CN116331789A - 电池自动定向、上料、装填成盒设备 - Google Patents

电池自动定向、上料、装填成盒设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电池自动定向、上料、装填成盒设备，包括电池供料盒、自动进料组件、视觉检测组件、分组排列组件、磁吸翻转组件、竖直吸附上料组件，以及下底盒供料组件、上盖供料组件和传送线，该设备采用电池进料轨道将所有电池整齐有序的进给上料，并且以划分成组的方式成组上料，由CCD工业相机拍摄电池正负极的情况，由后续磁吸翻转组件将正负极方向颠倒的电池吸附抓取反向放置，再由竖直吸附上料组件将成组电池吸取放置到传送线上的下底盒内，实施装填，且下底盒和上盖均依次由下底盒供料组件和上盖供料组件抓取上料到传送线上，将下底盒、多组电池和上盖装配成型，自动化程度高，提高多节电池的装填效率，也提升电池盒的生产组装效率。

Description

电池自动定向、上料、装填成盒设备
技术领域
本发明涉及自动化设备技术领域，具体涉及一种电池自动定向、上料、装填成盒设备。
背景技术
在新能源技术以及应用蓬勃发展的今天，锂电池生产规模不断扩大，蓄电池作为清洁环保能源被广泛使用，其中电池盒是作为常见的蓄电载体应用最多，将多节电池按照设定好的正负极放置姿态进料、上料，并且装填到下底盒内，再由上盖压合成整体，构成电池盒，另外配合镍片焊接，形成串并联所需的电池供电方式，其中由于电池数量较多，在装填电池过程中还要准确判定正负极摆放顺序，人工装填难免出现正负极“颠倒装填”的问题，导致后续给电池正负极焊接镍片时出现电池内短路而烧毁整个电池盒，因此在批量化生产的技术背景下，采用自动化精确判定电池的正负极实施装填动作尤为必要，同时也可以加快电池盒的组装效率。
发明内容
本发明目的是：为了保证多节电池在装填进下底盒时，正负极摆放姿态顺序准确，并且提高多节电池的装填效率，提升电池盒的生产组装效率的技术需要，我们设计提出一种电池自动定向、上料、装填成盒设备，自动化程度高，提高多节电池的装填效率，也提升电池盒的生产组装效率。
为解决上述问题采取的技术方案是：
一种电池自动定向、上料、装填成盒设备，包括电池供料盒、自动进料组件、视觉检测组件、分组排列组件、磁吸翻转组件、竖直吸附上料组件，以及下底盒供料组件、上盖供料组件和传送线，
所述自动进料组件包括接收载台、进料滑台、若干个进料磁吸块和步进供料滑台，所述接收载台承接滚落的多节电池，所述进料滑台上设置有水平气动滑台、滑移板、升降架、取料块、若干个进料磁吸块和伸缩气缸，所述水平气动滑台带动滑移板左右滑移，滑移板上通过竖直布置的滑块滑轨组件和升降气缸带动升降架升降动作，所述升降架下端中部穿套配合有若干个进料磁吸块，进料磁吸块下端设置有永磁体，所述进料磁吸块将多节电池通过永磁体吸附转移放置到步进供料滑台，所述步进供料滑台内设置有步进托举组件和承托载板，实现对每组电池的步进进给，
所述视觉检测组件设置在步进供料滑台上，包括CCD工业相机和补光光源，通过CCD工业相机对每组电池进行拍照，通过PLC控制判定每节电池的正负极是否反向，如有反向，由后续工位的磁吸翻转组件吸取电池至颠倒正负极方向，
