CN115301828A - 一种锂电池外壳自动成型机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池外壳自动成型机，涉及锂电池生产设备技术领域，包括机架，机架上沿物料输送方向依次设置有上料机构、裁切机构、拉伸机构、下料机构；上料机构包括转动设置在机架上的的立式钢卷架，立式钢卷架上缠卷有钢板卷，钢板卷通过中转架延伸至裁切机构的进料端位置处；裁切机构、拉伸机构之间设置有移料机构；机架上还设置有检测机构，检测机构包括活动设置在机架上的检测架，检测架一端铰接设置在机架上，检测架上活动设置有检测线固定杆，检测线固定杆上设置有检测传感器，具有自动化生产、多工序为一体集成化高的优点，同时配置的检测机构方便根据不同产品进行快速调整，以确保产品生产过程中监测的精度。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池成型技术领域，尤其涉及一种锂电池外壳自动成型机。
背景技术
电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置，具有正极、负极之分，锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。由于锂离子电池具有体积小、重量轻、电量强、绿色环保等特点，已广泛应用于工业生产和日常生活中。电池壳是锂离子电池的重要组成部分。在电池壳的加工过程中通常主要包括将钢板冲压成圆形钢板，然后进一步将圆形钢板通过多次拉伸加工成中空圆柱体状的电池壳并对电池壳进行拉伸等步骤，
目前市场上存在的大部分圆柱形电池壳多工位拉伸模具均是一次成型作业，上述步骤通常需要在几台设备上进行，加工效率低，且在不同设备上进行加工，加工精度较低，传统的圆柱形电池壳多工位拉伸模具成型质量较差，作业效率较低，装置使用不稳定性，费时费力，且传统的上料为半自动上料，人工成本较高，费时费力，工作效率较低，此外传统的圆柱形电池壳多工位拉伸模具无法实时监测拉伸过程是否卡料，容易造成拉伸模具受损。
发明内容
本发明的目的在于解决了现有冰箱加工过程中存在的问题，提供一种锂电池外壳自动成型机，具有自动化上料、裁切、拉伸、下料多工序为一体集成化高的优点，同时配置的检测机构方便根据不同产品进行快速调整，以确保产品生产过程中监测的精度。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锂电池外壳自动成型机，包括机架，所述机架上沿物料输送方向依次设置有上料机构、裁切机构、拉伸机构、下料机构；所述上料机构包括转动设置在机架上的的立式钢卷架，所述立式钢卷架上缠卷有钢板卷，所述钢板卷通过中转架延伸至裁切机构的进料端位置处；所述裁切机构、拉伸机构之间设置有用于转运电池壳原料的移料机构；所述机架上还设置有用于检测锂电池外壳成型状态的检测机构，所述检测机构包括活动设置在机架上的检测架，所述检测架一端铰接设置在机架上，所述检测架上活动设置有检测线固定杆，所述检测线固定杆上沿长度方向对应拉伸模具位置设置有用于检测物料是否卡料的检测传感器，所述检测传感器的检测端延伸至拉伸机构的拉伸模具位置处。
为了实现以上目的，本发明可以优先选用以下技术方案：
优选的，所述裁切机构包括设置在机架上的裁切冲头，所述机架上对应裁切冲头正下方位置开设有裁切凹模，所述机架上对应裁切冲头、裁切凹模之间位置设置有回弹机构，所述机架上对应裁切冲头正下方位置设置有用于驱动裁切冲头升降的驱动机构一，利用裁切机构从钢板卷裁取盘状成型原料，便于后续拉伸处理。
优选的，所述拉伸机构包括设置在机架上的拉伸机主轴、拉伸机滑块、拉伸模具和拉伸机工作台，拉伸模具设于拉伸机滑块下侧，拉伸机工作台设于拉伸模具下侧，移料机构设于拉伸机工作台面上，所述拉伸模具包括相配合的拉伸凹模、拉伸冲头，所述拉伸凹模、拉伸冲头成套设置且位置相对，所述机架上还设置有用于驱动拉伸机滑块升降的驱动机构二。
