CN109551118A - 一种圆柱电芯激光自动剥壳设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于电池领域，涉及一种圆柱电芯激光自动剥壳设备，包括依次设置的上料机构、电芯单体传送机构、第一电芯输送机构、第二电芯输送机构以及退料机构；电芯单体传送机构的卸料端设有用于将电芯传送机构上的电芯移动到第一电芯输送机构上的第一分料机构，第一电芯输送机构上还架设有用于将电芯壳体环切成两半的激光环切装置；第一电芯输送机构的卸料端设有用于将第一电芯输送机构上的环切后的电芯移动到第二电芯输送机构上的第二分料机构，第二电芯输送机构上还架设有剥壳机构。本发明的圆柱电芯激光自动剥壳设备对电芯进行自动剥壳，提高了工作效率，同时采用非接触式的激光加工方法，能快速有效的切断电芯壳体而不伤及电芯里层。

Description

一种圆柱电芯激光自动剥壳设备

技术领域

本发明属于汽车动力电池技术领域，特别涉及一种圆柱电芯激光自动剥壳设备。

背景技术

随着社会的发展，人们的环境保护意识越来越高。目前由于废旧锂离子电池中含有大量有毒性的稀有金属钴，但由于钴是一种重要的战略金属，所以目前对比废旧锂离子电池的研究多集中在贵重金属的回收再利用方面，例如：目前的三元锂电池，还含有锰、镍等贵金属，同时，锂离子电池中还含有像铝、铜等有价金属。镍氢和镍镉电池都含有镍、镉、钴等元素。为回收废旧电池，提取有价值材料，需要先处理掉电芯外壳，取出电芯里层，再进一步做回收。

现有的电芯剥壳设备是先沿周向对电芯的外壳进行环式切割，从而将电芯的外壳分成两截，先去除其中一部分的外壳，再沿轴向对另一部分的外壳进行纵向切割，然后去除该部分的外壳。环式切割和纵向切割都采用的是刀片与外壳直接接触实现切割，刀片会损伤电芯里层，不利于电芯的进一步回收。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种圆柱电芯激光自动剥壳设备，能够实现自动剥壳，提高了工作效率，而且不伤及电芯里层。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种圆柱电芯激光自动剥壳设备，包括依次设置的上料机构、电芯单体传送机构、第一电芯输送机构、第二电芯输送机构以及退料机构；所述电芯单体传送机构的卸料端设有用于将所述电芯单体传送机构上的电芯移动到所述第一电芯输送机构上的第一分料机构，所述第一电芯输送机构上还架设有用于将电芯壳体环切成两半的激光环切装置；所述第一电芯输送机构的卸料端设有用于将所述第一电芯输送机构上的环切后的电芯移动到所述第二电芯输送机构上的第二分料机构，所述第二电芯输送机构上还架设有剥壳机构。

进一步地，所述激光环切装置包括电芯旋转机构和激光切割机构，所述电芯旋转机构包括用于夹取位于第一电芯输送机构上的待环切电芯并带动待环切电芯转动的电芯旋转组件以及用于驱动所述电芯旋转组件带动待环切电芯转动的电芯旋转驱动组件，所述激光切割机构设置于所述第一电芯输送机构的一侧。

进一步地，所述剥壳机构包括架体，所述架体上设有电芯推出组件、电芯转动组件、电芯顶紧组件以及剥壳组件，所述架体架设于第二电芯输送机构上，所述电芯推出组件和所述剥壳组件分别设置于所述第二电芯输送机构的两侧，所述电芯转动组件以及所述电芯顶紧组件均设置于所述第二电芯输送机构的上方。

进一步地，所述上料机构包括料斗、分料电机、分料轮、推料气缸以及滑槽，所述料斗的卸料端与所述滑槽的上料端之间设有分料轮，所述分料轮与所述分料电机连接，所述滑槽的卸料端设有用于将电芯推送至所述电芯单体传送机构上的推料气缸。

进一步地，所述电芯单体传送机构包括送料电机、传送固定体、电芯治具以及传送皮带；所述送料电机与所述传送皮带之间通过皮带轮连接，所述皮带轮安装于所述传送固定体上，所述传送皮带上设有用于放置电芯的若干电芯治具。

进一步地，所述第一分料机构包括第一电芯吸起组件、用于驱动所述第一电芯吸起组件在竖直方向上移动的第一升降组件以及用于驱动所述第一电芯吸起组件在水平方向上移动的第一横移组件。

