CN110877820A - 一种加压接触式电芯预热炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种加压接触式电芯预热炉，包括主安装机架、安装在主安装机架内的预热装置、设置在主安装机架前侧的上料机器人、设置在主安装机架后侧的下料机器人以及电控箱，预热装置包括机架组件和多个预热烤箱组件，两个侧支撑板外侧分别设置有烤箱平移模组，烤箱平移模组带动每一预热烤箱组件在侧支撑板内侧沿着水平方向移动，两个侧支撑板中部内侧之间设置有多数个堆叠安装的加压板，每一加压板分别设置在对应的预热烤箱组件的上方，预热烤箱组件包括型材箱体以及设置在型材箱体内的加热板。本发明整体结构简单，维护方便，易于实现自动化工作，生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池生产加工设备技术领域，具体的说，是涉及一种加压接触式电芯预热炉。
背景技术
目前，国内外锂电行业具有良好的发展前景，锂离子电池以其特有的性能优势已在便携式电器如手提电脑、摄像机、移动通讯中得到普遍应用。目前开发的大容量锂离子电池已在电动汽车中开始试用，预计将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一，并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。随着能源的紧缺和世界的环保方面的压力，锂电池在被广泛应用于电动车行业，特别是磷酸铁锂材料电池的出现，更推动了锂电池产业的发展和应用。为了保证锂电池具有高质量，需要对锂电池生产过程中的每个工序所处的生产环境进行严格把关。在锂电池的生产过程中，需要对裸电芯、极片、极卷和电芯进行预热或干燥处理。
现有的锂电池裸电芯预热是通过预热隧道炉来实现的，预热隧道炉主要为热风加热，但热风加热存在加热均匀性差，温度控制精度差，烘烤周期长以及耗能大等问题；同时上下料时采用传统的龙门夹持装置夹持锂电池裸电芯，上下料速度慢，且维护不便。
以上不足，有待改善。
发明内容
为了克服现有的技术的不足, 本发明提供一种加压接触式电芯预热炉。
本发明技术方案如下所述：
一种加压接触式电芯预热炉，其特征在于,包括主安装机架、安装在所述主安装机架内的预热装置、设置在所述主安装机架前侧的上料机器人、设置在所述主安装机架后侧的下料机器人以及电控箱，所述电控箱分别与所述预热装置、所述上料机器人以及所述下料机器人电气连接，
所述预热装置包括机架组件和多个预热烤箱组件，多个所述预热烤箱组件沿着竖直方向依次堆叠安装在所述机架组件的两个相对设置的侧支撑板内侧之间，两个所述侧支撑板外侧分别设置有烤箱平移模组，所述烤箱平移模组带动每一所述预热烤箱组件在所述侧支撑板内侧沿着水平方向移动，两个所述侧支撑板中部内侧之间设置有多数个沿着竖直方向依次堆叠安装的加压板，每一所述加压板分别设置在对应的所述预热烤箱组件的上方，预热烤箱组件包括型材箱体以及设置在所述型材箱体内的加热板，所述加热板上设置有若干个放置电芯的预热工位。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述型材箱体的两端设置有平移滑块和拨料接口，两个所述侧支撑板内侧对应每一所述型材箱体的两端分别设置有与所述平移滑块相配合的平移滑轨，所述烤箱平移模组通过所述拨料接口带动每一所述型材箱体在所述平移滑轨上沿着水平方向移动。
进一步的，所述烤箱平移模组包括水平移动台和竖直移动台，所述水平移动台安装在一水平驱动机构上，所述水平驱动机构安装在所述主安装机架上，所述水平驱动机构通过所述竖直移动台安装在一竖直驱动机构上，所述水平驱动机构带动所述水平移动台水平运动，所述竖直驱动机构带动所述竖直移动台竖直运动，
