CN110429292B - 电芯打码系统及电芯生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池电芯生产制造技术领域，提供了一种电芯打码系统及电芯生产线，该电芯打码系统，包括：电芯输送线、沿电芯输送线的长度方向依次布置的电芯校准机构和电芯打码机构；电芯校准机构包括用于改变电芯高度的升降组件和用于驱动电芯沿周向旋转的旋转组件，升降组件的布置方向与电芯输送线的长度方向垂直，旋转组件安装于升降组件的上方；电芯打码机构包括用于限制电芯轴向运动的固定组件以及用于在电芯端面打码的打码组件，固定组件的布置方向与电芯输送线的长度方向垂直，打码组件的打标机朝向固定组件的电芯固定位。该电芯打码系统实现了电芯打码的全自动化，不仅提高了打码的质量，也节约了电池电芯的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及电池电芯生产制造技术领域，特别涉及一种电芯打码系统及电芯生产线。
背景技术
电池电芯在生产装配后需要将各种生产信息通过打码，标记在电池电芯上规定的位置，现有打码定位是打码工通过人工的方式进行打码，人工打码方式容易导致打码位置偏移或模糊，影响电池电芯生产信息的读取和产品品质。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于上述技术缺陷和应用需求，本申请提出一种电芯打码系统及电芯生产线，以解决现有的电芯打码方式容易导致电池电芯生产信息的读取不便和产品品质过低的问题。
(二)技术方案
为解决上述问题，第一方面，本发明提供一种电芯打码系统，包括：电芯输送线，所述电芯打码系统还包括沿所述电芯输送线的长度方向依次布置的电芯校准机构和电芯打码机构；
所述电芯校准机构包括用于改变电芯高度的升降组件和用于驱动电芯沿周向旋转的旋转组件，所述升降组件的布置方向与所述电芯输送线的长度方向垂直，所述旋转组件安装于所述升降组件的上方；
所述电芯打码机构包括用于限制电芯轴向运动的固定组件以及用于在电芯端面打码的打码组件，所述固定组件的布置方向与所述电芯输送线的长度方向垂直，所述打码组件的打标机朝向所述固定组件的电芯固定位。
其中，所述升降组件包括正对布置的第一顶升气缸和第二顶升气缸，且所述第一顶升气缸和所述第二顶升气缸布置在所述电芯输送线的两侧，所述第一顶升气缸的固定端和所述第二顶升气缸的固定端均位于所述电芯输送线的下方；
所述第一顶升气缸的活动端安装有第一顶升托轮组件，所述第二顶升气缸的活动端安装有第二顶升托轮组件，且所述第一顶升托轮组件和所述第二顶升托轮组件之间的距离小于电芯的长度且大于所述电芯输送线的宽度。
其中，所述旋转组件包括伺服电机、旋转轴以及滚轮；
所述旋转轴的轴向与电芯的轴向平行设置，所述旋转轴的一端与所述伺服电机的动力输出轴联接、另一端同轴安装有所述滚轮，且所述滚轮位于所述第一顶升托轮组件和所述第二顶升托轮组件之间的区域上方。
其中，所述电芯校准机构还包括：位于所述电芯输送线和所述旋转组件之间的轴向定位组件，所述轴向定位组件包括正对布置的第一定位气缸和第二定位气缸，且所述第一定位气缸和所述第二定位气缸分别布置在所述电芯输送线的两侧；
所述第一定位气缸的活动端的运动路径与所述第一顶升托轮组件的运动路径垂直相交；所述第二定位气缸的活动端的运动路径与所述第二顶升托轮组件的运动路径垂直相交。
其中，所述电芯校准机构还包括：用于获取电芯注液孔端面图像信息的视觉检测组件，所述视觉检测组件包括图像获取模块以及与所述图像获取模块相适配的光源，所述图像获取模块的信号输出端与所述伺服电机的信号输入端相连。
其中，所述固定组件包括第一顶紧气缸、第二顶紧气缸、设置有第一圆孔的第一压板以及设置有第二圆孔的第二压板；
所述第一顶紧气缸和所述第二顶紧气缸正对布置，且所述第一顶紧气缸和所述第二顶紧气缸分别布置在所述电芯输送线的两侧；
