CN116786850A - 一种薄型金属圆柱体倒角设备及倒角方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池生产领域，尤其涉及一种薄型金属圆柱体倒角设备及倒角方法，其倒角设备包括：进料线，用于将待倒角的产品逐个上料；下料线，用于将倒角完成的产品逐个下料；顶升机构，包括若干个能够升降移动的托盘；移载机构，用于将产品从进料线上移至托盘上，及将产品从托盘上移至下料线上；撑圆机构，位于顶升机构的正上方，包括能够旋转的内撑模，内撑模用于伸入产品的内腔并在涨开状态下将产品固定；定位机构，位于内撑模的一侧，包括能够水平移动的定位板，定位板用于与托盘上产品的上端口抵靠形成限位，且定位板上设置有允许内撑模穿行的避让口；倒角机构，位于内撑模的另一侧，包括车刀，车刀用于对旋转的产品的上端口进行倒角。

Description

一种薄型金属圆柱体倒角设备及倒角方法

技术领域

本发明涉及电池生产领域，尤其涉及一种薄型金属圆柱体倒角设备及倒角方法。

背景技术

在电池的生产工艺中，一般需要对电池壳进行倒内角以便于后续工序进行。现有新能源汽车电池中，电池壳体为薄金属材质，导致需要倒角的尺寸仅有零点几毫米，加工要求很高。

传统的倒内角工艺一般采用普通的单刃刀具通过滑动走刀对旋转的产品进行倒角，然而，一方面，常规机床的夹爪难以适用于该电池壳，容易造成壳体变形；另一方面，由于受制于倒角机头的同心度、刀具刀刃设计等问题，严重影响产品的倒角均匀性和一致性，并且由于频繁地倒角研磨，导致刀具的定位位置存在偏差，进而需要较长的刀具位置调试时间，极大地影响产品质量和产能，尤其无法满足批量产品高速倒角的加工要求。

发明内容

基于上述问题，本发明的一个目的在于提供一种薄型金属圆柱体倒角设备，实现薄型金属圆柱体类产品批量倒角加工，提高产能和产品质量。

本发明的另一个目的在于提供一种薄型金属圆柱体倒角方法，改变原来机床倒角工艺，提高加工效率和良品率。

为达上述目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种薄型金属圆柱体倒角设备，其包括：

进料线，用于将待倒角的产品逐个上料；

下料线，用于将倒角完成的产品逐个下料；

顶升机构，包括若干个能够升降移动的托盘；

移载机构，用于将产品从进料线上移至托盘上，及将产品从托盘上移至下料线上；

撑圆机构，位于顶升机构的正上方，包括能够旋转的内撑模，内撑模用于伸入产品的内腔并在涨开状态下将产品固定；

定位机构，位于内撑模的一侧，包括能够水平移动的定位板，定位板用于与托盘上产品的上端口抵靠形成限位，且定位板上设置有允许内撑模穿行的避让口；

倒角机构，位于内撑模的另一侧，包括车刀，车刀用于对旋转的产品的上端口进行倒角。

可选地，移载机构包括于进料线与下料线之间往复移动的滑座，托盘位于滑座的一侧，滑座上通过抬升气缸安装有升降架，升降架上设置有夹爪气缸，夹爪气缸的爪部设置有用于夹持产品的夹块。

可选地，托盘设置有多个，每个托盘对应设置一个撑圆机构、一个定位机构和一个倒角机构，夹爪气缸也设置有多个，相邻两个托盘的间距与相邻两个夹爪气缸的间距一致。

可选地，夹爪气缸的数量为托盘数量的两倍，抓取进料线上的产品向托盘移动时，同时抓取托盘上的产品向下料线移动。

可选地，撑圆机构还包括模芯、撑模气缸和第一电机，模芯自内撑模的上方插入内撑模中，并由撑模气缸驱动模芯于上位和下位切换，当模芯处于上位时，内撑模收紧；当模芯处于下位时，内撑模涨开，内撑模与第一电机传动连接。

可选地，定位机构还包括定位气缸及沿着定位气缸的活塞杆伸出方向排布的导轨，定位气缸的活塞杆上设置有推板，推板上设置有与导轨配合的滑块，定位板安装于推板上。

可选地，倒角机构还包括第二电机，第二电机的输出轴通过滚珠丝杠副连接刀具座，车刀安装于刀具座上，通过第二电机驱动带动车刀升降移动，从而控制进给量。

可选地，顶升机构包括竖直向上排布的顶升电缸，托盘固定于顶升电缸的输出端。

可选地，进料线、下料线上均设置有若干个盛放产品的匣盒。

综上，本发明的有益效果为，所述薄型金属圆柱体倒角设备针对薄壁型柱状产品设计了移载机构、顶升机构、定位机构、撑圆机构、倒角机构，对应实现产品自动移载、顶升、定位、撑圆、倒角的一系列工序，解决了常规车床对薄壁型柱状产品存在装夹变形、定位偏差、难以加工、产品质量低等问题，生产节拍快，倒角效果好且一致，满足了加工要求。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种薄型金属圆柱体倒角方法，基于上述的薄型金属圆柱体倒角设备，包括步骤：

