CN109227121B - 一种电池盒组装机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池盒组装机，属于自动化组装设备技术领域。该电池盒组装机包括工作台，所述工作台上设置有正极片上料机构和负极片上料机构，所述正极片上料机构提供正极片，所述负极上料机构提供带有弹簧的负极片，其特征在于：还包括极片翻转机构，所述极片翻转机构设置在所述正极片上料机构和负极片上料机构之间，且对正极片和负极片同时进行翻转调整。本发明的该电池盒组装机结构简单，设计科学合理，能够同时实现极片和弹簧的自动化组装，组装效率高，有效保证组装精度和产品质量。

Description

一种电池盒组装机

技术领域

本发明涉及自动化组装设备技术领域，具体涉及一种电池盒组装机。

背景技术

目前，现有的电池盒和正负极片的组装大多数都是通过人工组装，效率低下，同时产品质量难以保证。在组装过程中，由于需要通过人工进行区分电池正负极朝向，还有一些电池盒组装是通过由半自动设备分别上料组装的，操作人员的工作劳动强度较大，容易出错，效率仍然较低，对于人工熟练度的要求也较高，产品质量在一定程度上受到人为因素影响。传统的半自动组装设备在上料时正负极片在上料口处易受阻，容易造成物料的浪费和设备卡机；由于正负极片较薄，输料机构对于正负极片的感应不精准，不能准确地一次输送一片；另外，传统的组装设备只能将极片和弹簧分开安装，不能一次性将极片和弹簧安装在电池盒上，生产效率低下，不能很好地满足产品质量要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电池盒组装机，该电池盒组装机结构简单，设计科学合理，能够同时实现极片和弹簧的自动化组装，组装效率高，有效保证组装精度和产品质量。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种电池盒组装机，包括工作台，所述工作台上设置有正极片上料机构和负极片上料机构，所述正极片上料机构提供正极片，所述负极上料机构提供带有弹簧的负极片；该电池盒组装机还包括极片翻转机构，所述极片翻转机构设置在所述正极片上料机构和负极片上料机构之间，且对正极片和负极片同时进行翻转调整。

作为本发明优选的实施方式，所述极片翻转机构包括翻转基座、两个翻转块和两个翻转气缸；所述翻转基座设置在所述正极片上料机构和负极片上料机构之间，两个所述翻转块可转动地设置在所述翻转基座的左右两侧上，每个所述翻转块上均设置有用于容置极片的容置槽；两个所述翻转气缸设置在所述工作台上，每个所述翻转气缸的输出轴分别与一个所述翻转块连接，以驱动所述翻转块带动极片进行翻转。

作为本发明优选的实施方式，所述极片翻转机构还包括两个推料台和两个推料气缸；所述推料台通过固定块安装在所述翻转气缸的上方，所述推料气缸设置在所述推料台上，所述推料气缸的输出轴上连接有推料块，所述推料气缸驱动所述推料台将极片推送至所述翻转块的容置槽中。

作为本发明优选的实施方式，本发明还包括极片移送机构，所述极片移送机构包括第一驱动气缸、第二驱动气缸、连接架、吸取气缸和抓取气缸；所述第一驱动气缸竖直向上地设置在所述工作台上，所述第二驱动气缸水平地设置在所述第一驱动气缸的输出轴上，所述连接架设置在所述第二驱动气缸的输出轴上，所述吸取气缸和抓取气缸分别设置在所述连接架上，所述吸取气缸和抓取气缸在所述第一驱动气缸和第二驱动气缸的驱动下可分别将所述正极片上料机构的正极片和所述负极片上料机构的负极片移送至所述极片翻转机构中。

作为本发明优选的实施方式，所述正极片上料机构包括极片振动盘和上料座；所述极片振动盘设置在所述工作台上，所述上料座设置在所述极片振动盘的出料口处。

作为本发明优选的实施方式，所述负极片上料机构的结构与所述正极片上料机构的结构相同。

作为本发明优选的实施方式，本发明还包括盒体上料机构，所述盒体上料机构包括盒体振动盘和直振送料器，所述盒体振动盘设置在所述工作台上，所述直振送料器设置在所述工作台上，且所述直振送料器与所述盒体振动盘的出料口连通。

