CN116487719A - 一种电芯端板绝缘罩组装生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电芯端板绝缘罩组装生产线，其采用端板送料装置和绝缘罩送料装置分别输送端板和绝缘罩，两个送料装置并行设置，保证了两种物料的同步上料，然后通过抓料装置将端板和绝缘罩抓取放置在二次定位装置层叠并定位，然后抓料装置将定位后的绝缘罩和端板放置在电芯模组的两端，进而实现端板和绝缘罩的组装，本申请的组装生产线，采用相互配合的各个装置有效配合，实现电芯模组的高效高质量组装。

Description

一种电芯端板绝缘罩组装生产线

技术领域

本发明涉及新能源电池生产设备技术领域，具体涉及一种电芯端板绝缘罩组装生产线。

背景技术

随着清洁能源的日益普及，锂离子动力电池的应用日趋广泛，锂离子动力电池系统作为各种设备，车辆，储能系统等配件也朝着标准化和统一规范化发展，锂离子动力电池模组更需要在保证安全稳定可靠前提下实现标准化和规范化，以利于锂离子动力电池的大规模推广应用。

其中，端板和绝缘罩均是电芯模组的常见组件，端板主要对电芯起到物理保护作用，电芯被端板束缚在模组内，在端板设计时注重考虑结构强度；绝缘罩主要对电芯起到绝缘电保护作用，防止相邻的电芯模组接触短路，现有技术中，端板和绝缘罩一般采用人工组装的形式，其工作效率较低，且产品良率不能得到有效保证。

发明内容

基于上述表述，本发明提供了一种电芯端板绝缘罩组装生产线，以解决现有技术中因为没有成型化的自动组装产线而导致端板和绝缘罩人工组装效率较低的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种电芯端板绝缘罩组装生产线，其包括：

端板送料装置，用于端板的上料和下料；

绝缘罩送料装置，用于绝缘罩的上料和下料，所述绝缘罩送料装置和所述端板送料装置并行设置；

抓料装置，包括组合夹具和抓手机器人，所述组合夹具设置于所述抓手机器人的手部，所述组合夹具可选择性的抓取或放置所述端板和/或绝缘罩；

二次定位装置，用于绝缘罩和端板组装前的层叠并定位；

电芯组装装置，用于将绝缘罩和端板装配在电芯模组的两端。

与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：

本申请提供的电芯端板绝缘罩组装生产线，采用端板送料装置和绝缘罩送料装置分别输送端板和绝缘罩，两个送料装置并行设置，保证了两种物料的同步上料，然后通过抓料装置将端板和绝缘罩抓取放置在二次定位装置层叠并定位，然后抓料装置将定位后的绝缘罩和端板放置在电芯模组的两端，进而实现端板和绝缘罩的组装，本申请的组装生产线，采用相互配合的各个装置有效配合，实现电芯模组的高效高质量组装。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步的，所述端板送料装置包括沿输送方向依次设置的端板上料线、端板回流线和端板下料线；

所述端板上料线和所述端板下料线平行设置且传输方向相反；

所述端板回流线的两端连接所述端板上料线的末端和所述端板下料线的尾端；

所述端板上料线具有拆垛区，所述端板下料线具有堆垛区，所述拆垛区和所述堆垛区均设置有拆堆垛机，设于拆垛区的拆堆垛机用于将所述端板上料线输送的托盘堆拆垛，设于堆垛区的拆堆垛机用于将所述端板下料线输送的空托盘堆垛。

进一步的，所述拆堆垛机包括机架、顶料机构和提料机构；

所述机架的两端上具有用于物料通过的通过口；

所述顶料机构设置于所述机架下部，用于从下端顶起托盘堆；

所述提料结构设置于所述机架的上部，所述提料机构可从侧面与所述托盘堆配合固定并提起。

进一步的，所述提料机构设置于所述机架的两侧，其包括提料臂、活动插销、第一驱动单元和第二驱动单元，所述提料臂通过竖直设置的导向杆可升降的设置于所述机架上，所述第一驱动单元用于驱动所述提料臂升降；所述活动插销安装于所述提料臂的两端且可朝所述机架内部伸出，所述第二驱动单元用于驱动所述活动插销伸出或收回。

进一步的，所述机架上设置有层数检测传感器，所述提料机构根据所述层数检测传感器反馈的层数信息确定所述提料臂的升降高度。

进一步的，所述组合夹具包括至少一个抓料单元，所述抓料单元包括端板夹爪、绝缘罩吸盘和绝缘罩压爪，所述端板夹爪包括两个可相对张开或合拢的端板夹臂，所述绝缘罩吸盘用于吸取所述绝缘罩送料装置上的绝缘罩，所述绝缘罩压爪用于将定位后的绝缘罩夹紧于所述端板夹爪夹持的端板的侧面。

