CN113113686B - 一种处理柱状电池电极面焊点的方法及流水线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种处理柱状电池电极面焊点的方法及流水线,包括以下步骤:(1)将排列工序段的待处理圆柱电池,依次输送至电池固定段;(2)将输送来的圆柱电池加持固定,转至定位工序段;(3)定位工序段中,由定位电机驱动高精度丝杆进给,直至高精度丝杆上固定的测试探针接触电池电极负极面停止运行,并计算、输出定位电机的检测距离;(4)负极面切削工段中,随即驱动高精度丝杆上的铣刀装置进行端铣,从而完成负极面的焊点焊疤的剔除;(5)正极面切削工段中,完成负极面的焊点焊疤剔除。本发明根据圆柱电池电芯上焊点焊疤的多样性,采用探针接触式测量定位切削方式,既保证了待处理电芯的完好性,又能处理多种多样焊点焊疤。
Description
技术领域
本发明涉及圆柱电池在回收再利用、梯级利用以及制造过程中需要返工的,电级表面残留镍焊焊点需处理后再次使用的细分领域,特别涉及一种处理柱状电池电极面焊点的方法及流水线。
背景技术
由于目前圆柱电池尤其是锂电池在生产过程中或者梯级再利用过程中,必须将电池正负极极面上残留的镍片焊点清除掉,方可使用。目前处理圆柱电极上这些残留的镍片焊点焊疤,基本上靠人工操作磨光机等电动工具进行打磨处理,且操作不当经常损坏电机电极表面,导致电芯损坏,费时效率低下。
为了解决上述问题,特此提出本发明。
发明内容
本发明提供了一种可实现全自动化、精准定位,无损切削圆柱电池电极面上残留的焊点焊疤的方法。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种处理柱状电池电极面焊点的方法,包括以下步骤:
(1)将排列工序段的待处理圆柱电池,依次输送至电池固定段;
(2)电池固定段中,将输送来的圆柱电池加持固定,转至定位工序段;
(3)定位工序段中,由定位电机驱动高精度丝杆进给,直至高精度丝杆上固定的测试探针接触电池电极负极面停止运行,并计算、输出定位电机的检测距离,随后定位电机快速回零,该圆柱电池继续转至负极面切削工段;
(4)负极面切削工段中,由切削电机一驱动高精度丝杆进给,进给量由定位工序段的定位电机测量的距离确定,根据本工段电机脉冲当量和脉冲数,从而实现零误差进给,完成进给后切削电机一停止,随即驱动高精度丝杆上的铣刀装置进行端铣,从而完成负极面的焊点焊疤的剔除,切削电机一随后快速回零,等待下一次切削作业;该圆柱电池进入正极面切削工段;
(5)正极面切削工段中,加持固定装置实现180°旋转动作,由切削电机二驱动高精度丝杆进给,进给量由定位负极面位置尺寸结合圆柱电池的标准尺寸计算得到,从而实现正极面零误差进给,完成进给后切削电机二停止,随即驱动丝杆上的铣刀装置进行端铣,从而完成负极面的焊点焊疤剔除,从而完成负极面的焊点焊疤剔除,切削电机二随后快速回零,等待下一次切削作业。
进一步的,步骤(3)中,定位电机由初始零点位置进给,通过接触式控制判断定位电机与圆柱电池负极的距离,接触式控制方法为探针接触圆柱电池负极面,一般圆柱电池负极面较正极面大,形成控制回路导通,从而产生控制信号。
进一步的,采用探针接触电池端面,即电池端面接触到正负探针后,因电极面导电与其形成控制回路导通,输出控制电平信号;圆柱电池电极上的焊点焊疤集中在电极面中心附近位置,探针接触的电极面位置点是未进行过镍焊操作过正常的电池电极平面处。
进一步的,根据定位电机运行到停止位所需的脉冲数,计算定位电机到池端面的实际准确距离。
进一步的,步骤(4)中,通过定位电机与圆柱电池负极的距离得到切削电机一所需的脉冲数字量输入,实现电池负极端面零误差切削。
