CN109442999A - 一种新型全自动预热炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型全自动预热炉，包括炉体框架以及电池上料工位、电池加热工位和电池下料工位，所述电池加热工位位于炉体框架的加热腔内，加热腔内上下依次设置数层托盘式发热板，托盘式发热板通过发热板导向组件可水平移动的固定在炉体框架内，还包括推动托盘式发热板前后移动以在电池上料工位、电池加热工位以及电池下料工位之间转换的发热板拨动装置。该发明采用可水平推出的托盘式发热板，不需要承载发热板组结合的重力，减少发热板变形，可水平推出的托盘式发热板两侧可以安装拖链，防止线缆和气管在移动的时候出现断裂等现象，托盘式发热板上安装有除尘负压管，增大尘埃与除尘除尘管的距离，增加除尘效果。

Description

一种新型全自动预热炉

技术领域

本发明涉及锂电池生产设备技术领域，具体涉及一种新型全自动预热炉。

背景技术

目前，行业里电芯接触式预热流程主要是靠提升机构将发热板提起-上下料模组取放电芯-发热板叠起加热达到预热电芯目的，同时气爪前端配有除尘风刀对发热板定期除尘；然而，在提升最底部一块发热板时，需要附带提起上面的所有发热板，导致底部发热板受力较大、底部发热板变形、提升时导杆之间的阻力变大、容易出现故障；另外，在发热板上下升降过程中，由于发热板线缆不好固定，使用频率过高会导致线缆断裂等不良问题；一旦发热板组的传动机构出现故障，导致其他发热板不能将内部烘烤好的电芯输出；风刀除尘在离发热板表面20mm导致负压压力不够，无法完美的对发热板除尘。

针对上述一系列技术问题，经过深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明提供一种新型全自动预热炉，采用可水平推出的托盘式发热板，不需要承载发热板组结合的重力，减少发热板变形，可水平推出的托盘式发热板两侧可以安装拖链，防止线缆和气管在移动的时候出现断裂等现象，托盘式发热板上安装有除尘负压管，增大尘埃与除尘除尘管的距离，增加除尘效果。

为达成上述目的，采用如下技术方案：

一种新型全自动预热炉，包括炉体框架以及电池上料工位、电池加热工位和电池下料工位，所述炉体框架内设有加热腔，所述电池加热工位位于加热腔内，所述电池上料工位位于电池加热工位的前部，所述电池下料工位位于电池加热工位的后部，所述加热腔内上下依次设置数层托盘式发热板，所述托盘式发热板通过发热板导向组件可水平移动的固定在炉体框架内，还包括推动托盘式发热板前后移动以在电池上料工位、电池加热工位以及电池下料工位之间转换的发热板拨动装置。

进一步地，所述发热板拨动装置对称安装于炉体框架的左右两侧部，所述发热板拨动装置包括X轴机构、Y轴机构、Z轴机构以及安装于Z轴机构驱动端的拨片，所述拨片上设有卡槽；所述X轴机构包括第一X轴滑轨、位于第一X轴滑轨正上方的第二X轴滑轨、通过第一X轴滑块与第一X轴滑轨滑动连接的第一X轴移动板、通过第二X轴滑块与第二X轴滑轨滑动连接的第二X轴移动板、固定于第一X轴移动板上的X轴驱动电机、固定于X轴驱动电机驱动端的直齿轮以及设于第一X轴滑轨侧部的齿条，所述直齿轮与齿条啮合连接，所述第一X轴移动板、第二X轴移动板之间垂直固定有数根导柱，所述X轴驱动电机驱动直齿轮与齿条啮合运动以左右移动第一X轴移动板和第二X轴移动板；

所述Y轴机构包括垂直位于第一X轴移动板和第二X轴移动板之间的Y轴导柱和Y轴丝杆、通过Y轴直线轴承与Y轴导柱滑动连接的Y轴升降板、固定于Y轴丝杆下端部的第二锥齿轮、固定于第一X轴移动板上的Y轴驱动电机以及固定于Y轴驱动电机驱动端的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮、第二锥齿轮啮合连接，所述Y轴丝杆通过Y轴丝杆螺母与Y轴升降板连接，所述Y轴驱动电机驱动第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合运动以带动Y轴丝杆转动，所述Y轴丝杆转动以驱动Y轴升降板上下运动以对应不同层高的发热板；

