CN109638335B - 动力圆柱电芯剥皮切割机构 - Google Patents

动力圆柱电芯剥皮切割机构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种动力圆柱电芯剥皮切割机构，包括机构主架、电芯流道机构、切割器和电芯定位旋转机构，电芯流道机构和切割器分别安装于机构主架上，电芯定位旋转机构固定于电芯流道机构上；切割器包括端线切割器和中线切割器，端线切割器和中线切割器按照电芯流道机构上电芯移载方向的顺序依次设置，电芯定位旋转机构与端线切割器位置对应。本发明提供的动力圆柱电芯剥皮切割机构，解决现有技术中动力电池电芯表面绝缘皮切割机构存在的切割速度慢，切割时电芯定位不够精准的问题。

Description

动力圆柱电芯剥皮切割机构
技术领域
本发明涉及汽车动力电池技术领域，尤其涉及一种动力圆柱电芯剥皮切割机构。
背景技术
随着社会的发展，人们的环境保护意识越来越高。新能源汽车的需求不断增长，电芯作为汽车动力的电储能元件被广泛使用。电池生产也从原来的手工生产，半自动化生产，逐渐发展到了现在的全自动化生产。
现有技术中，动力电池电芯表面绝缘皮切割机构存在切割速度慢，切割时电芯定位不够精准，容易产生损伤或破坏电芯的问题。
因此，有必要提供一种动力圆柱电芯剥皮切割机构，以解决切割速度慢，切割时电芯定位不够精准，容易产生损伤或破坏电芯的问题。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种动力圆柱电芯剥皮切割机构，解决现有技术中动力电池电芯表面绝缘皮切割机构存在的切割速度慢，切割时电芯定位不够精准的问题。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：
一种动力圆柱电芯剥皮切割机构，包括机构主架、电芯流道机构、切割器和电芯定位旋转机构，电芯流道机构和切割器分别安装于机构主架上，电芯定位旋转机构固定于电芯流道机构上；
切割器包括端线切割器和中线切割器，端线切割器和中线切割器按照电芯流道机构上电芯移载方向的顺序依次设置，电芯定位旋转机构与端线切割器位置对应；
电芯流道机构用于移载电芯，端线切割器用于环绕电芯柱体横向切割电芯两端的电芯表皮，中线切割器用于沿着电芯柱体纵向切割电芯中部的电芯表皮，电芯定位旋转机构用于在环绕电芯柱体横向切割电芯两端的电芯表皮时，对该电芯进行定位和旋转。
进一步地，动力圆柱电芯剥皮切割机构还包括端线切割升降机；端线切割升降机固定设置在机构主架上，端线切割器设置于端线切割升降机上，通过端线切割升降机升降端线切割器。
进一步地，动力圆柱电芯剥皮切割机构还包括中线切割升降机；中线切割升降机固定设置在机构主架上，中线切割器设置于中线切割升降机上，通过中线切割升降机升降中线切割器。
进一步地，中线切割器包括上中线切割器和下中线切割器，中线切割升降机包括上中线切割升降机和下中线切割升降机，上中线切割器设置于上中线切割升降机上；下中线切割器设置于下中线切割升降机上；上中线切割器从电芯流道机构的上方向下切割电芯表皮，下中线切割器从电芯流道机构的下方向上切割电芯表皮。
进一步地，切割器为激光切割器。
进一步地，动力圆柱电芯剥皮切割机构还包括感应器，感应器设置于切割器上，用于感应检测电芯表皮是否已被切开。
进一步地，感应器为颜色感应器。
进一步地，电芯定位旋转机构包括第一动力电机、旋转轮和圆带，第一动力电机与旋转轮连接，第一动力电机驱动旋转轮旋转，圆带环绕设置于旋转轮上，圆带与进行两端电芯表皮切割的电芯的上表面摩擦接触。
进一步地，电芯流道机构包括电芯进料口、电芯移载流道、第二动力电机和出料流道；电芯进料口、电芯移载流道和出料流道依次连接，第二动力电机与电芯移载流道固定连接，第二动力电机驱动电芯进料口、电芯移载流道和出料流道的运转。
