CN113130967B - 一种电芯封装机构、电芯封装物流线及电芯翻折转运方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电芯封装机构、电芯封装物流线及电芯翻折转运方法，电芯封装机构包括：翻折单元、转运单元以及封装单元，翻折单元以及转运单元沿同一直线设置，封装单元设置于转运单元移动路径上，翻折单元用于对铝膜翻折，转运单元用于将翻折单元上完成铝膜翻折的电芯转运至封装单元进行封装加工，翻折单元与转运单元通过形成高度落差使电芯从翻折单元转移至转运单元。本发明的电芯封装机构利用高度落差使得电芯从翻折单元直接切离转移至转运单元上，并通过转运单元电芯的转运，使得电芯加工过程中的摆放角度不变，进而配合封装单元对电芯的封装加工，从而使得电芯封装加工过程中的保持统一性，相对于传统机械手对电芯的搬运，时效更高。
Description
技术领域
本发明涉及电池生产技术领域，具体涉及一种电芯封装机构、电芯封装物流线及电芯翻折转运方法。
背景技术
现有的软包电池在生产过程中，需要将电芯放置于冲坑好的铝膜内，对铝膜进行翻折后，需要通过封装平台对铝膜依序进行顶封、侧封、角封等加工，在上述加工过程中，一般采用机械手对电芯进行前、后加工平台之间的运输，而每次运输都需要机械手重复将电芯进行夹取和放下的动作，使得电芯加工时的放置角度以及加工水平面容易存在偏差，电芯翻转之后的稳定状态被破坏，导致电芯封装效果统一性差、封装效果差的问题，并且降低电芯封装时效，从而降低设备产能。
发明内容
为了解决上述至少一个问题，本发明提供一种加工效果统一性好、时效高的电芯封装机构、电芯封装物流线及电芯多级转运方法。
本发明公开一种电芯封装机构，包括：翻折单元、转运单元以及封装单元，翻折单元以及转运单元沿同一直线滑动设置，封装单元设置于转运单元移动路径上，翻折单元用于对铝膜翻折，转运单元用于将翻折单元上完成铝膜翻折的电芯转运至封装单元进行封装加工，翻折单元与转运单元通过形成高度落差使电芯从翻折单元转移至转运单元，利用高度落差使得电芯从翻折单元直接切离转移至转运单元上，并通过转运单元电芯的转运，避免现有技术中通过机械手对电芯进行搬运而造成生产时效低、电芯摆放角度难以保持一致的技术问题，使得电芯在加工过程中的摆放角度不变，从而使得电芯封装加工过程中的保持统一性。
根据本发明的一实施方式，翻折单元具有与转运单元对应的避空槽，电芯转移过程中，转运单元通过避空槽将电芯托起，通过避空槽对转运单元进行避空，较少翻折单元对转运单元对电芯转运过程造成的影响，进一步提高对电芯转运过程的稳定性。
根据本发明的一实施方式，翻折单元包括：固定板、沿固定板边缘旋转叠合的翻折板以及驱动固定板垂直升降的切离驱动元件，避空槽位于固定板，通过上述结构实现对铝膜以固定板与翻折板分界线为翻折中心进行翻折，保证对铝膜翻折的统一性。
根据本发明的一实施方式，转运单元包括：用于支撑电芯的支撑板的支撑板以及用于驱动支撑板升降的转移升降模组，利用固定凹槽实现电芯的定位，进一步加强电芯的固定效果。
根据本发明的一实施方式，固定板和/或支撑板上设置有真空吸孔，真空吸孔对铝膜形成的吸附力，有效保证对电芯的固定效果。
根据本发明的一实施方式，转运单元数量为一个，通过单独的转运单元对电芯进行转运，有效减少电芯在加工过程中摆放位置角度改变的风险。
根据本发明的一实施方式，转运单元数量为至少两个，相邻两个转运单元之间的支撑板形状相互避空设置，实现对电芯进行同一方向上的多级转运，从而有效提高对电芯进行封装加工的生产节拍，进一步提高生产效率。
本发明还公开一种电芯封装物流线，包括前面所述的电芯封装机构。
本发明还公开一种电芯翻折转运方法，包括：以下步骤，
翻折：铝膜以及电芯依序上料至翻折单元，翻折单元对铝膜进行翻折；
切离：通过形成高度落差，使得电芯从翻折单元切离至转运单元；以及
转运：利用转运单元将电芯转运至预设位置进行加工。
根据本发明的一实施方式，转运步骤中还包括：通过一个以上转运单元对电芯进行多级转运。
