CN114919922A - 一种化成钉自动插装设备 - Google Patents

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CN114919922A CN202210358913.5A CN202210358913A CN114919922A CN 114919922 A CN114919922 A CN 114919922A CN 202210358913 A CN202210358913 A CN 202210358913A CN 114919922 A CN114919922 A CN 114919922A
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刘作斌
肖辉生
林丰
刘淋
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Fujian Nebula Electronics Co Ltd
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Abstract

本发明提供了化成设备技术领域的一种化成钉自动插装设备，包括：一个机架；一个料盘输送机构，设于所述机架上；一个顶升定位机构，设于所述机架上，并靠近所述料盘输送机构的输送端；一个分料机构，设于所述机架上；一个插钉机构，设于所述机架上，并位于所述顶升定位机构以及分料机构之间；一个单片机，设于所述机架内，分别与所述料盘输送机构、顶升定位机构、分料机构以及插钉机构连接。本发明的优点在于：极大的提升了化成钉插装的效率以及可靠性。

Description

一种化成钉自动插装设备
技术领域
本发明涉及化成设备技术领域，特别指一种化成钉自动插装设备。
背景技术
方形电芯的外壳材质一般为铝壳，电池模组是由几颗到数百颗的方形电芯串并联组成，并通过绷带对各组的方形电芯进行固定，在一定程度上，方形电芯的性能直接决定了电池模组的性能，进而影响整个动力电池系统的性能。
在生产方形电芯的过程中，需要对方形电芯进行批量化成激活，即对方形电芯进行小电流充电，将方形电芯内部的正负极物质激活，并在负极表面形成SEI膜，使方形电芯的性能更加稳定。在方形电芯化成过程中，需要对方形电芯的注液口插装化成钉以进行密封，防止电解液挥发造成污染，同时保证设备安全。
针对化成钉的插装，传统上采用半自动设备进行插装，存在如下缺点：1、半自动插装过程中需要人工接触化成钉和方形电芯，增加了化成钉和方形电芯被污染的风险，且电解液具有腐蚀性，存在误伤操作人员的风险；2.人工操作的可靠性和一致性低，导致化成钉插装的品质不稳定，进而影响方形电芯的性能。
因此，如何提供一种化成钉自动插装设备，实现提升化成钉插装的效率以及可靠性，成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种化成钉自动插装设备，实现提升化成钉插装的效率以及可靠性。
本发明是这样实现的：一种化成钉自动插装设备，包括：
一个机架；
一个料盘输送机构，设于所述机架上；
一个顶升定位机构，设于所述机架上，并靠近所述料盘输送机构的输送端；
一个分料机构，设于所述机架上；
一个插钉机构，设于所述机架上，并位于所述顶升定位机构以及分料机构之间；
一个单片机，设于所述机架内，分别与所述料盘输送机构、顶升定位机构、分料机构以及插钉机构连接。
进一步地，所述料盘输送机构包括：
一对辊筒安装钣金，平行设于所述机架上；
至少两根连接柱，两端分别与一所述辊筒安装钣金固接；
至少一个电动辊筒，两端分别与一所述辊筒安装钣金转动连接；
若干个无动力辊筒，两端分别与一所述辊筒安装钣金转动连接，并与所述电动辊筒等间距排列；
