CN111146524A - 一种去除锂电池铝合金外壳的装置 - Google Patents
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Abstract
一种去除锂电池铝合金外壳的装置，可解决手工去除锂电池铝合金外壳费时费力，效率低下的技术问题。包括除壳机组，所述除壳机组设置进料口和出料口；还包括控制模块，以及分别与控制模块通信连接的输送带进料模块、机械手投料模块、切割模块、抽取卷芯模块、极耳切割模块、材料送出模块；所述输送带进料模块和输送带材料送出模块分别设置在除壳机组的外部，输送带进料模块对应进料口，材料送出模块对应出料口；所述机械手投料模块、切割模块、抽取卷芯模块、极耳切割模块设置在除壳机组的内部，并依次对接设置；本发明采用自动化控制，按设定流程，机械化去除锂电池铝合金外壳，整个回收过程部实现了工业自动化，回收效率高。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池处理技术领域，具体涉及一种去除锂电池铝合金外壳的装置。
背景技术
锂电池中有大量的金属铜和锂电粉，均属于价值高昂的稀缺资源，市场上废旧的锂电池每年数以千万吨产生，回收处理这些废旧锂电池有极高的商业价值，锂电池的使用寿命在3年左右，目前废旧的锂电池种类繁多，有磷酸铁锂电池、钴酸锂电池、锰酸锂电池、手机锂电池、18650型锂电池、电动汽车锂电池等大量的废弃锂电池、回收这些废旧锂电池要首先分类、锂电池的种类不同所带来的价值不同，在锂离子电池负极材料中，除石墨化中间相碳微球(MCMB)、无定形碳、硅或锡类占据小部分市场份额外，天然石墨和人造石墨占据着90%以上的负极材料市场份额。
但是当前市场上在对锂电池回收处理中，去除锂电池铝合金外壳还主要采用手动，这样不仅费时费力，而且效率低下的技术问题。
发明内容
本发明提出的一种去除锂电池铝合金外壳的装置，可解决手工去除锂电池铝合金外壳费时费力，效率低下的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种去除锂电池铝合金外壳的装置，包括除壳机组，所述除壳机组设置进料口和出料口；
还包括控制模块，以及分别与控制模块通信连接的输送带进料模块、机械手投料模块、切割模块、抽取卷芯模块、极耳切割模块、材料送出模块；
所述输送带进料模块和输送带材料送出模块分别设置在除壳机组的外部，输送带进料模块对应进料口，材料送出模块对应出料口；
所述机械手投料模块、切割模块、抽取卷芯模块、极耳切割模块设置在除壳机组的内部，并依次对接设置；
其中，输送带进料模块把带铝合金外壳的锂电池放进入料输送带上输送到指定起步点的一号夹具上；
机械手投料模块启动双重夹具把锂电池从一号夹具夹起送进A切割室内的二号夹具上；
切割模块按照设定步骤对二号夹具上电池进行顶部切割，然后把电池取出，并送进指定位置；
然后抽取卷芯模块包括顶部移动夹具，所述顶部移动夹具把电池移动到四号夹具上，四号夹具锁定电池底部，移动夹具松开往上移动夹住电池顶盖，往上移动把电池内部卷芯抽出；
极耳切割模块包括B机械手和极耳切割机组，B机械手同步到位启动双夹具左夹具夹住卷芯，右夹具夹住合金外壳，同时极耳切割机组启动汽压推杆横向推动，从电池的正负极耳的中端横向切割，完成切割机组退回原位，切断正负极耳后电池顶盖与卷芯分离，移动夹具把电池顶盖移到收集器上方，松开夹具顶盖脱落在收集器内；
最后B机械手移动夹带外壳与卷芯离开B切割室进入出料输送带上端松开夹具，一边外壳掉进收集器内，卷芯掉进出料输送带上自动送出。
进一步的，输送带进料模块把带铝合金外壳的锂电池放进入料输送带上输送到机械手投料模块，机械手投料模块上设置感应器感应到物料到位，启动侧面送料推杆把锂电池横推到机械手送料指定起步点的一号夹具上。
进一步的，所述切割模块包括A切割室切割模块，A切割室切割模块包括切割机组一，所述切割机组一设置在一号夹具周边；
一号夹具锁定电池底部，周边切割机组一启动，切割机组一通过前后左右的螺杆式推杆滑动，从电池顶部设定距离处，进行从左到前到右到后部四个方位进行连惯性切割，切割完成后切割机组一退回原位。
进一步的，所述切割模块还包括B切割室切割模块，B切割室切割模块包括切割机组二和三号夹具，三号夹具锁定电池底部，两侧切割机组二启动通过从上往下的螺杆式推杆在两侧的轨道滑动，从电池两侧双锯刀从上至下切割，完成切割后机组退回原位上。
