CN204793074U - 一种模块化的化成机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锂离子电池生产设备技术领域，尤其涉及一种模块化的化成机，包括机架、分别设置于机架上的上料模块、至少两组热压模块、至少一组冷压模块、下料模块和机械手；热压模块和冷压模块均设置于上料模块和下料模块之间；上料模块和其中一组热压模块可拆卸连接，下料模块和其中一组热压模块可拆卸连接，冷压模块的两端分别与两组热压模块可拆卸连接；机械手可移动地设置于机架的上方。相对于现有技术，本实用新型通过模块化，由于模块相对整机轻便，体积小，焊件的制作加工难度降低，从而使得加工精确更加容易得到保证，减轻装配人员的劳动强度，调试完成后的化成机可拆分成各小的模块运输给客户，从而降低了化成机的运输难度，便于运输。

Description

一种模块化的化成机

技术领域

本实用新型属于锂离子电池生产设备技术领域，尤其涉及一种模块化的化成机。

背景技术

热冷压化成机是锂电池生产行业中的重要设备，用于软包装锂电池电芯的热压化成与冷压定型。在锂离子电池化成、热冷压过程中，首先由人工或机械自动上料，将电池电芯放入上料模组，再由机械手从备料工装一次性夹取电芯并放入热压化成夹具，夹具对电芯自动加热、加压及化成。热压及化成完成后，再由机械手一次性夹取电芯并放入冷压夹具，冷压夹具对电芯加压冷却和定型，定型完成后，电芯被抓取至备料工装，人工或机械从备料工装下料。

从化成机的工作过程可以看出，应用成熟的软包装锂离子电池电芯的热冷压化成机主要包括机架、上料装置、热压夹具、机械手、冷压夹具、下料装置等几大组成部分。为了提高化成机的产能，往往需要多组热压夹具同时工作，对多组电芯同时进行充放电。各个复杂的组件集成在一起，使得化成机体积和占地面积相对庞大，这就给设计、制作、装配、运输等环节带来很大的不便。若对这些组件进行一体化设计，必然会带来诸多问题。为此，我们提供了一种新的解决思路，即对热冷压化成机进行模块化布局设计。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种模块化的化成机，由于模块相对整机轻便，体积小，因此本实用新型能够降低制作加工难度，减轻装配人员劳动强度，节约运输费用。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种模块化的化成机，包括机架、分别设置于所述机架上的上料模块、至少两组热压模块、至少一组冷压模块、下料模块和机械手；

所述热压模块和所述冷压模块均设置于所述上料模块和所述下料模块之间；

所述上料模块和其中一组所述热压模块可拆卸连接，所述下料模块和其中一组所述热压模块可拆卸连接，所述冷压模块的两端分别与两组所述热压模块可拆卸连接；

所述机械手可移动地设置于所述机架的上方。

作为本实用新型模块化的化成机的一种改进，所述热压模块包括第一机架、分别设置于所述第一机架上的热压夹具、第一大板、第一立柱、第一齿条和第一导轨，所述第一立柱安装于所述第一大板上，所述第一齿条设置于所述第一导轨上，所述第一导轨设置于所述第一立柱的顶部，所述机械手通过所述第一齿条和齿轮的传动实现移动。

作为本实用新型模块化的化成机的一种改进，所述第一机架的两侧设置有第一连接接口。

作为本实用新型模块化的化成机的一种改进，所述第一大板设置于所述热压夹具的两侧，并且位于同一侧的所述第一大板设置为并排的两块，所述第一大板与所述第一机架螺接，所述第一立柱的底部与两块所述第一大板均螺接。

作为本实用新型模块化的化成机的一种改进，所述冷压模块包括第二机架、分别设置于所述第二机架上的冷压夹具、第二大板、第二立柱、第二齿条和第二导轨，所述第二立柱安装于所述第二大板上，所述第二齿条设置于所述第二导轨上，所述第二导轨设置于所述第二立柱的顶部，所述机械手通过所述第二齿条和齿轮的传动实现移动。

作为本实用新型模块化的化成机的一种改进，所述第二机架的两侧设置有第二连接接口，相邻的所述第一机架和所述第二机架通过设有通孔的连接板连接；相邻的所述第一齿条和所述第二齿条对接，相邻的所述第一导轨和所述第二导轨对接。

