CN110015556A - 联动式电池定位夹持机构及其锂电池制作设备 - Google Patents

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Abstract

一种联动式电池定位夹持机构及其锂电池制作设备,联动式电池定位夹持机构,包括:支撑台、旋转主轴、转动摆板、电池夹持爪及联动装置,旋转主轴转动设置于支撑台上,转动摆板与旋转主轴连接,电池夹持爪设置于转动摆板上,联动装置与旋转主轴连接,联动装置用于带动旋转主轴相对支撑台进行转动。本发明的联动式电池定位夹持机构通过设置支撑台、旋转主轴、转动摆板、电池夹持爪及联动装置,从而能够完成电池壳体的搬运转移操作,同时具有较好的联动性以及整体结构较为紧凑,能够实现在锂电池生产流水线上将不良品电池进行转移的操作,由此提高锂电池机械自动化生产水平。

Description

联动式电池定位夹持机构及其锂电池制作设备
技术领域
本发明涉及电池自动化生产技术领域,特别是涉及一种联动式电池定位夹持机构及其锂电池制作设备。
背景技术
随着社会不断发展和科技不断进步,机械自动化生产已经成为发展趋势,并逐渐代替传统的手工劳动,为企业可持续发展注入新的动力源。因此,电池生产制作企业也需要与时俱进,通过转型升级,积极推进技术改造,大力发展机械自动化生产,从而提高企业的“智造”水平,实现企业的可持续发展。
在锂电池的生产制作工艺中,需要对锂电池进行负极装壳、隔膜安装、正极填充、电池盖安装及电池盖焊接等加工操作,从而制作成锂电池。而在锂电池的制造过程中,难免会出现不良品锂电池。现有的锂电池生产一般是将锂电池制作完成后进行统一收集,然后再对收集后的锂电池进行逐个检测,从而将不良品电池挑选出来。显然,现有的锂电池生产制作的自动化水平并不高,因此,如何设计一种能够将在锂电池生产流水线上将不良品电池进行转移的电池转移机构及锂电池生产设备是本领域研发人员需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处,提供一种具有较好联动性、且整体结构较为紧凑,同时能够在锂电池生产流水线上将不良品电池进行转移的联动式电池定位夹持机构及其锂电池制作设备。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种联动式电池定位夹持机构,包括:支撑台、旋转主轴、转动摆板、电池夹持爪及联动装置,所述旋转主轴转动设置于所述支撑台上,所述转动摆板与所述旋转主轴连接,所述电池夹持爪设置于所述转动摆板上,所述联动装置与所述旋转主轴连接,所述联动装置用于带动所述旋转主轴相对所述支撑台进行转动;
所述联动装置包括输出组件、联动转轴及从动轮,所述输出组件与所述联动转轴连接,所述输出组件用于带动所述联动转轴进行转动,所述从动轮套置于所述联动转轴外,所述从动轮与所述联动转轴的转速相同,所述旋转主轴上设置有传动齿轮,所述传动齿轮与所述从动轮啮合。
在其中一个实施方式中,所述输出组件包括输出电机、减速机及同步带,所述输出电机通过所述同步带与所述减速机连接,所述减速机与所述联动转轴连接。
在其中一个实施方式中,所述支撑台上设置有待料区及落料区,所述待料区与所述落料区间隔设置于所述支撑台上。
在其中一个实施方式中,所述待料区上设置待料治具,所述待料治具上开设有待料限位凹槽。
在其中一个实施方式中,所述落料区上设置有落料滑道。
在其中一个实施方式中,所述转动摆板为“L”字型结构。
在其中一个实施方式中,所述电池夹持爪包括电池夹爪及升降驱动件,所述电池夹爪与所述升降驱动件连接,所述升降驱动件用于带动所述电池夹爪向所述支撑台的方向进行升降运动。
在其中一个实施方式中,所述电池夹持爪设置有两个。
在其中一个实施方式中,所述升降驱动件为升降气缸。
一种锂电池制作设备,包括上述联动式电池定位夹持机构,还包括:锂电池负极装壳机构、壳体搬运机构、壳体运输流水线、边底膜装壳机构、正极装壳机构、电池盖装壳机构及电池盖焊接机构,所述壳体搬运机构设置于所述锂电池负极装壳机构与所述壳体运输流水线之间,所述边底膜装壳机构、所述正极装壳机构、所述电池盖装壳机构、所述电池盖焊接机构及所述联动式电池定位夹持机构沿所述壳体运输流水线的传送方向顺序设置。
与现有技术相比,本发明至少具有以下优点:
本发明的联动式电池定位夹持机构通过设置支撑台、旋转主轴、转动摆板、电池夹持爪及联动装置,从而能够完成电池壳体的搬运转移操作,同时具有较好的联动性以及整体结构较为紧凑,能够实现在锂电池生产流水线上将不良品电池进行转移的操作,由此提高锂电池机械自动化生产水平。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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他相关的附图。
图1为本发明一实施方式的锂电池制作设备的结构示意图;
图2为图1中的锂电池制作设备的联动式电池定位夹持机构的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
需要说明的是,本文所使用关于元件与另一个元件“连接”的相关表述,也表示元件与另一个元件“连通”,流体可以在两者之间进行交换连通。
