CN204189886U - 一种圆柱电池装配一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种圆柱电池装配一体机，属于电池制造技术领域。它解决了现有圆柱电池装配自动化程度低等技术问题。本一体机包括底座、料斗、轨道和能够绕自身轴线转动的转盘，料斗、轨道和转盘均设置在底座上，料斗内能够容纳若干待加工电池且能够将待加工电池依次输送至轨道内，转盘沿周向均布有能够竖直卡接待加工电池的卡槽且轨道能够将接待加工电池移送至卡槽内；底座上沿轨道依次设有能够检测待加工电池极耳的极耳检测装置、能够对待加工电池的电芯进行扩孔的扩孔装置、能够在待加工电池的电芯插接焊针并进行焊接的点焊装置以及能够对待加工电池的上端部冲绝缘垫的冲绝缘垫装置。本实用新型具有自动化程度高的优点。

Description

一种圆柱电池装配一体机

技术领域

本实用新型属于电池制造技术领域，涉及一种圆柱电池装配一体机。

背景技术

电池在日常生活中很常见，使用非常广泛。圆柱型干电池分为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、钴锰混合等不同体系，外壳通常采用钢壳或聚合物，具有容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流放电、电化学稳定性能、使用安全等优点，广泛应用于遥控器、灯具、后备能源、电动工具、玩具模型等器件上。在圆柱电池生产过程中需要经过极耳检测；极耳整形；电芯扩孔；插入焊针；点焊；取出焊针；极耳校位；极耳二次整形；装上绝缘垫；滚槽；涂胶等工序，现有技术中不同的工序采用不同的设备进行的，目前市场上还没有连续一体作业的圆柱电池装配一体机，人工插针、单独机器电焊、人工放绝缘垫、单独的辊槽机和涂胶机不能有效衔接，效率低下。

我国专利（ 公开号：CN203434234U，公开日： 2014-02-12）公开了一种用于圆柱形电池找正极耳的装置，包括电池送料单元、电池旋转驱动单元、极耳感应单元和控制单元；极耳感应单元用于感应极耳，包括光发射端和光接收端，光发射端与光接收端之间具有一光路，极耳旋转一圈的路径与光路相交，光发射端或光接收端设于极耳旋转一圈所形成的圆柱空间及其向两端延伸的空间内；控制单元用于控制所述电池送料单元、电池旋转驱动单元和极耳感应单元执行动作，并且当极耳转至挡住所述光路时，控制单元控制电池旋转驱动单元停止驱动电池旋转。

上述专利提供的圆柱形电池找正极耳的装置只能实现电池的正极耳检测和寻定位功能，功能单一，不能满足整个电池组装的自动化需求。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在的上述问题，提供一种圆柱电池装配一体机，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提高圆柱电池组装的自动化程度。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种圆柱电池装配一体机，其特征在于，所述一体机包括底座、料斗、轨道和能够绕自身轴线转动的转盘，所述料斗、轨道和转盘均设置在所述底座上，所述料斗内能够容纳若干待加工电池且能够将待加工电池依次输送至所述轨道内，所述底座上设有动力源，所述动力源能够推动待加工电池竖直的在所述轨道内移动，所述转盘沿周向均布有能够竖直卡接待加工电池的卡槽且所述轨道能够将接待加工电池移送至所述卡槽内；所述底座上沿轨道依次设有能够检测待加工电池极耳的极耳检测装置、能够对待加工电池的电芯进行扩孔的扩孔装置、能够在待加工电池的电芯插接焊针并进行焊接的点焊装置以及能够对待加工电池的上端部冲绝缘垫的冲绝缘垫装置；所述极耳检测装置包括检测待加工电池到位和极耳是否处于正常位置的两组光纤传感器，所述扩孔装置包括检测待加工电池到位传感器和设置在轨道上方能够向下移动的扩张针头，所述点焊装置包括能够上下移动的焊针，所述冲绝缘垫装置包括顺次将带状的绝缘垫移送至待加工电池的端部的放料盘和收料盘以及能够将绝缘垫向待加工电池的端部冲压的冲压气缸。

