CN111346840A - 陶瓷电芯检漏机 - Google Patents

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陈功洲
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Abstract

本发明揭示了一种陶瓷电芯检漏机，包括：上料机构和检测机构；上料机构包括：支架、X轴驱动装置、Z轴驱动装置以及夹爪，X轴驱动装置设置在支架上，Z轴驱动装置安装在X轴驱动装置的输出端上，夹爪设置于Z轴驱动装置的输出端；检测机构包括：固定架、移栽模组、酒精雾化装置以及下压驱动装置；固定架架设在移栽模组传送方向的两侧；下压驱动装置正对移栽模组；下压驱动装置包括：下压驱动装置，下模、上模、抽真空装置以及充氦装置；下模设置在移栽模组上，下压驱动装置设置在固定架上，上模设置在下压驱动装置的输出端，且上模正对下模，抽真空装置的抽气管穿设有密封垫；充氦装置的充气管连通上模。

Description

陶瓷电芯检漏机
技术领域
本发明涉及到电池生产的技术领域，特别是涉及到一种陶瓷电芯检漏机。
背景技术
在众多的储能技术中，以电化学储能的储能效果最大；相比于传统的锂离子电池以及铅酸电池，钠盐电池是一种高温钠电池，具有性质稳定、安全性高、循环寿命长、比能量高等优点，且其原材料易得且无毒，钠盐电池使用后的回收工艺简单且无污染。
钠盐电池属于新兴工艺技术电池，钠盐电池内的电芯为陶瓷电芯，陶瓷电芯的气密性直接影响着电池的性能，而目前市面上对于钠盐电池的陶瓷电芯气密性自动化检测设备是非常稀缺的，目前还是采用人工对单次对单个陶瓷电芯进行检测其气密性，因此需要设计一个对陶瓷电芯气密性自动检测的设备。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种陶瓷电芯检漏机，旨在解决现有采用人工对单个陶瓷电芯检测气密性效率低的技术问题。
本发明提出一种陶瓷电芯检漏机，包括：上料机构和检测机构；所述上料机构包括：支架、X轴驱动装置、Z轴驱动装置以及夹爪，所述X轴驱动装置设置在所述支架上，所述Z轴驱动装置安装在所述X轴驱动装置的输出端上，所述夹爪设置于所述Z轴驱动装置的输出端；所述检测机构包括：固定架、移栽模组、酒精雾化装置、下压驱动装置、下模、上模、抽真空装置以及充氦装置；所述固定架架设在所述移栽模组传送方向的两侧；所述下压驱动装置正对所述移栽模组；所述下模设置在所述移栽模组上，所述下压驱动装置设置在所述固定架上，所述上模设置在所述下压驱动装置的输出端，且所述上模正对所述下模，所述抽真空装置的抽气管穿设有密封垫；所述充氦装置的充气管连通所述上模；所述雾化装置包括：雾化驱动装置和雾化喷嘴，所述雾化驱动装置设置在所述固定架上，且位于所述上模的一侧，所述雾化驱动装置驱动所述雾化喷嘴朝向或者远离所述上模的正下方运动。
进一步，所述移栽模组至少设置两组，所述检测机构和所述酒精雾化装置均对应所述移栽模组设置件数；所述检测机构和所述移栽模组分别一一对应；所述上料机构还包括Y轴驱动装置，Y轴驱动装置15设置在X轴驱动装置12的输出端，Z轴驱动装置13设置在Y轴驱动装置15的输出端。
进一步，所述陶瓷电芯检漏机还包括：扫码机构；所述扫码机构包括摄像模组，所述摄像模组设置在所述固定架与所述下压驱动装置相邻的一侧上，且所述摄像模组设置于所述移栽模组的上方。
进一步，所述检测机构还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述下压驱动装置的输出端。
进一步，至少包括两个所述夹爪，所述上模和所述下模以及所述雾化喷嘴均对应所述夹爪的个数设置。
进一步，所述陶瓷电芯检漏机还包括：传送装置；所述检测机构设置于所述上料机构沿X轴运动方向的一端，所述传输装置设置在所述上料机构沿X轴运动方向的另一端；所述传送装置包括传送链条，所述传送链条的传送方向与所述移栽模组的传送方向垂直；所述传动链条上设置有载具。
