纽扣电池自动装配设备
技术领域
本发明涉及纽扣电池加工设备领域,尤其涉及一种纽扣电池自动装配设备。
背景技术
扣式电池也叫纽扣电池,是指外形如同纽扣的电池,其体积大者如1元硬币,小1者如衬衫扣子。因纽扣电池的体形小巧,其广泛的应用于小微型电子产品以及隐蔽式设计中。目前纽扣电池的尺寸及电容量较为固定,对于电子表记忆卡、遥控器、计数器等便于移动进行充电、受限于物品体积或者电量需求较低的物品通常仅配置一个纽扣电池供电即可满足使用需要。但对于电子秤、电动玩具或者工业无法使用导线进行供电的电子器件,如传感器等,单个纽扣电池的电容量无法满足使用需要,故存在不少将两个纽扣电池贴合一并使用的情况。然而由于工作环境以及安装纽扣电池的安装槽的变化,两个纽扣电池在无外力作用时极其容易分离,进而导致电路回路被切断。故需要将两个纽扣电池牢固地固定在一起。
目前主流加工方式使部分厂家采用人工再加工方式将将两个纽扣电池以胶黏或以固定带、塑料套等方式将二者进行固定,上述方式只能使两个纽扣电池在机械结构上被绑定,实质上两个纽扣电池之间的电连接仍然是不稳定的。而人工加工效率低,同时由于纽扣电池的体积小、对于人工操作而言过于复杂、所得产品质量亦不稳定。
基于此,提出本案申请。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种效率高、操作方便的纽扣电池二合一自动装配设备,解决现有技术中纽扣电池采用人工贴合再加工方式所带来的效率差、合格率低的问题,在提高生产效率的同时提高产品质量、使两个贴合加工为一体的纽扣电池之间的电连接关系稳定。
为实现上述目的,本发明提供一种纽扣电池自动装配设备,包括分别用于电池一、连接座和电池二上料的第一上料机构、第二上料机构和第三上料机构,用于将电池一与连接座焊接固定的第一焊接机构,用于将连接座与电池二焊接固定的第二焊接机构,以及转盘机构、取料机构,所述第一上料机构、第二上料机构、第一焊接机构、第三上料机构、第二焊接机构和取料机构围绕转盘机构分布,所述转盘机构以轮转方式将加工件轮转至下一机构。
所述转盘机构包括分度盘,分度盘的底部安装有传动箱和步进电机,所述步进电机的输出轴输出至传动箱中,所述传动箱的输出则与分度盘底部的转动轴传动配合驱动分度盘转动特定的角度;所述分度盘的上表面沿其径向安装固定有若干加工座,所述加工座的顶部设有用于放置电池的凹槽。
第一上料机构、第二上料机构和第三上料机构的结构相同,其包括输送和单品移栽两部分,输送部分包括振动盘、输送轨道、顶部边缘开设有与电池或连接座形状相适应的开槽的输送滑动座,输送轨道、输送滑动座的底部分别设有使二者与振动盘的出口位于同一水平高度上的可调支撑座,所述输送滑动座滑动安装于其可调支撑座上、输送滑动座的可调支撑座的底部设有上、下设置的气缸一与其固定连接、并设有气缸二驱动输送滑动座水平往复滑动。所述输送轨道的一端与振动盘的出口连通,所述输送轨道的另一端与输送滑动座贴近并垂直,当输送滑动座滑动至所述输送轨道的另一端出口处时,所述输送轨道的另一端出口与所述输送轨道上的开槽并排并连通。
单品移栽部分与输送部分相邻设置,其包括固定底板一、气缸三、气缸四,固定底板为7字形,其横向部分在上并开设有至少两个导向槽,两个所述导向槽上共同与一插接滑块滑动连接,所述气缸三水驱动插接滑块往复滑动;所述气缸四固定于所述插接滑块上,气缸四的底部固定安装有吸嘴。
所述第一焊接机构包括固定底板二、双点焊接头和一驱动双点焊接头上下运动的气缸五,所述焊接头的下方间隙配合有一焊接座。
所述第二焊接机构包括下压头和焊接两个部分,下压头包括固定底板三、气缸六和压头,所述气缸六固定安装于所述固定底板三上,所述压头固定于气缸六的活塞杆的底部并由所述气缸六驱动做上下往复运动,所述压头的形状、大小与电池相适应,所述压头中部设有一竖直通孔,正对于该竖直通孔设有一红外传感器;焊接部分包括两个相对设置的双点焊接头,所述双点焊接头沿分度盘的径向分布。所述加工座上的凹槽至其边缘设有与分度盘的径向平行的径向开槽;所述径向开槽的宽度小于所述凹槽的宽度、大于所述双点焊接头的宽度。
除所述第二焊接机构的下方的分度盘的加工座外,其余加工座均配设有一红外传感器,所述红外传感器沿所述分度盘的径向安装、并均固定于一传感器固定平台上。所述取料机构包括料槽和单品移栽两个部分。