进一步地，所述第一电芯输送机构包括第一送料滑台和第一电芯夹具，所述第一电芯夹具设置于所述第一送料滑台上。

进一步地，所述第一电芯夹具上设有用于放置待环切电芯的若干半圆柱形槽，且半圆柱形槽的长度小于电芯的长度。

进一步地，所述退料机构包括落料槽、用于将剥壳后的电芯推送至所述落料槽中的导向杆以及用于驱动导向杆沿水平方向上运动的推料气缸，所述导向杆与所述推料气缸的安装块连接，且导向杆与所述落料槽分别设置于所述第二电芯输送机构的两侧。

进一步地，所述滑槽沿所述分料轮向下倾斜设置，所述滑槽的卸料端设有用于阻止电芯滑动的挡板，所述挡板与所述滑槽的卸料端之间设有间隙。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

（1）本发明提供的圆柱电芯激光自动剥壳设备通过上料机构、电芯单体传送机构、第一分料机构、第一电芯输送机构、激光环切装置、第二分料机构、第二电芯输送机构、剥壳机构以及退料机构实现对电芯进行自动剥壳，使电芯的外壳与电芯里层分离，提高了工作效率，还能实现了全自动化的生产；

（2）本发明提供的圆柱电芯激光自动剥壳设备采用非接触式的激光加工方法，能快速有效的切断电芯壳体而不伤及电芯里层；

（3）本发明提供的圆柱电芯激光自动剥壳设备通过双流水线操作，提高剥壳加工效率；也可单流水线操作，在两条流水线之间切换使用，保证生产的连续性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的圆柱电芯激光自动剥壳设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的圆柱电芯激光自动剥壳设备的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的上料机构的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的电芯单体传送机构的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的第一分料机构的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的电芯旋转机构的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的第一电芯输送机构的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的第二分料机构的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的第二电芯输送机构的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的激光切割机构的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的剥壳机构的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的退料机构的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的圆柱电芯激光自动剥壳设备的机架的结构示意图；

图中：1、上料机构，11、料斗，12、分料电机，13、推料气缸，14、滑槽，15、挡板，16、盖板，2、电芯单体传送机构，21、送料电机，22、传送固定体，23、电芯治具，24、传送皮带，25、限位板，3、第一分料机构，31、第一电芯吸头，32、第一吸料气缸，33、第一升降气缸，34、第一横移气缸，35、第一固定板，4、电芯旋转机构，41、伺服电机，42、传动轮，43、电芯顶紧气缸，44、第一电芯固定块，45、第二电芯固定块，46、第一安装板，47、第二安装板，48、固定座，5、第一电芯输送机构，51、第一送料滑台，52、第一电芯夹具，53、废液收集盒，6、第二分料机构，61、第二电芯吸头，62、第二吸料气缸，63、第二升降气缸，64、第二横移气缸，65、第二固定板，7、第二电芯输送机构，71、第二送料滑台，72、第二电芯夹具，8、激光切割机构，81、激光组件，82、吸尘罩，83、调焦滑台，9、剥壳机构，91、电芯推出气缸，92、电芯吸取气缸，93、第一旋转气缸，94、顶出气缸，95、气爪，96、第二旋转气缸，97、气动滑台，98、架体，10、退料机构，101、落料槽，102、导向杆，103、推料气缸，104、退料导向块，110、机架，120、外罩，130、电气控制柜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供一种圆柱电芯激光自动剥壳设备，包括依次设置的上料机构1、电芯单体传送机构2、第一电芯输送机构5、第二电芯输送机构7以及退料机构10；所述电芯单体传送机构2的卸料端设有用于将所述电芯单体传送机构2上的电芯移动到所述第一电芯输送机构5上的第一分料机构3，所述第一电芯输送机构5上架设有用于将电芯壳体环切成两半的激光环切装置；所述第一电芯输送机构5的卸料端设有用于将所述第一电芯输送机构5上的电芯移动到所述第二电芯输送机构7上的第二分料机构6，所述第二电芯输送机构7上还架设有剥壳机构9。

本发明实施例提供的圆柱电芯激光自动剥壳设备通过双流水线操作，提高剥壳加工效率；也可单流水线操作，在两条流水线之间切换使用，保证生产的连续性。

本发明实施例提供通过上料机构1、电芯单体传送机构2、第一分料机构3、第一电芯输送机构5、激光环切装置、第二分料机构6、第二电芯输送机构7、剥壳机构9以及退料机构10实现对电芯进行剥壳，使电芯的外壳与电芯里层分离，提高了工作效率，还能实现了全自动化的生产；同时本发明的自动剥壳设备采用非接触式的激光加工方法，能快速有效的切断电芯壳体而不伤及电芯里层。

进一步地，如图3所示，所述上料机构1包括料斗11、分料电机12、分料轮、推料气缸13以及滑槽14，所述料斗11的卸料端与所述滑槽14的上料端之间设有分料轮，所述分料轮与所述分料电机12连接，通过分料电机12带动分料轮转动，实现对料斗中电芯的分料，所述滑槽14的卸料端设有用于将电芯单体推送至所述电芯单体传送机构2上的推料气缸13。

