CN117096414A - 电池电芯配组装置及其配组工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池电芯配组装置及其组装工艺，涉及电池装配技术领域。该组装工艺包括：三维移动模块驱动四个平行夹爪同步移动至第一托盘的上方，随后其中两个平行夹爪夹取第一托盘上的电芯，随后在三维移动模块的驱动下移动至第二托盘的位置，未夹取电芯的平行夹爪夹取第二托盘上的电芯，同时已夹取电芯的平行夹爪将第一托盘的电芯放置在第二托盘的空余位置，随后三维移动模组再次移动至第一托盘的上方，平行夹爪将第二托盘上的电芯放置在第一托盘的空余位置。本机构结构简单，可根据不同数量电芯组成的模组，适合多产品使用。节省机器人动作节拍，满足产品的节拍时间。简化电气PLC编程工作量，能够快速有效完成编程。

Description

电池电芯配组装置及其配组工艺

技术领域

本发明涉及电池装配技术领域，更具体的说是一种电池电芯配组装置及其组装工艺。

背景技术

电池是近年来的新兴领域，随着电池的发展，电池的拼装也成了电池成型使用的必不可少的配组工艺。

现有技术的电池的拼装一般是将事先准备好的电芯原件放置在托盘上并通过辊道运输到机械臂工艺上，通过对机械臂进行PLC编程，来实现机械臂的抓取指令，从而使得电芯在托盘上被机械臂分类进行抓取，机械臂执行对电芯的调度之后会使得电芯在辊道上分类运输，从而使得不同电极不同功能的电芯能够运输到相应的位置进行拼装。现有技术的配组工艺在机械臂对电芯抓取时，需要做到多部操作，不同电极不同功能的电芯均放置在同一条辊道上，会使得机械臂在编程时需要识别的种类较多，设备节拍较慢，存在难以提升生产效率的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电池电芯配组装置及其组装工艺。

本发明的技术方案是：一种电池电芯配组装置，包括：

机架体，所述机架体上设置有若干滑行道，若干所述滑行道上开设有传动运动的传送带,传送带上放置有若干托盘，若干托盘上放置有电芯，所述机架体上还设置有升降部、阻挡部以及夹取部，

所述升降部包括升降盘，升降盘上固设有升降气缸，升降气缸的输出轴方向固连有定位盘，定位盘通过升降气缸驱动朝向或远离托盘方向运动，并和所述托盘在竖直方向上处于同步位置，

所述阻挡部包括限制台，在所述限制台上固连有阻挡气缸，阻挡气缸的输出端通过阻挡轴转动连接有阻挡块，所述阻挡块限制所述托盘沿所述传送带方向继续运动，

所述机架体上设置有水平滑道，所述夹取部在所述水平滑道上滑动，所述夹取部内还设置有和所述水平滑道滑动方向垂直的竖直滑道、以及竖直方向运动的伸缩气缸，所述夹取部驱动所述电芯在不同托盘之间运动并放置,通过设置夹取，阻挡，升降三个功能的结构，来实现电芯进行提前配对移动的技术效果。

本发明进一步设置为：所述定位盘上设置有若干定位销，所述托盘上设置有工所述定位销插入的定位孔，所述升降气缸驱动所述定位销伸入所述定位孔内，通过定位销和定位孔的配合，实现定位效果。

本发明进一步设置为：所述阻挡气缸的输出轴和所述阻挡块的一端抵触，所述阻挡气缸驱动所述阻挡块绕所述阻挡轴圆周运动并和所述托盘相抵触，通过阻挡气缸的输出轴带动阻挡块运动并限制托盘移动。

本发明进一步设置为：所述夹取部还包括移动板，所述竖直滑道设置在所述移动板底端，所述竖直滑道一侧设置有竖直电机，夹取板滑动连接在所述竖直滑道上，所述竖直电机驱动所述夹取板沿所述竖直滑道滑动，所述夹取板朝向托盘的方向连接有平行气爪，驱动所述平行气爪竖直方向移动的伸缩气缸和相互朝向运动的两个夹板，两个所述夹板设置在平行气爪的驱动端上，使得夹取部能够对电芯的侧壁施加作用力并夹取。