至少一个辊筒驱动器，一端与所述电动辊筒连接，另一端与所述单片机连接；
若干个传送带，分别套设于相邻的两个所述电动辊筒或者无动力辊筒的端部。
进一步地，所述料盘输送机构还包括：
至少一个阻挡座，固设于所述机架上，并位于两个所述辊筒安装钣金末端的中间；
至少一个阻挡块，安装于所述阻挡座的上端，靠近所述电动辊筒的一侧。
进一步地，所述顶升定位机构包括：
一对导杆连接板，平行设于所述机架上；
一对过渡连接板，两端分别与一所述导杆连接板的上端固接，并与所述导杆连接板垂直；
两个顶升组件，分别设于一所述导杆连接板的上端，并与所述单片机连接；
一个中部支撑组件，设于所述过渡连接板的中部。
进一步地，所述顶升组件包括：
两根导杆，垂直设于所述导杆连接板上端的两侧；
两个直线轴承，分别垂直设于一所述导杆的上端；
一块支撑板，设于两个所述直线轴承的上端；
一个限位柱，垂直设于所述支撑板的底端；
若干个限位块，设于所述支撑板的上端；
一块气缸连接板，设于所述导杆连接板上端的中部；
一个升降气缸，一端与所述气缸连接板连接，另一端与所述支撑板的底端抵接，并与所述单片机连接；
一个固定座，固设于所述支撑板的侧边；
两个行程开关，设于所述固定座的上下两端，并与所述单片机连接；
一个行程开关感应钣金，设于所述固定座的中部。
进一步地，所述中部支撑组件包括：
四根过渡连接支柱，对称设于两块所过渡连接板的上端；
一块过渡支撑板，设于各所述过渡连接支柱的上端；
四根中间支撑柱，对称设于所述过渡支撑板上端的两侧；
两块中间支撑板，分别与两根所述中间支撑柱的顶端固接。
进一步地，所述分料机构包括：
一个固定底座，设于所述机架上；
一个直振器，设于所述固定底座上，并与所述单片机连接；
一块输送通道板，设于所述直振器的上端，并与所述直振器的出料端连通；
一个振动盘，设于所述输送通道板的出料端。
进一步地，所述输送通道板设有两条输送轨道。
进一步地，所述插钉机构包括：
一个四轴机械臂，设于所述机架上，并与所述单片机连接；
一块固定板，设于所述四轴机械臂的末端；
至少一个化成钉夹持件，设于所述固定板上；
至少一个检测接触头，设于所述固定板上；
至少一个下压气缸，设于所述固定板上，位于所述化成钉夹持件的上端，并与所述单片机连接；
若干个化成钉检测传感器，设于所述固定板以及化成钉夹持件上，并与所述单片机连接。
进一步地，所述化成钉检测传感器为光电传感器。
本发明的优点在于：
通过设置料盘输送机构、顶升定位机构、分料机构、插钉机构以及单片机，单片机通过料盘输送机构将装载有方形电芯的料盘输送至顶升定位机构，并驱动顶升定位机构将料盘顶起，再通过插钉机构从分料机构上定位夹持化成钉，通过插钉机构将化成钉自动插装在方形电芯的注液口上，即实现化成钉的全自动插装，无需操作人员接触化成钉和方形电芯、避免操作人员接触到电解液，并保障每次插装的一致性，最终极大的提升了化成钉插装的效率以及可靠性。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种化成钉自动插装设备的结构示意图。
图2是本发明料盘输送机构的结构示意图。
图3是本发明顶升定位机构的结构示意图。
图4是本发明分料机构的结构示意图。
图5是本发明插钉机构的结构示意图。
图6是本发明一种化成钉自动插装设备的电路原理框图。
标记说明：