所述Z轴机构包括设于Y轴升降板上的Z轴气缸，所述Z轴气缸的驱动端通过L型连接块固定连接拨片。

进一步地，所述炉体框架上设有数层用于限位支撑托盘式发热板的导向条，所述托盘式发热板包括底部发热板、垂直固定于底部发热板前后两侧部的保温板、垂直固定于底部发热板左右两侧部的固定板，所述固定板的外侧固定有发热板拨动块，所述托盘式发热板内部设置数个电池放置工位。

进一步地，所述每个电池放置工位由两个导向限位块及位于导向限位块两侧的气爪避空位组成，所述两个导向限位块的上端部为相向设置的斜劈以形成V型导向。

进一步地，所述发热板导向组件包括固定于固定板侧部的滑块以及固定于炉体框架上的线轨，所述线轨的长度覆盖电池上料工位、电池加热工位以及电池下料工位。

进一步地，所述电池上料工位的一侧设有上料模组，所述电池下料工位的一侧设有下料模组，所述上料模组包括用于将电池输送到电池上料工位正下方的上料移载机构以及将上料移载机构上的电池夹取并放置到位于电池上料工位的托盘式发热板的上料机械手；所述下料模组包括用于将电池从位于电池下料工位的托盘式发热板上取下并放置到下料移载机构上的下料机械手以及将电池从电池下料工位正下方的电池输送至炉体外部的下料移载机构。

进一步地，还包括发热板除尘装置，所述发热板除尘装置包括设于所述上料机械手、下料机械手上的除尘毛刷以及设于托盘式发热板上的负压吸尘管道，所述负压吸尘管道固定于两保温板的内侧，所述负压吸尘管道上靠近托盘式发热板的一侧设有多个吸尘孔，所述底部发热板上靠近负压吸尘管道的一侧部设有斜坡段以集尘，所述负压吸尘管道的一端通过气管连通负压风机。

进一步地，还包括设于托盘式发热板的固定板外侧的拖链，所述托盘式发热板的线缆、气管置于拖链内部。

进一步地，所述上料移载机构、下料移载机构均包括方通台架、无杆气缸、固定于方通台架上的线轨、用于输送电池托盘的移载板，所述移载板通过滑块与线轨滑动连接，所述无杆气缸的驱动端连接移载板。

进一步地，所述炉体内设有上下两个加热腔以交替上下料电池，所述炉体框架上的四周均安装有维修窗口，所述维修窗口上安装有门体，所述炉体框架的四周还安装保温材料以减少减少热量对车间的影响。

采用上述技术方案，本发明具有如下技术效果：

1、本发明的新型全自动预热炉，托盘式发热板与托盘式发热板之间不是直接重叠而是留有间隙，使得发热板之间可以相互移动，减少了发热板的竖直方向的受力，减少了托盘式发热板变形的风险，增加了设备的可靠性，相对于提升机构更加可靠简单，易于维护；