步骤一、待倒角的产品通过进料线输入，移载机构夹取产品移放到顶升机构的托盘上；

步骤二、顶升机构将产品顶升，直至产品的上端口与定位机构的定位板抵靠，此时撑圆机构的内撑模涨开，产品被固定，定位板退出，顶升机构降下；

步骤三、内撑模带动产品旋转，通过倒角机构的车刀对产品进行倒角；

步骤四、倒角完成后，顶升机构盛托产品并在内撑模收紧后降下；

步骤五、移载机构夹取产品移放到下料线输出。

综上，本发明的有益效果为，所述薄型金属圆柱体倒角方法实现了薄壁型柱状产品从上料、移载、顶升、定位、撑圆、倒角到下料的一系列工序的自动化、高效进行，倒角精度高，有效提高了加工效率和良品率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的薄型金属圆柱体倒角设备的整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的薄型金属圆柱体倒角设备的局部结构图；

图3是本发明实施例提供的薄型金属圆柱体倒角设备中顶升机构的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的薄型金属圆柱体倒角设备中移载机构的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的薄型金属圆柱体倒角设备中撑圆机构的结构示意图；

图6是图5中A-A处剖面图；

图7是本发明实施例提供的薄型金属圆柱体倒角设备中定位机构的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的薄型金属圆柱体倒角设备中倒角机构的结构示意图。

图中：

1、进料线； 11、匣盒；

2、顶升机构； 21、托盘； 22、顶升电缸；

3、移载机构；31、滑座；32、抬升气缸；33、升降架；34、夹爪气缸；35、夹块；

4、撑圆机构；41、内撑模；42、模芯；43、撑模气缸；44、第一电机；

5、定位机构；51、定位板；52、避让口；53、定位气缸；54、导轨；55、推板；56、滑块；

6、倒角机构；61、车刀；62、第二电机；63、滚珠丝杠副；64、刀具座；

7、下料线；

8、电池壳。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。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，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，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。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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

请参阅图1和图2所示，本优选实施例提供一种薄型金属圆柱体倒角设备，以对新能源汽车电池的电池壳倒角为例详细说明，该倒角设备包括进料线1、顶升机构2、移载机构3、撑圆机构4、定位机构5、倒角机构6、下料线7。

其中，进料线1用于将待倒角的电池壳8逐个上料，下料线7用于将倒角完成的电池壳8逐个下料，进料线1、下料线7上均设置有若干个盛放产品的匣盒11，方便对各个电池壳8准确定位和排序。

详见图3，顶升机构2包括若干个能够升降移动的托盘21及竖直向上排布的顶升电缸22，托盘21固定于顶升电缸22的输出端，用于盛托电池壳8升降移动。

详见图4，移载机构3用于将电池壳8从进料线1上移至托盘21上，及将电池壳8从托盘21上移至下料线7上。根据动作要求，此处的移载机构3具体是包括于进料线1与下料线7之间往复移动的滑座31，托盘21位于滑座31的一侧，滑座31上通过抬升气缸32安装有升降架33，升降架33上设置有夹爪气缸34，夹爪气缸34的爪部设置有用于夹持电池壳8的夹块35，从而从进料线1上的匣盒11中夹住电池壳8，经过抬升、平移、下降、松开后，将该电池壳8放至托盘21上，再从托盘21上经过抬升、平移、下降、松开后，将该电池壳8放至下料线7上。

优选地，托盘21设置有多个，形成多个可同时加工的工位，每个托盘21对应设置一个撑圆机构4、一个定位机构5和一个倒角机构6，夹爪气缸34也设置有多个，相邻两个托盘21的间距与相邻两个夹爪气缸34的间距一致，从而一次可同时移载多个电池壳8。

进一步地，夹爪气缸34的数量为托盘21数量的两倍，抓取进料线1上的电池壳8向托盘21移动时，同时抓取托盘21上的电池壳8向下料线7移动，从而提高动作效率，减少移载机构3重复动作。