优选的，所述移料机构设于拉伸机工作台面上，所述移料机构包括对称设置的两个气动移料机构，两个气动移料机构之间设有两根移料杆，移料杆上设有用于夹持电池壳的夹块；通过移料机构可以对代加工的锂电池壳体步进式送料，以便于各工序衔接。
优选的，所述机架上相对上料机构另一侧位置设置有废料收集装置，所述废料收集装置包括转动设置在机架上的废料箱，所述钢板卷从裁切机构的废料出口位置延伸至废料箱内，所述废料箱顶部还设置有用于裁断钢板卷废料的裁断机，通过截断机实现对加工后的废料进行处理，一方面可以进行重复利用，另一方面可以防止废料占面积较大。
优选的，所述下料机构包括设置在拉伸机构出料端位置处的下料输送机，所述下料输送机的输送面通过一料槽连接拉伸机构的出料端，所述下料输送机一侧设置有多个收集箱，所述下料输送机上对应收集箱位置还设置有多个推料板，所述推料板一端通过转轴铰接设置在下料输送机上，所述转轴连接有伺服驱动电机。
优选的，所述立式钢卷架包括转盘式底座及立式导料架，所述钢板卷设置在转盘式底座上端面，所述立式导料架上转动设置有导料辊，所述立式导料架上对应导料辊下方位置还设置有导料杆，所述导料辊上还设置有防止钢板卷脱离导料辊的挡杆。
优选的，所述立式导料架上对应导料辊位置处转动设置有支撑轴，所述支撑轴一端设置有定位块，所述定位块底部连接有一连接轴，所述导料辊沿连接轴径向转动设置在支撑轴末端。
优选的，所述定位块背部设置有配重杆，所述配重杆与连接轴呈度夹角，所述配重杆末端设置有配重块，所述支撑轴上设置有用于检测支撑轴转动变化的角度传感器。
本发明的有益效果是：
1、本方案中包括机架，其中机架上沿物料输送方向依次设置有上料机构、裁切机构、拉伸机构、下料机构；其中上料机构用于将成卷的钢带卷开卷上料，裁切机构用于从钢带卷上取出待拉伸的原料盘，拉伸机构用于将原料逐步拉伸成型为锂电池钢壳（圆柱体），进而通过上述多工序的连续性生产，提高了电池钢壳生产的高效性。
2、本方案在拉伸模具位置活动设置有检测锂电池外壳成型状态的检测机构，通过铰接设置的检测机构可以灵活检测成型工序中锂电池外壳是否存在卡料的情况，同时便于快速维修，保证设备的安全运行。
附图说明
图1为自动成型机整机结构俯视图；
图2为上料机构的主视图；
图3为上料机构的侧视图；
图4为多工位拉伸机的主视图；
图5为多工位拉伸机的立体结构示意图；
图6为下料机构的结构示意图；
图7为检测机构的结构示意图；
图8为多工位拉伸机的后部结构示意图
其中，1-上料机构，2-钢板卷，3-裁切机构，4-拉伸机构，5-下料机构，6-废料收集装置，7-锂电池钢壳，8-检测机构；
101-转盘式底座，102-立式导料架，103-导料杆，104-导料辊，105-挡杆，106-配重块，107-定位块，108-支撑轴，109-配重杆，110-连接轴；
401-机架，402-拉伸模具，403-驱动机构二；
601-废料箱，602-裁断机；
701-料槽，702-下料输送机，703-收集箱，704-推料板；705-转轴；
801-检测架，802-检测线固定杆，803-检测传感器，804-检测端。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，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，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”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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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。
实施例1：
