工位可以同时按10种电压/电阻的电池进行分类组装,大大的提高了锂电池的分类组装效率,并以进口设备1/3~1/4的价格更适合国内广大企业,降低企业的生产成本。
附图说明
图1是本发明结构示意图;
图2是上料台和装填工作台的结构示意图;
图3是上料机械手结构示意图;
图4是翻转装置结构示意图;
图5是装填机械手结构示意图;
图6是装填工区结构示意图;
图7是出料台结构示意图。
图中:1、电池上料装置;11、第一移动上料轨道;12、第二移动上料轨道;13、第一升降轨道;14、上料机械手;141、连接板;142、第一夹持气缸;143、连接块;144、夹持板;145、夹持块;
2、电池翻转装置;21、电池翻转座;22、翻转驱动气缸;23、翻转支撑架;24、翻转架;241、上翻转板;242、下翻转板;243、第二夹持气缸;25、第一移动气缸;26、接驳机械手;3、空电池支架盘上料装置;
4、装填机械手;41、料夹;411、第一升降气缸;412、气动手指气缸;42、固定架;43、吸料块;44、凹槽;
51、装填工位;52、压料机械手;521、压料气缸;53、第一移动轨道;54、第二移动轨道;55、第一固定气缸;56、电池支架盘;6、输送带;7、推移装置;71、推送轨道;72、推送气缸;73、龙门架;81、出料带;82、处理台;821、推动气缸;822、复位气缸;83、C型挡块;84、摄像头;85、支撑架;
91、转运机械手;92、转运轨道;93、出料升降台;100、锂电池;101、锂电池料盒;102、传送轨道。
具体实施方式
下面结合附图1至附图7对本发明作进一步详细的说明。
通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“若干个”、“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1-7所示,一种锂电池组自动组装机,包括上料台、装填工作台、出料台以及在上料台和装填工作台之间移动的装填机械手4,上料台设置有电池上料装置1、电池翻转装置2和空电池支架盘上料装置3,电池上料装置1将电池搬运到电池翻转装置2上;空电池支架盘上料装置3将空电池支架盘56提升到供装填机械手4夹持的高度;装填工作台设置有两个装填工区,装填机械手4设置有两个装填工区之间,装填工区设置有一排装填工位51,装填工位51的一侧设置有输送带6,出料台设置在输送带6的前方;装填机械手4设置有将空电池支架盘上料装置3上的空电池支架盘56夹持到装填工位51上以及将装填工位51上装填满电池的电池支架盘56搬运到输送带6上的料夹41、将电池翻转装置2上的电池夹持到装填工位51的电池支架盘56上进行装填的电池夹;装填工区设置有对装填工位51的电池支架盘56上的电池进行压料整平的压料装置。
电池上料装置1包括上料机械手14以及带动上料机械手14移动的上料移动组件,上料移动组件包括依次设置的第一移动上料轨道11、第二移动上料轨道12和第一升降轨道13,第一升降轨道13设置有第一升降座,上料机械手14包括和第一升降座固接的连接板141,连接板141下部设置有夹持电池的夹持部,夹持部由夹持板144、多个连接块143和多个夹持块145组成,连接块143固定在夹持板144的一侧,夹持块145铰接在相邻两个连接块143之间,中部设置有一排驱动夹持块145将电池夹持在夹持板144处的第一夹持气缸142。
上料台可以和分选机进行接驳,分选机根据锂电池100的电压/电阻进行分选后,上料机械手14直接将同一电压/电阻的一排锂电池100夹取搬运到电池翻转装置2上。或者,在上料台上设置锂电池料盒101传送轨道102,将锂电池料盒101传送到电池上料装置1下方,上料机械手14直接将料盒中的一排锂电池100夹取搬运到电池翻转装置2上。