其原理如下：本一体机适用于圆柱电池的半成品装配生产，特别是18650圆柱电池的生产，能够完成圆柱电池极耳检测、圆柱电池端部插接焊针及点焊；装上绝缘垫等多道工序。具体来说，首先通过人工将半成品圆柱电池原料放入料斗；该料斗将圆柱电池原料依次一个个运送至装配轨道，圆柱电池原料在多个动力源的驱动下，沿着轨道到达不同的工位，完成不同的工序，并最终成型的良品顺利排出，期间需经过极耳检测；电芯扩孔；插入焊针；点焊；测试焊针；极耳校位；装上绝缘垫；滚槽；涂胶；整排流出人工收料等多个工序。

若干待加工电池放在料斗中，料斗中有旋转机构将一根根电池依次滚下，通过具有倾斜面的S槽将横放着的电池竖立起来，使本来是平着下去待加工圆柱电池经过S槽后90°立起，光纤传感器感应到达极耳检测工位，如果另一组光纤传感器检测不到极耳说明极耳偏离中间工位或者是歪了或者折了为不良品，通过气缸推出走另外一个槽排出。传感器检测到达扩孔工位时，扩张针头向下移动在待加工电池上扩孔，之后气缸推动将待加工电池推入转盘的卡槽内可以随着转盘转动到达不同的工位，在转盘中完成插针电焊拔针工序，转盘继续旋转进入冲绝缘垫工位，通过冲压气缸冲压入绝缘垫，最后排出。

作为进一步改进，本技术方案中的料斗前面预留有自动入壳机对接口；后面预留自动焊盖帽机对接口。本一体机采用PLC控制系统和触摸屏人机界面；动作精准且能够人性化操作，运行可靠、操作简单、维护方便、自动化程度高、效率高。

在上述的圆柱电池装配一体机中，在扩孔工位的轨道侧壁设有弧形定位槽，所述扩孔装置还包括扩孔导杆、隔热板、定位气缸、微型加热管，所述微型加热管能够对扩张针头进行加热，所述定位气缸的朝向所述弧形定位槽。感应器感应到待加工电池进入工位后，定位气缸将待加工电池推向弧形定位槽进行定位，保持其不动，经过加热后的扩张针头自上向下插入待加工电池，加热的目的是使得针头迅速插入和拔出避免倒钩或者拔不出来等问题。

在上述的圆柱电池装配一体机中，所述点焊装置包括支架和焊接头，所述焊接头上能够安装焊针，所述焊针下方设有铜条，所述铜条与一能够带动其往复移动的电机连接。

在上述的圆柱电池装配一体机中，所述电机的输出轴上固设有齿轮，所述铜条上固设有齿条，所述齿轮与所述齿条相啮合。电机通过齿轮转动，齿轮与齿条啮合从而能够往复移动。

在上述的圆柱电池装配一体机中，所述放料盘和收料盘均能够绕自身轴线转动，所述冲压气缸位于所述放料盘和收料盘之间且所述放料盘和收料盘之间还设有冲垫模组，所述冲压气缸的活塞杆朝向冲垫模组，带状的绝缘垫原料从放料盘伸出并止于收料盘且穿过冲压气缸和冲垫模组之间。绝缘垫原料呈带状的缠绕在放料盘上，料带用完后缠绕在收料盘上，待加工电池到达本工位，收料盘和放料盘转动能够将绝缘垫原料移送至待加工电池的端部上方，经过冲压气缸和冲垫模组的冲压使得其固定在待加工电池的端部。

在上述的圆柱电池装配一体机中，所述放料盘和收料盘的下方设有张力机构，所述放料盘和收料盘之间还设有拉料步进电机。拉料步进电机带动带状的绝缘垫原料移动，张力机构能够保持其移动的稳定性。

在上述的圆柱电池装配一体机中，所述冲压气缸和冲垫模组之间还设有导向片，所述导向片一端与所述冲压气缸连接，所述导向片另一端穿过冲垫模组滑动连接在冲垫模组上。导向片能够保持冲压位置的准确性。