由上述技术方案可知，本发明的去除锂电池铝合金外壳的装置，分别完成顶部周边切割，两侧切割，极耳切割，抽取卷芯的六道自动化除壳工艺。使整个过程完整地完成去除外壳工作。整个过程都是数控操作机械电机与机械手完成，比起其他手动式设备安全高效。
本发明采用自动化控制，按设定流程，机械化去除锂电池铝合金外壳，整个回收过程部实现了工业自动化，回收效率高。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的输送带进料模块和切割模块示意图；
图3是本发明的切割模块结构示意图；
图4是本发明抽取卷芯结构模块示意图；
图5是本发明侧边切割过程示意图；
图6是本发明抽取卷芯过程示意图；
图7是本发明极耳切割过程示意图；
图8是本发明机械手材料送出过程示意图；
图9是本发明实施例的主控箱动力电路图；
图10是发明实施例的主控制器电路图；
图11是本发明实施例的控制模块的扩展模块示意图；
图12是本发明实施例的控制模块电路原理图；
图13是本发明实施例的控制系统接线图；
图14是本发明实施例的主控制柜PLC与机械手电控箱的12根信号接线图；
图15是本发明实施例的机械手电控箱与机械手指夹具气缸的松开与夹紧6根信号接线图。
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。
如图1所示，本实施例所述的去除锂电池铝合金外壳的装置，包括除壳机组1，所述除壳机组1设置进料口11和出料口12；所述除壳机组1的顶部设置排气口13；
还包括控制模块，以及分别与控制模块通信连接的输送带进料模块3、机械手投料模块、切割模块、抽取卷芯模块、极耳切割模块、材料送出模块；
所述输送带进料模块3和输送带材料送出模块分别设置在除壳机组1的外部，输送带进料模块对应进料口11，材料送出模块对应出料口12；
所述机械手投料模块、切割模块、抽取卷芯模块、极耳切割模块设置在除壳机组1的内部，并依次对接设置；
以下结合工作流程具体说明：
输送带进料过程：
所述输送带进料模块3包括料输送带31、感应器32、送料推杆33和一号夹具34；
把铝合金外壳锂电池2放进入输送带进料模块的料输送带31上输送进机械手操作室内，感应器32感应到物料到位，启动侧面送料推杆33把电池2横推到机械手送料指定起步点的一号夹具34上。
机械手投料过程：
机械手投料模块包括A机械手41和B机械手42；
A机械手启动双重夹具把锂电池夹起送进A切割室内的二号夹具43上。
切割模块包括A切割室51和B切割室52；
A切割室切割：
A切割室内设置A切割室切割模块，A切割室切割模块包括切割机组一511，所述切割机组一511设置在一号夹具34周边；
二号夹具43锁定电池底部，周边切割机组启动，切割机组通过前后左右的螺杆式推杆滑动，从电池顶部距离3毫米处，进行从左到前到右到后部四个方位进行连惯性切割，切割完成后切割机组退回原位。
机械手投料过程：
同时A机械手41马上夹带新的电池进行同步更换，把完成顶部切割的电池取出，把将要切割的电池投放入二号夹具43进行切割。连惯性把完成顶部切割的电池送进B切割室内的三号夹具61上。
切割室切割：
三号夹具61锁定电池底部，两侧切割机组62启动通过从上往下的螺杆式推杆在两侧的轨道滑动，从电池两侧双锯刀从上至下切割，完成切割后机组退回原位上。
抽取卷芯过程：
顶部移动夹具71启从上至下廷伸至电池顶部夹带电池，三号夹具61同步松开，移动夹具71把电池移动到四号夹具81上，夹具锁定电池底部。移动夹具71松开往上移动夹住电池顶盖，往上移动把电池内部卷芯抽出。
极耳切割过程：
B机械手42同步到位启动双夹具91左夹具夹住卷芯右夹具夹住合金外壳，同时极耳切割机组92启动汽压推杆93横向推动，从电池的正负极耳的中端横向切割，完成切割机组退回原位，切断正负极耳后电池顶盖与卷芯分离，移动夹具71把电池顶盖移到收集器10上方，松开夹具顶盖脱落在收集器10内。
机械手材料送出过程：
B机械手42移动夹带外壳与卷芯离开B切割室进入出料输送带上端松开夹具，一边外壳掉进收集器内，卷芯掉进出料输送带上自动送出。
下面对本发明实施例的控制部分进行说明：
如图9所示，总控部分分别供应两组链板电机、吸尘器、两组机器人和两组控制电箱的主电源。
