CN113437346A - 一种电芯叠片生产线及叠片方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电芯叠片生产线及叠片方法，叠片台于叠片台左工位和叠片台右工位之间往复移动，包括左二次对位组件设置在叠片台移动方向的延长线上；右二次对位组件沿叠片台移动方向的垂直方向设置；右料盒组件设置在右二次对位组件的一侧，与右二次对位组件同轴线设置；旋转搬运升降组件设置于右二次对位组件和叠片台右工位之间，用于搬运右二次对位组件的极片到叠片台右工位处。根据本发明的一种电芯叠片生产线及叠片方法，右二次对位组件上的极片通过旋转搬运升降组件搬运到叠片台上，使右侧极片搬运效率更快，极大程度缩短叠片搬运时间，从而提升生产线的产量。左二次对位组件和右二次对位组件分开布置后，更加方便维修和换型。

Description

一种电芯叠片生产线及叠片方法

技术领域

本发明涉及电芯叠片生产领域技术领域，特别涉及一种电芯叠片生产线及叠片方法。

背景技术

随着新能源电动车的迅速发展，汽车行业对汽车动力电池的需求越来越大，在汽车动力电池的制造过程中，通常采用叠片机将正负极片间隔叠置形成电池电芯。常用的锂离子电池电芯叠片机中，首先利用吸盘从料盒中吸取正极片或负极片，并搬动至相应的定位台，需要叠置该极片时再次利用吸盘从定位台吸取该极片，并搬动至叠片台完成叠片。

目前生产汽车动力电池的过程均采用叠片机生产线进行生产，通过叠片机把电池极片不断搬运到对应工位上进行堆叠，最后进行封胶处理，完成动力电池的模块制作。随着汽车动力电池的快速发展，动力电池的结构也发展出各种各样的形式，其中刀片电池的极片规格在宽度100mm左右，长度500mm以上，传统的叠片机生产线上正负极片的搬运行程过长，由于生产线采用自动化流水线，机械手搬运叠片的时间是固定的，叠片的搬运效率也直接影响动力电池的产量。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的“极片搬运行程过长，降低搬运效率，影响动力电池产量”的技术问题。为此，本发明提出一种一种电芯叠片生产线及叠片方法，能够有效提高电芯叠片综合效率，缩短叠片的搬运时间，提升生产线的产量。

根据本发明的一些实施例的一种电芯叠片生产线，包括叠片台组件，所述叠片台组件设置有叠片台左工位和叠片台右工位，所述叠片台组件包括叠片台，所述叠片台于所述叠片台左工位和所述叠片台右工位之间往复移动，包括左二次对位组件，所述左二次对位组件设置于所述叠片台左工位的一侧，所述左二次对位组件设置在所述叠片台移动方向的延长线上；左料盒组件，所述左料盒组件设置于所述左二次对位组件的一侧，所述左料盒组件设置在所述叠片台移动方向的延长线上；右二次对位组件，所述右二次对位组件设置在所述叠片台右工位的一侧，所述右二次对位组件沿所述叠片台移动方向的垂直方向设置；右料盒组件，所述右料盒组件设置在所述右二次对位组件的一侧，所述右料盒组件与所述右二次对位组件同轴线设置；旋转搬运升降组件，所述旋转搬运升降组件设置于所述右二次对位组件和所述叠片台右工位之间，用于搬运所述右二次对位组件的极片到所述叠片台右工位处；所述叠片台右工位的一侧设置一电芯下料机构，所述电芯下料机构用于移动所述叠片台右工位上叠片后的电芯，所述电芯下料机构的一侧设置一贴胶组件。

根据本发明的一些实施例，一左工位机械手设置于所述左二次对位组件一侧，所述左工位机械手用于移动所述左料盒组件内的极片依次到所述左二次对位组件和所述叠片台左工位上；一右工位机械手设置于所述右二次对位组件前，所述右工位机械手用于移动所述右料盒组件内的极片依次到所述右二次对位组件和所述叠片台右工位上。

根据本发明的一些实施例，所述左二次对位组件和所述左料盒组件的工作台长边垂直于所述叠片台移动方向的延长线；所述右二次对位组件和所述右料盒组件的工作台长边平行于所述叠片台移动方向的延长线。

