CN116714377A - 一种电芯表面字符喷印设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电芯表面字符喷印设备，包括机架，机架上设有双工位上料机械手、环形输送线、中转搬运机械手、固化炉、贯穿固化炉的铁氟龙输送网带和下料搬运机械手，环形输送线的上方设有等离子清洗机构、喷印机构和CCD检测机构，环形输送线上间隔设有多个独立的真空载具，每个真空载具能够吸附固定两个电池，环形输送线的进料端一侧设有抽真空机构，环形输送线的出料端设有破真空机构，每个真空载具的一端均设有两个单向阀；本发明采用了环形输送线来循环输送真空载具，每个真空载具均能够独立的抽真空和破真空，利用真空吸附的方式固定电芯，不会对电芯造成压痕，降低电芯的不良品率。

Description

一种电芯表面字符喷印设备
技术领域
本发明涉及电池制作设备，特别涉及一种电芯表面字符喷印设备。
背景技术
现有的锂电池传统的移印喷码工艺分成两步，第一步：先移印，移印前先制作钢板，利用移印胶头将钢板平面凹版上的油墨图文蘸印上，再由移印胶头将油墨图文转印到承印物上；第二步：喷二维码，采用连续式喷码原理在承印物上喷码；整个软包电池的移印喷码工艺过程都存在墨水及稀释剂的实时挥发，环保性能差，维护成本、耗材成本高。现有一种自动化喷印设备和电池生产线，申请号为202010782309.6的发明专利，该喷印设备能够解决上述问题，但该喷印设备在电池输送和转移过程中需要将电池和载盘一同搬运转移，转移过程中电池与载盘固定不分离，这种电池输送方式的好处在于不需要对电池定位；而缺点在于多了电池装盘和电池从载盘取出的工序，而且载盘采用夹持电池的方式固定，长时间的对电池夹持会对电池的表面造成一定程度的压痕，导致不良品率增加。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种电芯表面字符喷印设备。该喷印设备在电池转移过程中只搬运电池，而真空载具则是固定在环形输送线的，在环形输送线上循环输送，不用多真空载具搬运。真空载具采用真空吸附的方式固定电池，不会对电池造成表面压痕。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种电芯表面字符喷印设备，包括机架，所述机架上设有双工位上料机械手、环形输送线、中转搬运机械手、固化炉、贯穿所述固化炉的铁氟龙输送网带和下料搬运机械手，所述环形输送线的上方设有等离子清洗机构、喷印机构和CCD检测机构，所述环形输送线上间隔设有多个独立的真空载具，每个所述真空载具能够吸附固定两个电池，所述环形输送线的进料端一侧设有抽真空机构，所述环形输送线的出料端设有破真空机构，每个所述真空载具的一端均设有两个单向阀；双工位上料机械手包括横移模组和由横移模组同时控制移动的两个升降模组，两个升降模组均控制一吸盘支架升降移动，吸盘支架上设有吸盘。双工位上料机械手的第一个工位吸取粗定位工位的电芯，第二个工位吸取第一精定位工位上的电芯，横移模组控制移动时，第二个工位吸取吸取的电芯放入环形输送线的真空载具上，第一个工位吸取的电芯放入第一精定位工位上。
所述双工位上料机械手将电芯搬运至所述环形输送线的真空载具上时，所述抽真空机构顶开单向阀、并抽掉所述真空载具内的空气，所述真空载具的空腔形成负压吸附固定电芯，电芯跟随所述真空载具输送至出料端时，所述破真空机构顶开所述单向阀、并充入空气破真空，所述真空载具内的空腔形成正压，所述中转搬运机械手从所述环形输送线的出料端上取走电芯、并将电芯搬运至所述铁氟龙输送网带上输送固化。