所述分组排列组件包括单节传送组件、多组并排设置的倾斜载料槽和顶推分组气缸，所述单节传送组件包括传送电机、传送带和两端的传动轮，所述传送带上设置有以单节电池宽度为间距的限位块，并由步进供料滑台末端设置的摆臂机构带动每组电池以倾斜面滑移进入传送带上，所述顶推分组气缸正对每个倾斜载料槽的入口设置，并且设置在传送带另一侧，正对传送带上的单节电池实施顶推动作，使其进入对应的倾斜载料槽内，所述倾斜载料槽内的每组电池通过转移上料组件上料到磁吸翻转组件，
所述磁吸翻转组件包括第二步进托举组件、第二承托载板、旋转气缸、翻转架、若干调向磁吸块和伸缩气缸，所述第二步进托举组件将每组电池从后一工位的第二承托载板上转移到下一工位的第二承托载板上，所述翻转架有升降气缸控制动作，正对第二承托载板上的每组电池布置，翻转架固连在旋转气缸的旋转块上，由旋转气缸带动翻转架旋转180度，将被磁吸起的电池正负极调换方向，所述翻转架下方穿套配合有调向磁吸块，所述调向磁吸块由伸缩气缸带动伸缩动作，实现对电池外壁的磁力吸附或分离释放，经过正负极调整后的每组电池被进给到竖直吸附上料组件，
所述竖直吸附上料组件包括分路上料台、步进上料台、翻转吸附组件和滑移吸附装填组件，
所述分路上料台将经过正负极调整后的每组电池分拨给两路步进上料台实施同步上料，包括垂直于第二步进托举组件的分路载板和分路滑移架，所述分路载板上承托每组电池，并由步进上料台的步进托举组件承托上料，并进给到翻转吸附组件下方，所述翻转吸附组件包括翻转气缸、齿轮齿条组件、旋转轴、翻转架、竖直磁吸块，所述翻转吸附组件将水平摆放的每组电池磁力吸附后，由设置在一侧的翻转气缸带动齿条直线运动，并将与齿条啮合的齿轮带动旋转90度，使与齿轮同轴固连的翻转架翻转90度，使设置在翻转架上的竖直磁吸块连通每组电池一同旋转90度保持竖直姿态，静待滑移吸附装填组件吸取转移至传送线实施装填电池动作。
进一步地，所述下底盒供料组件包括进料传动带、下底盒气动滑台、升降上料板和夹取气缸，所述夹取气缸利用夹持臂将下底盒夹取上料到传送线。
进一步地，所述上盖供料组件包括上盖进给传动带、上盖气动滑台、升降上料板和夹取气缸，所述夹取气缸利用夹持臂将上盖夹取上料到传送线，将装填完毕的多组电池加装上盖，且上盖与下底盒卡扣卡槽配合连接，完成电池盒的初步组装作业。
进一步地，所述电池供料盒内放置有若干节电池，并由顶料气缸顶推电池沿着倾斜板滚动到自动进料组件。
进一步地，所述承托载板将多节电池承托定位，并由步进托举组件将多节电池以步进挪移方式向前进给，所述步进托举组件包括多组托举气缸、托举板和步进气缸，所述步进气缸带动多组托举气缸同步动作，所述托举气缸带动托举板向上顶升抬起多节电池，挪移到下一工位的承托载板上后向下释放多节电池。
进一步地，所述转移上料组件包括转移滑台、转移架、若干个转移磁吸块和伸缩气缸，由伸缩气缸带动转移磁吸块与电池外壁接触并吸附，并在转移滑台带动下上料给磁吸翻转组件。
进一步地，所述滑移吸附装填组件包括装填气动滑台、吸附架、装填气缸和装填板，所述吸附架内设置有永磁体，被装填气动滑台带动正对竖直磁吸块上的每组电池实施吸附，经过装填气动滑台带动转移至传送线的下底盒上部，并由装填气缸带动装填板，将每组电池从上部电极向下按压，装填进入下底盒内。
进一步地，所述分组排列组件还设置有废料倾斜载料槽，将经过CCD工业相机拍照检测不合格的电池顶推进入废料倾斜载料槽内，不进入组装产线。