一实施方式中,一种联动式电池定位夹持机构,包括:支撑台、旋转主轴、转动摆板、电池夹持爪及联动装置,所述旋转主轴转动设置于所述支撑台上,所述转动摆板与所述旋转主轴连接,所述电池夹持爪设置于所述转动摆板上,所述联动装置与所述旋转主轴连接,所述联动装置用于带动所述旋转主轴相对所述支撑台进行转动;所述联动装置包括输出组件、联动转轴及从动轮,所述输出组件与所述联动转轴连接,所述输出组件用于带动所述联动转轴进行转动,所述从动轮套置于所述联动转轴外,所述从动轮与所述联动转轴的转速相同,所述旋转主轴上设置有传动齿轮,所述传动齿轮与所述从动轮啮合。本发明的联动式电池定位夹持机构通过设置支撑台、旋转主轴、转动摆板、电池夹持爪及联动装置,从而能够完成电池壳体的搬运转移操作,同时具有较好的联动性以及整体结构较为紧凑,能够实现在锂电池生产流水线上将不良品电池进行转移的操作,由此提高锂电池机械自动化生产水平。
为了更好地对上述联动式电池定位夹持机构进行说明,将上述联动式电池定位夹持机构应用在锂电池制作设备中进行说明,以更好地理解上述联动式电池定位夹持机构的构思。请参阅图1,一种锂电池制作设备10,包括:锂电池负极装壳机构100、壳体搬运机构200、壳体运输流水线300、边底膜装壳机构400、正极装壳机构500、电池盖装壳机构600、电池盖焊接机构700及联动式电池定位夹持机构900,壳体搬运机构200设置于锂电池负极装壳机构100与壳体运输流水线300之间,边底膜装壳机构400、正极装壳机构500、电池盖装壳机构600、电池盖焊接机构700及联动式电池定位夹持机构900沿壳体运输流水线300的传送方向顺序设置;
锂电池负极装壳机构100用于将电池负极装入电池壳体内,壳体搬运机构200用于将锂电池负极装壳机构100上的电池壳体搬运放置在壳体运输流水线300上,壳体运输流水线300用于将电池壳体顺序传送至边底膜装壳机构400、正极装壳机构500、电池盖装壳机构600及电池盖焊接机构700上,边底膜装壳机构400用于将电池隔膜装入壳体运输流水线300上的电池壳体内,正极装壳机构500用于将电池正极装入壳体运输流水线300上的电池壳体内,电池盖装壳机构600用于将电池盖装入壳体运输流水线300上的电池壳体的开口端,电池盖焊接机构700用于将壳体运输流水线300上的电池壳体进行电池盖焊接操作,联动式电池定位夹持机构900用于将壳体运输流水线300上的不良品电池进行夹持转移。
请再次参阅图1,锂电池负极装壳机构100包括立式支撑板110、锂带放卷切割装置120、锂片搬运装置130、锂片筒成形装置140及壳体推料装置150,锂带放卷切割装置120、锂片搬运装置130、锂片筒成形装置140及壳体送料装置150分别设置于立式支撑板110上,锂带放卷切割装置120用于将锂带切割成锂片,锂片搬运装置130用于将锂带放卷切割装置120上的锂片搬运至锂片筒成形装置140上,锂片筒成形装置140用于将锂片压合成锂片筒,壳体推料装置150用于将电池壳体推向锂片筒成形装置140上的锂片筒,以使锂片筒插入电池壳体内。
一实施方式中,锂带放卷切割装置120包括锂带放卷轮、锂带传送滑块、锂带夹持板及锂带切割刀片,锂带放卷轮转动设置于立式支撑板上,锂带传送滑块滑动设置于立式支撑板上,锂带夹持板设置于锂带传送滑块上,锂带切割刀片设置于锂带放卷轮与锂带夹持板之间。
需要说明的是,锂带放置在锂带放卷轮上,通过锂带放卷轮的转动,从而将锂带上料至锂带夹持板上,通过锂带夹持板将锂带进行夹持固定,然后通过锂带传送滑块的滑动操作,从而将锂带夹持板上的锂带传送至锂片搬运装置130的操作工位处,此时,锂带切割刀片进行切割运动,从而将锂带夹持板上的锂带切割成锂片,使得锂带夹持板上得到切割好的锂片,然后再通过锂片搬运装置130将锂带夹持板上的锂片进行搬运转移至锂片筒成形装置140上。
一实施方式中,锂片搬运装置130包括锂片搬运转盘、锂片推料滑块及锂片吸附块,锂片搬运转盘转动设置于立式支撑板上,锂片推料滑块滑动设置于锂片搬运转盘上,锂片吸附块设置于锂片推料滑块上。在本实施例中,锂片吸附块上开设有整形槽,整形槽为半圆槽。
需要说明的是,当锂带放卷切割装置120将锂带切割成锂片并传送至锂片搬运装置130处时,锂片推料滑块向锂带夹持板的方向进行位移运动,从而使锂片吸附块与锂带夹持板上的锂片贴合,锂片吸附块上开设有多个真空吸附孔,通过负压吸附的方式将锂带夹持板上的锂片进行吸附固定,锂片吸附块完成吸附固定后,通过锂片搬运转盘的转动操作,从而将锂片吸附块上的锂片转移到锂片筒成形装置140处,然后再通过锂片推料滑块的滑动操作将锂片吸附块上的锂片传送压合至锂片筒成形装置140上。
一实施方式中,锂片筒成形装置140包括锂片筒移送转盘、锂片筒定形柱、第一定形夹块及第二定形夹块,锂片筒移送转盘转动设置于立式支撑板上,锂片筒定形柱设置于锂片筒移送转盘上,第一定形夹块与第二定形夹块分别滑动设置于锂片筒定形柱的两侧。在本实施例中,第一定形夹块与第二定形夹块上均开设有定形槽,且第一定形夹块与第二定形夹块相对称设置。