进一步的，所述二次定位装置包括台架，所述台架上设置有至少一个定位组件，所述定位组件包括支撑座、定位基准件和推料机构，所述支撑座上用于依次层叠放置绝缘罩和端板，所述定位基准件和所述推料机构分别设置于所述支撑座的相对两侧，所述推料机构用于将所述支撑座上层叠放置的绝缘罩和端板向所述定位基准件推动并定位。

进一步的，所述定位组件还包括第一到位传感器和第二到位传感器，所述支撑座中部设有开口，所述第一到位传感器设置于所述开口内，用于检测绝缘罩是否放置到位，所述第二到位传感器设置于所述支撑座的一侧，用于检测端板是否放置到位。

进一步的，所述电芯组装装置包括电芯输送线、电芯推正组件和电芯整形组件；

所述电芯输送线的输送方向与电芯模组中电芯的层叠方向一致，所述电芯输送线上具有电芯整形区；

所述电芯推正组件包括两个推正机构，所述两个推正机构位于所述电芯输送线两侧并对应所述电芯整形区设置，用于将位于所述电芯整形区的电芯模组推正并夹紧；

所述电芯整形组件包括整形托盘和压紧机构，所述整形托盘上具有沿所述电芯输送线的输送方向设置的电芯容置槽，所述整形托盘可沿所述电芯输送线输送，所述压紧机构包括固定基座、活动基座和压紧驱动件，所述固定基座设置于所述电芯容置槽的一端，所述压紧驱动件用于驱动所述活动基座沿所述电芯容置槽滑动以靠近或远离所述固定基座。

进一步的，还包括若干阻挡机构，若干所述阻挡机构依次设置于端板上料线、端板下料线和电芯输送线，所述阻挡机构可感应对应线体上的来料并阻挡。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种电芯端板绝缘罩组装生产线的俯视示意图；

图2为本发明实施例中拆堆垛机的侧向结构示意图；

图3为本发明实施例中顶升机构的结构示意图；

图4为本发明实施例中端板托盘的结构示意图；

图5为本发明实施例中提料机构的结构示意图；

图6为本发明实施例中组合夹具的结构示意图；

图7为本发明实施例中绝缘罩压爪的结构示意图；

图8为本发明实施例中二次定位装置的结构示意图；

图9为本发明实施例中定位组件的结构示意图；

图10为本发明实施例中电芯组装装置的结构示意图；

图11为本发明实施例中电芯整形组件的结构示意图；

图12为本发明实施例中电芯整形组件另一视角的结构示意图；

图13为本发明实施例中电芯推正组件的结构示意图；

图14为本发明实施例中阻挡机构的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，空间关系术语例如“在……下”、“在……下面”、“下面的”、“在……之下”、“在……之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在……下面”和“在……下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90°或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

如图1所示，本申请提供了一种电芯端板绝缘罩组装生产线，其包括端板送料装置10、绝缘罩送料装置20、抓料装置30、二次定位装置40和电芯组装装置50。

其中，端板送料装置10用于端板1的上料和下料，其包括沿输送方向依次设置的端板上料线11、端板回流线12和端板下料线13，端板上料线11和端板下料线13平行设置且传输方向相反，端板回流线12的两端连接端板上料线11的末端和端板下料线13的尾端。

为了保证端板的输送效率，结合图2至图4所示，用于放置端板1的托盘一般叠放堆垛形成托盘堆2，因此在本申请的实施例中，端板上料线11具有拆垛区11a，端板下料线13具有堆垛区13a，拆垛区11a和堆垛区13a均设置有拆堆垛机14，设于拆垛区11a的拆堆垛机14用于将端板上料线输送的托盘堆2拆垛，设于堆垛区13a的拆堆垛机14用于将端板下料线13输送的空托盘堆垛。

在本申请的实施例中，托盘的顶部具有定位销，底部具有定位孔，通过定位孔和定位销的配合实现托盘层叠的稳定性。

绝缘罩送料装置20用于绝缘罩3的上料和下料，绝缘罩3在输送时也采用相应的托盘输送，但是托盘之间不层叠，因此采用常用的输送线即可。

与端板送料装置10类似，绝缘罩送料装置20包括绝缘罩上料线21和绝缘罩下料线22，在本申请的实施例中，上料线、回流线和下料线均采用间隔辊式输送线，确保当托盘被阻挡至线体的任意位置时，线体正常输送。