2、本发明的新型全自动预热炉，托盘式发热板的固定板外侧设置拖链，托盘式发热板的线缆、气管置于拖链内部的线缆、气管置于拖链内部，减少了托盘式发热板线缆断裂的风险；

3、本发明的新型全自动预热炉，先使用除尘毛刷将粉尘刷至负压吸尘管道附近，再通过负压吸尘方式除尘，增加了除尘的效果。

4、本发明的新型全自动预热炉，设置对应的保温空间以及维修空间，减少了设备对厂房的温度影响，同时使得设备维修更加简单，减少维修成本。

附图说明

图1为本发明一种新型全自动预热炉的结构示意图；

图2为图1中A处的放大结构示意图；

图3为本发明的发热板拨动装置的X轴机构的结构示意图；

图4为本发明的发热板拨动装置的Y轴机构的结构示意图；

图5为本发明的发热板拨动装置的Z轴机构的结构示意图；

图6为本发明一种新型全自动预热炉的另一角度的结构示意图；

图7为本发明一种新型全自动预热炉的另一角度的结构示意图；

图8为本发明的上料机械手、下料机械手的结构示意图；

图9为本发明一种新型全自动预热炉的部分省略结构示意图；

图10为本发明一种新型全自动预热炉内部的发热板组的结构示意图；

图11为图10中B处的放大结构示意图；

图12为本发明的托盘式发热板的结构示意图；

图13为图12中C处的放大结构示意图；

图14为本发明的上料移载机构、下料移载机构的结构示意图；

图15为本发明的托盘式发热板另一角度的结构示意图；

图16为图15中D处的放大结构示意图；

图中：炉体框架-10；电池上料工位-11；电池加热工位-12；电池下料工位-13；加热腔-14；导向条-15；托盘式发热板-20；底部发热板-21；保温板-22；固定板-23；发热板拨动块-24；电池放置工位-25；导向限位块-251；气爪避空位-252；斜劈-253；发热板导向组件-30；第一滑块-31；第一线轨-32；X轴机构-40；第一X轴滑轨-41；第一X轴滑块-42；第一X轴移动板-43；第二X轴滑轨-44；第二X轴滑块-45；第二X轴移动板-46；X轴驱动电机-47；直齿轮-48；齿条-49；Y轴机构-50；Y轴导柱-51；Y轴丝杆-52；Y轴直线轴承-53；Y轴升降板-54；第一锥齿轮-55；Y轴驱动电机-56；第二锥齿轮-57；Y轴丝杆螺母-58；Z轴机构-60；拨片-61；卡槽-611；Z轴气缸-62；L型连接块-63；上料移载机构-71；上料机械手-72；下料移载机构-73；下料机械手-74；方通台架-75；无杆气缸-76；线轨-77；移载板-78；电池托盘-79；除尘毛刷-81；负压吸尘管道-82；吸尘孔-821；气管-83；拖链-90。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

结合图1-16，本发明提供一种新型全自动预热炉，包括炉体框架10以及电池上料工位11、电池加热工位12和电池下料工位13，炉体内设有加热腔14，电池加热工位12位于加热腔 14内，电池上料工位11位于电池加热工位12的前部，电池下料工位13位于电池加热工位 12的后部，加热腔14内上下依次设置数层托盘式发热板20，托盘式发热板20通过发热板导向组件30可水平移动的固定在炉体框架10内，还包括推动托盘式发热板20前后移动以在电池上料工位11、电池加热工位12以及电池下料工位13之间转换的发热板拨动装置；炉体框架10上设有数层用于限位支撑托盘式发热板20的导向条15，托盘式发热板20包括底部发热板21、垂直固定于底部发热板21前后两侧部的保温板22、垂直固定于底部发热板21左右两侧部的固定板23，固定板23的外侧固定有发热板拨动块24，托盘式发热板内部设置数个电池放置工位25。

本实施例中，如图2-5所示，发热板拨动装置对称安装于炉体框架10的左右两侧部，发热板拨动装置包括X轴机构40、Y轴机构50、Z轴机构60以及安装于Z轴机构60驱动端的拨片 61，拨片61上设有能与发热板拨动块24相卡接的卡槽611；X轴机构40包括第一X轴滑轨 41、位于第一X轴滑轨41正上方的第二X轴滑轨44、通过第一X轴滑块42与第一X轴滑轨41滑动连接的第一X轴移动板43、通过第二X轴滑块45与第二X轴滑轨44滑动连接的第二 X轴移动板46、固定于第一X轴移动板43上的X轴驱动电机47、固定于X轴驱动电机47驱动端的直齿轮48以及设于第一X轴滑轨41侧部的齿条49，直齿轮48与齿条49啮合连接，第一X轴移动板43、第二X轴移动板46之间垂直固定有数根导柱，X轴驱动电机47驱动直齿轮48与齿条49啮合运动以左右移动第一X轴移动板43和第二X轴移动板46；Y轴机构 50包括垂直位于第一X轴移动板43和第二X轴移动板46之间的Y轴导柱51和Y轴丝杆52、通过Y轴直线轴承53与Y轴导柱51滑动连接的Y轴升降板54、固定于Y轴丝杆52下端部的第一锥齿轮55、固定于第一X轴移动板43上的Y轴驱动电机56以及固定于Y轴驱动电机 56驱动端的第二锥齿轮57，第一锥齿轮55、第二锥齿轮57啮合连接，Y轴丝杆52通过Y轴丝杆螺母58与Y轴升降板54连接，Y轴驱动电机56驱动第二锥齿轮57与第一锥齿轮55啮合运动以带动Y轴丝杆52转动，Y轴丝杆52转动以驱动Y轴升降板54上下运动以对应不同层高的托盘式发热板20；Z轴机构60包括设于Y轴升降板54上的Z轴气缸62，Z轴气缸62 的驱动端通过L型连接块63固定连接拨片61；该发热板拨动装置根据待上下料的发热板位置，通过Y轴机构50准确调整拨片61的高度以对应托盘式发热板20的拨动块24，然后通过Z轴机构60将拨片61的卡槽611与托盘式发热板20的发热板拨动块24相卡接，然后通过X轴机构40将托盘式发热板20移动到电池上料工位11或电池下料工位13，通过伺服电机、气缸以及齿轮齿条传动机构，结构简单、快速准确、精确控制。