进一步，所述传送装置还包括：两个上料固定气缸，两个所述上料固定气缸分别固定设置于所述传送链传输方向的两侧，两个所述上料固定气缸的输出端相对设置，且两个所述上料气缸的输出端均连接有夹持部。
进一步，所述陶瓷电芯检漏机还包括不良品收集装置；所述不良品收集设置于所述传送链条传送方向的一侧；所述不良品收集装置包括：三轴联动装置、机械手以及不良料盒盘，所述机械手设置在所述三轴联动装置的输出端，所述不良品料盘设置在所述机械手的下方。
进一步，所述传送链条上设置有不良品排出位。
进一步，所述传送链条上设置有良品收集位，所述良品收集位设置于所述传送链条传送方向的末端。
本发明带来的有益效果为：Z轴驱动装置驱动夹爪将电芯夹紧，并将电芯放置在下模内，移栽模组将电芯传送去上模下方，同时，雾化装置对上模进行喷雾，喷雾完备后，移栽模组将电芯传送至上模下方，下压驱动装置驱动下模下压，使上模和下模合围成一个密闭的外腔后，密封垫和电池电芯形成一个内腔，且抽真空装置的抽气空连通这个内腔，当下压驱动装置驱动下模下压，模和下模合围成一个密闭的外腔后，密封垫与陶瓷电芯形成内腔后，对内腔进行抽真空，接着往外腔充氦气，通过氦检质谱仪检测陶瓷电芯的泄漏率来判断电芯的气密性；检测完毕后，移栽模组将电芯远离下压驱动装置运送；同时还设置有传输装置，设置一个传输装置，既可以上料位置传输电芯，还可以将电芯传出至不良品排出工位和良品工位，设置有不良品收集装置和良品收集位，将检测完毕的电芯自动筛选出来。
附图说明
图1为本发明一实施例的陶瓷电芯检漏机的总装结构示意图；
图2为本发明一实施例中上料机构的结构示意图；
图3为本发明一实施例中检测机构的结构示意图；
图4为本发明一实施例中检测机构另一视角的结构示意图；
图5为本发明一实施例中传送装置的结构示意图；
图6为图5中A处放大示意图；
图7为本发明一实施例中陶瓷电芯检漏机的局部示意图。
图中：1、上料机构；11、支架；12、X轴驱动装置；13、Z轴驱动装置；14、夹爪；15、Y轴驱动装置；16、X轴滑轨；2、检测机构；21、固定架；22、移栽模组；23、酒精雾化装置；231、雾化驱动装置；232、雾化喷嘴；233、酒精罐；24、下压驱动装置；25、下模；26、上模；3、传送装置；31、传送链条；32、载具；33、上料固定气缸；34、不良品排出位；35、良品收集位；4、不良品收集装置；41、三轴联动装置；42、不良品料盘；43、机械手；5、扫码机构；6、压力传感器；7、电芯。
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合附图1-7对本发明进一步详细的说明。
一种陶瓷电芯检漏机，结合图1-4，包括：上料机构1和检测机构2；上料机构1包括：支架11、X轴驱动装置12、Z轴驱动装置13以及夹爪14，X轴驱动装置12设置在支架11上，Z轴驱动装置13安装在X轴驱动装置12的输出端上，夹爪14设置于Z轴驱动装置13的输出端；检测机构2包括：固定架21、移栽模组22、酒精雾化装置23、下压驱动装置24、下模25、上模26、抽真空装置以及充氦装置；固定架21架设在移栽模组22传送方向的两侧；下压驱动装置24设置在固定架21上，上模26设置在下压驱动装置24的输出端，下模25设置在移栽模组22上，抽真空装置(图中未示出)的抽气孔设置有密封垫；充氦装置(图中未示出)的充气管连通上模26；雾化装置包括：雾化驱动装置231和雾化喷嘴232，雾化驱动装置231设置在固定架21上，且位于上模26的一侧，雾化驱动装置231驱动雾化喷嘴232朝向或者远离上模26的正下方运动。
在本实施例中，还包括控制系统，控制各个装置的运行。X轴驱动装置12和Z轴驱动装置13设置为伺服电机，在伺服电机的输出端连接有丝杆，丝杆上滑动设置有安装块，在其他的实施例中，还可以采用气缸的驱动方式驱动或者是直线电机的驱动方式，X轴驱动装置12设置在支架11的其中一侧，支架11的另一侧设置有X轴滑轨16，X轴的传送方向与移栽模组22的传输方向一致，Z轴驱动装置13设置在X轴的输出端，且Z轴驱动装置13的驱动方向垂直移栽模组22。