在上述的圆柱电池装配一体机中，所述料斗包括具有空腔的壳体，所述壳体下端开设有能够使待加工电池通过的通孔，所述壳体下端的内壁具有向通孔倾斜的斜面，所述斜面与通孔的结合处还设有能够转动的滚轴。待加工电池通过通孔一个一个依次落入轨道，在滚轴的作用下待加工电池不容易被卡住。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

1、本实用新型结合多个装置连续作业，全自动完成圆柱电池极耳检测、圆柱电池端部插接焊针及点焊；装上绝缘垫等多道工序，具有结构简单，占地面积小，动作精准、运行可靠、自动化程度高、效率高等优点。

附图说明

图1是本一体机的立体结构示意图。

图2是本一体机的正视结构示意图。

图3是本一体机的另一立体结构示意图。

图4是本一体机的部分立体结构示意图。

图5是图4中局部放大结构示意图。

图6是本一体机中冲绝缘垫装置正视结构示意图。

图7是本一体机中冲绝缘垫装置立体结构示意图。

图8是本一体机的点焊装置立体结构示意图。

图中，1、底座；2、料斗；3、轨道；4、转盘；5、动力源；6、卡槽；7、极耳检测装置；8、扩孔装置；9、点焊装置；10、冲绝缘垫装置；11、光纤传感器；12、扩张针头；13、焊针；14、放料盘；15、收料盘；16、冲压气缸；17、冲垫模组；18、弧形定位槽；19、扩孔导杆；20、隔热板；21、定位气缸；22、微型加热管；23、支架；24、焊接头；25、电机；26、齿轮；27、齿条；28、铜条；29、拉料步进电机；30、张力机构；31、导向片；32、通孔；33、斜面；34、滚轴。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1至图8所示，本一体机适用于圆柱电池的半成品装配生产，特别是18650圆柱电池的生产，能够完成圆柱电池极耳检测、圆柱电池端部插接焊针13及点焊；装上绝缘垫等多道工序。具体来说，本圆柱电池装配一体机包括底座1、料斗2、轨道3和能够绕自身轴线转动的转盘4，料斗2、轨道3和转盘4均设置在底座1上，料斗2内能够容纳若干待加工电池且能够将待加工电池依次输送至轨道3内，料斗2包括具有空腔的壳体，壳体下端开设有能够使待加工电池通过的通孔32，壳体下端的内壁具有向通孔32倾斜的斜面33，斜面33与通孔32的结合处还设有能够转动的滚轴34；底座1上设有动力源5，动力源5能够推动待加工电池竖直的在轨道3内移动，转盘4沿周向均布有能够竖直卡接待加工电池的卡槽6且轨道3能够将接待加工电池移送至卡槽6内；底座1上沿轨道3依次设有能够检测待加工电池极耳的极耳检测装置7、能够对待加工电池的电芯进行扩孔的扩孔装置8、能够在待加工电池的电芯插接焊针13并进行焊接的点焊装置9以及能够对待加工电池的上端部冲绝缘垫的冲绝缘垫装置10；极耳检测装置7包括检测待加工电池到位和极耳是否处于正常位置的两组光纤传感器11，扩孔装置8包括检测待加工电池到位传感器和设置在轨道3上方能够向下移动的扩张针头12，点焊装置9包括能够上下移动的焊针13，冲绝缘垫装置10包括顺次将带状的绝缘垫移送至待加工电池的端部的放料盘14和收料盘15以及能够将绝缘垫向待加工电池的端部冲压的冲压气缸16。

首先通过人工将半成品圆柱电池原料放入料斗2；该料斗2将圆柱电池原料依次一个个运送至装配轨道3，圆柱电池原料在多个动力源5的驱动下，沿着轨道3到达不同的工位，完成不同的工序，并最终成型的良品顺利排出，期间需经过极耳检测；电芯扩孔；插入焊针13；点焊；测试焊针13；极耳校位；装上绝缘垫；滚槽；涂胶；整排流出人工收料等多个工序；