本发明进一步设置为：所述夹板相对的两个面上粘接有耐磨套，所述耐磨套为橡胶材质设置，增大夹板的摩擦力，提升夹取的稳定性。

本发明进一步设置为：若干所述托盘上设置有若干嵌合块，电芯在相邻两个所述嵌合块之间卡接，保证了嵌合块放置的稳定性。

本发明进一步设置为：所述机架体上还设置有若干扫描器，若干所述扫描器的扫描端朝向相邻两个所述嵌合块之间的电芯表面，对电芯的种类进行分类。

本发明进一步设置为：所述扫描器在所述托盘的两边设置，所述托盘两边设置的扫描器的数量不等,通过对扫描器数量的控制，实现双段分类的效果。

本发明进一步设置为：所述托盘四角设置有滑动导轮，所述滑动导轮通过竖直方向的滑动转轴转动连接，所述滑动导轮和所述滑轨的侧壁相接触，增大托盘运输的稳定性。

本发明的有益技术效果是：通过定位板和定位销，对托盘进行竖直方向上的位置固定和定位，通过阻挡气缸和阻挡块，阻止托盘继续移动，完成水平方向的固定和定位，再通过水平滑道、竖直滑道和伸缩气缸实现对电芯的移动，从而达到了在加工电芯前对电芯进行归类的操作，保证了电芯的分类并方便进行加工。

一种电池电芯配组的组装工艺，包括：

机架体上设置四个工作位置，且每个工作位置均对应设置一个托盘，每个托盘上设置四个同类电芯，且每个位置均对应设置升降部、阻挡部，同时在机架体的上方设置能取放托盘上电芯的夹取部，所述夹取部上分别设置四个独立工作的平行夹爪，且所述平行夹爪通过水平滑道、竖直滑道、伸缩气缸三者组成三维移动模块进行三维移动；

配组时，三维移动模块驱动四个平行夹爪同步移动至第一托盘的上方，随后其中两个平行夹爪夹取第一托盘上的电芯，随后在三维移动模块的驱动下移动至第二托盘的位置，未夹取电芯的平行夹爪夹取第二托盘上的电芯，同时已夹取电芯的平行夹爪将第一托盘的电芯放置在第二托盘的空余位置，随后三维移动模组再次移动至第一托盘的上方，平行夹爪将第二托盘上的电芯放置在第一托盘的空余位置。

进一步的，机架体上平行设置两个滑行道，每个滑行道上设置两个托盘；在同一滑行道内的两个托盘进行电芯配组；或不同滑行道内的两个托盘也进行配组。当然在配组时，二者选其一进行配组。

进一步的，扫描器对电芯进行扫描并判断其类别。同时判断最终配组后的电芯的类别是否符合要求。

进一步的，托盘放置在滑行道上，通过传送带输送至工作位置，随后对应工作位置的阻挡部限制托盘继续移动，随后便升降部开始工作，将托盘定位并顶升至脱离滑行道。

进一步的，根据电芯的正负极和贴胶种类将电芯分类。

本发明的有益效果是，简化了机器人的动作，可以节省模组装配时间，同时提高生产效率。针对多款电芯产品兼容问题，针对不同种模组产品都可以通过此设备达成电芯配组，通过本机床可快速精度引导定位完成，可提高安全效率，增加产品装配产能；

本机构结构简单，可根据不同数量电芯组成的模组，适合多产品使用。节省机器人动作节拍，满足产品的节拍时间。简化电气PLC编程工作量，能够快速有效完成编程。总之，能够适应多种产品装配，提高产品生产效率，简化模组形成过程，降低因为mes信息过于复杂导致的机床功能不能实现的问题。

