CN111969169A - 电芯自动加工设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电芯自动加工设备，属于电池制造技术领域。本申请提出一种电芯自动加工设备，包括极耳焊接装置，用于将电芯的同极性的多层极耳焊接为一体；电芯入壳装置，电芯入壳装置对接极耳焊接装置，用于将电芯送入底壳内，并将电芯的极耳与底壳焊接为一体；以及壳盖激光焊接装置，壳盖激光焊接装置对接电芯入壳装置，用于将壳盖与底壳焊接为一体。相对于现有的电芯自动加工设备，本申请实施例中的电芯自动加工设备能够实现异形非规则电池的自动化生产，提高了生产效率。

Description

电芯自动加工设备

技术领域

本申请涉及电池制造技术领域，具体而言，涉及一种电芯自动加工设备。

背景技术

现有的电芯自动加工装置主要用于加工规则的圆柱电芯，例如绕卷式电芯等。而对于异形、且正负极耳沿着电芯的周向布置的电芯，现有的电芯自动加工装置尚不能满足该类电芯的自动化加工及生产。

发明内容

为此，本申请提出一种电芯自动加工装置，能够实现异形非规则电池的自动化生产，提高了生产效率。

本申请的实施例提出一种电芯自动加工设备，包括极耳焊接装置，用于将电芯的同极性的多层极耳焊接为一体；电芯入壳装置，电芯入壳装置对接极耳焊接装置，用于将电芯送入底壳内，并将电芯的极耳与底壳焊接为一体；以及壳盖激光焊接装置，壳盖激光焊接装置对接电芯入壳装置，用于将壳盖与底壳焊接为一体。

相对于现有的电芯自动加工设备，本申请实施例中的电芯自动加工设备能够实现异形非规则电池的自动化生产，提高了生产效率。

另外，根据本申请实施例的电芯自动加工设备还具有如下附加的技术特征：

根据本申请的一些实施例，极耳焊接装置包括治具回流线，治具回流线上沿其行进路径设有同步移动的回流治具；焊接段，焊接段临近治具回流线布置，用于依次焊接回流治具中的电芯的两侧极耳；以及贴胶段，贴胶段与焊接段对接，用于将极耳的焊印面和电芯的周壁贴胶，并输出贴胶合格的电芯。通过该种布置形式，能够焊接电芯的两侧极耳，生产效率高。

根据本申请的一些实施例，治具回流线还包括回流台，回流台用于带动回流治具移动，回流台上设有多个加工位；以及压紧防抖机构，压紧防抖机构用于将位于加工位上的回流治具压紧于回流台。通过该种布置形式，不仅保证了回流治具的稳定性，还利于其他上料或取料机构对电芯精准定位。

根据本申请的一些实施例，多个加工位成排布置，压紧防抖机构包括驱动机构和联动轴，驱动机构能够驱动联动轴转动，以通过联动轴推动位于成排的加工位的多个回流治具同步压紧于回流台。该种布置形式构造简单，且传动稳定准确。

根据本申请的一些实施例，贴胶段包括极耳贴胶工位，极耳贴胶工位用于在极耳的焊印面贴保护胶，并进行贴胶质量检测后输出贴胶合格的电芯；以及周壁包胶工位，周壁包胶工位对接极耳贴胶工位，用于在电芯的周壁包绕胶，并进行包胶质量检测后输出包胶合格的电芯。通过贴胶段可对电芯的极耳和周壁进行贴胶，能提高电芯的可靠性。

根据本申请的一些实施例，焊接段包括两个极耳焊接工位和位置切换机构，每个极耳焊接工位对应电芯的一侧极耳，位置切换机构布置于两个极耳焊接工位之间，用于转动电芯，以使未处理的极耳朝外。通过该种布置形式，使用同样的极耳焊接工位即能够依次焊接电芯的两侧极耳，降低组装成本。

根据本申请的一些实施例，电芯入壳装置包括入壳转盘，入壳转盘上沿其周向设有同步转动的多个底壳治具；底壳上料机械手，底壳上料机械手用于将底壳上料至底壳治具；电芯上料机械手，电芯上料机械手对接极耳焊接装置，用于将电芯上料至底壳治具上的底壳内，并撑开电芯的两侧极耳，以使极耳与底壳的内壁接触；以及激光焊接机构，激光焊接机构用于将电芯的极耳与底壳焊接为一体。通过该种布置形式，能够高效进行底壳和电芯的组装焊接。