作为本实用新型模块化的化成机的一种改进，所述第一齿条的一端设置有凹槽，所述第二齿条的一端设置有与所述凹槽匹配的凸起；

或者所述第一齿条的一端设置有凸起，所述第二齿条的一端设置有与所述凸起匹配的凹槽。

作为本实用新型模块化的化成机的一种改进，所述第二大板设置于所述冷压夹具的两侧，所述第二大板与所述第二机架螺接，所述第二立柱的底部与所述第二大板螺接；

所述第二立柱设置于相邻的所述第一大板和所述第二大板的连接处。

作为本实用新型模块化的化成机的一种改进，所述上料模块包括第三机架、分别设置于所述第三机架上的上料架、第三大板、第三立柱、第三齿条和第三导轨，所述第三立柱安装于所述第三大板上，所述第三齿条设置于所述第三导轨上，所述第三导轨设置于所述第三立柱的顶部，所述机械手通过所述第三齿条和齿轮的传动实现移动；

相邻的所述第一齿条和所述第三齿条对接，相邻的所述第一导轨和所述第三导轨对接，相邻的所述第三机架和所述第一机架通过连接板连接；

所述下料模块包括第四机架、分别设置于所述第四机架上的下料架、第四大板、第四立柱、第四齿条和第四导轨，所述第四立柱安装于所述第四大板上，所述第四齿条设置于所述第四导轨上，所述第四导轨设置于所述第四立柱的顶部，所述机械手通过所述第四齿条和齿轮的传动实现移动；

相邻的所述第一齿条和所述第四齿条对接，相邻的所述第一导轨和所述第四导轨对接，相邻的所述第四机架和所述第一机架通过连接板连接。

作为本实用新型模块化的化成机的一种改进，所述化成机还包括框架，所述框架分别与所述热压模块、所述冷压模块、所述上料模块和所述下料模块连接，所述机械手设置于所述框架上，所述框架位于所述热压模块、所述冷压模块、所述上料模块和所述下料模块的上方。

相对于现有技术，本实用新型通过将热压模块、冷压模块、上料模块和下料模块进行模块化，相邻的模块之间可拆卸连接，由于模块相对整机轻便，体积小，焊件的制作加工难度降低，从而使得加工精确更加容易得到保证，模块化的设计也能够减轻装配人员的劳动强度，调试完成后的化成机可拆分成各小的模块运输给客户，从而降低了化成机的运输难度，便于运输，节约运输费用，到达客户处时可在现场完成连接。而且，模块化的设计还可以提高化成机的柔性、组装的灵活性，在锂离子电池的工艺方法发生变化时，可以灵活的增减相应的模块，简单易行。

此外，模块化的设计可以将各模块分配给多组设计人员进行分别设计，这就可以使得设计任务明确，设计思路清晰。设计完成后再将各模块整合，即完成整机的详细设计工作。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型中热压模块的立体结构示意图。

图3为本实用新型中冷压模块的立体结构示意图。

图4为本实用新型中几个模块的组装结构示意图。

图5为本实用新型中齿条之间的连接结构示意图。

其中：

1-机架；

2-上料模块；

21-第三机架，22-上料架，23-第三大板，24-第三立柱；

3-热压模块；

31-第一机架，32-热压夹具，33-第一大板，34-第一立柱，35-第一齿条，351-凹槽，36-第一导轨，37-第一连接接口；

4-冷压模块；

41-第二机架，42-冷压夹具，43-第二大板，44-第二立柱，45-第二齿条，451-凸起，46-第二导轨，47-第二连接接口；

5-下料模块；

51-第四机架，52-下料架，53-第四大板，54-第四立柱；

6-机械手；

7-连接板；

8-框架。

具体实施方式

如图1至图5所示，本实用新型提供的一种模块化的化成机，包括机架1、分别设置于机架1上的上料模块2、至少两组热压模块3、至少一组冷压模块4、下料模块5和机械手6；热压模块3和冷压模块4均设置于上料模块2和下料模块5之间；上料模块2和其中一组热压模块3可拆卸连接，下料模块5和其中一组热压模块3可拆卸连接，冷压模块4的两端分别与两组热压模块3可拆卸连接；机械手6可移动地设置于机架1的上方。本实施例中，上料模块2设置为一组，热压模块3设置为三组，冷压模块4设置为一组，下料模块5和机械手6也设置为一组。机械手6可在各个模块之间运行，执行抓取物料的任务。

其中，热压模块3包括第一机架31、分别设置于第一机架31上的热压夹具32、第一大板33、第一立柱34、第一齿条35和第一导轨36，第一立柱34安装于第一大板33上，第一齿条35设置于第一导轨36上，第一导轨36设置于第一立柱34的顶部，机械手6通过第一齿条35和齿轮的传动实现移动。每个热压模块3包括两个热压夹具32。第一立柱34设置为四个，其中两个位于第一机架31的中部，另外两个位于第一机架31的边缘，用于实现该热压模块3与临近模块的连接。