进一步地，电芯流道机构还包括流道板墙，流道板墙设置于电芯移载流道电芯移载方向的两侧。
有益效果：本发明提供的动力圆柱电芯剥皮切割机构，通过电芯流道机构的设置实现自动来料；通过端线切割器和中线切割器的配合设置，在电芯移载方向上依次垂直电芯柱体切割电芯两端的电芯表皮和平行电芯柱体切割电芯表皮，便于后期电芯表皮的剥离；通过电芯定位旋转机构的设置实现两端电芯表皮切割时电芯的精准定位和自动旋转，提高切割速度。
附图说明
图1为本发明一实施例的动力圆柱电芯剥皮切割机构结构示意图；
图2为本发明一实施例中的中线切割器和中线切割升降机整体结构示意图；
图3为本发明一实施例中的电芯定位旋转机构结构示意图；
图4为本发明一实施例中的电芯流道机构结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在一实施例中，如图1所示，一种动力圆柱电芯剥皮切割机构，包括机构主架1、电芯流道机构2、切割器3和电芯定位旋转机构4，电芯流道机构2和切割器3分别安装于机构主架1上，电芯定位旋转机构4固定于电芯流道机构2上；
切割器3包括端线切割器31和中线切割器32，端线切割器31和中线切割器32按照电芯流道机构2上电芯移载方向的顺序依次设置，电芯定位旋转机构4与端线切割器31位置对应；
电芯流道机构2用于移载电芯，端线切割器31用于环绕电芯柱体横向切割电芯两端的电芯表皮，中线切割器32用于沿着电芯柱体纵向切割电芯中部的电芯表皮，电芯定位旋转机构4用于在环绕电芯柱体横向切割电芯两端的电芯表皮时，对该电芯进行定位和旋转。
通过电芯流道机构2的设置实现自动来料；通过电芯定位旋转机构4的设置实现两端电芯表皮切割时电芯的精准定位和自动旋转，提高切割速度；通过端线切割器31和中线切割器32的配合设置，在电芯移载方向上依次横向切割电芯两端的电芯表皮和纵向切割电芯中部的电芯表皮，实现电芯表皮的完整切割，便于后期电芯表皮的剥离；通过端部和中部电芯表皮切割的先后设置，电芯两端的电芯表皮切割完成后，电芯表皮仍能稳固套在电芯表面，不会影响中部电芯表皮切割，避免了因先进行中部电芯表皮切割而影响两端的电芯表皮切割时的电芯旋转。
本实施例中，动力圆柱电芯剥皮切割机构还包括端线切割升降机5；端线切割升降机5固定设置在机构主架1上，端线切割器31设置于端线切割升降机5上，通过端线切割升降机5升降端线切割器31。根据工作状态的需求，调整端线切割器31的高度，当电芯移动至两端电芯表皮切割的预定位置，通过端线切割升降机5调整端线切割器31到适合切割的位置，便于执行切割。
本实施例中，动力圆柱电芯剥皮切割机构还包括中线切割升降机6；中线切割升降机6固定设置在机构主架1上，中线切割器32设置于中线切割升降机6上，通过中线切割升降机6升降中线切割器32。根据工作状态的需求，调整中线切割器32的高度，当电芯移动至中线电芯表皮切割的预定位置，通过中线切割升降机6调整中线切割器32到适合切割的位置，便于执行切割。
本实施例中，如图2所示，中线切割器32包括上中线切割器321和下中线切割器322，中线切割升降机6包括上中线切割升降机61和下中线切割升降机62，上中线切割器321设置于上中线切割升降机61上；下中线切割器322设置于下中线切割升降机62上；上中线切割器321从电芯流道机构2的上方向下切割电芯表皮，下中线切割器322从电芯流道机构2的下方向上切割电芯表皮。
工作时，电芯进入电芯表皮中线切割的预定工位，上中线切割器321和下中线切割器322分别从正上方和正下方同时对该电芯进行表皮切割，将电芯表皮对称切开。通过上中线切割器321和下中线切割器322的的上下对应设置，实现电芯表皮的快速切割，以满足后续电芯表皮剥离的条件。
