CN109786846B - 锂离子动力电池顶盖板正负极的定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锂离子动力电池顶盖板正负极的定位装置，包括：模具支撑结构，包括一设置在顶部的安装板，所述安装板上设置有多个定位工件；定位夹具结构，所述定位夹具结构设置有多个，均设置在所述安装板上，用于对所述定位工件进行夹紧定位和松开复位；升降气缸结构，设置在所述安装板的底部，用于控制各个所述定位夹具结构的夹紧及松开。本发明采用自动化方式对锂离子动力电池的顶盖板进行精定位，结构精巧，操作方便，定位精度高。同时，一套定位模具，可以精定位多组顶盖板及极柱，并且可以兼容多个型号的顶盖板。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子动力电池制造领域，特别涉及一种锂离子动力电池顶盖板正负极的定位装置。
背景技术
锂离子动力电池是20世纪开发成功的新型高能电池，70年代进入实用化，因这种电池具有能量高、电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点，已在移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等设备内部分代替了传统电池。另外，大容量的锂离子动力电池，已经在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用，并且开始在电动汽车中试用，成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一。
锂离子动力电池的顶盖板，主要由正极柱、负极柱、防爆阀、基板、正极下塑件、负极下塑件等组成，顶盖板在注塑成为成品前，必须要给正、负极柱精确定位，才能准确安装在顶盖板基板下，再进行注塑工序。现有技术中顶盖板正、负极柱的定位工序还没有一套在效率和定位精度方面成熟的解决方案，完成这道工序一部分采用人工的方式，难以满足大规模生产效率和精度的要求，另一部分采用一些简单的定位装置，体积较大，且不能同时定位多个不同规格顶盖板的正、负极柱，同样难以满足大规模生产需求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的锂离子动力电池顶盖板定位装置，体积较大，不能同时定位多个型号的顶盖板，定位精度和效率不高的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种锂离子动力电池顶盖板正负极的定位装置，包括：
模具支撑结构，包括一设置在顶部的安装板，所述安装板上设置有多个定位工件；
定位夹具结构，所述定位夹具结构设置有多个，均设置在所述安装板上，用于对所述定位工件进行夹紧定位和松开复位；
升降气缸结构，设置在所述安装板的底部，用于控制各个所述定位夹具结构的夹紧及松开。
其中，所述模具支撑结构还包括一设置在底部的固定板，所述固定板上设置有多个导柱孔，所述升降气缸结构插设在所述导柱孔内，所述固定板的左右两侧分别竖向设置有一立板；所述安装板的两端分别与两个所述立板的顶端固定连接，所述安装板的上表面的中部设置有一定位模具，所述定位模具上设置有多个凹槽，每个所述凹槽内均设置有其中一个所述定位工件，所述安装板的上表面还设置有多个安装槽，所述安装槽环绕并紧贴设置于所述安装板的边界外侧，每个所述安装槽内均设置有一所述定位夹具结构。
其中，每个所述凹槽内均设置有多个台阶结构，且每个所述台阶结构的内侧壁分别形成所述凹槽内设置的不同规格的定位工件的基准面。
其中，所述定位夹具结构包括导轨弹簧结构，定位夹紧结构和滚轮结构，所述导轨弹簧结构包括：
导轨安装板，所述导轨安装板设置有两个，分别对称设置在所述定位夹具结构的左、右两侧，两个所述导轨安装板的下表面均与所述安装槽的底面固定连接，上表面分别设置有一导轨，两个所述导轨安装板靠近所述凹槽的第一侧分别凸出设置有一限位凸台；
弹簧固定板，所述弹簧固定板跨设在两个所述导轨安装板上，所述弹簧固定板的两端分别通过设置在其底部的滑块与所述导轨安装板滑动连接，所述弹簧固定板内开设有一安装孔，所述安装孔贯穿所述弹簧固定板的第一侧面和第二侧面，所述安装孔内设置有一挡圈；