进一步地，所述传送线一侧还设置有限位组件，所述限位组件包括顶推气缸、限位气缸、限位架和多根限位杆，所述限位杆正对每个工位电池盒的装填位置设置，由限位气缸带动向外抽出释放或向内阻挡限位，并配合顶推气缸顶推下底盒横向定位限位。
实施本发明的有益效果是：
该电池自动定向、上料、装填成盒设备采用电池进料轨道将所有电池整齐有序的进给上料，并且以划分成组的方式成组上料，由CCD工业相机拍摄电池正负极的情况，由后续磁吸翻转组件将正负极方向颠倒的电池吸附抓取反向放置，再由竖直吸附上料组件将成组电池吸取放置到传送线上的下底盒内，实施装填，且下底盒和上盖均依次由下底盒供料组件和上盖供料组件抓取上料到传送线上，由下至上地将下底盒、多组电池和上盖装配成型，自动化程度高，提高多节电池的装填效率，也提升电池盒的生产组装效率。
附图说明
图1为本实施例电池自动定向、上料、装填成盒设备的结构示意图；
图2为本实施例所述电池供料盒、自动进料组件、视觉检测组件的结构示意图；
图3为本实施例所述分组排列组件的结构示意图；
图4为本实施例所述磁吸翻转组件、竖直吸附上料组件的结构示意图；
图5为本实施例所述下底盒供料组件、上盖供料组件的结构示意图；
图6为本实施例所述滑移吸附装填组件、传送线的结构示意图；
图7为本实施例所述预装的电池盒的结构示意图；
其中，1-电池盒，2-分组排列组件，3-磁吸翻转组件，4-滑移吸附装填组件，5-下底盒供料组件，6-上盖供料组件，7-传送线，8-CCD工业相机，9-进料磁吸块，10-进料滑台，11-步进气缸，12-步进供料滑台，13-每组电池，14-步进托举组件，15-摆臂机构，16-传送电机，17-单节电池，18-顶推分组气缸，19-传送带，20-倾斜载料槽，21-转移磁吸块，22-废料倾斜载料槽，23-转移滑台，24-第二步进气缸，25-第二步进托举组件，26-侧板，27-调向磁吸块，28-旋转气缸，29-升降气缸，30-分路载板，31-第一步进上料台，32-齿轮齿条组件，33-第一竖直磁吸块，34-第二竖直磁吸块，35-分路滑移架，36-第二步进上料台，37-第三步进气缸，38-进料传动带，39-上盖进给传动带，40-下底盒气动滑台，41-下底盒，42-传动皮带，43-顶推气缸，44-限位架，45-上盖气动滑台，46-夹取气缸，47-上盖，48-限位杆，49-预装的电池盒，50-第二装填气动滑台，51-第一装填气动滑台，52-装填气缸，53-吸附架，54-电极，55-卡扣卡槽结构。
具体实施方式
下面将结合本发明提供的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例：
请参阅图1-6，本实施例提出一种电池自动定向、上料、装填成盒设备，包括电池供料盒、自动进料组件、视觉检测组件、分组排列组件2、磁吸翻转组件3、竖直吸附上料组件，以及下底盒供料组件5、上盖供料组件6和传送线7。
具体地说，参阅图2，所述电池供料盒内放置有若干节电池，并由顶料气缸顶推电池沿着倾斜板滚动到自动进料组件。