本发明的电芯封装机构利用高度落差使得电芯从翻折单元直接切离转移至转运单元上，相对于现有技术中采用传统机械手对电芯进行搬运，有效使得电芯加工过程中的摆放角度不变，从而使得电芯封装加工过程中，电芯加工时的放置角度以及加工水平面保持统一性，防止电芯翻转之后的稳定状态被破坏，并通过转运单元电芯的转运，实现对对电芯进行小幅度高度改变的直线转运，免去传统机械手的每次运输中都需要重复将电芯进行夹取和放下的动作，使得生产时效更高，提高设备的生产效率。
附图说明
图1为本发明中电芯封装机构的结构示意图之一。
图2为本发明中电芯封装机构的结构示意图之二。
图3为本发明中翻折单元的结构示意图。
图4为本发明中翻折单元的工作示意图。
图5为本发明中电芯翻折转运方法的流程图。
附图标号说明：翻折单元100、转运单元200、封装单元300、固定板110、翻折板120、切离驱动元件130、避空槽140、支撑板210、转移升降模组220。
具体实施方式
下面将结合具体实施例及附图对本发明电芯封装机构、电芯封装物流线及电芯翻折转运方法作进一步详细描述。
请参考图1至2所示。
本发明提供一种电芯封装机构，主要用于对电芯与铝膜之间的封装，具体的，电芯封装机构主要包括翻折单元100、转运单元200以及封装单元300。
翻折单元100以及转运单元200沿同一直线设置，其中翻折单元100可为固定设置或滑动设置，例如，翻折单元100以及转运单元200可沿同一直线进行主动式滑动，即翻折单元100以及转运单元200可分别于一条滑轨等输送机构上进行主动移动，又例如，翻折单元100以及转运单元200可沿同一直线进行被动式滑动，即翻折单元100以及转运单元200可通过同一或不同的驱动模组进行直线驱动。当然的，翻折单元100以及转运单元200还可沿同一运动轨迹设置，例如圆弧状的运动轨迹。
翻折单元100用于对铝膜翻折，具体的，铝膜上料于翻折单元100后，电芯再上料至铝膜上，通过翻折单元100对铝膜进行翻折，从而实现铝膜对电芯进行包裹。
转运单元200用于将翻折单元100上完成铝膜翻折的电芯转运至封装单元300进行封装加工，具体的，翻折单元100与转运单元200之间通过形成高度落差，使电芯从翻折单元100转移至转运单元200。
封装单元300设置于转运单元200移动路径上，封装单元300用于根据生产需求对铝膜进行顶封或侧封或异形边封或者包括以上至少两种工序的加工。
翻折单元100对铝膜进行翻折后，转运单元200利用高度落差托起翻折单元100上的电芯，然后再通过转运单元200对电芯进行直线移送，保证电芯加工过程中的摆放角度不变，进而配合封装单元300对电芯的封装加工，从而使得电芯封装加工过程中的保持统一性，相对于传统机械手对电芯的搬运，时效更高，并且省去了机械手需要在生产线上方的结构设计，进一步节省设备的占用空间。
请一并参考图3至4所示。
翻折单元100主要包括固定板110、翻折板120以及切离驱动元件130。其中固定板110主要用于对铝膜进行固定支撑，翻折板120沿固定板110边缘旋转叠合，具体的，翻折板120可采用旋转电机或旋转气缸进行旋转驱动。初始状态时，固定板110与翻折板120位于同一平面，铝膜冲坑用于放置电芯的放置凹槽后上料至该平面，电芯上料至放置凹槽后，翻折板120旋转至与固定板110叠合位置，从而实现铝膜的翻折，其中翻折后的电芯位于固定板110上。
值得注意的是，为了提高电芯的固定效果，固定板110上可开设有与放置凹槽匹配的固定凹槽，当完成冲坑的铝膜上料至翻转单元100时，铝膜对应放置凹槽部分嵌入于固定凹槽，通过形状匹配限制，实现对电芯的定位，相对于现有技术中直接将铝膜放置于平面上，有效加强电芯的固定效果，进而提升对电芯加工的效果统一性，提高产品加工质量。
切离驱动元件130一端与固定板110连接，切离驱动元件130驱动固定板110垂直升降，从而实现翻折单元100与转运单元200之间形成高度差，使得电芯可稳定切离转移至转运单元200上。