根据本申请的一些实施例，电芯入壳装置还包括下垫片上料机构，下垫片上料机构用于在电芯送入底壳之前把下垫片送入底壳的内部；以及上垫片上料机构，下垫片上料机构用于在电芯送入底壳之后把上垫片送入底壳的内部。在底壳治具上即完成垫片的组装工作，能够简化了整个电芯自动加工设备。

根据本申请的一些实施例，壳盖激光焊接装置包括壳盖焊接工位，用于将焊接有电芯的壳体与壳盖焊接为一体；电芯移载机械手，用于将焊接有电芯的壳体送至壳盖焊接工位；以及壳盖上料纠偏机构，用于根据焊接有电芯的壳体调整壳盖的位置，再将其送至壳盖焊接工位，以使壳盖与焊接有电芯的壳体的位置对应。通过该种布置形式能够同时焊接两组电池，且能够准确地将底壳与壳盖对接。

根据本申请的一些实施例，电芯自动加工设备还包括成品检测装置，成品检测装置与壳盖激光焊接装置对接，成品检测装置包括成品CCD视觉检测机构，用于挑选出壳盖激光焊接装置输出的良品；以及成品Hipot检测机构，用于对良品做绝缘电阻测试，输出合格的电池。通过该种布置形式，先CCD视觉检测，再Hipot检测，能够合理地提高检测效率，提高电池成品合格率。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的电芯自动加工设备的平面布置图；

图2为本申请实施例提供的电芯自动加工设备中极耳焊接装置的平面布置图；

图3为本申请实施例提供的电芯自动加工设备中电芯入壳装置、壳盖激光焊接装置和成品检测装置的平面布置图；

图4为本申请实施例提供的电芯自动加工设备中治具回流线的局部结构图；

图5为本申请实施例提供的电芯自动加工设备中回流治具的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的电芯自动加工设备中位置切换机构的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的电芯自动加工设备中极耳贴胶工位的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的电芯自动加工设备中极耳Hipot检测台的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的电芯自动加工设备中包胶机构的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的电芯自动加工设备中绕胶检测机构的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的电芯自动加工设备中底壳上料工位的机构示意图；

图12为本申请实施例提供的电芯自动加工设备中电芯上料机械手的结构示意图；

图13为本申请实施例提供的电芯自动加工设备中下垫片上料机构的结构示意图；

图14为本申请实施例提供的电芯自动加工设备中壳盖激光焊接装置的机构示意图；

图15为本申请实施例提供的电芯自动加工设备的工作流程图；

图16为与本申请实施例提供的电芯自动加工设备相对应的电芯的结构示意图(极耳折弯之前)；

图17为图12中A处的局部放大图。

图标：100-电芯自动加工设备；200-极耳焊接装置；210-治具回流线；211-回流治具；2111-治具本体；2112-滚轮；2113-电芯放置位；2114-第一压板；2115-第二压板；2116-连接板；2117-挡板；2118-开夹处；212-回流台；2121-加工位；213-压紧防抖机构；2131-驱动机构；2132-联动轴；2133-微动轴承；220-焊接段；221-第一极耳焊接工位；2211-极耳裁切机构；2212-极耳超声波焊接机构；2213-印拍平裁切机构；2214-第一焊台；2215-第二焊台；222-第二极耳焊接工位；223-位置切换机构；2231-第一单轴机械手；2232-电机；2233-执行端；2234-电机升降机构；224-除尘机构；230-贴胶段；231-极耳贴胶工位；2311-供胶机构；2312-第二单轴机械手；2313-贴胶头；2314-贴胶CCD视觉检测机构；2315-升降驱动气缸；2316-保护胶节段放置位；2317-极耳Hipot检测台；2318-压紧块；2319-检测头；232-周壁包胶工位；2321-包胶机构；2322-绕胶检测机构；2323-电芯定位机构；2324-下压机构；2325-第三单轴机械手；2326-CCD相机；2327-第一光源；2328-第二光源；2329-绕胶检测架；300-电芯入壳装置；310-入壳转盘；311-底壳治具；320-底壳上料机械手；330-电芯上料机械手；331-吸附机构；332-整形机构；333-撑片驱动机构；334-撑片；335-撑片升降驱动机构；336-基座；340-激光焊接机构；350-下垫片上料机构；351-供料盘；352-收卷盘；353-吸垫机构；354-收卷驱动机构；355-第四单轴机械手；356-转动调节电机；357-吸垫位；360-上垫片上料机构；370-底壳上料工位；371-满托盘位；372-转移机构；373-承接机构；374-升降台；375-出料驱动机构；380-送折弯机械手；400-壳盖激光焊接装置；410-壳盖焊接工位；420-电芯移载机械手；430-壳盖上料纠偏机构；431-壳盖预定位机构；432-取料纠偏机构；433-壳盖CCD视觉检测工位；450-底壳坐标获取机构；500-成品检测装置；510-电池上料机构；520-成品CCD视觉检测机构；530-成品Hipot检测机构；540-电池下料机构；600-电芯；610-电芯本体；611-上表面；612-下表面；613-周壁；614-下边缘；620-第一极耳；630-第二极耳。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