若干待加工电池放在料斗2中，料斗2中有旋转机构将一根根电池依次滚下，通过具有倾斜面33的S槽将横放着的电池竖立起来，使本来是平着下去待加工圆柱电池经过S槽后90°立起，光纤传感器11感应到达极耳检测工位，如果另一组光纤传感器11检测不到极耳说明极耳偏离中间工位或者是歪了或者折了为不良品，通过气缸推出走另外一个槽排出。传感器检测到达扩孔工位时，扩张针头12向下移动在待加工电池上扩孔，之后气缸推动将待加工电池推入转盘4的卡槽6内可以随着转盘4转动到达不同的工位，在转盘4中完成插针电焊拔针工序，转盘4继续旋转进入冲绝缘垫工位，通过冲压气缸16冲压入绝缘垫，最后排出。

本实施例中的动力源5为气缸，作为其他代替情形，还可以是电机25等。

作为进一步改进，本技术方案中的料斗2前面预留有自动入壳机对接口；后面预留自动焊盖帽机对接口。本一体机采用PLC控制系统和触摸屏人机界面；动作精准且能够人性化操作，运行可靠、操作简单、维护方便、自动化程度高、效率高。

如图5所示，在扩孔工位的轨道3侧壁设有弧形定位槽18，扩孔装置8还包括扩孔导杆19、隔热板20、定位气缸21、微型加热管22，微型加热管22能够对扩张针头12进行加热，定位气缸21的朝向弧形定位槽18。感应器感应到待加工电池进入工位后，定位气缸21将待加工电池推向弧形定位槽18进行定位，保持其不动，经过加热后的扩张针头12自上向下插入待加工电池，加热的目的是使得针头迅速插入和拔出避免倒钩或者拔不出来等问题。

如图8所示，点焊装置9包括支架23和焊接头24，焊接头24上能够安装焊针13，焊针13下方设有铜条28，铜条与一能够带动其往复移动的电机25连接，电机25的输出轴上固设有齿轮26，铜条28上固设有齿条27，齿轮26与齿条27相啮合。电机25通过齿轮26转动，齿轮26与齿条27啮合从而能够往复移动。

如图6和图7所示，放料盘14和收料盘15均能够绕自身轴线转动，冲压气缸16位于放料盘14和收料盘15之间且放料盘14和收料盘15之间还设有冲垫模组17，冲压气缸的活塞杆朝向冲垫模组17，带状的绝缘垫原料从放料盘14伸出并止于收料盘15且穿过冲压气缸和冲垫模组17之间，放料盘14和收料盘15的下方设有张力机构30，放料盘14和收料盘15之间还设有拉料步进电机25，冲压气缸和冲垫模组17之间还设有导向片31，导向片31一端与冲压气缸连接，导向片31另一端穿过冲垫模组17滑动连接在冲垫模组17上。绝缘垫原料呈带状的缠绕在放料盘14上，料带用完后缠绕在收料盘15上，待加工电池到达本工位，收料盘15和放料盘14转动能够将绝缘垫原料移送至待加工电池的端部上方，经过冲压气缸和冲垫模组17的冲压使得其固定在待加工电池的端部，拉料步进电机25带动带状的绝缘垫原料移动，张力机构30能够保持其移动的稳定性，导向片31能够保持冲压位置的准确性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1、底座；2、料斗；3、轨道；4、转盘；5、动力源；6、卡槽；7、极耳检测装置；8、扩孔装置；9、点焊装置；10、冲绝缘垫装置；11、光纤传感器；12、扩张针头；13、焊针；14、放料盘；15、收料盘；16、冲压气缸；17、冲垫模组；18、弧形定位槽；19、扩孔导杆；20、隔热板；21、定位气缸；22、微型加热管；23、支架；24、焊接头；25、电机；26、齿轮；27、齿条；28、铜条；29、拉料步进电机；30、张力机构；31、导向片；32、通孔；33、斜面；34、滚轴等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (8)

