CN117141818B - 电池模组倒置入箱机及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池模组倒置入箱机及其使用方法，属于电池技术领域，该电池模组倒置入箱机及其使用方法包括：机架上方设置通过输送单元设置模组吸取单元和夹持移动单元，顶升定位单元分别对称设置在地面；加工单元设置在两个顶升定位单元之间，模组吸取单元吸取模组进行移动；夹持移动单元夹持箱体和托盘进行往复移动。其可完成模组存在底部贴胶工艺时的入箱动作，同时具备很好的兼容性，可自动完成产品的换型。与已有设备相比，其在功能与结构方面更加完善，弥补了在模组倒置入箱方面的技术空白。

Description

电池模组倒置入箱机及其使用方法

技术领域

本发明涉及新能源电池技术领域，尤其涉及一种电池模组倒置入箱机及其使用方法。

背景技术

在新能源汽车行业中，主要的动力来自电池，例如刀片电池，在刀片电池的生产过程中，需要在模组的底部要贴合胶条。

不同于传统工艺中入箱时极耳朝上的工况，底部贴胶工艺，需要先将模组倒置完成贴胶，此时模组极柱朝下，常规工艺无法完成此工况下的入箱动作。已有的技术方案均为在极耳朝上的工况下进行入箱，无法满足底部贴胶的工艺需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电池模组倒置入箱机及其使用方法。

本发明的技术方案是：一种电池模组倒置入箱机，包括：

机架，所述机架设置在地面上；

所述机架上方设置通过输送单元设置模组吸取单元和夹持移动单元，所述输送单元带动模组吸取单元和夹持移动单元在水平面内沿机架的长度和宽度方向移动；

顶升定位单元，所述顶升定位单元设置两个，且分别对称设置在地面；

加工单元，所述加工单元设置在地面，且位于两个顶升定位单元之间；

模组吸取单元，所述模组吸取单元吸取模组进行移动；

夹持移动单元，所述夹持移动单元夹持箱体和托盘进行移动。

进一步的，所述夹持移动单元包括:

夹持基板，所述夹持基板与输送单元连接；

夹持竖直移动组件，所述夹持竖直移动组件竖直朝下设置在夹持基板上，所述夹持竖直移动组件驱动夹持座进行竖直方向移动；

在所述夹持座上分别设置独立运行托盘勾手组件和箱体勾手组件。箱体设置在该托盘上，当小车进行输送时，可以实现同时对箱体和托盘进行夹持，并逐步放开，实现依次释放。

进一步的，所述托盘勾手组件包括四个，且分别位于四个边角处；

所述托盘勾手组件包括竖直朝下的第一驱动件，在所述第一驱动件的工作端设置横向设置的第二驱动件，且第二驱动件的工作端朝向托盘并设置第一勾手，所述第一勾手能夹持托盘。第一勾手呈L型，四个第一勾手同步进行托盘的夹持。第一驱动件和第二驱动件一般采用气缸即可。

进一步的，所述箱体勾手组件包括：

工字型移动架，其包括第一主梁和两个第一副梁，所述第一主梁上通过两组丝杆组件分别连接第一副梁，所述第一副梁与第一主梁互相垂直；

在所述第一副梁上设置丝杆组件连接箱体勾手。即实现了对箱体的夹持，同时能根据箱体的大小进行沿第一主梁方向或第一副梁方向的移动。

进一步的，所述第一副梁上通过双向丝杆同时设置两组箱体勾手。

进一步的，所述箱体勾手也设置为L型。为保证夹持的稳定，可以配合设置固定夹持块，L型的箱体勾手位于下方，随气缸的移动，使得箱体在箱体勾手和固定夹持块间稳定夹持。

进一步的，夹持移动单元还包括回转组件，所述回转组件包括：

回转电机，所述回转电机设置在夹持基板上，所述回转电机连接回转轴承；所述回转轴承的内部设置夹持竖直移动组件。即能实现整体进行选择，可自动补偿整体与顶升定位单元之间的角向偏差。