作为一种实施方式，如图3所示，所述分料轮上设有若干叶片，相邻的两个叶片与分料轮周面之间形成卡槽，每个卡槽中可容置一个电芯单体，通过分料轮可以将电芯单体单层排列在滑槽14上。

作为一种实施方式，如图3所示，所述滑槽14两侧的侧板上均设有盖板16，盖板16的一侧与所述滑槽14的侧板连接，盖板16的另一侧向滑槽14中延伸并盖设于滑槽14上，且两个盖板16之间有间隙。

作为一种实施方式，如图3所示，所述滑槽14沿所述分料轮向下倾斜设置，所述滑槽14的卸料端设有用于阻止电芯单体向下滑落的挡板15，所述挡板15与所述滑槽14的卸料端之间设有可容置一个电芯单体的间隙，所述推料气缸13设置于所述间隙远离所述电芯单体传送机构2的一侧，所述推料气缸13的推杆可将间隙中的电芯单体推至电芯治具23上。

进一步地，如图4所示，所述电芯单体传送机构2包括送料电机21、传送固定体22、电芯治具23以及传送皮带24；所述送料电机21与所述传送皮带24之间通过皮带轮连接，所述皮带轮安装于所述传送固定体22上，所述传送皮带24上设有用于放置电芯单体的若干电芯治具23。本实施例中传送皮带24安装于皮带轮上，送料电机21的输出轴与皮带轮键连接，通过送料电机21带动齿轮传动，使传送皮带24带动电芯治具23循环运动，推料气缸13的推杆将电芯推至电芯治具23中，通过传送皮带24的传动将装有电芯的电芯治具23送至所述第一分料机构3的上料端。

作为一种实施方式，如图4所示，电芯治具23上设有与电芯外形相配合的开口向上的弧形凹槽，电芯可以容置于弧形凹槽中，且在传送皮带24运动时，不发生掉落。

作为一种实施方式，如图4所示，电芯治具23的长度小于电芯的长度，电芯的两端置于电芯治具23外，便于第一分料机构3抓取电芯后运送至第一电芯输送机构5上。

作为一种实施方式，如图4所示，所述传送固定体22设置于滑槽14远离推料气缸13的一侧，传送皮带24与滑槽14平行设置，便于推料气缸13将滑槽14卸料端的电芯推送至传送皮带24上的电芯治具23中；传送固定体22的上料端远离滑槽14的一侧设有限位板25，用于限制推料气缸13将电芯推送至电芯治具23中的位置，避免推不到位或者推过度，保证电芯的两端位于电芯治具23外。

进一步地，如图5所示，所述第一分料机构3包括第一电芯吸起组件、用于驱动所述第一电芯吸起组件在竖直方向上移动的第一升降组件以及用于驱动所述第一电芯吸起组件在水平方向上移动的第一横移组件。第一电芯吸起组件抓取电芯单体传送机构2上的电芯，并在第一升降组件和第一横移组件的带动下将电芯传送至第一电芯输送机构5上。

作为一种实施方式，如图5所示，所述第一电芯吸起组件包括第一电芯吸头31和第一吸料气缸32，所述第一吸料气缸32通过吸管与所述第一电芯吸头31连接，所述第一吸料气缸32滑动安装于所述第一升降组件上，所述第一升降组件滑动安装于所述第一横移组件上。通过吸头上的吸孔，将电芯吸起，将电芯从电芯单体传送机构2上移动至第一电芯输送机构5上。

作为一种实施方式，如图5所示，第一升降组件包括第一升降气缸33、第一升降滑块以及两根第一升降滑轨，第一升降滑块包括第一吸料气缸安装板以及固定于第一吸料气缸安装板上的两个第一升降滑块体，两个第一升降滑块体分别与两根第一升降滑轨配合，两根第一升降滑轨固定于第一横移组件上，第一升降气缸33的安装块与第一吸料气缸安装板固定连接，第一升降气缸33驱动第一升降滑块在第一升降滑轨上沿竖直方向运动；第一吸料气缸32安装在第一升降滑块上，且第一吸料气缸32与两根第一升降滑轨分别位于第一升降滑块的两侧，通过第一升降气缸33实现驱动第一吸料气缸32在竖直方向上移动的。