本发明采用双导向槽配合插接滑块,一方面能够确保导向作用、始终保持运动方向不变、确保吸嘴运行轨迹的精确性,以便于吸嘴能够准确地将体积微小的纽扣电池吸起并转移至分度盘上的加工座的开槽中;另一方面,导向槽的加工更为简单、稳定性更高,其与插接滑块之间的连接结构也十分简单,相较于传动的丝杠传动机构、既便于加工、动作效率又高。
本发明进一步设置如下:所述输送滑动座的滑动方向的前、后两侧,分别间隙配合安装有一缓冲垫,所述缓冲垫于滑动方向上位置相错,所述缓冲垫可以放置输送滑动座超出行程运动,具有一定的限位作用,以便于输送滑动座在其行程的两端,能够分别与输送轨道的出口以及单品移栽部分的吸嘴精确定位,提高运动效率以及保障整体效率。同时,缓冲垫具有缓冲作用,可以避免输送滑动座受到冲击而影响其上的电池或电池与连接座的二合一连接体或两个电池与连接座的三合一连接体。
本发明进一步设置如下:所述插接滑块由一个“匚”和一个“I”形的部件插接固定连接为一体,既便于插接装配,也便于加工,同时也将与导向槽的接触维持于“匚”的部件上,避免因该接触所产生的滑动摩擦对该插接滑块的连接产生影响,确保插接滑块结构的稳定性,以便适应长时间工作。
为避免双点焊接头过度焊接引起电池爆炸,本发明进一步设置如下:所述焊接座对应焊接头的所在位置开设有供焊接头部分穿出的焊接开孔。
为避免电池被压坏,本发明进一步设置如下:所述气缸四的活塞杆端端部固定安装有一水平的连接板,所述连接板的底部中心通过一缓冲弹簧与所述吸嘴固定连接。
本发明的有益效果如下:
一、本发明通过结构相同的第一上料机构、第二上料集合、第三上料机构以及吸取动作部分结构类似的取料机构进行自动上料与取料,并结合分度盘和第一焊接机构、第二焊接机构进行自动焊接,从而实现了纽扣电池二合一加工的全部自动化加工,大大提高了加工的速度和效率,并以机械结构的精确加工方式确保产品质量的稳定,避免因人工加工出现的各种粗心上的纰漏导致产品合格率过低的情况发生。
二、本发明第一焊接机构采用竖直焊接的方式、第二焊接机构采用水平焊接的方式,从两个方向完成至少6处焊接点,大大加固了纽扣电池机械连接结构的稳定性,并通过多点、多处的焊接,也可以提高两个纽扣电池之间电连接的可靠性,即便其中任一处焊接点虚焊或后续焊点断开,两个纽扣电池之间的电连接关系可借由另五个焊接点继续维持,从而确保供电正常。
三、本发明第一焊接机构采用竖直焊接方式的同时,其是在连接座的中心与位于其下方的电池焊接固定,在经过第三上料机构放入第二个纽扣电池后,第二个电池会将前述位于中心的焊点压住,使其与外界隔离,进而能够有效确保该处焊接不受外界影响而被损坏。而在第二焊接机构采用水平焊接时,其是从相对的两处位置同时进行焊接的,即从两处侧边对连接座与放置于连接座上的第二个电池进行固定,不同于第一处固定,此处采用两处外固定方式,也从外部对上述三者所形成的连接体的整体结构的强度进行了优化,通过上述外部固定于内部固定两道措施,两个电池与连接座所焊接形成的三合一连接体的结构稳定。
简而言之,本发明在提高效率、简化机构结构的同时,还大大提高了产品的加工质量,其结构简单、使用方便。
附图说明
图1为本发明具体实施例的整体状态示意图;
图2为本发明具体实施例的整体示意图;
图3为本发明具体实施例的整体结构图;
图4为本发明具体实施例的整体俯视图;
图5为本发明具体实施例的第一上料机构正面立体图;
图6为本发明具体实施例的第一上料机构侧面立体图;
图7为本发明具体实施例的第一上料机构俯视图;
图8为本发明具体实施例的第一上料机构的输送部分立体图;
图9为本发明具体实施例的第一上料机构的单品移栽部分正面立体图;
图10为本发明具体实施例的第一上料机构的单品移栽部分背面立体图;
图11为本发明具体实施例的第一焊接机构立体图;
图12为本发明具体实施例的第二焊接机构的下压头结构立体图;
图13为本发明具体实施例的转盘机构立体图;
图14为本发明具体实施例的转盘机构俯视图;
图15为图14 A处放大示意图;
图16-1为本发明具体实施例的第一上料机构的上料过程示意图;
图16-2为本发明具体实施例的第二上料机构的上料过程示意图;
图16-3为本发明具体实施例的第一焊接机构的焊接过程示意图;
图16-4为本发明具体实施例的第三上料机构的上料过程示意图;
图16-5为本发明具体实施例的第二焊接机构的焊接过程示意图;
