CN114362063A - 一种电芯外皮剥离设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电芯外皮剥离设备，包括机架，以及设置在机架上的进料输送机构、剥离机构和出料输送机构，进料输送机构用于将待剥皮电芯输送至剥离机构中，剥离机构用于分离电芯本体和外皮，出料输送机构用于输送电芯本体，出料输送机构的输送面低于进料输送机构的输送面。剥离机构包括转盘、旋转驱动机构、第一分离机构、第二分离机构、负压发生组件和外壁薄膜脱离组件。该电芯外皮剥离设备可实现对电芯外皮的连续自动化剥离，提升了剥离效率，降低电芯本体被划伤的概率，提升了生产质量，降低了加工成本。

Description

一种电芯外皮剥离设备

技术领域

本发明涉及电芯加工技术领域，具体涉及一种电芯外皮剥离设备。

背景技术

随着社会的不断发展，人们对电子产品的使用频率不断增加，相应的对电池的需求量也就越来越多。在去除圆柱状电芯的外皮(包括外壁薄膜和端面薄膜，外壁薄膜指的是贴附在电芯本体的周向外壁上的薄膜，端面薄膜指的是贴附在电芯本体的两端面上的薄膜，端面薄膜会露出电芯本体的正负极)时，传统的方法是通过人工在外壁薄膜上划出开口，然后沿开口将外皮从电芯本体上撕下，人工去除的效率低，刀片划开过程中容易破坏电芯本体表面镀镍层。

市场上也出现了一些对圆柱状电芯的外皮进行剥离的设备，通常是采用热切或激光在圆柱状电芯的外壁薄膜切开一个切口，然后通过摩擦或者顶出装置来使薄膜与电芯本体进行分离，上述设备虽然也能实现自动化剥离，但是，由于切口无法使圆柱状电芯的外壁薄膜和端面薄膜分离，因此，容易造成外皮与电芯本体的分离效果差，从而影响剥离效率，降低了合格率，需要二次加工，增加了生产成本。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电芯外皮剥离设备，以提升剥离效率，降低电芯本体被划伤的概率，提升生产质量，降低加工成本。

为了实现上述目的，本发明提供一种电芯外皮剥离设备，包括机架，以及设置在所述机架上的进料输送机构、剥离机构和出料输送机构，所述进料输送机构用于将待剥皮电芯输送至所述剥离机构中，所述剥离机构用于分离电芯本体和外皮，所述出料输送机构用于输送电芯本体，所述出料输送机构的输送面低于所述进料输送机构的输送面；

所述剥离机构包括：

转盘，其周向侧壁凹陷有多个可容纳电芯的容纳槽，所述容纳槽的槽底设置有吸附孔，所述转盘的厚度小于电芯的长度，所述转盘的一侧凹陷有气孔，所述气孔的内壁设置有多个与所述吸附孔相配合的气道，每个所述气道的两端分别连通所述气孔和所述吸附孔；

旋转驱动机构，其用于驱动所述转盘定角度旋转；

第一分离机构，其用于使电芯两端的端面薄膜分别与外壁薄膜分离；

第二分离机构，其用于沿电芯的轴向切开外壁薄膜；

负压发生组件，其与所述气孔连通并用于在所述吸附孔处产生负压，以吸附与电芯本体分离的外壁薄膜；以及

外壁薄膜脱离组件，其用于使与电芯本体分离的外壁薄膜脱离所述转盘。

优选地，所述第一分离机构包括第一支架、第一驱动气缸和两个热切组件；所述第一支架设置在所述机架上，两个所述热切组件对称布置在所述转盘的两侧，所述热切组件包括热切刀头、刀座和加热模块，所述热切刀头朝向所述转盘的一面具有锥形孔，所述锥形孔的轴线与所述转盘的轴线平行，所述锥形孔的大径端近所述转盘，所述刀座与所述热切刀头连接，所述加热模块用于对所述热切刀头加热；所述第一驱动气缸设置在所述第一支架上，所述第一驱动气缸用于同步驱动两个所述热切刀头做相互靠近或远离动作。

优选地，第二分离机构包括第二支架、横移驱动机构和激光发生器；所述第二支架设置在所述机架上，所述横移驱动机构设置在所述第二支架上，所述激光发生器安装在所述横移机构上并位于所述转盘的上方，所述激光发生器的发射端沿竖向向下设置，所述横移驱动机构用于带动所述激光发生器沿垂直于所述转盘转动平面的方向做往复移动。

