CN111540938A - 一种圆柱电池滚槽机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种圆柱电池滚槽机，包括依次设置的上料机构、焊接机构、上垫片机构、转料机构、滚槽机构以及注液机构；所述焊接机构包括焊接转盘，以及依次围设于所述焊接转盘的极耳整形装置、上焊针装置、焊接装置和取焊针装置；所述上垫片机构设有压片装置；所述滚槽机构包括滚槽料带和滚槽装置，所述滚槽装置和焊接装置内均设有压力传感器，所述转料机构用于将电池转移至滚槽料带上。本发明的圆柱电池滚槽机，结构布局合理且紧凑，依次对圆柱电池进行了上料、调整极耳、焊接，检测焊接质量、上垫片、滚槽以及注液，集成且优化了上述步骤，实现了电池滚槽的全自动加工，提高了生产效率，降低了人工成本。

Description

一种圆柱电池滚槽机

技术领域

本发明涉及电池生产设备技术领域，特别是关于一种圆柱电池滚槽机。

背景技术

在圆柱电池的生产过程中，在将电芯安装到电池外壳内之后，需要对将电芯极耳和电池外壳壳底进行焊接，并对焊接后的电池外壳进行滚槽处理。现有的设备的加工方式通常是将电池放置在流水线上，然后依次经过焊接装置，通过焊枪进行焊接，然后再通过滚槽机进行滚槽，然而，在将电池从来料处转移到流水线上时，通常是采用机械手进行转移，而机械手在夹取电池的过程中，会由于各种因素，譬如机械手的松动或者设备的振动、电池在来料时因外界因素导致的转动偏移等情况，使得电池极耳也发生了偏移，因此导致焊枪在焊接时位置的不精确。而且，由于每个电池均有其差异性，而焊枪在焊接时的注锡量以及滚槽机的滚槽力度通常是采用一个预设的值，因此会导致每个电池的焊接质量以及滚槽质量的参差不齐，从而降低了合格率。

发明内容

有鉴于此，本发明为解决上述技术问题，提供一种圆柱电池滚槽机。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种圆柱电池滚槽机，包括依次设置的上料机构、焊接机构、上垫片机构、转料机构、滚槽机构以及注液机构；所述焊接机构包括焊接转盘，以及依次围设于所述焊接转盘的极耳整形装置、上焊针装置、焊接装置和取焊针装置；所述上垫片机构设有压片装置；所述滚槽机构包括滚槽料带和滚槽装置，所述滚槽装置和焊接装置内均设有压力传感器，所述转料机构用于将电池转移至滚槽料带上。

进一步的，所述焊接转盘上设有电池卡槽和焊针卡槽，所述电池卡槽和焊针卡槽均为多个，并沿所述焊接转盘的边缘间隔分布，所述焊针卡槽上插设有焊针。

进一步的，所述极耳整形装置包括感应器和调节轮，所述感应器位于所述焊接转盘的上方，所述调节轮位于所述焊接转盘的一侧，并通过调节轮驱动系统驱动其转动和平移。

进一步的，所述上焊针装置和取焊针装置的结构相同，均包括焊针夹手和夹手驱动系统，所述焊针夹手位于焊接转盘的上方，所述夹手驱动系统包括多个气缸，所述多个气缸分别控制焊针夹手的移动和开合。

进一步的，所述上垫片机构包括料卷和上垫片转盘，所述料卷包括放料卷和收料卷，所述收料卷通过收料电机驱动；所述压片装置设于所述上垫片转盘的边缘处，所述上垫片转盘和焊接转盘的交汇处为电池的上垫片工位。

进一步的，所述压片装置包括真空压块和压块气缸，所述真空压块和压块气缸滑动连接，所述真空压块和压块气缸之间设有弹性缓冲件，所述真空压块的底部设有环形切刀。

进一步的，所述上垫片工位和取焊针装置之间设有焊接质量检测装置，所述焊接质量检测装置包括拉力夹和拉力夹驱动系统，所述拉力夹驱动系统用于控制拉力夹的升降和开合。

进一步的，所述转料机构包括转料盘、转料槽以及废料盒，所述转料盘上设有转料夹手，所述转料夹手通过转料气缸驱动；所述转料槽与滚槽料带相连接。

进一步的，所述上料机构包括来料输送带，所述来料输送带的末端设有上料盘，所述上料盘与所述焊接转盘相邻，所述上料盘上固定设有多个上料夹手，所述上料夹手通过上料气缸驱动。