进一步的，所述模组吸取单元包括：

吸取基板，所述吸取基板与输送单元连接；

吸取竖直移动组件（采用气缸、电缸、丝杆、直线模组等直线型驱动源即可），所述吸取竖直移动组件竖直朝下设置在吸取基板上，其驱动吸取座进行竖直方向移动；

在吸取座上设置吸取板，所述吸取板上设置若干真空吸口；

在吸取座上还分别设置独立运行的侧夹组件和兜底组件，所述侧夹组件对刀片电芯的长度方向两端进行夹紧，所述兜底组件位于刀片电芯的下方并兜底。

进一步的，所述侧夹组件设置两组，分别位于刀片电芯长度方向的两端，其包括：与刀片电芯长度方向平行的侧夹气缸，所述侧夹气缸的工作端设置侧夹板，所述侧夹板位于刀片电芯长度方向的端部。即实现了对电芯两端进行夹紧。

进一步的，侧夹板呈框状。中部镂空的位置进行让位，同时还能在框与吸取座之间进行滑轨和滑块保证侧夹的稳定。

进一步的，所述兜底组件包括：

与电芯长度方向平行的第一兜底气缸，在第一兜底气缸的工作端设置竖直朝下的第二兜底气缸，在第二兜底气缸的工作端设置兜底板，所述兜底板与刀片电芯的长度方向互相垂直。即通过第一兜底气缸和第二兜底气缸的配合，实现了对刀片电芯的兜底，当然为了保证移动的稳定，设置滑轨和滑块等零件是可以预期的。

进一步的，加工单元包括：顶升平台、侧夹、压头压紧等。完成在电芯贴胶后装箱的后续操作，在本文不再赘述。当加工完成后通过顶升平台进行升降。

进一步的，所述机架为龙门架。

进一步的，所述输送单元包括：沿机架长度方向设置的第一输送机构，在第一输送机构上设置输送座，在所述输送座上设置沿机架宽度方向的第二输送机构，所述第二输送机构上设置输送板，在所述输送板上设置模组吸取单元或夹持移动单元。即实现了二者沿机架的长度和宽度方向的自由移动。

进一步的，所述第一输送机构和第二输送机构采用气缸、电缸、油缸、丝杆组件等直线型驱动件，具体在本申请中为了提高移动的精准，建议使用丝杆组件或齿轮、齿条啮合的方式；同时在移动的过程中，为了保证稳定，使用滑轨和滑块进行配合。

进一步的，所述顶升定位单元包括：顶升驱动件，所述顶升驱动件上设置顶升块，所述顶升块上设置定位件，且所述定位件与托盘下方的定位孔配合设置。即实现了在到达顶升定位单元后，能进行定位和顶升即可。

本发明的有益效果是，其可完成模组存在底部贴胶工艺时的入箱动作，同时具备很好的兼容性，可自动完成产品的换型。与已有设备相比，其在功能与结构方面更加完善，弥补了在模组倒置入箱方面的技术空白。

一种电池模组倒置入箱机的使用方法，包括：

箱体托盘小车和模组托盘小车进入工站，箱体托盘小车进入左侧的顶升定位单元，模组托盘小车进入右侧的顶升定位单元，分别进行定位；

夹持移动单元移动至左侧并下降至左侧的顶升定位单元位置，同时抓取箱体和托盘，随后上升，并平移至加工单元的上方，并下降至加工单元的位置，箱体仍保持夹紧，托盘松开并与加工单元定位，随后夹持移动单元返回左侧的顶升定位单元的上方位置；

模组吸取单元移动至右侧并下降至右侧的顶升定位单元位置，并将电芯模组进行吸取，并移动至加工工位并下降并释放电芯模组，随后返回至右侧的顶升定位单元的上方位置；

夹持移动单元再次携带箱体横移至加工工位，加工工位将电芯模组夹紧后顶升进入箱体内，此时夹持移动单元再次夹紧托盘，加工工位复位，夹持移动单元返回至左侧的顶升定位单元的上方位置；