进一步的,步骤(5)中,根据已切削的电池负极端面作为基准,通过电池规定尺寸确定另一端面的尺寸距离,作为切削电机二从初始位到停止位的寄给量,实现圆柱电池正极端面上的焊点的切削,从而完成整个电池两电极上焊点的切除自动化作业。
进一步的,所述定位电机、切削电机一、切削电机二均采用伺服电机,伺服电机控制高精度丝杆进给距离;控制器可采用plc或者上位机;切削方式为铣刀端铣,其固定在高精度丝杆固定工装上,待切削电机一、切削电机二运行至停止位时,实现铣刀的运转切削。
本发明的另一目的在于提供一种处理柱状电池电极面焊点的流水线。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种处理柱状电池电极面焊点的流水线包括圆柱电池给料装置、转盘机构、定位工序段、负极面切削工序段以及正极面切削工序段;所述圆柱电池给料装置、定位工序段、负极面切削工序段以及正极面切削工序段位于转盘机构的四周,转盘机构上设置有电池固定装置,圆柱电池给料装置将正负极排列好的圆柱电池输送到电池固定装置处,转盘机构转动将圆柱电池转至定位工序段处停止;定位工序段包括伺服电机、高精度丝杆以及探针装置,定位工序段用于记录伺服电机的进给距离,转盘机构继续转动,将圆柱电池转至负极面切削工序段处停止,负极面切削工序段处用于实现圆柱电池负极面焊点焊疤切除作业;转盘机构继续运行将圆柱电池转至正极面切削工序段,此时电池固定装置进行180°旋转,将正极面对准正极面切削工序段的铣刀头,实现圆柱电池正极面焊点焊疤切除作业。
优选的,所述高精度丝杆与伺服电机相连接,高精度丝杆连接有探针装置,伺服电机由零点动作驱动高精度丝杆上探针装置向圆柱电池运动,探针装置上的探针接触到圆柱电池负极面时,当探针接触到负极面形成回路导通,产生伺服电机运行停止信号,由控制器读取该伺服电机的脉冲数,即可得出定位距离L1,并将该数据传给负极面切削工序段的切削电机一,根据切削电机一的脉冲当量计算得到此进给距离所需脉冲数。
优选的,转盘机构运行至正极面切削工序段,此时电池固定装置进行180°旋转,将正极面对准正极面切削工序段的铣刀头,完成负极面切削后,结合固定装置的初始位L2,并根据电池规格尺寸L3,计算正极极面与切削初始点的距离,从而确定正极切削电机所需的进给量,当正极面切削电池到位后,运行其高精度丝杆上固定的铣刀进行正极面的焊点端铣作业;待完成后固定装置打开,处理完由收料机构收集电池。
有益效果:
1.本发明充分考虑实际圆柱电池电芯上焊点焊疤的多样性,复杂性,能实现机器代人,提高生产效率和人工误操作的损坏率;采用探针接触式测量的定位切削方式,既保证了待处理电芯的完好性,又保证能处理多种多样焊点焊疤的可靠性。
2.本发明能有效的针对各种规格的圆柱电池,能精准定位切削量保证不破坏原电池电极面的前提下完成剔除这些残留的镍片焊点焊疤的自动化作业,实现电池的梯级再利用和返工再使用,节约资源,提高企业效益。
附图说明
图1为本发明处理柱状电池电极面焊点的流水线原理示意图。
图2为本发明定位工序段原理示意图。
图3为本发明负极面切削工段原理示意图。
1、圆柱电池给料机构;2、电池固定装置;3、转盘机构;4、定位工序段;
41、伺服电机;42、高精度丝杆;43、探针装置;44、探针;5、负极面切削工序段;6、正极面切削工序段;7、收料机构;8、圆柱电池;9、推送装置;10、负极面焊点焊疤;11、正极面的焊点。
具体实施方式
一种用于处理柱状电池电极面焊点的方法,包括以下步骤:
(1)将排列工序段的待处理圆柱电池,依次输送至电池固定段;
(2)电池固定段中,将输送来的圆柱电池加持固定,转至定位工序段;