进一步的，所述注液机构包括注液夹手、注液转盘、注液枪以及注液气缸，所述注液夹手位于滚槽料带的末端，所述注液转盘上设有注液台，所述注液枪固定于所述转盘上并位于所述注液台的上方，所述注液气缸与所述注液枪连接。

本发明相较于现有技术的有益效果是：

本发明的圆柱电池滚槽机，结构布局合理且紧凑，依次对圆柱电池进行了上料、调整极耳、焊接，检测焊接质量、上垫片、滚槽以及注液，将上述多个步骤集成在一台设备上，并且优化了焊接前的准备步骤，即通过对极耳进行调整以及采取插设焊针进行焊接的方式，提高了焊接成功率和焊接质量。另外，滚槽装置和焊接装置内设置有压力传感器，通过压力传感器的作用，可以根据焊枪和滚槽装置的滚刀所受到的压力来决定焊枪的焊锡注射量和焊接力度，以及滚槽装置滚刀的滚压力度，从而可以根据焊枪或者刀具的受到的压力来进行焊接或者滚槽，而非通过预设的固定值进行焊接或滚槽，以此可以提高电池焊接和滚槽过程的均一性，同时有效提高了焊接和滚槽的质量。

本发明采用了上料盘、焊接转盘、上垫片转盘、转料盘和注液转盘等多个转盘结构，以有效节省设备的整体占地面积，提高了空间的利用率，有效地减少了设备的占地面积。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构结构示意图。

图2为图1中部分结构的背部示意图。

图3为图1中部分结构的另一角度的背部示意图。

图4为图1中A处的局部放大图，即本实施例的上料机构的结构示意图。

图5为图1中B处的局部放大图，即本实施例的极耳整形装置的结构示意图。

图6为图2中C处的局部放大图，即本实施例的上焊针装置的机构示意图。

图7为图3中D处的局部放大图，即本实施例的焊接质量检测装置的结构示意图。

图8为图3中E处的局部放大图，即本实施例的压片装置的结构示意图。

图9为图1中F处的局部放大图，即本实施例的转料机构的结构示意图。

图10为图1中G处的局部放大图，即本实施例的滚槽机构的结构示意图。

图11为图1中H处的局部放大图，即本实施例的注液机构的结构示意图。

附图标记：1-焊接转盘；100-上料机构；110-来料输送带；120-上料盘；130-上料夹手；140-上料气缸；200-极耳整形装置；210-感应器；220-调节轮；230-支撑杆；300-上焊针装置；310-焊针夹手；320-夹手驱动系统；300a-取焊针装置；400-焊接装置；500-焊接质量检测装置；510-拉力夹；520-拉力夹驱动系统；600-上垫片机构；610-料卷；611-放料卷；612-收料卷；613-收料电机；620-上垫片转盘；700-压片装置；710-真空压块；720-压块气缸；730-弹性缓冲件；800-转料机构；810-转料盘；820-转料槽；830-废料盒；840-转料夹手；850-转料气缸；900-滚槽机构；910-滚槽装置；911-滚刀；920-滚槽料带；1000-注液机构；1010-注液夹手；1020-注液转盘；1030-注液枪；1040-注液气缸；1050-注液台。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合具体实施例及附图对本发明作进一步详细描述。

