CN112222802A - 一种插钉机构及插钉方法 - Google Patents

Abstract

本发明在锂电池化成分容领域，为加快插钉效率，公开了一种插钉机构，包括：机架；插钉驱动装置，设置在机架上；插钉压杆，设置在机架上，能够在插钉驱动装置的驱动下将胶钉压入注液口；进料器，设置在机架上，进料器能够使得胶钉被输送至插钉压杆和注液口之间，应用本发明的插钉机构，能够有效加快插钉机构对电池注液口进行插钉时的生产效率，本发明还提供一种插钉方法。

Description

一种插钉机构及插钉方法

技术领域

本发明涉及锂电池化成分容领域，特别涉及一种插钉机构及插钉方法。

背景技术

在目前的硬壳动力电池生产线当中，电池需要经过化成分容工艺，对电池进行充放电激活并分选，而在化成分容之后，需要通过插钉设备将胶钉插入电池注液口防止电池内部电解液的挥发。

在目前的插钉设备当中，一般是将胶钉通过振动托盘等设备输送到指定位置，然后通过夹爪将胶钉夹起后插入注液口当中，由于夹爪单次只能夹取一个胶钉，当针对整列托盘进行插钉时，需要控制夹爪在电池托盘和进料装置之间来回移动，严重浪费了时间，制约了生产效率。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种插钉机构，能够有效加快插钉机构对电池注液口进行插钉时的生产效率。

本发明的插钉机构，包括：机架；插钉驱动装置，设置在机架上；插钉压杆，设置在机架上，能够在插钉驱动装置的驱动下将胶钉压入注液口；进料器，设置在机架上，进料器用于运输胶钉至插钉压杆和注液口之间。

进一步地，进料器开设有相互连通的压钉通道与进料通道，胶钉通过进料通道进入压钉通道当中，压钉通道容置插钉压杆将胶钉压入注液口。

进一步地，进料器上设置有进料口，进料口与进料通道连通。

进一步地，进料器下端连接有弹性限位咀，弹性限位咀能够阻挡胶钉从进料通道当中滑出。

进一步地，插钉驱动装置包括设置在机架上的第一升降气缸，第一升降气缸能够驱动插钉压杆下降。

进一步地，机架上设置有插钉电机，插钉电机能够在第一升降气缸的驱动下升降，插钉压杆连接于插钉电机上，插钉压杆能够在插钉电机的驱动下旋转。

进一步地，插钉压杆连接有联轴器，插钉压杆与插钉电机通过联轴器连接。

进一步地，插钉机构还包括底座，底座上设置有机械手，机架连接于机械手末端。

进一步地，进料器上设置有光电开关，光电开关用于检测插钉压杆下方的胶钉。

本发明还公开一种插钉方法，运用上述插钉机构，包括如下步骤：通过进料器，将胶钉运输至插钉压杆和注液口之间；控制插钉驱动装置，控制插钉压杆移动，使得插钉压杆将胶钉压入注液口。

应用本发明的插钉机构，在对注液口进行插钉时，可以将胶钉通过进料器放置在插钉压杆和注液口之间，然后控制插钉驱动装置带动插钉压杆移动，将胶钉压入注液口当中，整个过程当中，胶钉通过进料器运送到插钉压杆与注液口之间，无需将插钉压杆移动到进料装置处抓取胶钉，有效节约了插钉机构在电池和进料装置之间来回运动的时间，提高了插钉的生产效率。

本发明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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的插钉装置的示意图；

图2为图1中差钉装置省略电池托盘的示意图；

图3为图1中插拔机构的轴测图；

图4为图1中插拔机构另一视角的轴测图；

图5为图1中插拔机构的剖视图；

上述附图包含以下附图标记。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图3至图5，本实施例的插钉机构，包括：机架410；插钉驱动装置，设置在机架410上；插钉压杆424，设置在机架410上，能够在插钉驱动装置的驱动下将胶钉压入注液口；进料器423，设置在机架410上，进料器423用于运输胶钉至插钉压杆424和注液口之间。

应用本实施例的插钉机构，在对注液口进行插钉时，可以将胶钉通过进料器423放置在插钉压杆424和注液口之间，然后控制插钉驱动装置带动插钉压杆424移动，将胶钉压入注液口当中，整个过程当中，胶钉通过进料器423运送到插钉压杆424与注液口之间，无需将插钉压杆424移动到进料装置200处抓取胶钉，有效节约了插钉机构在电池和进料装置200之间来回运动的时间，提高了插钉的生产效率。

在本实施例当中，可以通过多种方式使得胶钉通过进料器423被输送至插钉压杆424处，例如通过将进料器423一侧设置开口，通过振动托盘或者射钉枪等装置，将胶钉射入开口，使得胶钉进入插阀压杆和注液口之间；或者在插钉压杆424一侧设置转动轮盘，当转动轮盘带动胶钉转动至插钉压杆424和注液口之间时，控制插钉压杆424下压，将胶钉压入注液口当中。