所述第一顶紧气缸的活动端与所述第一压板连接；所述第二顶紧气缸的活动端与所述第二压板连接；
所述第一压板和所述第二压板竖直布置，且所述第一圆孔的中心线、所述第二圆孔的中心线与电芯的中心轴线位于同一高度，所述第二圆孔的面积小于电芯的端面面积且大于电芯端面需要打码区域的面积。
其中，所述固定组件还包括弹性件，所述弹性件的一端与所述第一顶紧气缸的活动端相连，另一端与所述第一压板连接。
其中，所述打码组件还包括平移台以及安装于所述第二压板的抽尘头；
所述打标机安装于所述平移台，且所述打标机朝向所述第二圆孔；所述抽尘头与所述第二圆孔同轴布置，且所述抽尘头朝向所述打标机布置。
其中，所述电芯打码系统还包括沿所述电芯输送线的长度方向布置的至少一个电芯扫码机构。
第二方面，本发明提供一种电芯生产线，包括上述技术方案提供的电芯打码系统。
(三)有益效果
本发明提供的电芯打码系统，电芯放置在电芯输送线上，通过电芯输送线将电芯输送至电芯校准机构处，此时，升降组件将位于电芯输送线上的电芯提升一段高度至旋转组件处，通过旋转组件驱动位于升降组件上的电芯进行旋转一定的角度，以使电芯符合电芯打码机构的工作要求，即注液孔处于电芯的下方，再通过升降组件下降一段高度将电芯放置在电芯输送线上；电芯输送线将电芯输送至电芯打码机构处，此时，固定组件对位于电芯输送线上的电芯的两端进行固定，以防止电芯进行轴向移动，电芯固定之后，打码组件的打标机通过固定组件的电芯固定位，对电芯的端部进行打码操作，即打标机在设置有注液孔的端面的上半部分的空白区域打码。该电芯打码系统实现了电芯打码的全自动化，不仅提高了打码的质量，也节约了电池电芯的生产成本。
本发明提供的电芯生产线，通过电芯打码系统实现了电芯打码的全自动化，不仅提高了打码的质量，也节约了电池电芯的生产成本。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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他的附图。
图1是本发明实施例提供的电芯打码系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的电芯打码系统中电芯校准机构的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的电芯打码系统中电芯打码机构的结构示意图；
其中，1、电芯校准机构；2、电芯打码机构；3、电芯扫码机构；4、伺服电机；5、轴承；6、旋转轴；7、滚轮；8、橡胶圈；9、顶升托轮；10、第一定位气缸；11、第二定位气缸；12、推块；13、第二顶升气缸；14、光源；15、相机；16、第一顶紧气缸；17、线性滑轨；18、弹簧；19、第一压板；20、电芯；21、平移台；22、抽尘头；23、打标机；24、第二顶紧气缸。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例提供的电芯打码系统的结构示意图，如图1所示，本发明实施提供的电芯打码系统，包括：电芯输送线、沿电芯输送线的长度方向依次布置的电芯校准机构1和电芯打码机构2；电芯校准机构1和电芯打码机构2靠近电芯输送线布置，电芯校准机构1和电芯打码机构2之间间隔一定的距离，电芯输送线可以为步进式的电芯输送线；
电芯校准机构1包括用于改变电芯20的高度的升降组件和用于驱动电芯20沿周向旋转的旋转组件，升降组件的布置方向与电芯输送线的长度方向垂直，旋转组件安装于升降组件的正上方；
电芯打码机构2包括用于限制电芯20轴向运动的固定组件以及用于在电芯20端面打码的打码组件，固定组件的布置方向与电芯输送线的长度方向垂直，打码组件的打标机23朝向固定组件的电芯固定位。