请参照图1，本申请实施例的电芯自动加工设备100，包括极耳焊接装置200、电芯入壳装置300和壳盖激光焊接装置400。极耳焊接装置200用于将电芯600的同极性的多层极耳焊接为一体；电芯入壳装置300对接极耳焊接装置200，用于将电芯送入底壳内，并将电芯的极耳与底壳焊接为一体；壳盖激光焊接装置400对接电芯入壳装置300，用于将壳盖与底壳焊接为一体。

请参照图16，在本申请的描述中，电芯自动加工设备100用于批量生产叠片式非规则圆柱电池，该电池包括电芯600、底壳和壳盖。电芯600的形状为异形，电芯600包括电芯本体610、第一极耳620和第二极耳630。为了便于描述，电芯本体610包括上表面611、下表面612、周壁613以及下边缘614。第一极耳620和第二极耳630基于下边缘614，从下边缘614大致垂直向外凸出于电芯本体610的周壁613，且布置于周壁613的相对的两侧。

而现有的电芯自动加工设备主要加工规则的卷绕式圆柱电池，尚不能批量生产本申请实施例中提到的该种电池。相对于现有的电芯自动加工设备，本申请实施例中的电芯自动加工设备100能够实现异形非规则电池的自动化生产，提高了生产效率。

下述本申请实施例的电芯自动加工设备100中各装置的结构与相互对接关系。

请参照图2，极耳焊接装置200用于将电芯600的同极性的多层极耳焊接为一体。

在本申请的一些实施例中，极耳焊接装置200包括治具回流线210、焊接段220和贴胶段230。

下述阐述一种示例形式的治具回流线210的构造。

请参照图4，治具回流线210包括回流台212和压紧防抖机构213。其中，回流台212上沿其行进路径设有同步移动的回流治具211，回流治具211用于携带电芯600。

回流台212包括机架、主动转盘、从动转盘和同步带，主动转盘和从动转盘安装于机架，并共同支撑并驱动同步带行进。回流治具211的数量有多个，多个回流治具211间隔布置于同步带，在同步带的带动下，多个回流治具211同步回流行进。

每个回流治具211能够携带两个电芯600，两个电芯600呈相同角度放置于回流治具211内。

请参照图5，作为一种示例形式,回流治具211包括治具本体2111、滚轮2112、第一压板2114、第二压板2115、连接板2116、挡板2117。治具本体2111上设有两个电芯放置位2113，每个电芯放置位2113对应一个电芯600，电芯600倒放于电芯放置位2113中，使第一极耳620和第二极耳630位于上侧，其中一个极耳朝外。第一压板2114滑动安装于治具本体2111，第一压板2114的下侧对应电芯放置位2113，并用于压紧电芯600。第二压板2115能够压紧第一压板2114，以保证治具本体2111在行进过程中第一压板2114能够将电芯600压紧于电芯放置位2113内。挡板2117用于对电芯600的周壁613的外端定位。滚轮2112用于与回流台212上的滑轨配合，连接板2116用于与回流台212的同步带相连，在同步带的带动下，回流治具211能够沿着回流台212的行进轨迹行进，以移送电芯600。

请参照图4，回流台212上设有多个加工位2121(每个回流治具211在图4中所处的位置均为加工位2121)。当回流治具211停于加工位2121时，压紧防抖机构213用于将位于加工位2121上的回流治具211压紧于回流台212，既防止回流治具211发生抖动，还便于外部的机构准确定位，以便于加工回流治具211中的电芯600。

在本申请的一些实施例中，多个加工位2121成排布置，压紧防抖机构213包括驱动机构2131和联动轴2132。驱动机构2131为气缸，安装于机架，通过连杆机构驱动联动轴2132转动。每个加工位2121设有一个微动轴承2133，多个加工位2121的微动轴承2133均与联动轴2132相连。在驱动机构2131的作用下，当联动轴2132转动时，能够同时推紧微动轴承2133，通过微动轴承2133将其所对应的回流治具211压紧于回流台212。