具体应用时，翻折单元100具有与转运单元200对应的避空槽140，电芯转移过程中，转运单元200由避空槽140将电芯托起，其中避空槽140位于固定板110上，换句话说，转运单元200在转运过程中使其一端伸入避空槽内或位于避空槽正下方，翻折单元100通过切离驱动元件130改变固定板110高度，从而相对的使转运单元200由避空槽140将电芯托起，如此一来，有效保证电芯转移至转运单元200上时，防止转运单元200对电芯产生水平方向上的作用力而导致电芯在水平方向移动，有效保证电芯的摆放位置角度不变。
转运单元200包括与用于支撑电芯的支撑板210，转运单元200通过支撑板210对电芯进行支撑，从而实现对电芯进行转运。
具体的，当转运单元200数量为一个时，支撑板210与避空槽140形状匹配，转运单元200通过支撑板210从避空槽140从将翻折单元100上的电芯托起。
值得注意的是，转运单元200还包括用于驱动支撑板210升降的转移升降模组220，通过转移升降模组220实现转运单元200可垂直升降功能，换句话说，利用转移升降模组220驱动支撑板210进行垂直升降，使得支撑板210可相对于翻转单元100的固定板110进行升降，在电芯由翻折单元100切离转移至转运单元200上时，利用支撑板210升起配合翻折单元100的下降动作，有效缩减转移过程中所需的时长，相对于单一翻转单元100进行升降使电芯切离，可进一步提升电芯切离转移的效率，同时通过转移升降模组220可使得支撑板210在电芯切离前与固定板110之间相差一定高度位置，相对于处于同一水平面进行转移，可进一步防止电芯切离前转运单元20对电芯产生水平方向上的作用力而导致电芯在水平方向移动。
为了进一步提高电芯在电芯封装机构上的固定效果，电芯封装机构固定板110和/或支撑板210上设置有真空吸孔，通过真空吸孔对铝膜形成的吸附力，有效保证对电芯的固定效果。
在本申请中，转运单元200数量可采用为至少两个，换句话说，至少两个转运单元200与翻折单元100沿同一直线或同一运动轨迹滑动设置。利用至少两个转运单元200实现对电芯进行同一直线或同一运动轨迹的多级转运，具体的，每一转运单元200可对应将电芯运送至一封装单元300进行一种封装加工，例如顶封、侧封、异形边封中的一种，多级转运有效提高对电芯进行封装加工的生产节拍，进一步提高生产效率。
值得注意的是，相邻两个转运单元200之间的支撑板210形状相互避空设置，换句话说，相邻两个转运单元200之间的支撑板210可于同一平面内相互错开嵌合，电芯在相邻两个转运单元200之间利用相同平面直接进行转移，有效提高转移效率，同时，相邻两个转运单元200之间相互避空设置，有效防止相邻两个转移单元200之间发生碰撞，进而防止电芯晃动导致位置的变化，从而有效保证电池在相邻两个转运单元200之间转移过程的稳定性，进一步的，相邻两个转运单元200相互避空设置，有效节省相邻两个转运单元200之间实现电芯转移时的空间占有率，进而有效节省设备空间。
具体的，相邻两个转运单元200之间可通过对支撑板210上真空吸孔对铝膜的吸附力的通断控制而实现电芯的转移，当然的，相邻两个转运单元200之间还可通过转移升降模组220对支撑板210的升降控制而实现电芯的转移。
本发明还公开一种电芯封装物流线，其中电芯封装物流线主要用于对电芯自动上料、铝膜自动上料、铝膜冲坑、铝膜翻折、铝膜封边、铝膜切边、耐压测试、自动分拣下料等加工，电芯封装物流线包括所述电芯封装机构，其中在铝膜翻折及铝膜封边加工过程中采用前面所述电芯封装机构对电芯及铝膜进行封装加工，有效提高电芯转运效率，从而提高设备生产时效，提高生产效率。
请一并参考图5所示。
本发明还公开一种电芯翻折转运方法，包括：以下步骤，
S1翻折：铝膜以及电芯依序上料至翻折单元100，翻折单元100对铝膜进行翻折，其中翻折单元100主要包括固定板110、翻折板120以及切离驱动元件130，初始状态时，固定板110放置铝膜一面与翻折板120放置铝膜一面位于同一平面，将铝膜冲坑用于放置电芯的凹槽后上料至固定板及翻折板的平面，电芯上料至铝膜上的放置凹槽后，翻折板120旋转至与固定板110叠合位置，从而实现铝膜的翻折，其中翻折后的电芯位于固定板110上。