所述水平移动台上设置有拨料定位气缸，所述拨料定位气缸的工作端设置有与所述拨料接口相匹配的拨料轴。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述上料机器人和所述下料机器人均设置有气动夹爪，所述气动夹爪包括横向基板和设置在所述横向基板下方的若干个电芯夹持组件。
进一步的，所述电芯夹持组件包括双向驱动气缸和一组电芯夹爪，所述双向驱动气缸安装在所述横向基板的下端，所述双向驱动气缸的下端两侧分别设置有相对导轨副，所述双向驱动气缸带动一组夹爪座板在所述相对导轨副上相对往复移动，
所述夹爪座板的内侧设置有竖直夹持气缸，所述竖直夹持气缸带动一压板竖直移动，所述电芯夹爪的上端固定在所述夹爪座板的外侧。
更进一步的，所述双向驱动气缸的下方设置有感光开关。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述上料机器人和所述下料机器人的机器人主体均为六轴机器人。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述机架组件包括两个相对设置的所述侧支撑板以及在所述侧支撑板内侧上下两端设置的横梁板和底梁板，多个所述预热烤箱组件设置在所述横梁板和所述底梁板之间的竖直空间。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述侧支撑板的外侧设置有滑杆，所述加压板的两端设置有与所述滑杆相配合的直线滑轨，所述加压板的两端下方设置有加压气缸，所述加压气缸安装在所述侧支撑板外侧，所述加压气缸带动所述加压板沿着所述滑杆竖直运动。
根据上述方案的本发明，其特征在于，所述烤箱平移模组包括烤箱下料平移模组和烤箱上料平移模组，所述烤箱上料平移模组设置在所述侧支撑板前端外侧，所述烤箱下料平移模组设置在所述侧支撑板后端外侧。
进一步的，所述烤箱平移模组包括水平移动台和竖直移动台，所述水平移动台安装在一水平驱动机构上，所述水平驱动机构安装在所述主安装机架上，所述水平驱动机构通过所述竖直移动台安装在一竖直驱动机构上，所述水平驱动机构带动所述水平移动台水平运动，所述竖直驱动机构带动所述竖直移动台竖直运动，
所述水平移动台上设置有拨料定位气缸，所述拨料定位气缸的工作端设置有与所述拨料接口相匹配的拨料轴。
本发明的有益效果在于：
1、采用六轴机器人进行上下料夹持操作，灵活性高，便于维护，上下料速度快；
2、预热装置在上料端和下料端分别设有烤箱平移模组，进一步提高预热装置的工作效率；
3、预热装置设有加压板，进一步缩短锂电池裸电芯的预热速度，工作效率更快。
4、本发明整体结构简单，易于实现自动化工作，生产效率高。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图一；
图2为图1的局部放大图；
图3为本发明一实施例的结构示意图二；
图4为图3的局部放大图；
图5为本发明一实施例预热烤箱组件的结构示意图；
图6为本发明一实施例烤箱平移模组的结构示意图；
图7为本发明一实施例上下料机器人的结构示意图；
图8为本发明一实施例电芯夹持组件的结构示意图；
图9为本发明一实施例加压板的结构示意图；
在图中，1、主安装机架；2、预热装置；3、上料机器人；4、下料机器人；5、电芯；
21、预热烤箱组件；22、侧支撑板；23、烤箱平移模组；24、加压板；25、横梁板；26、底梁板；27、滑杆；211、型材箱体；212、加热板；213、平移滑块；214、拨料接口；221、平移滑轨；231、水平移动台；232、竖直移动台；233、水平驱动机构；234、竖直驱动机构；241、直线滑轨；242、加压气缸；2311、拨料定位气缸；2312、拨料轴；