容易理解的，通过该种布置形式，能够使用一个驱动机构2131同时压紧多个加工位2121的回流治具211，简单高效。

同样地，回流台212上另一侧的多个加工位2121也成排布置，也通过压紧防抖机构213来将停于该排加工位2121的多个回流治具211压紧于回流台212。

进一步地，在多个加工位2121中的部分加工位2121为开夹位，可开夹位上对应地设有开夹机构(图中未示出)。当回流治具211停于开夹位时，开夹机构作用于回流治具211的开夹处2118，以打开电芯放置位2113，以便放入或取出电芯600。

可选地，电芯放置位2113内设有真空气道，将电芯600吸附于坑位内。

在本申请描述中，将待经极耳焊接装置200处理之前的电芯600称为裸电芯。多个裸电芯缓存于弹夹中，通过外部的机械手将两个裸电芯上料至一个回流治具211内，使电芯600倒置(即下表面612朝上)，第一极耳620朝外。

请参照图2，焊接段220临近治具回流线210布置，用于依次焊接回流治具211中的电芯600的第一极耳620和第二极耳630。

下述阐述一种示例形式的焊接段220的构造。

焊接段220包括第一极耳焊接工位221、第二极耳焊接工位222和位置切换机构223。

第一极耳焊接工位221和第二极耳焊接工位222的构造相同，第一极耳焊接工位221和第二极耳焊接工位222分别对应电芯600的一个极耳，两个极耳焊接工位分别先、后用于焊接电芯600的第一极耳620和第二极耳630。

以第一极耳焊接工位221为例,第一极耳焊接工位221包括极耳裁切机构2211、极耳超声波焊接机构2212和焊印拍平裁切机构2213。其中，极耳裁切机构2211用于对电芯600的同极性的多层极耳(即第一极耳620)收拢并裁切整齐；极耳超声波焊接机构2212用于将同极性的多层极耳与TAB料焊接为一体；焊印拍平裁切机构2213用于整平焊接后的第一极耳620。

具体而言，由于每个回流治具211能够携带两个电芯600，本申请实施例中极耳超声波焊接机构2212的数量为两个，分别为第一焊台2214和第二焊台2215。第一焊台2214和第二焊台2215分别用于处理同一个回流治具211中所携带的两个电芯600。

同样地，第二极耳焊接工位222用于处理电芯600的第二极耳630。

极耳裁切机构2211、极耳超声波焊接机构2212中的两个焊台以及焊印拍平裁切机构2213均为成熟的现有技术，本文不再进一步赘述。

请参照图2，位置切换机构223布置于第一极耳焊接工位221和第二极耳焊接工位222之间，用于转动电芯600，以使未处理的极耳(即第二极耳630)朝外。

容易理解的，当一个回流治具211经过第一极耳焊接工位221时，其内部携带的两个电芯600的第一极耳620朝外。位置切换机构223能够吸出两个电芯600，旋转180°后放回回流治具211内，使第二极耳630朝外，以便于加工处理。

下面示例一种位置切换机构223的构造。

请参照图6，位置切换机构223包括第一单轴机械手2231、电机2232、执行端2233和电机升降机构2234。第一单轴机械手2231安装于机架，能够驱动电机升降机构2234靠近或远离回流台212。电机升降机构2234的输出端安装有电机2232，电机升降机构2234能够带动电机2232升降，以靠近或远离电芯放置位2113。电机2232的输出端为执行端2233，用于吸取电芯600。位置切换机构223能够吸起电芯600，水平旋转180°后再将电芯600放回电芯放置位2113，使第二极耳630朝外。

在本申请的一些实施例中，回流治具211设有两个电芯放置位2113。对应地，位置切换机构223也布置有两个，两个位置切换机构223共用一个第一单轴机械手2231。

请参照图2，贴胶段230与焊接段220对接，用于将极耳的焊印面和电芯600的周壁613贴胶，并输出贴胶合格的电芯。

下述阐述一种示例形式的贴胶段230的构造。

贴胶段230包括极耳贴胶工位231和周壁包胶工位232。

极耳贴胶工位231用于在极耳的焊印面贴保护胶，并进行贴胶质量检测后输出贴胶合格的电芯。

请参照图7，在本申请的一些实施例中，极耳贴胶工位231设有供胶机构2311、第二单轴机械手2312、贴胶头2313、贴胶CCD视觉检测机构2314、升降驱动气缸2315。

