CN117199492A - 刀片电芯高精度整形设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刀片电芯高精度整形设备，包括线体、机台、托盘、托盘顶升装置、取料装置、Y向整形装置、X向整形装置和整形后压紧装置；线体包括上、下层线体，托盘顶升装置位于上层线体的堆叠整形工位的正下方；取料装置包括取料升降驱动单元和取料机构；Y向整形装置包括硬整形机构和缓冲整形机构；X向整形装置包括X向整形块和X向整形升降驱动单元；整形后的电芯位于托盘上，整形后压紧装置设有四组且分别位于托盘的四个角处。本发明结构设计精简巧妙，能够在满足生产节拍的情况下，控制多个电芯堆叠后长度方向、宽度方向和高度方向上的一致性，且整个堆叠整形过程能够实现自动化、连续化、智能化。

Description

刀片电芯高精度整形设备

技术领域

本发明涉及电池组装技术领域，特别涉及一种刀片电芯高精度整形设备。

背景技术

随着新能源汽车款式多样性的要求，和更新迭代的加速，电芯大小，电芯厚度，电芯数量，电芯排布方式都会经常随着需求变更。电芯堆叠后对XYZ三个维度的定位要求也较高，电芯堆叠后精度往往是无法达到要求的，所以对堆叠后的模组进行高精度整形是必不可少的工艺。

虽然市面上已经有一些模组整形设备在使用，包括工作台，设于工作台上沿X方向，Y轴方向，Z轴方向对电芯模组进行整形，但是兼容性比较单一，只能用于对一种尺寸或一种类型的电芯模组进行整形，当产品发生变更时往往需要重新设计更改。

另外，现有技术为把电芯模组放置于工作台，通过工作台上方的机构把模组定点推向于固定的尺寸进行整形，其缺点是工作台占用空间大，产品变更时工作台需要随之变更。现有技术X,Y，Z三个维度定点尺寸整形，当产品尺寸变化时需要重新变更整形机构。现有技术只能对单模组进行整形，如有特殊模组是双模组组合时，是无法实现同时整形目的。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种刀片电芯高精度整形设备，结构设计巧妙，能够在满足生产节拍的情况下，控制多个电芯堆叠后长度方向、宽度方向和高度方向上的一致性，且整个堆叠整形过程能够实现自动化、连续化、智能化。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种刀片电芯高精度整形设备，

整形设备包括机台以及设于所述机台的托盘顶升装置、取料装置、Y向整形装置、X向整形装置和整形后压紧装置；

所述整形设备能够直接架设于线体，所述线体上设有随其移动的托盘；

所述托盘顶升装置位于所述上层线体的堆叠整形工位的正下方，通过托盘顶升装置顶升托盘使其与上层线体脱离；

所述机台设有X向横梁和多个Y向横梁，Y向横梁能沿所述X向横梁移动，所述取料装置和所述X向整形装置分别安装于对应的所述Y向横梁且能沿所述Y向横梁移动；

所述取料装置包括取料升降驱动单元和取料机构，通过取料升降驱动单元驱动取料机构到位抓取电芯并放置于托盘；

所述Y向整形装置包括硬整形机构和缓冲整形机构，定义电芯的堆叠方向为X向，所述硬整形机构和所述缓冲整形机构位于托盘的两侧，托盘堆放多个电芯，通过硬整形机构和所述缓冲整形机构从Y向作用将电芯对齐；

所述X向整形装置包括X向整形块和X向整形升降驱动单元，通过X向整形升降驱动单元驱动X向整形块沿X向平移将电芯从X向整形对齐；

整形后的电芯位于托盘上，整形后压紧装置设有四组且分别位于托盘的四个角处，每组整形后压紧装置接包括压紧机构和压紧驱动机构，通过压紧驱动机构驱动压紧机构从上方将电芯压紧在托盘上。

进一步地说，托盘顶升装置包括托盘顶升机构和阻挡机构，所述托盘阻挡机构位于所述托盘顶升机构的前端；

所述托盘顶升机构包括顶升座、顶升板、顶升斜块、顶升滚轮和能够驱动所述顶升斜块沿X向平移的顶升平移驱动单元，所述顶升斜块滑动连接于所述顶升座的上表面，所述顶升滚轮安装于所述顶升板的下表面，所述顶升滚轮能够相对于所述顶升斜块的斜面滑动；

通过所述顶升驱动单元驱动所述顶升斜块平移进而带动顶升滚轮沿顶升斜块的斜面滑动从而带动顶升板升降；

所述阻挡机构包括阻挡组件和阻挡气缸，所述阻挡气缸的动力输出端连接所述阻挡组件，通过阻挡气缸驱动阻挡组件升降实现对托盘的阻挡与否。

进一步地说，所述取料机构包括取料座以及安装于所述取料座的第一取料夹爪、第一取料驱动气缸、Z向整形板、第二取料夹爪和第二取料驱动气缸，所述取料座固定于所述取料升降驱动单元的动力输出端，通过第一取料驱动气缸驱动第一取料夹爪从Y向将电芯的两侧面夹紧，通过第二取料驱动气缸驱动第二取料夹爪从X向将电芯的两侧面夹紧；

所述Z向整形板水平设置于所述取料座的正下方，通过取料升降驱动单元驱动Z向整形板下压从上方将电芯整形对齐。

进一步地说，所述硬整形机构包括硬整形座、硬整形板、硬整形块、第一缓冲器和硬整形驱动单元，所述硬整形块固定于所述硬整形板的端部，所述硬整形驱动单元的输出端固定于所述硬整形板，所述硬整形座与所述硬整形板之间通过滑块滑轨结构滑动连接，所述第一缓冲器安装于所述硬整形座远离硬整形块的那侧，通过所述第一缓冲器与所述硬整形座接触限制所述硬整形块的移动行程。