(3)定位工序段中,由定位电机驱动高精度丝杆进给,直至高精度丝杆上固定的测试探针接触电池电极负极面停止运行,并计算、输出定位电机的检测距离,随后定位电机快速回零,该圆柱电池继续转至负极面切削工段;定位电机由初始零点位置进给,通过接触式控制判断定位电机与圆柱电池负极的距离,接触式控制方法为探针接触圆柱电池负极面,一般圆柱电池负极面较正极面大,所以通过先接触负极面,形成控制回路导通,从而产生控制信号,确定定位电机与圆柱电池负极的距离。采用探针接触电池端面,即电池端面接触到正负探针后,因电极面导电与其形成控制回路导通,输出控制电平信号;圆柱电池电极上的焊点焊疤集中在电极面中心附近位置,探针接触的电极面位置点是未进行过镍焊操作过正常的电池电极平面处。根据定位电机运行到停止位所需的脉冲数,计算定位电机到池端面的实际准确距离。该正负极探针的安装位置可调,以满足不同规格的圆柱电池面定位所需。
(4)负极面切削工段中,由切削电机一驱动高精度丝杆进给,进给量由定位工序段的定位电机测量的距离确定,根据切削电机一的参数,计算切削电机一的脉冲当量和脉冲数,从而实现零误差进给,完成进给后切削电机一停止,随即驱动高精度丝杆上的铣刀装置进行端铣,从而完成负极面的焊点焊疤的剔除,切削电机一随后快速回零,等待下一次切削作业;该圆柱电池进入正极面切削工段;通过定位电机与圆柱电池负极的距离得到切削电机一所需的脉冲数字量输入,实现电池负极端面零误差切削。
(5)正极面切削工段中,加持固定装置实现180°旋转动作,由切削电机二驱动高精度丝杆进给,进给量由定位负极面位置尺寸结合该规格圆柱电池的标准尺寸计算得到,从而实现正极面零误差进给,完成进给后切削电机二停止,随即驱动丝杆上的铣刀装置进行端铣,从而完成负极面的焊点焊疤剔除,从而完成负极面的焊点焊疤剔除,切削电机二随后快速回零,等待下一次切削作业。根据已切削的电池负极端面作为基准,通过电池规定尺寸确定另一端面的尺寸距离,作为切削电机二从初始位到停止位的寄给量,实现圆柱电池正极端面上的焊点的切削,从而完成整个电池两电极上焊点的切除自动化作业。
所述定位电机、切削电机一、切削电机二均采用伺服电机,伺服电机控制高精度丝杆进给距离;控制器可采用plc或者上位机;切削方式为铣刀端铣,其固定在高精度丝杆固定工装上,待切削电机一、切削电机二运行至停止位时,实现铣刀的运转切削。
实施例1
参照图1,公开了处理柱状电池电极面焊点的流水线,通过本流水线对用于处理柱状电池电极面焊点的方法进行说明,流水线包括圆柱电池给料装置1、转盘机构3、定位工序段4、负极面切削工序段5以及正极面切削工序段6;所述圆柱电池给料装置1、定位工序段4、负极面切削工序段5以及正极面切削工序段6位于转盘机构3的四周,转盘机构3上设置有电池固定装置2,圆柱电池给料装置1将排列工序段12正负极排列好的待处理圆柱电池输送到电池固定装置2处,电池固定装置2将圆柱电池进行加持固定,电池固定装置2包括夹子和转轴固定,所述夹子用来夹持圆柱电池8,转轴用来实现电池固定装置2旋转,圆柱电池给料装置1的未端包括推送装置9,所述推送装置9将圆柱电池8推到电池固定装置2上,转盘机构3转动将圆柱电池8转至定位工序段4处停止。