限位块，所述限位块设置在所述导轨安装板的第二侧，所述限位块的底部与所述导轨安装板的上表面固定连接；
弹簧，所述弹簧设置有多根，第一端均设置在所述弹簧固定板第二侧面开设的凹孔内，第二端均设置在所述限位块侧面上开设的凹孔内。
所述定位夹紧结构包括一定位板和一定位柱，所述定位板固定设置在所述弹簧固定板的上表面，所述定位柱插设在所述弹簧固定板的安装孔内且插入所述安装孔的一端还套设有一直线轴承，所述弹簧固定板的第一侧面上紧贴设置有一轴承挡板，所述轴承挡板套设在所述定位柱上并设置于所述直线轴承的外端。
所述滚轮结构设置在所述弹簧固定板的第一侧，包括一滚轮、一芯轴和一滚轮固定块，所述滚轮固定块的顶端与所述弹簧固定板的下表面固定连接，所述滚轮通过所述芯轴设置在所述滚轮固定块上。
其中，所述升降气缸结构包括：
楔块安装板，所述楔块安装板上设置有多个楔块，所述楔块与所述滚轮一一对应；
气缸，所述气缸的底部固定设置在所述固定板的上表面，所述气缸的活塞杆与设置在所述楔块安装板中间位置处的浮动接头连接；
导柱，所述导柱设置有多根，均插设在所述固定板的导柱孔内，每根所述导柱的顶端均套设有一导柱轴承，所述导柱轴承的顶端均与所述楔块安装板的下表面固定连接，每根所述导柱上均设置有一限位盘，所述限位盘的高度低于所述导柱轴承的底端。
其中，所述滚轮与对应的所述楔块的其中一个斜面滚动连接。
本发明的上述方案有如下的有益效果：通过设置在安装板上的定位夹具结构，采用靠边的方式对凹槽内的定位工件进行精定位，其中定位夹具结构通过弹簧的预紧完成对定位工件的夹紧定位，而弹簧的预紧是通过升降气缸结构的楔块与定位夹具结构的滚轮之间的配合来施力的，并且升降气缸结构采用自动化控制。整套装置结构精巧，操作方便，定位精度高，同时一套定位模具可以精定位多组顶盖板及极柱，且能兼容多个型号的顶盖板。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的模具支撑结构的示意图；
图3为本发明的定位夹具结构的爆炸图；
图4为本发明的升降气缸结构的示意图。
【附图标记说明】
1-模具支撑结构；101-安装板；102-定位工件；103-固定板；104-导柱孔；105-立板；106-定位模具；107-凹槽；108-安装槽；109-台阶结构；2-定位夹具结构；201-导轨安装板；202-导轨；203-限位凸台；204-弹簧固定板；205-滑块；206-限位块；207-弹簧；208-定位板；209-定位柱；210-直线轴承；211-轴承挡板；212-滚轮；213-芯轴；214-滚轮固定块；215-挡圈；3-升降气缸结构；301-楔块安装板；302-楔块；303-气缸；304-浮动接头；305-导柱；306-导柱轴承；307-限位盘。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的锂离子动力电池顶盖板的定位装置，体积较大，不能同时定位多个型号的顶盖板，定位精度和效率不高的问题，提供了一种锂离子动力电池顶盖板正负极的定位装置。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种锂离子动力电池顶盖板正负极的定位装置，包括：
模具支撑结构1，包括一设置在顶部的安装板101，所述安装板101上设置有多个定位工件102；定位夹具结构2，所述定位夹具结构2设置有多个，均设置在所述安装板101上，用于对所述定位工件102进行夹紧定位和松开复位；升降气缸结构3，设置在所述安装板101的底部，用于控制各个所述定位夹具结构2的夹紧及松开。
本发明所述的锂离子动力电池顶盖板正负极的定位装置，模具支撑结构1的主要部件为设置在顶部的安装板101，各个定位夹具结构2均设置在安装板101上，能对安装板101上的定位工件102完成夹紧定位和松开复位的操作，并通过升降气缸结构3控制，其中升降气缸结构3与一控制系统电连接，因此能通过控制系统控制整个定位操作流程。