附图说明

图1是电芯配组装置的整体示意图。

图2是图1中A处的托盘输送示意图。

图3是升降部和阻挡部的配合示意图。

图4是图3中B处的阻挡部工作示意图。

图5是升降部的示意图。

图6是图5中C处的定位销与定位孔的配合示意图。

图7是托盘的整体示意图。

图8是图7中D处的放大图。

图9为三维移动模块的示意图。

图10为图9中E处的放大图。

图中，

1、机架体；2、滑行道；

3、托盘；31、电芯；32、嵌合块；33、扫描器；

4、升降部；41、升降盘；42、升降气缸；43、定位盘；44、定位销；45、定位孔；46、伸缩杆；

5、阻挡部；51、限制台；52、阻挡气缸；53、阻挡轴；54、阻挡块；

6、夹取部；61、移动板；62、竖直滑道；63、竖直电机；64、夹取板；65、平行气爪；66、伸缩气缸；67、夹板；68、耐磨套；

7、滑动导轮；8、传送带；9、驱动电机；10、水平滑道。

具体实施方式

为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见附图1-10，本实施例的一种电池电芯配组装置，包括：

在机架体1上设置有若干滑行道2，若干滑行道2上开设有传动运动的传送带8,传送带8上放置有若干托盘3，若干托盘3上放置有电芯31，机架体1上还设置有升降部4、阻挡部5以及夹取部6，

升降部4包括升降盘41，升降盘41上固设有升降气缸42，升降气缸42的输出轴方向固连有定位盘43，定位盘43通过升降气缸42驱动朝向或远离托盘3方向运动，并和托盘3在竖直方向上处于同步位置，

阻挡部5包括限制台51，在限制台51上固连有阻挡气缸52，阻挡气缸52的输出端通过阻挡轴53转动连接有阻挡块54，阻挡块54限制托盘3沿传送带8方向继续运动，

机架体1上设置有水平滑道10，夹取部6在水平滑道10上滑动，夹取部6内还设置有和水平滑道10滑动方向垂直的竖直滑道62、以及竖直方向运动的伸缩气缸66，夹取部6驱动电芯31在不同托盘3之间运动并放置,通过设置夹取，阻挡，升降三个功能的结构，来实现电芯31进行提前配对移动的技术效果。

进一步设置为：参见附图6，定位盘43上设置有若干定位销44，托盘3上设置有工定位销44插入的定位孔45，升降气缸42驱动定位销44伸入定位孔45内，通过定位销44和定位孔45的配合，实现定位效果。

升降盘41和定位盘43的四个角处均固连设置有伸缩杆46，伸缩杆46使得升降盘41和定位盘43之间存在较大的升降间隔，满足了定位盘43充足的位移范围。

进一步设置为：参见附图3-4，阻挡气缸52的输出轴和阻挡块54的一端抵触，阻挡气缸52驱动阻挡块54绕阻挡轴53圆周运动并和托盘3相抵触，通过阻挡气缸52的输出轴带动阻挡块54运动并限制托盘3移动。

机构的整体为一个大型机架体1，在机架体1的内部设置有两条方向平行并进行并行的滑行道2，在滑行道2上放置有四个托盘3，滑行道2采用驱动电机9进行驱动，驱动电机9能够驱动滑行道2上的传送带8进行传动，托盘3的四角设置有四个滑动导轮7，滑动导轮7采用和传送带8相同的胶皮结构，方便托盘3和传送带8之间的增大摩擦的特性，保证了托盘3传动的稳定性。

进一步设置为：参见附图10，夹取部6还包括移动板61，竖直滑道62设置在移动板61底端，竖直滑道62一侧设置有竖直电机63，夹取板64滑动连接在竖直滑道62上，竖直电机63驱动夹取板64沿竖直滑道62滑动，夹取板64朝向托盘3的方向连接有平行气爪65，驱动平行气爪65竖直方向移动的伸缩气缸66和相互朝向运动的两个夹板67，两个夹板67设置在平行气爪65的驱动端上，使得夹取部6能够对电芯31的侧壁施加作用力并夹取。