参照图2-3,定位工序段4包括伺服电机41、高精度丝杆42以及探针装置43,高精度丝杆42与伺服电机41相连接,高精度丝杆42连接有探针装置43,伺服电机41由零点动作驱动高精度丝杆42上探针装置43向圆柱电池8运动,探针装置43上的探针44接触到圆柱电池8负极面时,当探针44接触到负极面形成回路导通,产生伺服电机41运行停止信号,由控制器读取该伺服电机的脉冲数,即可得出定位距离L1,并将该数据传给负极面切削工序段5的切削电机一,根据切削电机一的脉冲当量计算得到此进给距离所需脉冲数。转盘机构3继续转动,将圆柱电池8转至负极面切削工序段5处停止,负极面切削工序段5还包括高精度丝杆和铣刀头,通过此进给距离所需脉冲数从而实现零误差切削负极面焊点焊疤10作业。转盘机构3继续运行将圆柱电池8转至正极面切削工序段6,此时电池固定装置2进行180°旋转,将正极面对准正极面切削工序段6的铣刀头,当完成负极面切削后,结合固定装置的初始位L2,并根据电池规格尺寸L3,计算正极极面与切削初始点的距离,从而确定正极切削电机所需的进给量,根据该规格电池的尺寸结合定位的负极位置尺寸计算得出该正极电机零误差所需的进给量。当正极面切削电池到位后,运行其高精度丝杆上固定的铣刀进行正极面的焊点11端铣作业。待完成后固定装置打开,处理完由收料机构7收集电池。
伺服电机41由零点位置开始以合适频率驱动高精度丝杆42带动探针装置向电池负极面方向运行。此时控制器读取伺服电机41的运行脉冲数,结合该电机脉冲当量即可得出定位距离L1,此距离即为后负极切削作业的进给距离。
本示意图仅为一种实现方式,另也可将探针测量装置可与负极面切削装置设计成一体。待测量完成后即可进行切削作业,随后固定装置2转动180°,根据计算得出正极面切削进给距离,测量及切削过程转台不动作,增加单体装置复杂程度,但减少工序转换时间,具体装置可根据实际需要进行,本方法不一一阐述。
Claims (9)
1.一种处理柱状电池电极面焊点的方法,包括以下步骤:
(1)将排列工序段的待处理圆柱电池,依次输送至电池固定段;
(2)电池固定段中,将输送来的圆柱电池加持固定,转至定位工序段;
(3)定位工序段中,由定位电机驱动高精度丝杆进给,直至高精度丝杆上固定的测试探针接触电池电极负极面停止运行,并计算、输出定位电机的检测距离,随后定位电机快速回零,该圆柱电池继续转至负极面切削工段;
(4)负极面切削工段中,由切削电机一驱动高精度丝杆进给,进给量由定位工序段的定位电机测量的距离确定,完成进给后切削电机一停止,随即驱动高精度丝杆上的铣刀装置进行端铣,从而完成负极面的焊点焊疤的剔除,切削电机一随后快速回零,等待下一次切削作业;该圆柱电池进入正极面切削工段;
(5)正极面切削工段中,加持固定装置实现180°旋转动作,由切削电机二驱动高精度丝杆进给,进给量由定位负极面位置尺寸结合圆柱电池的标准尺寸计算得到,完成进给后切削电机二停止,随即驱动丝杆上的铣刀装置进行端铣,从而完成负极面的焊点焊疤剔除,切削电机二随后快速回零,等待下一次切削作业;
步骤(3)中,定位电机由初始零点位置进给,通过接触式控制判断定位电机与圆柱电池负极的距离,接触式控制方法为探针接触圆柱电池负极面形成控制回路导通,从而产生控制信号。
2.根据权利要求1所述处理柱状电池电极面焊点的方法,其特征在于:采用探针接触电池端面,即电池端面接触到正负探针后,因电极面导电与其形成控制回路导通,输出控制电平信号;圆柱电池电极上的焊点焊疤集中在电极面中心附近位置,探针接触的电极面位置点是未进行过镍焊操作过正常的电池电极平面处。
3.根据权利要求2所述处理柱状电池电极面焊点的方法,其特征在于,根据定位电机运行到停止位所需的脉冲数,计算定位电机到池端面的实际准确距离。
4.根据权利要求1所述处理柱状电池电极面焊点的方法,其特征在于,
步骤(4)中,通过定位电机与圆柱电池负极的距离得到切削电机一所需的脉冲数字量输入,实现电池负极端面零误差切削。
5.根据权利要求1所述处理柱状电池电极面焊点的方法,其特征在于,
步骤(5)中,根据已切削的电池负极端面作为基准,通过电池规定尺寸确定另一端面的尺寸距离,作为切削电机二从初始位到停止位的寄给量,实现圆柱电池正极端面上的焊点的切削,从而完成整个电池两电极上焊点的切除自动化作业。