具体而言，供胶机构2311用于将成卷的保护胶通过夹胶、拉胶、切胶形成保护胶节段，贴胶托盘上设有两个保护胶节段放置位2316，滑台气缸能够驱动贴胶托盘移动，以将两个保护胶节段放置位2316分别接取一个保护胶节段。第二单轴机械手2312带动升降驱动气缸2315前后移动，升降驱动气缸2315进一步带动贴胶头2313升降，以将贴胶托盘上的两节保护胶节段吸起，并移送至两个电芯600的极耳的焊印面上(即极耳的下侧)。贴胶CCD视觉检测机构2314用于检测贴胶轮廓是否有偏差，判定贴胶轮廓质量合格或不合格，并输出贴胶轮廓合格的电芯600。

需要提到的是，极耳贴胶工位231还包括热压机构和翻转台。

回流治具211停于开夹位时，回流治具211开夹后，处于倒置状态的电芯600(即两个极耳在上侧)被取出并转移到翻转台上，热压机构对极耳进行热压，然后贴胶头2313将保护胶节段贴在极耳的焊印面。贴胶完成后，翻转台带动电芯600翻转180°，使电芯600正置(即两个极耳在下侧)。通过机械手将正置状态的电芯600移送至下述的极耳Hipot检测台2317进行耐压测试。

请参照图8，进一步地，极耳贴胶工位231还包括极耳Hipot检测台2317。极耳Hipot检测台2317位于贴胶CCD视觉检测机构2314之后，包括两个检测位，每个检测位对应一个电芯。每个检测位包括操作台(图中未示出)、压紧块2318和两个检测头2319。外部的机械手将电芯600正放在操作台上，压紧块2318压紧电芯600的上表面611，使第一极耳620和第二极耳630分别与操作台接触。两检测头2319分别向下抵接于两个极耳，以进行Hipot测试。极耳Hipot检测台2317用于检测电芯600的两个极耳是否达到绝缘要求，判定极耳绝缘性能合格或不合格，并输出极耳绝缘性能合格的电芯600。

在本申请的描述中，CCD视觉检测指的是，使用工业相机对待测物件进行拍照，将光信号转变成有序的电信号，并发往外部的控制器，外部的控制器经对比分析输出反馈信号。Hipot测试指的是耐压测试，即将待测物件在试验高电压下产生的漏电流与预设电流进行比较，以判定其绝缘性能是否合格。此部分为成熟的现有技术，本申请实施例中不再进一步赘述。

请参照图2，周壁包胶工位232对接极耳贴胶工位231，用于在电芯600的周壁613包绕胶，并进行包胶质量检测后输出包胶合格的电芯。

请参照图2，周壁包胶工位232包括包胶机构2321和绕胶检测机构2322。

请参照图9，包胶机构2321用于将胶纸包绕于电芯600的周壁613。

在本申请的一些实施例中，包胶机构2321包括电芯定位机构2323和下压机构2324。电芯定位机构2323的顶面用于吸附电芯600，下压机构2324弹性下压于电芯600的上表面611，下压机构2324能够与电芯定位机构2323共同于电芯600的上下两端夹紧电芯600，并同步驱动电芯600转动，以使电芯600在转动的同时将胶纸包绕于周壁613。

一方面，由于电芯定位机构2323和下压机构2324均配备有转动电机，二者能够同步驱动电芯600转动，包胶机构2321使得电芯600在转动过程中内部应力均匀，既能够实现包胶，又能保证电芯600的质量。另一方面，下压机构2324通过转轴驱动压杆转动，压杆布置于转轴内部，压杆与转轴花键连接，且压杆与转轴之间设有压簧。通过该种布置形式，压杆的下端弹性下压于电芯600，避免压坏电芯。

绕胶检测机构2322用于检测包胶工序是否合格。

请参照图10，绕胶检测机构2322包括第三单轴机械手2325、CCD相机2326和绕胶检测架2329。绕胶检测机构2322对接包胶机构2321，电芯600从包胶机构2321被上料至绕胶检测架2329，第三单轴机械手2325将包胶机构2321推至合适的位置，结合第一光源2327和第二光源2328，使CCD相机2326具有较好的拍照效果。绕胶检测架2329带动电芯转动的过程中，CCD相机2326检测胶纸的底边是否沿着电芯600的下边缘614包绕，以判定包胶工序是否合格。

进一步地，焊接段220还包括除尘机构224和极耳折弯机构。

请参照图2，除尘机构224布置于位置切换机构223之后，用于清扫第二极耳630的表面，以便于在第二极耳焊接工位222对其焊接。

极耳折弯机构布置于贴胶段230之后，用于将包胶合格的电芯600的第一极耳620和第二极耳630折弯成型。极耳折弯之后，第一极耳620和第二极耳630基于下边缘614向上折弯大致90°，紧靠周壁613且与周壁613之间有少许缝隙。