根据本发明的一些实施例的叠片方法，包括所述叠片台组件、所述左二次对位组件、所述左料盒组件、所述左工位机械手、所述右二次对位组件、所述右料盒组件、所述旋转搬运升降组所述右工位机械手、所述电芯下料机构和所述贴胶组件，所述叠片台组件上包括所述叠片台、所述叠片台左工位和所述叠片台右工位；所述左工位机械手从所述左料盒组件中搬运一片或两片以上的极片到所述左二次对位组件上；所述左二次对位组件对所述极片进行对位操作；所述左工位机械手待所述左二次对位组件完成对位操作后，搬运所述极片到所述叠片台组件的所述叠片台左工位的所述叠片台上；所述左工位机械手复位到所述左料盒组件处。

根据本发明的一些实施例，所述叠片台组件压紧所述叠片台上的所述极片；所述叠片台移载到所述叠片台右工位。

根据本发明的一些实施例，所述右工位机械手从所述右料盒组件中搬运一片或两片以上的极片到所述右二次对位组件上；所述右二次对位组件对所述极片进行对位操作；所述右工位机械手复位到所述右料盒组件处；所述旋转搬运升降组件待所述右二次对位组件完成对位操作后，旋转搬运所述极片到所述叠片台组件的所述叠片台右工位的所述叠片台上；所述旋转搬运升降组件复位到所述右二次对位组件处。

根据本发明的一些实施例，所述叠片台组件压紧所述叠片台上的所述极片；所述叠片台移载到所述叠片台左工位。

根据本发明的一些实施例，重复操作权利要求4-7的步骤达到指定次数，所述电芯叠片成电芯；所述叠片台移载所述电芯到所述叠片台右工位。

根据本发明的一些实施例，所述电芯下料机构从所述叠片台夹取完成叠片的所述电芯；所述电芯下料机构夹取所述电芯移载到所述贴胶组件上；所述贴胶组件对所述电芯完成贴胶操作；所述叠片台复位到所述叠片台左工位处。

根据本发明的一些实施例，循环权利要求4-9。

根据本发明的一些实施例的一种电芯叠片生产线及叠片方法，至少具有如下有益效果：通过调整所述左二次对位组件、所述左料盒组件、所述右二次对位组件和所述右料盒组件的位置，缩短所述极片搬运到所述叠片台组件的时间，提高叠片效率，而所述右二次对位组件上的极片通过所述旋转搬运升降组件搬运到所述叠片台上，使右侧极片搬运效率更快，极大程度缩短叠片搬运时间，从而提升生产线的产量。

所述左二次对位组件和所述右二次对位组件分开布置后，更加方便维修和换型。

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为本发明实施例电芯叠片生产线的平面示意图；

图2为本发明实施例电芯叠片生产线的对称布局示意图。

附图标记：

叠片台组件100、叠片台左工位110、叠片台右工位120、叠片台130、左二次对位组件200、左料盒组件210、右二次对位组件300、右料盒组件310、旋转搬运升降组件320、电芯下料机构400、贴胶组件410。

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、顶、底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。

下面参考图1-图2描述根据本发明实施例的一种电芯叠片生产线及叠片方法。

如图1所示，电芯叠片生产线包括叠片台组件100，叠片台组件100上设置有叠片台左工位110和叠片台右工位120，叠片台组件100还包括叠片台130，叠片台130在叠片台左工位110和叠片台右工位120两个工位之间往复移动。一左二次对位组件200沿叠片台130移动方向的延长线设置，位于叠片台左工位110的一侧，具体地，左二次对位组件200位于叠片台左工位110的左侧，在左二次对位组件200的一侧设置有左料盒组件210，左料盒组件210沿叠片台130移动方向的延长线设置，左料盒组件210、左二次对位组件200和叠片台130沿同一直线上设置，在本实施例中，左料盒组件210、左二次对位组件200均排列在叠片台130的左侧。