夹持移动单元全部松开，将完整的箱体放置在小车上，随后夹持移动单元上升，顶升定位单元下降，小车将其牵引出工站。

进一步的，模组吸取单元将电芯模组进行吸取后，侧夹组件和兜底组件进行工作。保证了电芯模组在移动过程中的稳定。

进一步的，所述加工工位的基本功能包括顶升定位和电池模组的夹紧。其他功能可以根据实际自行添加。

本发明的有益技术效果是：可以实现在贴完模组底部贴胶条后极耳朝下的工况下的入箱工艺，其夹爪可完成抓取、搬运、压紧等动作，同时具有结构简单、效率高、兼容性强的特点，有效提高产线生产效率与产量；而且设计出来的倒置入箱设备完善了现有设备当前的技术空白，其结构稳定可靠，成本更低，且能够实现快速换型。

附图说明

图1是电池模组倒置入箱机的示意图。

图2是机架的示意图。

图3是图2中输送单元的局部放大示意图。

图4是模组吸取单元的整体示意图。

图5是兜底组件的工作示意图。

图6是侧夹和兜底的工作示意图。

图7是夹持移动单元的整体示意图。

图8是图7的工作状态的局部放大示意图。

图9是顶升定位单元的示意图。

图10是图9的局部放大图。

图11是加工单元的整体示意图。

其中：

1、机架，

2、输送单元，21、第一输送机构，22、输送座，23、第二输送机构，

3、模组吸取单元，31、吸取基板，32、吸取竖直移动组件，33、吸取座，34、吸取板，35、侧夹组件，351、侧夹气缸，352、侧夹板，36、兜底组件，361、第一兜底气缸，362、第二兜底气缸，363、兜底板，

4、夹持移动单元，41、夹持基板，42、夹持竖直移动组件，43、夹持座，44、托盘勾手组件，441、第一驱动件，442、第二驱动件，443、第一勾手，45、箱体勾手组件，451、第一主梁，452、第一副梁，453、箱体勾手，

5、顶升定位单元，51、顶升驱动件，52、顶升块，53、定位件，

6、加工单元。

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1-11所示，本实施例的一种电池模组倒置入箱机，包括：

机架1，机架1设置在地面上；机架1为龙门架，参见附图1所示。

机架1上方设置通过输送单元2设置模组吸取单元3和夹持移动单元4，输送单元2带动模组吸取单元3和夹持移动单元4在水平面内沿机架1的长度和宽度方向移动；参见附图2-3所示，输送单元2包括：沿机架1长度方向设置的第一输送机构21，在第一输送机构21上设置输送座22，在输送座22上设置沿机架1宽度方向的第二输送机构23，第二输送机构23上设置输送板，在输送板上设置模组吸取单元3或夹持移动单元4。即实现了二者沿机架1的长度和宽度方向的自由移动。第一输送机构21和第二输送机构23采用气缸、电缸、油缸、丝杆组件等直线型驱动件，具体在本申请中为了提高移动的精准，建议使用丝杆组件或齿轮、齿条啮合的方式；同时在移动的过程中，为了保证稳定，使用滑轨和滑块进行配合。

参见附图9-10所示，顶升定位单元5，顶升定位单元5设置两个，且分别对称设置在地面；顶升定位单元5包括：顶升驱动件51，顶升驱动件51上设置顶升块52，顶升块52上设置定位件53，且定位件53与托盘下方的定位孔配合设置。即实现了在到达顶升定位单元5后，能进行定位和顶升即可。

参见附图11所示，加工单元6，加工单元6设置在地面，且位于两个顶升定位单元5之间；加工单元6包括：顶升平台、侧夹、压头压紧等。完成在电芯贴胶后装箱的后续操作，在本文不再赘述。当加工完成后通过顶升平台进行升降。加工工位的基本功能包括顶升定位和电池模组的夹紧。其他功能可以根据实际自行添加。