第一机架31的两侧设置有第一连接接口37，用于实现其与相邻的模块的连接。

第一大板33设置于热压夹具32的两侧，并且位于同一侧的第一大板33设置为并排的两块，第一大板33与第一机架31螺接，第一立柱34的底部与两块第一大板33均螺接，从而实现对相邻的第一大板33的连接。

冷压模块4包括第二机架41、分别设置于第二机架41上的冷压夹具42、第二大板43、第二立柱44、第二齿条45和第二导轨46，第二立柱44安装于第二大板43上，第二齿条45设置于第二导轨46上，第二导轨46设置于第二立柱44的顶部，机械手6通过第二齿条45和齿轮的传动实现水平移动。

第二机架41的两侧设置有第二连接接口47，相邻的第一机架31和第二机架41通过设有通孔的连接板7连接；第一连接接口37和第二连接接口47上均设置有螺纹孔，通过螺钉和连接板7可以将相邻的两个模块的机架连接在一起。由此可见，相邻的模块除了通过第一立柱34连接之外，还通过连接板7连接，从而使得模块之间的连接更加稳定可靠。相邻的第一齿条35和第二齿条45对接，相邻的第一导轨36和第二导轨46对接。

第一齿条35的一端设置有凹槽351，第二齿条45的一端设置有与凹槽354匹配的凸起451。或者第一齿条35的一端设置有凸起，第二齿条45的一端设置有与凸起匹配的凹槽，这样的设计使得齿条在结构上相互勾连，从而实现可靠的定位与连接。

第二大板43设置于冷压夹具42的两侧，第二大板43与第二机架41螺接，第二立柱44的底部与第二大板43螺接；第二立柱44设置于相邻的第一大板33和第二大板43的连接处，两个模块之间的第一立柱34和第二立柱44在连接第一大板33和第二大板43的同时，也连接了两个模块。

上料模块2包括第三机架21、分别设置于第三机架21上的上料架22、第三大板23、第三立柱24、第三齿条和第三导轨，第三立柱24安装于第三大板23上，第三齿条设置于第三导轨上，第三导轨设置于第三立柱24的顶部，机械手6通过第三齿条和齿轮的传动实现移动；相邻的第一齿条35和第三齿条对接，相邻的第一导轨36和第三导轨对接，相邻的第三机架21和第一机架31通过连接板7连接。

下料模块5包括第四机架51、分别设置于第四机架51上的下料架52、第四大板53、第四立柱54、第四齿条和第四导轨，第四立柱54安装于第四大板53上，第四齿条设置于第四导轨上，第四导轨设置于第四立柱54的顶部，机械手6通过第四齿条和齿轮的传动实现移动；

相邻的第一齿条35和第四齿条对接，相邻的第一导轨36和第四导轨对接，相邻的第四机架51和第一机架31通过连接板7连接。

也就是说，本实用新型中的齿条和导轨不是一段式的，而是由若干段组成的，机械手6的水平移动是通过齿轮齿条的传动作用实现的，现有的化成机机械手6的行程长达数米。若齿条过长，则会导致齿条不易加工，并且刚度、直线度等要求难以保证。而在本实用新型中，在进行化成机模块化布局设计时，将齿条分段制作，再相互连接。如此就能较好的保证其刚度和直线度。各个模块之间通过连接板7实现连接的，这种方式不仅组装容易，而且容易拆卸。

化成机还包括框架8，框架8分别与热压模块3、冷压模块4、上料模块2和下料模块5连接，机械手6设置于框架8上，框架8位于热压模块3、冷压模块4、上料模块2和下料模块5的上方。实际制作时，各模块的连接完成后，再通过铝型材专用连接件将各模块之间的铝型材的框架8连接在一起，以更好地实现固定。

工作时，先人工向上料模块2上料，使电芯进入待料工位，机械手6的机械夹爪抓取物料并放入热压模块3的热压夹具32中，对电芯进行热压化成；热压化成完成后，由机械手6抓取物料并放入冷压模块4的冷压夹具42中，对电芯冷压定型，冷压定型完成后的电芯由机械手6抓取并放入下料模块5中人工下料。

总之，本实用新型通过将热压模块3、冷压模块4、上料模块2和下料模块5进行模块化，相邻的模块之间可拆卸连接，由于模块相对整机轻便，体积小，焊件的制作加工难度降低，从而使得加工精确更加容易得到保证，模块化的设计也能够减轻装配人员的劳动强度，调试完成后的化成机可拆分成各小的模块运输给客户，从而降低了化成机的运输难度，便于运输，节约运输费用，到达客户处时可在现场完成连接。而且，模块化的设计还可以提高化成机的柔性、组装的灵活性，在锂离子电池的工艺方法发生变化时，可以灵活的增减相应的模块，简单易行。