酒精雾化装置23还包括设置在固定架21一侧的酒精罐233，酒精罐233连通酒精雾化喷嘴232，雾化驱动装置231驱动雾化喷嘴232朝向上模的正下方运动，使雾化喷嘴232正对上模26后对上模26进行喷雾处理，喷雾完毕后，雾化驱动装置231驱动雾化喷嘴232远离上模26的正下方运动；雾化驱动装置231设置为气缸。
整个检测机构2连接有氦检系统，移栽模组22设置为伺服电机驱动丝杆带动滑块做直线运动的驱动方式，移栽模组22带动下模25朝向或远离检测机构2运动，下压驱动装置24驱动下模25下压，使上模26和下模25合围成一个密闭的外腔后，抽真空装置的抽气管穿过上模26，密封垫设置在抽真空装置的抽气管伸进上模26的一端，且容纳于上模26内；密封垫和电池电芯7形成一个内腔，且抽真空装置的抽气管连通这个内腔，当下压驱动装置24驱动上模26下压，上模26和下模25合围成一个密闭的外腔，密封垫与陶瓷电芯7形成内腔，对内腔进行抽真空，接着往外腔充氦气，通过氦检质谱仪检测陶瓷电芯7的泄漏率来判断电芯7的气密性。
下模25内底部设置有弹簧缓冲垫，下模25的内侧设置有弹簧刀向压紧块，使电芯7与下模25内部存在一定的缓冲；Z轴驱动装置13驱动夹爪14将电芯7夹紧，并将电芯7放置在下模25内，移栽模组22将电芯7传送去上模26下方，同时，酒精雾化装置23对上模26进行喷雾，喷雾完备后，移栽模组22将电芯7传送至上模26下方，下压驱动装置24驱动下模25下压，使上模26和下模25合围成一个密闭的外腔后，密封垫和电池电芯7形成一个内腔，且抽真空装置的抽气管的一端连通这个内腔，当下压驱动装置24驱动下模25下压，上模26和下模25合围成一个密闭的外腔后，密封垫与陶瓷电芯7形成内腔，对内腔进行抽真空，接着往外腔充氦气，通过氦检质谱仪检测陶瓷电芯7的泄漏率来判断电芯7的气密性；检测完毕后，移栽模组22将电芯7远离检测机构2运送。
在一实施例中，移栽模组22至少设置两组，检测机构2和酒精雾化装置23均对应移栽模组22设置件数；检测机构2和移栽模组22分别一一对应；上料机构1还包括Y轴驱动装置15，Y轴驱动装置15设置在X轴驱动装置12的输出端，Z轴驱动装置13设置在Y轴驱动装置15的输出端。
在本实施例中，Y轴驱动装置15的输出端为Y轴驱动装置15和Z轴驱动装置13的连接处，Y轴驱动装置15驱动Z轴驱动装置13沿着Y轴运动；Y轴驱动装置15设置在移栽模组22的上方，Y轴驱动装置15驱动夹爪14朝向各个移栽模组22运动，在本实施例中，优选设置两个移栽模组22，对应的设置两个检测机构2酒精雾化装置23也设置两个，在对第一组电芯7结构进行检测的时间，另外一组的酒精雾化装置23可以对另一组的上模26进行喷雾处理；设置有两套检测机构2或是多套检测机构2，且两套检测机构2或是多套检测机构2交叉工作，在其中一个检测机构2进行检测的时候，可以对另外一个检测机构2进行预处理，当其中一个检测机构2检测完毕后，另一个检测机构2可以开始进行检测；如此交叉工作，加快了对电芯7的检测速度，进而加快了整个生产的进度。
在一实施例中，陶瓷电芯检漏机还包括：扫码机构5；扫码机构5包括摄像模组，摄像模组设置在固定架21与下压驱动装置24相邻的一侧上，且摄像模组设置在移栽模组22的上方。
在本实施例中，扫码机构5连接有MES系统，陶瓷电芯检漏机上设置有扫码工位，移栽模组22将电芯7传送到扫码工位进行扫码，条码信息上传到MES系统，扫码的同时，酒精酒精雾化装置23对上模26的橡胶密封嘴进行雾化润滑；设置扫码机构5，便于将电芯7一一区分，氦检系统将检测完的电芯7结果和MES的条码信息匹配，并记录不良品的具体位置，便于后期下料的时候，筛选出不良的电芯7。
在一实施例中，检测机构2还包括压力传感器6，压力传感器6设置在下压驱动装置24的输出端。
在本实施例中，设置压力传感器6，便于监控下压驱动装置24下压的压力，避免压力过大，损坏电芯7。
在一实施例中，至少包括两个夹爪14，上模26和下模25以及雾化喷嘴232均对应夹爪14的个数设置。
在本实施例中，优选的，夹爪14设置有5个，设置多个夹爪14以及下模25和上模26，同时对5组电芯7进行检测，加快了检测的速度，进而加快了整个上产的效率。