S2切离：通过形成高度落差，使得电芯从翻折单元100切离至转运单元200，具体的，翻折单元100具有与转运单元200对应的避空槽140，转运单元200其一端伸入避空槽内或位于避空槽正下方，切离驱动元件130驱动固定板110垂直升降，从而实现翻折单元100与转运单元200之间形成高度差，使得电芯可稳定转移至转运单元200上。
S3转运：利用转运单元200将电芯转运至预设位置进行加工。
在又一实施例中，转运步骤中还包括通过一个以上转运单元200对电芯进行多级转运，例如，转运单元200数量为一个时，转运单元200可对电芯进行单一距离位置的单级转运或多距离位置的多级转运，即转运单元200可将电芯运送至单一预设位置或多个预设位置，例如，转运单元200数量为多个时，每一转运单元200可对应将电芯运送至一预设位置进行一种加工工序，通过一个以上转运单元200的多级转运提高对电芯进行加工的生产节拍，进一步提高生产效率。
综上所述，本发明的电芯翻折机构由翻折单元以及转运单元组成，利用高度落差使得电芯从翻折单元直接切离转移至转运单元上，相对于现有技术中采用传统机械手对电芯进行搬运，有效使得电芯加工过程中的摆放角度不变，从而使得电芯封装加工过程中，电芯加工时的放置角度以及加工水平面保持统一性，防止电芯翻转之后的稳定状态被破坏，并通过转运单元电芯的转运，实现对对电芯进行小幅度高度改变的直线转运，免去传统的机械手的每次运输中都需要重复将电芯进行夹取和放下的动作，使得生产时效更高，提高设备的生产效率。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语诸如 “上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
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本发明的精神和范围内。
Claims (5)
1.一种电芯封装机构，其特征在于，包括：翻折单元（100）、转运单元（200）以及封装单元（300），所述翻折单元（100）以及转运单元（200）沿同一直线设置，所述封装单元（300）设置于转运单元（200）移动路径上，所述翻折单元（100）用于对铝膜翻折，所述转运单元（200）用于将所述翻折单元（100）上完成铝膜翻折的电芯转运至封装单元（300）进行封装加工，所述翻折单元（100）与转运单元（200）通过形成高度落差使电芯从翻折单元（100）转移至转运单元（200）；
所述翻折单元（100）具有与转运单元（200）对应的避空槽（140），电芯转移过程中，所述转运单元（200）通过所述避空槽（140）将电芯托起；
所述翻折单元包括：固定板（110）、沿所述固定板（110）边缘旋转叠合的翻折板（120）以及驱动所述固定板（110）垂直升降的切离驱动元件（130），所述避空槽（140）位于所述固定板（110）；
所述转运单元（200）数量为至少两个，相邻两个转运单元（200）之间的支撑板（210）形状相互避空设置。
2.根据权利要求1所述的电芯封装机构，其特征在于，所述转运单元（200）包括：用于支撑电芯的支撑板（210）以及用于驱动所述支撑板（210）升降的转移升降模组（220）。
3.根据权利要求2所述的电芯封装机构，其特征在于，所述固定板（110）和/或支撑板（210）上设置有真空吸孔。
4.一种电芯封装物流线，其特征在于，包括：权利要求1至3任一所述的电芯封装机构。
5.一种电芯翻折转运方法，其特征在于，应用如权利要求4所述的电芯封装物流线进行翻折转运，包括：以下步骤，
翻折：铝膜以及电芯依序上料至翻折单元（100），翻折单元（100）对铝膜进行翻折；
切离：通过形成高度落差，使得电芯从翻折单元切离至转运单元（200）；以及
转运：利用转运单元（200）将电芯转运至预设位置进行加工，通过两个以上的转运单元（200）对电芯进行多级转运。
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