有必要的，沿着电芯柱体纵向切割电芯中部的电芯表皮的切割线与环绕电芯柱体横向切割电芯两端的电芯表皮的切割线相交，确保完整切开电芯表皮，以便后续电芯表皮的顺畅剥离。
本实施例中，切割器3为激光切割器。激光切割器具备切割精度高，切割快速，切口平滑等特点，激光刀头的机械部分与电芯无接触，在工作中不会对电芯表面造成划伤。
本实施例中，动力圆柱电芯剥皮切割机构还包括感应器(图中未表示)，感应器设置于切割器3上，用于感应检测电芯表皮是否已被切开。
工作时，感应器将获取的信息传递到控制切割工作的切割器3的主机，切割器3的主机发出切割工作相关指令。当感应器感应到切割部位为电芯表皮时，执行切割工作，当感应器感应到切割位非电芯表皮时，停止切割工作。避免电芯表皮已经切开的位置，右再次切割，损坏电芯。
本实施例中，感应器为颜色感应器。裸电芯表面和电芯表皮的颜色差别较大，颜色感应器通过感应检测处于切割位置上的电芯的颜色，判断电芯表皮是否已被切开。当电芯表皮已被切开露出裸电芯时，颜色感应器将该检测信息传递到切割器3的主机，切割器3据此检测信息停止对该电芯该位置的切割。
在本实施例中，如图3所示，电芯定位旋转机构4包括第一动力电机41、旋转轮42和圆带43，第一动力电机41与旋转轮42连接，第一动力电机41驱动旋转轮42旋转，圆带43环绕设置于旋转轮42上，圆带43与进行两端电芯表皮切割的电芯的上表面摩擦接触。
电芯进入端线电芯表皮的预定切割位时，若电芯未放置平整，圆带43压住电芯上方，调整好其位置，通过与电芯摩擦接触，依靠摩擦力带动电芯自转。因圆带43非刚性物体，具有弹性，并且通过圆带43与电芯之间接触位置和接触压力的精准设置，实现电芯自转的同时，确保圆带43对电芯的压力和摩擦力不会损伤电芯。
在本实施例中，如图4所示，电芯流道机构2包括电芯进料口21、电芯移载流道22、第二动力电机23和出料流道24；电芯进料口21、电芯移载流道22和出料流道24依次连接，第二动力电机23与电芯移载流道22固定连接，第二动力电机23驱动电芯进料口21、电芯移载流道22和出料流道24的运转。电芯进料口21用于要进行剥皮切割的电芯的进料，电芯移载流道22用于移载电芯，第二动力电机23用于驱动电芯移载流道22流动运行，出料流道24用于完成剥皮切割的电芯的出料。
通过动力电机驱动电芯移载流道22流动运行，通过电芯进料口21、电芯移载流道22、出料流道24依次连接设置，实现来料、移载、出料的自动化。
在本实施例中，电芯流道机构2还包括流道板墙25，流道板墙25设置于电芯移载流道22电芯移载方向的两侧。通过流道板墙25的设置，保护并限制电芯按照电芯移载流道22的移载轨迹移载。
工作时，通过电芯流道机构2上的电芯进料口21放料，经过电芯移载流道22的载具带到端部电芯表皮的切割位置，此时电芯进入电芯定位旋转机构4下方，电芯定位旋转机构4上的圆带43压在电芯表面上；电芯定位旋转机构4上的第一动力电机41驱动旋转轮42转动，进而带动圆带43转动，通过圆带43与电芯表面的摩擦力使电芯随着圆带43转动而转动；电芯在电芯定位旋转机构4的带动下进行转动，此时切割器3开始环绕电芯柱体横向切割电芯两端部的电芯表皮，首先切割其中一端部的电芯表皮，切割完成该端部的电芯表皮后，在垂直电芯移载方向上调整切割器3的切割位置，进行另一端部的电芯表皮切割；电芯两端部的电芯表皮切割完成后，移载流道将电芯载至中线电芯表皮的切割工位；此时上中线切割器321和下中线切割器322分别从电芯的正上方和正下方沿着电芯柱体方向纵向切割中部电芯表皮，切割时采用电脑控制，确保端部切割线与中部切割线相交，保证切割完整，便于后续电芯表皮的顺畅剥离。