进一步地说，所述缓冲整形机构包括缓冲整形座、缓冲整形板、缓冲整形块、多个相互独立的缓冲整形组件、第二缓冲器和缓冲整形驱动单元，所述缓冲整形块固定于所述缓冲整形板的端部，所述缓冲整形驱动单元的输出端固定于所述缓冲整形板，所述缓冲整形座与所述缓冲整形板之间通过滑块滑轨结构滑动连接，所述第二缓冲器安装于所述缓冲整形座远离硬整形块的那侧，通过所述第二缓冲器与所述缓冲整形座接触限制所述缓冲整形块的移动行程；多个缓冲整形组件依次设于所述缓冲整形块的端面并能够与多个电芯一一对应。

进一步地说，所述缓冲整形组件包括缓冲弹簧、缓冲柱、缓冲套、缓冲块和抵紧块，所述缓冲整形块设多个台阶孔，所述抵紧块固定于所述缓冲整形块的背面，所述缓冲套安装于所述台阶孔内，所述缓冲柱的一端穿过缓冲套和台阶孔，另一端固定在缓冲块上，所述缓冲弹簧套装于所述缓冲柱。

进一步地说，所述X向整形装置处安装有托盘解锁装置，托盘解锁装置包括解锁架、解锁定位块、上通气块和能够驱动所述解锁架升降的解锁驱动单元，所述解锁驱动单元的动力输出端固定所述解锁架，所述解锁定位块固定于所述解锁架的下端的两侧，所述上通气块固定于所述解锁架的下端的中间位置，所述上通气块的内部设有上通气道；

托盘的端部设有夹紧结构，所述夹紧结构包括夹紧座、下通气块、直线导轨钳制器和托盘底座，所述夹紧座与所述托盘底座通过直线导轨滑动连接，所述直线导轨钳制器安装于所述直线导轨，所述下通气块固定于所述夹紧座的外侧面，所述下通气块设有下通气道，所述下通气道与所述直线导轨钳制器通过气路连通；

通过解锁驱动单元驱动上通气块的上通气道与下通气块的下通气道对准并连通。

进一步地说，所述夹紧座的另一侧设有移动式夹紧板，所述托盘底座的中间位置设有固定式夹紧板，所述移动式夹紧板和所述固定式夹紧板皆是沿Y向沿伸的板；

所述X向整形块设有多个，通过X向整形升降驱动单元驱动X向整形块到位，并经直线移动模组驱动其沿X移动推动移动式夹紧板移动与固定式夹紧板配合将电芯再X向整形对齐并夹紧。

进一步地说，整形后的电芯位于托盘上，整形后压紧装置设有四组且分别位于托盘的四个角处，每组整形后压紧装置接包括压紧机构和压紧驱动机构；

所述压紧机构包括压紧安装架、压紧导柱、弹性件、压紧连接组件和压紧板，所述压紧安装架与所述托盘之间通过直线导轨滑动连接，所述直线导轨沿Y向沿伸，所述压紧导柱的上端固定于所述压紧安装架的顶部，所述压紧连接组件套装于所述压紧导柱并能够沿压紧导柱滑动，所述弹性件也套装于所述压紧导柱并位于所述压紧连接组件之上；

所述压紧板的端部固定连接于所述压紧连接组件的一侧，所述压紧连接组件的另一侧设有上压紧对接部；

所述压紧驱动机构包括压紧升降驱动单元、Y向压紧驱动单元和下压紧对接部，所述Y向压紧驱动单元的动力输出端固定连接所述下压紧对接部，通过所述压紧升降驱动单元驱动所述下压紧对接部平移，并通过压紧升降驱动单元驱动所述下压紧对接部对准所述上压紧对接部从而驱动压紧连接组件上升。

进一步地说，所述压紧连接组件包括压紧法兰和压紧座，所述压紧导柱且位于压紧法兰的下方还设有连接套和下底板，所述下底板固定于所述压紧导套的下端，所述连接套套装于所述压紧导柱并位于所述下底板之上，所述压紧法兰套装于所述压紧导柱且位于所述连接套之上并能沿压紧导柱上下升降；

所述压紧座固定连接于所述压紧法兰，所述压紧座的一侧固定所述压紧板其而另一侧设有所述上压紧对接部。

本发明的有益效果是：

本发明包括机台以及设于机台的托盘顶升装置、取料装置、Y向整形装置、X向整形装置和整形后压紧装置；整形设备能够直接架设于线体，线体上设有随其移动的托盘；当托盘移动至堆叠整形工位处，通过托盘顶升装置顶升托盘使其与上层线体脱离；取料装置包括取料升降驱动单元和取料机构，通过取料升降驱动单元驱动取料机构到位抓取电芯并放置于托盘同时从Z向上将电芯下压整形对齐；Y向整形装置包括硬整形机构和缓冲整形机构，通过硬整形机构和所述缓冲整形机构从Y向作用将电芯对齐；通过X向整形升降驱动单元驱动X向整形块沿X向平移将电芯从X向整形对齐；整形后的电芯位于托盘上，整形后压紧装置设有四组且分别位于托盘的四个角处，每组整形后压紧装置接包括压紧机构和压紧驱动机构，通过压紧驱动机构驱动压紧机构从上方将电芯压紧在托盘上；因此本发明结构设计精简巧妙，能够在满足生产节拍的情况下，控制多个电芯堆叠后长度方向、宽度方向和高度方向上的一致性，且整个堆叠整形过程能够实现自动化、连续化、智能化；

再者，本发明的整形设备可以直接架设于线体上，直接在线体上通过顶升装置使得托盘与线体脱离，即可对电芯模组进行整形，节省独立工作台，不占用额外空间，节省成本；

本发明采用三动子直线模组（指取料装置和X向整形装置可以沿XYZ轴移动）进行整形，可兼容不同尺寸大小的模组，双模组也可兼容整形；本发明可在堆叠的同时同步对模组进行整形节省节拍；