31、气动夹爪；32、机器人主体；311、横向基板；312、电芯夹持组件；3121、双向驱动气缸；3122、电芯夹爪；3123、对导轨副；3124、夹爪座板；3125、竖直夹持气缸；3126、压板；3127、感光开关。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
如图1-图4所示，本发明实施例提供了一种加压接触式电芯预热炉,包括主安装机架1、安装在主安装机架1内的预热装置2、设置在主安装机架1前侧的上料机器人3、设置在主安装机架1后侧的下料机器人4以及电控箱，电控箱分别与预热装置2、上料机器人3以及下料机器人4电气连接。
预热装置2包括机架组件和多个预热烤箱组件21，多个预热烤箱组件21沿着竖直方向依次堆叠安装在机架组件的两个相对设置的侧支撑板22内侧之间，两个侧支撑板22外侧分别设置有烤箱平移模组23，烤箱平移模组23带动每一预热烤箱组件21在侧支撑板22内侧沿着水平方向移动，两个侧支撑板22中部内侧之间设置有多数个沿着竖直方向依次堆叠安装的加压板24，每一加压板24分别设置在对应的预热烤箱组件21的上方，预热烤箱组件21包括型材箱体211以及设置在型材箱体211内的加热板212，加热板212上设置有若干个放置电芯5的预热工位。
采用上述技术方案，通过设置多个预热烤箱组件21，预热烤箱组件21沿着竖直方向依次堆叠安装在侧支撑板22内侧之间，利用烤箱平移模组23带动每一预热烤箱组件21在侧支撑板22内侧沿着水平方向移动分别形成上料区、预热区、下料区，在预热区时多个预热烤箱组件21相互堆叠，每一预热烤箱组件21的加热板212及其上方的加压板24对锂电池裸电芯进行加压加热，从而实现锂电池裸电芯的预热处理，整体结构简单，易于实现自动化工作，生产效率高。
如图5所示，型材箱体211的两端设置有平移滑块213和拨料接口214，两个侧支撑板22内侧对应每一型材箱体211的两端分别设置有与平移滑块213相配合的平移滑轨221，烤箱平移模组23通过拨料接口214带动每一型材箱体211在平移滑轨221上沿着水平方向移动。
优选的，型材箱体211的四个角落均设置拨料接口214。
如图6所示，烤箱平移模组23包括水平移动台231和竖直移动台232，水平移动台231安装在一水平驱动机构233上，水平驱动机构233安装在主安装机架1上，水平驱动机构233通过竖直移动台232安装在一竖直驱动机构234上，水平驱动机构233带动水平移动台231水平运动，竖直驱动机构234带动竖直移动台232竖直运动。水平移动台231上设置有拨料定位气缸2311，拨料定位气缸2311的工作端设置有与拨料接口214相匹配的拨料轴2312。
优选的，水平驱动机构233包括水平驱动安装座和水平驱动盖板，在水平安装座的一端设置有水平驱动电机，水平驱动安装座和水平驱动盖板形成的容置空间内设置有水平同步带组，水平驱动电机通过一传动轮组驱动水平同步带组，容置空间内平行水平同步带组设置有水平支撑导轨副，水平移动台231安装在水平支撑导轨副上，水平移动台231通过一驱动连接块与水平同步带组连接。
可选的，水平驱动安装座内还设置有多个辅助支撑辊，辅助支撑辊用于支撑水平同步带组。
进一步的，水平驱动安装座前后两端分别设置有前限位开关和后限位开关，在水平驱动安装座上还设置有水平随动排线。
优选的，竖直驱动机构234包括竖直驱动安装座和竖直驱动盖板，在竖直安装座的一端设置有竖直驱动电机，竖直驱动安装座和竖直驱动盖板形成的容置空间内设置有竖直同步带组，竖直驱动电机通过一传动轮组驱动竖直同步带组，容置空间内平行竖直同步带组设置有竖直支撑导轨副，竖直移动台232安装在竖直支撑导轨副上，竖直移动台232通过一驱动连接块与竖直同步带组连接。