需要说明的是,锂片筒定形柱通过锂片筒移送转盘的转动,从而移动到与锂片吸附块相对应的位置处,此时,锂片筒定形柱与锂片吸附块的整形槽相对齐,同时,锂片推料滑块带动锂片吸附块向锂片筒定形柱的方向进行运动,从而使锂片吸附块上的锂片与锂片筒定形柱贴合,当锂片筒定形柱位于锂片吸附块的整形槽处时,锂片在推力的作用下包裹在锂片筒定形柱上,且锂片的两边分别翘起,翘起的两边通过第一定形夹块及第二定形夹块压持在锂片筒定形柱上,从而在锂片筒定形柱上形成锂片筒。
进一步地,锂片筒成形装置140还包括多个锂片筒整形组件,所述锂片筒整形组件沿所述锂片筒移送转盘的中心位置处环绕设置在立式支撑板上,所述锂片筒整形组件包括第一锂片筒整形夹块及第二锂片筒整形夹块,所述第一锂片筒整形夹块及第二锂片筒整形夹块上分别开设有锂片筒整形半槽,所述第一锂片筒整形夹块及第二锂片筒整形夹块分别相对滑动设置于所述立式支撑板上,所述第一锂片筒整形夹块及第二锂片筒整形夹块相互抵接时,用于使两个所述锂片筒整形半槽形成圆槽结构。
需要说明的是,锂片筒定形柱上得到锂片筒后,通过锂片筒移送转盘的转动顺序移动到各锂片筒整形组件处,锂片筒整形组件通过第一锂片筒整形夹块及第二锂片筒整形夹块的相对运动对锂片筒定形柱上的锂片筒进行夹持整形操作,从而通过两个所述锂片筒整形半槽相互配合形成的圆槽结构对锂片筒定形柱上的锂片筒进行整形操作,使得锂片筒定形柱的锂片筒能够更好地成形呈筒状。在本实施例中,锂片筒整形组件设置有三个,通过对锂片筒定形柱上的锂片筒进行三次整形操作,从而能够将锂片筒整形成较为规则的圆筒状,如此,能够有利于锂片筒装入电池壳体的操作。
一实施方式中,壳体推料装置150包括壳体送料轨道、壳体接料座及壳体推料杆,壳体送料轨道倾斜设置于立式支撑板上,壳体接料座与壳体送料轨道的出料端连接,壳体接料座上开设有壳体接料槽,壳体推料杆滑动设于壳体接料槽内。
需要说明的是,电池壳体通过壳体送料轨道进行送料传送操作,从而在重力的作用下送料至壳体接料座上,通过壳体接料座上的壳体接料槽对电池壳体的位置进行限定,此时,锂片筒移送转盘将完成整形操作后的锂片筒转移到壳体推料装置150位置处,且锂片筒定形柱与壳体接料槽相对齐,亦即,电池壳体的开口部分与锂片筒相对齐,通过壳体推料杆在壳体接料槽内进行滑动操作,从而将壳体接料槽内的电池壳体推送至锂片筒定形柱上,使得锂片筒定形柱上的锂片筒位于电池壳体内,由此完成锂片筒的装壳操作,此时,电池壳体套置在锂片筒定形柱上,通过锂片筒移送转盘的转动将完成套置后的电池壳体进行转移。
进一步地,壳体推料装置150还包括多个壳体滚压整形组件,各所述壳体滚压整形组件围绕所述锂片筒移送转盘中心位置环绕设置在立式支撑板上,所述壳体滚压整形组件包括壳体滚压整形滑板及壳体滚压轮,所述壳体滚压整形滑板滑动设置于所述立式支撑板上,所述壳体滚压轮转动设置于所述壳体滚压整形滑板上。
需要说明的是,电池壳体套置在锂片筒定形柱上后,通过锂片筒移送转盘的转动将电池壳体顺序移动到壳体滚压整形组件处进行滚压操作,使得电池壳体内的锂片筒能够紧密贴合至电池壳体的内壁上,并使得锂片筒与锂片筒定形柱分离。具体的,锂片筒移送转盘将电池壳体移动到壳体滚压整形组件处,通过壳体滚压整形滑板的滑动操作,使得壳体滚压轮与锂片筒移送转盘上的电池壳体抵接,并且在壳体滚压轮的压力作用下,使得电池壳体与锂片筒定形柱对锂片筒进行压持,由此将锂片筒紧密贴合至电池壳体的内壁上。完成壳体滚压轮与电池壳体的抵接操作后,通过控制壳体滚压轮的转动或者控制锂片筒定形柱进行转动,从而带动电池壳体进行自转,由此将锂片筒压贴在电池壳体内壁上。在本实施例中,壳体滚压整形组件设置有三个,通过对电池壳体进行三次滚压操作,能够使锂片筒紧密贴合在电池壳体的内壁上,且在最后一次滚压操作时,通过控制壳体滚压轮的转动或者控制锂片筒定形柱进行反转操作,从而能够在反向力的作用下使得锂片筒定形柱与锂片筒脱离,由此便于电池壳体与锂片筒定形柱的分离操作。
一实施方式中,锂电池负极装壳机构100还包括壳体装壳下料装置,所述壳体装壳下料装置包括壳体下料机械手、壳体下料转动载盘及壳体下料滑轨,所述壳体下料机械手、所述壳体下料转动载盘及所述壳体下料滑轨顺序设置于所述立式支撑板110上,所述壳体下料滑轨倾斜设置于所述壳体下料转动载盘与所述壳体搬运机构200之间。
进一步地,所述壳体下料机械手上设置有壳体下料夹块,所述壳体下料机械手用于带动所述壳体下料夹块在所述壳体下料转动载盘与所述锂片筒移送转盘之间进行往复式位移,所述壳体下料转动载盘上开设有多个电池壳体载料槽,各所述电池壳体载料槽呈环形阵列分布于所述壳体下料转动载盘的周缘位置处。
需要说明的是,电池壳体完成滚压操作后,通过锂片筒移送转盘的转动传送至壳体装壳下料装置处,然后通过壳体下料机械手上的壳体下料夹块将电池壳体进行夹持,并且在壳体下料机械手的带动下转移到壳体下料转动载盘处,通过壳体下料转动载盘上的电池壳体载料槽对电池壳体进行承载,从而实现电池壳体的下料转移操作。当电池壳体放置在壳体下料转动载盘上后,壳体下料转动载盘进行转动操作,从而将电池壳体转移到壳体下料滑轨处,壳体下料滑轨与壳体下料转动载盘的电池壳体载料槽连通,从而在重力的作用下使得电池壳体从壳体下料滑轨滑落至壳体搬运机构200。
一实施方式中,壳体搬运机构200包括壳体搬运储料装置210、壳体搬运待料台220及壳体搬运机械手230,所述壳体搬运待料台220设置于所述壳体搬运储料装置210与所述壳体搬运机械手230之间,所述壳体搬运机械手230设置于所述壳体搬运储料装置210与所述壳体运输流水线300之间。