请参考图1-图11，本发明一较佳实施例为。

请参考图1-图3，一种圆柱电池滚槽机，包括依次设置的上料机构100、焊接机构、上垫片机构600、转料机构800、滚槽机构900以及注液机构1000；焊接机构包括焊接转盘1，以及依次围设于焊接转盘1的极耳整形装置200、上焊针装置300、焊接装置400和取焊针装置300a；上垫片机构600设有压片装置700；滚槽机构900包括滚槽料带920和滚槽装置910，滚槽装置910和焊接装置400内均设有压力传感器，转料机构800用于将电池转移至滚槽料带920上。本发明所加工的电池为电池安装到电池外壳后的半成品电池，先通过焊接机构和上垫片机构600完成电池外壳和电芯的焊底作业，使电芯的极耳与电池外壳底部焊接固定，焊接完成后再上垫片，从而完成滚槽前的电池作业，而后再进行对电池外壳进行滚槽，以卡住电芯，防止电芯脱离电池外壳，便于后续的作业，最后再对滚槽完成后的电池进行注液。需要说明的是，本发明的滚槽装置910和焊接装置400内设有的压力传感器，用于保证电池焊接质量和滚槽质量的均一性。具体的说，由于电池在移动和转移时总会因外界因素发生一定的偏差，譬如由于电池卡槽的间隙或者设备长期使用后的磨损导致的偏差，因此电池电芯在焊接时，或者电池外壳在滚槽时，通过压力传感器的作用，可以根据焊枪和滚槽机的滚刀911所受到的压力来决定焊枪的焊锡注射量和焊接力度，以及滚槽机滚刀911的滚压力度，从而可以根据焊枪或者刀具的实时压力来进行焊接或者滚槽，而非通过预设的固定值进行焊接或滚槽，以此可以提高电池焊接和滚槽过程的均一性，同时有效提高了焊接和滚槽的质量。

在本实施例中，焊接转盘1上设有电池卡槽和焊针卡槽，电池卡槽和焊针卡槽均为多个，并沿焊接转盘1的边缘间隔分布，焊针卡槽上插设有焊针。焊接转盘1通过电机控制转动，其转动方向为沿着极耳整形装置200、上焊针装置300、焊接装置400和取焊针装置300a的设置顺序转动，电池卡槽和焊针卡槽可以沿着焊接转盘1的径向平行设置，其中，电池卡槽的尺寸与电池外壳相匹配，用于放置电池。本实施例中的电池卡槽和焊针卡槽均设置在一个L型块上，电池卡槽和焊针卡槽分别设在L型块的两部分上，既充分地利用了焊接转盘1的空间，也方便了电池卡槽和焊针卡槽的加工与安装。

请参考图5，在本实施例中，极耳整形装置200包括感应器210和调节轮220，感应器210位于焊接转盘1的上方并通过支撑杆230进行固定，调节轮220位于焊接转盘1的一侧，并通过设置于调节轮220下方的调节轮220驱动系统驱动其转动和平移。感应器210可以采用光纤传感器，用于捕捉电池极耳的位置，并将极耳的位置信息传递给调节轮220驱动系统，调节轮220驱动系统可以是电机和气缸的组合，依据极耳的位置信息并通过气缸控制其移动，通过电机控制其转动，从而调整电池极耳位置，达到电池极耳方向保持一致的目的，以便于后续的焊接作业。

请参考图6，在本实施例中，上焊针装置300和取焊针装置300a的结构相同，均包括焊针夹手310和夹手驱动系统320，焊针夹手310位于焊接转盘1的上方，夹手驱动系统320包括多个气缸，多个气缸分别控制焊针夹手310的移动和开合。具体的说，焊针夹手310可根据实际需求设置多个，上述的多个气缸包括夹手开合气缸以及夹手升降气缸，其中，夹手开合气缸也可以设置多个，并分别用于控制夹手的开合，夹手升降气缸则用于控制所有夹手的升降。上焊针装置300的具体运作方式是将焊针从焊针卡槽中夹取出来，并插入到电芯上。取焊针装置300a的运作方式则与上焊针装置300相反，是用于将焊针从焊接完成的电池上取下并放回焊针卡槽。

请参考图6，本实施例的焊接装置400设于上焊针装置300和取焊针装置300a之间，主要用于完成电芯极耳与电池外壳之间的焊接。其基本结构与现有常用于电池外壳和电芯的焊接装置400相同，均是通过气缸和焊枪的配合进行焊接，需要说明的是，本实施例中的焊接装置400还增设了压力传感器用于实时获取焊接和注锡压力，以确保每个电池的焊接质量。

请参考图3，在本实施例中，上垫片机构600包括料卷610和上垫片转盘620，料卷610包括放料卷611和收料卷612，收料卷612通过收料电机613驱动；压片装置700设于上垫片转盘620的边缘处，其中，上垫片转盘620和焊接转盘1相邻设置，上垫片转盘620和焊接转盘1的交汇处为电池的上垫片工位。具体的说，放料卷611和收料卷612之间间隔设置，垫片料带起始时放置于放料卷611上，并通过收料卷612进行收料，收料电机613通过控制自身转速使得垫片料带从放料卷611处呈一定规律进行输送。其中，收料卷612和放料卷611之间还设有垫片输送轨道，垫片料带从放料卷611处经过垫片输送轨道再回到收料卷612处，压片装置700则位于垫片输送轨道的正上方。