本实施例中，每个电池放置工位25由两个导向限位块251及位于两个导向限位块251两侧的气爪避空位252组成，两个导向限位块251的上端部为相向设置的斜劈253以形成V型导向，方便电池上下料机械手从托盘式发热板20的电池放置工位25取放电池，提高准确度和放置效率。

本实施例中，如图13所示，发热板导向组件30包括固定于固定板23侧部的第一滑块31以及固定于炉体框架10上的第一线轨32，第一线轨32的长度覆盖电池上料工位11、电池加热工位12以及电池下料工位13。

本实施例中，如图6-8、图10、图14所述，电池上料工位11的一侧设有上料模组，电池下料工位13的一侧设有下料模组，上料模组包括用于将电池输送到电池上料工位11正下方的上料移载机构71以及将上料移载机构71上的电池夹取并放置到位于电池上料工位11的托盘式发热板20的上料机械手72；下料模组包括用于将电池从电池下料工位13正下方的电池输送至炉体外部的下料移载机构73以及将电池从位于电池下料工位13的托盘式发热板20上取下并放置到位于电池上料工位11正下方的下料移载机构73上的下料机械手74；上料移载机构71、下料移载机构73均包括方通台架75、无杆气缸76、固定于方通台架75上的线轨77、用于输送电池托盘79的移载板78，电池托盘79上放置来料电池，移载板78通过滑块与线轨滑动连接，无杆气缸76的驱动端连接移载板78，主要是通过无杆气缸76将电芯从炉体外部输送到炉体内部上下料位置，方便上下料模组抓取电芯。

本实施例中，如图8、图15、图16所示，还包括发热板除尘装置，发热板除尘装置包括设于上料机械手72、下料机械手74上的除尘毛刷81以及设于托盘式发热板上的负压吸尘管道82，负压吸尘管道82固定于两保温板22的内侧，负压吸尘管道82上靠近托盘式发热板20的一侧设有多个吸尘孔821，底部发热板21上靠近负压吸尘管道82的一端设有斜坡段以集尘，负压吸尘管道82一端通过气管83连通负压风机；当电池上下料时，位于上料机械手72、下料机械手74的夹爪后侧的除尘毛刷81将托盘式发热板20上的尘埃刷至侧边的斜坡段以集尘，再由负压吸尘管道的吸尘孔821吸尘。

本实施例中，如图1所示，还包括设于托盘式发热板20的固定板23外侧的拖链90，托盘式发热板20的线缆、气管置于拖链90内部，防止线缆和气管在移动的时候出现断裂等现象。本实施例中，炉体内设有上下两个加热腔14以交替上下料电池，炉体框架10上的四周均安装有维修窗口，维修窗口上安装有门体，炉体框架的四周还安装保温材料以减少热量对车间环境的影响。

采用上述技术方案，该新型全自动预热炉的工作过程如下：

首先，上料移载机构71将电池移载到电池上料工位11的正下方，上料机械手72抓取电池并移动至电池上料工位11上方，同时发热板拨动装置将托盘式发热板拨动到上料机械手72下方的电池上料工位11，上料机械手72将电池放置在托盘式发热板的电池放置工位25；待托盘式发热板上的电池放置工位25放满电池后，由发热板拨动装置将托盘式发热板拨动到电池加热工位12进行电池烘烤；达到设定的烘烤时间后，下料机械手74移动到需要待电池下料的托盘式发热板20上方，发热板拨动装置将托盘式发热板20拨动到电池下料工位13，由下料机械手74抓取电池并放置到下料移载机构73上，同时，发热板拨动装置将托盘式发热板 20拨动到电池加热工位12等待再次电池上料，以上重复。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型全自动预热炉，其特征在于，包括炉体框架以及电池上料工位、电池加热工位和电池下料工位，所述炉体框架内设有加热腔，所述电池加热工位位于加热腔内，所述电池上料工位位于电池加热工位的前部，所述电池下料工位位于电池加热工位的后部，所述加热腔内上下依次设置数层托盘式发热板，所述托盘式发热板通过发热板导向组件可水平移动的固定在炉体框架内，还包括推动托盘式发热板前后移动以在电池上料工位、电池加热工位以及电池下料工位之间转换的发热板拨动装置。