进一步地,壳体搬运储料装置210包括壳体搬运储料台、壳体搬运转块及壳体搬运旋转电机,所述壳体搬运转块转动安装在所述壳体搬运储料台上,所述壳体搬运转块上开设有壳体搬运限位槽,所述壳体搬运限位槽与所述壳体下料滑轨连通,所述壳体搬运旋转电机与所述壳体搬运转块连接,所述壳体搬运旋转电机用于带动所述壳体搬运转块相对所述壳体搬运储料台进行转动,以使所述壳体搬运限位槽内的电池壳体开口朝上。
需要说明的是,电池壳体从壳体下料滑轨下料传送至壳体搬运储料台处的壳体搬运转块上,通过壳体搬运转块的壳体搬运限位槽对电池壳体进行限位固定,然后在壳体搬运旋转电机的带动下,使得壳体搬运转块进行转动,由此将壳体搬运限位槽内的电池壳体转动至开口朝上的方向,从而便于后续的加工操作。
一实施方式中,壳体搬运机械手230包括壳体搬运旋转台、壳体搬运转板及壳体搬运夹爪,所述壳体搬运转板与所述壳体搬运旋转台连接,所述壳体搬运夹爪设置有两个,且两个所述壳体搬运夹爪间隔设置于所述壳体搬运转板上。
需要说明的是,壳体搬运待料台220上开设有壳体搬运待料槽,所述壳体搬运待料槽用于放置电池壳体,当壳体搬运转块进行转动且将壳体搬运限位槽内的电池壳体转动至开口朝上的方向时,壳体搬运旋转台带动壳体搬运转板进行转动,从而使其中一个壳体搬运夹爪位于壳体搬运限位槽的上方,另一个壳体搬运夹爪位于壳体搬运待料槽的上方,然后通过位于壳体搬运限位槽上方的壳体搬运夹爪将壳体搬运限位槽内的电池壳体进行夹持,从而使电池壳体与壳体搬运转块分离,完成电池壳体的夹持分离操作后,通过壳体搬运旋转台的转动,使得电池壳体转移到壳体搬运待料台220上,并将电池壳体放入壳体搬运待料槽内,此时,另一个壳体搬运夹爪位于壳体运输流水线300上,通过两个壳体搬运夹爪的往复式位移,从而能够将电池壳体顺序放置在壳体搬运待料台220与壳体运输流水线300上,由此,不但能够提高生产加工的效率,而且能够使整体结构更加紧凑。
一实施方式中,壳体运输流水线300包括壳体运输主动轮、壳体运输从动轮及壳体运输链条,所述壳体运输主动轮及所述壳体运输从动轮分别与所述壳体运输链条啮合,所述壳体运输主动轮通过所述壳体运输链条与所述壳体运输从动轮传动连接,所述壳体运输主动轮转动时,用于带动所述壳体运输从动轮及壳体运输链条进行转动。
进一步地,所述壳体运输链条上设置有多个壳体运输定位块,各所述壳体运输定位块上均开设有电池壳体放置槽。
需要说明的是,壳体搬运机构200将电池壳体呈开口朝上的状态放置在电池壳体放置槽内,通过壳体运输主动轮的转动,从而带动壳体运输链条进行运输操作,从而将电池壳体顺序传送至边底膜装壳机构400、正极装壳机构500、电池盖装壳机构600及电池盖焊接机构700处。
一实施方式中,边底膜装壳机构400包括底膜上料装置410、边膜卷绕装置420及边膜压入装置430,底膜上料装置用于将底膜片上料至电池壳体内,边膜卷绕装置用于将边摸卷绕成圆筒状,边膜压入装置用于将边膜卷绕上的边摸插入至电池壳体内。
进一步地,底膜上料装置包括底膜带放卷轮、底膜带切割刀片及底膜片转动盘,所述底膜片转动盘上开设有底膜片放置孔,所述底膜带放卷轮用于放置底膜带,所述底膜带放卷轮转动时,用于将底膜带上料至底膜片放置孔内,所述底膜带切割刀片转动设置于所述底膜带放卷轮与所述底膜片转动盘之间,所述底膜带切割刀片转动时,用于将底膜带放卷轮与底膜片转动盘之间的底膜带切断,以使所述底膜片放置孔内得到底膜片。
需要说明的是,所述底膜片放置孔与所述电池壳体放置槽相对齐,当底膜带放卷轮将底膜带上料至底膜片转动盘上的底膜片放置孔内后,通过底膜带切割刀片对底膜带进行切割操作,从而使底膜片放置孔内得到底膜片。
进一步地,边膜卷绕装置包括边摸卷绕杆,边摸卷绕杆上开设有多个吸附孔。边底膜安装机构还包括边膜上料装置,边膜上料装置用于将边膜上料至边摸卷绕杆上。边膜上料装置包括边膜上料卷轮及边膜切割刀片,边膜切割刀片设置于边膜上料卷轮与边摸卷绕杆之间,边膜上料卷轮转动时,用于将边膜带上料至边摸卷绕杆上,边膜切割刀片用于将边摸卷绕杆上的边膜带切割成边膜片。
需要说明的是,边膜带通过边膜上料卷轮上料贴附在边摸卷绕杆上,通过边摸卷绕杆上的吸附孔对边膜带进行吸附固定,完成吸附固定后,边摸卷绕杆进行转动操作,从而将边膜带卷绕在边摸卷绕杆上,然后在通过边膜切割刀片进行切割操作,从而使边摸卷绕杆上的边膜带与边膜上料卷轮上的边膜带分离,从而使边摸卷绕杆上得到呈圆筒状的边摸片。
一实施方式中,边膜压入装置包括多轴的边底膜安装机械手,所述边摸卷绕杆设置于所述边底膜安装机械手上,如此,通过边底膜安装机械手的位移运动,从而将边摸卷绕杆移动到底膜片放置孔的上方,然后再通过边底膜安装机械手的运动使得边摸卷绕杆穿设底膜片放置孔并插入电池壳体放置槽内的电池壳体的内部,从而使底膜片与边膜片安装至电池壳体内。
进一步地,边底膜装壳机构400还包括四氟底膜片安装装置440,所述四氟膜安装装置用于将四氟膜安装在电池壳体内,以使四氟膜片与电池壳体内的底膜贴合。