优选地，所述机架内设置有收集腔，所述机架上开设有落料孔，所述落料孔设置在所述转盘与所述收集腔之间；所述转盘的周向侧壁上凹陷有环形凹槽，所述环形凹槽沿所述转盘的径向延伸，所述环形凹槽的深度大于所述容纳槽的深度；

所述外壁薄膜脱离组件包括第二驱动气缸、连接臂和第一杆体，所述第二驱动气缸设置在所述落料孔近所述进料输送机构的一侧，所述第二驱动气缸的活塞杆沿竖向向下设置；

所述连接臂设置在所述第二驱动气缸的活塞杆上并伸入所述落料孔中，所述第一杆体沿竖向设置在所述连接臂上，所述第一杆体的顶部伸入所述环形凹槽内并设置有第二杆体，所述第二杆体沿所述进料输送机构的输送方向朝所述出料输送机构的一方延伸。

优选地，所述机架上设置有两个旋转支座，所述转盘的两侧分别设置有转轴，所述转轴与所述旋转支座转动连接，所述转轴呈空心结构；所述气孔的轴线与所述转盘的轴线重合，所述气道沿所述转盘的径向延伸，所述负压发生组件包括负压发生器和连接管路，所述负压发生器安装在所述机架上，所述连接管路的一端与所述负压发生器连接，所述连接管路的另一端伸入所述转轴内部并与所述气孔连通，所述连接管路与所述转盘密封转动连接。

优选地，还包括吸除组件，所述吸除组件包括抽风机和两个吸料管道，两个所述吸料管道分别与所述抽风机连通并分别对应一个所述热切刀头，所述吸料管道的吸口设置在所述热切刀头的一侧。

本发明的有益效果：

本发明公开了一种电芯外皮剥离设备，其通过设计第一分离机构和第二分离机构，第一分离机构能够对电芯两端的端面薄膜和外壁薄膜进行分离，而第二分离机构能够沿电芯的轴向切开外壁薄膜，由于负压发生组件产生的吸力能够吸附住外壁薄膜，因此，在转盘转动的过程中，电芯本体在重力作用下会从外臂薄膜的切口滚出，而外壁薄膜则不会跟随电芯本体一起掉落，从而实现了电芯本体与外壁薄膜的分离。外壁薄膜脱离组件的设计能够将外壁薄膜从而容纳槽内取出，从而实现了对外壁薄膜的收集。该电芯外皮剥离设备可实现对电芯外皮的连续自动化剥离，提升了剥离效率，降低电芯本体被划伤的概率，提升了生产质量，降低了加工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明一实施例提供的电芯外皮剥离设备的结构示意图；

图2为电芯外皮剥离设备的剖面示意图；

图3为转盘的结构示意图；

图4为转盘的侧视图；

图5为图4中的A-A剖面示意图；

图6为图4中的B-B剖面示意图；

图7为第一分离机构的结构示意图；

图8为第一分离机构与电芯配合的结构示意图；

图9为锥形孔与电芯棱角处配合的剖面示意图；

图10为外壁薄膜脱离组件与转盘配合的剖面示意图。

附图标记：

10-机架，11-落料孔，12-收集腔；

20-进料输送机构；

30-出料输送机构；

40-转盘，41-容纳槽，42-吸附孔，43-气孔，44-气道，45-环形凹槽；

50-旋转驱动机构；

60-第一分离机构，61-第一驱动气缸，62-热切组件，621-热切刀头，6211-锥形孔，622-刀座，623-加热模块；

70-第二分离机构，71-横移驱动机构，72-激光发生器；

80-负压发生组件，81-负压发生器，82-连接管路；

90-外壁薄膜脱离组件，91-第二驱动气缸，92-连接臂，93-第一杆体，94-第二杆体；

100-旋转支座；

110-转轴；

120-吸料管道。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”等仅用于描述目的，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-10所示，在本发明的一实施例中，提供一种电芯外皮剥离设备，包括机架10，以及设置在机架10上的进料输送机构20、剥离机构和出料输送机构30，进料输送机构20用于将待剥皮电芯输送至剥离机构中，剥离机构用于分离电芯本体和外皮，出料输送机构30用于输送电芯本体，出料输送机构30的输送面低于进料输送机构20的输送面。