本发明的Y向整形装置包括硬整形机构和缓冲整形机构，通过硬整形机构的硬整形块将多个电芯推送到需要的位置；该侧的定位为硬定位，保证带电芯模组单边基准统一；然后缓冲整形机构动作从另一侧推动电芯，单个缓冲整形组件均采用弹簧浮动机构，为防止电芯压力过大造成爆炸或燃烧的风险，既能保证整形的目的，也能确保绝对安全；采用弹簧浮动机构，当电芯有长度误差时也不会干扰到整形精度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，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，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的结构示意图（箭头A表示上层线体上托盘的流动方向）；

图2是本发明的堆叠整形工位处的结构示意图；

图3是本发明的堆叠整形工位处的下半部分的结构示意图；

图4是本发明的堆叠整形工位处的上半部分的结构示意图；

图5是本发明的托盘顶升装置的结构示意图；

图6是本发明的托盘顶升装置的主视图（含托盘）；

图7是本发明的托盘顶升机构的结构示意图（顶升板未安装）；

图8是本发明的阻挡机构的结构示意图；

图9是本发明的阻挡机构的X向剖视图之一（剖视轴线的位置在顶升平移驱动单元的中心线上）；

图10是本发明的阻挡机构的X向剖视图之二（剖视轴线的位置在凸轮片处）；

图11是本发明的Y向整形装置的结构示意图；

图12是本发明的Y向整形装置的俯视图；

图13是本发明与托盘装置位置的结构示意图（含托盘和电芯）；

图14是本发明的硬整形机构的结构示意图；

图15是本发明的缓冲整形机构的结构示意图；

图16是本发明的缓冲整形组件的Y向的剖视图；

图17是本发明的托盘解锁装置的结构示意图之一；

图18是本发明的托盘解锁装置的结构示意图之二；

图19是本发明的托盘解锁装置的结构示意图之三；

图20是本发明的托盘处的结构示意；

图21是本发明的夹紧结构处的结构示意图之一；

图22是本发明的夹紧结构处的结构示意图之二；

图23是本发明的整形后压紧装置的结构示意图之一；

图24是本发明的整形后压紧装置的结构示意图之二；

图25是本发明的局部放大图（对应图23的右上角处）；

图26是本发明的压紧机构处的结构示意（压紧座未安装）；

图27是本发明的压紧座和压紧板处的结构示意图；

图28是本发明的压紧驱动机构处的结构示意图之一；

图29是本发明的压紧驱动机构处的结构示意图之二；

图30是本发明的取料装置的结构示意图；

图31是本发明的取料机构的结构示意图；

各附图标记如下：

托盘10、顶升定位套101、夹紧结构102、夹紧座1021、支撑板10211、下通气块1022、下通气道10221、定位凹槽10222、直线导轨钳制器1023、托盘底座1024、固定式夹紧板10241、直线导轨1025、移动式夹紧板1026、限位板103；

电芯20；

线体30、上层线体301、下层线体302；

机台40、X向横梁401、Y向横梁402；

托盘顶升装置1、托盘顶升机构11、顶升座111、顶升板112、顶升定位销1121、顶升斜块113、斜面段1131、平面段1132、顶升滚轮114、滚轮座1141、顶升平移驱动单元115、第一连接座1151、连接杆1152、第二连接座1153、导柱导套结构116；阻挡机构12、阻挡组件121、阻挡气缸122、凸轮片1221、阻挡块1222、阻挡导轮12221、阻挡座123、滑动轴1231；托盘感应器13；

硬整形机构2、硬整形座21、硬整形板22、硬整形块23、第一缓冲器24、硬整形驱动单元25；

缓冲整形机构3、缓冲整形座31、缓冲整形板32、缓冲整形块33、缓冲整形组件34、缓冲弹簧341、缓冲柱342、缓冲套343、缓冲块344、抵紧块345、加强板346、第二缓冲器35、安装座351、缓冲整形驱动单元36；

托盘解锁装置4、解锁架41、解锁定位块42、导向斜面421、上通气块43、上通气道431、气管接头432、解锁驱动单元44；

X向整形装置5、X向整形块51、X向整形升降驱动单元52；

整形后压紧装置6、压紧机构61、压紧安装架611、压紧导柱612、弹性件613、压紧连接组件614、压紧法兰6141、压紧座6142、上压紧对接部61421、矩形孔61422、定位柱61423、定位板61424、定位孔61425、压紧板615、连接套616、下底板617、上固定座618；压紧驱动机构62、压紧升降驱动单元621、Y向压紧驱动单元622、下压紧对接部623；

取料装置7、取料升降驱动单元71、取料机构72、取料座721、第一取料夹爪722、第一取料驱动气缸723、Z向整形板724、第二取料夹爪725、第二取料驱动气缸726。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本发明所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。

实施例：一种刀片电芯高精度整形设备，如图1到图4所示，整形设备包括线体30、机台40、随所述线体移动的托盘10、设于所述机台的托盘顶升装置1（如图5和图6所示）、取料装置7、Y向整形装置、X向整形装置5和整形后压紧装置6；

所述线体包括上层线体301和下层线体302，所述上层线体和下层线体之间通过提升机（通过提升机实现托盘在上层线体和下层线体之间的对接回流，其属于现有技术故不赘述）连接；

所述托盘顶升装置1位于所述上层线体的堆叠整形工位的正下方，通过托盘顶升装置顶升托盘使其与上层线体脱离；

所述机台设有X向横梁401和多个Y向横梁402，Y向横梁能沿所述X向横梁移动（比如通过直线驱动模组驱动实现平移，其为现有技术故不赘述），所述取料装置和所述X向整形装置分别安装于对应的所述Y向横梁且能沿所述Y向横梁移动；