参阅图2，所述自动进料组件包括接收载台、进料滑台10、若干个进料磁吸块9和步进供料滑台12，所述接收载台承接滚落的多节电池，所述进料滑台10上设置有水平气动滑台、滑移板、升降架、取料块、若干个进料磁吸块9和伸缩气缸，所述水平气动滑台带动滑移板左右滑移，滑移板上通过竖直布置的滑块滑轨组件和升降气缸29带动升降架升降动作，所述升降架下端中部穿套配合有若干个进料磁吸块9，进料磁吸块9下端设置有永磁体，所述进料磁吸块9将多节电池通过永磁体吸附转移放置到步进供料滑台12，所述步进供料滑台12内设置有步进托举组件14和承托载板，所述承托载板将多节电池承托定位，并由步进托举组件14将多节电池以步进挪移方式向前进给，所述步进托举组件14包括多组托举气缸、托举板和步进气缸11，所述步进气缸11带动多组托举气缸同步动作，所述托举气缸带动托举板向上顶升抬起多节电池，挪移到下一工位的承托载板上后向下释放多节电池，实现对每组电池13的步进进给。
参阅图2，所述视觉检测组件设置在步进供料滑台12上，包括CCD工业相机8和补光光源，通过CCD工业相机8对每组电池13进行拍照，通过PLC控制判定每节电池的正负极是否反向，如有反向，由后续工位的磁吸翻转组件3吸取电池至颠倒正负极方向。
参阅图3，所述分组排列组件2包括单节传送组件、多组并排设置的倾斜载料槽20和顶推分组气缸18，所述单节传送组件包括传送电机16、传送带19和两端的传动轮，所述传送带19上设置有以单节电池17宽度为间距的限位块，并由步进供料滑台12末端设置的摆臂机构15带动每组电池13以倾斜面滑移进入传送带19上，所述顶推分组气缸18正对每个倾斜载料槽20的入口设置，并且设置在传送带19另一侧，正对传送带19上的单节电池17实施顶推动作，使其进入对应的倾斜载料槽20内，所述倾斜载料槽20内的每组电池13通过转移上料组件上料到磁吸翻转组件3。
参阅图4，所述磁吸翻转组件3包括第二步进托举组件25、第二承托载板、旋转气缸28、翻转架、若干调向磁吸块27和伸缩气缸，所述第二步进托举组件25将每组电池13从后一工位的第二承托载板上转移到下一工位的第二承托载板上，所述翻转架有升降气缸29控制动作，正对第二承托载板上的每组电池13布置，翻转架固连在旋转气缸28的旋转块上，由旋转气缸28带动翻转架旋转180度，将被磁吸起来的电池正负极调换方向，所述翻转架下方穿套配合有调向磁吸块27，所述调向磁吸块27由伸缩气缸带动伸缩动作，实现对电池外壁的磁力吸附或分离释放，经过正负极调整后的每组电池13被进给到竖直吸附上料组件。
参阅图4，所述竖直吸附上料组件包括分路上料台、步进上料台、翻转吸附组件和滑移吸附装填组件4。
参阅图4，所述分路上料台将经过正负极调整后的每组电池13分拨给两路步进上料台实施同步上料，包括垂直于第二步进托举组件25的分路载板30和分路滑移架35，所述分路载板30上承托每组电池13，并由步进上料台的步进托举组件14承托上料，并进给到翻转吸附组件下方，所述翻转吸附组件包括翻转气缸、齿轮齿条组件32、旋转轴、翻转架、竖直磁吸块，所述翻转吸附组件将水平摆放的每组电池13磁力吸附后，由设置在一侧的翻转气缸带动齿条直线运动，并将与齿条啮合的齿轮带动旋转90度，使与齿轮同轴固连的翻转架翻转90度，使设置在翻转架上的竖直磁吸块连通每组电池13一同旋转90度保持竖直姿态，静待滑移吸附装填组件4吸取转移至传送线7实施装填电池动作。
参阅图6，所述滑移吸附装填组件4包括装填气动滑台、吸附架53、装填气缸52和装填板(图中未示出)，所述吸附架53内设置有永磁体，被装填气动滑台带动正对竖直磁吸块上的每组电池13实施吸附，经过装填气动滑台带动转移至传送线7的下底盒41上部，并由装填气缸52带动装填板，将每组电池13从上部电极54向下按压，装填进入下底盒41内。