需要说明的是,由于底膜片与边膜安装后,电池壳体内的底部顺序叠放有锂负极片与底膜片,为了提高电池整体的结构强度,通过在底膜片上放入四氟膜片,从而能够有效提高电池壳体内的底部的结构强度,从而提高电池的安全性能。四氟底膜片安装装置包括四氟膜片吸附气嘴及四氟膜片搬运机械手,所述吸附气嘴设置于所述四氟膜片搬运机械手上,所述四氟膜片搬运机械手用于带动所述四氟膜片吸附气嘴移动到电池壳体内,从而通过四氟膜片吸附气嘴将吸附固定后的四氟膜片放置在电池壳体内,以使四氟膜片与电池壳体内的底膜贴合。
一实施方式中,正极装壳机构500包括正极颗粒储料罐510、正极颗粒灌入通道520及正极颗粒灌入挡块530,所述正极颗粒储料罐510用于储存正极颗粒,所述正极颗粒灌入通道520的进料端与所述正极颗粒储料罐510连通,所述正极颗粒灌入通道520的出料端与所述正极颗粒灌入挡块530连接,所述正极颗粒灌入挡块530滑动设置于所述正极颗粒灌入通道520的出料端上。
需要说明的是,正极颗粒通过正极颗粒储料罐510进行存放,当壳体运输流水线300将完成边底膜安装的电池壳体传送至正极装壳机构500位置处时,正极颗粒灌入通道520的出料端与电池壳体开口端相对齐,此时,正极颗粒灌入挡块530进行滑动操作,从而使正极颗粒灌入通道520的出料端打开,使得正极颗粒储料罐510内的正极颗粒通过正极颗粒灌入通道520灌入至电池壳体内,从而完成正极装壳操作。
一实施方式中,为了提高电池的安全性能,防止电池内部出现短路现象,完成正极颗粒灌入后,需要在电池壳体的开口端处放置电池隔膜片,从而防止电池壳体内部的正极颗粒移动到负极片上,为了实现电池隔膜片的安装操作,所述正极装壳机构500还包括电池隔膜放置装置540,所述电池隔膜放置装置540包括电池隔膜带放卷轮、电池隔膜切割刀片及电池隔膜安装机械手,所述电池隔膜带放卷轮用于将电池隔膜带进行送料传输至所述电池隔膜安装机械手上,所述电池隔膜切割刀片设置于所述电池隔膜带放卷轮与所述电池隔膜安装机械手之间,所述电池隔膜安装机械手为多轴机械手,且所述电池隔膜安装机械手上设置有电池隔膜片吸附气嘴,如此,通过电池隔膜带放卷轮的转动将电池隔膜带上料至电池隔膜安装机械手上,并通过电池隔膜片吸附气嘴将电池隔膜带进行吸附固定,然后通过电池隔膜切割刀片将电池隔膜带切断,从而使电池隔膜片吸附气嘴上得到电池隔膜片,然后再通过电池隔膜安装机械手将电池隔膜片放置在电池壳体开口端处,并使电池隔膜片与锂片筒端部贴合,从而完成电池隔膜片安装操作。
一实施方式中,电池盖装壳机构600包括电池盖送料振动盘及电池盖上料机械手,所述电池盖送料振动盘用于将电池盖上料至所述电池盖上料机械手上,所述电池盖上料机械手为多轴机械手,且所述电池盖上料机械手上设置有电池盖夹爪,所述电池盖上料机械手用于对电池盖送料振动盘上的电池盖进行夹持,还用于将电池盖移动压合至壳体运输流水线300上的电池壳体开口端处。
需要说明的是,电池壳体在正极装壳机构500处完成正极装壳操作后,通过壳体运输流水线300传送至电池盖装壳机构600上,此时,电池盖通过电池盖送料振动盘进行上料操作,电池盖上料机械手通过电池盖夹爪将电池盖送料振动盘上的电池盖夹持,并将电池盖夹爪上的电池盖移动至壳体运输流水线300的电池外壳开口端上,使得电池盖上的导电柱与电池壳体开口端相对齐,然后再通过电池盖上料机械手将电池盖放置在电池壳体的开口端处,从而完成电池盖装壳操作。
一实施方式中,电池盖焊接机构700包括电池盖压合升降组件、电池盖压合块及电池盖压合焊接器,所述电池盖压合升降组件与所述电池盖压合块连接,所述电池盖压合升降组件用于带动所述电池盖压合块向电池壳体开口端的方向进行运动,以使电池盖压合至电池壳体内,所述电池盖压合焊接器用于将电池盖焊接在电池壳体的开口端处。
需要说明的是,电池壳体完成电池盖装壳操作后,通过壳体运输流水线300传送至电池盖焊接机构700上,使得电池壳体上的电池盖位于电池盖压合块的下方,此时,通过电池盖压合升降组件带动电池盖压合块进行下压操作,从而通过电池盖压合块将电池盖压入至电池壳体的开口端内,完成电池盖压合操作后,通过电池盖压合焊接器对电池盖于电池壳体进行焊接操作,由此将电池盖焊接在电池壳体的开口端处。
请参阅图1,一种联动式电池定位夹持机构900,包括:支撑台910、旋转主轴920、转动摆板930、电池夹持爪940及联动装置950,旋转主轴920转动设置于支撑台910上,转动摆板930与旋转主轴920连接,电池夹持爪940设置于转动摆板930上,联动装置950与旋转主轴920连接,联动装置950用于带动旋转主轴920相对支撑台910进行转动。联动装置950包括输出组件951、联动转轴952及从动轮953,输出组件951与联动转轴952连接,输出组件951用于带动联动转轴952进行转动,从动轮953套置于联动转轴952外,从动轮953与联动转轴952的转速相同,旋转主轴920上设置有传动齿轮,传动齿轮与从动轮啮合。如此,通过输出组件951进行动力输出,并通过联动转轴952传动至从动轮上,从而能够使与从动轮啮合的传动齿轮进行转动,由此实现旋转主轴920的转动操作。