100-一种化成钉自动插装设备，1-机架，2-料盘输送机构，3-顶升定位机构，4-分料机构，5-插钉机构，6-单片机，21-辊筒安装钣金，22-连接柱，23-电动辊筒，24-无动力辊筒，25-辊筒驱动器，26-传送带，27-阻挡座，28-阻挡块，31-导杆连接板，32-过渡连接板，33-顶升组件，34-中部支撑组件，331-导杆，332-直线轴承，333-支撑板，334-限位柱，335-限位块，336-气缸连接板，337-升降气缸，338-固定座，339-行程开关，340-行程开关感应钣金，341-过渡连接支柱，342-过渡支撑板，343-中间支撑柱，344-中间支撑板，41-固定底座，42-直振器，43-输送通道板，44-振动盘，431-输送轨道，51-四轴机械臂，52-固定板，53-化成钉夹持件，54-检测接触头，55-下压气缸，56-化成钉检测传感器。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种化成钉自动插装设备100，解决了现有技术中半自动插装增加化成钉和方形电芯被污染的风险，且电解液存在误伤操作人员的风险，人工操作的可靠性和一致性低的技术问题，实现了极大的提升了化成钉插装的效率以及可靠性的技术效果。
本发明实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：通过料盘输送机构2将装载有方形电芯的料盘输送至顶升定位机构3，利用顶升定位机构3将料盘顶起，再通过插钉机构5从分料机构4上定位夹持化成钉，通过插钉机构5将化成钉自动插装在方形电芯的注液口上，以进行化成钉的全自动插装，进而提升化成钉插装的效率以及可靠性。
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
请参照图1至图6所示，本发明一种化成钉自动插装设备100的较佳实施例，包括：
一个机架1，用于承载所述插装设备100；
一个料盘输送机构2，设于所述机架1上，用于输送装载有方形电芯(未图示)的料盘(未图示)至所述顶升定位机构3；
一个顶升定位机构3，设于所述机架1上，并靠近所述料盘输送机构2的输送端，用于对料盘进行顶升和定位；
一个分料机构4，设于所述机架1上，用于化成钉(未图示)的传输和分料；
一个插钉机构5，设于所述机架1上，并位于所述顶升定位机构3以及分料机构4之间，用于夹持化成钉并插装至方形电芯的注液口；
一个单片机6，设于所述机架1内，分别与所述料盘输送机构2、顶升定位机构3、分料机构4以及插钉机构5连接，用于控制所述插装设备100的工作，在具体实施时，只要从现有技术中选择能实现此功能的单片机即可，并不限于何种型号，例如ST公司的STM32F103系列的单片机，且控制程序是本领域技术人员所熟知的，这是本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可获得的。
所述料盘输送机构2包括：
一对辊筒安装钣金21，平行设于所述机架1上，用于承载所述料盘输送机构2；
至少两根连接柱22，两端分别与一所述辊筒安装钣金21固接，用于固定所述辊筒安装钣金21；
至少一个电动辊筒23，两端分别与一所述辊筒安装钣金21转动连接，用于给料盘的输送提供动力；
若干个无动力辊筒24，两端分别与一所述辊筒安装钣金21转动连接，并与所述电动辊筒23等间距排列，用于联动传输料盘；
至少一个辊筒驱动器25，一端与所述电动辊筒23连接，另一端与所述单片机6连接，用于驱动所述电动辊筒23进行工作；
若干个传送带26，分别套设于相邻的两个所述电动辊筒23或者无动力辊筒24的端部，用于将所述电动辊筒23的动力传递给无动力辊筒24。
所述料盘输送机构2还包括：
至少一个阻挡座27，固设于所述机架1上，并位于两个所述辊筒安装钣金21末端的中间；
至少一个阻挡块28，安装于所述阻挡座27的上端，靠近所述电动辊筒23的一侧，用于对输送的料盘进行阻挡。
所述顶升定位机构3包括：
一对导杆连接板31，平行设于所述机架1上；
一对过渡连接板32，两端分别与一所述导杆连接板31的上端固接，并与所述导杆连接板31垂直；
两个顶升组件33，分别设于一所述导杆连接板31的上端，并与所述单片机6连接，用于对料盘进行定位和顶升；
一个中部支撑组件34，设于所述过渡连接板32的中部，用于对料盘的中部进行支撑。
