CN111146489A - 一种电芯压扁下料一体机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能制造领域，具体公开了一种电芯压扁下料一体机，包括加工平台及设置于加工平台上的电芯上料装置、电芯压扁装置、及电芯出料装置；包括加工平台及设置于加工平台上的电芯上料装置、电芯压扁装置及电芯出料装置；电芯压扁装置包括安装有载物盒的若干个工位及电芯施压机构，电芯施压机构用于对装载于载物盒上的电芯进行冷压和/或热压；电芯上料装置用于多次往复从电芯物料源移动若干个电芯至等待上料的载物盒中；电芯出料装置用于将经过压扁工序的电芯从载物盒中移动至预存放工位上。本发明实现卷绕自动上料、自动压扁以及自动下料等工序，提高效率，消除人为操作而损坏电芯或极耳的隐患。

Description

一种电芯压扁下料一体机

〖技术领域〗

本发明涉及智能制造领域，尤其涉及一种电芯压扁下料一体机。

〖背景技术〗

目前，方形电芯的加工方法是：在圆形电芯(指的是横截面为圆形、下文中简称为电芯)卷绕后，人工在卷绕机的下料输送带上对电芯进行装盘，并转运到压扁机处；之后，压扁机的上料人员将电芯从料盘中取出、并放到压扁机的进料口中进行压扁成形；最后，由压扁机的下料工位的人员将压扁成形后的电芯逐个取出、再放到料盘里。

现有方式的不足之处在于：工位比较分散，多个工位的相应装置彼此间的集成度低，工位之间需要人工进行半成品的搬运及上、下料的取放，整个过程自动化程度低，导致生产效率低。此外，由于人工作业时，可能会触碰电芯，存在损坏电芯、尤其是电芯极耳的隐患。

〖发明内容〗

本发明旨在提供一种高集成度的电芯压扁一体机，能够以机械自动化的方式完成电芯压扁及上下料作业过程。本发明的技术方案如下：

一种电芯压扁一体机，包括加工平台及设置于所述加工平台上的电芯上料装置、电芯压扁装置、电芯出料装置及控制器；

所述电芯压扁装置包括电芯施压机构、载物盒及转送机构，载物盒设置于转送机构上，转送机构受所述控制器的控制，驱动所述载物盒在载料工位、施压工位、出料工位间顺序切换；所述电芯施压机构受所述控制器的控制对装载于所述载物盒的电芯进行施压；

所述电芯上料装置在所述控制器的控制下将未施压的电芯移动至处于载料工位的所述载物盒中；

所述电芯出料装置在所述控制器的控制下将处于出料工位的所述载物盒中已施压的电芯移动至预存放工位。

进一步的，所述转送机构为转盘及转盘旋转机构；所述转盘包括至少两个安装有载物盒的工位；所述转盘旋转机构用于驱动所述转盘旋转，实现工位转换。

作为优选的技术方案，所述施压工位上还设有电芯极耳短路检测机构，所述电芯极耳短路检测机构与控制器电连接。

作为优选的技术方案，所述一体机还包括安装在所述加工平台上的用于输送已施压电芯的缓存输送带，所述预存放工位设在所述缓存输送带上。

作为优选的技术方案，所述缓存输送带上设置有若干个产品容置位，其中包括上料工位、下料工位；在所述上料工位和下料工位之间还设置有补料工位；所述缓存输送带每传送一次步长，每两个产品容置位更替地位于所述补料工位；对应于补料工位设置有包括产品取放机构及产品检测组件的补料机构，所述产品检测组件检测所述补料工位当前对应的两个产品容置位是否容置有产品，所述产品取放机构可受控地抓取补料工位当前对应的产品容置位中单独存在的产品、并将该抓取的产品放入补料工位下一次对应的产品容置位中单独存在的欠品位进行物料补充；所述下料装盘机构对偶数个连续的产品进行夹取并装盘。

作为优选的技术方案，所述一体机还包括剔除机构，所述剔除机构位于所述上料工位与补料工位之间，并与控制器电连接；所述剔除机构包括用于对传送带上的产品进行视觉检测的视觉检测设备，及依据所述视觉检测设备的检测结果对不良品剔除的剔除动作机构。

进一步的，所述视觉检测设备为CCD相机；所述剔除动作机构包括与所述补料工位对应产品容置位数量对应的用于将不良品剔除出所述传送带的推杆，及与所述推杆对应连接的第一Y向直线动力件。