作为一种实施方式，如图5所示，第一横移组件包括第一横移气缸34、第一横移滑块以及一根第一横移滑轨，第一横移滑块包括第一升降气缸安装板以及固定于第一升降气缸安装板上的两个第一横移滑块体，第一升降气缸安装板还与第一横移气缸34的安装块连接；两个第一横移滑块体与一根第一横移滑轨配合，一根第一横移滑轨以及第一横移气缸34均固定于第一固定板35上，第一横移气缸34驱动第一横移滑块在第一横移滑轨上沿水平方向运动；第一升降气缸33以及两根第一升降滑轨均固定安装在第一升降气缸安装板上，且第一升降气缸33与两根第一横移滑轨分别位于第一横移滑块的两侧，通过第一横移气缸34实现驱动第一吸料气缸32在水平方向上移动的。

进一步地，如图7所示，所述第一电芯输送机构5包括第一送料滑台51和第一电芯夹具52，所述第一电芯夹具52设置于所述第一送料滑台51上。第一送料滑台51用于将电芯传送至激光环切装置的旋转切割工位，待激光环切装置的完成环切后，再将环切后的电芯传送至第二分料机构6的抓取位。

作为一种实施方式，如图7所示，所述第一送料滑台51包括送料台、滑块、滑轨、底座以及电机；所述底座上安装有滑轨，所述滑轨上安装有滑块，所述送料台固定于所述滑块上，所述电机用于推动所述滑块沿滑轨运动；所述第一电芯夹具52固定于所述送料台上。

作为一种实施方式，如图7所示，送料台上还设有废液收集盒53，废液收集盒53位于第一电芯夹具52的下方，用于收集环切过程中产生的废料。

作为一种实施方式，如图7所示，所述第一电芯夹具52上设有用于放置待环切电芯的开口向上的若干半圆柱形槽；待环切电芯可以容置于半圆柱形槽中，便于将电芯送至激光环切装置的切割工位。

作为一种实施方式，如图7所示，半圆柱形槽的长度小于电芯的长度，电芯的两端均置于第一电芯夹具52外，便于电芯旋转机构4抓取电芯。

进一步地，第二分料机构6包括第二电芯吸起组件、用于驱动所述第二电芯吸起组件在竖直方向上移动的第二升降组件以及用于驱动所述第二电芯吸起组件在水平方向上移动的第二横移组件。第二电芯吸起组件抓取第一电芯输送机构5上的环切后的电芯，并在第一升降组件和第一横移组件的带动下将电芯传送至第二电芯输送机构7上。

作为一种实施方式，如图8所示，所述第二电芯吸起组件包括第二电芯吸头61和第二吸料气缸62，所述第二吸料气缸62通过吸管与所述第二吸料气缸62连接，所述第二吸料气缸62滑动安装于所述第二升降组件上，所述第二升降组件滑动安装于所述第二横移组件上。通过吸头上的吸孔，将电芯吸起，将电芯从第一电芯输送机构5上移动至第二电芯输送机构7上。

作为一种实施方式，如图8所示，第二升降组件包括第二升降气缸63、第二升降滑块以及两根第二升降滑轨，第二升降滑块包括第二吸料气缸安装板以及固定于第二吸料气缸安装板上的两个第二升降滑块体，两个第二升降滑块体分别与两根第二升降滑轨配合，两根第二升降滑轨固定于第二横移组件上，第二升降气缸63的安装块与第二吸料气缸安装板固定连接，第二升降气缸63驱动第二升降滑块在第二升降滑轨上沿竖直方向运动；第二吸料气缸62安装在第二升降滑块上，且第二吸料气缸62与两根第二升降滑轨分别位于第二升降滑块的两侧，通过第二升降气缸63实现驱动第二吸料气缸62在竖直方向上移动的。第二升降组件的结构与第一升降组件相同，工作原理也相同。

作为一种实施方式，如图8所示，第二横移组件包括第二横移气缸64、第二横移滑块以及一根第二横移滑轨，第二横移滑块包括第二升降气缸安装板以及固定于第二升降气缸安装板上的两个第二横移滑块体，第二升降气缸安装板还与第二横移气缸64的安装块连接；两个第二横移滑块体与一根第二横移滑轨配合，一根第二横移滑轨以及第二横移气缸64均固定于第二固定板65上，第二横移气缸64驱动第二横移滑块在第二横移滑轨上沿水平方向运动；第二升降气缸63以及两根第二升降滑轨均固定安装在第二升降气缸安装板上，且第二升降气缸63与两根第二横移滑轨分别位于第二横移滑块的两侧，通过第二横移气缸64实现驱动第二吸料气缸62在水平方向上移动的。第二横移组件的结构与第一横移组件相同，工作原理也相同。

进一步地，如图9所示，第二电芯输送机构7包括第二送料滑台71和第二电芯夹具72，各所述第二电芯夹具72均设置于所述第二送料滑台71上。第二送料滑台71用于将电芯传送至剥壳机构9的剥壳工位，待剥壳机构9的完成剥壳后，再将剥壳后的电芯传送至退料工位。