参见附图4-6所示，模组吸取单元3，模组吸取单元3吸取模组进行移动；模组吸取单元3包括：

吸取基板31，吸取基板31与输送单元2连接；

吸取竖直移动组件32（采用气缸、电缸、丝杆、直线模组等直线型驱动源即可），吸取竖直移动组件32竖直朝下设置在吸取基板31上，其驱动吸取座33进行竖直方向移动；

在吸取座33上设置吸取板34，吸取板34上设置若干真空吸口；

在吸取座33上还分别设置独立运行的侧夹组件35和兜底组件36，侧夹组件35对刀片电芯的长度方向两端进行夹紧，兜底组件36位于刀片电芯的下方并兜底。

进一步的，侧夹组件35设置两组，分别位于刀片电芯长度方向的两端，其包括：与刀片电芯长度方向平行的侧夹气缸351，侧夹气缸351的工作端设置侧夹板352，侧夹板352位于刀片电芯长度方向的端部。即实现了对电芯两端进行夹紧。

进一步的，侧夹板352呈框状。中部镂空的位置进行让位，同时还能在框与吸取座33之间进行滑轨和滑块保证侧夹的稳定。

进一步的，兜底组件36包括：

与电芯长度方向平行的第一兜底气缸361，在第一兜底气缸361的工作端设置竖直朝下的第二兜底气缸362，在第二兜底气缸362的工作端设置兜底板363，兜底板363与刀片电芯的长度方向互相垂直。即通过第一兜底气缸361和第二兜底气缸362的配合，实现了对刀片电芯的兜底，当然为了保证移动的稳定，设置滑轨和滑块等零件是可以预期的。模组吸取单元3将电芯模组进行吸取后，侧夹组件35和兜底组件36进行工作。保证了电芯模组在移动过程中的稳定。

其中：参见附图7-8所示，夹持移动单元4夹持托盘和箱体进行移动。

进一步的，夹持移动单元4包括:

夹持基板41，夹持基板41与输送单元2连接；

夹持竖直移动组件42，夹持竖直移动组件42竖直朝下设置在夹持基板41上，夹持竖直移动组件42驱动夹持座43进行竖直方向移动；

在夹持座43上分别设置独立运行托盘勾手组件44和箱体勾手组件45。箱体设置在该托盘上，当小车进行输送时，可以实现同时对箱体和托盘进行夹持，并逐步放开，实现依次释放。

进一步的，托盘勾手组件44包括四个，且分别位于四个边角处；

托盘勾手组件44包括竖直朝下的第一驱动件441，在第一驱动件441的工作端设置横向设置的第二驱动件442，且第二驱动件442的工作端朝向托盘并设置第一勾手443，第一勾手443能夹持托盘。第一勾手443呈L型，四个第一勾手443同步进行托盘的夹持。第一驱动件441和第二驱动件442一般采用气缸即可。

进一步的，箱体勾手组件45包括：

工字型移动架，其包括第一主梁451和两个第一副梁452，第一主梁451上通过两组丝杆组件分别连接第一副梁452，第一副梁452与第一主梁451互相垂直；

在第一副梁452上设置丝杆组件连接箱体勾手453。即实现了对箱体的夹持，同时能根据箱体的大小进行沿第一主梁451方向或第一副梁452方向的移动。

进一步的，第一副梁452上通过双向丝杆同时设置两组箱体勾手453。

进一步的，箱体勾手453也设置为L型。为保证夹持的稳定，可以配合设置固定夹持块，L型的箱体勾手453位于下方，随气缸的移动，使得箱体在箱体勾手453和固定夹持块间稳定夹持。

进一步的，夹持移动单元4还包括回转组件，回转组件包括：

回转电机，回转电机设置在夹持基板41上，回转电机连接回转轴承；回转轴承的内部设置夹持竖直移动组件42。即能实现整体进行选择，可自动补偿整体与顶升定位单元5之间的角向偏差。