在一实施例中，结合图5和图6陶瓷电芯检漏机还包括：传送装置3；下压驱动装置24设置于上料机构1沿X轴运动方向的一端，传送装置3设置在上料机构1沿X轴运动方向的另一端；传送装置3包括传送链条31，传送链条31的传送方向与移栽模组22的传送方向垂直；传动链条上设置有载具32。
在本实施例中，传送装置3上设置有上料工位，将电芯7放置载具32上，传送链条31将电芯7传送至上料工位，上料机构1的夹爪14将电芯7夹紧，并运动至下模25上方，并将电芯7放置在下模25上，测试完的电芯7传输至靠近传送装置3，夹爪14将电芯7夹紧放置在传送链条31上的载具32上，传送链条31将电芯7朝远离上料机构1传送，便于工人手机测试完毕的电芯7。
在一实施例中，传送装置3还包括：两个上料固定气缸33，两个上料固定气缸33分别固定设置于传送链传输方向的两侧，两个上料固定气缸33的输出端相对设置，且两个上料气缸的输出端均连接有夹持部。
在本实施例中，传送装置3包括支座，传送链条31绕着支座运动，两个上料固定气缸33固定在支座上，且位于传送链条31的两侧，两个上料固定气缸33互相夹紧，将电芯7夹紧；待夹持部固定之后，两个上料固定气缸33松开，夹爪14将电芯7夹走；由于电芯7是陶瓷电芯7，陶瓷电芯7存在弯曲等问题，将电芯7夹紧后，便于夹爪14将电芯7夹紧。
在一实施例中，结合图4和图7，陶瓷电芯检漏机还包括不良品收集装置4；不良品收集装置4设置于传送链条31传送方向的一侧；不良品收集装置4包括：三轴联动装置41、机械手43以及不良品料盘42，机械手43设置在三轴联动装置41的输出端，不良品料盘42设置在机械手43的下方。
在本实施例中，三轴联动驱动装置驱动机械手43将不良品夹紧放置在不良品料盘42内，实现自动不良品的效果。
在一实施例中，传送链条31上设置有不良品排出位34。
在本实施例中，固定一个位置设置不良品排出位34，不良品排出位34的两侧均固定设置有夹紧气缸，夹紧气缸固定设置在支座上，当不良品排至不良品排出位34后，两个夹紧气缸将不良品夹紧，机械手43将不良品夹紧后，夹紧气缸松开，机械手43将不良品夹走，使机械手43运动至固定的排出位将电芯7夹走。
在一实施例中，传送链条31上设置有良品收集位35，良品收集位35设置于传送链条31传送方向的末端。
在本实施例中，良品收集位靠近下一个工序，且设置夹具将良品电芯7夹持传送至下一个工序，操作简单。
本发明实施的原理为：将电芯7放置在传送链条31上的载具32上面，控制系统控制传输链条31将电芯7传送至上料工位，控制上料固定气缸33将电芯7夹紧，Z轴驱动装置13驱动夹爪14将电芯7夹紧，上料固定气缸33将电芯7松开，Z轴驱动装置13驱动夹爪14将电芯7放置在其中一个下模25内，移栽模组22将电芯7向上模26下方运动，运动至扫码工位停下，扫码机构5对电芯7进行扫描，并将扫描的信息上传至MES系统；同时，酒精雾化装置23对上模26进行喷雾，喷雾完毕后，移栽模组22将电芯7传送至上模26下方，下压驱动装置24驱动下模25下压，使上模26和下模25合围成一个密闭的外腔后，密封垫和电池电芯7形成一个内腔，且抽真空装置的抽气空连通这个内腔，当下压驱动装置24驱动下模25下压，上模26和下模25合围成一个密闭的外腔后，密封垫与陶瓷电芯7形成内腔后，对内腔进行抽真空，接着往外腔充氦气，通过氦检质谱仪检测陶瓷电芯7的泄漏率来判断电芯7的气密性；移栽模组22将电芯7向上模26下方运动的同时，控制系统控制传输链条31传送，将待测的电芯7传输至上料工位，Z轴驱动装置13驱动夹爪14将电芯7夹紧，上料固定气缸33将电芯7松开，Z轴驱动装置13驱动夹爪14将电芯7放置在另一个下模25内；在其中一个检测机构2的氦检系统对电芯7检测的同时，另一个检测机构2的雾化喷嘴232对相对应上模26进行喷淋，并持续进行和上一个检测机构2相同的工作。