所述取料装置包括取料升降驱动单元71和取料机构72，通过取料升降驱动单元驱动取料机构到位抓取电芯并放置于托盘；

所述Y向整形装置包括硬整形机构2和缓冲整形机构3，定义电芯的堆叠方向为X向，所述硬整形机构和所述缓冲整形机构位于托盘10的两侧，托盘堆放多个电芯20（如图13所示），通过硬整形机构和所述缓冲整形机构从Y向作用将电芯对齐；

如图17和图18所示，所述X向整形装置包括X向整形块51和X向整形升降驱动单元52，通过X向整形升降驱动单元驱动X向整形块51沿X向平移将电芯从X向整形对齐；

整形后的电芯20位于托盘10上，整形后压紧装置6设有四组且分别位于托盘的四个角处，每组整形后压紧装置接包括压紧机构61和压紧驱动机构62，通过压紧驱动机构驱动压紧机构从上方将电芯压紧在托盘上。

如图5到图10所示，托盘顶升装置1包括托盘顶升机构11和阻挡机构12，所述托盘阻挡机构位于所述托盘顶升机构的前端；

所述托盘顶升机构11包括顶升座111、顶升板112、顶升斜块113、顶升滚轮114和能够驱动所述顶升斜块沿X向平移的顶升平移驱动单元115，所述顶升斜块滑动连接于所述顶升座的上表面，所述顶升滚轮安装于所述顶升板的下表面，所述顶升滚轮能够相对于所述顶升斜块的斜面滑动；

通过所述顶升驱动单元驱动所述顶升斜块平移进而带动顶升滚轮沿顶升斜块的斜面滑动从而带动顶升板升降；

所述阻挡机构12包括阻挡组件121和阻挡气缸122，所述阻挡气缸的动力输出端连接所述阻挡组件，通过阻挡气缸驱动阻挡组件升降实现对托盘10的阻挡与否。本实施例中，顶升座和顶升板之间通过导柱导套结构116连接。

如图5到图10所示，所述顶升板的上表面设有顶升定位销1121，所述托盘的底部设有与所述顶升定位销相匹配的顶升定位套101。在顶升板上升时，顶升定位销正好插入顶升定位套进行精准定位，正好将托盘顶升至与线体脱离。本实施例中，顶升定位销设有多个，分别位于所述顶升板的上表面的四个边缘处。

如图5到图10所示，所述顶升平移驱动单元的输出端固定一第一连接座1151，所述第一连接座的两侧各连接一连接杆1152，两所述连连接杆的另一端通过第二连接座1153连接，第二连接座的两侧各固定一所述顶升斜块；所述第一连接座的另一面的两侧也各连接一所述顶升斜块；

通过所述顶升平移驱动单元同时驱动所有顶升斜块沿X向平移。通过一个顶升平移驱动单元驱动多个顶升斜块移动，最终带动顶升板升降，节约动力成本，顶升板的升降过程平稳。

所述顶升平移驱动单元为驱动气缸；所述驱动气缸平躺固定于所述顶升底座的上表面。节省安装空间，结构紧凑。

所述托盘顶升装置还包括用于感应托盘是否到位的托盘感应器13。

所述顶升滚轮通过滚轮座1141安装于所述顶升板的下表面。

所述顶升斜块的上表面包括斜面段1131和平面段1132。

如图8到图10所示，所述阻挡机构包括阻挡座123，所述阻挡气缸的输出端连接滑动轴1231，所述滑动轴的两端与阻挡座滑动连接；

所述阻挡组件包括凸轮片1221和阻挡块1222，所述凸轮片与阻挡座通过销轴转动连接，所述凸轮片上连接阻挡块，所述阻挡块的端部设置阻挡导轮12221。

阻挡气缸驱动滑动轴沿X向平移，滑动轴的外周面与凸轮片的底面的凸轮结构接触，会带动阻挡块升降，进而能够实现阻挡导轮对托盘的阻挡与否。

本装置与线体配合使用，托盘随线体流动（此为现有技术，故不赘述），当托盘移动至堆叠整形工位处，即通过托盘感应器感应到托盘到位，阻挡气缸驱动阻挡块上升通过阻挡导轮从托盘的前进方向上将托盘挡住；然后顶升平移驱动单元驱动四个顶升斜块移动，由于顶升斜块的上表面为斜面，在顶升斜块平移的过程中会将顶升板向上顶起使得托盘与线体脱离即可，通过顶升滚轮与顶升斜块的配合，使得顶升板的升降过程更顺畅，不会卡滞；阻挡气缸和顶升平移驱动单元反向移动即可使得托盘重回线体并随线体继续输送。

本装置通过顶升平移驱动单元驱动多个顶升斜块平移并通过顶升斜块的斜面与顶升滚轮的配合带动顶升板上升将托盘与线体脱离，托盘与线体的脱离过程更稳定，在顶升装置能够承载的负荷更大，且结构紧凑，占用的空间少。

如图30和图31所示，所述取料机构72包括取料座721以及安装于所述取料座的第一取料夹爪722、第一取料驱动气缸723、Z向整形板724、第二取料夹爪725和第二取料驱动气缸726，所述取料座固定于所述取料升降驱动单元的动力输出端，通过第一取料驱动气缸驱动第一取料夹爪从Y向将电芯20的两侧面夹紧，通过第二取料驱动气缸驱动第二取料夹爪从X向将电芯的两侧面夹紧；

所述Z向整形板水平设置于所述取料座的正下方，通过取料升降驱动单元驱动Z向整形板下压从上方将电芯整形对齐。在取放料的同时，实现电芯在Z向的整形对齐，节约空间和时间。

如图11到图16所示，Y向整形装置包括硬整形机构2和缓冲整形机构3，定义电芯的堆叠方向为X向，所述硬整形机构和所述缓冲整形机构位于托盘10的两侧，托盘堆放多个电芯20；