如图10所示，本发明实施例的控制部分采用 L60MR PLC控制器， L60MR PLC控制器分别是控制组内的气缸与机械手的动态电机与手指汽缸的控制模块。如图所示上端是接收信号通道，下端是输出控制信号通道。
如图11所示，E40RD PLC控制器扩展是扩展控制模块，控制安全门与多个夹具气缸的动态运作，图示上端是信号输入通道，下端是控制信号输出通道。
如图12所示，本发明实施例的控制系统电路图分别是控制X轴伺服马达系统、Y轴伺服马达、Z轴伺服马达、主轴电机等的多个用电单元的供电系统电路图。
如图13所示，本实施例主控制柜控制模块输出信号与DDHM 电路板与伺服马达控制单元的信号联机对接。
图14是主控制柜PLC与机械手电控箱的12根信号接线图，其中主控制柜与机器手联机信号线，采用12芯电缆线和12芯航空插头；
图15是机械手电控箱与机械手指夹具气缸的松开与夹紧6根信号接线图，其中6芯电缆线采用柔性电缆。
由上可知，本发明实施例机组工作流程分别为：输送带进料，机械手投料，A切割室切割，B切割室切割，抽取卷芯，极耳切割，输送带出料。分别完成顶部周边切割，两侧切割，极耳切割，抽取卷芯的六道自动化除壳工艺。使整个过程完整地完成去除外壳工作。整个过程都是数控操作机械电机与机械手完成，比起其他手动式设备安全高效。为锂电池后市场材料回收行业带来极大的高效发展商机。
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)
1.一种去除锂电池铝合金外壳的装置，包括除壳机组，所述除壳机组设置进料口和出料口；其特征在于：
还包括控制模块，以及分别与控制模块通信连接的输送带进料模块、机械手投料模块、切割模块、抽取卷芯模块、极耳切割模块、材料送出模块；
所述输送带进料模块和输送带材料送出模块分别设置在除壳机组的外部，输送带进料模块对应进料口，材料送出模块对应出料口；
所述机械手投料模块、切割模块、抽取卷芯模块、极耳切割模块设置在除壳机组的内部，并依次对接设置；
其中，输送带进料模块把带铝合金外壳的锂电池放进入料输送带上输送到指定起步点的一号夹具上；
机械手投料模块启动双重夹具把锂电池从一号夹具夹起送进A切割室内的二号夹具上；
切割模块按照设定步骤对二号夹具上电池进行顶部切割，然后把电池取出，并送进指定位置；
然后抽取卷芯模块包括顶部移动夹具，所述顶部移动夹具把电池移动到四号夹具上，四号夹具锁定电池底部，移动夹具松开往上移动夹住电池顶盖，往上移动把电池内部卷芯抽出；
极耳切割模块包括B机械手和极耳切割机组，B机械手同步到位启动双夹具左夹具夹住卷芯，右夹具夹住合金外壳，同时极耳切割机组启动汽压推杆横向推动，从电池的正负极耳的中端横向切割，完成切割机组退回原位，切断正负极耳后电池顶盖与卷芯分离，移动夹具把电池顶盖移到收集器上方，松开夹具顶盖脱落在收集器内；
最后B机械手移动夹带外壳与卷芯离开B切割室进入出料输送带上端松开夹具，一边外壳掉进收集器内，卷芯掉进出料输送带上自动送出。
2.根据权利要求1所述的去除锂电池铝合金外壳的装置，其特征在于：输送带进料模块把带铝合金外壳的锂电池放进入料输送带上输送到机械手投料模块，机械手投料模块上设置感应器感应到物料到位，启动侧面送料推杆把锂电池横推到机械手送料指定起步点的一号夹具上。
3.根据权利要求2所述的去除锂电池铝合金外壳的装置，其特征在于：所述切割模块包括A切割室切割模块，A切割室切割模块包括切割机组一，所述切割机组一设置在一号夹具周边；
一号夹具锁定电池底部，周边切割机组一启动，切割机组一通过前后左右的螺杆式推杆滑动，从电池顶部设定距离处，进行从左到前到右到后部四个方位进行连惯性切割，切割完成后切割机组一退回原位。
4.根据权利要求3所述的去除锂电池铝合金外壳的装置，其特征在于：所述切割模块还包括B切割室切割模块，B切割室切割模块包括切割机组二和三号夹具，三号夹具锁定电池底部，两侧切割机组二启动通过从上往下的螺杆式推杆在两侧的轨道滑动，从电池两侧双锯刀从上至下切割，完成切割后机组退回原位上。
5.根据权利要求1所述的去除锂电池铝合金外壳的装置，其特征在于：
所述除壳机组顶部设置排气口。
6.根据权利要求1所述的去除锂电池铝合金外壳的装置，其特征在于：
所述控制模块采用PLC控制。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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