2.根据权利要求1所述的新型全自动预热炉，其特征在于，所述发热板拨动装置对称安装于炉体框架的左右两侧部，所述发热板拨动装置包括X轴机构、Y轴机构、Z轴机构以及安装于Z轴机构驱动端的拨片，所述拨片上设有卡槽；

所述X轴机构包括第一X轴滑轨、位于第一X轴滑轨正上方的第二X轴滑轨、通过第一X轴滑块与第一X轴滑轨滑动连接的第一X轴移动板、通过第二X轴滑块与第二X轴滑轨滑动连接的第二X轴移动板、固定于第一X轴移动板上的X轴驱动电机、固定于X轴驱动电机驱动端的直齿轮以及设于第一X轴滑轨侧部的齿条，所述直齿轮与齿条啮合连接，所述第一X轴移动板、第二X轴移动板之间垂直固定有数根导柱，所述X轴驱动电机驱动直齿轮与齿条啮合运动以左右移动第一X轴移动板和第二X轴移动板；

所述Y轴机构包括垂直位于第一X轴移动板和第二X轴移动板之间的Y轴导柱和Y轴丝杆、通过Y轴直线轴承与Y轴导柱滑动连接的Y轴升降板、固定于Y轴丝杆下端部的第二锥齿轮、固定于第一X轴移动板上的Y轴驱动电机以及固定于Y轴驱动电机驱动端的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮、第二锥齿轮啮合连接，所述Y轴丝杆通过Y轴丝杆螺母与Y轴升降板连接，所述Y轴驱动电机驱动第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合运动以带动Y轴丝杆转动，所述Y轴丝杆转动以驱动Y轴升降板上下运动以对应不同层高的发热板；

所述Z轴机构包括设于Y轴升降板上的Z轴气缸，所述Z轴气缸的驱动端通过L型连接块固定连接拨片。

3.根据权利要求2所述的新型全自动预热炉，其特征在于，所述炉体框架上设有数层用于限位支撑托盘式发热板的导向条，所述托盘式发热板包括底部发热板、垂直固定于底部发热板前后两侧部的保温板、垂直固定于底部发热板左右两侧部的固定板，所述固定板的外侧固定有发热板拨动块，所述托盘式发热板内部设置数个电池放置工位。

4.根据权利要求3所述的新型全自动预热炉，其特征在于，所述每个电池放置工位由两个导向限位块及位于导向限位块两侧的气爪避空位组成，所述两个导向限位块的上端部为相向设置的斜劈以形成V型导向。

5.根据权利要求3所述的新型全自动预热炉，其特征在于，所述发热板导向组件包括固定于固定板侧部的滑块以及固定于炉体框架上的线轨，所述线轨的长度覆盖电池上料工位、电池加热工位以及电池下料工位。

6.根据权利要求5所述的新型全自动预热炉，其特征在于，所述电池上料工位的一侧设有上料模组，所述电池下料工位的一侧设有下料模组，所述上料模组包括用于将电池输送到电池上料工位正下方的上料移载机构以及将上料移载机构上的电池夹取并放置到位于电池上料工位的托盘式发热板的上料机械手；所述下料模组包括用于将电池从位于电池下料工位的托盘式发热板上取下并放置到下料移载机构上的下料机械手以及将电池从电池下料工位正下方的电池输送至炉体外部的下料移载机构。

7.根据权利要求6所述的新型全自动预热炉，其特征在于，还包括发热板除尘装置，所述发热板除尘装置包括设于所述上料机械手、下料机械手上的除尘毛刷以及设于托盘式发热板上的负压吸尘管道，所述负压吸尘管道固定于两保温板的内侧，所述负压吸尘管道上靠近托盘式发热板的一侧设有多个吸尘孔，所述底部发热板上靠近负压吸尘管道的一侧部设有斜坡段以集尘，所述负压吸尘管道的一端通过气管连通负压风机。

8.根据权利要求7所述的新型全自动预热炉，其特征在于，还包括设于托盘式发热板的固定板外侧的拖链，所述托盘式发热板的线缆、气管置于拖链内部。

9.根据权利要求6所述的新型全自动预热炉，其特征在于，所述上料移载机构、下料移载机构均包括方通台架、无杆气缸、固定于方通台架上的线轨、用于输送电池托盘的移载板，所述移载板通过滑块与线轨滑动连接，所述无杆气缸的驱动端连接移载板。

10.根据权利要求1所述的新型全自动预热炉，其特征在于，所述炉体框架内设有上下两个加热腔以交替上下料电池。