作为本发明优选的实施方式，本发明还包括盒体移动机构，所述盒体移动机构与所述盒体上料机构的出料口连通，所述盒体移动机构可带动盒体作间歇式移动以配合所述组装机构工作；所述盒体移动机构包括送料轨道和移动装置，所述送料轨道设置在所述工作台上并与所述直振送料器的出料口连通；所述移动装置设置在所述送料轨道的下方，且所述移动装置能够带动所述送料轨道上的盒体作间歇式移动。

进一步优选地，所述移动装置包括安装架、第三驱动气缸、滑动板、滑轨气缸和移动板；所述安装架固定设置在所述工作台内，所述第三驱动气缸竖直向上地设置在所述安装架上，所述第三驱动气缸的输出轴与所述滑动板连接以驱动所述滑动板沿竖直方向作往复运动，所述滑动板与安装架之间通过第一滑轨滑动连接；所述滑轨气缸设置在所述滑动板上，所述滑轨气缸上设置有滑块，且所述滑轨气缸能够驱动所述滑块滑动；所述移动板上设置有与所述盒体相匹配的若干个缺口，所述移动板固定设置在所述滑块上，且所述移动板的上端穿过所述工作台与所述送料轨道上的盒体相接触；所述移动板与滑动板之间设置有横向的第二滑轨。

作为本发明优选的实施方式，本发明还包括有组装机构；所述组装机构可在所述极片翻转机构和所述盒体移动机构之间作往复运动，所述组装机构将所述极片翻转机构上翻转后的正极片和负极片同时抓取并装配到所述盒体移动机构上的盒体中。

作为本发明优选的实施方式，所述组装机构包括固定架、安装板、第四驱动气缸、第五驱动气缸、导轨、连接板、固定板、升降气缸和两个夹取气缸；所述固定架设置在所述工作台上，所述安装板通过第三滑轨可滑动地设置在所述固定架上；所述第四驱动气缸设置在所述固定架上且其输出轴与所述安装板连接；所述第五驱动气缸竖直向下地设置在所述安装板上，所述第五驱动气缸的输出轴与所述固定板连接，所述导轨设置在所述安装板与固定板之间；所述升降气缸设置在所述固定板的下方，所述升降气缸的输出轴与所述连接板连接，两个所述夹取气缸设置在所述连接板上并位于所述升降气缸的两侧。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明所述的电池盒组装机利用科学合理的设计通过极片翻转机构同时对正极片和带有弹簧的负极片进行翻转调整，能够实现精准装配，有效保证组装精度，大大提高了组装效率，降低了人工成本，有效避免了传统组装设备采用人工调整极片朝向而导致容易出错的缺陷；同时通过极片移送机构将正极片和带有弹簧的负极片输送至极片翻转机构中，使得上料整齐有序准确，有效避免极片所导致的物料浪费和设备卡机；通过盒体移动机构带动盒体作间歇式移动以配合组装机构工作，进一步提高组装效率，有效保证组装质量。综上所述，本发明所述的电池盒组装机结构简单，设计科学合理，能够同时实现正极片和带有弹簧的负极片的自动化组装，组装效率高，有效保证组装精度，能够很好地满足产品质量要求。