一右二次对位组件300设置在叠片台右工位120的一侧，右二次对位组件300一侧设置有右料盒组件310，具体地，右二次对位组件300沿叠片台130移动方向的垂直方向设置，即右二次对位组件300设置在叠片台130移动方向的垂线上，右料盒组件310与右二次组件同轴线设置。根据实际环境布局，右料盒组件310和右二次对位组件300处于同一直线上，并且与叠片台130移动方向垂直。一旋转搬运组件设置在右二次对位组件300和叠片台右工位120之间，旋转搬运组件用于搬运右二次对位组件300的极片到叠片台右工位120处。通过旋转搬运组件的旋转搬运，能够极大程度减少极片从右二次对位组件300转移到叠片台右工位120的时间，相对于以往的直线搬运，路径更短，每次搬运能够减少至少0.2秒的时间，堆叠一块电芯，能够节省更多的时间，在不变动生产线上的大部分设备前提下，优化生产线的工序，让单位时间产出的电芯数量大大增加，提升了生产线工作效率。

叠片台右工位120的一侧设置一电芯下料机构400，电芯下料机构400用于移动叠片台右工位120上叠片后的电芯，电芯下料机构400的一侧设置一贴胶组件410。具体地，电芯下料机构400位于叠片台右工位120的右侧，与叠片台130移动方向处于同一直线。

如图2所示，应理解，左二次对位组件200、右二次对位组件300和电芯下料机构400的位置关系并非唯一实施方式，在其他一些实施例中，本实施例的电芯叠片生产线镜像设置后依然能够保持该有的效果，此时电芯下料机构400、左二次对位组件200和右二次对位组件300的位置关系与本实施例中的位置关系为对称分布。应理解，在不脱离本发明基本构思的前提下，电芯叠片生产线的整体布置方位灵活变换，均应视为在本发明限定的保护范围之内。在保证左二次对位组件200和右二次对位组件300分开设置的前提下，根据实际生产场地来规划生产线各设备的布局。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，具体地，在左二次对位组件200的前方设置有左工位机械手(在附图中未示出)，左工位机械手能够移动左料盒组件210内的极片依次到左二次对位组件200和叠片台左工位110上，具体地，左工位机械手先把左料盒组件210内的极片搬运到左二次对位组件200上进行对位操作，操作完成后，左工位机械手把极片搬运到叠片台左工位110的叠片台130上。在右二次对位组件300的前方，设置有一右工位机械手(在附图中未示出)，右工位机械手用于移动右料盒组件310内的极片依次到右二次对位组件300和叠片台右工位120上，具体搬运顺序为右工位机械手把右料盒组件310的极片搬运到右二次对位组件300上，然后通过旋转搬运升降组件320把右二次对位组件300上的极片搬运到叠片台右工位120上，右工位机械手在把极片搬运到右二次对位组件300后，复位到右料盒组件310处，相对于以往的右侧极片搬运，能够节省一半的搬运时间，由旋转搬运升降组件320负责把右侧极片搬运到叠片台右工位120上，并且由于旋转搬运升降组件320的搬运轨迹为弧形，行程相对于跨长度的直线搬运行程更加短。

应理解，左工位机械手和右工位机械手分别设置在左二次对位组件200和右二次对位组件300的前方并非唯一实施方式，在其他一些实施例中，还可以根据实际需求，把左工位机械手设置在左料盒组件210处，右工位机械手设置在右料盒组件310处。本发明对左工位机械手和右工位机械手的设置位置不一一赘述，应理解，在不脱离本发明基本构思的前提下，左工位机械手和右工位机械手的设置位置灵活变换，均应视为在本发明限定的保护范围之内。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，为了能够有效缩短极片的搬运行程，从而缩短整体的时间，提升生产效率，左二次对位组件200和左料盒组件210的工作台长边垂直于叠片台130的移动方向，具体地，左二次对位组件200和左料盒组件210的长边垂直于叠片台130移动方向的延长线设置时，此时极片的长边与叠片台130移动方向的延长线垂直，左工位机械手在把极片从左料盒组件210上搬运到左二次对位组件200上时，搬运行程仅需要走过极片短边的距离和两设备之间的距离，缩短了极片的搬运时间。极片的长宽比越大，搬运所节约的时间越明显，目前汽车动力电池中生产的刀片电池逐渐需求量逐渐提升，而刀片电池的极片长度一般大于500mm，宽度100mm左右，其刀片电池的极片长宽比在5之间，采用左二次对位组件200和左料盒组件210的设置方式，搬运行程走过的距离为五分之一的长边距离和两设备之间的距离，能够显著提升极片的搬运时间，使极片更快到达叠片台左工位110上，保证电芯下料时间缩短到6秒以内。