电池翻转装置2包括相对设置的电池翻转座21和接驳座,接驳座设置有与上料机械手14以及装填机械手4的电池夹协作的接驳机械手26,电池翻转座21包括翻转驱动气缸22、设置在翻转驱动气缸22驱动端的夹持电池的翻转架24,翻转驱动气缸22下端设置有翻转支撑架23,上料台设置有驱动翻转支撑架23直线移动的第一移动气缸25;翻转架24包括相对设置的上翻转板241和下翻转板242,上翻转板241设置有一排将电池夹持在上翻转板241和下翻转板242之间的第二夹持气缸243。上料机械手14直接将一排锂电池夹取搬运到接驳机械手26处,接驳机械手26将一整排的锂电池吸取固定,翻转架24移动到接驳机械手26处将接驳机械手26上的一排锂电池100通过第二夹持气缸243夹取,翻转架24后撤一端距离后,通过翻转驱动气缸22将翻转架24调转180度,翻转架24再移动到接驳机械手26处,接驳机械手26将这翻转后的一排锂电池吸取固定,装填机械手4移动到接驳机械手26处将这一排锂电池夹取搬运到装填工位51上放置在电池支架盘56中。
装填机械手4为四轴水平关节机械手;料夹41由第一升降气缸411和两个气动手指气缸412组成;电池夹包括与料夹41连接的固定架42、设置在固定架42一侧的吸料块43,吸料块43的一侧开制有一排吸取电池的凹槽44,凹槽44内设置有连通真空泵的吸料孔。
装填工区设置有五个装填工位51,装填工位51上设置有固定电池支架盘56的第一固定气缸55,压料装置包括压料机械手52以及带动压料机械手52在装填工位51上移动的压料移动组件,压料移动组件包括设置有装填工区两侧的两个第一移动轨道53以及架设在两个第一移动轨道53之间的第二移动轨道54,压料机械手52安装在第二移动轨道54的滑块上;压料机械手52由一排压料气缸521组成。装填机械手4将这一排锂电池夹取放置在电池支架盘56后,压料机械手52移动到这一排电池上方,通过压料气缸521将这一排电池压入电池支架盘56中。
出料台包括与输送带6连接的出料带81、设置在出料带81后方的将输送带6上的电池支架盘56推送到出料带81上的推移装置7、设置在出料带81前方的转送装置以及设置在出料带81一侧的处理台82,推移装置7包括设置在输送带6和出料带81之间的推送轨道71,推送轨道71上方设置有一推送气缸72,推送气缸72通过一龙门架73架设出料台上,出料带81平行输送带6设置,推送轨道71垂直于出料带81设置。
出料带81在处理台82的另一侧设置有将出料带81上的电池支架盘56推动到处理台82上的推动气缸821,处理台82设置有将处理台82上的电池支架盘56推回到出料带81上复位气缸822。
转送装置包括设置在出料带81前方的出料升降台93、设置在出料升降台93两侧的转运轨道92以及沿转运轨道92移动的转运机械手91;出料升降台93设置有由牵引电机驱动的牵引皮带。
出料带81的上方设置有对电池支架盘56上的电池组进行极性检查的摄像头84,摄像头84通过一支撑架85架设在出料台上;支撑架85在摄像头84的下方设置有一C型挡块83。
本发明的工作过程是,上料机械手14对接自动取料分选机,从分选机的10组料斗处取料后放于电池翻转装置2处,按其工艺要求将奇/偶数电池翻转调头(可任意设置翻转数量和翻转个数及次序),装填机械手4的料夹41先将空电池支架盘56从空电池支架盘上料装置3中取出后整齐放于装填工位51中,并用第一固定气缸55先定位;再从电池翻转装置2处取料后按分选机不同料斗的料分别一一对应摆放入两个装填工区中对应的10个空电池支架盘56内,压料机械手52进行压料。待电池支架盘56装满锂电池组成电池组后,再由装填机械手4的料夹41将电池组推入至输送带6上,电池组通过输送带6以及推移装置7传送出料带81上,经过摄像头84处进行视觉检测,检查电池组各个电池的极性,电池极性不对的不良品由推动气缸821推出到处理台82,人工处理调整不对的电池后按再由复位气缸822将电池组送回摄像头84处再次检测,检查合格后则通过出料带81传送到出料升降台93上,出料升降台93下降到转运轨道92后,通过转运机械手91将电池组夹住并沿转运轨道92移动到一侧后运输到下一个加工工序中。