更进一步的技术方案，还包括装盘平台及设置于所述装盘平台上的电芯装盘工位、料盘堆上料工位、料盘搬运机构及电芯自动装盘机构；

所述装盘平台与所述加工平台固连；

所述料盘堆上料工位用于存放未装电芯的料盘堆；

所述料盘搬运机构用于将料盘从所述料盘堆上料工位移动至所述电芯装盘工位上；

所述电芯自动装盘机构用于多次往复从所述缓存输送带上移动若干个电芯至所述电芯装盘工位上的位于上层的第一料盘中。

进一步的，还包括用于调整所述电芯装盘工位上的料盘堆及所述第一料盘的高度的料盘高度调整机构。

更进一步的，还包括安装在所述装盘平台上的料盘堆下料机构，所述料盘堆下料机构设有用于将装满电芯的料盘堆推出至料盘堆下料工位的Y向移动装置。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明将电芯上料装置、电芯压扁装置、电芯出料装置及控制器集成在一个加工平台上，实现将卷绕后的电芯自动上料、自动压扁以及自动下料等工序，大大提高了效率，消除人为操作而损坏电芯或极耳的隐患。此外，本发明还对装盘工序设计了相应机械构造，同时实现了装盘的自动化，极大地提高效率。

〖附图说明〗

图1是本发明一体机实施例的俯视图；

图2是本发明一体机实施例的优选的工作流程图；

图3是本发明一体机实施例中所述电芯上料装置的立体示意图；

图4是本发明一体机实施例中所述电芯压扁装置的俯视图；

图5是图4中所述电芯压扁装置的主视图；

图6是本发明一体机实施例中所述冷施压机构的立体示意图；

图7是本发明一体机实施例中所述热施压机构的立体示意图；

图8是本发明的实施例、补料工位上出现单个欠品位的示意图；

图9是本发明的实施例、补料机构将图8中补料工位上的一个电芯夹走，整合出两个连续的欠品位的示意图；

图10是本发明的实施例、补料工位再次出现单个欠品位，补料机构将已经夹走的一个电芯夹补入该欠品位、整合出两个连续的电芯的示意图；

图11是本发明的实施例、缓存输送带上设有剔除机构及补料机构的立体示意图；

图12是图11的另一个角度的示意图；

图13是本发明一体机实施例中所述电芯出料装置的立体示意图；

图14是本发明一体机实施例中所述电芯自动装盘机构的立体示意图；

图15是本发明一体机实施例中所述料盘搬运机构的立体示意图；

图16是本发明一体机实施例中所述料盘高度调整机构及料盘堆下料机构的立体示意图；

其中的附图标记为：

1、电芯上料装置；1001、第一电芯机械手；1002、第一X向移动装置；1003、第一Y向移动装置；1004、第一Z向移动装置；1005、第一电芯吸嘴；

2、电芯压扁装置；2001、载料工位；2002、冷施压工位；2003、热施压工位；2004、出料工位；2005、转盘；2006、冷施压机构；2007、热施压机构；2009、极耳短路检测机构；2010、第一上压板；2011、第二上压板；2012、载物盒；2014、转盘旋转动力装置；2015、转盘旋转动力连接件；

3、缓存输送带；3001、预存放工位；3002、光电开关组件；3003、剔除机构；3004、缓存下料工位；3123、容置位；3124、伺服驱动组件；3126、欠品位；320、剔除机构；3201、推杆；3202、第一Y向直线动力件；3203、不良品盒；330、产品取放机构；3301、补料工位；3301a、补料工位第一容置位；3301b、补料工位第二容置位；3302、第一光电开关组件；3303、第一手指气缸；3304、第二X向直线动力件；3305、第二Z向直线动力件；3306、补料支架；3307、导杆；3401、第二光电开关组件；

4、电芯出料装置；4001、第二电芯机械手；4002、第二Y向移动装置；4003、第二Z向移动装置；4004、第二电芯吸嘴；

5001、电芯装盘工位；5002、料盘堆上料工位；

6、下料装盘机构；6001、第三电芯机械手；6002、第三X向移动装置；6003、第三Y向移动装置；6004、第三Z向移动装置；6005、第三升降气缸；6006、第三电芯吸嘴；