而右二次对位组件300和右料盒组件310的工作台长边平行于叠片台130的移动方向，通过旋转搬运升降组件320和右工位机械手配合来搬运极片到叠片台右工位120，花费时间更加少，旋转搬运升降组件320在对搬运极片的过程中，完成极片的旋转，直接放置到叠片台130上。跟传统的生产线布局相比，根据刀片电池的极片特征，来设置右二次对位组件300和右料盒组件310的布局，工作台的长边平行于叠片台130，右极片的搬运时间与左极片的搬运时间相同，但右极片搬运到叠片台右工位120上时，需要把右极片的方向进行翻转，而旋转搬运升降组件320能够在搬运极片的同时调整极片的方向，在一次搬运过程中完成两个步奏，有效缩短极片的叠片时间。

左二次对位组件200和右二次对位组件300分开布置，设备周缘的空间更加充裕，方便电气控制，方便工作人员日常维护和检修。且两设备分开布置后，能够避免极片搬运过程中发生交涉影响效率。

本发明的叠片方法依据本发明的一种电芯叠片生产线来实现，左工位机械手首先从左料盒组件210中搬运一片或两片以上的极片到左二次对位组件200上，由左二次对位组件200对极片进行对位操作，在本发明中，电芯叠片生产线能够同时实现单片或多片极片两种形式进行叠片操作，具体采用何种形式进行生产由工作人员自行决定。左工位机械手把极片搬运到左二次对位组件200后，进行对位操作。左工位机械手待左二次对位组件200完成对位操作后，搬运极片到叠片台组件100的叠片台左工位110的叠片台130上，左工位机械手复位到左料盒组件210处。此过程相对于传统的叠片机生产线能够节省大量时间，刀片电池的极片长宽比越明显，该步骤所缩短的时间越多。

叠片台组件100压紧叠片台左工位110上叠片台130的极片，叠片台130载着极片移载到叠片台右工位120处。右工位机械手从右料盒组件310中搬运一片或两片以上的极片到右二次对位组件300上，右二次对位组件300对极片进行对位操作，右工位机械手搬运极片到右二次对位组件300上后复位到右料盒组件310处，旋转搬运升降组件320待右二次对位组件300完成对位操作后，搬运极片到叠片台组件100的叠片台右工位120的叠片台130上，旋转搬运升降组件320在搬运极片到叠片台右工位120的叠片台130的过程中同时完成极片的方向转向，极片放到叠片台130上后，旋转搬运升降组件320复位，移动到右二次对位组件300处。在本发明中的实施例中，左工位机械手和右工位机械手的极片搬运数量一致，即左工位机械手搬运一片极片时，左工位机械手也搬运一片极片，同时旋转搬运升降组件320搬运数量也相等。

叠片台组件100压紧叠片台右工位120上叠片台130的极片，然后叠片台130移载极片到叠片台左工位110，完成一次叠片过程，重复上述步骤，直到电芯叠片成电芯，叠片台130移载电芯到叠片台右工位120处，电芯下料机构400从叠片台130夹取完成叠片的电芯，并夹取电芯移载到贴胶组件410上，由贴胶组件410对电芯完成贴胶操作，而叠片台130复位到叠片台左工位110处准备下一轮电芯叠片。循环上述步骤，不断制作电芯，直到达到工作人员设定的数量。采用旋转搬运升降组件320，右二次对位组件300和右料盒组件310采用横向布局的形式，使右侧得极片搬运时间每个步骤减少至少0.2秒，单次右极片搬运减少0.6秒左右，使生产线的生产效率提升，能够满足市场对动力电池的需求，在不改变原有设备的搬运性能下，有效提升生产线的产能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电芯叠片生产线，包括叠片台组件(100)，所述叠片台组件(100)设置有叠片台左工位(110)和叠片台右工位(120)，所述叠片台组件(100)包括叠片台(130)，所述叠片台(130)于所述叠片台左工位(110)和所述叠片台右工位(120)之间往复移动；其特征在于，包括：

左二次对位组件(200)，所述左二次对位组件(200)设置于所述叠片台左工位(110)的一侧，所述左二次对位组件(200)设置在所述叠片台(130)移动方向的延长线上；

左料盒组件(210)，所述左料盒组件(210)设置于所述左二次对位组件(200)的一侧，所述左料盒组件(210)设置在所述叠片台(130)移动方向的延长线上；

右二次对位组件(300)，所述右二次对位组件(300)设置在所述叠片台右工位(120)的一侧，所述右二次对位组件(300)沿所述叠片台(130)移动方向的垂直方向设置；