6.根据权利要求1所述处理柱状电池电极面焊点的方法,其特征在于,所述定位电机、切削电机一、切削电机二均采用伺服电机,伺服电机控制高精度丝杆进给距离;控制器可采用plc或者上位机;切削方式为铣刀端铣,其固定在高精度丝杆固定工装上,待切削电机一、切削电机二运行至停止位时,实现铣刀的运转切削。
7.一种处理柱状电池电极面焊点的流水线,其特征在于,包括圆柱电池给料装置(1)、转盘机构(3)、定位工序段(4)、负极面切削工序段(5)以及正极面切削工序段(6);所述圆柱电池给料装置(1)、定位工序段(4)、负极面切削工序段(5)以及正极面切削工序段(6)位于转盘机构(3)的四周,转盘机构(3)上设置有电池固定装置(2),圆柱电池给料装置(1)将正负极排列好的圆柱电池输送到电池固定装置(2)处,转盘机构(3)转动将圆柱电池转至定位工序段(4)处停止;定位工序段(4)包括伺服电机(41)、高精度丝杆(42)以及探针装置(43),定位工序段(4)用于记录伺服电机(41)的进给距离,转盘机构(3)继续转动,将圆柱电池(8)转至负极面切削工序段(5)处停止,负极面切削工序段(5)处用于实现圆柱电池(8)负极面焊点焊疤切除作业;转盘机构(3)继续运行将圆柱电池(8)转至正极面切削工序段(6),此时电池固定装置(2)进行180°旋转,将正极面对准正极面切削工序段(6)的铣刀头,实现圆柱电池(8)正极面焊点焊疤切除作业。
8.根据权利要求7所述处理柱状电池电极面焊点的流水线,其特征在于,所述高精度丝杆(42)与伺服电机(41)相连接,高精度丝杆(42)连接有探针装置(43),伺服电机(41)由零点动作驱动高精度丝杆(42)上探针装置(43)向圆柱电池(8)运动,探针装置(43)上的探针(44)接触到圆柱电池(8)负极面时,当探针(44)接触到负极面形成回路导通,产生伺服电机(41)运行停止信号,由控制器读取该伺服电机的脉冲数,即可得出定位距离L1,并将数据传给负极面切削工序段(5)的切削电机一,根据切削电机一的脉冲当量计算得到此进给距离所需脉冲数。
9.根据权利要求8所述处理柱状电池电极面焊点的流水线,其特征在于,转盘机构(3)运行至正极面切削工序段(6),此时电池固定装置(2)进行180°旋转,将正极面对准正极面切削工序段(6)的铣刀头,完成负极面切削后,结合固定装置的初始位L2,并根据电池规格尺寸L3,计算正极极面与切削初始点的距离,从而确定正极切削电机所需的进给量,当正极面切削电池到位后,运行其高精度丝杆上固定的铣刀进行正极面的焊点端铣作业;待完成后固定装置打开,处理完由收料机构(7)收集圆柱电池(8)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Denomination of invention: A method and assembly line for processing solder joints on the electrode surface of cylindrical batteries Effective date of registration: 20230711 Granted publication date: 20221101 Pledgee: Huzhou Changxing Green Sub branch of Industrial Bank Co.,Ltd. Pledgor: ZHEJIANG TIANNENG NEW MATERIAL Co.,Ltd. Registration number: Y2023980047950 |