7、料盘搬运机构；7001、吸盘机械手；7002、吸盘X向移动装置；7003、吸盘Z向移动装置；

8、料盘高度调整机构；8001、升降装置；

9、料盘堆下料机构；9001、料盘堆下料工位；9002、料盘堆Y向移动装置；9003、装盘平台；

10、下料输送带；11、加工平台。

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。

〖具体实施方式〗

本实施例以介绍本发明的技术方案，但是具体实施例不得视为对技术方案的限制。为了方便表述，在相关附图中通过坐标轴定义X向、Y向、Z向，具体参见附图。

如图1-图16所示，一种电芯压扁下料一体机，用于圆形电芯或预压扁电芯进行压扁(本实施例中电芯来源于卷绕机的下料输送带10，也可以是其他电芯物料源)，使其成为方形电芯；包括加工平台11，包括安装在所述加工品台11上的电芯上料装置1、电芯压扁装置2、电芯出料装置4及PLC控制器。电芯压扁装置2包括转盘2005，转盘2005上环周依次设有载料工位2001，冷施压工位2002、热施压工位2003以及出料工位2004共4个工位，每个工位上设有载物盒2012；每个载物盒2012上能够容纳M个电芯，通过电芯上料装置1对载料工位2001进行上料，四个工位同时加工，加工一次，转盘2005转动，将电芯物料依次转向下一工位，最后加工完成的方形电芯在出料工位2004由电芯出料装置4一次性取走，电芯上料装置1配合卷绕机的下料输送带10以及电芯压扁装置2的加工速度，电芯上料装置1在转盘2005转动一个工位的过程中，能够多次往复从卷绕机的下料输送带10夹取N个电芯、并把N个电芯放入电芯压扁装置2上的载料工位2001的载物盒2012，载物盒2012能够装满M个电芯，其中，N为大于1的自然数，M为N的整数倍，实现卷绕机的下料输送带10与电芯压扁装置2的速度匹配。电芯出料装置4从出料工位2004夹取M个电芯、并把M个电芯放入预存放工位3001上，可以在预存放工位3001设置有用于存放电芯的料盘、或者将预存放工位3001设在缓存输送带3上。其中的PLC控制器，在图中没有表示出来，英文全称为Programmable LogicController，即是可编程逻辑控制器，是专门为了在工业环境中应用而设计的数字运算操作电子系统，它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。PLC控制器与电芯上料装置1、电芯压扁装置2及电芯出料装置4的启动开关电连接，通过PLC控制器控制电芯上料装置1完成自动上料、电芯压扁装置2完成自动压扁及电芯出料装置4完成自动下料，实现自动化生产。本发明将电芯上料装置1、电芯压扁装置2、电芯下料装置4及PLC控制器集成在一个加工平台上，实现将卷绕后的电芯自动上料、自动压扁以及自动下料等工序，大大提高了效率，消除人为操作而损坏电芯或极耳的隐患。此外，本发明还对装盘工序设计了相应机械构造，同时实现了装盘的自动化，极大地提高效率。

如图1、图4-图7所示，电芯压扁装置2包括转盘旋转机构，所述转盘旋转机构包括转盘旋转动力装置2014和转盘旋转动力连接件2015；转盘2005与转盘旋转动力装置2014之间通过转盘旋转动力连接件2015进行连接；每个工位的加工动作完成后，转盘旋转动力装置2014驱动转盘2005，使得各个载物盒2012转到下一工位，接受下一工位的加工动作。所述转盘旋转动力装置2014为旋转步进电机、为旋转伺服电机或为凸轮分割器，凸轮分割器在工程上又称为凸轮分度器或间歇分割器，是一种高精度的回转装置，安装在其入力轴中的转位凸轮与出力转塔连接，以径向嵌入在出力转塔圆周的凸轮滚子与转位凸轮的锥度支撑肋在它们相应的斜面作线性接触，以实现出力转塔在圆周方向上的间歇输送，出力转塔的出力轴为转盘2005的转盘旋转动力连接件2015，最终控制转盘2005按照需要转动一定的角度，本实施例转盘2005设有4个工位的情况下，每个工位加工完成后、凸轮分割器驱动转盘2005转动90°。在其他可能的实现方式中，转盘2005设有3个工位的情况下，每个工位加工完成后、凸轮分割器驱动转盘2005转动120°；设有2个工位的情况下，每个工位加工完成后、凸轮分割器驱动转盘2005转动180°；设置2个工位一般可以是上下料同工位，冷压和热压同工位。从而实现电芯压扁装置2的自动化生产，减少人工介入，防止人为误操作而损坏电芯或极耳。

如图4和图5所示，电芯压扁装置2还包括承压面板，所述承压面板的实施例可以利用加工平台11作为承压面板，承压面板固设在所述转盘2005的下方，用于所述载物盒2012受压时的起到对载物盒2012进行支撑，其中，可以在承压面板的底部刚性连接有多条支脚，支脚支撑在地面上，或者是将支脚通过螺栓紧固在地面上。承压面板需要避让转盘旋转动力装置2014或者转盘旋转动力连接件2015；在本实施例中，所述承压面板上设有所述转盘旋转动力装置2014的避让孔，用于避让转盘旋转动力装置2014或者转盘旋转动力连接件2015。使得多工位一体化的电芯压扁装置2能够在加工平台11上实现。

如图1、图5-图7所示，电芯施压机构包括冷施压机构2006和/或热施压机构2007，载物盒2012为刚性体，冷施压机构2006通过第一上压板2010与载物盒2012之间上下配合对电芯实施第一次压扁动作，热施压机构2007通过第二上压板2011与载物盒2012之间上下配合对电芯实施第二次压扁及保压成型动作。