作为本发明电芯表面字符喷印设备的一种改进，所述环形输送线包括输送线基座，所述输送线基座上设有环形输送链和用于驱动所述环形输送链转动的链条伺服驱动，所述输送线基座的上端边缘间隔设有5个感应器。5个感应器分别对应环形输送线的上料位置、下料位置、喷印位置、检测位置和等离子清洗位置。
作为本发明电芯表面字符喷印设备的一种改进，所述抽真空机构和所述破真空机构均包括有安装底座，所述安装底座上设有两个管座、两个管座控制气缸和滑轨，两个所述管座通过滑块连接在所述滑轨上，一个所述管座控制气缸控制一个所述管座的水平滑动，两个所述管座的端部均设有对接管，两个所述管座的一侧均设有气管接头，所述气管接头与所述对接管连通。
作为本发明电芯表面字符喷印设备的一种改进，所述真空载具内具有两个真空腔，一个真空腔对应一个电芯的放置位置，所述单向阀与所述真空腔连通，一个单向阀对应一个所述真空腔设置。
作为本发明电芯表面字符喷印设备的一种改进，所述固化炉具有固化空腔，所述固化空腔内设有灯板，所述灯板上排列间隔设有多个固化灯，所述灯板内设有冷却水循环管道，所述冷却水循环管道的进水口连接水泵出口，所述冷却水循环管道的出水口连接水箱，所述固化炉的上端间隔设有多个排风管道，所述排风管道与排风箱连通，所述排风箱内设有排风机，所述排风箱设置在所述水箱上，所述水箱设置在所述中转搬运机械手的一侧。固化炉内设置了冷却水循环系统，能够对固化灯进行冷却，具有温度控制的效果。
作为本发明电芯表面字符喷印设备的一种改进，还包括进料升降机构、出料升降机构和空料盘搬运机械手，所述空料盘搬运机械手从所述进料升降机构处取空料盘、并将空料盘搬运至所述出料升降机构上，所述进料升降机构和所述出料升降机构均包括料框，所述料框的内设有料盘升降板和控制该料盘升降板的升降伺服驱动，所述料盘升降板能够堆叠放置多层料盘；所述进料升降机构每次控制料盘升降板的升降高度为一个料盘的高度。
作为本发明电芯表面字符喷印设备的一种改进，还包括中转上料机械手和中转下料机械手，所述中转上料机械手从所述进料升降机构的料盘上取2个电芯放入粗定位工位上定位，所述中转上料机械手每搬运一次电芯，所述空料盘搬运机械手均从所述进料升降机构取走一个空料盘，所述中转下料机械手从第二精定位工位上取电芯、并将电芯放置在所述出料升降机构处的料盘上，所述下料搬运机械手从所述铁氟龙输送网带的出料端搬运电芯至所述第二精定位工位上定位。
作为本发明电芯表面字符喷印设备的一种改进，所述中转搬运机械手和所述下料搬运机械手均包括有横移伺服模组、由该横移伺服模组控制的升降伺服模组、由所述升降伺服模组控制升降的旋转气缸，所述旋转气缸控制一吸盘支架旋转，所述吸盘支架上间隔设有多个吸盘，所述吸盘支架能够同时吸取两个电芯，所述旋转气缸能够控制所述吸盘支架旋转90度；
所述中转搬运机械手能够将横向并排的两个电芯旋转至纵向并排的方向放入所述铁氟龙输送网带上；
所述下料搬运机械手能够将纵向并排的两个电芯旋转至横向并排的方向放入所述第二精定位工位上。
作为本发明电芯表面字符喷印设备的一种改进，所述喷印机构包括喷印横移伺服模组和喷印升降伺服模组，所述喷印横移伺服模组控制所述喷印升降伺服模组的横向移动，所述喷印升降伺服模组通过横向滑轨和横向滑块连接在一安装侧板上，所述安装侧板连接在移动滑板上，所述喷印横移伺服模组通过丝杆和丝杆螺母带动所述移动滑板，所述安装侧板的底部设有UV固化灯安装板，所述UV固化灯安装板上设有UV固化灯，所述喷印升降伺服模组控制喷印头升降移动，所述UV固化灯能够对电芯表面的字符加热固化。喷印机构能够一边喷印一边固化，UV固化灯对电芯表面的字符进行初步固化，初步固化的字符可以被擦掉，方便检测NG后对电池进行擦拭清洁。
作为本发明电芯表面字符喷印设备的一种改进，还包括NG输送线，所述NG输送线设置在所述铁氟龙输送网带一侧，所述CCD检测机构检测不合格的电芯由所述中转搬运机械手搬运至所述NG输送线上送出。NG输送线送出的电芯能够擦拭掉喷印的字符，方便下一次的喷印。喷印合格的电芯经过固化炉加热固化后的字符擦拭不掉。