本发明提供的动力圆柱电芯剥皮切割机构，通过电芯流道机构的设置实现自动来料；通过电芯定位旋转机构的设置实现两端电芯表皮切割时电芯的精准定位和自动旋转；通过端线切割器和中线切割器的配合设置，在电芯移载方向上依次横向切割电芯两端的电芯表皮和纵向切割电芯中部的电芯表皮，实现电芯表皮的完整切割，便于后期电芯表皮的剥离；通过端部和中部电芯表皮切割的先后设置，电芯两端的电芯表皮切割完成后，电芯表皮仍能稳固套在电芯表面，不会影响中部电芯表皮切割，避免了因先进行中部电芯表皮切割而影响两端的电芯表皮切割时的电芯旋转。
以上所述仅为本发明的优选实施例，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权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种动力圆柱电芯剥皮切割机构，其特征在于：包括机构主架、电芯流道机构、切割器和电芯定位旋转机构，所述电芯流道机构和所述切割器分别安装于所述机构主架上，所述电芯定位旋转机构固定于所述电芯流道机构上；
所述切割器包括端线切割器和中线切割器，所述端线切割器和所述中线切割器按照所述电芯流道机构上电芯移载方向的顺序依次设置，所述电芯定位旋转机构与所述端线切割器位置对应；
所述电芯流道机构用于移载电芯，所述端线切割器用于环绕电芯柱体横向切割电芯两端的电芯表皮，所述中线切割器用于沿着电芯柱体纵向切割电芯中部的电芯表皮，所述电芯定位旋转机构用于在环绕电芯柱体横向切割电芯两端的电芯表皮时，对所述电芯进行定位和旋转；
所述电芯定位旋转机构包括第一动力电机、旋转轮和圆带，所述第一动力电机与所述旋转轮连接，所述第一动力电机驱动所述旋转轮旋转，所述圆带环绕设置于所述旋转轮上，所述圆带与进行两端电芯表皮切割的电芯的上表面摩擦接触。
2.根据权利要求1所述的动力圆柱电芯剥皮切割机构，其特征在于：所述动力圆柱电芯剥皮切割机构还包括端线切割升降机；所述端线切割升降机固定设置在所述机构主架上，所述端线切割器设置于所述端线切割升降机上，通过所述端线切割升降机升降所述端线切割器。
3.根据权利要求1所述的动力圆柱电芯剥皮切割机构，其特征在于：所述动力圆柱电芯剥皮切割机构还包括中线切割升降机；所述中线切割升降机固定设置在所述机构主架上，所述中线切割器设置于所述中线切割升降机上，通过所述中线切割升降机升降所述中线切割器。
4.根据权利要求3所述的动力圆柱电芯剥皮切割机构，其特征在于：所述中线切割器包括上中线切割器和下中线切割器，所述中线切割升降机包括上中线切割升降机和下中线切割升降机，所述上中线切割器设置于所述上中线切割升降机上；所述下中线切割器设置于所述下中线切割升降机上；所述上中线切割器从电芯流道机构的上方向下切割电芯表皮，所述下中线切割器从电芯流道机构的下方向上切割电芯表皮。
5.根据权利要求1至4中的任意一项权利要求所述的动力圆柱电芯剥皮切割机构，其特征在于：所述切割器为激光切割器。
6.根据权利要求1所述的动力圆柱电芯剥皮切割机构，其特征在于：所述动力圆柱电芯剥皮切割机构还包括感应器，所述感应器设置于所述切割器上，用于感应检测所述电芯表皮是否已被切开。
7.根据权利要求6所述的动力圆柱电芯剥皮切割机构，其特征在于：所述感应器为颜色感应器。
8.根据权利要求1所述的动力圆柱电芯剥皮切割机构，其特征在于：所述电芯流道机构包括电芯进料口、电芯移载流道、第二动力电机和出料流道；所述电芯进料口、电芯移载流道和出料流道依次连接，所述第二动力电机与所述电芯移载流道固定连接，所述第二动力电机驱动所述电芯进料口、电芯移载流道和出料流道的运转。
9.根据权利要求8所述的动力圆柱电芯剥皮切割机构，其特征在于：所述电芯流道机构还包括流道板墙，所述流道板墙设置于所述电芯移载流道电芯移载方向的两侧。
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