详见图5和图6，撑圆机构4位于顶升机构2的正上方，包括能够旋转的内撑模41，内撑模41用于伸入电池壳8的内腔并在涨开状态下将电池壳8固定，鉴于薄壁型的电池壳8，简单移载时可以通过轻轻夹取方式进行，需要紧固以便驱动旋转的情况下，则夹取无法满足要求，过重夹取会导致电池壳8变形，因此采用内撑的方式可实现可靠装夹。

具体地，撑圆机构4还包括模芯42、撑模气缸43和第一电机44，模芯42自内撑模41的上方插入内撑模41中，并由撑模气缸43驱动模芯42于上位和下位切换，当模芯42处于上位时，内撑模41收紧；当模芯42处于下位时，内撑模41涨开，内撑模41与第一电机44传动连接，从而满足装夹电池壳8及驱动电池壳8旋转的要求。

详见图7，定位机构5位于内撑模41的一侧，包括能够水平移动的定位板51，定位板51用于与托盘21上电池壳8的上端口抵靠形成限位，且定位板51上设置有允许内撑模41穿行的避让口52。由此，定位板51对被顶升的电池壳8限位，以便倒角时确定基准面，保证定位精度，并在定位完成后移走，不干扰电池壳8旋转。

具体地，定位机构5还包括定位气缸53及沿着定位气缸53的活塞杆伸出方向排布的导轨54，定位气缸53的活塞杆上设置有推板55，推板55上设置有与导轨54配合的滑块56，定位板51安装于推板55上，由此实现定位板51的往复移动。

详见图8，倒角机构6位于内撑模41的另一侧，包括车刀61，车刀61用于对旋转的电池壳8的上端口进行倒角，需要说明的是，内撑模41上在倒角对应位置凹陷设计，不会影响车刀61进行倒角。

具体地，倒角机构6还包括第二电机62，第二电机62的输出轴通过滚珠丝杠副63连接刀具座64，车刀61安装于刀具座64上，通过第二电机62驱动带动车刀61升降移动，从而控制进给量。

优选地，进料线1、下料线7与托盘21均位于同一竖向平面上并形成一条加工线，本实施例以设置两条加工线示例，移载机构3位于两条加工线之间，同时对两条加工线上的电池壳8进行移载，从而提高加工效率。

由此，该薄型金属圆柱体倒角设备针对薄壁型柱状电池壳8设计了移载机构3、顶升机构2、定位机构5、撑圆机构4、倒角机构6，对应实现电池壳8自动移载、顶升、定位、撑圆、倒角的一系列工序，解决了常规车床对薄壁型柱状电池壳8存在装夹变形、定位偏差、难以加工、电池壳8质量低等问题，生产节拍快，倒角效果好且一致，满足了加工要求。

在此基础上，本实施例还提供一种薄型金属圆柱体倒角方法，基于上述的薄型金属圆柱体倒角设备，包括以下步骤：

步骤一、待倒角的电池壳8通过进料线1输入，移载机构3夹取电池壳8移放到顶升机构2的托盘21上；

步骤二、顶升机构2将电池壳8顶升，直至电池壳8的上端口与定位机构5的定位板51抵靠，此时撑圆机构4的内撑模41涨开，电池壳8被涨紧固定，定位板51退出，顶升机构2降下；

步骤三、内撑模41带动电池壳8旋转，通过倒角机构6的车刀61对电池壳8进行倒角；

步骤四、倒角完成后，顶升机构2盛托电池壳8并在内撑模41收紧后降下；

步骤五、移载机构3夹取电池壳8移放到下料线7输出。

另外，为提高生产节拍，在前一组电机壳进行上升倒角时，后一组电机壳可同时进行夹取准备动作，以便在前一组电机壳倒角结束后连续进行倒角。

本实施例给出一份节拍分析表，详见下表：

可见，此节拍下，一个电池壳8从上料到下料仅需8秒，若有八个工位同时进行，则每分钟倒角电池壳8的数量可达50～60个，八进八出，可兼容多种产品，同时实现快速换模，生产效率优势明显。

由此，该薄型金属圆柱体倒角方法可实现薄壁型柱状产品从上料、移载、顶升、定位、撑圆、倒角到下料的一系列工序的自动化、高效进行，倒角精度高，精度可达0.05mm以内，有效提高了加工效率和良品率。