其中，绝缘罩送料装置20和端板送料装置10并行设置，保证两种物料的同步上料。

在本申请中，结合图2至图5所示，拆堆垛机14包括机架141、顶料机构142和提料机构143。

其中，机架141的两端上具有用于物料通过的通过口；顶料机构142设置于机架141下部，用于从下端顶起托盘堆2。

具体的，顶料机构142包括顶升气缸1421、顶升底座1422和位于顶升底座1422上的四个顶升柱1423。四个顶升柱1423的分布位置对应托盘2的四个角设置，其中，位于对角的两个顶升柱1423的上端具有与托盘底部定位孔对应配合的定位销，顶升柱1423可从间隔辊的间隔中伸出顶起托盘。

提料结构143设置于机架141的上部，提料机构143可从侧面与托盘堆2配合固定并提起。

具体的，提料机构143设置于机架141的两侧，其包括提料臂1431、活动插销1432、第一驱动单元1433和第二驱动单元1434。

其中，提料臂1431通过竖直设置的导向杆1435可升降的设置于机架141上，第一驱动单元1433为升降气缸，其用于驱动提料臂1431升降；活动插销1432安装于提料臂1431的两端且可朝机架141内部伸出，第二驱动单元1434为插销气缸，用于驱动活动插销1432伸出或收回，为了保证活动插销1432和端板托盘201的配合固定，端板托盘201的侧面具有于供插销1432插入的插孔20a。

其中，机架141上设置有层数检测传感器1411，提料机构143根据层数检测传感器1411反馈的层数信息确定提料臂1431的升降高度。

本申请提供的提料机构143在使用时，当托盘堆2运输至机架141内部，顶升气缸1421驱动顶升底座1422上升，顶升柱1423从间隔辊的间隔中伸出顶升托盘，使底层托盘和输送线的支撑面脱离，然后提料机构143根据层数检测传感器1411反馈的层数信息，确定第一驱动单元1433的伸出长度，确保提料臂1431下降到合适高度，使活动插销1432与倒数第二层托盘上的插孔对应，第二驱动单元1434驱动活动插销1432伸出与插孔配合，使得两边的提料臂1431从两侧“兜”住上层的端板托盘201，然后第一驱动单元1433收回，将上层托盘与底层托盘脱离，然后顶升气缸1421收回，使底层托盘回到输送线的支撑面上，底层托盘在输送线的带动下继续向前运动直至离开机架141，然后第二驱动单元1434向下伸出，使得上层托盘靠近输送线的支撑面，然后顶升气缸1421伸出，使顶升柱1423接住下降的托盘堆，然后放到输送线的支撑面上，第二驱动单元1434驱动活动插销1432收回，即完成了底层托盘从托盘堆拆垛的全部过程。

在堆垛过程中，先将上层托盘用顶升机构142顶起，然后提料机构143从两侧“兜”住后上升，再从底部将底层托盘放入上层托盘下方，最后提料机构143带动上层托盘下降在底层托盘的上端，活动插销1432收回，即实现了堆垛。

结合图6和图7所示，抓料装置30包括组合夹具31和抓手机器人32，组合夹具31设置于抓手机器人32的手部，组合夹具31可选择性的抓取或放置端板1和/或绝缘罩3。

组合夹具31包括两个抓料单元，两个抓料单元可同时工作实现抓取和放置，抓料单元包括端板夹爪311、绝缘罩吸盘312和绝缘罩压爪313。

其中，端板夹爪311包括两个可相对张开或合拢的端板夹臂3111，端板夹臂3111由对应的气缸驱动朝两侧运动，以实现对端板1两侧端部的夹持。

绝缘罩吸盘312用于吸取绝缘罩，其中绝缘罩吸盘312和端板夹爪311避位设置，以防止两者的动作冲突。

绝缘罩压爪313用于将定位后的绝缘罩3夹紧于端板夹爪311夹持的端板1的侧面，具体的，绝缘罩压爪313包括靠近端板夹臂3111设置的压臂3131和压块3132，其中，压臂3131拖动对应的气缸驱动朝两侧运动，压块3132连接在压臂3131的端部，压块3132可与端板夹臂3111配合将绝缘罩夹紧在端板1的侧面。

二次定位装置40用于绝缘罩3和端板1组装前的层叠并定位。

其中，结合图8和9所示，二次定位装置40包括台架41，台架41上设置有至少一个定位组件42，定位组件42包括支撑座421、定位基准件422和推料机构423，支撑座421上用于依次层叠放置绝缘罩3和端板1。