需要注意的是，在本实施例中，注液口特指电池上设置的注液口，而胶钉为插入注液口的物料，电池和胶钉均属于独立于插钉机构之外的部件。

如图5所示，为了保证胶钉能够准确的插入注液口当中，进料器423开设有相互连通的压钉通道与进料通道，胶钉通过进料通道进入压钉通道当中，压钉通道容置插钉压杆424将胶钉压入注液口；当胶钉通过进料通道进入压钉通道中后，插钉驱动装置能够控制插钉压杆424将压钉通道中的胶钉压入注液口当中，整个过程当中胶钉的位置受到压钉通道的约束，可以有效保证插钉位置的准确。

如图3、图5所示，进料器423上开设有进料口4231，进料口4231与进料通道连通；此时，胶钉可以通过气动或者滑块推动等方式，从进料孔输送进入进料通道，然后进入压钉通道。

具体地，如图5所示，压钉通道和进料通道之间具有一定角度，同时压钉通道在进料通道一侧，当胶钉从压钉通道进入后，可以通过压钉通道的导向作用进入进料通道中的压钉位置。

在插钉过程当中，插钉机构往往设置在电池注液口的上方，当胶钉进入压钉通道当中后，如果遇到停电或者设备检修等突发情况，不能及时控制插钉压杆424下压，此时胶钉就会从进料器423中掉落，因此需要在进料器423下端连接弹性限位咀425，弹性限位咀425能够阻挡胶钉从进料通道当中滑出；当插钉压杆424没有下压时，胶钉受到弹性限位咀425的弹力作用，不会从进料器423当中掉落，当插钉压杆424下压时，可以推动胶钉克服弹性限位咀425的弹力，从弹性限位咀425中弹出并插入电池注液口当中。

如图3所示，插钉驱动装置包括设置在机架410上的第一升降气缸420，第一升降气缸420能够驱动插钉压杆424下降；当胶钉进入进料器423当中的插钉位置后，即可控制第一升降气缸420，带动插钉压杆424下降，将胶钉压入注液口当中。

如图3、图5所示，为了使得插钉压杆424在带动胶钉下压的同时，能够带动胶钉旋转，机架410上设置有插钉电机421，插钉电机421能够在第一升降气缸420的驱动下升降，插钉压杆424连接于插钉电机421上，插钉压杆424能够在插钉电机421的驱动下旋转；在插钉过程当中，第一升降气缸420带动插钉电机421下降的同时，插钉电机421带动插钉压杆424转动，使得插钉压杆424在插钉通道中下压的同时转动，带动胶钉从弹性限位咀425当中挤出并插入注液口当中。

如图3、图5所示，为了避免插钉电机421与插钉压杆424的连接，插钉压杆424连接有联轴器422，插钉压杆424与插钉电机421通过联轴器422连接。

如图1、图2所示，插钉机构包括底座100，底座100上设置有机械手300，机架410设置在机械手300末端。

具体地，底座100上设置有两个顶升装置120，两个顶升装置120之间设置有运输辊110，当运输辊110将电池托盘500运输到指定位置后，即可控制顶升装置120将电池托盘500顶升，此时插钉机构可以对电池托盘500当中的多个电池依次进行插钉操作。

如图1所示，在整个插钉过程当中，可以控制插钉压杆424向下，将胶钉压入注液口，还可以同时控制顶升装置120控制电池顶升，减少机械手300的运动距离。

其中，进料器423上设置有光电开关，光电开关用于检测插阀压杆424下方的胶钉。

其中，为了便于连续提供胶钉，可以在底座100上设置进料装置200，进料装置200包括振动托盘与进料管，振动托盘将胶钉输送至进料管后，胶钉通过气动力或者滑块的推力通过管道被输送至进料口4231处。

本实施例还提供一种插钉方法，运用上述插钉机构，包括如下步骤：通过进料器423，将胶钉运输至插钉压杆424和注液口之间；控制插钉驱动装置，驱动插钉压杆424移动，使得插钉压杆424将胶钉压入注液口。

如图4所示，在插钉之后，需要对插钉是否成功进行检测，此时需要如图4所示的插钉检测机构，具体地，插钉检测机构包括：机架410；检测装置431，设置在机架410上；检测杆432，设置在检测装置431上并能够相对于检测装置431上下滑动；夹合装置434，设置在机架410上，具有用于夹合胶钉的夹爪，夹爪位于检测杆432侧面；检测装置431能够检测到检测杆432相对于检测装置431的滑动。

应用本实施例的插钉检测机构，在对插钉后的注液口进行检测时，可以控制检测装置431在注液口上方升降指定距离，当检测杆432碰撞到胶钉时，检测装置431即可检测到检测杆432相对于检测装置431产生了位移，即可判断插钉成功；当检测杆432未相对于检测装置431产生位移或者位移过小时，即可判断插钉失败，此时可以控制夹爪将插钉失败的胶钉夹合并拔出；由于两个夹爪分别位于检测杆432两侧，在检测到插钉失败后可以即刻控制夹爪快速将胶钉拔出，无需将夹爪运输到胶钉上方后再控制夹爪夹合，有效加快了插钉检测的效率。