进一步设置为：夹板67相对的两个面上粘接有耐磨套68，耐磨套68为橡胶材质设置，增大夹板67的摩擦力，提升夹取的稳定性。

进一步设置为：若干托盘3上设置有若干嵌合块32，电芯31在相邻两个嵌合块32之间卡接，保证了嵌合块32放置的稳定性。

进一步设置为：机架体1上还设置有若干扫描器33，若干扫描器33的扫描端朝向相邻两个嵌合块32之间的电芯31表面，对电芯31的种类进行分类。

进一步设置为：扫描器33在托盘3的两边设置，托盘3两边设置的扫描器33的数量不等,通过对扫描器33数量的控制，实现双段分类的效果。

进一步设置为：托盘3四角设置有滑动导轮7，滑动导轮7通过竖直方向的滑动转轴转动连接，滑动导轮7和滑轨的侧壁相接触，增大托盘3运输的稳定性。

通过定位板和定位销44，对托盘3进行竖直方向上的位置固定和定位，通过阻挡气缸52和阻挡块54，阻止托盘3继续移动，完成水平方向的固定和定位，再通过水平滑道10、竖直滑道62和伸缩气缸66实现对电芯31的移动，从而达到了在加工电芯31前对电芯31进行归类的操作，保证了电芯31的分类并方便进行加工。

参见附图1所示，本实施例的一种电池电芯31配组的组装工艺，包括：

机架体1上设置四个工作位置，且每个工作位置均对应设置一个托盘3，每个托盘3上设置四个同类电芯31，且每个位置均对应设置升降部4、阻挡部5，同时在机架体1的上方设置能取放托盘3上电芯31的夹取部6，夹取部6上分别设置四个独立工作的平行夹爪，且平行夹爪通过水平滑道10、竖直滑道62、伸缩气缸66三者组成三维移动模块进行三维移动；

配组时，三维移动模块驱动四个平行夹爪同步移动至第一托盘3的上方，随后其中两个平行夹爪夹取第一托盘3上的电芯31，随后在三维移动模块的驱动下移动至第二托盘3的位置，未夹取电芯31的平行夹爪夹取第二托盘3上的电芯31，同时已夹取电芯31的平行夹爪将第一托盘3的电芯31放置在第二托盘3的空余位置，随后三维移动模组再次移动至第一托盘3的上方，平行夹爪将第二托盘3上的电芯31放置在第一托盘3的空余位置。

进一步的，机架体1上平行设置两个滑行道2，每个滑行道2上设置两个托盘3；在同一滑行道2内的两个托盘3进行电芯31配组；或不同滑行道2内的两个托盘3也进行配组。当然在配组时，二者选其一进行配组。

进一步的，扫描器33对电芯31进行扫描并判断其类别。同时判断最终配组后的电芯31的类别是否符合要求。

进一步的，托盘3放置在滑行道2上，通过传送带8输送至工作位置，随后对应工作位置的阻挡部5限制托盘3继续移动，随后便升降部4开始工作，将托盘3定位并顶升至脱离滑行道2。

进一步的，根据电芯31的正负极和贴胶种类将电芯31分类。

简化了机器人的动作，可以节省模组装配时间，同时提高生产效率。针对多款电芯31产品兼容问题，针对不同种模组产品都可以通过此设备达成电芯31配组，通过本机床可快速精度引导定位完成，可提高安全效率，增加产品装配产能；

本机构结构简单，可根据不同数量电芯31组成的模组，适合多产品使用。节省机器人动作节拍，满足产品的节拍时间。简化电气PLC编程工作量，能够快速有效完成编程。总之，能够适应多种产品装配，提高产品生产效率，简化模组形成过程，降低因为mes信息过于复杂导致的机床功能不能实现的问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.电池电芯配组的配组工艺，其特征在于，包括：

机架体（1）上设置四个工作位置，且每个工作位置均对应设置一个托盘（3），每个托盘（3）上设置四个同类电芯（31），同时在机架体（1）的上方设置能取放托盘（3）上电芯（31）的夹取部（6），所述夹取部（6）上分别设置四个独立工作的平行夹爪，且所述平行夹爪通过水平滑道（10）、竖直滑道（62）、伸缩气缸（66）三者组成三维移动模块进行三维移动；

配组时，三维移动模块驱动四个平行夹爪同步移动至第一托盘（3）的上方，随后其中两个平行夹爪夹取第一托盘（3）上的电芯（31），随后在三维移动模块的驱动下移动至第二托盘（3）的位置，未夹取电芯（31）的平行夹爪夹取第二托盘（3）上的电芯（31），同时已夹取电芯（31）的平行夹爪将第一托盘（3）的电芯（31）放置在第二托盘（3）的空余位置，随后三维移动模组再次移动至第一托盘（3）的上方，平行夹爪将第二托盘（3）上的电芯（31）放置在第一托盘（3）的空余位置。