图17为本发明具体实施例的产品加工过程变化示意图;
附图标记:1—电池一,2—连接座,3—电池三,2-1—半成品,3—1—成品;
100—第一上料机构,200—第二上料机构,300—第一焊接机构,400—第三上料机构,500—第二焊接机构,600—取料机构,700—转盘机构,800—台面;
110—振动盘,120—输送轨道,121—可调支撑座一,130—输送滑动座,131—可调支撑座二,132—气缸一,133—气缸二,134—缓冲垫, 140—单品移栽结构,141—固定底板一,141a—导向槽, 142—气缸三,143—位置传感器,144—插接滑块,144a—“匚” 形插接件,144b—“I”形插接件,146—连接板,146a—缓冲弹簧感器,146b—吸嘴;
310—固定底板二,320—气缸五,330—双点焊接头一,340—焊接座,341—焊接开孔;
510—固定底板三,520—气缸六,530—红外传感器,540—压头安装座,550—压头,561—双点焊接头二,562—双点焊接头三;
710—分度盘,711—固定盘,711a—传感器固定平台,720—加工座,721—凹槽,722—径向开槽,730—红外传感器,740—步进电机,750—传动箱。
具体实施方式
实施例1
如图17所示,本实施例提供一种纽扣电池自动装配设备包括转盘机构700,其用于将两个电池——即电池一1与电池二3通过连接座2焊接为一个整体,从而实现纽扣电池二3合一,具体加工工序如下:上电池一1、上连接座2、焊接电池一1与连接座2形成半成品2-1、上电池二3、将电池二3与前述半成品2-1焊接为成品3-1、将成品3-1取下。结合图1-图4所示,对应上述加工工序,围绕转盘机构700依照工序依次设有用于电池一1上料的第一上料机构100、用于连接座2上料的第二上料机构200、用于将电池一1与连接座2焊接固定的第一焊接机构300、用于电池二3上料的第三上料机构400、用于将连接座2与电池二3焊接固定的第二焊接机构500和最终将成品3-1取下的取料机构600,转盘机构700用于以轮转输送方式带动其上的待加工工件转动至指定的机构下方以便于加工。
转盘机构700的具体结构参见图13-图14,其包括一个圆形的分度盘710,分度盘710的上表面沿其径向安装固定有6个加工座720,每个加工座720的结构相同,其顶部均设有用于放置电池的凹槽721。在该凹槽721的径向方向上,还设有径向开槽722与凹槽721连通。分度盘710的底部安装有传动箱750和步进电机740,步进电机740的输出轴输出至传动箱750中,传动箱750中设置有相应的传动结构将步进电机740的转动经过传动箱750放大后传递至分度盘710底部的转动轴上,使分度盘710转动。由于本实施例采用了步进电机740,其可以精确控制分度盘710的转动角度,从而精确地将工件输送至指定机构下方。当然,第一上料机构100、第二上料机构200、第一焊接机构300、第三上料机构400和第二焊接机构500、取料机构600等加工机构的加工的具体执行机构均需与分度盘710的分度线对准,以便于精确定位。
为了检测上述第一上料机构100、第二上料机构200、第一焊接机构300、第三上料机构400、取料机构600于执行其机构的相应加工动作之前,能够确认其下方的加工座720的凹槽721中已经放置有电池一1/电池一1与连接座2的叠加/电池一1已与连接座2焊接固定后的半成品2-1/电池一1、连接座2、电池二33三者焊接固定后的成品3-1,防止上述机构的无效操作,本实施例于分度盘710上设置了固定盘711,固定盘711位置固定、不发生转动,固定盘711上对应第一上料机构100、第二上料机构200、第一焊接机构300、第三上料机构400、取料机构600所在的分度盘710的径向方位上、设置了与加工座720径向相邻的5个传感器固定平台711a。每个传感器固定平台711a上均固定安装有一红外传感器或超声波传感器。
第一上料机构100、第二上料机构200和第三上料机构400的结构相同,参见图5-图7,第一取料机构600包括输送结构和单品移栽结构140两个部分,单品移栽部结构与输送结构相邻设置。