本发明的有益效果在于：本发明采用了环形输送线来循环输送真空载具，每个真空载具均能够独立的抽真空和破真空，利用真空吸附的方式固定电芯，不会对电芯造成压痕，降低电芯的不良品率。电芯喷印过程中能够边喷印边对喷印的字符进行初步固化，初步固化的字符能够在NG排出后擦拭掉，方便重新喷印。
附图说明
图1是本发明的立体图；
图2是本发明的俯视图；
图3是本发明的环形输送线立体图；
图4是本发明的抽真空机构立体图；
图5是本发明的固化炉立体图；
图6是本发明的喷印机构立体图；
图7是本发明的中转搬运机械手俯视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围内。
如图1-图7所示，一种电芯表面字符喷印设备，包括机架1，机架1上设有双工位上料机械手2、环形输送线3、中转搬运机械手4、固化炉5、贯穿固化炉的铁氟龙输送网带6和下料搬运机械手7，环形输送线3的上方设有等离子清洗机构8、喷印机构9和CCD检测机构10，环形输送线3上间隔设有多个独立的真空载具11，多个真空载具11能够在环形输送线3上循环输送，每个真空载具11能够吸附固定两个电池，环形输送线3的进料端一侧设有抽真空机构12，环形输送线3的出料端设有破真空机构13，每个真空载具11的一端均设有两个单向阀14；双工位上料机械手2包括横移模组和由横移模组同时控制移动的两个升降模组，两个升降模组均控制一吸盘支架升降移动，吸盘支架上设有吸盘。双工位上料机械手的第一个工位吸取粗定位工位的电芯，第二个工位吸取第一精定位工位上的电芯，横移模组控制移动时，第二个工位吸取吸取的电芯放入环形输送线的真空载具上，第一个工位吸取的电芯放入第一精定位工位上。
双工位上料机械手2将电芯搬运至环形输送线3的真空载具11上时，抽真空机构12顶开单向阀14、并抽掉真空载具11内的空气，真空载具11的空腔形成负压吸附固定电芯，电芯跟随真空载具11输送至出料端时，破真空机构13顶开单向阀14、并充入空气破真空，真空载具11内的空腔形成正压，中转搬运机械手4从环形输送线3的出料端上取走电芯、并将电芯旋转90度后搬运至铁氟龙输送网带6上输送固化。
优选的，环形输送线3包括输送线基座31，输送线基座31上设有环形输送链32和用于驱动环形输送链32转动的链条伺服驱动33，输送线基座31的上端边缘间隔设有5个感应器34。5个感应器34分别对应环形输送线的上料位置、下料位置、喷印位置、检测位置和等离子清洗位置。
优选的，抽真空机构12和破真空机构13均包括有安装底座21，安装底座21上设有两个管座22、两个管座控制气缸23和滑轨24，两个管座22通过滑块连接在滑轨24上，一个管座控制气缸23控制一个管座22的水平滑动，两个管座22的端部均设有对接管25，两个管座22的一侧均设有气管接头26，气管接头26与对接管25连通。
优选的，真空载具11内具有两个真空腔，一个真空腔对应一个电芯的放置位置，单向阀14与真空腔连通，一个单向阀14对应一个真空腔设置。
优选的，固化炉5具有固化空腔，固化空腔内设有灯板，灯板上排列间隔设有多个固化灯，灯板内设有冷却水循环管道，冷却水循环管道的进水口连接水泵出口，冷却水循环管道的出水口连接水箱51，固化炉5的上端间隔设有多个排风管道52，排风管道52与排风箱53连通，排风箱53内设有排风机，排风箱53设置在水箱51上，水箱51设置在中转搬运机械手4的一侧。固化炉5内设置了冷却水循环系统，能够对固化灯进行冷却，具有温度控制的效果。