右料盒组件(310)，所述右料盒组件(310)设置在所述右二次对位组件(300)的一侧，所述右料盒组件(310)与所述右二次对位组件(300)同轴线设置；

旋转搬运升降组件(320)，所述旋转搬运升降组件(320)设置于所述右二次对位组件(300)和所述叠片台右工位(120)之间，用于搬运所述右二次对位组件(300)的极片到所述叠片台右工位(120)处；

所述叠片台右工位(120)的一侧设置一电芯下料机构(400)，所述电芯下料机构(400)用于移动所述叠片台右工位(120)上叠片后的电芯，所述电芯下料机构(400)的一侧设置一贴胶组件(410)。

2.根据权利要求1所述的一种电芯叠片生产线，其特征在于，一左工位机械手设置于所述左二次对位组件(200)一侧，所述左工位机械手用于移动所述左料盒组件(210)内的极片依次到所述左二次对位组件(200)和所述叠片台左工位(110)上；

一右工位机械手设置于所述右二次对位组件(300)前，所述右工位机械手用于移动所述右料盒组件(310)内的极片依次到所述右二次对位组件(300)和所述叠片台右工位(120)上。

3.根据权利要求1所述的一种电芯叠片生产线，其特征在于，所述左二次对位组件(200)和所述左料盒组件(210)的工作台长边垂直于所述叠片台(130)移动方向的延长线；

所述右二次对位组件(300)和所述右料盒组件(310)的工作台长边平行于所述叠片台(130)移动方向的延长线。

4.一种叠片方法，包括所述叠片台组件(100)、所述左二次对位组件(200)、所述左料盒组件(210)、所述左工位机械手、所述右二次对位组件(300)、所述右料盒组件(310)、所述旋转搬运升降组所述右工位机械手、所述电芯下料机构(400)和所述贴胶组件(410)，所述叠片台组件(100)上包括所述叠片台(130)、所述叠片台左工位(110)和所述叠片台右工位(120)；其特征在于：

所述左工位机械手从所述左料盒组件(210)中搬运一片或两片以上的极片到所述左二次对位组件(200)上；

所述左二次对位组件(200)对所述极片进行对位操作；

所述左工位机械手待所述左二次对位组件(200)完成对位操作后，搬运所述极片到所述叠片台组件(100)的所述叠片台左工位(110)的所述叠片台(130)上；

所述左工位机械手复位到所述左料盒组件(210)处。

5.根据权利要求4所述的叠片方法，其特征在于：

所述叠片台组件(100)压紧所述叠片台(130)上的所述极片；

所述叠片台(130)移载到所述叠片台右工位(120)。

6.根据权利要求5所述的叠片方法，其特征在于：

所述右工位机械手从所述右料盒组件(310)中搬运一片或两片以上的极片到所述右二次对位组件(300)上；

所述右二次对位组件(300)对所述极片进行对位操作；

所述右工位机械手复位到所述右料盒组件(310)处；

所述旋转搬运升降组件(320)待所述右二次对位组件(300)完成对位操作后，旋转搬运所述极片到所述叠片台组件(100)的所述叠片台右工位(120)的所述叠片台(130)上；

所述旋转搬运升降组件(320)复位到所述右二次对位组件(300)处。

7.根据权利要求6所述的叠片方法，其特征在于：

所述叠片台组件(100)压紧所述叠片台(130)上的所述极片；

所述叠片台(130)移载到所述叠片台左工位(110)。

8.根据权利要求7所述的叠片方法，其特征在于：

重复操作权利要求4-7的步骤达到指定次数，所述电芯叠片成电芯；

所述叠片台(130)移载所述电芯到所述叠片台右工位(120)。

9.根据权利要求8所述的叠片方法，其特征在于：

所述电芯下料机构(400)从所述叠片台(130)夹取完成叠片的所述电芯；

所述电芯下料机构(400)夹取所述电芯移载到所述贴胶组件(410)上；

所述贴胶组件(410)对所述电芯完成贴胶操作；

所述叠片台(130)复位到所述叠片台左工位(110)处。

10.根据权利要求9所述的叠片方法，其特征在于：循环权利要求4-9。

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