作为一种示例形式，极耳折弯机构布置于下述的入壳转盘310上，包括多个极耳折弯工位，极耳折弯工位与底壳治具311一一对应。

焊接段220包括送折弯机械手380，送折弯机械手380对接绕胶检测机构2322，送折弯机械手380将包胶合格的电芯600送至极耳折弯工位，形成极耳折弯后的电芯600。极耳折弯后的电芯600经直线移送机构被移送至下述的电芯上料机械手330的上料位，以待与电芯上料机械手330对接。

请参照图1，电芯入壳装置300对接极耳焊接装置200，用于将电芯600送入底壳内，并将电芯600的极耳与底壳焊接为一体。

下述阐述一种示例形式的电芯入壳装置300的构造。

请参照图3，电芯入壳装置300包括入壳转盘310、底壳上料机械手320、电芯上料机械手330和激光焊接机构340。

入壳转盘310上沿其周向设有同步转动的多个底壳治具311，每个底壳治具311均对应一个电池。

底壳上料机械手320用于将底壳上料至底壳治具311，底壳治具311夹持住底壳。

可选地，电芯入壳装置300还包括底壳上料工位370，用于将批量的底壳移送至底壳上料机械手320的上料位置。

请参照图11，作为一种示例形式，底壳上料工位370包括满托盘位371、转移机构372、承接机构373、升降台374和出料驱动机构375。在外部机械手的作用下，满载底壳的托盘被送至满托盘位371，底壳上料机械手320从满托盘位371取走底壳，并上料至底壳治具311上。当托盘中无底壳后，转移机构372吸取空托盘并将其放置于承接机构373之上。升降台374位于承接机构373的下侧，升降台374上升靠近空托盘，承接机构373松开空托盘，使空托盘下落于升降台374。升降台374下降并将空托盘放于出料线上，在出料驱动机构375的驱动下，空托盘被送往底壳上料工位370的外部。

电芯上料机械手330对接极耳焊接装置200。

具体而言，电芯上料机械手330位于入壳转盘310内，将极耳折弯工位送出的电芯600上料至底壳治具311上所夹持的底壳内，并撑开电芯600的两侧极耳，以使极耳与底壳的内壁接触。

请参照图12和图17，电芯上料机械手330包括基座336、撑片升降驱动机构335、吸附机构331和两个整形机构332，基座336用于安装于机架或上一级移送机构。撑片升降驱动机构335用于驱动中间连接件升降，两个整形机构332对称安装于中间连接件，吸附机构331也安装于中间连接件。每个整形机构332包括撑片驱动机构333和撑片334，吸附机构331位于两个撑片之间。两个夹持件分别插入电芯600的两个极耳与电芯本体610之间的缝隙，并在吸附机构331的吸附下共同拾取电芯600。容易理解的，整形机构332的撑片334插入极耳与电芯本体610的周壁613之间的缝隙，将电芯600的极耳撑开，使极耳远离电芯本体610，以与底壳的内侧壁接触。通过该种布置形式，整形机构332能够撑开电芯600的极耳，以使极耳与底壳的内壁接触，以利于底壳与极耳的焊接过程。

请参照图3，可选地，电芯入壳装置300还包括下垫片上料机构350和上垫片上料机构360。当底壳被夹持于一个底壳治具311时，下垫片上料机构350用于在电芯600送入底壳之前把下垫片送入底壳的内部，下垫片上料机构350用于在电芯送入底壳之后把上垫片送入底壳的内部。

在本申请的一些实施例中，下垫片和上垫片均为PP垫片，下垫片上料机构350和上垫片上料机构360相同。

请参照图13，以下垫片上料机构350为例，下垫片上料机构350包括供料盘351、收卷盘352、吸垫机构353、收卷驱动机构354、第四单轴机械手355和转动调节电机356。供料盘351上卷绕有满垫片的料带，收卷盘352用于卷绕空料带。在收卷驱动机构354的作用下，满垫片的料带于吸垫位357挤下垫片。在第四单轴机械手355的带动下，结合横向直线导轨和升降气缸，吸垫机构353能够三轴移动，以将两个吸盘依次移动到吸垫位357，以同时移动两个垫片，并将两垫片送入底壳治具311上夹持的底壳之中。其中，转动调节电机356能够调节吸盘的角度，以使垫片与底壳的轮廓匹配。