参阅图5，所述下底盒供料组件5包括进料传动带38、下底盒气动滑台40、升降上料板和夹取气缸46，所述夹取气缸46利用夹持臂将下底盒41夹取上料到传送线7。
参阅图5，所述上盖供料组件6包括上盖进给传动带39、上盖气动滑台45、升降上料板和夹取气缸46，所述夹取气缸46利用夹持臂将上盖47夹取上料到传送线7，将装填完毕的多组电池加装上盖47，且上盖47与下底盒41卡扣卡槽配合连接，完成电池盒1的初步组装作业。
进一步的实施方案是，参阅图3，所述转移上料组件包括转移滑台23、转移架、若干个转移磁吸块21和伸缩气缸，由伸缩气缸带动转移磁吸块21与电池外壁接触并吸附，并在转移滑台23带动下上料给磁吸翻转组件3。
进一步的实施方案是，参阅图3，所述分组排列组件2还设置有废料倾斜载料槽22，将经过CCD工业相机8拍照检测不合格的电池顶推进入废料倾斜载料槽22内，不进入组装产线。
进一步的实施方案是，参阅图5和图6，所述传送线7一侧还设置有限位组件，所述限位组件包括顶推气缸43、限位气缸、限位架44和多根限位杆48，所述限位杆48正对每个工位电池盒1的装填位置设置，由限位气缸带动向外抽出释放或向内阻挡限位，并配合顶推气缸43顶推下底盒41横向定位限位。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电池自动定向、上料、装填成盒设备，包括电池供料盒、自动进料组件、视觉检测组件、分组排列组件、磁吸翻转组件、竖直吸附上料组件，以及下底盒供料组件、上盖供料组件和传送线，其特征在于：
所述电池供料盒内放置有若干节电池，并由顶料气缸顶推电池沿着倾斜板滚动到自动进料组件，
所述自动进料组件包括接收载台、进料滑台、若干个进料磁吸块和步进供料滑台，所述接收载台承接滚落的多节电池，所述进料滑台上设置有水平气动滑台、滑移板、升降架、取料块、若干个进料磁吸块和伸缩气缸，所述步进供料滑台内设置有步进托举组件和承托载板，实现对每组电池的步进进给，
所述视觉检测组件设置在步进供料滑台上，包括CCD工业相机和补光光源，通过CCD工业相机对每组电池进行拍照，通过PLC控制判定每节电池的正负极是否反向，如有反向，由后续工位的磁吸翻转组件吸取电池至颠倒正负极方向，
所述分组排列组件包括单节传送组件、多组并排设置的倾斜载料槽和顶推分组气缸，所述单节传送组件包括传送电机、传送带和两端的传动轮，所述传送带上设置有以单节电池宽度为间距的限位块，并由步进供料滑台末端设置的摆臂机构带动每组电池以倾斜面滑移进入传送带上，
所述磁吸翻转组件包括第二步进托举组件、第二承托载板、旋转气缸、翻转架、若干调向磁吸块和伸缩气缸，所述第二步进托举组件将每组电池从后一工位的第二承托载板上转移到下一工位的第二承托载板上，所述翻转架有升降气缸控制动作，正对第二承托载板上的每组电池布置，翻转架固连在旋转气缸的旋转块上，由旋转气缸带动翻转架旋转180度，将被磁吸起的电池正负极调换方向，所述翻转架下方穿套配合有调向磁吸块，所述调向磁吸块由伸缩气缸带动伸缩动作，实现对电池外壁的磁力吸附或分离释放，经过正负极调整后的每组电池被进给到竖直吸附上料组件，
所述竖直吸附上料组件包括分路上料台、步进上料台、翻转吸附组件和滑移吸附装填组件，