所述顶升组件33包括：
两根导杆331，垂直设于所述导杆连接板31上端的两侧；
两个直线轴承332，分别垂直设于一所述导杆331的上端；
一块支撑板333，设于两个所述直线轴承332的上端；
一个限位柱334，垂直设于所述支撑板333的底端，用于对所述支撑板333的下降高度进行限位；
若干个限位块335，设于所述支撑板333的上端，用于对料盘进行限位；
一块气缸连接板336，设于所述导杆连接板31上端的中部；
一个升降气缸337，一端与所述气缸连接板336连接，另一端与所述支撑板333的底端抵接，并与所述单片机6连接，用于驱动所述顶升组件33进行升降；
一个固定座338，固设于所述支撑板333的侧边；
两个行程开关339，设于所述固定座338的上下两端，并与所述单片机6连接，用于感应所述顶升组件33的升降高度；
一个行程开关感应钣金340，设于所述固定座338的中部。
所述中部支撑组件34包括：
四根过渡连接支柱341，对称设于两块所过渡连接板32的上端；
一块过渡支撑板342，设于各所述过渡连接支柱341的上端；
四根中间支撑柱343，对称设于所述过渡支撑板342上端的两侧；
两块中间支撑板344，分别与两根所述中间支撑柱343的顶端固接。
所述分料机构4包括：
一个固定底座41，设于所述机架1上；
一个直振器42，设于所述固定底座41上，并与所述单片机6连接，用于通过振动将存储的化成钉源源不断的输送至所述输送通道板43；
一块输送通道板43，设于所述直振器42的上端，并与所述直振器42的出料端连通；
一个振动盘44，设于所述输送通道板43的出料端，用于接收所述输送通道板43传输的化成钉。
所述输送通道板43设有两条输送轨道431，极大的提升了化成钉的输送效率。
所述插钉机构5包括：
一个四轴机械臂51，设于所述机架1上，并与所述单片机6连接，用于控制所述插钉机构5进行位移和升降；
一块固定板52，设于所述四轴机械臂51的末端；
至少一个化成钉夹持件53，设于所述固定板52上，用于夹持化成钉；
至少一个检测接触头54，设于所述固定板52上，用于抵接方形电芯；
至少一个下压气缸55，设于所述固定板52上，位于所述化成钉夹持件53的上端，并与所述单片机6连接，用于将所述化成钉夹持件53夹持的化成钉向下压，以插装到方形电芯的注液口；
若干个化成钉检测传感器56，设于所述固定板52以及化成钉夹持件53上，并与所述单片机6连接，用于对所述振动盘44以及化成钉夹持件53上的化成钉进行检测。
所述化成钉检测传感器56为光电传感器。
本发明工作原理：
所述单片机6控制料盘输送机构2将装载有方形电芯的料盘输送至顶升定位机构3，所述单片机6控制顶升定位机构3将料盘顶起，控制所述直振器42进行振动进行将化成钉源源不断的输送至振动盘44上，所述单片机6通过插钉机构5对振动盘44上的化成钉进行定位后，通过所述插钉机构5夹持化成钉并插装在方形电芯的注液口上。
综上所述，本发明的优点在于：
通过设置料盘输送机构、顶升定位机构、分料机构、插钉机构以及单片机，单片机通过料盘输送机构将装载有方形电芯的料盘输送至顶升定位机构，并驱动顶升定位机构将料盘顶起，再通过插钉机构从分料机构上定位夹持化成钉，通过插钉机构将化成钉自动插装在方形电芯的注液口上，即实现化成钉的全自动插装，无需操作人员接触化成钉和方形电芯、避免操作人员接触到电解液，并保障每次插装的一致性，最终极大的提升了化成钉插装的效率以及可靠性。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种化成钉自动插装设备，其特征在于：包括：
一个机架；
一个料盘输送机构，设于所述机架上；
一个顶升定位机构，设于所述机架上，并靠近所述料盘输送机构的输送端；
一个分料机构，设于所述机架上；