其中，可以在两个夹爪之间设置缺口，使得两个夹爪夹合插钉失败的胶钉时不会碰撞到检测杆432，还可以将整个检测装置431和检测杆432设置为可上下移动，在检测到插钉失败后将检测杆432向上移动后在控制夹爪夹合。

进一步地，为了使得夹爪能够更好地夹合插钉失败后的胶钉，机架410上设置有第二升降气缸430，检测装置431能够在第二升降气缸430的驱动下升降；在检测插钉时，可以先控制两个夹爪张开，然后控制第二升降气缸430下降指定距离，当检测装置431检测到检测杆432未相对于检测装置431产生位移或者位移距离不足，即可判断插钉失败，此时可以控制第二升降气缸430，带动检测装置431及检测杆432整体上升，然后控制两个夹爪夹合插钉失败的胶钉，将其拔出。

具体地，检测装置431包括设置在第二升降气缸430上的光电开关，光电开关能够检测到检测杆432相对于光电开关的位移；也可以采用霍尔元件等现有技术当中已有的感应装置，感应检测杆432相对于检测装置431的位移。

如图4所示，检测杆432下端连接有检测触头433，当检测杆432与胶钉发生碰撞时，检测触头433能够起到缓冲作用，防止检测杆432将插好胶钉撞坏。

在检测过程当中，为了控制两个夹爪的夹合与张开，机架410上设置有夹合气缸，夹合气缸用于驱动两个夹爪夹合；此时可以采用现有技术当中已有的气动夹爪来充当夹合装置434，也可以使用电机或电磁铁带动两个夹爪夹合或者采用液压夹爪等结构。

具体地，如图2所示，底座100上设置有机械手300，机架410连接于机械手300末端，此时机械手300可以将机架410移动至电池上方，便于进行插钉检测。

具体地，机架410与机械手300转动连接。

如图2、图4所示，插钉检测机构还包括：插钉驱动装置，设置在机架410上；插钉压杆424，设置在机架410上，能够在插钉驱动装置的驱动下，将胶钉压入注液口；进料器423，设置在机架410上，进料器423能够使得胶钉被输送至插钉压杆424和注液口之间；此时插钉机构与插钉检测机构集合为一个插拔机构400，设置在机械手300的末端。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种插钉机构，其特征在于，包括：

机架(410)；

插钉驱动装置，设置在所述机架(410)上；

插钉压杆(424)，设置在所述机架(410)上，所述插钉压杆(424)能够在所述插钉驱动装置的驱动下将胶钉压入注液口；

进料器(423)，设置在所述机架(410)上，所述进料器(423)用于运输所述胶钉至所述插钉压杆(424)和所述注液口之间。

2.根据权利要求1所述的插钉机构，其特征在于，所述进料器(423)开设有相互连通的压钉通道与进料通道，所述胶钉通过所述进料通道进入所述压钉通道当中，所述压钉通道容置所述插钉压杆(424)将所述胶钉压入所述注液口。

3.根据权利要求2所述的插钉机构，其特征在于，所述进料器(423)上设置有进料口(4231)，所述进料口(4231)与所述进料通道连通。

4.根据权利要求2所述的插钉机构，其特征在于，所述进料器(423)下端连接有弹性限位咀(425)，所述弹性限位咀(425)能够阻挡所述胶钉从所述进料通道当中滑出。

5.根据权利要求1或2所述的插钉机构，其特征在于，所述插钉驱动装置包括设置在所述机架(410)上的第一升降气缸(420)，所述第一升降气缸(420)能够驱动所述插钉压杆(424)下降。

6.根据权利要求5所述的插钉机构，其特征在于，所述机架(410)上设置有插钉电机(421)，所述插钉电机(421)能够在所述第一升降气缸(420)的驱动下升降，所述插钉压杆(424)连接于所述插钉电机(421)上，所述插钉压杆(424)能够在所述插钉电机(421)的驱动下旋转。

7.根据权利要求6所述的插钉机构，其特征在于，所述插钉压杆(424)连接有联轴器(422)，所述插钉压杆(424)与所述插钉电机(421)通过所述联轴器(422)连接。

8.根据权利要求1所述的插钉机构，其特征在于，还包括底座(100)，所述底座(100)上设置有机械手(300)，所述机架(410)连接于所述机械手(300)末端。

9.根据权利要求1所述的插钉机构，其特征在于，所述进料器(423)上设置有光电开关，所述光电开关用于检测所述插钉压杆(424)下方的所述胶钉。

10.一种插钉方法，运用权利要求1至9任意一项所述的插钉机构，其特征在于，包括如下步骤：

通过进料器(423)，将胶钉运输至插钉压杆(424)和注液口之间；

控制插钉驱动装置，驱动插钉压杆(424)移动，使得插钉压杆(424)将胶钉压入注液口。

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