如图2所示，所述模具支撑结构还包括一设置在底部的固定板103，所述固定板103上设置有多个导柱孔104，所述升降气缸结构3插设在所述导柱孔104内，所述固定板103的左右两侧分别竖向设置有一立板105；所述安装板101的两端分别与两个所述立板105的顶端固定连接，所述安装板101上表面的中部设置有一定位模具106，所述定位模具106上设置有多个凹槽107，每个所述凹槽107内均设置有其中一个所述定位工件102，所述安装板101的上表面还设置有多个安装槽108，所述安装槽108环绕并紧贴设置于所述安装板101的边界外侧，每个所述安装槽108内均设置有一所述定位夹具结构2。
本发明所述的锂离子动力电池顶盖板正负极的定位装置，模具支撑结构1由顶部的安装板101，左右两侧的立板105以及底部的固定板103围成一个盒型的空腔，升降气缸结构3设置在空腔内并通过固定板103上的导柱孔104固定。固定设置在安装板101上的定位模具106，通过设置在其上表面的凹槽107将定位工件102放置在内，并且凹槽107的内侧壁作为定位的基准面。安装板101上表面设置的安装槽108内开设有贯穿凹槽107底面和安装板101下表面的通孔，定位夹具结构2设置在安装槽108内，与设置在安装板101下方的升降气缸结构3通过通孔连接。各个安装槽108环绕分布在安装板101的边界外侧，每个凹槽107内的定位工件102均可被两个方向的定位夹具结构2夹紧定位。
其中，每个所述凹槽107内均设置有多个台阶结构109，且每个所述台阶结构109的内侧壁分别形成所述凹槽107内设置的不同规格的定位工件102的基准面。
对于不同规格的锂离子动力电池，其顶盖板的尺寸也不同，因此本发明所述的锂离子动力电池顶盖板正负极的定位装置，在凹槽107内设置有多个台阶结构109，每个台阶结构109的内侧面，均可作为对应规格的定位工件102的夹紧定位的基准面，使得此套定位装置可以兼容多个型号的顶盖板，换型方便。
如图3所示，所述定位夹具结构2包括导轨弹簧结构，定位夹紧结构和滚轮结构，所述导轨弹簧结构包括：导轨安装板201，所述导轨安装板201设置有两个，分别对称设置在所述定位夹具结构2的左、右两侧，两个所述导轨安装板201的下表面均与所述安装槽108的底面固定连接，上表面分别设置有一导轨202，两个所述导轨安装板201靠近所述凹槽107的第一侧分别凸出设置有一限位凸台203；弹簧固定板204，所述弹簧固定板204跨设在两个所述导轨安装板201上，所述弹簧固定板204的两端分别通过设置在其底部的滑块205与所述导轨安装板201滑动连接，所述弹簧固定板204内开设有一安装孔，所述安装孔贯穿所述弹簧固定板204的第一侧面和第二侧面，所述安装孔内设置有一挡圈215；限位块206，所述限位块206设置在所述导轨安装板201的第二侧，所述限位块206的底部与所述导轨安装板201的上表面固定连接；弹簧207，所述弹簧207设置有多根，第一端均设置在所述弹簧固定板204第二侧面开设的凹孔内，第二端均设置在所述限位块206侧面上开设的凹孔内。所述定位夹紧结构包括一定位板208和一定位柱209，所述定位板208固定设置在所述弹簧固定板204的上表面，所述定位柱209插设在所述弹簧固定板204的安装孔内且插入所述安装孔的一端还套设有一直线轴承210，所述弹簧固定板204的第一侧面上紧贴设置有一轴承挡板211，所述轴承挡板211套设在所述定位柱209上并设置于所述直线轴承210的外端。所述滚轮结构设置在所述弹簧固定板204的第一侧，包括一滚轮212、一芯轴213和一滚轮固定块214，所述滚轮固定块214的顶端与所述弹簧固定板204的下表面固定连接，所述滚轮212通过所述芯轴213设置在所述滚轮固定块214上。
本发明所述的锂离子动力电池顶盖板正负极的定位装置，定位夹具结构2通过导轨弹簧结构、定位夹紧结构和滚轮结构三部分的共同配合完成对定位工件的夹紧定位和松开复位。其中导轨弹簧结构包括设置在安装槽108内的两个导轨安装板201，导轨安装板201第一侧设置的限位凸台203使得导轨安装板201呈倒置的L型，导轨安装板201上表面设置的弹簧固定板204，可且仅可通过弹簧固定板204底部的滑块205沿着导轨安装板201上表面的导轨202滑动，且向导轨安装板201第一侧滑动的最大距离被限位凸台203所限定。导轨安装板201第二侧设置的限位凸台203，通过紧固螺钉固定在两个导轨安装板201上。