在其中一个检测机构2进行检测的时候，可以对另外一个检测机构2进行预处理，当其中一个检测机构2检测完毕后，另一个检测机构2可以开始进行检测，且两个检测机构机构2对应同一个传输链条31工作，且在传出链条31传输的过程中，两个检测机构2同时交替工作；当其中一个检测机构2检测完毕后，移栽模组22将电芯7远离检测机构2运送，Z轴驱动装置13驱动夹爪14将电芯7放置在与上料工位相邻的空闲的载具上，控制系统控制传送链条31将检测好的电芯7朝向下料工位运动，与此同时，待检测的电芯7传送至上料工位后，上料固定气缸33将待测电芯7固定，夹爪14将电芯7夹至下模25，进行下一轮的测试；电芯7检测完毕后的结果与MES系统上的条码信息匹配，MES系统记录具体某个电芯7为不良品，当不良品传送至不良品排出工位34时，控制传输链条31停下，控制夹紧气缸将电芯7夹紧，待机械手43夹紧不良的电芯7后，夹紧气缸松开，控制机械手43将不良品夹至不良品料盒42，良品的电芯7继续传输至良品收集位，夹具将良品夹至下个工序。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种陶瓷电芯检漏机，其特征在于，包括：上料机构和检测机构；
所述上料机构包括：支架、X轴驱动装置、Z轴驱动装置以及夹爪，所述X轴驱动装置设置在所述支架上，所述Z轴驱动装置安装在所述X轴驱动装置的输出端上，所述夹爪设置于所述Z轴驱动装置的输出端；
所述检测机构包括：固定架、移栽模组、酒精雾化装置、下压驱动装置、下模、上模、抽真空装置以及充氦装置；所述固定架架设在所述移栽模组传送方向的两侧；所述下压驱动装置设置在所述固定架上，所述上模设置在所述下压驱动装置的输出端；且所述下压驱动装置正对所述移栽模组；所述下模设置在所述移栽模组上；所述抽真空装置的抽气管穿设有密封垫；所述充氦装置的充气管连通所述上模；
所述雾化装置包括：雾化驱动装置和雾化喷嘴，所述雾化驱动装置设置在所述固定架上，且位于所述上模的一侧，所述雾化驱动装置驱动所述雾化喷嘴朝向或者远离所述上模的正下方运动。
2.根据权利要求1所述的陶瓷电芯检漏机，其特征在于，所述移栽模组至少设置两组，所述检测机构和所述酒精雾化装置均对应所述移栽模组设置件数；所述检测机构和所述移栽模组分别一一对应；所述上料机构还包括Y轴驱动装置，所述Y轴驱动装置设置在所述X轴驱动装置的输出端，所述Z轴驱动装置设置在所述Y轴驱动装置的输出端。
3.根据权利要求2所述的陶瓷电芯检漏机，其特征在于，所述陶瓷电芯检漏机还包括：扫码机构；所述扫码机构包括摄像模组，所述摄像模组设置在所述固定架与所述下压驱动装置相邻的一侧上，且所述摄像模组设置于所述移栽模组的上方。
4.根据权利要求1所述的陶瓷电芯检漏机，其特征在于，所述检测机构还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述下压驱动装置的输出端。
5.根据权利要求1所述的陶瓷电芯检漏机，其特征在于，至少包括两个夹爪，所述上模和所述下模以及所述雾化喷嘴均对应所述所述夹爪的个数设置。
6.根据权利要求1所述的陶瓷电芯检漏机，其特征在于，所述陶瓷电芯检漏机还包括：传送装置；
所述检测机构设置于所述上料机构沿X轴运动方向的一端，所述传输装置设置在所述上料机构沿X轴运动方向的另一端；
所述传送装置包括传送链条，所述传送链条的传送方向与所述移栽模组的传送方向垂直；所述传动链条上设置有载具。
7.根据权利要求6所述的陶瓷电芯检漏机，其特征在于，所述传送装置还包括：两个上料固定气缸，两个所述上料固定气缸分别固定设置于所述传送链传输方向的两侧，两个所述上料固定气缸的输出端相对设置，且两个所述上料气缸的输出端均连接有夹持部。
8.根据权利要求6所述的陶瓷电芯检漏机，其特征在于，所述陶瓷电芯检漏机还包括不良品收集装置；所述不良品收集设置于所述传送链条传送方向的一侧；所述不良品收集装置包括：三轴联动装置、机械手以及不良料盒盘，所述机械手设置在所述三轴联动装置的输出端，所述不良品料盘设置在所述机械手的下方。
9.根据权利要求8所述的陶瓷电芯检漏机，其特征在于，所述传送链条上设置有不良品排出位。
10.根据权利要求6所述的陶瓷电芯检漏机，其特征在于，所述传送链条上设置有良品收集位，所述良品收集位设置于所述传送链条传送方向的末端。
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