优选的，还包括进料升降机构15、出料升降机构16和空料盘搬运机械手17，空料盘搬运机械手17从进料升降机构15处取空料盘、并将空料盘搬运至出料升降机构16上，进料升降机构15和出料升降机构16均包括料框，料框的内设有料盘升降板和控制该料盘升降板的升降伺服驱动，料盘升降板能够堆叠放置多层料盘；进料升降机构每次控制料盘升降板的升降高度为一个料盘的高度。
优选的，还包括中转上料机械手18和中转下料机械手19，中转上料机械手18从进料升降机构15的料盘上取2个电芯放入粗定位工位上定位，中转上料机械手18每搬运一次电芯，空料盘搬运机械手17均从进料升降机构15取走一个空料盘，中转下料机械手19从第二精定位工位20上取电芯、并将电芯放置在出料升降机构16处的料盘上，下料搬运机械手7从铁氟龙输送网带6的出料端搬运电芯至第二精定位工位20上定位。
优选的，中转搬运机械手4和下料搬运机械手7均包括有横移伺服模组41、由该横移伺服模组41控制的升降伺服模组42、由升降伺服模组42控制升降的旋转气缸43，旋转气缸43控制一吸盘支架44旋转，吸盘支架44上间隔设有多个吸盘，吸盘支架44能够同时吸取两个电芯，旋转气缸43能够控制吸盘支架旋转90度；
中转搬运机械手4能够将横向并排的两个电芯旋转至纵向并排的方向放入铁氟龙输送网带上；
下料搬运机械手7能够将纵向并排的两个电芯旋转至横向并排的方向放入第二精定位工位20上。
优选的，喷印机构9包括喷印横移伺服模组91和喷印升降伺服模组92，喷印横移伺服模组91控制喷印升降伺服模组92的横向移动，喷印升降伺服模组92通过横向滑轨和横向滑块连接在一安装侧板93上，喷印升降伺服模组92能够通过横向滑轨和横向滑块调节在安装侧板93上的安装位置，安装侧板93连接在移动滑板上，喷印横移伺服模组91通过丝杆和丝杆螺母带动移动滑板，安装侧板93的底部设有UV固化灯安装板94，UV固化灯安装板94上设有UV固化灯95，喷印升降伺服模组92控制喷印头96升降移动，UV固化灯95能够对电芯表面的字符加热固化。喷印机构9能够一边喷印一边固化，UV固化灯95对电芯表面的字符进行初步固化，初步固化的字符可以被擦掉，方便检测NG后对电池进行擦拭清洁。
优选的，还包括NG输送线101，NG输送线101设置在铁氟龙输送网带6一侧，CCD检测机构10检测不合格的电芯由中转搬运机械手7搬运至NG输送线101上送出。NG输送线101送出的电芯能够擦拭掉喷印的字符，方便下一次的喷印。喷印合格的电芯经过固化炉加热固化后的字符擦拭不掉。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和结构的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (10)

1.一种电芯表面字符喷印设备，包括机架，其特征在于，所述机架上设有双工位上料机械手、环形输送线、中转搬运机械手、固化炉、贯穿所述固化炉的铁氟龙输送网带和下料搬运机械手，所述环形输送线的上方设有等离子清洗机构、喷印机构和CCD检测机构，所述环形输送线上间隔设有多个独立的真空载具，每个所述真空载具能够吸附固定两个电池，所述环形输送线的进料端一侧设有抽真空机构，所述环形输送线的出料端设有破真空机构，每个所述真空载具的一端均设有两个单向阀；
所述双工位上料机械手将电芯搬运至所述环形输送线的真空载具上时，所述抽真空机构顶开单向阀、并抽掉所述真空载具内的空气，所述真空载具的空腔形成负压吸附固定电芯，电芯跟随所述真空载具输送至出料端时，所述破真空机构顶开所述单向阀、并充入空气，所述真空载具内的空腔形成正压，所述中转搬运机械手从所述环形输送线的出料端上取走电芯、并将电芯搬运至所述铁氟龙输送网带上输送固化。