可选的，竖直驱动安装座上下两端分别设置有上限位开关和下限位开关，在竖直驱动安装座上还设置有竖直随动排线。
如图7所示，上料机器人3和下料机器人4均设置有气动夹爪31，气动夹爪31包括横向基板311和设置在横向基板311下方的若干个电芯夹持组件312。上料时，上料机器人3的电芯夹持组件312将上料传输线的锂电池裸电芯夹持后，将锂电池裸电芯放置到预热工位，下料时，下料机器人4将预热后的锂电池裸电芯从预设工位搬运到下料传输线上，从而实现自动上下料。
如图8所示，电芯夹持组件312包括双向驱动气缸3121和一组电芯夹爪3122，双向驱动气缸3121安装在横向基板311的下端，双向驱动气缸3121的下端两侧分别设置有相对导轨副3123，双向驱动气缸3121带动一组夹爪座板3124在相对导轨副3123上相对往复移动。夹爪座板3124的内侧设置有竖直夹持气缸3125，竖直夹持气缸3125带动一压板3126竖直移动，电芯夹爪3122的上端固定在夹爪座板3124的外侧。
优选的，双向驱动气缸3121的下方设置有感光开关3127，通过感光开关3127判断电芯5是否到达电芯夹持组件312夹持位置。
在本实施例中，上料机器人3和下料机器人4的机器人主体均为六轴机器人，六轴机器人的灵活性高，便于维护，上下料速度快。
如图9所示，侧支撑板22的外侧设置有滑杆，加压板24的两端设置有与滑杆相配合的直线滑轨，加压板24的两端下方设置有加压气缸，加压气缸安装在侧支撑板22外侧，加压气缸带动加压板24沿着滑杆竖直运动。
在本实施例中，机架组件包括两个相对设置的侧支撑板22以及在侧支撑板22内侧上下两端设置的横梁板和底梁板，多个预热烤箱组件21设置在横梁板和底梁板之间的竖直空间。
优选的，横向基板311的两侧分别设置有除尘风腔，横向基板311上还设置有除尘阀组以及驱动除尘阀组移动的阀组移动气缸，除尘阀组与除尘风腔连接。
进一步的，横向基板311上还罩设有防护盖板。
在本实施例中，烤箱平移模组23包括烤箱上料平移模组和烤箱下料平移模组，烤箱上料平移模组设置在侧支撑板22前端外侧，烤箱下料平移模组设置在侧支撑板22后端外侧。烤箱装置在上料端和下料端分别设有烤箱平移模组23，提高预热装置2的工作效率。
优选的，水平驱动机构233包括水平驱动安装座和水平驱动盖板，在水平安装座的一端设置有水平驱动电机，水平驱动安装座和水平驱动盖板形成的容置空间内设置有水平同步带组，水平驱动电机通过一传动轮组驱动水平同步带组，容置空间内平行水平同步带组设置有水平支撑导轨副，水平移动台231安装在水平支撑导轨副上，水平移动台231通过一驱动连接块与水平同步带组连接。
工作原理：
使用时，烤箱上料平移模组将预热烤箱组件推出至上料区；上料机器人将上料传输线上的锂电池裸电芯放置到预热烤箱组件的发热板上；预热烤箱组件上料完成后，上烤箱上料平移模组将预热烤箱组件拉回预热区；加压板在加压气缸作用下下移，加压板和发热板开始对锂电池裸电芯进行加压加热；预热完成后，加压板在加压气缸作用下上移；烤箱上料平移模组拉出预热烤箱组件至下料区；下料机器人将预热后的锂电池裸电芯放置到下料传输线上；下料完成后重新进行上料，循环往复。
本发明的有益效果在于：
1、采用六轴机器人进行上下料夹持操作，灵活性高，便于维护，上下料速度快；
2、预热装置在上料端和下料端分别设有烤箱平移模组，进一步提高预热装置的工作效率；
3、预热装置设有加压板，进一步缩短锂电池裸电芯的预热速度，工作效率更快。