1.一种圆柱电池装配一体机，其特征在于，所述一体机包括底座（1）、料斗（2）、轨道（3）和能够绕自身轴线转动的转盘（4），所述料斗（2）、轨道（3）和转盘（4）均设置在所述底座（1）上，所述料斗（2）内能够容纳若干待加工电池且能够将待加工电池依次输送至所述轨道（3）内，所述底座（1）上设有动力源（5），所述动力源（5）能够推动待加工电池竖直的在所述轨道（3）内移动，所述转盘（4）沿周向均布有能够竖直卡接待加工电池的卡槽（6）且所述轨道（3）能够将接待加工电池移送至所述卡槽（6）内；所述底座（1）上沿轨道（3）依次设有能够检测待加工电池极耳的极耳检测装置（7）、能够对待加工电池的电芯进行扩孔的扩孔装置（8）、能够在待加工电池的电芯插接焊针（13）并进行焊接的点焊装置（9）以及能够对待加工电池的上端部冲绝缘垫的冲绝缘垫装置（10）；所述极耳检测装置（7）包括检测待加工电池到位和极耳是否处于正常位置的两组光纤传感器（11），所述扩孔装置（8）包括检测待加工电池到位传感器和设置在轨道（3）上方能够向下移动的扩张针头（12），所述点焊装置（9）包括能够上下移动的焊针（13），所述冲绝缘垫装置（10）包括顺次将带状的绝缘垫移送至待加工电池的端部的放料盘（14）和收料盘（15）以及能够将绝缘垫向待加工电池的端部冲压的冲压气缸（16）。

2.根据权利要求1所述的一种圆柱电池装配一体机，其特征在于，在扩孔工位的轨道（3）侧壁设有弧形定位槽（18），所述扩孔装置（8）还包括扩孔导杆（19）、隔热板（20）、定位气缸（21）和微型加热管（22），所述微型加热管（22）能够对扩张针头（12）进行加热，所述定位气缸（21）的朝向所述弧形定位槽（18）。

3.根据权利要求1或2所述的一种圆柱电池装配一体机，其特征在于，所述点焊装置（9）包括支架（23）和焊接头（24），所述焊接头（24）上能够安装焊针（13），所述焊针（13）下方设有铜条（28），所述铜条与一能够带动其往复移动的电机（25）连接。

4.根据权利要求3所述的一种圆柱电池装配一体机，其特征在于，所述电机（25）的输出轴上固设有齿轮（26），所述铜条（28）上固设有齿条（27），所述齿轮（26）与所述齿条（27）相啮合。

5.根据权利要求1或2所述的一种圆柱电池装配一体机，其特征在于，所述放料盘（14）和收料盘（15）均能够绕自身轴线转动，所述冲压气缸（16）位于所述放料盘（14）和收料盘（15）之间且所述放料盘（14）和收料盘（15）之间还设有冲垫模组（17），所述冲压气缸的活塞杆朝向冲垫模组（17），带状的绝缘垫原料从放料盘（14）伸出并止于收料盘（15）且穿过冲压气缸和冲垫模组（17）之间。

6.根据权利要求5所述的一种圆柱电池装配一体机，其特征在于，所述放料盘（14）和收料盘（15）的下方设有张力机构（30），所述放料盘（14）和收料盘（15）之间还设有拉料步进电机（25）。

7.根据权利要求6所述的一种圆柱电池装配一体机，其特征在于，所述冲压气缸和冲垫模组（17）之间还设有导向片（31），所述导向片（31）一端与所述冲压气缸连接，所述导向片（31）另一端穿过冲垫模组（17）滑动连接在冲垫模组（17）上。

8.根据权利要求1或2所述的一种圆柱电池装配一体机，其特征在于，所述料斗（2）包括具有空腔的壳体，所述壳体下端开设有能够使待加工电池通过的通孔（32），所述壳体下端的内壁具有向通孔（32）倾斜的斜面（33），所述斜面（33）与通孔（32）的结合处还设有能够转动的滚轴（34）。