作为一种实施方式，如图9所示，所述第二送料滑台71包括送料台、滑块、滑轨、底座以及电机；所述底座上安装有滑轨，所述滑轨上安装有滑块，所述送料台固定于所述滑块上，所述电机用于推动所述滑块沿滑轨运动；所述第二电芯夹具72固定于所述送料台上。第二送料滑台71的结构与第一送料滑台51的结构相同，工作原理也相同。

作为一种实施方式，如图9所示，所述第二电芯夹具72上设有用于放置待环切电芯的开口向上的半圆柱形槽；待环切电芯可以容置于半圆柱形槽中，便于将电芯送至激光环切装置的切割工位。

作为一种实施方式，如图9所示，半圆柱形槽的长度小于电芯的长度，电芯的两端均置于第二电芯夹具72外，便于剥壳机构9抓取电芯。

进一步，如图12所示，所述退料机构10包括落料槽101、用于将剥壳后的电芯推送至所述落料槽101中的导向杆102以及用于驱动导向杆102沿水平方向上运动的推料气缸103，所述导向杆102与所述推料气缸103的安装块连接，且导向杆102与所述落料槽101分别设置于所述第二电芯输送机构7的两侧。退料机构10用于将退料工位上的剥壳后的电芯推送至落料槽101中，完成剥壳后的电芯的收集。

作为一种实施方式，如图12所示，所述退料机构10还包括退料导向块104，退料导向块104靠近第二电芯夹具72设置，所述退料导向块104上设有导向槽，且所述导向槽与所述导向杆102一一对应设置，导向杆102沿着导向槽向第二电芯夹具72运动，并将第二电芯夹具72上的剥壳后的电芯推到落料槽101中。

进一步地，如图1、图2和图13所示，本实施例通过的圆柱电芯激光自动剥壳设备还包括机架110和外罩120，上料机构1、电芯单体传送机构2、第一分料机构3、第一电芯输送机构5、激光环切装置、第二分料机构6、第二电芯输送机构7、剥壳机构9以及退料机构10均设置在机架110上且位于外罩120内，机架110由钣金和方通焊接而成，外罩120包括型材以及门，外罩120上设有显示器、监视器、键盘、鼠标、按钮等；机架110内设有电气控制柜130，由钣金、伺服驱动器、滤波器等组成。

如图1所示，本实施例提供的圆柱电芯激光自动剥壳设备通过双流水线操作，提高剥壳加工效率；也可单流水线操作，在两条流水线之间切换使用，保证生产的连续性。

实施例二

如图6、7和10所示，本实施例提供一种圆柱电芯外壳激光环切装置，包括电芯旋转机构4和用于将电芯旋转机构4上的电芯壳体环切成两半的激光切割机构8，所述电芯旋转机构4包括用于夹取位于第一电芯输送机构5上的待环切电芯并带动待环切电芯转动的电芯旋转组件以及用于驱动所述电芯旋转组件带动待环切电芯转动的电芯旋转驱动组件，所述激光切割机构8设置于所述第一电芯输送机构5的一侧。本实施例提供的激光环切装置通过电芯旋转机构4带动待环切电芯旋转，再通过激光切割机构8进行环切，配合后续的剥壳机构方便的将电芯外壳从电芯里层上剥离，且采用非接触式的激光加工方法，能快速有效的切断电芯壳体而不伤及电芯里层。

进一步，如图6所示，所述电芯旋转组件包括第一电芯固定块44、第二电芯固定块45以及用于驱动将待环切电芯夹在所述第一电芯固定块44与所述第二电芯固定块45之间电芯顶紧气缸43；所述第一电芯固定块44与所述第二电芯固定块45一一对应。本实施例中所述第一电芯固定块44与所述第二电芯固定块45分别从第一电芯输送机构5的两侧将电芯夹住。

作为一种实施方式，如图6所示，所述电芯旋转组件还包括第一安装板46和第二安装板47，所述电芯顶紧气缸43的安装块与第一安装板46连接，所述第一安装板46上安装有若干第一轴承，所述第一电芯固定块44通过第一转轴与对应的第一轴承转动连接；所述第二安装板47上安装有若干第二轴承，所述第二电芯固定块45通过第二转轴与对应的第二轴承转动连接，所述第二转轴与所述电芯旋转驱动组件连接。本实施例中的电芯顶紧气缸43设置于固定座48上。如图6所示，所述电芯旋转组件上夹取有四个电芯单体，第一安装板46上安装有四个第一轴承，四个第一电芯固定块44分别与四个第一轴承转动连接，第二安装板47上安装有四个第二轴承，四个第二电芯固定块45分别与四个第二轴承转动连接。