如图1、图8-图12所示，缓存输送带3的输送方向为X向，所述缓存输送带3上设有许多用于容置电芯的容置位3123，相邻的容置位3123之间的距离称为料距(图11中标注为d)，所述缓存输送带3每传送一个步长移动两格料距(即2d)。位于缓存输送带3上游的至少一个容置位3123作为预存放工位3001，预存放工位3001用于接收从电芯压扁装置输出的压扁电芯；位于缓存输送带3下游的至少一个容置位3123作为缓存下料工位3004，缓存下料工位3004为将电芯下料装盘的工位；本实施例中，预存放工位3001和缓存下料工位3004分别对应四个容置位3123。如图8-图12所示，剔除机构320对应于所述缓存输送带3上的预存放工位3001与缓存下料工位3004之间设有剔除工位，剔除工位对应两个容置位上的电芯，当剔除工位上出现电芯不良品，剔除机构320将电芯不良品从缓存输送带3上剔除出去。所述剔除机构320还在靠近所述预存放工位3001的一端设有用于电芯检验的视觉检测设备；本实施例中，所述视觉检测设备为视觉拍照的CCD相机。CCD相机在图中没有表示出来，其中的CCD的英文全称为Charge Coupled Device，即是电荷耦合器件，它能够将光线变为电荷存储及转移，也可以将存储的电荷取出使电压发生变化，是理想的照相元件，CCD相机内部设有标准照片对比程序，用于比较检测对象的照片。作为一种可能的实现方式，CCD相机可以设在料盘与缓存输送带3之间，特别是设在电芯出料装置4的机械手上料前的必经的路径上。上料的机械手上所夹持的多个电芯，数量可以是两个、四个或八个，移动到CCD相机的上方，CCD相机对该多个电芯进行视觉拍照，来进行不良品检测。

该检测的目的是为了确认电芯的外形，例如经过热压扁之后的宽度是否一致、电芯极耳是否变形或损坏。所述CCD相机电性连接到PLC控制器，PLC控制器根据CCD相机的检测结果，配合缓存输送带3的传送速度、控制开关推杆3201的动作；当CCD相机的检测结果为不良品时，PLC控制器打开第一Y向直线动力件3202的开关，推杆3201伸出将不良品推出缓存输送带3的容置位3123，使得后续下料装盘的全部电芯为良品，然后，推杆3201缩回。本实施例中，PLC控制器通过RS232、RS485或USB的串口连接方式与CCD相机、剔除机构320的开关进行电性连接，控制CCD相机及剔除机构320的作动顺序。当剔除机构320伸出将不良品从Y向推出缓存输送带3的容置位3123，该容置位3123变成欠品位(没有电芯的容置位)3126。

如图8-图12所示，补料机构330位于剔除机构320与缓存下料工位3004之间，补料机构330对应在缓存输送带3上设有包括连续两个容置位3123的区域(称为补料工位3301)，缓存输送带3每步移动两格料距2d，即补料工位3301每步更新两个容置位3123，因此，补料工位3301的状态不断地随着缓存输送带3上的容置位3123中是否装有电芯的状态而变化。如图9-图12所示，所述补料工位3301上设有两个第一光电开关组件3302、分别与补料工位第一容置位3301a及补料工位第二容置位3301b相对应，用于检测所述补料工位3301内是否存在一个欠品位3126，所述补料机构330设有第二X向直线动力件，当所述补料工位3301上第K次出现一个欠品位3126的状态，所述补料机构330通过第二X向直线动力件切换到补料工位3301中剩余的一个电芯的容置位3123的位置上，夹取所述补料工位3301中剩余的一个电芯，并暂时保存，将经过补料工位3301的缓存输送带3整合出连续的两个欠品位3126的状态；当所述补料工位3301上第K+1次出现一个欠品位3126的状态，所述补料机构330通过第二X向直线动力件切换到补料工位3301中的欠品位3126的位置上，所述补料机构330将其所夹取的一个电芯补入该欠品位3126中，将经过补料工位3301的缓存输送带3整合出连续的两个电芯的状态。其中，K为1或1以上的自然数。

缓存下料工位3004一般设有四个容置位3123，下料装盘机构6位于缓存下料工位3004上，下料装盘机构6设有两个或四个第二光电开关组件3401，用于检测准备经过所述缓存下料工位3004上是连续四个欠品位3126的状态、是连续有两个电芯的状态、还是有连续四个电芯的状态；如果缓存下料工位3004上有连续的四个欠品位3126的状态，所述下料装盘机构6不作动；如果缓存下料工位3004上有连续的两个电芯，下料装盘机构6先将两个电芯取走，待下次电芯传送过来后，下料装盘机构6再次取走两个电芯，下料装盘机构6上最终取得四个电芯，且放入料盘的相应的容置位3123中；如果缓存下料工位3004上有连续的四个电芯，所述下料装盘机构6动作一次，即可从所述缓存输送带3上取得连续的四个电芯，且放入料盘的相应的容置位3123中。

本发明能够简便、高效地剔除不良品以及对剔除不良品之后的空格进行补料，下料程序简便，下料计数准确。

预存放工位3001可以设有多个容置位3123用于电芯的上料，数量可以是两个、四个或八个，视生产设备的需要而定；本实施例为四个，机械手每次上料四个电芯，与缓存输送带3的速度进行匹配。

所述剔除机构320还设有剔除动作机构，所述剔除动作机构包括与所述补料工位对应产品容置位数量对应的用于将不良品剔除出所述缓存输送带3的推杆3201，及与所述推杆3201对应连接的第一Y向直线动力件3202。为了配合所述缓存输送带3每步移动两格料距2d，本实施例为两个推杆3201。所述第一Y向直线动力件3202可以为线性气缸、丝杠丝母组件、直线马达或笔形气缸，可以根据电芯的大小以及料距进行选择，本实施例中为笔形气缸。每个所述第一Y向直线动力件3202的启动开关均电性连接到PLC控制器，由PLC控制器控制每个推杆3201的剔除动作。