2.根据权利要求1所述的电芯表面字符喷印设备，其特征在于，所述环形输送线包括输送线基座，所述输送线基座上设有环形输送链和用于驱动所述环形输送链转动的链条伺服驱动，所述输送线基座的上端边缘间隔设有5个感应器。
3.根据权利要求1所述的电芯表面字符喷印设备，其特征在于，所述抽真空机构和所述破真空机构均包括有安装底座，所述安装底座上设有两个管座、两个管座控制气缸和滑轨，两个所述管座通过滑块连接在所述滑轨上，一个所述管座控制气缸控制一个所述管座的水平滑动，两个所述管座的端部均设有对接管，两个所述管座的一侧均设有气管接头，所述气管接头与所述对接管连通。
4.根据权利要求3所述的电芯表面字符喷印设备，其特征在于，所述真空载具内具有两个真空腔，所述单向阀与所述真空腔连通，一个单向阀对应一个所述真空腔设置。
5.根据权利要求1所述的电芯表面字符喷印设备，其特征在于，所述固化炉具有固化空腔，所述固化空腔内设有灯板，所述灯板上排列间隔设有多个固化灯，所述灯板内设有冷却水循环管道，所述冷却水循环管道的进水口连接水泵出口，所述冷却水循环管道的出水口连接水箱，所述固化炉的上端间隔设有多个排风管道，所述排风管道与排风箱连通，所述排风箱内设有排风机，所述排风箱设置在所述水箱上，所述水箱设置在所述中转搬运机械手的一侧。
6.根据权利要求1所述的电芯表面字符喷印设备，其特征在于，还包括进料升降机构、出料升降机构和空料盘搬运机械手，所述空料盘搬运机械手从所述进料升降机构处取空料盘、并将空料盘搬运至所述出料升降机构上，所述进料升降机构和所述出料升降机构均包括料框，所述料框的内设有料盘升降板和控制该料盘升降板的升降伺服驱动，所述料盘升降板能够堆叠放置多层料盘；所述进料升降机构每次控制料盘升降板的升降高度为一个料盘的高度。
7.根据权利要求6所述的电芯表面字符喷印设备，其特征在于，还包括中转上料机械手和中转下料机械手，所述中转上料机械手从所述进料升降机构的料盘上取2个电芯放入粗定位工位上定位，所述中转上料机械手每搬运一次电芯，所述空料盘搬运机械手均从所述进料升降机构取走一个空料盘，所述中转下料机械手从第二精定位工位上取电芯、并将电芯放置在所述出料升降机构处的料盘上，所述下料搬运机械手从所述铁氟龙输送网带的出料端搬运电芯至所述第二精定位工位上定位。
8.根据权利要求7所述的电芯表面字符喷印设备，其特征在于，所述中转搬运机械手和所述下料搬运机械手均包括有横移伺服模组、由该横移伺服模组控制的升降伺服模组、由所述升降伺服模组控制升降的旋转气缸，所述旋转气缸控制一吸盘支架旋转，所述吸盘支架上间隔设有多个吸盘，所述吸盘支架能够同时吸取两个电芯，所述旋转气缸能够控制所述吸盘支架旋转90度；
所述中转搬运机械手能够将横向并排的两个电芯旋转至纵向并排的方向放入所述铁氟龙输送网带上；
所述下料搬运机械手能够将纵向并排的两个电芯旋转至横向并排的方向放入所述第二精定位工位上。
9.根据权利要求1所述的电芯表面字符喷印设备，其特征在于，所述喷印机构包括喷印横移伺服模组和喷印升降伺服模组，所述喷印横移伺服模组控制所述喷印升降伺服模组的横向移动，所述喷印升降伺服模组通过横向滑轨和横向滑块连接在一安装侧板上，所述安装侧板连接在移动滑板上，所述喷印横移伺服模组通过丝杆和丝杆螺母带动所述移动滑板，所述安装侧板的底部设有UV固化灯安装板，所述UV固化灯安装板上设有UV固化灯，所述喷印升降伺服模组控制喷印头升降移动，所述UV固化灯能够对电芯表面的字符加热固化。
10.根据权利要求1所述的电芯表面字符喷印设备，其特征在于，还包括NG输送线，所述NG输送线设置在所述铁氟龙输送网带一侧，所述CCD检测机构检测不合格的电芯由所述中转搬运机械手搬运至所述NG输送线上送出。
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