另外，在本申请中，电缸、气缸、油缸、丝杆组件、直线模组等直线型驱动源可以根据实际需求进行自行选择。

本设备可完成模组存在底部贴胶工艺时的入箱动作，同时具备很好的兼容性，可自动完成产品的换型。与已有设备相比，其在功能与结构方面更加完善，弥补了在模组倒置入箱方面的技术空白。

参见附图1所示，一种电池模组倒置入箱机的使用方法，包括：

箱体托盘小车和模组托盘小车进入工站，箱体托盘小车进入左侧的顶升定位单元5，模组托盘小车进入右侧的顶升定位单元5，分别进行定位；

夹持移动单元4移动至左侧并下降至左侧的顶升定位单元5位置，同时抓取箱体和托盘，随后上升，并平移至加工单元6的上方，并下降至加工单元6的位置，箱体仍保持夹紧，托盘松开并与加工单元6定位，随后夹持移动单元4返回左侧的顶升定位单元5的上方位置；

模组吸取单元3移动至右侧并下降至右侧的顶升定位单元5位置，并将电芯模组进行吸取，并移动至加工工位并下降并释放电芯模组，随后返回至右侧的顶升定位单元5的上方位置；

夹持移动单元4再次携带箱体横移至加工工位，加工工位将电芯模组夹紧后顶升进入箱体内，此时夹持移动单元4再次夹紧托盘，加工工位复位，夹持移动单元4返回至左侧的顶升定位单元5的上方位置；

夹持移动单元4全部松开，将完整的箱体放置在小车上，随后夹持移动单元4上升，顶升定位单元5下降，小车将其牵引出工站。

此方法可以实现在贴完模组底部贴胶条后极耳朝下的工况下的入箱工艺，其夹爪可完成抓取、搬运、压紧等动作，同时具有结构简单、效率高、兼容性强的特点，有效提高产线生产效率与产量；而且设计出来的倒置入箱设备完善了现有设备当前的技术空白，其结构稳定可靠，成本更低，且能够实现快速换型。

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)

1.一种电池模组倒置入箱机，其特征在于，包括：

机架（1），所述机架（1）设置在地面上；

所述机架（1）上方通过输送单元（2）设置模组吸取单元（3）和夹持移动单元（4），所述输送单元（2）带动模组吸取单元（3）和夹持移动单元（4）在水平面内沿机架（1）的长度和宽度方向移动；

顶升定位单元（5），所述顶升定位单元（5）设置两个，且分别对称设置在地面；

加工单元（6），所述加工单元（6）设置在地面，且位于两个顶升定位单元（5）之间；

模组吸取单元（3），所述模组吸取单元（3）吸取模组进行移动；

夹持移动单元（4），所述夹持移动单元（4）夹持箱体和托盘进行移动，所述夹持移动单元（4）包括:

夹持基板（41），所述夹持基板（41）与输送单元（2）连接；

夹持竖直移动组件（42），所述夹持竖直移动组件（42）竖直朝下设置在夹持基板（41）上，所述夹持竖直移动组件（42）驱动夹持座（43）进行竖直方向移动；

在所述夹持座（43）上分别设置独立运行托盘勾手组件（44）和箱体勾手组件（45）。

2.根据权利要求1所述的电池模组倒置入箱机，其特征在于：所述托盘勾手组件（44）包括四个，且分别位于四个边角处；所述托盘勾手组件（44）包括竖直朝下的第一驱动件（441），在所述第一驱动件（441）的工作端设置横向设置的第二驱动件（442），且第二驱动件（442）的工作端朝向托盘并设置第一勾手（443），所述第一勾手（443）能夹持托盘。