附图说明

图1为本发明所述的电池盒组装机的立体结构示意图；

图2为本发明所述的电池盒组装机的主视图；

图3为本发明所述的电池盒组装机的侧视图；

图4为本发明所述的正极片上料机构的结构示意图；

图5为本发明所述的盒体上料机构的结构示意图；

图6为本发明所述的极片移送机构的结构示意图；

图7为本发明所述的极片翻转机构的结构示意图；

图8为本发明所述的盒体移动机构的结构示意图；

图9为本发明所述的移动装置的结构示意图；

图10为本发明所述的组装机构的结构示意图；

附图标号说明：1、工作台；11、缓震器；2、正极片上料机构；21、极片振动盘；22、上料座；3、负极片上料机构；4、极片移送机构；41、第一驱动气缸；42、第二驱动气缸；43、连接架；44、吸取气缸；45、抓取气缸；5、极片翻转机构；51、翻转基座；52、推料台；53、推料气缸；54、翻转块；55、翻转气缸；56、限位螺栓；57、固定块；58、推料块；6、盒体上料机构；61、料仓；62、盒体振动盘；63、直振送料器；7、盒体移动机构；71、送料轨道；711、弹性定位片；712、光电传感器；713、支撑气缸；714、支撑块；715、限位块；72、移动装置；721、安装架；722、第三驱动气缸；723、滑动板；724、滑轨气缸；725、移动板；726、第一滑轨；727、第二滑轨；8、组装机构；81、固定架；82、安装板；83、第四驱动气缸；84、第五驱动气缸；85、导轨；86、连接板；87、固定板；88、升降气缸；89、夹取气缸；810、第三滑轨；9、PLC控制器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

参照图1～3，为本发明所述的电池盒组装机，该电池盒组装机包括工作台1、正极片上料机构2、负极片上料机构3、极片移送机构4、极片翻转机构5、盒体上料机构6、盒体移动机构7和组装机构8。其中，工作台1作为组装机的机架，用于安装以上各个机构；正极片上料机构2用于提供正极片，负极片上料机构3用于提供带有弹簧的负极片，盒体上料机构6用于提供电池盒盒体，正极片上料机构2、负极片上料机构3和盒体上料机构6均设置在工作台1上；极片移送机构4，设置在正极片上料机构2和负极片上料机构3之间，用于将正极片和负极片同时输送至极片翻转机构5中；极片翻转机构5，设置于工作台1上并位于正极片上料机构2和负极片上料机构3之间，用于翻转正极片和负极片以调整极片的朝向；盒体移动机构7，设置在工作台1上并位于极片翻转机构5的前方，且盒体移动机构7与盒体上料机构6的出料口连通，用以驱动电池盒盒体作间歇式移动以配合组装机构8工作；组装机构8，设置在极片翻转机构5和盒体移动机构7的上方，组装机构8可在极片翻转机构5和盒体移动机构7之间作往复运动，组装机构8将极片翻转机构5上翻转后的正极片和负极片同时抓取并装配到盒体移动机构7上的盒体中。

具体地，如图4所示，正极片上料机构2包括极片振动盘21和上料座22；极片振动盘21内装有若干正极片，极片振动盘21设置在工作台1上，极片振动盘21的出料口上连接有出料通道；上料座22设置在出料通道的出料口处，该上料座22上设置有与正极片形状相匹配的限位凹槽，正极片在极片振动盘21的振动下经出料通道滑落至上料座22的限位凹槽中，以便于后续极片移送机构4的抓取。优选地，负极片上料机构3的结构与正极片上料机构2的结构相同，负极片上料机构3内装有若干个带有弹簧的负极片。如图5所示，盒体上料机构6包括料仓61、盒体振动盘62和直振送料器63，料仓61、盒体振动盘62和直振送料器63均设置在工作台1上，且料仓61的出料口位于盒体振动盘62的上方，盒体振动盘62的出料口连接有出料通道，直振送料器63与盒体振动盘62的出料通道的出料口连通，电池盒盒体由料仓61落料至盒体振动盘62中，在盒体振动盘62的振动下经由出料通道输送至直振送料器63中，在直振送料器63的直振作用下被输送到盒体移动机构7中，完成盒体的上料。为了避免极片振动盘21、盒体振动盘62和直振送料器63的振动对设备的运行造成不良影响，工作台1的底部均装有缓震器11，缓震器11可有效降低因振动产生的噪音。