请参考图8，在本实施例中，压片装置700包括真空压块710和压块气缸720，真空压块710和压块气缸720滑动连接，真空压块710和压块气缸720之间设有弹性缓冲件730，真空压块710的底部设有环形切刀。压片装置700在运作时，压块气缸720驱动真空压块710下压，其中，弹性缓冲件730可以是弹簧或者橡胶，主要起到缓冲以保护刀具的作用，真空压块710在下压过程中与垫片料带接触，并通过环形切刀切出一圆形垫片，真空压块710底部设有气孔，真空压块710利用气孔吸附圆形垫片，而后上垫片转盘620通过电机的驱动进行旋转，将吸附有圆形垫片的真空压块710移送到上垫片工位上，进行焊接后电池的上垫片作业。

请参考图7，在本实施例中，上垫片工位和取焊针装置300a之间设有焊接质量检测装置500，焊接质量检测装置500包括拉力夹510和拉力夹驱动系统520，拉力夹驱动系统520用于控制拉力夹510的升降和开合。具体的说，拉力夹驱动系统520可以是电机和气缸的组合，其中，电机用于控制拉力夹510的开合，气缸用于控制拉力夹510的升降，当然，拉力夹510的开合和升降也可以均采用气缸控制的方式进行实现。焊接质量检测机构在运作时，拉力夹510夹住电池外部裸露的极耳，用以测试电芯和电池外壳的焊接质量，并将检测信息储存并发送给转料机构800，再由转料机构800进行下一步作业。

请参考图9和图10，在本实施例中，转料机构800包括转料盘810、转料槽820以及废料盒830，转料盘810上设有转料夹手840，转料夹手840通过转料气缸850驱动；转料槽820与滚槽料带920相连接。转料机构800位于焊接转盘1转动的末端，即转料机构800用于转移焊接完成后并且已经上好垫片的电池，将电池转移到滚槽料带920上便于后续的滚槽。其中，转料盘810与焊接转盘1相邻，转料盘810由转料电机进行驱动，并通过转料夹手840夹取电池，转料机构800接收来自焊接质量检测机构的检测信息，并依据该信息决定是将电池转移到废料盒上还是转料槽820上。转料槽820则与滚槽料带920连接，滚槽料带920位于滚槽机滚刀911的下方，滚槽装置910采用的是现有技术中常用的滚槽设备，需要说明的是，本实施例中的滚槽装置910内还增设有压力传感器，利用压力传感器可以针对不同的电池采用不同的滚槽力度，使得每一个电池的滚槽质量更为均一。

请参考图4，在本实施例中，上料机构100包括来料输送带110，来料输送带110的末端设有上料盘120，上料盘120与焊接转盘1相邻，上料盘120上固定设有多个上料夹手130，上料夹手130通过上料气缸140驱动。上料盘120与焊接装置400相邻设置，以便于来料电池的转移，上料盘120上的上料夹手130用于夹取来料输送带110上的电池，并将其夹取至焊接转盘1的电池卡槽上，上料盘120通过上料电机的控制进行转动。

请参考图11，在本实施例中，注液机构1000包括注液加收1010、注液转盘1020、注液枪1030以及注液气缸1040，注液加收1010位于滚槽料带920的末端，注液转盘1020上设有注液台1050，注液枪1030固定于转盘上并位于注液台1050的上方，注液气缸1040与注液枪1030连接。注液机构1000与滚槽机构900相连接，用于为滚槽完成后的电池进行注液。本实施例采用单独的注液机构1000进行注液，即在滚槽料带920的末端单独设置注液机构1000，通过将电池先转移到注液机构1000上再进行注液的方式，一方面便于注液机构1000与滚槽机构900的安装和配合，另一方面可以有效防止电池漏注液的情况发生。