结合图9、图10所示,单品移栽结构140包括固定底板一141、气缸三142、气缸四,固定底板为7字形,其横向部分在上并开设有两个上下平行的导向槽141a,两个导向槽141a上共同滑动连接有插接滑块144。插接滑块144由一个”匚” 形插接件144a和一个”I”形插接件144b的部件插接固定连接为一体,装配时,需先使”匚” 形插接件144a的两个水平部分分别从固定底板一141的背面,穿过上、下带个导向槽141a至固定底板一141后,”匚” 形插接件144a的两个水平部分的端部再分别与”I”形插接件144b,当然,为了加强连接,卡接处可使用螺丝等连接件加强。如图10所示,气缸三142固定安装于在固定底板一141的背面,其活塞杆与插接滑块144的“匚”形插接件可拆卸固定连接驱动插接滑块144往复滑动。如图9所示,在固定底板一141的正面,插接滑块144的”I”形插接件144b的侧面与气缸四可拆卸固定连接,气缸四朝下设置、其活塞杆端端部固定安装有一水平的连接板146,连接板146的底部中心通过一缓冲弹簧146a与吸嘴146b固定连接,缓冲弹簧146a用于减缓吸嘴146b下降至电池一1或连接座2或电池二3上时的冲力,使吸嘴146b与电池一1或连接座2或电池二3“柔性接触”。
如图8所示,输送结构包括振动盘110、输送轨道120、输送滑动座130,输送轨道120的两端连接振动盘110与输送滑动座130,其作为一个中间输送结构,用于将工件从振动盘110中输送至输送滑动座130上。在第一上料机构100中,输送滑动座130的顶部边缘开设有与电池一1形状相适应的开槽,同时输送轨道120、输送滑动座130的底部分别设有可调支撑座一121、可调支撑座二131,通过调节可调支撑座一121、可调支撑座二131可使二者与振动盘110的出口位于同一水平高度上,以便于“无缝”衔接。顾名思义,输送滑动座130滑动安装于可调支撑座二131上、可调支撑座二131的底部设有气缸一132与其固定连接、用于驱动可调支撑座上下移动实现位置调节,可调支撑座二131好还固定安装有气缸二133,气缸二133的活塞杆的端部与输送滑动座130可拆卸固定连接,气缸二133用于驱动输送滑动座130水平往复滑动。本实施例中,输送轨道120的一端与振动盘110的出口连通,输送轨道120的另一端与输送滑动座130贴近并垂直,并且输送轨道120上的开槽最好设置于与输送轨道120相邻的输送滑动座130的顶部边缘,如图7所示,图中输送滑动座130的左侧边边沿与输送轨道120的右侧端的出口边沿相贴。
如此,当输送滑动座130滑动至输送轨道120的另一端出口处与其相对时,输送轨道120的另一端出口即可与输送轨道120上的开槽并排并连通,以便于输送轨道120中的工件从连接处进入到开槽中。再由气缸二133去送的输送滑动座130向单品移栽结构140一侧(图7中所示上侧)移动并移动至吸嘴146b的正下方。气缸四驱动吸嘴146b下降至输送滑动座130的开槽上将电池一11吸起,再由气缸三142驱动插接滑块144沿着导向槽141a想着分度盘710所在一侧移动并移动至分度盘710上加工座720的正上方,气缸四驱动吸嘴146b下降将电池一11放置于加工座720中心的凹槽721上,完成一次电池一11的一次上料动作。
输送滑动座3的滑动方向的前、后两侧,分别间隙配合安装有一缓冲垫134,缓冲垫134于滑动方向上位置相错,缓冲垫可以放置输送滑动座3超出行程运动,具有一定的限位作用,以便于输送滑动3座在其行程的两端,能够分别与输送轨道120的出口以及单品移栽部分的吸嘴146b精确定位,提高运动效率以及保障整体效率。
第二上料机构200与第三上料机构400与第一上料机构100的结构、过程相同,不再重复说明。
参见图11所示,第一焊接机构300包括固定底板二310、双点焊接头一330和气缸五320,固定底板二310竖直固定于台面800或地面上,气缸五320固定安装于固定底板顶部的横向延伸部上,其活塞杆上与双点焊接头一330的背面可拆卸固定连接。双点焊接头一330竖直设置,在其底部下方、与其间隔、平行设置有L形的焊接座340。L形的焊接座340的竖直部分的顶部固定于固定底板二310上、其水平部分对应焊接头的所在位置开设有供焊接头部分穿出的焊接开孔341。焊接开孔341的大小以限制双点焊接头一33的焊接部穿过时恰能与加工座720凹槽721中的连接座2与电池一1接触为准,以避免双点焊接头一33与电池一11过度接触,导致电池一1爆炸。