此外，模块化的设计可以将各模块分配给多组设计人员进行分别设计，这就可以使得设计任务明确，设计思路清晰。设计完成后再将各模块整合，即完成整机的详细设计工作。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种模块化的化成机，其特征在于：包括机架、分别设置于所述机架上的上料模块、至少两组热压模块、至少一组冷压模块、下料模块和机械手；

所述热压模块和所述冷压模块均设置于所述上料模块和所述下料模块之间；

所述上料模块和其中一组所述热压模块可拆卸连接，所述下料模块和其中一组所述热压模块可拆卸连接，所述冷压模块的两端分别与两组所述热压模块可拆卸连接；

所述机械手可移动地设置于所述机架的上方。

2.根据权利要求1所述的模块化的化成机，其特征在于：所述热压模块包括第一机架、分别设置于所述第一机架上的热压夹具、第一大板、第一立柱、第一齿条和第一导轨，所述第一立柱安装于所述第一大板上，所述第一齿条设置于所述第一导轨上，所述第一导轨设置于所述第一立柱的顶部，所述机械手通过所述第一齿条和齿轮的传动实现移动。

3.根据权利要求2所述的模块化的化成机，其特征在于：所述第一机架的两侧设置有第一连接接口。

4.根据权利要求2所述的模块化的化成机，其特征在于：所述第一大板设置于所述热压夹具的两侧，并且位于同一侧的所述第一大板设置为并排的两块，所述第一大板与所述第一机架螺接，所述第一立柱的底部与两块所述第一大板均螺接。

5.根据权利要求4所述的模块化的化成机，其特征在于：所述冷压模块包括第二机架、分别设置于所述第二机架上的冷压夹具、第二大板、第二立柱、第二齿条和第二导轨，所述第二立柱安装于所述第二大板上，所述第二齿条设置于所述第二导轨上，所述第二导轨设置于所述第二立柱的顶部，所述机械手通过所述第二齿条和齿轮的传动实现移动。

6.根据权利要求5所述的模块化的化成机，其特征在于：所述第二机架的两侧设置有第二连接接口，相邻的所述第一机架和所述第二机架通过设有通孔的连接板连接；相邻的所述第一齿条和所述第二齿条对接，相邻的所述第一导轨和所述第二导轨对接。

7.根据权利要求6所述的模块化的化成机，其特征在于：所述第一齿条的一端设置有凹槽，所述第二齿条的一端设置有与所述凹槽匹配的凸起；

或者所述第一齿条的一端设置有凸起，所述第二齿条的一端设置有与所述凸起匹配的凹槽。

8.根据权利要求5所述的模块化的化成机，其特征在于：所述第二大板设置于所述冷压夹具的两侧，所述第二大板与所述第二机架螺接，所述第二立柱的底部与所述第二大板螺接；

所述第二立柱设置于相邻的所述第一大板和所述第二大板的连接处。

9.根据权利要求4所述的模块化的化成机，其特征在于：所述上料模块包括第三机架、分别设置于所述第三机架上的上料架、第三大板、第三立柱、第三齿条和第三导轨，所述第三立柱安装于所述第三大板上，所述第三齿条设置于所述第三导轨上，所述第三导轨设置于所述第三立柱的顶部，所述机械手通过所述第三齿条和齿轮的传动实现移动；

相邻的所述第一齿条和所述第三齿条对接，相邻的所述第一导轨和所述第三导轨对接，相邻的所述第三机架和所述第一机架通过连接板连接；

所述下料模块包括第四机架、分别设置于所述第四机架上的下料架、第四大板、第四立柱、第四齿条和第四导轨，所述第四立柱安装于所述第四大板上，所述第四齿条设置于所述第四导轨上，所述第四导轨设置于所述第四立柱的顶部，所述机械手通过所述第四齿条和齿轮的传动实现移动；

相邻的所述第一齿条和所述第四齿条对接，相邻的所述第一导轨和所述第四导轨对接，相邻的所述第四机架和所述第一机架通过连接板连接。

10.根据权利要求1所述的模块化的化成机，其特征在于：所述化成机还包括框架，所述框架分别与所述热压模块、所述冷压模块、所述上料模块和所述下料模块连接，所述机械手设置于所述框架上，所述框架位于所述热压模块、所述冷压模块、所述上料模块和所述下料模块的上方。