作为一种实施方式，所述第一电芯固定块44朝向所述第二电芯固定块45的一侧设有锥度导向槽，所述第二电芯固定块45朝向所述第一电芯固定块44的一侧设有锥度导向槽，当第一电芯固定块44和第二电芯固定块45分别从两侧夹紧电芯后，电芯的两端分别伸入两侧的锥度导向槽中，电芯的底部与第一电芯夹具52的底部具有间隙，以保证能够实现电芯的转动。

进一步，如图6所示，所述电芯旋转驱动组件包括伺服电机41和传动轮42，所述伺服电机41通过传动皮带与所述传动轮42连接，所述传动轮42与对应的所述第二转轴键连接。如图6所示，位于中间的两个第二转轴上各键连接有两个从动轮，位于两侧的两个第二转轴上各键连接有一个从动轮，伺服电机41的输出轴与主动轮键连接，所述主动轮与位于中间的两个转轴上外侧的两个从动轮之间套装有皮带，通过伺服电机41带动主动轮转动从而带动中间两个转轴转动；四个转轴的下方还设有两个轴承，每个轴承均通过转轴与一个同步轮键连接；每中间的一个从动轮与靠近其的那个外侧的从动轮以及位于其下方的一个同步轮通过皮带连接，如此，中间的两个转轴转动将会带动两侧的转轴同步转动，最终形成整体同步转动。

进一步，如图10所示，所述激光切割机构8包括激光器、激光组件81以及调焦滑台83，所述激光组件81滑动设置于所述调焦滑台83上，所述激光组件81位于所述电芯旋转组件的上方。激光器设置于机架110中。

作为一种实施方式，如图10所示，所述激光组件81包括扩束镜、F-θ透镜以及振镜，激光器可以采用光纤激光器，用于产生激光束；激光组件81设置于调焦滑台83上，扩束镜设置于激光器的出光光路上，用于扩大激光束的直径；振镜设置于扩束镜的出光光路上，用于偏转扩束镜输出的激光束；F-θ透镜设置于所述振镜的出光光路上，偏转后的光束通过F-θ透镜聚焦作用于电芯表面。

作为一种实施方式，如图10所示，所述激光组件81的下方设有吸尘罩82，所述吸尘罩13的吸尘端呈喇叭形状且朝向电芯表面，以扩大烟尘的吸收范围。

本实施例提供的圆柱电芯外壳激光环切装置可以用于实施例一中的剥壳设备中。

实施例三

如图1和图11所示，本实施例提供一种圆柱电芯剥壳机构，包括架体，所述架体上设有电芯推出组件、电芯转动组件、电芯顶紧组件以及剥壳组件，所述架体架设于用于输送环切后电芯的第二电芯输送机构7上，所述电芯推出组件和所述剥壳组件分别设置于所述第二电芯输送机构7的两侧，所述电芯转动组件以及所述电芯顶紧组件均设置于所述第二电芯输送机构7的上方。本实施例提供的剥壳机构通过电芯推出组件将环切后的电芯从第二电芯输送机构7上推出至一半悬空，通过电芯顶紧组件将另一半电芯顶紧在第二电芯输送机构7的第二电芯夹具72上，剥壳组件将悬空的一半的电芯的外壳剥离下来并放入收集槽中，然后电芯转动组件带动电芯旋转180°，只剩电芯里层的一半位于所述第二电芯输送机构7的第二电芯夹具72上并通过电芯顶紧组件顶紧，带有外壳的一半电芯悬空，然后剥壳组件将悬空的一半的电芯的外壳剥离下来并放入收集槽中，即完成电芯单体的剥壳。采用本实施例提供的剥壳机构进行剥壳时，只需要对待剥壳电芯进行环切即可，不需要再增加一套设备进行竖切，有效的降低成本，且操作简单、方便，能够实现自动化生产，有效的解决了人工作业效率低、报废率高、容易发生安全隐患的问题。

进一步地，如图11所示，所述电芯推出组件包括电芯推出气缸91和推出杆，电芯推出气缸91的安装块通过连接板与多根推出杆连接，所述推出杆与第二电芯输送机构7上的电芯一一对应，即每个推出杆用于推一个电芯。所述推出杆的远离连接板的一端设有吸附块，可以吸附住电芯。

作为一种实施方式，如图11所示，所述电芯推出组件还包括推出导向块，所述推出导向块上设有推出导向槽，且推出导向槽与推出杆一一对应。推出杆沿推出导向槽朝向剥壳组件推动第二电芯输送机构7的第二电芯夹具72上的电芯，直至电芯靠近剥壳组件一侧的一半悬空，便于剥壳组件夹取该悬空部分的电芯外壳进行剥离。