4、本发明整体结构简单，易于实现自动化工作，生产效率高。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种加压接触式电芯预热炉，其特征在于,包括主安装机架、安装在所述主安装机架内的预热装置、设置在所述主安装机架前侧的上料机器人、设置在所述主安装机架后侧的下料机器人以及电控箱，所述电控箱分别与所述预热装置、所述上料机器人以及所述下料机器人电气连接，
所述预热装置包括机架组件和多个预热烤箱组件，多个所述预热烤箱组件沿着竖直方向依次堆叠安装在所述机架组件的两个相对设置的侧支撑板内侧之间，两个所述侧支撑板外侧分别设置有烤箱平移模组，所述烤箱平移模组带动每一所述预热烤箱组件在所述侧支撑板内侧沿着水平方向移动，两个所述侧支撑板中部内侧之间设置有多数个沿着竖直方向依次堆叠安装的加压板，每一所述加压板分别设置在对应的所述预热烤箱组件的上方，预热烤箱组件包括型材箱体以及设置在所述型材箱体内的加热板，所述加热板上设置有若干个放置电芯的预热工位。
2.根据权利要求1所述的加压接触式电芯预热炉，其特征在于，所述型材箱体的两端设置有平移滑块和拨料接口，两个所述侧支撑板内侧对应每一所述型材箱体的两端分别设置有与所述平移滑块相配合的平移滑轨，所述烤箱平移模组通过所述拨料接口带动每一所述型材箱体在所述平移滑轨上沿着水平方向移动。
3.根据权利要求2所述的加压接触式电芯预热炉，其特征在于，所述烤箱平移模组包括水平移动台和竖直移动台，所述水平移动台安装在一水平驱动机构上，所述水平驱动机构安装在所述主安装机架上，所述水平驱动机构通过所述竖直移动台安装在一竖直驱动机构上，所述水平驱动机构带动所述水平移动台水平运动，所述竖直驱动机构带动所述竖直移动台竖直运动，
所述水平移动台上设置有拨料定位气缸，所述拨料定位气缸的工作端设置有与所述拨料接口相匹配的拨料轴。
4.根据权利要求1所述的加压接触式电芯预热炉，其特征在于，所述上料机器人和所述下料机器人均设置有气动夹爪，所述气动夹爪包括横向基板和设置在所述横向基板下方的若干个电芯夹持组件。
5.根据权利要求4所述的加压接触式电芯预热炉，其特征在于，所述电芯夹持组件包括双向驱动气缸和一组电芯夹爪，所述双向驱动气缸安装在所述横向基板的下端，所述双向驱动气缸的下端两侧分别设置有相对导轨副，所述双向驱动气缸带动一组夹爪座板在所述相对导轨副上相对往复移动，
所述夹爪座板的内侧设置有竖直夹持气缸，所述竖直夹持气缸带动一压板竖直移动，所述电芯夹爪的上端固定在所述夹爪座板的外侧。
6.根据权利要求5所述的加压接触式电芯预热炉，其特征在于，所述双向驱动气缸的下方设置有感光开关。
7.根据权利要求1所述的加压接触式电芯预热炉，其特征在于，所述上料机器人和所述下料机器人的机器人主体均为六轴机器人。
8.根据权利要求1所述的加压接触式电芯预热炉，其特征在于，所述机架组件包括两个相对设置的所述侧支撑板以及在所述侧支撑板内侧上下两端设置的横梁板和底梁板，多个所述预热烤箱组件设置在所述横梁板和所述底梁板之间的竖直空间。
9.根据权利要求1所述的加压接触式电芯预热炉，其特征在于，所述侧支撑板的外侧设置有滑杆，所述加压板的两端设置有与所述滑杆相配合的直线滑轨，所述加压板的两端下方设置有加压气缸，所述加压气缸安装在所述侧支撑板外侧，所述加压气缸带动所述加压板沿着所述滑杆竖直运动。
10.根据权利要求1所述的加压接触式电芯预热炉，其特征在于，所述烤箱平移模组包括烤箱上料平移模组和烤箱下料平移模组，所述烤箱上料平移模组设置在所述侧支撑板前端外侧，所述烤箱下料平移模组设置在所述侧支撑板后端外侧。
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