需要说明的是,壳体运输流水线300上设置有CCD检测装置,当电池壳体完成电池盖焊接操作后,通过CCD检测装置进行成像检测,从而检测焊接电池盖后的电池壳体是否符合生产要求,并将检测后的电池壳体传送至联动式电池定位夹持机构900处,当检测为不良品的电池壳体经过联动式电池定位夹持机构900时,旋转主轴920在联动装置950的带动下进行转动,从而将电池夹持爪940移动到壳体运输流水线300的上方,此时,不良品电池壳体与电池夹持爪940相对齐,然后通过电池夹持爪940对电池壳体进行夹持并带离壳体运输流水线300,完成不良品电池壳体夹持操作后,旋转主轴920在联动装置950的带动下进一步进行转动,从而将不良品电池壳体转移至对应的工位上。
一实施方式中,转动摆板为“L”字型结构,且电池夹持爪设置有两个,两个所述电池夹持爪分别设置在“L”形转动摆板的两端,如此,能够提高联动式电池定位夹持机构900对不良品电池壳体的移送效率,从而提高整体结构的紧凑性。
一实施方式中,支撑台910上设置有待料区911及落料区912,待料区911与落料区912间隔设置于支撑台910上,待料区911上设置待料治具911a,待料治具911a上开设有待料限位凹槽,落料区912上设置有落料滑道912a。
需要说明的是,当其中一个电池夹持爪940夹持电池壳体后,转动摆板930在旋转主轴920的带动下移动至待料区911处,并将不良品电池壳体放置在待料治具911a的待料限位凹槽处,此时,另一个电池夹持爪940位于落料区912,完成电池壳体待料放置后,转动摆板930在旋转主轴920的带动完成复位操作,此时两个电池夹持爪940夹分别位于待料区911及壳体运输流水线300上方,当转动摆板930再次进行摆动操作时,位于待料区911处电池夹持爪940会将待料限位凹槽上的电池壳体夹持并搬运放置在落料区912的落料滑道912a上,从而完成不良品电池壳体的落料操作,如此,能够提高联动式电池定位夹持机构900对不良品电池壳体的移送效率,从而提高整体结构的紧凑性。
一实施方式中,电池夹持爪940包括电池夹爪941及升降驱动件942,电池夹爪与升降驱动件连接,升降驱动件用于带动电池夹爪向支撑台的方向进行升降运动,在本实施例中,升降驱动件为升降气缸。如此,通过设置升降驱动件942带动电池夹爪941下降至电池壳体的夹持位置处,然后通过电池夹爪941进行夹持固定,从而能够实现电池夹持爪940对不良品电池壳体的夹持分离操作。
请再次参阅图1,输出组件951包括输出电机951a、减速机951b及同步带951c,输出电机通过同步带与减速机连接,减速机与联动转轴连接。如此,通过设置同步带951c分别与输出电机951a及减速机951b连接,从而能够通过减速机951b对输出电机951a的输出动力进行调节,由此能够对联动转轴的转动速率进行调节,使得旋转主轴920能够根据实际地加工情况进行转动操作。
与现有技术相比,本发明至少具有以下优点:
本发明的锂电池制作设备10通过设置锂电池负极装壳机构100、壳体搬运机构200、壳体运输流水线300、边底膜装壳机构400、正极装壳机构500、电池盖装壳机构600、电池盖焊接机构700及联动式电池定位夹持机构900,从而能够代替人工完成锂电池的负极片装壳、边底膜装壳、正极装壳、电池盖装壳、电池盖焊接及不良品送料等组装操作,可以有效提高了生产加工的效率以及加工精度。联动式电池定位夹持机构900通过设置支撑台910、旋转主轴920、转动摆板930、电池夹持爪940及联动装置950,从而能够完成电池壳体的搬运转移操作,同时具有较好的联动性以及整体结构较为紧凑,能够实现在锂电池生产流水线上将不良品电池进行转移的操作,由此提高锂电池机械自动化生产水平。
需要说明的是,锂电池制作设备10还包括用于锂电池制作设备的联动传动结构800,用于锂电池制作设备的联动传动结构800包括主动电机810、传动转轴820及刚性从动装置830,主动电机810与传动转轴820连接,主动电机810用于带动传动转轴820转动;刚性从动装置830包括同步轮组831、同步带组832及减速机组833,同步轮组包括若干同步轮,同步带组包括若干同步带,减速机组包括若干减速机,各同步轮间隔套置于传动转轴外,传动转轴与同步轮的转速相同,各同步带一一对应与各同步轮传动连接,且各同步带还一一对应与各减速机传动连接,减速机用于同步输出主动电机的传动力;锂电池负极装壳机构100对应与一减速机传动连接;所述壳体搬运机构200对应与一所述减速机传动连接;所述壳体运输流水线300对应与一所述减速机传动连接;所述边底膜装壳机构300对应与一所述减速机传动连接;所述正极装壳机构400对应与一所述减速机传动连接;所述电池盖装壳机构500对应与一所述减速机传动连接;所述电池盖焊接机构600对应与一所述减速机传动连接;在本实施例中,所述同步轮的周缘设置有凸条,所述凸条用于与所述同步带紧密接触。
需要说明的是,用于锂电池制作设备的联动传动结构800通过设置主动电机810、传动转轴820及刚性从动装置830,使得传动转轴820在主动电机810的带动下进行转动操作,如此,通过刚性从动装置830将主动电机810的输出动力分别传送至锂电池负极装壳机构100、壳体搬运机构200、壳体运输流水线300、边底膜装壳机构400、正极装壳机构500、电池盖装壳机构600及电池盖焊接机构700上,使得锂电池负极装壳机构100、壳体搬运机构200、壳体运输流水线300、边底膜装壳机构400、正极装壳机构500、电池盖装壳机构600及电池盖焊接机构700同步进行相应的加工操作,由此能够使各工位的加工操作相互之间具有联动性,且不用延时等待,使得生产加工效率更高,且编程调试更加简单。