作为一种实施方式，如图11所示，所述电芯转动组件包括电芯吸取气缸92和第一旋转气缸93，第一旋转气缸93包括可在水平方向上旋转的第一旋转轴，所述电芯吸取气缸92包括电芯吸取气缸固定座、电芯吸取缸体和电芯吸取头，所述电芯吸取气缸固定座与所述第一旋转轴连接，所述电芯吸取缸体固定于所述电芯吸取气缸固定座上，所述电芯吸取缸体与电芯吸取头连接。

作为一种实施方式，如图11所示，所述电芯顶紧组件包括顶出气缸94和顶紧块，所述顶出气缸94的安装块与多个顶紧块连接，所述顶紧块与第二电芯输送机构7上的电芯一一对应，即每个顶紧块用于顶紧一个电芯。

作为一种实施方式，如图11所示，所述顶紧块上设有横截面为弧形的凹槽，与电芯向配合，用于将电芯顶紧在第二电芯夹具72中。所述电芯吸取气缸92的电芯吸取头设置于所述顶紧块的顶部，电芯吸取头通过弧形凹槽顶部的开口吸附住电芯。

作为一种实施方式，如图11所示，所述剥壳组件包括用于夹紧电芯外壳的气爪95、用于带动所述气爪95在竖直方向上旋转的第二旋转气缸96以及用于带动所述气爪95在水平方向上移动的气动滑台97。

作为一种实施方式，如图11所示，所述第二旋转气缸96包括第二旋转缸体以及可在竖直方向上旋转的第二旋转轴，所述第二旋转轴的一端与第二旋转缸体转动连接，另一端与气爪固定座连接，所述气爪95安装于气爪固定座上。

作为一种实施方式，如图11所示，所述气动滑台97包括气动滑台驱动气缸、气动滑台导轨以及用于固定第二旋转气缸96的第二旋转气缸固定座，气动滑台驱动气缸驱动第二旋转气缸固定座在气动滑台导轨上沿水平方向移动。

本实施例提供的圆柱电芯剥壳机构可以用于实施例一中的剥壳设备中。

实施例四

如图1-13所示，本实施例提供一种圆柱电芯激光自动剥壳方法，包括如下步骤：

1）人工将堆叠好电芯放入上料工位上的料斗11中，打开拉手，电芯在重力作用下进入分料轮，分料电机12启动带动分料轮将电芯一个一个整理排序，通过滑槽14送到推料气缸13处，推料气缸13将电芯一个一个地推送至电池治具23上；

2）传送固定体23上与推料气缸13相对应的位置设有感应器，当感应器感应到电芯到达时，送料电机21启动，带动传送皮带2行走固定距离，每个电芯治具放置一个电芯，如此反复送料；

3）当传送皮带2将电芯传送至抓取位，横移气缸34伸出，升降气缸33下降，吸料气缸32伸出，吸起四个电芯；然后升降气缸33上升，横移气缸34缩回；升降气缸33下降，吸料气缸32缩回，将四个电芯分别放入第一送料滑台51上的四个电池夹具52中；

4）第一送料滑台51将电芯传送至旋转切割工位，电池顶紧气缸43带动第一电芯固定块44伸出压紧电芯，将待环切的电芯夹紧在第一电芯固定块44和第二电芯固定块45之间，伺服电机41带动传动轮42，进而带动待环切的电芯一块做旋转运动；同时，利用调焦滑台83调整激光组件1焦点，使焦点与旋转的电芯中部最高点重合，达到最佳切割效果为准；激光器出光进行切割，电芯在旋转过程中被环切成两半；

5）环切完毕后，64横移气缸运动至旋转切割工位，升降气缸63下降，吸料气缸62伸出并同时吸起四个电芯，升降气缸63上升；64横移气缸移动至7电芯输送机构2上方，升降气缸63下降，吸料气缸62缩回，四个电芯被分别放置到第二送料滑台71上的四个电池夹具72中；

6）第二送料滑台71将电芯传送至剥壳机构9的剥壳位；电池推出气缸91将电池夹具72中的四个电芯推出至一半悬空，顶出气缸94伸出压紧位于电池夹具72中那一半电芯，气动滑台97伸出至剥壳位，气爪95夹紧悬空部分的四个电芯外壳，气动滑台97收缩并将外壳剥离电芯；第二旋转气缸96将气爪95在竖直方向上旋转90°使气爪95朝向电芯外壳收集槽，气爪95松开，并将电芯外壳放入收集槽中，第二旋转气缸96回转90°复位；与此同时，顶出气缸94缩回，电池推出气缸91缩回，电芯回到电池夹具72中间位置；顶出气缸94伸出，顶紧块压紧电芯，电池吸取气缸92伸出吸起四个电芯，顶出气缸94缩回，第一旋转气缸93旋转180°，顶出气缸94伸出放置电芯，电池吸取气缸92缩回，实现电芯换向；电池推出气缸91将电池夹具72中的四个电芯推出至一半，使没有剥壳的那一半电芯悬空，顶出气缸94伸出压紧位于电池夹具72中已经剥壳的那一半电芯，气动滑台97伸出至剥壳位，气爪95夹紧悬空部分的的电芯外壳，气动滑台97收缩并将外壳剥离电芯；第二旋转气缸96将气爪95在竖直方向上旋转90°使电芯外壳旋转90度，气爪95松开，并将电芯外壳放入收集槽，第二旋转气缸96回转90°复位；