定位基准件422和推料机构423分别设置于支撑座421的相对两侧，推料机构423用于将支撑座421上层叠放置的绝缘罩3和端板1向定位基准件422推动并定位，在本申请的实施例中，支撑座421为长方体结构，定位基准件包括第一定位板4221和第二定位板4222，第一定位板4221和第二定位板4222分别固定设置在支撑座421的两个相邻的侧面，推料机构423包括第一推料气缸4231、第二推料气缸4232、第一推料板4233和第二推料板4234，第一推料板4233连接在第一推料气缸4231上并与第一定位板4221相对设置，第一推料板4233可在第一推料气缸4231的带动下向靠近第一定位板4221的一侧推动，第二推料板4232连接在第二推料气缸4232上并与第二定位板4222相对设置，第二推料板4232可在第二推料气缸4232的带动下向靠近第二定位板4222的一侧推动。

在本申请的实施例中，定位组件42还包括第一到位传感器424和第二到位传感器425，具体的，支撑座421中部设有开口，第一到位传感器424设置于开口内，用于检测绝缘罩3是否放置到位，第二到位传感器425设置于支撑座421的一侧，用于检测端板1是否放置到位，第一推料气缸4231和第二推料气缸4232被配置为在第一到位传感器424和第二到位传感器425均反馈放置到位才会开始工作。

二次定位装置40在使用时，在抓手机器人32带动下，首先绝缘罩吸盘312，将绝缘罩3放置在支撑座421上，端板夹爪311将端板1放置在绝缘罩的上方，以第一定位板4221和第二定位板4222为定位基准，第一推料板4233和第二推料板4234推动绝缘罩3和端板1定位。

结合图10至13所示，电芯组装装置50用于将绝缘罩3和端板1装配在电芯模组的两端。

其中，电芯组装装置50包括电芯输送线51、电芯推正组件52和电芯整形组件53。

电芯输送线51的输送方向与电芯模组6中电芯的层叠方向一致，电芯输送线51上具有电芯整形区51a。

电芯推正组件52包括两个推正机构，两个推正机构位于电芯输送线51两侧并对应电芯整形区51a设置，用于将位于电芯整形区51a的电芯模组6推正并夹紧。

在本申请的实施例中，推正机构包括推正气缸521、推正连杆522和推正板523。

推正气缸521安装在电芯输送线51的侧面，推正板523通过推正连杆522连接在推正气缸521的气缸轴上，两侧的推正板523相对配合可以将位于电芯整形区51a的电芯模组6抵紧，防止电芯向两端散开倒下。

电芯整形组件53包括整形托盘531和压紧机构532，整形托盘531可沿电芯输送线51输送，整形托盘531上具有沿电芯输送线51的输送方向设置的电芯容置槽531a。

压紧机构532包括固定基座5321、活动基座5322和压紧驱动件5322，固定基座5321设置于电芯容置槽531a的一端，压紧驱动件5322用于驱动活动基座5322沿电芯容置槽531a滑动以靠近或远离固定基座5321。

该电芯组装装置50在使用时，整形托盘531的电芯模组6压紧在固定基座5321和活动基座5322带动电芯模组6运动到电芯整形区51a，然后推正气缸521伸出，两侧的推正板523相对配合抵紧电芯模组6的侧面。然后压紧电芯模组6的活动基座5322向远离固定基座5321一侧运动，在电芯模组6的端部形成间隙，在抓手机器人32带动下，端板夹爪311和绝缘罩压爪313将压紧在一起的端板1和绝缘罩3插入间隙内，然后活动基座5322向靠近运动固定基座5321的运，将端板1和绝缘罩组装完成。

本申请的实施例中，结合图14所示，若干阻挡机构61依次设置于端板上料线11、端板下料线13和电芯输送线51，阻挡机构可感应对应线体上的来料并阻挡。

在本申请中，阻挡机构61包括升降阻挡气缸611和阻挡块612，升降阻挡气缸611配置有到位传感器，并根据到位传感器的到位信息伸缩，阻挡块612靠近被阻挡物的一侧设置有滚轮613。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电芯端板绝缘罩组装生产线，其特征在于，包括：