同时，在弹簧固定板204与限位凸台203之间设置有弹簧207，其第一端和第二端分别设置在弹簧固定板204和限位块206的凹孔内，其中弹簧固定板204的其中一个凹孔为安装孔被挡圈215分隔且靠近弹簧固定板204第二侧面的一段。弹簧固定板204向导轨安装板201第二侧滑动的最大距离，被压缩后的弹簧207限定。当弹簧207回复到正常状态时，弹簧固定板204位于导轨安装板201的第一侧，此时定位夹具结构2对定位工件102夹紧定位，而当弹簧207被压缩时，弹簧固定板204位于导轨安装板201的第二侧，此时装置对定位工件102松开复位。定位夹紧结构包括一定位板208和一定位柱209，其中定位板208通过紧固螺钉固定在弹簧固定板204的上表面，定位柱209与直线轴承210过盈配合，直线轴承210的两端分别被轴承挡板211和挡圈215限制在安装孔内，使得定位柱209被限制于弹簧固定板204的第一侧面上，当弹簧固定板204移动至导轨安装板201第一侧时，定位板208和定位柱209均移动至凹槽107内的位置并与定位工件102的侧壁接触，对定位工件102在沿弹簧固定板204滑动的方向进行定位。设置在导轨安装板201第一侧底部的滚轮结构，包括一滚轮212、一芯轴213和一滚轮固定块214，均设置于安装槽108的通孔内，并且滚轮212通过芯轴213设置在滚轮固定块214上，使得滚轮212可在芯轴213上转动。
如图4所示，所述升降气缸结构3包括：楔块安装板301，所述楔块安装板301上设置有多个楔块302，所述楔块302与所述滚轮212一一对应；气缸303，所述气缸303的底部固定设置在所述固定板103的上表面，所述气缸303的活塞杆与设置在所述楔块安装板301中间位置处的浮动接头304连接；导柱305，所述导柱305设置有多根，均插设在所述固定板103的导柱孔104内，每根所述导柱305的顶端均套设有一导柱轴承306，所述导柱轴承306的顶端均与所述楔块安装板301的下表面固定连接，每根所述导柱305上均设置有一限位盘307，所述限位盘307的高度低于所述导柱轴承306的底端。
本发明所述的锂离子动力电池顶盖板正负极的定位装置，楔块安装板301上设置的多个楔块302，数量和位置与滚轮212一一对应，当升降气缸结构3安装好后，各个楔块302将会延伸至安装槽108的通孔内，并与对应的滚轮212接触。气缸303固定设置在固定板103上，其活塞杆的顶端位于浮动接头304上，与楔块安装板301连接，通过活塞杆的伸缩带动楔块安装板301的上下移动。同时，气缸303与一控制系统电连接，使得楔块安装板301的上下移动可以自动化控制。楔块安装板301通过底部设置的多个导柱305支撑，其中各个导柱305均插设在导柱孔104内，而每根导柱305的顶端均套设有一导柱轴承306，且导柱轴承306与楔块安装板301的下表面固定连接，当活塞杆伸长并推动楔块安装板301向上移动时，导柱轴承306随着楔块安装板301沿导柱305向上滑动，保证了楔块安装板301竖直向上移动的方向。设置在导柱305上的限位盘307，用于限定导柱轴承306向下的最大位移，当活塞杆收缩使得楔块安装板301向下移动时，导柱轴承306沿导柱305向下滑动至限位盘307的位置并被限位盘307支撑，此时楔块安装板301到达最低点并停止继续向下移动。
其中，所述滚轮212与对应的所述楔块302的其中一个斜面滚动连接。
本发明所述的锂离子动力电池顶盖板正负极的定位装置，楔块安装板301上的各个楔块302均设置有一与水平面呈一定角度（≠90°）的斜面，与设置在弹簧固定板204底部的滚轮212滚动连接，当楔块安装板301在活塞杆的推动下竖直向上移动时，楔块302的斜面随着楔块安装板301竖直向上移动，使得滚轮212沿斜面向下滑动，由于滚轮212所在的弹簧固定板204仅能沿导轨安装板201上的导轨202方向滑动，因此楔块302竖直向上运动将推动弹簧207固定板204沿导轨202向导轨安装板201的第二侧滑动，并将弹簧207压缩，此时定位夹具结构2对定位工件102松开复位；而当气缸303的活塞杆收缩时，楔块安装板301在重力的作用下沿导柱305竖直向下滑动，此时压缩的弹簧207推动楔块安装板301向导轨安装板201的第一侧滑动，定位夹具结构2对定位工件102夹紧定位。