请参照图1，壳盖激光焊接装置400对接电芯入壳装置300，用于将壳盖与底壳焊接为一体。

下述阐述一种示例形式的壳盖激光焊接装置400的构造。

请参照图3，壳盖激光焊接装置400包括壳盖焊接工位410、电芯移载机械手420和壳盖上料纠偏机构430。壳盖焊接工位410用于将焊接有电芯的底壳与壳盖焊接为一体。壳盖焊接工位410使用激光焊接将底壳与壳盖焊接为一体；电芯移载机械手420用于将焊接有电芯的壳体送至壳盖焊接工位410；壳盖上料纠偏机构430用于根据焊接有电芯的壳体调整壳盖的位置，再将其送至壳盖焊接工位410，以使壳盖与焊接有电芯的壳体的位置对应。

壳盖激光焊接装置400能够同时焊接两组电池的壳盖与底壳。

请参照图14，在本申请的一些实施例中，壳盖上料纠偏机构430包括壳盖上料机械手(图中没有示出)、壳盖预定位机构431、取料纠偏机构432、壳盖CCD视觉检测工位433和底壳坐标获取工位(图中没有示出)。壳盖上料机械手将两个壳盖上料至壳盖预定位机构431，壳盖预定位机构431对两个壳盖预定位，取料纠偏机构432将两个壳盖从壳盖预定位机构431移送至壳盖CCD视觉检测工位433，以获取两个壳盖之间的相互位置。底壳坐标获取机构450用于获取两个底壳的相对位置，取料纠偏机构432能够朝相互垂直的两个方向调整位置，参照两个底壳的相对位置调整两个壳盖的相对位置，使其与两个底壳的相对位置一致。

容易理解的，电芯移载机械手420维持两个底壳的相对位置并将两个底壳送至壳盖焊接工位410，壳盖上料机械手也维持两个壳盖的相对位置并将两个壳盖送至壳盖焊接工位410，进行壳盖与底壳的焊接作业。

请参照图3，电芯自动加工设备100还包括成品检测装置500，成品检测装置500与壳盖激光焊接装置400对接，用于检测壳盖激光焊接装置400所输出的电池，并输出合格的电池。

下述阐述一种示例性的成品检测装置500的布置形式。

成品检测装置500包括电池上料机构510、成品CCD视觉检测机构520、成品Hipot检测机构530和电池下料机构540。

电池上料机构510对接壳盖激光焊接装置400，用于将壳盖激光焊接装置400输出的电池移送至成品CCD视觉检测机构520。

成品CCD视觉检测机构520用于检测电池的轮廓，判定壳盖激光焊接装置400所输出的电池为良品或不良品，将不良品放入NG盒，将良品通过外部的机械手移送至成品Hipot检测机构530。

成品Hipot检测机构530用于对良品进一步做绝缘电阻测试，进一步判定良品为合格的电池或不合格的电池，将不合格的电池放入NG盒，输出合格的电池至下一环节。

下述本实施例的电芯自动加工设备100的工作原理。

请参照图1、图2、图3和图15，电芯600上料至回流治具211中；

回流治具211停于加工位2121，压紧防抖机构213对回流治具211进行定位；

第一极耳焊接工位221进行两个电芯600的第一极耳620的焊接；

位置切换机构223转动两个电芯600，使两个电芯600的第二极耳630朝外；

除尘机构224清扫两个电芯600的第二极耳630；

回流治具211停于另一个加工位2121，压紧防抖机构213对回流治具211进行定位；

第二极耳焊接工位222进行两个电芯600的第二极耳630的焊接；

回流治具211停于开夹位，开夹机构将回流治具211打开，两个电芯600被取出移送至极耳贴胶工位231进行热压，并进行极耳贴胶，翻转后被移送至极耳Hipot检测台2317进行Hipot检测；

两个电芯600被移送至周壁包胶工位232，进行周壁包胶；

两个电芯600被送至绕胶检测机构2322，绕胶检测机构2322对电芯600进行CCD视觉检测；

送折弯机械手380将两个电芯600送至极耳折弯工位进行极耳折弯，形成成品电芯；

底壳上料机械手320将底壳送至底壳治具311；

下垫片上料机构350将下垫片送入底壳的内部；

电芯上料机械手330将成品电芯从极耳折弯工位上料至底壳的内部；

入壳转盘310转动至焊接位，激光焊接机构340将电芯的极耳与底壳焊接为一体；

上垫片上料机构360将上垫片送入底壳的内部，形成半成品电池；

壳盖和半成品电池均被送至壳盖焊接工位410，通过焊接头将壳盖和底壳焊接为一体，形成电池；

电池上料机构510将电池送至成品CCD视觉检测机构520，经检测后输出良品；

良品被移送至成品Hipot检测机构530，经检测后输出合格的电池；

电池下料机构540将合格的电池送至下一环节。

相对于现有的电芯自动加工设备，本申请实施例中的电芯自动加工设备100能够实现异形非规则电池的自动化生产，提高了生产效率。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电芯自动加工设备，其特征在于，包括：