具体地，如图6所示，极片移送机构4包括第一驱动气缸41、第二驱动气缸42、连接架43、吸取气缸44和抓取气缸45。其中，吸取气缸44用于吸取正极片，抓取气缸45用于抓取带有弹簧的负极片，连接架43用于安装吸取气缸44和抓取气缸45，第一驱动气缸41用于驱动吸取气缸44和抓取气缸45沿竖直方向作上下往复运动，第二驱动气缸42用于驱动吸取气缸44和抓取气缸45沿水平方向作前后往复运动。第一驱动气缸41竖直向上地设置在工作台1上，第二驱动气缸42水平地设置在第一驱动气缸41的输出轴上，连接架43设置在第二驱动气缸42的输出轴上，吸取气缸44和抓取气缸45分别竖直向下地设置在连接架43的两侧上，吸取气缸44和抓取气缸45在第一驱动气缸41和第二驱动气缸42的驱动下可分别将正极片上料机构2的正极片和负极片上料机构3的负极片移送至极片翻转机构5中。由于极片本身较薄，通过吸取气缸44吸取正极片、抓取气缸45抓取带有弹簧的负极片并将其移送至极片翻转机构5中，可保证每次移送均能有效抓取极片，且负极片设有弹簧的一侧始终朝上，保证电池盒盒体与正极片和负极片一对一对应，减少上料误差和避免极片的浪费。

具体地，如图7所示，极片翻转机构5包括翻转基座51、两个推料台52、两个推料气缸53、两个翻转块54和两个翻转气缸55。翻转基座51设置在工作台1上并位于正极片上料机构2和负极片上料机构3之间，两个翻转块54通过转轴可转动地设置在翻转基座51的左右两侧上，每个翻转块54上均设置有用于容置极片的容置槽；两个翻转气缸55设置在工作台1上，每个翻转气缸55的输出轴分别与一个翻转块54的底部连接，以驱动翻转块54带动极片进行90°的翻转。进一步地，翻转块54上设置有与负极片上的弹簧相适配的凹槽。进一步地，翻转基座51上设置有用于防止翻转块54过度翻转或过度复位的限位螺栓56。推料台52通过固定块57安装在翻转气缸55的上方，推料气缸53设置在推料台52上，推料气缸53的输出轴上连接有推料块58，推料气缸53驱动推料台52将极片推送至翻转块54的容置槽中。极片翻转机构5的工作过程如下：极片移送机构4将正极片和负极片移送到推料台52中，推料气缸53启动并推动极片往翻转块54方向移动，使极片插入到翻转块54的容置槽中，然后翻转气缸55驱动翻转块54带动正极片和负极片进行90°的翻转，使正极片和负极片竖直向上，达到调整极片朝向的目的，方便后续的组装。

具体地，如图8所示，盒体移动机构7包括送料轨道71和移动装置72，送料轨道71用于容置电池盒盒体并提供组装工位，移动装置72用于带动送料轨道71上的电池盒体作间歇式移动。送料轨道71设置在工作台1上并与直振送料器63的出料口连通；移动装置72设置在送料轨道71的下方，在移动装置72驱动下，送料轨道71上的盒体能够沿送料轨道71作间歇式直线移动。进一步地，送料轨道71的一侧上设置有若干个弹性定位片711，该弹性定位片711能够与送料轨道71上的电池盒盒体相抵接，利用弹性定位片711的弹性对电池盒盒体进行定位，保证电池盒盒体能够准确定位，更好地配合组装机构8的装配工作。进一步地，送料轨道71对应于组装工位的位置上设置有用于检测电池盒盒体有无的光电传感器712。进一步地，送料轨道71的另一侧对应于组装工位的位置上设置有支撑气缸713，该支撑气缸713的输出轴上设置有与电池盒盒体相匹配的支撑块714；在组装时，支撑气缸713启动，驱动支撑块714向电池盒盒体方向移动，使支撑块714夹持电池盒盒体，这样可为电池盒盒体提供组装时的支点，避免因组装机构8在组装时所施加的压力过大而损坏电池盒盒体。进一步地，送料轨道71上设置有用于防止支撑块714移动过度的限位块715；完成组装后，支撑气缸713的输出轴收缩，使支撑块714远离电池盒盒体。