第一焊接机构300焊接时,气缸五320驱动双点焊接头一330下降,双点焊接头一330的焊接部分下降穿过焊接开孔341至限制位置时被卡住,气缸五320控制焊接头停留于该高度的时间应小于1s,最好于双点焊接头一330与电池一11接触后立即上升。该过程可以通过控制气缸的行程与工作间隙配合实现,该控制手段为本领域常用技术手段,不再于本实施例中详细展开。而为了提高气缸的工作效率和便于控制,本实施例中,所用的气缸五320可以采用行程为1cm~5cm的小行程气缸。
结合图3、图4中所示的第二焊接机构500以及图16-5中所示的第二焊接机构500的部分结构,第二焊接机构500包括下压头550结构和双点焊接头二561、双点焊接头三562,双点焊接头二561、双点焊接头三562的结构与双点焊接头330的结构相同,区别之处在于双点焊接头二561、双点焊接头三562分别一外、一内相对地沿分度盘710的径向分布于第二焊接机构500的加工工位对应的加工座720的两侧。参见图12所示,下压头550结构下压头550包括固定底板三510、气缸六520和压头550,气缸六520固定安装于固定底板三510上,压头550固定于气缸六520的活塞杆的底部并由气缸六520驱动做上下往复运动,压头550的形状、大小与电池相适应,压头550中部设有一竖直通孔,正对于该竖直通孔设有一红外传感器530。焊接部分包括两个相对设置的双点焊接头330。前述加工座720上的凹槽721延伸至其边缘处的径向开槽722,径向开槽722的宽度小于凹槽721的宽度、大于双点焊接头330的宽度,最好以大小以限制焊接头穿过时恰能与加工座720凹槽721中的半成品2-1与电池三3的侧面接触为准,避免过度接触引起爆炸。
第二焊接机构500焊接时,下压头550结构中的气缸六520先驱动压头550下降至此刻加工座720中的电池三3的上表面将电池三3以及其位于电池三3下方的半成品2-1固定并于二者最好无间隙配合,接着,再控制双点焊接头二561、双点焊接头三562向凹槽721移动,其焊接部穿过径向开槽722后与电池三3以及半成品2-1接触并短暂地停留(小于1s)后回复原位,即完成一次焊接。
本实施例第一上料机构100的上料过程如图16-1所示,单品移栽结构140通过输送结构将电池一1从振动盘110输送到输送滑动座130上,气缸二133驱动输送滑动座130滑动至单品移栽结构140的吸嘴146b下方,气缸四与气缸三142配合将电池一1从输送滑动座130的开槽转移至加工座720的凹槽721中。同时,传感器检测到电池一1放下,并将该检测结果上报至控制系统或控制器中。接着,由分度盘710转动一定角度,本实施例中分度盘710的转动角度为60°,将电池一1所在的加工座720以轮转方式运送至第二上料机构200的下方,如图16-2所示,第二上料机构200采用与第一上料机构100同样的机构与操作过程,将振动盘110中的连接座2转移到加工座720上并叠加于电池一1的上方。同样地,传感器检测到加工座720中有工件存在,将该检测结果上报至控制系统或控制器中。分度盘710再次转动60°,将叠加了电池一1与连接座2的加工座720移动到第一焊接机构300的下方,如图16-3所示,气缸五320控制双点焊接头一330下降穿过焊接座上的焊接开孔341与连接座2和电池一1的中心部分短暂接触进行焊接,此处加工形成半成品2-1。同样地,传感器检测到加工座720中有工件存在,将该检测结果上报至控制系统或控制器中。分度盘710再次转动60°,将放置有半成品2-1的加工座720转动至第三上料机构400的下方,由第三上料机构400将电池三3放入到该加工座720上。同样地,传感器检测到加工座720中有工件存在,将该检测结果上报至控制系统或控制器中。分度盘710再次转动60°,将放置有半成品2-1和电池三3的加工座720转动至第焊接机构的下方,下压头550结构从数值设置的红外传感器730530检测到加工座720有工件存在后,由双点焊接头二561和双点焊接头三562从径向内、外两侧将电池三3和半成品2-1焊接固定为一体,加工为成品3-1。
本发明提供一种将两个纽扣电池复合为一体的纽扣电池二3合一自动装配设备,其从上料、转移、焊接和取料全过程实现了自动,加工效率高,精确性和产品温度性也高于人工加工。