所述硬整形机构2包括硬整形座21、硬整形板22、硬整形块23、第一缓冲器24和硬整形驱动单元25，所述硬整形块固定于所述硬整形板的端部，所述硬整形驱动单元的输出端固定于所述硬整形板，所述硬整形座与所述硬整形板之间通过滑块滑轨结构滑动连接，所述第一缓冲器安装于所述硬整形座远离硬整形块的那侧，通过所述第一缓冲器与所述硬整形座接触限制所述硬整形块的移动行程。

所述缓冲整形机构3包括缓冲整形座31、缓冲整形板32、缓冲整形块33、多个相互独立的缓冲整形组件34、第二缓冲器35和缓冲整形驱动单元36，所述缓冲整形块固定于所述缓冲整形板的端部，所述缓冲整形驱动单元的输出端固定于所述缓冲整形板，所述缓冲整形座与所述缓冲整形板之间通过滑块滑轨结构滑动连接，所述第二缓冲器安装于所述缓冲整形座远离硬整形块的那侧，通过所述第二缓冲器与所述缓冲整形座接触限制所述缓冲整形块的移动行程；多个缓冲整形组件依次设于所述缓冲整形块的端面并能够与多个电芯一一对应。

如图11到图16所示，所述缓冲整形组件34包括缓冲弹簧341、缓冲柱342、缓冲套343、缓冲块344和抵紧块345，所述缓冲整形块设多个台阶孔，所述抵紧块固定于所述缓冲整形块的背面，所述缓冲套安装于所述台阶孔内，所述缓冲柱的一端穿过缓冲套和台阶孔，另一端固定在缓冲块上，所述缓冲弹簧套装于所述缓冲柱。

所述缓冲整形机构还包括多个加强板346，所述加强板的一端固定于所述缓冲整形块，且另一端固定于所述缓冲整形板。保证结构的强度和稳定性。

本实施例中，所述硬整形座设有两组分别位于所述硬整形板的两侧；

所述缓冲整形座也设有两组分别位于缓冲整形板的两侧。

本实施例中，所述硬整形驱动单元和所述缓冲整形驱动单元分别为气缸。但不限于此，其它驱动机构也可以。

本实施例中，所述硬整形块的端面设有绝缘垫，所述绝缘垫为硬质塑料垫。比如尼龙块，但不限于此，起到绝缘作用即可。

本实施例中，所述缓冲块的端面设有绝缘垫，所述绝缘垫为硬质塑料垫。但不限于此，起到绝缘作用即可。

如图11到图16所示，本实施例中，所述第一缓冲器安装于所述硬整形板的位置能够调整；所述第二缓冲器安装于所述缓冲整形板的位置能够调整。比如硬整形板沿X向设有多个安装孔，第一缓冲器的安装座也设有安装孔，通过螺栓穿过硬整形板的不同位置的安装孔和安装座351的安装孔即可实现第一缓冲器位置的调整。所述第二缓冲器的调整方式类似。

通过取料装置将多个电芯（或称一个电芯模组）堆叠放置在托盘上，电芯模组的在X方向(或称堆叠方向)上的两端被其它结构（比如挡板）挡住并限位，本整形装置是用于将多个电芯以托盘的X向沿伸的轴线（比如沿X方向沿伸的托盘的中心线）为基准对齐，先是硬整形机构动作，硬整形驱动单元驱动硬整形板和硬整形块沿Y向平移，将所有电芯推动至托盘的特定距离（该距离可以根据电芯的尺寸规格，通过调整第一缓冲器在硬整形板的不同位置实现），通过第一缓冲器与硬整形座接触限制硬整形块的移动行程；由于该侧为通过一个整体的硬整形块进行统一的推动和定位，所以所有电芯在该侧处于同一竖直平面内，即该侧基准统一；由于电芯本身的尺寸误差，电芯的另一侧不会处于同一竖直平面内；所以另一侧采用缓冲整形机构，通过缓冲整形驱动单元驱动缓冲整形板、缓冲整形块和缓冲整形组件同时沿Y向移动并靠近电芯的侧面，同理也是通过第二缓冲器和缓冲整形座的配合限定缓冲整形组件的移动距离，由于每个缓冲整形组件相互独立，互不干涉，因此能根据每个电芯的尺寸适应性调整每个电芯的移动距离。即绝缘垫触碰电芯，为防止电芯压力过大造成爆炸或燃烧的风险，单个缓冲整形组件均采用弹簧浮动机构，既能保证整形的目的，也能确保绝对安全；采用弹簧浮动机构，当电芯有长度误差时也不会干扰到整形精度。

如图17到图22所示，所述X向整形装置5处安装有托盘解锁装置4，所述托盘解锁装置4包括解锁架41、解锁定位块42、上通气块43和能够驱动所述解锁架升降的解锁驱动单元44，所述解锁驱动单元的动力输出端固定所述解锁架，所述解锁定位块固定于所述解锁架的下端的两侧，所述上通气块固定于所述解锁架的下端的中间位置，所述上通气块的内部设有上通气道431；

托盘10的端部设有夹紧结构102，所述夹紧结构包括夹紧座1021、下通气块1022、直线导轨钳制器1023和托盘底座1024，所述夹紧座与所述托盘底座通过直线导轨1025滑动连接，所述直线导轨钳制器安装于所述直线导轨，所述下通气块固定于所述夹紧座的外侧面，所述下通气块设有下通气道10221，所述下通气道与所述直线导轨钳制器通过气路连通；

通过解锁驱动单元驱动上通气块的上通气道与下通气块的下通气道对准并连通。

本实施例中，所述直线导轨钳制器为气动直线导轨钳制器，其工作原理为现有技术。具体为：钳制器采用气源作为动力源，气体从进气口进入，推动活塞运动并产生推理，进而推动楔形块运动，楔形块移动时，通过滚柱推动摩擦块运动，使其紧紧地压在直线导轨的侧面上，产生正压力，进而产生摩擦力，实现钳制和制动功能。