2.根据权利要求1所述的电池电芯（31）配组的配组工艺，其特征在于：机架体（1）上平行设置两个滑行道（2），每个滑行道（2）上设置两个托盘（3）；在同一滑行道（2）内的两个托盘（3）进行电芯（31）配组；或不同滑行道（2）内的两个托盘（3）也进行配组。

3.根据权利要求1所述的电池电芯（31）配组的配组工艺，其特征在于：间隔设置的两个平行夹爪夹取第一托盘（3）上的电芯（31）。

4.根据权利要求1所述的电池电芯（31）配组的配组工艺，其特征在于：机架体（1）上设置扫描器（33），所述扫描器（33）对电芯（31）进行扫描并判断其类别。

5.根据权利要求1-4任一所述配组工艺的电芯（31）配组装置，其特征在于，包括：

机架体（1），所述机架体（1）上设置有若干滑行道（2），若干所述滑行道（2）上开设有传动运动的传送带（8）,传送带（8）上放置有若干托盘（3），若干托盘（3）上放置有电芯（31），所述机架体（1）上还设置有升降部（4）、阻挡部（5）以及夹取部（6），

所述升降部（4）包括升降盘（41），升降盘（41）上固设有升降气缸（42），升降气缸（42）的输出轴方向固连有定位盘（43），定位盘（43）通过升降气缸（42）驱动朝向或远离托盘（3）方向运动，并和所述托盘（3）在竖直方向上处于同步位置，

所述阻挡部（5）包括限制台（51），在所述限制台（51）上固连有阻挡气缸（52），阻挡气缸（52）的输出端通过阻挡轴（53）转动连接有阻挡块（54），所述阻挡块（54）限制所述托盘（3）沿所述传送带（8）方向继续运动，

所述机架体（1）上设置有水平滑道（10），所述夹取部（6）在所述水平滑道（10）上滑动，所述夹取部（6）内还设置有和所述水平滑道（10）滑动方向垂直的竖直滑道（62）、以及竖直方向运动的伸缩气缸（66），所述夹取部（6）驱动所述电芯（31）在不同托盘（3）之间运动并放置。

6.根据权利要求5所述电芯（31）配组装置，其特征在于，包括：所述阻挡气缸（52）的输出轴和所述阻挡块（54）的一端抵触，所述阻挡气缸（52）驱动所述阻挡块（54）绕所述阻挡轴（53）圆周运动并和所述托盘（3）相抵触。

7.根据权利要求5所述电芯（31）配组装置，其特征在于：所述夹取部（6）还包括移动板（61），所述竖直滑道（62）设置在所述移动板（61）底端，所述竖直滑道（62）一侧设置有竖直电机（63），夹取板（64）滑动连接在所述竖直滑道（62）上，所述竖直电机（63）驱动所述夹取板（64）沿所述竖直滑道（62）滑动，所述夹取板（64）朝向托盘（3）的方向连接有平行气爪（65），驱动所述平行气爪（65）竖直方向移动的伸缩气缸（66）和相互朝向运动的两个夹板（67），两个所述夹板（67）设置在平行气爪（65）的驱动端上。

8.根据权利要求5所述电芯（31）配组装置，其特征在于：若干所述托盘（3）上设置有若干嵌合块（32），电芯（31）在相邻两个所述嵌合块（32）之间卡接。

9.根据权利要求5所述电芯（31）配组装置，其特征在于：所述机架体（1）上还设置有若干扫描器（33），若干所述扫描器（33）的扫描端朝向相邻两个嵌合块（32）之间的电芯（31）表面。

10.根据权利要求5所述电芯（31）配组装置，其特征在于：所述托盘（3）四角设置有滑动导轮（7），所述滑动导轮（7）通过竖直方向的滑动转轴转动连接，所述滑动导轮（7）和所述滑轨的侧壁相接触。