其中，剥离机构包括转盘40、旋转驱动机构50、第一分离机构60、第二分离机构70、负压发生组件80和外壁薄膜脱离组件90。

转盘40的周向侧壁凹陷有多个可容纳电芯的容纳槽41，容纳槽41的槽底设置有吸附孔42，转盘40的厚度小于电芯的长度，转盘40的一侧凹陷有气孔43，气孔43的内壁设置有多个与吸附孔42相配合的气道44，每个气道44的两端分别连通气孔43和吸附孔42。负压发生组件80与气孔43连通并用于在吸附孔42处产生负压，以吸附与电芯本体分离的外壁薄膜。

旋转驱动机构50用于驱动转盘40定角度旋转，第一分离机构60用于使电芯两端的端面薄膜分别与外壁薄膜分离，第二分离机构70用于沿电芯的轴向切开外壁薄膜，外壁薄膜脱离组件90用于使与电芯本体分离的外壁薄膜脱离转盘40。

上述进料输送机构20、剥离机构和出料输送机构30均由控制器(附图未示出)控制，控制器可以是PLC等，在此不再赘述。

工作时，操作者将电芯并排摆放在进料输送机构20上，当进料输送机构20将待剥皮的电芯输送至转盘40的容纳槽41后，由于转盘40的厚度小于电芯的长度，因此，电芯的两端会分别伸出转盘40外，控制器启动第一分离机构60，从而使电芯两端的端面薄膜分别与外壁薄膜分离。而后，控制器启动旋转驱动机构50使转盘40旋转一定角度，使电芯旋转至第二分离机构70的工位上，然后，控制器启动第二分离机构70来切开外壁薄膜，切开后，控制器再启动旋转驱动机构50使转盘40旋转一定角度，在旋转过程中，电芯在重力作用下会从外臂薄膜的切口滚出，并滚落到出料输送机构30上。

在负压发生组件80产生的吸力作用下，与电芯分离后的外壁薄膜还是被牢牢地吸附在容纳槽41内，转盘40继续旋转，当该容纳槽41旋转至外壁薄膜脱离组件90的工位上后，外壁薄膜脱离组件90能够将外壁薄膜从而容纳槽41内取出。

本实施例的电芯外皮剥离设备通过设计第一分离机构60和第二分离机构70，第一分离机构60能够对电芯两端的端面薄膜和外壁薄膜进行分离，而第二分离机构70能够沿电芯的轴向切开外壁薄膜，由于负压发生组件80产生的吸力能够吸附住外壁薄膜，因此，在转盘40转动的过程中，电芯本体在重力作用下会从外臂薄膜的切口滚出，而外壁薄膜则不会跟随电芯本体一起掉落，从而实现了电芯本体与外壁薄膜的分离。外壁薄膜脱离组件90的设计能够将外壁薄膜从而容纳槽41内取出，从而实现了对外壁薄膜的收集。该电芯外皮剥离设备可实现对电芯外皮的连续自动化剥离，提升了剥离效率，降低电芯本体被划伤的概率，提升了生产质量，降低了加工成本。

在一个实施例中，第一分离机构60包括第一支架、第一驱动气缸61和两个热切组件62。第一支架设置在机架10上，两个热切组件62对称布置在转盘40的两侧，热切组件62包括热切刀头621、刀座622和加热模块623，热切刀头621朝向转盘40的一面具有锥形孔6211，锥形孔6211的轴线与转盘40的轴线平行，锥形孔6211的大径端近转盘40，刀座622与热切刀头621连接，加热模块623用于对热切刀头621加热；第一驱动气缸61设置在第一支架上，第一驱动气缸61用于同步驱动两个热切刀头621做相互靠近或远离动作。

第一驱动气缸61采用阔型手指气缸，两个刀座622分别与第一驱动气缸61的两个夹块连接，工作时，第一驱动气缸61驱动两个热切刀头621分离，并且，两个热切刀头621的间距大于电芯的长度。进料输送机构20将待剥皮的电芯输送至转盘40的容纳槽41后，电芯的两端会分别伸出转盘40外，而后，第一驱动气缸61驱动两个热切刀头621做相互靠近动作，由于热切刀头621的上具有锥形孔6211，当两个热切刀头621将待剥皮的电芯夹紧后，锥形孔6211的内壁会抵紧在电芯端面与外壁的棱角处，由于加热模块623能够对热切刀头621进行加热，从而能够将电芯两端的端面薄膜分别与外壁薄膜的连接处切开，进而实现了端面薄膜与外壁薄膜的分离。分离后，第一驱动气缸61驱动两个热切刀头621做相互远离动作，从而对电芯进行避让。