如图17到图22所示，本实施例中，所述上通气道的一端设有气管接头432，所述上通气道的该端通过气管接头外接外部气源。

如图17到图22所示，本实施例中，所述下通气块的下通气道的下端设有两气管接头432，每一气管接头皆与直线导轨钳制器的气管接头通过气路连接。

如图17到图22所示，本实施例中，所述下通气块的两侧各设有一定位凹槽10222，所述解锁定位块能够插入所述定位给凹槽并与所述定位凹槽相匹配。

如图17到图22所示，所述解锁定位块的下部为导向斜面421。 在与定位凹槽配合起到导向作用，使得解锁定位块插入所述定位凹槽的过程更顺畅。

如图17到图22所示，所述夹紧座的另一侧面设有移动式夹紧板1026，所述托盘底座的中间位置设有固定式夹紧板10241，所述移动式夹紧板和所述固定式夹紧板皆是沿Y向沿伸的板。所述移动式夹紧板指其能够沿X向移动，不是固定在托盘底座上的；所述固定式夹紧板指其式固定于托盘底座不能移动的。

如图17到图22所示，所述夹紧座的中间位置向外侧沿伸出支撑板10211，所述下通气块固定于所述支撑板。

本实施例中，所述解锁驱动单元为气缸。但不限于此，能驱动解锁架上下升降即可。

本实施例中，如图17和图18所示，托盘解锁装置4是安装在X向整形装置5处的，X向整形升降驱动单元52驱动X向整形块51和自动式托盘解锁装置4下降到位，在自动式托盘解锁装置解锁托盘（即直线轨道钳制器被打开，夹紧座能沿X向移动）后，在通过X向驱动模组（图未示意）驱动X向整形块51对准夹紧座的外侧面（即下通气块的两侧）并用力沿X向推动夹紧座，使得移动式夹紧板平移并和固定式夹紧板配合将多个电芯夹紧，实现多个电芯在X向的整形对齐。然后上通气块和下通气块分离，不再有气体进入直线轨道钳制器内，直线轨道钳制器发挥制动和钳制作用，使得夹紧座相对固定于直线导轨的某一位置。

通过其它机构比如Y向驱动模组将自动式托盘解锁装置沿X向移动到位，X向整形升降驱动单元52驱动X向整形块51和自动式托盘解锁装置4下降到位，然后解锁驱动单元驱动解锁架下降到位，解锁定位块对准定位凹槽并插入，使得上通气块的上通气道和下通气块的下通气道对准，然后外部气体通过上通气道和下通气道最后进入直线导轨钳制器的内部，解锁直线导轨钳制器，使得夹紧座能够沿直线导轨X向移动，便于进行一些其它操作，比如上面提到的，对电芯进行X向的整形对齐等，多个电芯在X向对齐后，然后解锁驱动单元驱动上通气块和下通气块分离，不再有气体进入直线轨道钳制器内，直线轨道钳制器发挥制动和钳制作用，使得夹紧座相对固定于直线导轨的某一位置，也就将电芯在X向上夹紧固定住。

托盘解锁装置能够实现托盘上直线导轨钳制器的自动解锁和自动锁闭，配合其它结构实现相应的功能，比如实现电芯在X向的整形对齐和夹紧等，结构设计精简和巧妙，便于实现电芯堆叠整个过程的自动化。

如图23到图29所示，整形后的电芯20位于托盘10上，整形后压紧装置6设有四组且分别位于托盘的四个角处，每组整形后压紧装置接包括压紧机构61和压紧驱动机构62；

所述压紧机构61包括压紧安装架611、压紧导柱612、弹性件613、压紧连接组件614和压紧板615，所述压紧安装架与所述托盘之间通过直线导轨滑动连接，所述直线导轨沿Y向沿伸，所述压紧导柱的上端固定于所述压紧安装架的顶部，所述压紧连接组件套装于所述压紧导柱并能够沿压紧导柱滑动，所述弹性件也套装于所述压紧导柱并位于所述压紧连接组件之上；

如图23到图29所示，所述压紧板的端部固定连接于所述压紧连接组件的一侧，所述压紧连接组件的另一侧设有上压紧对接部61421；

如图28和图29所示，所述压紧驱动机构62包括压紧升降驱动单元621、Y向压紧驱动单元622和下压紧对接部623，所述Y向压紧驱动单元的动力输出端固定连接所述下压紧对接部，通过所述压紧升降驱动单元驱动所述下压紧对接部平移，并通过压紧升降驱动单元驱动所述下压紧对接部对准所述上压紧对接部从而驱动压紧连接组件上升。本实施例中，所述压紧升降驱动单元和Y向压紧驱动单元分别为气缸，但不限于此。

如图23到图29所示，本实施例中，所述压紧连接组件614包括压紧法兰6141和压紧座6142，所述压紧导柱且位于压紧法兰的下方还设有连接套616和下底板617，所述下底板固定于所述压紧导套的下端，所述连接套套装于所述压紧导柱并位于所述下底板之上，所述压紧法兰套装于所述压紧导柱且位于所述连接套之上并能沿压紧导柱上下升降；

所述压紧座固定连接于所述压紧法兰，所述压紧座的一侧固定所述压紧板其而另一侧设有所述上压紧对接部。

本实施例中化，所述上压紧对接部为导向孔；所述下压紧对接部为导向柱。本实施例中，所述导向柱的上端为锥形，在对接时起到导向作用，便于导向柱顺利的插入导向孔。

所述压紧板沿X方向沿伸，所述压紧板的两端分别与压紧机构的压紧座固定连接。

本实施例中，所述压紧板的下表面设有缓冲层。比如硬质塑料，起到缓冲作用，避免划伤电芯。

如图23到图29所示，本实施例中，所述压紧导柱的上端安装上固定座618，所述弹性件位于所述上固定座和压紧法兰之间。

如图23到图29所示，本实施例中，所述压紧座设有矩形孔61422，所述压紧板的端部插入所述矩形孔并固定连接；

如图23到图29所示，所述压紧座的下端设有定位柱61423，所述定位柱与定位板61424可拆卸连接，所述定位板设有多个定位孔61425，定位柱能够固定于不同的定位孔；