如图1-8所示，一种锂电池外壳自动成型机，包括机架401，机架上沿物料输送方向依次安装有上料机构1、裁切机构3、拉伸机构4、下料机构5；其中上料机构用于将成卷的钢带卷开卷上料，其具体的工作原理为：上料机构包括转动安装在机架上的的立式钢卷架，立式钢卷架上缠卷有钢板卷，钢板卷通过中转架延伸至裁切机构的进料端位置处；立式钢卷架包括转盘式底座101及立式导料架102，钢板卷安装在转盘式底座上端面，立式导料架上转动安装有导料辊，立式导料架上对应导料辊下方位置还安装有导料杆103，导料辊104上还安装有防止钢板卷脱离导料辊的挡杆105，钢板卷依次穿过导料杆、导料辊进入后序；立式导料架上对应导料辊位置处转动安装有支撑轴108，支撑轴一端安装有定位块107，定位块底部连接有一连接轴，导料辊沿连接轴径向转动安装在支撑轴末端；定位块背部安装有配重杆109，配重杆与连接轴110呈90度夹角，配重杆末端安装有配重块106，支撑轴上安装有用于检测支撑轴转动变化的角度传感器；通过角度传感器的变化信号实时监控钢板卷的入料状态，便于操作人员及时更换料卷，钢板卷经过上料机构自动开卷后送入裁切机构处。
其中裁切机构包括安装在机架上的裁切冲头，机架401上对应裁切冲头正下方位置开设有裁切凹模，机架上对应裁切冲头、裁切凹模之间位置安装有回弹机构，机架上对应裁切冲头正下方位置安装有用于驱动裁切冲头升降的驱动机构一，钢板卷送入裁切冲头、裁切凹模之间，在驱动机构一的带动下裁切冲头在钢板卷上裁切出需要的盘状原料；其中裁切机构、拉伸机构之间安装有用于转运电池壳原料的移料机构；拉伸机构包括安装在机架上的拉伸机主轴、拉伸机滑块、拉伸模具和拉伸机工作台，拉伸模具设于拉伸机滑块下侧，拉伸机工作台设于拉伸模具下侧，移料机构设于拉伸机工作台面上，拉伸模具402包括相配合的拉伸凹模、拉伸冲头，拉伸凹模、拉伸冲头成套安装且位置相对，机架上还安装有用于驱动拉伸机滑块升降的驱动机构二403；移料机构设于拉伸机工作台面上，移料机构包括对称安装的两个气动移料机构，两个气动移料机构之间设有两根移料杆，移料杆上设有用于夹持电池壳的夹块，该部分的拉伸成型及裁切功能部分可参考现有技术中多工位拉伸机的具体结构，具体可参考专利文献：《JP6866056B1-ダイ支持機構、筒形ワーク生成装置及びトランスファプレス機》。
为了方便废料收集处理，在机架上相对上料机构另一侧位置安装有废料收集装置6，废料收集装置包括转动安装在机架上的废料箱601，钢板卷从裁切机构的废料出口位置延伸至废料箱内，废料箱顶部还安装有用于裁断钢板卷废料的裁断机602，通过裁断机将裁切出圆环后的废料进行碎片化处理，便于后续的进一步运输和处理。
进一步的，机架上还安装有用于检测锂电池外壳成型状态的检测机构8，检测机构包括活动安装在机架上的检测架801，检测架一端铰接安装在机架上，检测架上活动安装有检测线固定杆，检测线固定杆802上沿长度方向对应拉伸模具位置安装有用于检测物料是否卡料的检测传感器803，检测传感器的检测端804延伸至拉伸模具位置，检测传感器主要用于检测拉伸模具位置处的电池钢壳位置是否正常，当出现卡料情况时可及时停机，同时本机构中检测线固定杆、检测传感器均可调整其安装角度，进而可以根据实际需求进行调节检测传感器的检测端位置，以保证监测准确性；为了便于成品收集，本设备中下料机构包括安装在拉伸机构出料端位置处的下料输送机702，下料输送机的输送面通过一料槽701连接拉伸机构的出料端，下料输送机一侧安装有多个收集箱703，下料输送机上对应收集箱位置还安装有多个推料板704，推料板一端通过转轴705铰接安装在下料输送机上，转轴连接有伺服驱动电机。
本设备的工作原理为：首先将成卷的钢板卷放置在转盘式底座上，在转盘式底座的自转下，钢板卷逐渐打开，钢板卷的出料端依次穿过立式导料架上的导料杆、导料辊，防止进料过程中缠卷，然后钢板卷进行裁切机构内，裁切机构在裁切冲头、裁切凹模以及驱动机构一的共同作用下，在钢板卷上裁切出圆盘状原料，圆盘状原料通过移料机构逐步进入拉伸模具的各个拉伸凹模内，然后在多个拉伸冲头的作用下逐渐拉伸成合格的锂电池钢壳，然后锂电池钢壳通过料槽进入到下料输送机，下料输送机通过控制推料板的角度，来实现多个收集箱对锂电池钢壳的收集，此外钢板卷经过裁切机构后的废料卷经过裁断机，然后落入废料箱内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (9)