6）第二送料滑台71将剥壳后的电芯传送至退料工位，推料气缸103带动导向杆102将电芯推向落料槽101中，推料气缸103复位；第二送料滑台71复位。

本实施例中的各个工位均设置有感应器，用于感应电芯到达预定位置，以便于控制系统控制相应的机构作出反应，实现全自动化，提高生产效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种圆柱电芯激光自动剥壳设备，其特征在于：包括依次设置的上料机构、电芯单体传送机构、第一电芯输送机构、第二电芯输送机构以及退料机构；所述电芯单体传送机构的卸料端设有用于将所述电芯单体传送机构上的电芯移动到所述第一电芯输送机构上的第一分料机构，所述第一电芯输送机构上还架设有用于将电芯壳体环切成两半的激光环切装置；所述第一电芯输送机构的卸料端设有用于将所述第一电芯输送机构上的环切后的电芯移动到所述第二电芯输送机构上的第二分料机构，所述第二电芯输送机构上还架设有剥壳机构。

2.如权利要求1所述的一种圆柱电芯激光自动剥壳设备，其特征在于：所述激光环切装置包括电芯旋转机构和激光切割机构，所述电芯旋转机构包括用于夹取位于第一电芯输送机构上的待环切电芯并带动待环切电芯转动的电芯旋转组件以及用于驱动所述电芯旋转组件带动待环切电芯转动的电芯旋转驱动组件，所述激光切割机构设置于所述第一电芯输送机构的一侧。

3.如权利要求1所述的一种圆柱电芯激光自动剥壳设备，其特征在于：所述剥壳机构包括架体，所述架体上设有电芯推出组件、电芯转动组件、电芯顶紧组件以及剥壳组件，所述架体架设于第二电芯输送机构上，所述电芯推出组件和所述剥壳组件分别设置于所述第二电芯输送机构的两侧，所述电芯转动组件以及所述电芯顶紧组件均设置于所述第二电芯输送机构的上方。

4.如权利要求1所述的一种圆柱电芯激光自动剥壳设备，其特征在于：所述上料机构包括料斗、分料电机、分料轮、推料气缸以及滑槽，所述料斗的卸料端与所述滑槽的上料端之间设有分料轮，所述分料轮与所述分料电机连接，所述滑槽的卸料端设有用于将电芯推送至所述电芯单体传送机构上的推料气缸。

5.如权利要求1所述的一种圆柱电芯激光自动剥壳设备，其特征在于：所述电芯单体传送机构包括送料电机、传送固定体、电芯治具以及传送皮带；所述送料电机与所述传送皮带之间通过皮带轮连接，所述皮带轮安装于所述传送固定体上，所述传送皮带上设有用于放置电芯的若干电芯治具。

6.如权利要求1所述的一种圆柱电芯激光自动剥壳设备，其特征在于：所述第一分料机构包括第一电芯吸起组件、用于驱动所述第一电芯吸起组件在竖直方向上移动的第一升降组件以及用于驱动所述第一电芯吸起组件在水平方向上移动的第一横移组件。

7.如权利要求1所述的一种圆柱电芯激光自动剥壳设备，其特征在于：所述第一电芯输送机构包括第一送料滑台和第一电芯夹具，所述第一电芯夹具设置于所述第一送料滑台上。

8.如权利要求7所述的一种圆柱电芯激光自动剥壳设备，其特征在于：所述第一电芯夹具上设有用于放置待环切电芯的若干半圆柱形槽，且半圆柱形槽的长度小于电芯的长度。

9.如权利要求1所述的一种圆柱电芯激光自动剥壳设备，其特征在于：所述退料机构包括落料槽、用于将剥壳后的电芯推送至所述落料槽中的导向杆以及用于驱动导向杆沿水平方向上运动的推料气缸，所述导向杆与所述推料气缸的安装块连接，且导向杆与所述落料槽分别设置于所述第二电芯输送机构的两侧。

10.如权利要求4所述的一种圆柱电芯激光自动剥壳设备，其特征在于：所述滑槽沿所述分料轮向下倾斜设置，所述滑槽的卸料端设有用于阻止电芯滑动的挡板，所述挡板与所述滑槽的卸料端之间设有间隙。