作为可能实现的一种方式，在所述缓存输送带3位于所述推杆3201的对侧，还设有用于承接不良品的不良品盒203，用于承接被剔除出去的不良品，便于收集。

本实施例中，第一光电开关组件3302包括发光部和接收部，所述发光部和接收部对应安装在对应于所述缓存输送带3的所述补料工位3301区域的两侧，是利用被检测的电芯对光束的遮挡，由同步回路接通电路，从而检测其对应的容置位3123上有没有电芯。补料工位3301的状态不断地随着缓存输送带3上的容置位3123中是否装有电芯的状态而变化。为了说明上的方便，容置位3123上装有电芯的设为1，而没有电芯的设为0，补料工位3301的容置位3123假设为补料工位第一容置位3301a及补料工位第二容置位3301b；经过剔除机构320之后的缓存输送带3到达补料工位3301，则补料工位3301上的状态有：10，01,11三种状态；其中，10表示补料工位第一容置位3301a上装有电芯，补料工位第二容置位3301b为欠品位3126；01表示补料工位第一容置位3301a为欠品位3126，补料工位第二容置位3301b上装有电芯；11表示补料工位第一容置位3301a及补料工位第二容置位3301b上均有电芯。当所述补料工位3301上第K次出现一个欠品位3126的状态，即补料工位3301的状态为10时，所述补料机构330夹取补料工位第一容置位3301a中剩余的一个电芯，使得补料工位第一容置位3301a及补料工位第二容置位3301b均为欠品位3126，即00的状态，或者是，补料工位3301的状态为01时，所述补料机构330夹取补料工位第二容置位3301b中剩余的一个电芯，使得补料工位第一容置位3301a及补料工位第二容置位3301b均为欠品位3126，即00的状态；当所述补料工位3301上第K+1次出现一个欠品位3126的状态、即补料工位3301的状态为10或01时，所述补料机构330将其所夹取的一个电芯补入该欠品位3126中，使得补料工位第一容置位3301a及补料工位第二容置位3301b均为装有电芯，即11的偶数状态。

所述补料机构330还设有用于在所述补料工位3301内的两个容置位3123之间切换位置的第二X向直线动力件3304、以及用于靠近或远离所述补料工位3301的第二Z向直线动力件3305，用来调整补料机构330上的气爪来对准补料工位3301上装有电芯的容置位3123、便于夹取电芯，或者用来调整补料机构330上的气爪及气爪所夹的电芯来对准补料工位3301上的欠品位3126、便于补入电芯。需要说明的是，当补料工位3301的状态处于00或11状态，补料机构330不作动。补料机构330实现电芯在剔除不良品之后，整合缓存输送带3上的欠品位3126，方便后续的下料装盘以及准确计数。

所述第二X向直线动力件3304，可以为直线气缸、丝杠丝母组件、直线马达，本实施例中为直线气缸，目的是使得第一手指气缸3303的气爪能够在补料工位第一容置位3301a与补料工位第二容置位3301b之间进行位置切换，便于夹取10状态或01状态的电芯，以及便于在次回的补料过程中，准确地在10状态或01状态释放电芯。所述第二Z向直线动力件3305，第二Z向直线动力件3305能够使得第一手指气缸3303向下靠近缓存输送带3，便于夹取或释放电芯，或者向上远离缓存输送带3，从而不影响缓存输送带3的正常输送动作；第二Z向直线动力件3305的可以为线性气缸、丝杠丝母组件、直线马达或笔形气缸，本实施例中为笔形气缸，体积小，便于安装。

所述电芯上下料输送装置，还包括安装在所述缓存输送带3一侧的补料支架3306，第一手指气缸3303与所述第二X向直线动力件3304的活塞杆固连，所述第二Z向直线动力件3305的活塞杆与所述补料支架3306固连；所述第二Z向直线动力件3305与所述第二X向直线动力件3304固连，所述第二X向直线动力件3304经Z向的导杆3307与所述补料支架3306上开设的导杆3307孔之间在竖直方向上滑动连接。属于补料机构330的第一手指气缸3303的气爪开关可以通过RS232、RS485或USB的串口连接方式与PLC控制器电性连接，以控制第一手指气缸3303的气爪正确作动顺序；第二X向直线动力件3304及第二Z向直线动力件3305的作动开关可以通过RS232、RS485或USB的串口连接方式与PLC控制器电性连接，以控制第二X向直线动力件3304及第二Z向直线动力件3305的作动顺序。

所述缓存输送带3连接有用于步进控制的伺服驱动组件3124。其中的伺服驱动组件3124包括伺服驱动器以及皮带、皮带轮组等，伺服驱动器的英文为Servo Drive，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，主要是用于高精度的定位系统，使得缓存输送带3在输送电芯的过程中容置位3123的步进距离比较准确，每步的料距为2d。