1.一种锂电池外壳自动成型机，其特征在于：包括机架，所述机架上沿物料输送方向依次设置有上料机构、裁切机构、拉伸机构、下料机构；所述上料机构包括转动设置在机架上的的立式钢卷架，所述立式钢卷架上缠卷有钢板卷，所述钢板卷通过中转架延伸至裁切机构的进料端位置处；所述裁切机构、拉伸机构之间设置有用于转运电池壳原料的移料机构；所述机架上还设置有用于检测锂电池外壳成型状态的检测机构，所述检测机构包括活动设置在机架上的检测架，所述检测架一端铰接设置在机架上，所述检测架上活动设置有检测线固定杆，所述检测线固定杆上沿长度方向对应拉伸模具位置设置有用于检测物料是否卡料的检测传感器，所述检测传感器的检测端延伸至拉伸机构的拉伸模具位置处。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池外壳自动成型机，其特征在于：所述裁切机构包括设置在机架上的裁切冲头，所述机架上对应裁切冲头正下方位置开设有裁切凹模，所述机架上对应裁切冲头、裁切凹模之间位置设置有回弹机构，所述机架上对应裁切冲头正下方位置设置有用于驱动裁切冲头升降的驱动机构一。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池外壳自动成型机，其特征在于：所述拉伸机构包括设置在机架上的拉伸机主轴、拉伸机滑块、拉伸模具和拉伸机工作台，拉伸模具设于拉伸机滑块下侧，拉伸机工作台设于拉伸模具下侧，移料机构设于拉伸机工作台面上，所述拉伸模具包括相配合的拉伸凹模、拉伸冲头，所述拉伸凹模、拉伸冲头成套设置且位置相对，所述机架上还设置有用于驱动拉伸机滑块升降的驱动机构二。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池外壳自动成型机，其特征在于：所述移料机构设于拉伸机工作台面上，所述移料机构包括对称设置的两个气动移料机构，两个气动移料机构之间设有两根移料杆，移料杆上设有用于夹持电池壳的夹块。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池外壳自动成型机，其特征在于：所述机架上相对上料机构另一侧位置设置有废料收集装置，所述废料收集装置包括转动设置在机架上的废料箱，所述钢板卷从裁切机构的废料出口位置延伸至废料箱内，所述废料箱顶部还设置有用于裁断钢板卷废料的裁断机。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池外壳自动成型机，其特征在于：所述下料机构包括设置在拉伸机构出料端位置处的下料输送机，所述下料输送机的输送面通过一料槽连接拉伸机构的出料端，所述下料输送机一侧设置有多个收集箱，所述下料输送机上对应收集箱位置还设置有多个推料板，所述推料板一端通过转轴()铰接设置在下料输送机上，所述转轴连接有伺服驱动电机。
7.根据权利要求1所述的一种锂电池外壳自动成型机，其特征在于：所述立式钢卷架包括转盘式底座及立式导料架，所述钢板卷设置在转盘式底座上端面，所述立式导料架上转动设置有导料辊，所述立式导料架上对应导料辊下方位置还设置有导料杆，所述导料辊上还设置有防止钢板卷脱离导料辊的挡杆。
8.根据权利要求7所述的一种锂电池外壳自动成型机，其特征在于：所述立式导料架上对应导料辊位置处转动设置有支撑轴，所述支撑轴一端设置有定位块，所述定位块底部连接有一连接轴，所述导料辊沿连接轴径向转动设置在支撑轴末端。
9.根据权利要求8所述的一种锂电池外壳自动成型机，其特征在于：所述定位块背部设置有配重杆，所述配重杆与连接轴呈度夹角，所述配重杆末端设置有配重块，所述支撑轴上设置有用于检测支撑轴转动变化的角度传感器。
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