如图23到图29所示，所述托盘的表面设有限位板103，所述限位板位于直线导轨的端部，所述定位板位于两直线导轨之间，通过定位板的端部与限位板之间的距离限制压紧座沿Y向的移动行程。对于不同尺寸规格的电芯，调节定位柱插入不同位置的定位孔，最终限制的是压紧座在Y向的平移距离，便能保证压紧板压在电芯的合适位置处。

对电芯进行整形时，压紧板需要抬起来，使得电芯处在能够被移动或推动的状态，此过程为：压紧升降驱动单元驱动下压紧对接部上升插入上压紧对接部并驱动压紧座向上抬，此时弹性件会被压缩，等整形结束后；Y向压紧驱动单元驱动压紧座平移到位，然后压紧升降驱动单元向下作用使得下压紧对接部从上压紧对接部中退出，然后在弹性件的作用下将压紧座向下弹开，使得压紧板从上方将电芯压紧在托盘上。该整形后压紧装置能实现对电芯的压紧与否，且压紧驱动机构不随托盘流动，也不与其它机构产生干涉，设计巧妙。

本发明的工作原理和工作过程如下：

托盘随上层线体输送至堆叠整形工位，然后托盘顶升装置将托盘顶起使其与上层线体脱离，取料装置移动把缓存架上的电芯（可以是几个一组）搬运至托盘的指定位置，在此过程中取料装置的Z向整形板会在Z向上将电芯整形对齐，重复上述过程，直至所需数量的电芯放到托盘上；然后硬整形机构动作沿Y向并从一侧推动电芯至托盘的合适位置，之后缓冲整形机构动作沿Y向并从另一侧推动电芯至托盘的合适位置；然后X向整形装置动作，同时托盘解锁装置会将托盘解锁，然后将电芯沿X轴方向进行整形对齐；最后整形后压紧装置动作将整形后的电芯压紧在托盘上，移动至下一工位，等待被取走，孔的托盘回流至下层线体，从另一侧再进入上层线体，重复上述过程即可；

本实施例中，X向整形装置可以设有两组，固定式夹紧板也设有两块，这样可以同时生产两个电芯模组，提高生产效率；当然都设有一组也可以；

上述整个过程中的某一小的过程，比如托盘顶升的过程等，参见上文针对某一装置处的具体描述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种刀片电芯高精度整形设备，其特征在于：整形设备包括机台（40）以及设于所述机台的托盘顶升装置（1）、取料装置（7）、Y向整形装置、X向整形装置（5）和整形后压紧装置（6）；

所述整形设备能够直接架设于线体（30），所述线体上设有随其移动的托盘（10）；

所述线体包括上层线体（301）和下层线体（302），所述上层线体和下层线体之间通过提升机连接；

所述托盘顶升装置（1）位于所述上层线体的堆叠整形工位的正下方，通过托盘顶升装置顶升托盘使其与上层线体脱离；

所述机台设有X向横梁（401）和多个Y向横梁（402），Y向横梁能沿所述X向横梁移动，所述取料装置和所述X向整形装置分别安装于对应的所述Y向横梁且能沿所述Y向横梁移动；

所述取料装置包括取料升降驱动单元（71）和取料机构（72），通过取料升降驱动单元驱动取料机构到位抓取电芯并放置于托盘；

所述Y向整形装置包括硬整形机构（2）和缓冲整形机构（3），定义电芯的堆叠方向为X向，所述硬整形机构和所述缓冲整形机构位于托盘（10）的两侧，托盘堆放多个电芯（20），通过硬整形机构和所述缓冲整形机构从Y向作用将电芯对齐；

所述X向整形装置包括X向整形块（51）和X向整形升降驱动单元（52），通过X向整形升降驱动单元驱动X向整形块（51）沿X向平移将电芯从X向整形对齐；

整形后的电芯（20）位于托盘（10）上，整形后压紧装置（6）设有四组且分别位于托盘的四个角处，每组整形后压紧装置皆包括压紧机构（61）和压紧驱动机构（62），通过压紧驱动机构驱动压紧机构从上方将电芯压紧在托盘上。

2.根据权利要求1所述的刀片电芯高精度整形设备，其特征在于：托盘顶升装置（1）包括托盘顶升机构（11）和阻挡机构（12），所述托盘阻挡机构位于所述托盘顶升机构的前端；

所述托盘顶升机构（11）包括顶升座（111）、顶升板（112）、顶升斜块（113）、顶升滚轮（114）和能够驱动所述顶升斜块沿X向平移的顶升平移驱动单元（115），所述顶升斜块滑动连接于所述顶升座的上表面，所述顶升滚轮安装于所述顶升板的下表面，所述顶升滚轮能够相对于所述顶升斜块的斜面滑动；

通过所述顶升平移驱动单元驱动所述顶升斜块平移进而带动顶升滚轮沿顶升斜块的斜面滑动从而带动顶升板升降；

所述阻挡机构（12）包括阻挡组件（121）和阻挡气缸（122），所述阻挡气缸的动力输出端连接所述阻挡组件，通过阻挡气缸驱动阻挡组件升降实现对托盘（10）的阻挡与否。

3.根据权利要求1所述的刀片电芯高精度整形设备，其特征在于：所述取料机构（72）包括取料座（721）以及安装于所述取料座的第一取料夹爪（722）、第一取料驱动气缸（723）、Z向整形板（724）、第二取料夹爪（725）和第二取料驱动气缸（726），所述取料座固定于所述取料升降驱动单元的动力输出端，通过第一取料驱动气缸驱动第一取料夹爪从Y向将电芯的两侧面夹紧，通过第二取料驱动气缸驱动第二取料夹爪从X向将电芯的两侧面夹紧；