下料装盘机构6的位置对应于缓存下料工位3004，所述下料装盘机构6设有第二产品检测组件，本实施例中包括所述第二产品检测组件两个或四个第二光电开关组件3401(也可以是其他偶数个)，用于检测准备经过所述缓存下料工位3004上有连续两个电芯(即0011或1100)的状态，还是有连续四个电芯(即1111)的状态。当缓存下料工位3004出现连续的两个电芯(即0011或1100)的状态，所述下料装盘机构6动作两次，每次从所述缓存输送带3上夹取连续的两个电芯且将夹取的四个电芯放入料盘的相应的四个容置位3123中，在这个过程中缓存输送带3需要移动一步或多步，直到下料装盘机构6上夹取的电芯数量达到四个(即1111)的状态；当缓存下料工位3004出现连续四个电芯(即1111)的状态，所述下料装盘机构6一次从所述缓存输送带3上夹取连续的四个电芯(即1111)的状态，且放入料盘的相应的容置位3123中。下料装盘机构6的动力件组件的开关以及第二光电开关组件3401可以通过RS232、RS485或USB的串口连接方式与PLC控制器电性连接，以控制下料装盘机构6的正确作动。两个或四个第二光电开关组件3401均可实现上述过程。所述第二光电开关组件3401发光部和接收部安装所述发光部和接收部对应安装在对应于所述缓存输送带3的所述下料工位区域的两侧。相应的，下料装盘机构6需要设定第三X向直线动力件，当缓存下料工位3004上有连续两个电芯(即0011或1100)的状态而需要两次夹取电芯时，用于调整其下料机械手在缓存下料工位3004上的X向的相对位置，避免已经夹到电芯的下料机械手触碰到缓存下料工位3004上的电芯，例如缓存下料工位3004上连续两次都出现0011的状态，当缓存下料工位3004上第一次出现0011的状态时，下料机械手上夹取的电芯为0011的状态，当缓存下料工位3004上第二次0011的状态时，第三X向直线动力件驱动下料机械手上必须把夹取到的11部分避开缓存下料工位3004上的11状态，避免干涉，同时将空的下料机械手部分对准缓存下料工位3004上的11部分的容置位；反之，当缓存下料工位3004上第一次出现0011的状态时，也是这样调整。

当下料装盘机构6设有两个第二光电开关组件3401时，第二光电开关组件3401分两步检测，每次的检测结果反馈给PLC控制器，PLC控制器内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制下料装盘机构6及第二光电开关组件3401。当第二光电开关组件3401累计检测到缓存下料工位3004上的电芯为1111的状态，PLC控制器控制下料装盘机构6的动力件作动，从缓存下料工位3004上夹取四个电芯并且放入料盘的相应的容置位3123中；

当下料装盘机构6设有四个第二光电开关组件3401时，第二光电开关组件3401一步检测即可，检测结果反馈给PLC控制器，PLC控制器内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制下料装盘机构6及第二光电开关组件3401。当第二光电开关组件3401累计检测到缓存下料工位3004上的电芯为1111的状态，PLC控制器控制下料装盘机构6的机械手动力件开关，下料装盘机构6的机械手动力件从缓存下料工位3004上夹取四个电芯并且放入料盘的相应的容置位3123中。本发明能够简便、高效地剔除不良品以及对剔除不良品之后的空格进行补料，下料程序简便，下料计数准确。

作为其他可能的实现方案，基于上述技术方案可以归纳为如下技术方案：所述下料装盘机构设有第二产品检测组件，用于检测当前经过所述下料工位的产品容置位上产品的连续状态；当下料工位出现连续两个产品的状态，所述下料装盘机构动作N次，每次从所述输送带上夹取连续的两个产品，且将所夹取的2N个产品放入料盘的相应的2N个产品容置位中；当下料工位出现连续2N个产品的状态，所述下料装盘机构一次从所述输送带上夹取连续的2N个产品，且所机夹取的2N个产品放入料盘的相应的产品容置位中；当下料工位出现偶数个连续的欠品位的状态，所述下料装盘机构不动作；N为大于等于1的自然数。包括以下的步骤：

步骤1、在所述缓存输送带3的所述预存放工位3001区域，由机械手每次上料若干个经过热压成形的电芯；

步骤2、所述CCD相机对热压成形的电芯进行视觉拍照，检出不良品，并将结果反馈给所述PLC控制器；

步骤3、PLC控制器控制所述剔除机构320的动力件开关，启动所述剔除机构320将经过所述剔除机构320的不良品从缓存输送带3上剔除出去；

步骤4、所述补料机构330的两个第一光电开关组件3302检测当前经过所述补料工位3301区域的连续的两个容置位3123是否存在一个欠品位；是，则进入步骤5；否则所述补料机构330不工作；

步骤5、所述补料机构330判断自身是否已经夹取了一个电芯；是，则所述补料机构330将所夹取的一个电芯补入所述补料工位3301中的欠品位；否，则所述补料机构330夹取所述补料工位3301中剩余的一个电芯。