本实施例电池滚槽机的工作流程如下：上料机构100将电池从来料输送带110上夹取至焊接机构的焊接转盘1上，并通过电池卡槽固定，其中，焊接机构的运作方式为，焊接转盘1呈顺时针转动，依次经过用于调整电池极耳位置的极耳整形装置200、用于将焊针插到电池上的上焊针装置300、用于焊接电芯极耳和电池外壳的焊接装置400、以及用于取下电池上的焊针的取焊针装置300a，以及用于检测电池焊接后质量的焊接质量检测装置500。

上垫片机构600与焊接机构为独立运作，其中，放料卷611下料，并通过压片装置700截取出与电池相匹配的圆形垫片，通过上垫片转盘620转移至与焊接装盘交汇的位置，即上垫片工位，将圆形垫片放置到焊接完成并质量合格的电池上，此时，焊接转盘1继续转动至转料机构800。

转料机构800将焊接完成且质量合格的电池转移到滚槽料带920上进行后续滚槽机的滚槽作业，将焊接质量不合格的电池夹取至废料槽830中进行重加工，而滚槽完成后的电池则由注液机构1000进行注液，到此完成圆柱电池的滚槽加工。

虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种圆柱电池滚槽机，其特征在于，包括依次设置的上料机构、焊接机构、上垫片机构、转料机构、滚槽机构以及注液机构；所述焊接机构包括焊接转盘，以及依次围设于所述焊接转盘的极耳整形装置、上焊针装置、焊接装置和取焊针装置；所述上垫片机构设有压片装置；所述滚槽机构包括滚槽料带和滚槽装置，所述滚槽装置和焊接装置内均设有压力传感器，所述转料机构用于将电池转移至滚槽料带上。

2.根据权利要求1所述的一种圆柱电池滚槽机，其特征在于，所述焊接转盘上设有电池卡槽和焊针卡槽，所述电池卡槽和焊针卡槽均为多个，并沿所述焊接转盘的边缘间隔分布，所述焊针卡槽上插设有焊针。

3.根据权利要求2所述的一种圆柱电池滚槽机，其特征在于，所述极耳整形装置包括感应器和调节轮，所述感应器位于所述焊接转盘的上方，所述调节轮位于所述焊接转盘的一侧，并通过调节轮驱动系统驱动其转动和平移。

4.根据权利要求1所述的一种圆柱电池滚槽机，其特征在于，所述上焊针装置和取焊针装置的结构相同，均包括焊针夹手和夹手驱动系统，所述焊针夹手位于焊接转盘的上方，所述夹手驱动系统包括多个气缸，所述多个气缸分别控制焊针夹手的移动和开合。

5.根据权利要求1所述的一种圆柱电池滚槽机，其特征在于，所述上垫片机构包括料卷和上垫片转盘，所述料卷包括放料卷和收料卷，所述收料卷通过收料电机驱动；所述压片装置设于所述上垫片转盘的边缘处，所述上垫片转盘和焊接转盘的交汇处为电池的上垫片工位。

6.根据权利要求5所述的一种圆柱电池滚槽机，其特征在于，所述压片装置包括真空压块和压块气缸，所述真空压块和压块气缸滑动连接，所述真空压块和压块气缸之间设有弹性缓冲件，所述真空压块的底部设有环形切刀。

7.根据权利要求5所述的一种圆柱电池滚槽机，其特征在于，所述上垫片工位和取焊针装置之间设有焊接质量检测装置，所述焊接质量检测装置包括拉力夹和拉力夹驱动系统，所述拉力夹驱动系统用于控制拉力夹的升降和开合。

8.根据权利要求1所述的一种圆柱电池滚槽机，其特征在于，所述转料机构包括转料盘、转料槽以及废料盒，所述转料盘上设有转料夹手，所述转料夹手通过转料气缸驱动；所述转料槽与滚槽料带相连接。

9.根据权利要求1所述的一种圆柱电池滚槽机，其特征在于，所述上料机构包括来料输送带，所述来料输送带的末端设有上料盘，所述上料盘与所述焊接转盘相邻，所述上料盘上固定设有多个上料夹手，所述上料夹手通过上料气缸驱动。

10.根据权利要求1所述的一种圆柱电池滚槽机，其特征在于，所述注液机构包括注液夹手、注液转盘、注液枪以及注液气缸，所述注液夹手位于滚槽料带的末端，所述注液转盘上设有注液台，所述注液枪固定于所述转盘上并位于所述注液台的上方，所述注液气缸与所述注液枪连接。

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