所述Z向整形板水平设置于所述取料座的正下方，通过取料升降驱动单元驱动Z向整形板下压从上方将电芯整形对齐。

4.根据权利要求1所述的刀片电芯高精度整形设备，其特征在于：所述硬整形机构（2）包括硬整形座（21）、硬整形板（22）、硬整形块（23）、第一缓冲器（24）和硬整形驱动单元（25），所述硬整形块固定于所述硬整形板的端部，所述硬整形驱动单元的输出端固定于所述硬整形板，所述硬整形座与所述硬整形板之间通过滑块滑轨结构滑动连接，所述第一缓冲器安装于所述硬整形座远离硬整形块的那侧，通过所述第一缓冲器与所述硬整形座接触限制所述硬整形块的移动行程。

5.根据权利要求4所述的刀片电芯高精度整形设备，其特征在于：所述缓冲整形机构（3）包括缓冲整形座（31）、缓冲整形板（32）、缓冲整形块（33）、多个相互独立的缓冲整形组件（34）、第二缓冲器（35）和缓冲整形驱动单元（36），所述缓冲整形块固定于所述缓冲整形板的端部，所述缓冲整形驱动单元的输出端固定于所述缓冲整形板，所述缓冲整形座与所述缓冲整形板之间通过滑块滑轨结构滑动连接，所述第二缓冲器安装于所述缓冲整形座远离硬整形块的那侧，通过所述第二缓冲器与所述缓冲整形座接触限制所述缓冲整形块的移动行程；多个缓冲整形组件依次设于所述缓冲整形块的端面并能够与多个电芯一一对应。

6.根据权利要求5所述的刀片电芯高精度整形设备，其特征在于：所述缓冲整形组件（34）包括缓冲弹簧（341）、缓冲柱（342）、缓冲套（343）、缓冲块（344）和抵紧块（345），所述缓冲整形块设有多个台阶孔，所述抵紧块固定于所述缓冲整形块的背面，所述缓冲套安装于所述台阶孔内，所述缓冲柱的一端穿过缓冲套和台阶孔，另一端固定在缓冲块上，所述缓冲弹簧套装于所述缓冲柱。

7.根据权利要求1所述的刀片电芯高精度整形设备，其特征在于：所述X向整形装置（5）处安装有托盘解锁装置（4），托盘解锁装置（4）包括解锁架（41）、解锁定位块（42）、上通气块（43）和能够驱动所述解锁架升降的解锁驱动单元（44），所述解锁驱动单元的动力输出端固定所述解锁架，所述解锁定位块固定于所述解锁架的下端的两侧，所述上通气块固定于所述解锁架的下端的中间位置，所述上通气块的内部设有上通气道（431）；

托盘（10）的端部设有夹紧结构（102），所述夹紧结构包括夹紧座（1021）、下通气块（1022）、直线导轨钳制器（1023）和托盘底座（1024），所述夹紧座与所述托盘底座通过直线导轨（1025）滑动连接，所述直线导轨钳制器安装于所述直线导轨，所述下通气块固定于所述夹紧座的外侧面，所述下通气块设有下通气道（10221），所述下通气道与所述直线导轨钳制器通过气路连通；

通过解锁驱动单元驱动上通气块的上通气道与下通气块的下通气道对准并连通。

8.根据权利要求7所述的刀片电芯高精度整形设备，其特征在于：所述夹紧座的另一侧设有移动式夹紧板（1026），所述托盘底座的中间位置设有固定式夹紧板（10241），所述移动式夹紧板和所述固定式夹紧板皆是沿Y向延伸的板；

所述X向整形块设有多个，通过X向整形升降驱动单元驱动X向整形块到位，并经直线移动模组驱动其沿X移动推动移动式夹紧板移动与固定式夹紧板配合将电芯再X向整形对齐并夹紧。

9.根据权利要求1所述的刀片电芯高精度整形设备，其特征在于：整形后的电芯（20）位于托盘（10）上，整形后压紧装置（6）设有四组且分别位于托盘的四个角处，每组整形后压紧装置皆包括压紧机构（61）和压紧驱动机构（62）；

所述压紧机构（61）包括压紧安装架（611）、压紧导柱（612）、弹性件（613）、压紧连接组件（614）和压紧板（615），所述压紧安装架与所述托盘之间通过直线导轨滑动连接，所述直线导轨沿Y向延伸，所述压紧导柱的上端固定于所述压紧安装架的顶部，所述压紧连接组件套装于所述压紧导柱并能够沿压紧导柱滑动，所述弹性件也套装于所述压紧导柱并位于所述压紧连接组件之上；

所述压紧板的端部固定连接于所述压紧连接组件的一侧，所述压紧连接组件的另一侧设有上压紧对接部（61421）；

所述压紧驱动机构（62）包括压紧升降驱动单元（621）、Y向压紧驱动单元（622）和下压紧对接部（623），所述Y向压紧驱动单元的动力输出端固定连接所述下压紧对接部，通过所述压紧升降驱动单元驱动所述下压紧对接部平移，并通过压紧升降驱动单元驱动所述下压紧对接部对准所述上压紧对接部从而驱动压紧连接组件上升。

10.根据权利要求9所述的刀片电芯高精度整形设备，其特征在于：所述压紧连接组件（614）包括压紧法兰（6141）和压紧座（6142），所述压紧导柱且位于压紧法兰的下方还设有连接套（616）和下底板（617），所述下底板固定于所述压紧导柱的下端，所述连接套套装于所述压紧导柱并位于所述下底板之上，所述压紧法兰套装于所述压紧导柱且位于所述连接套之上并能沿压紧导柱上下升降；

所述压紧座固定连接于所述压紧法兰，所述压紧座的一侧固定所述压紧板其而另一侧设有所述上压紧对接部。