在本发明实施例中，电芯放置在电芯输送线上，通过电芯输送线将电芯输送至电芯校准机构1处，此时，升降组件将位于电芯输送线上的电芯提升一段高度至旋转组件处，通过旋转组件驱动位于升降组件上的电芯进行旋转一定的角度，以使电芯符合电芯打码机构2的工作要求，即注液孔处于电芯的下方，再通过升降组件下降一段高度将电芯放置在电芯输送线上；电芯输送线将电芯输送至电芯打码机构2处，此时，固定组件对位于电芯输送线上的电芯的两端进行固定，以防止电芯进行轴向移动，电芯固定之后，打码组件的打标机23通过固定组件的电芯固定位，对电芯的端部进行打码操作，即打标机23在设置有注液孔的端面的上半部分的空白区域打码。该电芯打码系统实现了电芯打码的全自动化，不仅提高了打码的质量，也节约了电池电芯的生产成本。
在上述实施例的基础上，如图2所示，升降组件包括正对布置的第一顶升气缸(图中未示出)和第二顶升气缸13，且第一顶升气缸和第二顶升气缸布置在电芯输送线的两侧，第一顶升气缸的固定端和第二顶升气缸的固定端均位于电芯输送线的下方；
第一顶升气缸的活动端安装有第一顶升托轮组件，第二顶升气缸的活动端安装有第二顶升托轮组件，且第一顶升托轮组件和第二顶升托轮组件之间的距离小于电芯的长度且大于电芯输送线的宽度。电芯横置在电芯输送线上，即电芯的轴向与电芯输送线的长度方向垂直放置；且电芯的长度可大于电芯输送线的宽度，使得电芯的两端伸出电芯输送线，便于第一顶升气缸和第二顶升气缸分别与电芯的两端接触，支撑电芯进行升降。
在本发明实施例中，第一顶升托轮组件和第二顶升托轮组件均包括两个顶升托轮9，两个顶升托轮9之间的距离大小须保证电芯放置于两个顶升托轮9上时不会掉落，并且两个顶升托轮9位于同一高度。两个顶升托轮9转动安装于托轮安装座上，第一顶升气缸的活动端安装有托轮安装座，第二顶升气缸的活动端安装有托轮安装座。第一顶升托轮组件的顶升托轮9与第二顶升托轮组件的顶升托轮9之间的距离小于电芯的长度且大于电芯输送线的宽度。
在上述实施例的基础上，位于电芯输送线上方的旋转组件包括伺服电机4、旋转轴6以及滚轮7；旋转轴的轴向与电芯的轴向平行设置；
旋转轴6的一端与伺服电机的动力输出轴联接，另一端同轴安装有滚轮7，且滚轮7位于第一顶升托轮组件和第二顶升托轮组件之间的区域上方。
在本发明实施例中，旋转轴6的一端通过联轴器与伺服电机的动力输出轴联接，旋转轴6上套设有轴承5，轴承5通过轴承安装座进行固定。为了防止滚轮转动的时候破坏电芯的结构，滚轮的表面上套设有橡胶圈8。滚轮7设置于第一顶升托轮组件的顶升托轮9与第二顶升托轮组件的顶升托轮9之间的区域的上方。
在上述实施例的基础上，电芯校准机构还包括：位于电芯输送线和旋转组件之间的轴向定位组件，轴向定位组件包括正对布置的第一定位气缸10和第二定位气缸11，且第一定位气缸10和第二定位气缸11分别布置在电芯输送线的两侧；
第一定位气缸的活动端的运动路径与第一顶升托轮组件的运动路径垂直相交；第二定位气缸的活动端的运动路径与第二顶升托轮组件的运动路径垂直相交。第一定位气缸10的固定端和第二定位气缸11的固定端之间的距离大于电芯的长度。其中，第一定位气缸10的固定端和第二定位气缸11的固定端位于同一高度。电芯的长度大于电芯输送线的宽度，电芯横置在电芯输送线上。
在本发明实施例中，第一定位气缸10的活动端和第二定位气缸11的活动端均安装有推块12。第一定位气缸10的活动端和第二定位气缸11的活动端的高度设置须保证第一定位气缸10的活动端和第二定位气缸11的活动端在同向运动时能够将位于电芯输送线上的电芯的两个端面分别夹紧。
在上述实施例的基础上，电芯校准机构还包括：用于获取电芯注液孔端面图像信息的视觉检测组件，视觉检测组件包括图像获取模块以及与图像获取模块相适配的光源14，图像获取模块的信号输出端与伺服电机4的信号输入端相连。