一个插钉机构，设于所述机架上，并位于所述顶升定位机构以及分料机构之间；
一个单片机，设于所述机架内，分别与所述料盘输送机构、顶升定位机构、分料机构以及插钉机构连接。
2.如权利要求1所述的一种化成钉自动插装设备，其特征在于：所述料盘输送机构包括：
一对辊筒安装钣金，平行设于所述机架上；
至少两根连接柱，两端分别与一所述辊筒安装钣金固接；
至少一个电动辊筒，两端分别与一所述辊筒安装钣金转动连接；
若干个无动力辊筒，两端分别与一所述辊筒安装钣金转动连接，并与所述电动辊筒等间距排列；
至少一个辊筒驱动器，一端与所述电动辊筒连接，另一端与所述单片机连接；
若干个传送带，分别套设于相邻的两个所述电动辊筒或者无动力辊筒的端部。
3.如权利要求2所述的一种化成钉自动插装设备，其特征在于：所述料盘输送机构还包括：
至少一个阻挡座，固设于所述机架上，并位于两个所述辊筒安装钣金末端的中间；
至少一个阻挡块，安装于所述阻挡座的上端，靠近所述电动辊筒的一侧。
4.如权利要求1所述的一种化成钉自动插装设备，其特征在于：所述顶升定位机构包括：
一对导杆连接板，平行设于所述机架上；
一对过渡连接板，两端分别与一所述导杆连接板的上端固接，并与所述导杆连接板垂直；
两个顶升组件，分别设于一所述导杆连接板的上端，并与所述单片机连接；
一个中部支撑组件，设于所述过渡连接板的中部。
5.如权利要求4所述的一种化成钉自动插装设备，其特征在于：所述顶升组件包括：
两根导杆，垂直设于所述导杆连接板上端的两侧；
两个直线轴承，分别垂直设于一所述导杆的上端；
一块支撑板，设于两个所述直线轴承的上端；
一个限位柱，垂直设于所述支撑板的底端；
若干个限位块，设于所述支撑板的上端；
一块气缸连接板，设于所述导杆连接板上端的中部；
一个升降气缸，一端与所述气缸连接板连接，另一端与所述支撑板的底端抵接，并与所述单片机连接；
一个固定座，固设于所述支撑板的侧边；
两个行程开关，设于所述固定座的上下两端，并与所述单片机连接；
一个行程开关感应钣金，设于所述固定座的中部。
6.如权利要求4所述的一种化成钉自动插装设备，其特征在于：所述中部支撑组件包括：
四根过渡连接支柱，对称设于两块所过渡连接板的上端；
一块过渡支撑板，设于各所述过渡连接支柱的上端；
四根中间支撑柱，对称设于所述过渡支撑板上端的两侧；
两块中间支撑板，分别与两根所述中间支撑柱的顶端固接。
7.如权利要求1所述的一种化成钉自动插装设备，其特征在于：所述分料机构包括：
一个固定底座，设于所述机架上；
一个直振器，设于所述固定底座上，并与所述单片机连接；
一块输送通道板，设于所述直振器的上端，并与所述直振器的出料端连通；
一个振动盘，设于所述输送通道板的出料端。
8.如权利要求7所述的一种化成钉自动插装设备，其特征在于：所述输送通道板设有两条输送轨道。
9.如权利要求1所述的一种化成钉自动插装设备，其特征在于：所述插钉机构包括：
一个四轴机械臂，设于所述机架上，并与所述单片机连接；
一块固定板，设于所述四轴机械臂的末端；
至少一个化成钉夹持件，设于所述固定板上；
至少一个检测接触头，设于所述固定板上；
至少一个下压气缸，设于所述固定板上，位于所述化成钉夹持件的上端，并与所述单片机连接；
若干个化成钉检测传感器，设于所述固定板以及化成钉夹持件上，并与所述单片机连接。
10.如权利要求9所述的一种化成钉自动插装设备，其特征在于：所述化成钉检测传感器为光电传感器。
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CN115207581A (zh) * 2022-09-19 2022-10-18 深圳市铂纳特斯自动化科技有限公司 一种方形锂电池全自动充氦打钉装置

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