如图9所示，移动装置72设置在工作台1的内部。移动装置72包括安装架721、第三驱动气缸722、滑动板723、滑轨气缸724和移动板725；其中，安装架721用于将整个移动装置72安装在工作台1内，第三驱动气缸722用于带动移动板725沿竖直方向作上下往复运动，滑动板723和滑轨气缸724用于驱动移动板725沿水平方向作左右往复运动。具体地，安装架721固定设置在工作台1内，第三驱动气缸722竖直向上地设置在安装架721上，第三驱动气缸722的输出轴与滑动板723连接以驱动滑动板723沿竖直方向作上下往复运动，滑动板723与安装架721之间通过第一滑轨726滑动连接，可有效保证滑动板723作上下往复运动时的稳定性。滑轨气缸724横向设置在滑动板723上，滑轨气缸724上设置有滑块，且滑轨气缸724能够驱动滑块左右滑动；移动板725固定设置在滑块上，且移动板725的上端穿过工作台1与送料轨道71上的盒体相接触；进一步地，移动板725与滑动板723之间设置有横向的第二滑轨727，可有效保证移动板725作左右往复运动时的稳定性。移动板725上设置有与盒体相匹配的若干个缺口，在第三驱动气缸722和滑轨气缸724的驱动下，移动板725可作上下往复运动和左右往复运动，由此实现移动板725带动电池盒盒体沿送料轨道71移动。进一步地，滑轨气缸724上设置有用于防止滑块撞击滑轨气缸724的减震器。

如图10所示，组装机构8包括固定架81、安装板82、第四驱动气缸83、第五驱动气缸84、导轨85、连接板86、固定板87、升降气缸88和两个夹取气缸89。固定架81设置在工作台1上，安装板82通过第三滑轨810可滑动地设置在固定架81上，且该安装板82位于盒体移动机构7和极片翻转机构5的上方；第四驱动气缸83设置在固定架81上且其输出轴与安装板82连接，在第四驱动气缸83的驱动下，安装板82可在翻转工位与组装工位之间移动。第五驱动气缸84竖直向下地设置在安装板82上，第五驱动气缸84的输出轴与固定板87连接，导轨85设置在安装板82与固定板87之间，通过设置导轨85使得第五驱动气缸84带动固定板87作上下往复运动时更为稳定。升降气缸88设置在固定板87的下方，升降气缸88的输出轴与连接板86连接，两个夹取气缸89设置在连接板86上并位于升降气缸88的两侧，升降气缸88可带动两个夹取气缸89作向下运动，从而使得夹取气缸89上的正极片和负极片准确地一次性装配到盒体移动机构7中的电池盒盒体上，大大提高了组装效率。进一步地，固定架81上设置有用于防止第四驱动气缸83过度伸缩的减震器。

本发明的电池盒组装机还包括PLC控制器9，PLC控制器9设置在工作台1上；PLC控制器9通过导线分别与正极片上料机构2、负极片上料机构3、极片移送机构4、极片翻转机构5、盒体上料机构6、盒体移动机构7和组装机构8电连接。具体地，极片振动盘21、极片振动盘21、直振送料器63、第一驱动气缸41、第二驱动气缸42、吸取气缸44、抓取气缸45、推料气缸53、翻转气缸55、光电传感器712、支撑气缸713、第三驱动气缸722、滑轨气缸724、第四驱动气缸83、第五驱动气缸84、升降气缸88、夹取气缸89分别通过导线连接于PLC控制器9，PLC控制器9控制上述部件运动，实现自动化作业。进一步，PLC控制器9上设有触控控制屏，PLC控制器9通过触控控制屏控制操作。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种电池盒组装机，包括工作台，所述工作台上设置有正极片上料机构和负极片上料机构，所述正极片上料机构提供正极片，所述负极片上料机构提供带有弹簧的负极片，其特征在于：还包括极片翻转机构，所述极片翻转机构设置在所述正极片上料机构和负极片上料机构之间，且对正极片和负极片同时进行翻转调整；

还包括盒体移动机构、盒体上料机构和组装机构，所述组装机构可在所述极片翻转机构和所述盒体移动机构之间作往复运动，所述组装机构将所述极片翻转机构上翻转后的正极片和负极片同时抓取并装配到所述盒体移动机构上的盒体中；所述盒体移动机构与所述盒体上料机构的出料口连通，所述盒体移动机构可带动盒体作间歇式移动以配合所述组装机构工作；所述盒体移动机构包括送料轨道和移动装置，所述送料轨道设置在所述工作台上；所述移动装置设置在所述送料轨道的下方，且所述移动装置能够带动所述送料轨道上的盒体作间歇式移动。