优选地，凹槽107设置有4个，其内部分别设置有4个定位工件102，其中的两个定位工件102均包括一正级柱和一正级下塑件，另外两个定位工件102均包括一负极柱和一负极下塑件。其中，两个正级下塑件分别套设在两个正级柱上，两个负极下塑件分别套设在两个负极柱上。定位夹具结构2一共设置8个，每两个定位夹具结构2设置在靠近其中一个凹槽107的两自由边的外侧位置处。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种锂离子动力电池顶盖板正负极的定位装置，其特征在于，包括：
模具支撑结构，包括一设置在顶部的安装板，所述安装板上设置有多个定位工件；
定位夹具结构，所述定位夹具结构设置有多个，均设置在所述安装板上，用于对所述定位工件进行夹紧定位和松开复位；
升降气缸结构，设置在所述安装板的底部，用于控制各个所述定位夹具结构的夹紧及松开；
所述安装板上表面的中部设置有一定位模具，所述定位模具上设置有多个凹槽，每个所述凹槽内均设置有其中一个所述定位工件，所述安装板的上表面还设置有多个安装槽，所述安装槽环绕并紧贴设置于所述安装板的边界外侧，每个所述安装槽内均设置有一所述定位夹具结构；
所述定位夹具结构包括导轨弹簧结构，定位夹紧结构和滚轮结构，所述导轨弹簧结构包括：
导轨安装板，所述导轨安装板设置有两个，分别对称设置在所述定位夹具结构的左、右两侧，两个所述导轨安装板的下表面均与所述安装槽的底面固定连接，上表面分别设置有一导轨，两个所述导轨安装板靠近所述凹槽的第一侧分别凸出设置有一限位凸台；
弹簧固定板，所述弹簧固定板跨设在两个所述导轨安装板上，所述弹簧固定板的两端分别通过设置在其底部的滑块与所述导轨安装板滑动连接，所述弹簧固定板内开设有一安装孔，所述安装孔贯穿所述弹簧固定板的第一侧面和第二侧面，所述安装孔内设置有一挡圈；
限位块，所述限位块设置在所述导轨安装板的第二侧，所述限位块的底部与所述导轨安装板的上表面固定连接；
弹簧，所述弹簧设置有多根，第一端均设置在所述弹簧固定板第二侧面开设的凹孔内，第二端均设置在所述限位块侧面上开设的凹孔内；
所述滚轮结构设置在所述弹簧固定板的第一侧。
2.根据权利要求1所述的锂离子动力电池顶盖板正负极的定位装置，其特征在于，所述模具支撑结构还包括一设置在底部的固定板，所述固定板上设置有多个导柱孔，所述升降气缸结构插设在所述导柱孔内，所述固定板的左右两侧分别竖向设置有一立板，所述安装板的两端分别与两个所述立板的顶端固定连接。
3.根据权利要求2所述的锂离子动力电池顶盖板正负极的定位装置，其特征在于，每个所述凹槽内均设置有多个台阶结构，且每个所述台阶结构的内侧壁分别形成所述凹槽内设置的不同规格的定位工件的基准面。
4.根据权利要求1所述的锂离子动力电池顶盖板正负极的定位装置，其特征在于，所述定位夹紧结构包括一定位板和一定位柱，所述定位板固定设置在所述弹簧固定板的上表面，所述定位柱插设在所述弹簧固定板的安装孔内且插入所述安装孔的一端还套设有一直线轴承，所述弹簧固定板的第一侧面上紧贴设置有一轴承挡板，所述轴承挡板套设在所述定位柱上并设置于所述直线轴承的外端。
5.根据权利要求1所述的锂离子动力电池顶盖板正负极的定位装置，其特征在于，所述滚轮结构包括一滚轮、一芯轴和一滚轮固定块，所述滚轮固定块的顶端与所述弹簧固定板的下表面固定连接，所述滚轮通过所述芯轴设置在所述滚轮固定块上。
6.根据权利要求5所述的锂离子动力电池顶盖板正负极的定位装置，其特征在于，所述升降气缸结构包括：
楔块安装板，所述楔块安装板上设置有多个楔块，所述楔块与所述滚轮一一对应；
气缸，所述气缸的底部固定设置在所述固定板的上表面，所述气缸的活塞杆与设置在所述楔块安装板中间位置处的浮动接头连接；
导柱，所述导柱设置有多根，均插设在所述固定板的导柱孔内，每根所述导柱的顶端均套设有一导柱轴承，所述导柱轴承的顶端均与所述楔块安装板的下表面固定连接，每根所述导柱上均设置有一限位盘，所述限位盘的高度低于所述导柱轴承的底端。
7.根据权利要求6所述的锂离子动力电池顶盖板正负极的定位装置，其特征在于，所述滚轮与对应的所述楔块的其中一个斜面滚动连接。
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