步骤6、所述下料装盘机构6的所述第二光电开关组件3401检测当前经过所述缓存下料工位3004的电芯情况，是连续的四个欠品位3126的状态、连续的两个电芯的状态、还是连续的四个电芯的状态；如果有连续的四个欠品位3126的状态，所述下料装盘机构6不作动；如果有连续的两个电芯，下料装盘机构6先将两个电芯取走，待下次电芯传送过来后，下料装盘机构6再次取走两个电芯，下料装盘机构6上最终取得四个电芯；如果有连续的四个电芯，所述下料装盘机构6动作一次，即可从所述缓存输送带3上取得连续的四个电芯；

步骤7、所述下料装盘机构6将所夹取的四个电芯放入料盘的相应的容置位3123中。

如图1、图15和图16所示，还包括装盘平台9003以及设置在装盘平台9003上的电芯装盘工位5001、料盘堆上料工位5002、料盘搬运机构7以及电芯自动装盘机构6，其中的所述料盘堆上料工位5002用于放置未装电芯的料盘堆；所述电芯装盘工位5001用于安放空料盘，所述缓存输送带3上设有缓存下料工位3004，电芯装盘工位5001位于所述料盘堆上料工位5002与缓存下料工位3004之间；当所述电芯装盘工位5001上没有料盘或者最上面的料盘已经装满电芯，料盘搬运机构7作动，每次把空料盘从所述料盘堆上料工位5002搬运到所述电芯装盘工位5001，电芯自动装盘机构6从缓存输送带3上的缓存下料工位3004吸取电芯并将电芯装入所述电芯装盘工位5001上的空料盘中，实现自动装盘。

如图1、图10、图14和图16所示，电芯自动装盘机构6设有第三电芯机械手6001，第三电芯机械手6001能够所述缓存输送带3的缓存下料工位3004取出P个电芯、并装入位于所述电芯装盘工位5001上的料盘堆的最上面的空料盘中，其中M为P的整数倍，M＝8时，P可以为4，该设定能够与所述缓存输送带3的输送速度相匹配。

如图1、图16所示，还包括安装在装盘平台9003上的料盘高度调整机构8，料盘高度调整机构8调整所述电芯装盘工位5001的高度，使得电芯装盘工位5001上的料盘堆在每次添加空料盘之后、最上层的空料盘保持在同一高度。电芯装盘工位5001上的料盘堆的底部设有支撑板，装盘平台9003上设有通孔，使得电芯自动装盘机构6在装盘过程中，保持动作的一致性。料盘高度调整机构8包括以及支撑板的Z向驱动动力件，Z向驱动动力件与装盘平台9003固连，支撑板与其Z向驱动动力件的动力输出端固连，用于驱动支撑板及支撑板上面的料盘或料盘堆的高度。支撑板的Z向驱动动力件可以为齿轮齿条组件或丝母丝杆组件。

料盘堆下料机构9设有料盘堆Y向移动装置9002，料盘堆Y向移动装置9002将装满电芯的料盘堆从电芯装盘工位5001沿着Y向的反方向推出至料盘堆下料工位9001。

上述实施例中，料盘为用于装载M个电芯完成品的吸塑盘。

如图1、图3-图5所示，电芯上料装置1设有第一电芯机械手1001，所述第一电芯机械手1001设有第一X向移动装置1002、第一Y向移动装置1003及第一Z向移动装置1004(统称第一移动系统)，第一电芯机械手1001设有N个第一电芯吸嘴1005，第一电芯机械手1001从卷绕机的下料输送带10上每次吸取N个电芯、并将电芯放入所述载料工位2001的载物盒2012中，例如载物盒2012能够容纳M＝8个电芯，则N可以为2个、4个或8个；例如载物盒2012能够容纳12个电芯，则N可以为3或4；例如载物盒2012能够容纳16个电芯，则N可以为4、8或16，可根据生产卷绕机的下料输送带10与电芯压扁装置2的生产速度进行设定。优选的，载物盒2012的容纳个数M设为8，电芯上料装置1每次所取的电芯数量N设为4，速度匹配比较合适，有利于一体机的自动化生产，减少停顿。

如图1、图13所示，电芯出料装置4的具体实施方式，电芯出料装置4包括所述第二电芯机械手4001，电芯机械手设有第二Y向移动装置4002及第二Z向移动装置4003(统称第二移动系统)，第二电芯机械手4001设有M个第二电芯吸嘴4004，可直接将加工料盘中的电芯一次取完。所述第二移动系统将所述第二电芯机械手4001上的电芯移动到缓存输送带3的预存放工位3001上，实现自动下料。

如图11、图12所示，所述剔除机构3003的实施例为Y向伸缩气缸，所述Y向伸缩气缸固定在所述缓存输送带3上，所述Y向伸缩气缸包括用于剔除不良电芯的Y向推杆，所述Y向伸缩气缸的控制开关通过RS232、RS485或USB的串口连接方式与电性连接所述PLC控制器，PLC控制器控制Y向伸缩气缸的控制开关，使得Y向推杆在不良电芯经过时、将不良电芯推出缓存输送带3，从而剔除不良电芯。