在本发明实施例中，图像获取模块包括相机15，相机15设置在第一定位气缸10的一侧，相机15朝向电芯上设置有注液孔的端面布置，相机15把获取的图像发送至图像处理单元，图像处理单元将处理后获取的图像信息发送至比较模块，比较模块基于获取的图像信息和预设的图像信息发送指令至伺服电机控制器，伺服电机控制器控制伺服电机4的动作，以使注液孔处于电芯的下方。
在上述实施例的基础上，如图3所示，固定组件包括第一顶紧气缸16、第二顶紧气缸24、设置有第一圆孔的第一压板19以及设置有第二圆孔的第二压板(图中未示出)；
第一顶紧气缸16和第二顶紧气缸24正对布置，且第一顶紧气缸16和第二顶紧气缸24分别布置在电芯输送线的两侧；
第一顶紧气缸的活动端与第一压板19连接；第二顶紧气缸的活动端与第二压板连接；
第一压板和第二压板竖直布置，且第一圆孔的中心线、第二圆孔的中心线与电芯的中心轴线位于同一高度，第二圆孔的面积小于电芯的端面面积且大于电芯端面需要打码区域的面积。
在本发明实施例中，第一顶紧气缸的活动端与第一压板安装座连接，第一压板19安装于第一压板安装座，第一压板安装座的底部安装有线性滑轨17；第二顶紧气缸的活动端与第二压板安装座连接，第二压板安装于第二压板安装座，第二压板安装座的底部安装有线性滑轨17。第一压板和第二压板正对布置，第一压板位于电芯输送线的一侧，第二压板位于电芯输送线的另一侧。第一顶紧气缸的固定端和第二顶紧气缸的固定端之间的距离大于电芯输送线的宽度。第一圆孔和第二圆孔的大小一致。第一圆孔和第二圆孔的设置位置须保证，第一压板和第二压板在同向运动时，第一圆孔和电芯的一侧端面位置重合，第二圆孔和电芯的另一侧端面位置重合。
在上述实施例的基础上，固定组件还包括弹性件，弹性件的一端与第一顶紧气缸的活动端相连，另一端与第一压板19连接。
在本发明实施例中，弹性件可以为弹簧18。通过设置弹性件可以保证第一压板19和第二压板之间的距离可调，进而适应不同长度的电芯，同时使两个压板与电芯柔性接触，以避免硬接触造成电芯损伤。
在上述实施例的基础上，打码组件还包括平移台21以及安装于第二压板的抽尘头22；
打标机23安装于平移台21，且打标机朝向第二圆孔；抽尘头22与第二圆孔同轴布置，且抽尘头22朝向打标机23布置。
在本发明实施例中，打标机23滑动安装于平移台21，以调整打标机23与地面之间的高度。抽尘头22安装在第二压板的表面，与第二圆孔同轴布置，且抽尘头22朝向打标机23布置。
在上述实施例的基础上，电芯打码系统还包括沿电芯输送线的长度方向布置的至少一个电芯扫码机构3。
在本发明实施例中，沿电芯输送线的长度方向依次布置的电芯校准机构1、电芯打码机构2以及电芯扫码机构3。电芯扫码机构3对电池端面二维码进行读取，以确定二维码是否可以读出，确定二维码信息是否正确。
电芯放置在电芯输送线上，通过电芯输送线将电芯输送至电芯校准机构1处，此时，第一定位气缸10的活动端和第二定位气缸11的活动端同向运动以分别夹紧位于电芯输送线上的电芯的两端，以完成电芯的轴向定位；第一顶升气缸的活动端和第二顶升气缸的活动端向上运动，通过四个顶升托轮将位于电芯输送线上的电芯提升一段高度至旋转组件处，通过滚轮驱动位于四个顶升托轮上的电芯进行旋转一定的角度，以使电芯符合电芯打码机构2的工作要求，即注液孔处于电芯的下方，再通过第一顶升气缸的活动端和第二顶升气缸的活动端向下运动将电芯放置在电芯输送线上；电芯输送线将电芯输送至电芯打码机构2处，此时，第一压板和第二压板对位于电芯输送线上的电芯的两端进行固定，以防止电芯进行轴向移动，电芯固定之后，打标机23通过第二压板上的第二圆孔对电芯的端部进行打码操作，即打标机23在设置有注液孔的端面的上半部分的空白区域打码。打码完成后，电芯输送线将电芯输送至电芯扫码机构3处，通过电芯扫码机构3对电池端面二维码进行读取，以确定二维码的质量。该电芯打码系统实现了电芯打码的全自动化，不仅提高了打码的质量，也节约了电池电芯的生产成本。