2.根据权利要求1所述的电池盒组装机，其特征在于：所述极片翻转机构包括翻转基座、两个翻转块和两个翻转气缸；所述翻转基座设置在所述正极片上料机构和负极片上料机构之间，两个所述翻转块可转动地设置在所述翻转基座的左右两侧上，每个所述翻转块上均设置有用于容置极片的容置槽；两个所述翻转气缸设置在所述工作台上，每个所述翻转气缸的输出轴分别与一个所述翻转块连接，以驱动所述翻转块带动极片进行翻转。

3.根据权利要求2所述的电池盒组装机，其特征在于：所述极片翻转机构还包括两个推料台和两个推料气缸；所述推料台通过固定块安装在所述翻转气缸的上方，所述推料气缸设置在所述推料台上，所述推料气缸的输出轴上连接有推料块，所述推料气缸驱动所述推料台将极片推送至所述翻转块的容置槽中。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的电池盒组装机，其特征在于：还包括极片移送机构，所述极片移送机构包括第一驱动气缸、第二驱动气缸、连接架、吸取气缸和抓取气缸；所述第一驱动气缸竖直向上地设置在所述工作台上，所述第二驱动气缸水平地设置在所述第一驱动气缸的输出轴上，所述连接架设置在所述第二驱动气缸的输出轴上，所述吸取气缸和抓取气缸分别设置在所述连接架上，所述吸取气缸和抓取气缸在所述第一驱动气缸和第二驱动气缸的驱动下可分别将所述正极片上料机构的正极片和所述负极片上料机构的负极片移送至所述极片翻转机构中。

5.根据权利要求1~3中任一项所述的电池盒组装机，其特征在于：所述正极片上料机构包括极片振动盘和上料座；所述极片振动盘设置在所述工作台上，所述上料座设置在所述极片振动盘的出料口处。

6. 根据权利要求1~3中任一项所述的电池盒组装机，其特征在于：所述盒体上料机构包括盒体振动盘和直振送料器，所述盒体振动盘设置在所述工作台上，所述直振送料器设置在所述工作台上，且所述直振送料器与所述盒体振动盘的出料口连通，所述直振送料器的出料口与 所述送料轨道连通。

7.根据权利要求1所述的电池盒组装机，其特征在于：所述移动装置包括安装架、第三驱动气缸、滑动板、滑轨气缸和移动板；所述安装架固定设置在所述工作台内，所述第三驱动气缸竖直向上地设置在所述安装架上，所述第三驱动气缸的输出轴与所述滑动板连接以驱动所述滑动板沿竖直方向作往复运动，所述滑动板与安装架之间通过第一滑轨滑动连接；所述滑轨气缸设置在所述滑动板上，所述滑轨气缸上设置有滑块，且所述滑轨气缸能够驱动所述滑块滑动；所述移动板上设置有与所述盒体相匹配的若干个缺口，所述移动板固定设置在所述滑块上，且所述移动板的上端穿过所述工作台与所述送料轨道上的盒体相接触；所述移动板与滑动板之间设置有横向的第二滑轨。

8.根据权利要求1所述的电池盒组装机，其特征在于：所述组装机构包括固定架、安装板、第四驱动气缸、第五驱动气缸、导轨、连接板、固定板、升降气缸和两个夹取气缸；所述固定架设置在所述工作台上，所述安装板通过第三滑轨可滑动地设置在所述固定架上；所述第四驱动气缸设置在所述固定架上且其输出轴与所述安装板连接；所述第五驱动气缸竖直向下地设置在所述安装板上，所述第五驱动气缸的输出轴与所述固定板连接，所述导轨设置在所述安装板与固定板之间；所述升降气缸设置在所述固定板的下方，所述升降气缸的输出轴与所述连接板连接，两个所述夹取气缸设置在所述连接板上并位于所述升降气缸的两侧。