端板送料装置，用于端板的上料和下料；

绝缘罩送料装置，用于绝缘罩的上料和下料，所述绝缘罩送料装置和所述端板送料装置并行设置；

抓料装置，包括组合夹具和抓手机器人，所述组合夹具设置于所述抓手机器人的手部，所述组合夹具可选择性的抓取或放置所述端板和/或绝缘罩；

二次定位装置，用于绝缘罩和端板组装前的层叠并定位；

电芯组装装置，用于将绝缘罩和端板装配在电芯模组的两端。

2.根据权利要求1所述的电芯端板绝缘罩组装生产线，其特征在于，所述端板送料装置包括沿输送方向依次设置的端板上料线、端板回流线和端板下料线；

所述端板上料线和所述端板下料线平行设置且传输方向相反；

所述端板回流线的两端连接所述端板上料线的末端和所述端板下料线的尾端；

所述端板上料线具有拆垛区，所述端板下料线具有堆垛区，所述拆垛区和所述堆垛区均设置有拆堆垛机，设于拆垛区的拆堆垛机用于将所述端板上料线输送的托盘堆拆垛，设于堆垛区的拆堆垛机用于将所述端板下料线输送的空托盘堆垛。

3.根据权利要求1所述的电芯端板绝缘罩组装生产线，其特征在于，所述拆堆垛机包括机架、顶料机构和提料机构；

所述机架的两端上具有用于物料通过的通过口；

所述顶料机构设置于所述机架下部，用于从下端顶起托盘堆；

所述提料结构设置于所述机架的上部，所述提料机构可从侧面与所述托盘堆配合固定并提起。

4.根据权利要求3所述的电芯端板绝缘罩组装生产线，其特征在于，所述提料机构设置于所述机架的两侧，其包括提料臂、活动插销、第一驱动单元和第二驱动单元，所述提料臂通过竖直设置的导向杆可升降的设置于所述机架上，所述第一驱动单元用于驱动所述提料臂升降；所述活动插销安装于所述提料臂的两端且可朝所述机架内部伸出，所述第二驱动单元用于驱动所述活动插销伸出或收回。

5.根据权利要求4所述的电芯端板绝缘罩组装生产线，其特征在于，所述机架上设置有层数检测传感器，所述提料机构根据所述层数检测传感器反馈的层数信息确定所述提料臂的升降高度。

6.根据权利要求3所述的电芯端板绝缘罩组装生产线，其特征在于，所述组合夹具包括至少一个抓料单元，所述抓料单元包括端板夹爪、绝缘罩吸盘和绝缘罩压爪，所述端板夹爪包括两个可相对张开或合拢的端板夹臂，所述绝缘罩吸盘用于吸取所述绝缘罩送料装置上的绝缘罩，所述绝缘罩压爪用于将定位后的绝缘罩夹紧于所述端板夹爪夹持的端板的侧面。

7.根据权利要求1所述的电芯端板绝缘罩组装生产线，其特征在于，所述二次定位装置包括台架，所述台架上设置有至少一个定位组件，所述定位组件包括支撑座、定位基准件和推料机构，所述支撑座上用于依次层叠放置绝缘罩和端板，所述定位基准件和所述推料机构分别设置于所述支撑座的相对两侧，所述推料机构用于将所述支撑座上层叠放置的绝缘罩和端板向所述定位基准件推动并定位。

8.根据权利要求7所述的电芯端板绝缘罩组装生产线，其特征在于，所述定位组件还包括第一到位传感器和第二到位传感器，所述支撑座中部设有开口，所述第一到位传感器设置于所述开口内，用于检测绝缘罩是否放置到位，所述第二到位传感器设置于所述支撑座的一侧，用于检测端板是否放置到位。

9.根据权利要求2所述的电芯端板绝缘罩组装生产线，其特征在于，所述电芯组装装置包括电芯输送线、电芯推正组件和电芯整形组件；

所述电芯输送线的输送方向与电芯模组中电芯的层叠方向一致，所述电芯输送线上具有电芯整形区；

所述电芯推正组件包括两个推正机构，所述两个推正机构位于所述电芯输送线两侧并对应所述电芯整形区设置，用于将位于所述电芯整形区的电芯模组推正并夹紧；

所述电芯整形组件包括整形托盘和压紧机构，所述整形托盘上具有沿所述电芯输送线的输送方向设置的电芯容置槽，所述整形托盘可沿所述电芯输送线输送，所述压紧机构包括固定基座、活动基座和压紧驱动件，所述固定基座设置于所述电芯容置槽的一端，所述压紧驱动件用于驱动所述活动基座沿所述电芯容置槽滑动以靠近或远离所述固定基座。

10.根据权利要求9所述的电芯端板绝缘罩组装生产线，其特征在于，还包括若干阻挡机构，若干所述阻挡机构依次设置于端板上料线、端板下料线和电芯输送线，所述阻挡机构可感应对应线体上的来料并阻挡。