在上述实施例的基础上，本发明实施提供一种电芯生产线，包括上述各实施例提供的电芯打码系统。
该电芯生产线通过电芯打码系统实现了电芯打码的全自动化，不仅提高了打码的质量，也节约了电池电芯的生产成本。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种电芯打码系统，包括：电芯输送线，其特征在于，所述电芯打码系统还包括沿所述电芯输送线的长度方向依次布置的电芯校准机构和电芯打码机构；
所述电芯校准机构包括用于改变电芯高度的升降组件和用于驱动电芯沿周向旋转的旋转组件，所述升降组件的布置方向与所述电芯输送线的长度方向垂直，所述旋转组件安装于所述升降组件的上方；
所述电芯打码机构包括用于限制电芯轴向运动的固定组件以及用于在电芯端面打码的打码组件，所述固定组件的布置方向与所述电芯输送线的长度方向垂直，所述打码组件的打标机朝向所述固定组件的电芯固定位；
所述升降组件包括正对布置的第一顶升气缸和第二顶升气缸，且所述第一顶升气缸和所述第二顶升气缸布置在所述电芯输送线的两侧，所述第一顶升气缸的固定端和所述第二顶升气缸的固定端均位于所述电芯输送线的下方；所述第一顶升气缸的活动端安装有第一顶升托轮组件，所述第二顶升气缸的活动端安装有第二顶升托轮组件，且所述第一顶升托轮组件和所述第二顶升托轮组件之间的距离小于电芯的长度且大于所述电芯输送线的宽度；
所述旋转组件包括伺服电机、旋转轴以及滚轮；所述旋转轴的轴向与电芯的轴向平行设置，所述旋转轴的一端与所述伺服电机的动力输出轴联接、另一端同轴安装有所述滚轮，且所述滚轮位于所述第一顶升托轮组件和所述第二顶升托轮组件之间的区域上方；所述电芯校准机构还包括：位于所述电芯输送线和所述旋转组件之间的轴向定位组件，所述轴向定位组件包括正对布置的第一定位气缸和第二定位气缸，且所述第一定位气缸和所述第二定位气缸分别布置在所述电芯输送线的两侧；所述第一定位气缸的活动端的运动路径与所述第一顶升托轮组件的运动路径垂直相交；所述第二定位气缸的活动端的运动路径与所述第二顶升托轮组件的运动路径垂直相交；
所述固定组件包括第一顶紧气缸、第二顶紧气缸、设置有第一圆孔的第一压板以及设置有第二圆孔的第二压板；所述第一顶紧气缸和所述第二顶紧气缸正对布置，且所述第一顶紧气缸和所述第二顶紧气缸分别布置在所述电芯输送线的两侧；所述第一顶紧气缸的活动端与所述第一压板连接；所述第二顶紧气缸的活动端与所述第二压板连接；所述第一压板和所述第二压板竖直布置，且所述第一圆孔的中心线、所述第二圆孔的中心线与电芯的中心轴线位于同一高度，所述第二圆孔的面积小于电芯的端面面积且大于电芯端面需要打码区域的面积。
2.根据权利要求1所述的电芯打码系统，其特征在于，所述电芯校准机构还包括：用于获取电芯注液孔端面图像信息的视觉检测组件，所述视觉检测组件包括图像获取模块以及与所述图像获取模块相适配的光源，所述图像获取模块的信号输出端与所述伺服电机的信号输入端相连。
3.根据权利要求1所述的电芯打码系统，其特征在于，所述固定组件还包括弹性件，所述弹性件的一端与所述第一顶紧气缸的活动端相连，另一端与所述第一压板连接。
4.根据权利要求1所述的电芯打码系统，其特征在于，所述打码组件还包括平移台以及安装于所述第二压板的抽尘头；
所述打标机安装于所述平移台，且所述打标机朝向所述第二圆孔；所述抽尘头与所述第二圆孔同轴布置，且所述抽尘头朝向所述打标机布置。
5.根据权利要求1所述的电芯打码系统，其特征在于，所述电芯打码系统还包括沿所述电芯输送线的长度方向布置的至少一个电芯扫码机构。
6.一种电芯生产线，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的电芯打码系统。
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