具体的,主动电机810工作时,将动力传送至传动转轴820上,从而带动传动转轴820进行转动,传动转轴820上套置有多个同步轮,使得在传动转轴820转动的同时,传动转轴820上的同步轮同步进行转动,同时,通过同步带将同步轮上的动力传动至对应的减速机上,使得减速机同步输出主动电机810的传动力,如此,减速机能够根据锂电池负极装壳机构100、壳体搬运机构200、壳体运输流水线300、边底膜装壳机构400、正极装壳机构500、电池盖装壳机构600及电池盖焊接机构700上的实际加工情况对动力进行调节,由此实现各工位的联动加工操作,从而达到无延迟且相互联动加工的目的,能够有效提高生产加工的效率,且整体结构更加紧凑及稳定。
一实施方式中,锂电池负极装壳机构100包括锂片筒成形装置,锂片筒成形装置包括锂片筒移送转盘、锂片筒定形柱、第一定形夹块及第二定形夹块,锂片筒移送转盘对应与一减速机传动连接,锂片筒定形柱设置于锂片筒移送转盘上,第一定形夹块与第二定形夹块分别滑动设置于锂片筒定形柱的两侧。
需要说明的是,锂片筒移送转盘与对应的减速机传动连接,当主动电机810工作带动传动转轴820转动时,通过同步轮及同步带将动力传送至与锂片筒移送转盘连接的减速机上,由此通过减速机对接收到的动力进行调节,并传动至锂片筒移送转盘上,如此,能够使锂片筒移送转盘进行旋转操作,从而将锂片筒转动至对应的工位上。
一实施方式中,壳体搬运机构200包括壳体搬运机械手,壳体搬运机械手包括壳体搬运旋转台、壳体搬运转板及壳体搬运夹爪,壳体搬运旋转台对应与一减速机传动连接,壳体搬运转板与壳体搬运旋转台连接,壳体搬运夹爪设置有两个,且两个壳体搬运夹爪间隔设置于壳体搬运转板上。
需要说明的是,壳体搬运旋转台与对应的减速机传动连接,当主动电机810工作带动传动转轴820转动时,通过同步轮及同步带将动力传送至与壳体搬运旋转台连接的减速机上,由此通过减速机对接收到的动力进行调节,并传动至壳体搬运旋转台上,如此,能够使壳体搬运旋转台进行旋转操作,从而将壳体搬运转板上的壳体搬运夹爪转动至对应的工位上。
一实施方式中,壳体运输流水线300包括壳体运输主动轮、壳体运输同步轮及壳体运输链条,壳体运输主动轮与一减速机传动连接,壳体运输主动轮及壳体运输同步轮分别与壳体运输链条啮合,壳体运输主动轮通过壳体运输链条与壳体运输同步轮传动连接,壳体运输主动轮转动时,用于带动壳体运输同步轮及壳体运输链条进行转动。
需要说明的是,壳体运输主动轮与对应的减速机传动连接,当主动电机810工作带动传动转轴820转动时,通过同步轮及同步带将动力传送至与壳体运输主动轮连接的减速机上,由此通过减速机对接收到的动力进行调节,并传动至壳体运输主动轮上,如此,能够使壳体运输主动轮进行旋转操作,从而带动壳体运输同步轮及壳体运输链条进行转动操作。
一实施方式中,所述边底膜装壳机构包括底膜上料装置,所述底膜上料装置包括底膜带放卷轮、底膜带切割刀片及底膜片转动盘,所述底膜片转动盘对应与一所述减速机传动连接,所述底膜片转动盘上开设有底膜片放置孔,所述底膜带放卷轮用于放置底膜带,所述底膜带放卷轮转动时,用于将底膜带上料至底膜片放置孔内,所述底膜带切割刀片转动设置于所述底膜带放卷轮与所述底膜片转动盘之前,所述底膜带切割刀片转动时,用于将底膜带放卷轮与底膜片转动盘之间的底膜带切断,以使所述底膜片放置孔内得到底膜片。
需要说明的是,在边底膜装壳机构工位处,边底膜装壳机构通过底膜片转动盘对应与一所述减速机传动连接,当主动电机810工作带动传动转轴820转动时,通过同步轮及同步带将动力传送至与底膜片转动盘连接的减速机上,由此通过减速机对接收到的动力进行调节,并传动至底膜片转动盘上,如此,能够使底膜片转动盘进行转动运输操作,从而使底膜片转动盘上的底膜片移动对应的工位处。
一实施方式中,正极装壳机构正极颗粒灌入挡块及升降推挡组件,升降推挡组件包括隔推挡导向座、推挡旋转套、第一连接杆、第二连接杆、推挡滑导及推挡滑块,推挡旋转套转动设置于推挡导向座上,推挡旋转套与一减速机传动连接,推挡导向座上开设有导向圆弧槽,第一连接杆活动穿设推挡旋转套内,第一连接杆的端部转动设置有连接导向轮,连接导向轮滑动设置于导向圆弧槽内,第二连接杆的一端与连接导向轮铰接,第二连接杆的另一端与推挡滑块铰接,推挡滑块滑动设于推挡滑导内,正极颗粒灌入挡块设置于推挡滑块上。
需要说明的是,在正极装壳机构工位处,正极装壳机构通过推挡旋转套对应与一所述减速机传动连接,当主动电机810工作带动传动转轴820转动时,通过同步轮及同步带将动力传送至与推挡旋转套连接的减速机上,由此通过减速机对接收到的动力进行调节,并传动至推挡旋转套上,如此,能够使推挡旋转套进行旋转操作,由于第一连接杆活动穿设推挡旋转套内,且第一连接杆的端部转动设置有连接导向轮,连接导向轮滑动设置于导向圆弧槽内,因此,当推挡旋转套进行旋转时,第一连接杆上的连接导向轮沿着导向圆弧槽进行转动,由此带动与其铰接的第二连接杆进行连杆运动,使得推挡滑块在推挡滑导内进行往复式位移,如此,使得推挡滑块上的正极颗粒灌入挡块在正极颗粒灌入通道520的出料端处进行往复式滑动,由此使正极颗粒灌入通道520的出料端打开并将正极颗粒灌入电池壳体内。