在一个实施例中，第二分离机构70包括第二支架、横移驱动机构71和激光发生器72。第二支架设置在机架10上，横移驱动机构71设置在第二支架上，激光发生器72安装在横移机构上并位于转盘40的上方，激光发生器72的发射端沿竖向向下设置，横移驱动机构71用于带动激光发生器72沿垂直于转盘40转动平面的方向做往复移动。

在端面薄膜与外壁薄膜分离后，控制器启动旋转驱动机构50使转盘40旋转一定角度，使电芯旋转至第二分离机构70的工位上，而后，控制器启动激光发生器72和横移驱动机构71，在横移驱动机构71带动激光发生器72移动的过程中，激光发生器72发射的激光会沿电芯的轴向方向来切开外壁薄膜，此时，切口会处于电芯背离吸附孔42的一侧。转盘40继续旋转，在负压的吸力作用下，与电芯分离后的外壁薄膜还是被牢牢地吸附在容纳槽41内，电芯本体在重力作用下会从外臂薄膜的切口滚出，并滚落到出料输送机构30上，从而实现了电芯本体与外壁薄膜的分离，

在一个实施例中，机架10内设置有收集腔12，机架10上开设有落料孔11，落料孔11设置在转盘40与收集腔12之间；转盘40的周向侧壁上凹陷有环形凹槽45，环形凹槽45沿转盘40的径向延伸，环形凹槽45的深度大于容纳槽41的深度。

外壁薄膜脱离组件90包括第二驱动气缸91、连接臂92和第一杆体93，第二驱动气缸91设置在落料孔11近进料输送机构20的一侧，第二驱动气缸91的活塞杆沿竖向向下设置。连接臂92设置在第二驱动气缸91的活塞杆上并伸入落料孔11中，第一杆体93沿竖向设置在连接臂92上，第一杆体93的顶部伸入环形凹槽45内并设置有第二杆体94，第二杆体94沿进料输送机构20的输送方向朝出料输送机构30的一方延伸。

转盘40继续旋转，当该容纳槽41旋转至外壁薄膜脱离组件90的工位上后，控制器启动第二驱动气缸91伸出其活塞杆，活塞杆伸出的过程中会带动连接臂92、第一杆体93和第二杆体94同步向下移动，由于第二杆体94与第一杆体93呈L型结构，因此，第二杆体94在下移的过程中会克服吸力从而将外壁薄膜拽出容纳槽41外，外壁薄膜在没有吸力的限制下，会通过落料孔11掉入到收集腔12内，从而实现了对外壁薄膜的收集。

外壁薄膜脱离后，第二驱动气缸91会驱动活塞杆缩回，从而实现第一杆体93和第二杆体94的复位。由于环形凹槽45是沿着转盘40的径向延伸的，因此，第一杆体93和第二杆体94下移或回位的过程中都不会影响干涉到转盘40的旋转。

在一个实施例中，机架10上设置有两个旋转支座100，转盘40的两侧分别设置有转轴110，转轴110与旋转支座100转动连接，转轴110呈空心结构。气孔43的轴线与转盘40的轴线重合，气道44沿转盘40的径向延伸，负压发生组件80包括负压发生器和连接管路，负压发生器安装在机架10上并外接气源，连接管路的一端与负压发生器连接，连接管路的另一端伸入转轴110内部并与气孔43连通，连接管路与转盘40密封转动连接。由于连接管路与转盘40密封转动连接，因此，转盘40的转动不会影响干涉到连接管路。工作时，负压发生器处于持续工作状态。

在一个实施例中，为了对端面薄膜进行收集，该电芯外皮剥离设备还包括吸除组件，吸除组件包括抽风机(附图未示出)和两个吸料管道120，两个吸料管道120分别与抽风机连通并分别对应一个热切刀头621，吸料管道120的吸口设置在热切刀头621的一侧。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (6)