以上并非对本发明的技术范围作任何限制,凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种锂电池组自动组装机,其特征在于:包括上料台、装填工作台、出料台以及在上料台和装填工作台之间移动的装填机械手,所述上料台设置有电池上料装置、电池翻转装置和空电池支架盘上料装置,所述电池上料装置将电池搬运到电池翻转装置上;所述空电池支架盘上料装置将空电池支架盘提升到供装填机械手夹持的高度;所述装填工作台设置有两个装填工区,所述装填机械手设置在两个装填工区之间,所述装填工区设置有一排装填工位,所述装填工位的一侧设置有输送带,所述出料台设置在输送带的前方;所述装填机械手设置有将空电池支架盘上料装置上的空电池支架盘夹持到装填工位上以及将装填工位上装填满电池的电池支架盘搬运到输送带上的料夹、将电池翻转装置上的电池夹持到装填工位的电池支架盘上进行装填的电池夹;所述装填工区设置有对装填工位的电池支架盘上的电池进行压料整平的压料装置,所述出料台包括与输送带连接的出料带,所述出料带的上方设置有对电池支架盘上的电池组进行极性检查的摄像头。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池组自动组装机,其特征在于,所述电池上料装置包括上料机械手以及带动上料机械手移动的上料移动组件,所述上料移动组件包括依次设置的第一移动上料轨道、第二移动上料轨道和第一升降轨道,所述第一升降轨道设置有第一升降座,所述上料机械手包括和第一升降座固接的连接板,所述连接板下部设置有夹持电池的夹持部,所述夹持部由夹持板、多个连接块和多个夹持块组成,所述连接块固定在夹持板的一侧,所述夹持块铰接在相邻两个连接块之间,所述连接板中部设置有一排驱动夹持块将电池夹持在夹持板处的第一夹持气缸。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池组自动组装机,其特征在于,所述电池翻转装置包括相对设置的电池翻转座和接驳座,所述接驳座设置有与上料机械手以及装填机械手的电池夹协作的接驳机械手,所述电池翻转座包括翻转驱动气缸、设置在翻转驱动气缸驱动端的夹持电池的翻转架,所述翻转驱动气缸下端设置有翻转支撑架,所述上料台设置有驱动翻转支撑架直线移动的第一移动气缸;所述翻转架包括相对设置的上翻转板和下翻转板,所述上翻转板设置有一排将电池夹持在上翻转板和下翻转板之间的第二夹持气缸。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池组自动组装机,其特征在于,所述装填机械手为四轴水平关节机械手;所述料夹由第一升降气缸和两个气动手指气缸组成;所述电池夹包括与料夹连接的固定架、设置在固定架一侧的吸料块,所述吸料块的一侧开制有一排吸取电池的凹槽,所述凹槽内设置有连通真空泵的吸料孔。
5.根据权利要求4所述的一种锂电池组自动组装机,其特征在于,所述装填工区设置有五个装填工位,所述装填工位上设置有固定电池支架盘的第一固定气缸,所述压料装置包括压料机械手以及带动压料机械手在装填工位上移动的压料移动组件,所述压料移动组件包括设置有装填工区两侧的两个第一移动轨道以及架设在两个第一移动轨道之间的第二移动轨道,所述压料机械手安装在第二移动轨道的滑块上;所述压料机械手由一排压料气缸组成。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池组自动组装机,其特征在于,所述出料台还包括设置在出料带后方的将输送带上的电池支架盘推送到出料带上的推移装置、设置在出料带前方的转送装置以及设置在出料带一侧的处理台,所述推移装置包括设置在输送带和出料带之间的推送轨道,所述推送轨道上方设置有一推送气缸,所述推送气缸通过一龙门架架设出料台上,所述出料带平行输送带设置,所述推送轨道垂直于出料带设置。
7.根据权利要求6所述的一种锂电池组自动组装机,其特征在于,所述出料带在处理台的另一侧设置有将出料带上的电池支架盘推动到处理台上的推动气缸,所述处理台设置有将处理台上的电池支架盘推回到出料带上复位气缸。
8.根据权利要求6所述的一种锂电池组自动组装机,其特征在于,所述转送装置包括设置在出料带前方的出料升降台、设置在出料升降台两侧的转运轨道以及沿转运轨道移动的转运机械手;所述出料升降台设置有由牵引电机驱动的牵引皮带。
9.根据权利要求6所述的一种锂电池组自动组装机,其特征在于,所述摄像头通过一支撑架架设在出料台上;所述支撑架在摄像头的下方设置有一C型挡块。
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