所述翻转吸附组件包括翻转气缸、齿轮齿条组件、旋转轴、翻转架、竖直磁吸块，所述翻转吸附组件将水平摆放的每组电池磁力吸附后，由设置在一侧的翻转气缸带动齿条直线运动，并将与齿条啮合的齿轮带动旋转90度，使与齿轮同轴固连的翻转架翻转90度，使设置在翻转架上的竖直磁吸块连通每组电池一同旋转90度保持竖直姿态，静待滑移吸附装填组件吸取转移至传送线实施装填电池动作。
2.根据权利要求1所述的电池自动定向、上料、装填成盒设备，其特征在于：所述下底盒供料组件包括进料传动带、下底盒气动滑台、升降上料板和夹取气缸，所述夹取气缸利用夹持臂将下底盒夹取上料到传送线。
3.根据权利要求1所述的电池自动定向、上料、装填成盒设备，其特征在于：所述上盖供料组件包括上盖进给传动带、上盖气动滑台、升降上料板和夹取气缸，所述夹取气缸利用夹持臂将上盖夹取上料到传送线，将装填完毕的多组电池加装上盖，且上盖与下底盒卡扣卡槽配合连接，完成电池盒的初步组装作业。
4.根据权利要求1所述的电池自动定向、上料、装填成盒设备，其特征在于：所述水平气动滑台带动滑移板左右滑移，滑移板上通过竖直布置的滑块滑轨组件和升降气缸带动升降架升降动作，所述升降架下端中部穿套配合有若干个进料磁吸块，进料磁吸块下端设置有永磁体，所述进料磁吸块将多节电池通过永磁体吸附转移放置到步进供料滑台。
5.根据权利要求1所述的电池自动定向、上料、装填成盒设备，其特征在于：所述顶推分组气缸正对每个倾斜载料槽的入口设置，并且设置在传送带另一侧，正对传送带上的单节电池实施顶推动作，使其进入对应的倾斜载料槽内，所述倾斜载料槽内的每组电池通过转移上料组件上料到磁吸翻转组件。
6.根据权利要求1所述的电池自动定向、上料、装填成盒设备，其特征在于：所述分路上料台将经过正负极调整后的每组电池分拨给两路步进上料台实施同步上料，包括垂直于第二步进托举组件的分路载板和分路滑移架，所述分路载板上承托每组电池，并由步进上料台的步进托举组件承托上料，并进给到翻转吸附组件下方。
7.根据权利要求1所述的电池自动定向、上料、装填成盒设备，其特征在于：所述承托载板将多节电池承托定位，并由步进托举组件将多节电池以步进挪移方式向前进给，所述步进托举组件包括多组托举气缸、托举板和步进气缸，所述步进气缸带动多组托举气缸同步动作，所述托举气缸带动托举板向上顶升抬起多节电池，挪移到下一工位的承托载板上后向下释放多节电池。
8.根据权利要求1所述的电池自动定向、上料、装填成盒设备，其特征在于：所述转移上料组件包括转移滑台、转移架、若干个转移磁吸块和伸缩气缸，由伸缩气缸带动转移磁吸块与电池外壁接触并吸附，并在转移滑台带动下上料给磁吸翻转组件。
9.根据权利要求1所述的电池自动定向、上料、装填成盒设备，其特征在于：所述滑移吸附装填组件包括装填气动滑台、吸附架、装填气缸和装填板，所述吸附架内设置有永磁体，被装填气动滑台带动正对竖直磁吸块上的每组电池实施吸附，经过装填气动滑台带动转移至传送线的下底盒上部，并由装填气缸带动装填板，将每组电池从上部电极向下按压，装填进入下底盒内。
10.根据权利要求1所述的电池自动定向、上料、装填成盒设备，其特征在于：所述传送线一侧还设置有限位组件，所述限位组件包括顶推气缸、限位气缸、限位架和多根限位杆，所述限位杆正对每个工位电池盒的装填位置设置，由限位气缸带动向外抽出释放或向内阻挡限位，并配合顶推气缸顶推下底盒横向定位限位。
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