一实施方式中,电池盖装壳机构包括电池盖上料机械手,电池盖上料机械手包括电池盖压合升降组件及电池盖夹爪,电池盖压合升降组件包括旋转凸轮、升降抵接块及升降导杆,旋转凸轮对应与一减速机传动连接,升降抵接块设置于升降导杆上,升降导杆与电池盖夹爪连接,升降抵接块与旋转凸轮抵接。
需要说明的是,在电池盖装壳机构工位处,电池盖装壳机构通过旋转凸轮对应与一所述减速机传动连接,当主动电机810工作带动传动转轴820转动时,通过同步轮及同步带将动力传送至与旋转凸轮连接的减速机上,由此通过减速机对接收到的动力进行调节,并传动至旋转凸轮上,如此,能够使旋转凸轮进行旋转操作,使得升降抵接块沿着旋转凸轮进行转动操作,由此带动升降导杆进行升降运动,使得升降导杆上的电池盖夹爪下降并将电池盖放置在电池壳体的开口端处。
一实施方式中,电池盖焊接机构包括电池盖压合升降组件及电池盖压合块,电池盖压合升降组件与电池盖压合块连接。电池盖压合升降组件包括压合升降凸轮、压合升降滚轮、压合升降柱及压合升降块,压合升降凸轮对应与一减速机传动连接,压合升降滚轮与压合升降凸轮抵接,压合升降柱的一端与压合升降滚轮连接,压合升降块安装在压合升降柱上,电池盖压合块设置于压合升降块上。
需要说明的是,在电池盖焊接机构工位处,电池盖焊接机构通过压合升降凸轮对应与一所述减速机传动连接,当主动电机810工作带动传动转轴820转动时,通过同步轮及同步带将动力传送至与压合升降凸轮连接的减速机上,由此通过减速机对接收到的动力进行调节,并传动至压合升降凸轮上,如此,压合升降凸轮进行转动操作,使得压合升降滚轮沿着压合升降凸轮的周缘进行转动操作,由此带动压合升降柱进行升降运动,使得与压合升降块连接的电池盖压合块进行同步升降运动,由此完成对电池盖的压合操作。
如此,用于锂电池制作设备的联动传动结构800通过设置主动电机810、传动转轴820及刚性从动装置830,从而能够通过主动电机810一个动力源对电池负极装壳机构100、壳体搬运机构200、壳体运输流水线300、边底膜装壳机构400、正极装壳机构500、电池盖装壳机构600及电池盖焊接机构700上的加工工位进行联动控制,使得锂片筒移送转盘进行锂片筒移送操作的同时,壳体搬运旋转台、壳体运输主动轮、底膜片转动盘、正极颗粒灌入挡块、电池盖夹爪及电池盖压合块进行相应的加工操作,从而实现各工位联动加工操作,使得生产加工的效率更高,加工操作时稳定更好,各刚性连接的工位能够做到无延迟加工操作,在对整体设备进行调试或者修改程序时,只需要对主动电机810的传动动力或者调节对应的减速机的转速即可,由此使整体设备调试工作更加简便。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种联动式电池定位夹持机构,其特征在于,包括:支撑台、旋转主轴、转动摆板、电池夹持爪及联动装置,所述旋转主轴转动设置于所述支撑台上,所述转动摆板与所述旋转主轴连接,所述电池夹持爪设置于所述转动摆板上,所述联动装置与所述旋转主轴连接,所述联动装置用于带动所述旋转主轴相对所述支撑台进行转动;
所述联动装置包括输出组件、联动转轴及从动轮,所述输出组件与所述联动转轴连接,所述输出组件用于带动所述联动转轴进行转动,所述从动轮套置于所述联动转轴外,所述从动轮与所述联动转轴的转速相同,所述旋转主轴上设置有传动齿轮,所述传动齿轮与所述从动轮啮合。
2.根据权利要求1所述的联动式电池定位夹持机构,其特征在于,所述输出组件包括输出电机、减速机及同步带,所述输出电机通过所述同步带与所述减速机连接,所述减速机与所述联动转轴连接。
3.根据权利要求1所述的联动式电池定位夹持机构,其特征在于,所述支撑台上设置有待料区及落料区,所述待料区与所述落料区间隔设置于所述支撑台上。
4.根据权利要求3所述的联动式电池定位夹持机构,其特征在于,所述待料区上设置待料治具,所述待料治具上开设有待料限位凹槽。
5.根据权利要求3所述的联动式电池定位夹持机构,其特征在于,所述落料区上设置有落料滑道。
6.根据权利要求1所述的联动式电池定位夹持机构,其特征在于,所述转动摆板为“L”字型结构。
7.根据权利要求1所述的联动式电池定位夹持机构,其特征在于,所述电池夹持爪包括电池夹爪及升降驱动件,所述电池夹爪与所述升降驱动件连接,所述升降驱动件用于带动所述电池夹爪向所述支撑台的方向进行升降运动。
8.根据权利要求7所述的联动式电池定位夹持机构,其特征在于,所述电池夹持爪设置有两个。
9.根据权利要求7所述的联动式电池定位夹持机构,其特征在于,所述升降驱动件为升降气缸。
10.一种锂电池制作设备,其特征在于,包括权利要求1至9中的任一项所述的联动式电池定位夹持机构,还包括:锂电池负极装壳机构、壳体搬运机构、壳体运输流水线、边底膜装壳机构、正极装壳机构、电池盖装壳机构及电池盖焊接机构,所述壳体搬运机构设置于所述锂电池负极装壳机构与所述壳体运输流水线之间,所述边底膜装壳机构、所述正极装壳机构、所述电池盖装壳机构、所述电池盖焊接机构及所述联动式电池定位夹持机构沿所述壳体运输流水线的传送方向顺序设置。
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