1.一种电芯外皮剥离设备，其特征在于：包括机架，以及设置在所述机架上的进料输送机构、剥离机构和出料输送机构，所述进料输送机构用于将待剥皮电芯输送至所述剥离机构中，所述剥离机构用于分离电芯本体和外皮，所述出料输送机构用于输送电芯本体，所述出料输送机构的输送面低于所述进料输送机构的输送面；

所述剥离机构包括：

转盘，其周向侧壁凹陷有多个可容纳电芯的容纳槽，所述容纳槽的槽底设置有吸附孔，所述转盘的厚度小于电芯的长度，所述转盘的一侧凹陷有气孔，所述气孔的内壁设置有多个与所述吸附孔相配合的气道，每个所述气道的两端分别连通所述气孔和所述吸附孔；

旋转驱动机构，其用于驱动所述转盘定角度旋转；

第一分离机构，其用于使电芯两端的端面薄膜分别与外壁薄膜分离；

第二分离机构，其用于沿电芯的轴向切开外壁薄膜；

负压发生组件，其与所述气孔连通并用于在所述吸附孔处产生负压，以吸附与电芯本体分离的外壁薄膜；以及

外壁薄膜脱离组件，其用于使与电芯本体分离的外壁薄膜脱离所述转盘。

2.根据权利要求1所述的电芯外皮剥离设备，其特征在于：所述第一分离机构包括第一支架、第一驱动气缸和两个热切组件；

所述第一支架设置在所述机架上，两个所述热切组件对称布置在所述转盘的两侧，所述热切组件包括热切刀头、刀座和加热模块，所述热切刀头朝向所述转盘的一面具有锥形孔，所述锥形孔的轴线与所述转盘的轴线平行，所述锥形孔的大径端近所述转盘，所述刀座与所述热切刀头连接，所述加热模块用于对所述热切刀头加热；所述第一驱动气缸设置在所述第一支架上，所述第一驱动气缸用于同步驱动两个所述热切刀头做相互靠近或远离动作。

3.根据权利要求1所述的电芯外皮剥离设备，其特征在于：第二分离机构包括第二支架、横移驱动机构和激光发生器；

所述第二支架设置在所述机架上，所述横移驱动机构设置在所述第二支架上，所述激光发生器安装在所述横移机构上并位于所述转盘的上方，所述激光发生器的发射端沿竖向向下设置，所述横移驱动机构用于带动所述激光发生器沿垂直于所述转盘转动平面的方向做往复移动。

4.根据权利要求1所述的电芯外皮剥离设备，其特征在于：所述机架内设置有收集腔，所述机架上开设有落料孔，所述落料孔设置在所述转盘与所述收集腔之间；所述转盘的周向侧壁上凹陷有环形凹槽，所述环形凹槽沿所述转盘的径向延伸，所述环形凹槽的深度大于所述容纳槽的深度；

所述外壁薄膜脱离组件包括第二驱动气缸、连接臂和第一杆体，所述第二驱动气缸设置在所述落料孔近所述进料输送机构的一侧，所述第二驱动气缸的活塞杆沿竖向向下设置；

所述连接臂设置在所述第二驱动气缸的活塞杆上并伸入所述落料孔中，所述第一杆体沿竖向设置在所述连接臂上，所述第一杆体的顶部伸入所述环形凹槽内并设置有第二杆体，所述第二杆体沿所述进料输送机构的输送方向朝所述出料输送机构的一方延伸。

5.根据权利要求1所述的电芯外皮剥离设备，其特征在于：所述机架上设置有两个旋转支座，所述转盘的两侧分别设置有转轴，所述转轴与所述旋转支座转动连接，所述转轴呈空心结构；

所述气孔的轴线与所述转盘的轴线重合，所述气道沿所述转盘的径向延伸，所述负压发生组件包括负压发生器和连接管路，所述负压发生器安装在所述机架上，所述连接管路的一端与所述负压发生器连接，所述连接管路的另一端伸入所述转轴内部并与所述气孔连通，所述连接管路与所述转盘密封转动连接。

6.根据权利要求2所述的电芯外皮剥离设备，其特征在于：还包括吸除组件，所述吸除组件包括抽风机和两个吸料管道，两个所述吸料管道分别与所述抽风机连通并分别对应一个所述热切刀头，所述吸料管道的吸口设置在所述热切刀头的一侧。

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