以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种薄型金属圆柱体倒角设备，其特征在于，包括：

进料线(1)，用于将待倒角的产品逐个上料；

下料线(7)，用于将倒角完成的产品逐个下料；

顶升机构(2)，包括若干个能够升降移动的托盘(21)；

移载机构(3)，用于将产品从所述进料线(1)上移至所述托盘(21)上，及将产品从所述托盘(21)上移至所述下料线(7)上；

撑圆机构(4)，位于所述顶升机构(2)的正上方，包括能够旋转的内撑模(41)，所述内撑模(41)用于伸入产品的内腔并在涨开状态下将产品固定；

定位机构(5)，位于所述内撑模(41)的一侧，包括能够水平移动的定位板(51)，所述定位板(51)用于与所述托盘(21)上产品的上端口抵靠形成限位，且所述定位板(51)上设置有允许所述内撑模(41)穿行的避让口(52)；

倒角机构(6)，位于所述内撑模(41)的另一侧，包括车刀(61)，所述车刀(61)用于对旋转的产品的上端口进行倒角。

2.根据权利要求1所述的薄型金属圆柱体倒角设备，其特征在于，所述移载机构(3)包括于所述进料线(1)与所述下料线(7)之间往复移动的滑座(31)，所述托盘(21)位于所述滑座(31)的一侧，所述滑座(31)上通过抬升气缸(32)安装有升降架(33)，所述升降架(33)上设置有夹爪气缸(34)，所述夹爪气缸(34)的爪部设置有用于夹持产品的夹块(35)。

3.根据权利要求2所述的薄型金属圆柱体倒角设备，其特征在于，所述托盘(21)设置有多个，每个所述托盘(21)对应设置一个所述撑圆机构(4)、一个所述定位机构(5)和一个所述倒角机构(6)，所述夹爪气缸(34)也设置有多个，相邻两个托盘(21)的间距与相邻两个夹爪气缸(34)的间距一致。

4.根据权利要求3所述的薄型金属圆柱体倒角设备，其特征在于，所述夹爪气缸(34)的数量为所述托盘(21)数量的两倍，抓取所述进料线(1)上的产品向所述托盘(21)移动时，同时抓取所述托盘(21)上的产品向所述下料线(7)移动。

5.根据权利要求1所述的薄型金属圆柱体倒角设备，其特征在于，所述撑圆机构(4)还包括模芯(42)、撑模气缸(43)和第一电机(44)，所述模芯(42)自所述内撑模(41)的上方插入所述内撑模(41)中，并由所述撑模气缸(43)驱动所述模芯(42)于上位和下位切换，当模芯(42)处于上位时，所述内撑模(41)收紧；当模芯(42)处于下位时，所述内撑模(41)涨开，所述内撑模(41)与所述第一电机(44)传动连接。

6.根据权利要求1所述的薄型金属圆柱体倒角设备，其特征在于，所述定位机构(5)还包括定位气缸(53)及沿着所述定位气缸(53)的活塞杆伸出方向排布的导轨(54)，所述定位气缸(53)的活塞杆上设置有推板(55)，所述推板(55)上设置有与所述导轨(54)配合的滑块(56)，所述定位板(51)安装于所述推板(55)上。

7.根据权利要求1所述的薄型金属圆柱体倒角设备，其特征在于，所述倒角机构(6)还包括第二电机(62)，所述第二电机(62)的输出轴通过滚珠丝杠副(63)连接刀具座(64)，所述车刀(61)安装于所述刀具座(64)上，通过所述第二电机(62)驱动带动所述车刀(61)升降移动，从而控制进给量。

8.根据权利要求1所述的薄型金属圆柱体倒角设备，其特征在于，所述顶升机构(2)包括竖直向上排布的顶升电缸(22)，所述托盘(21)固定于所述顶升电缸(22)的输出端。

9.根据权利要求1所述的薄型金属圆柱体倒角设备，其特征在于，所述进料线(1)、所述下料线(7)上均设置有若干个盛放产品的匣盒(11)。

10.一种薄型金属圆柱体倒角方法，基于根据权利要求1-9任一项所述的薄型金属圆柱体倒角设备，其特征在于，包括步骤：

步骤一、待倒角的产品通过进料线(1)输入，移载机构(3)夹取产品移放到顶升机构(2)的托盘(21)上；

步骤二、顶升机构(2)将产品顶升，直至产品的上端口与定位机构(5)的定位板(51)抵靠，此时撑圆机构(4)的内撑模(41)涨开，产品被固定，定位板(51)退出，顶升机构(2)降下；

步骤三、内撑模(41)带动产品旋转，通过倒角机构(6)的车刀(61)对产品进行倒角；

步骤四、倒角完成后，顶升机构(2)盛托产品并在内撑模(41)收紧后降下；

步骤五、移载机构(3)夹取产品移放到下料线(7)输出。