3.根据权利要求1所述的电池模组倒置入箱机，其特征在于：所述箱体勾手组件（45）包括：

工字型移动架，其包括第一主梁（451）和两个第一副梁（452），所述第一主梁（451）上通过两组丝杆组件分别连接第一副梁（452），所述第一副梁（452）与第一主梁（451）互相垂直；

在所述第一副梁（452）上设置丝杆组件连接箱体勾手（453）。

4.根据权利要求1所述的电池模组倒置入箱机，其特征在于：夹持移动单元（4）还包括回转组件，所述回转组件包括：

回转电机，所述回转电机设置在夹持基板（41）上，所述回转电机连接回转轴承；所述回转轴承的内部设置夹持竖直移动组件（42）。

5.根据权利要求1所述的电池模组倒置入箱机，其特征在于：所述模组吸取单元（3）包括：

吸取基板（31），所述吸取基板（31）与输送单元（2）连接；

吸取竖直移动组件（32），所述吸取竖直移动组件（32）竖直朝下设置在吸取基板（31）上，其驱动吸取座（33）进行竖直方向移动；

在吸取座（33）上设置吸取板（34），所述吸取板（34）上设置若干真空吸口；

在吸取座（33）上还分别设置独立运行的侧夹组件（35）和兜底组件（36），所述侧夹组件（35）对刀片电芯的长度方向两端进行夹紧，所述兜底组件（36）位于刀片电芯的下方并兜底。

6.根据权利要求5所述的电池模组倒置入箱机，其特征在于：所述侧夹组件（35）设置两组，分别位于刀片电芯长度方向的两端，其包括：与刀片电芯长度方向平行的侧夹气缸（351），所述侧夹气缸（351）的工作端设置侧夹板（352），所述侧夹板（352）位于刀片电芯长度方向的端部。

7.根据权利要求5所述的电池模组倒置入箱机，其特征在于：所述兜底组件（36）包括：

与电芯长度方向平行的第一兜底气缸（361），在第一兜底气缸（361）的工作端设置竖直朝下的第二兜底气缸（362），在第二兜底气缸（362）的工作端设置兜底板（363），所述兜底板（363）与刀片电芯的长度方向互相垂直。

8.根据权利要求1所述的电池模组倒置入箱机，其特征在于：所述顶升定位单元（5）包括：顶升驱动件（51），所述顶升驱动件（51）上设置顶升块（52），所述顶升块（52）上设置定位件（53），且所述定位件（53）与托盘下方的定位孔配合设置。

9.根据权利要求5-7任一所述的电池模组倒置入箱机的使用方法，其特征在于，包括：

箱体托盘小车和模组托盘小车进入工站，箱体托盘小车进入左侧的顶升定位单元（5），模组托盘小车进入右侧的顶升定位单元（5），分别进行定位；

夹持移动单元（4）移动至左侧并下降至左侧的顶升定位单元（5）位置，同时抓取箱体和托盘，随后上升，并平移至加工单元（6）的上方，并下降至加工单元（6）的位置，箱体仍保持夹紧，托盘松开并与加工单元（6）定位，随后夹持移动单元（4）返回左侧的顶升定位单元（5）的上方位置；

模组吸取单元（3）移动至右侧并下降至右侧的顶升定位单元（5）位置，并将电芯模组进行吸取，并移动至加工工位并下降并释放电芯模组，随后返回至右侧的顶升定位单元（5）的上方位置；

夹持移动单元（4）再次携带箱体横移至加工工位，加工工位将电芯模组夹紧后顶升进入箱体内，此时夹持移动单元（4）再次夹紧托盘，加工工位复位，夹持移动单元（4）返回至左侧的顶升定位单元（5）的上方位置；

夹持移动单元（4）全部松开，将完整的箱体放置在小车上，随后夹持移动单元（4）上升，顶升定位单元（5）下降，小车将其牵引出工站。

10.根据权利要求9所述的电池模组倒置入箱机的使用方法，其特征在于：模组吸取单元（3）将电芯模组进行吸取后，侧夹组件（35）和兜底组件（36）进行工作。