如图14所示，所述第三电芯机械手6001设有第三X向移动装置6002、第三Y向移动装置6003及第三Z向移动装置6004(统称第三移动系统)，所述第三电芯机械手6001上安装有K个第三升降气缸6005，每个所述第三升降气缸6005的活塞杆连接有若干个第三电芯吸嘴6006，用于从所述缓存输送带3上的缓存下料工位3004上逐个吸取电芯，第三移动系统移动第三电芯机械手6001，将第三电芯吸嘴6006上的所有电芯装入位于电芯装盘工位5001上的料盘中。

如图1和图16所示，还包括安装在装盘平台9003上的料盘堆下料机构9，设有用于将装满电芯的料盘堆推出至料盘堆下料工位9001的料盘堆Y向移动装置9002；用于将所述料盘堆下料工位9001上的料盘堆搬走的第四机械手(图中未画出)，所述第四机械手设有XZ轴模组，可以将装满电芯的料盘堆搬走。

以上实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，凡依本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电芯压扁下料一体机，其特征在于，包括加工平台及设置于所述加工平台上的电芯上料装置、电芯压扁装置、电芯出料装置及控制器；

所述电芯压扁装置包括电芯施压机构、载物盒及转送机构，载物盒设置于转送机构上，转送机构受所述控制器的控制，驱动所述载物盒在载料工位、施压工位、出料工位间顺序切换；所述电芯施压机构受所述控制器的控制对装载于所述载物盒的电芯进行施压；

所述电芯上料装置在所述控制器的控制下将未施压的电芯移动至处于载料工位的所述载物盒中；

所述电芯出料装置在所述控制器的控制下将处于出料工位的所述载物盒中已施压的电芯移动至预存放工位。

2.根据权利要求1所述的电芯压扁下料一体机，其特征在于，所述转送机构为转盘及转盘旋转机构；所述转盘包括至少两个安装有载物盒的工位；所述转盘旋转机构用于驱动所述转盘旋转，实现工位转换。

3.根据权利要求1所述的电芯压扁下料一体机，其特征在于，所述施压工位上还设有电芯极耳短路检测机构，所述电芯极耳短路检测机构与控制器电连接。

4.根据权利要求3所述的电芯压扁下料一体机，其特征在于，所述一体机还包括安装在所述加工平台上的用于输送已施压电芯的缓存输送带，所述预存放工位设在所述缓存输送带上。

5.根据权利要求4所述的电芯压扁下料一体机，其特征在于，所述缓存输送带上设置有若干个产品容置位，其中包括上料工位、下料工位；在所述上料工位和下料工位之间还设置有补料工位；所述缓存输送带每传送一次步长，每两个产品容置位更替地位于所述补料工位；对应于补料工位设置有包括产品取放机构及产品检测组件的补料机构，所述产品检测组件检测所述补料工位当前对应的两个产品容置位是否容置有产品，所述产品取放机构可受控地抓取补料工位当前对应的产品容置位中单独存在的产品、并将该抓取的产品放入补料工位下一次对应的产品容置位中单独存在的欠品位进行物料补充；所述下料装盘机构对偶数个连续的产品进行夹取并装盘。

6.根据权利要求5所述的电芯压扁下料一体机，其特征在于，所述一体机还包括剔除机构，所述剔除机构位于所述上料工位与补料工位之间，并与控制器电连接；所述剔除机构包括用于对传送带上的产品进行视觉检测的视觉检测设备，及依据所述视觉检测设备的检测结果对不良品剔除的剔除动作机构。

7.根据权利要求6所述的电芯压扁下料一体机，其特征在于，所述视觉检测设备为CCD相机；所述剔除动作机构包括与所述补料工位对应产品容置位数量对应的用于将不良品剔除出所述传送带的推杆，及与所述推杆对应连接的第一Y向直线动力件。

8.根据权利要求4所述的电芯压扁下料一体机，其特征在于，所述一体机还包括装盘平台及设置于所述装盘平台上的电芯装盘工位、料盘堆上料工位、料盘搬运机构及电芯自动装盘机构；

所述装盘平台与所述加工平台固连；

所述料盘堆上料工位用于存放未装电芯的料盘堆；

所述料盘搬运机构用于将料盘从所述料盘堆上料工位移动至所述电芯装盘工位上；

所述电芯自动装盘机构用于多次往复从所述缓存输送带上移动若干个电芯至所述电芯装盘工位上的位于上层的第一料盘中。

9.根据权利要求8所述的电芯压扁下料一体机，其特征在于，所述一体机还包括用于调整所述电芯装盘工位上的料盘堆及所述第一料盘的高度的料盘高度调整机构。

10.根据权利要求8或9所述的电芯压扁下料一体机，其特征在于，所述一体机还包括安装在所述装盘平台上的料盘堆下料机构，所述料盘堆下料机构设有用于将装满电芯的料盘堆推出至料盘堆下料工位的Y向移动装置。

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