极耳焊接装置，用于将电芯的同极性的多层极耳焊接为一体；

电芯入壳装置，所述电芯入壳装置对接所述极耳焊接装置，用于将电芯送入底壳内，并将电芯的极耳与底壳焊接为一体；

壳盖激光焊接装置，所述壳盖激光焊接装置对接所述电芯入壳装置，用于将壳盖与底壳焊接为一体。

2.根据权利要求1所述的电芯自动加工设备，其特征在于，所述极耳焊接装置包括：

治具回流线，所述治具回流线上沿其行进路径设有同步移动的回流治具；

焊接段，所述焊接段靠近所述治具回流线布置，用于依次焊接所述回流治具中的电芯的两侧极耳；

贴胶段，所述贴胶段与所述焊接段对接，用于将极耳的焊印面和电芯的周壁贴胶，并输出贴胶合格的电芯。

3.根据权利要求2所述的电芯自动加工设备，其特征在于，所述治具回流线还包括：

回流台，所述回流台用于带动所述回流治具移动，所述回流台上设有多个加工位；

压紧防抖机构，所述压紧防抖机构用于将位于所述加工位上的回流治具压紧于所述回流台。

4.根据权利要求3所述的电芯自动加工设备，其特征在于，所述多个加工位成排布置，所述压紧防抖机构包括驱动机构和联动轴，所述驱动机构能够驱动所述联动轴转动，以通过所述联动轴推动位于成排的加工位的多个回流治具同步压紧于所述回流台。

5.根据权利要求2所述的电芯自动加工设备，其特征在于，所述贴胶段包括：

极耳贴胶工位，所述极耳贴胶工位用于在极耳的焊印面贴保护胶，并进行贴胶质量检测后输出贴胶合格的电芯；

周壁包胶工位，所述周壁包胶工位对接所述极耳贴胶工位，用于在电芯的周壁包绕胶，并进行包胶质量检测后输出包胶合格的电芯。

6.根据权利要求2所述的电芯自动加工设备，其特征在于，所述焊接段包括两个极耳焊接工位和位置切换机构，每个极耳焊接工位对应电芯的一侧极耳，所述位置切换机构布置于所述两个极耳焊接工位之间，用于转动电芯，以使未处理的极耳朝外。

7.根据权利要求1所述的电芯自动加工设备，其特征在于，所述电芯入壳装置包括：

入壳转盘，所述入壳转盘上沿其周向设有同步转动的多个底壳治具；

底壳上料机械手，所述底壳上料机械手用于将底壳上料至底壳治具；

电芯上料机械手，所述电芯上料机械手对接所述极耳焊接装置，用于将电芯上料至所述底壳治具上的底壳内，并撑开电芯的两侧极耳，以使极耳与底壳的内壁接触；

激光焊接机构，所述激光焊接机构用于将电芯的极耳与底壳焊接为一体。

8.根据权利要求7所述的电芯自动加工设备，其特征在于，所述电芯入壳装置还包括：

下垫片上料机构，所述下垫片上料机构用于在电芯送入底壳之前把下垫片送入底壳的内部；

上垫片上料机构，所述下垫片上料机构用于在电芯送入底壳之后把上垫片送入底壳的内部。

9.根据权利要求1所述的电芯自动加工设备，其特征在于，壳盖激光焊接装置包括：

壳盖焊接工位，用于将焊接有电芯的壳体与壳盖焊接为一体；

电芯移载机械手，用于将焊接有电芯的壳体送至壳盖焊接工位；

壳盖上料纠偏机构，用于根据焊接有电芯的壳体调整壳盖的位置，再将其送至所述壳盖焊接工位，以使壳盖与焊接有电芯的壳体的位置对应。

10.根据权利要求1所述的电芯自动加工设备，其特征在于，所述电芯自动加工设备还包括成品检测装置，所述成品检测装置与所述壳盖激光焊接装置对接，成品检测装置包括：

成品CCD视觉检测机构，用于挑选出所述壳盖激光焊接装置输出的良品；

成品Hipot检测机构，用于对良品做绝缘电阻测试，输出合格的电池。

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