CN207530066U - 用于迷你型电芯的封装设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于迷你型电芯的封装设备，包括：工作台；沿着迷你型电芯的前进方向依次设置在工作台上的预封装装置、精封装装置、切气袋工位、扫码称重工位、电压测试工站；设置在工作台上的第一机器人和CCD视觉定位系统，第一机器人在预封装装置、精封装装置和切气袋工位之间移动以转移迷你型电芯，其中，第一机器人与CCD视觉定位系统配合在精封装装置精确定位迷你型电芯；以及设置在工作台上的第二机器人，第二机器人在切气袋工位、扫码称重工位和电压测试工站之间移动以转移迷你型电芯。本申请的目的在于提供一种自动化封装迷你型电芯的封装设备。

Description

用于迷你型电芯的封装设备

技术领域

本申请涉及一种用于迷你型电芯的封装设备。

背景技术

新能源是未来社会发展的趋势，锂电行业作为新能源的主要产业之一，由于其技术相对成熟，应用范围广，是目前世界各国争相研究的热点之一。因此，推进锂电行业产业化、自动化、提高其生产效率、降低人工成本、保证产品品质统一具有重要意义。锂离子电池的生产设备在很大程度上代表着新能源行业的发展水平。锂离子电池生产设备高度自动化一直是企业提高竞争力、降低生产成本的关键因素，自动Degassing真空封装工序作为锂离子电池中的重要工序，直接影响电池品质及安全。以往人工手动设备无法自动化生产迷你类型电池，从而效率低。

目前锂离子电池真空封装工序采用直列式布局、机械式定位，存在以下普遍问题：1.直列式布局占地面积大，使用成本高；2.机械手搬移模式固定，不易换型以适应不同尺寸的电芯并且使用范围小，从而导致柔性低。机械式定位可适应性低，并且有可能造成电芯损坏。3.目前锂电行业生产迷你类型电芯多采用半自动或人工生产。其效率低，品质不统一，一直是迷你类型电芯亟待解决的问题。为解决此类问题，常常采用的是将传统的设备通过修改设计，按比例缩小设备，从而达到让设备适用于迷你类型电芯生产，并且其效率、品质常常会打一个折扣。因此传统的设备一直存在的生产风险将伴随着设备存在，并未因此解决迷你类型电芯生产所具有的特性而去针对性解决问题。因此，有必要开发一种高效的自动真空封装迷你类型电芯的设备，提高设备效率以及降低成本。

实用新型内容

针对相关技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种自动化封装迷你型电芯的封装设备。

本申请提供一种用于迷你型电芯的封装设备，包括：工作台；沿着迷你型电芯的前进方向依次设置在工作台上的预封装装置、精封装装置、切气袋工位、扫码称重工位、电压测试工站；设置在工作台上的第一机器人和CCD视觉定位系统，第一机器人在预封装装置、精封装装置和切气袋工位之间移动以转移迷你型电芯，其中，第一机器人与CCD视觉定位系统配合在精封装装置精确定位迷你型电芯；以及设置在工作台上的第二机器人，第二机器人在切气袋工位、扫码称重工位和电压测试工站之间移动以转移迷你型电芯。

根据本申请，CCD视觉定位系统设置在第一机器人的移动路径上，第一机器人可在CCD视觉定位系统的上方停顿以供CCD视觉定位系统视觉拍照，第一机器人根据CCD视觉定位系统的视觉拍照及精封装装置上的基准调整迷你型电芯的位置。

根据本申请，封装设备还包括上料拉带、缓存拉带和第一机械手，上料拉带和缓存拉带沿迷你型电芯的前进方向直线排列设置，预封装装置和第一机械手分别设置在上料拉带和缓存拉带的两侧，第一机械手可沿上料拉带和缓存拉带的延伸方向移动。

根据本申请，预封装装置包括沿上料拉带和缓存拉带并列设置的两个预封装腔体。

根据本申请，精封装装置包括沿着第一机器人的移动路径并列设置的两个精封装腔体。

根据本申请，电压测试工站包括自动转盘，以及沿自动转盘的圆周间隔设置的测试工位和下料工位，自动转盘旋转以带动迷你型电芯在测试工位和下料工位之间切换。

根据本申请，封装设备还包括与下料工位衔接的第二机械手，以及沿着第二机械手的移动路径并列设置的多条下料拉带。

根据本申请，多条下料拉带包括合格电芯拉带、电压测试不合格电芯拉带、扫码不合格电芯拉带和称重不合格电芯拉带。

根据本申请，第一机器人和第二机器人构造为六轴机器人。

根据本申请，迷你型电芯的长度为10mm至60mm，宽度为8mm至35mm。

本申请的有益技术效果在于：

本申请的封装设备通过第一机器人在预封装装置、精封装装置和切气袋工位之间转移迷你型电芯，通过第二机器人在切气袋工位、扫码称重工位和电压测试工站之间转移迷你型电芯，并通过第一机器人和CCD视觉定位系统的配合在精封装装置精确定位迷你型电芯，解决了传统设备机械式定位无法适用于生产迷你型电芯的问题，同时机器人的自动化性能为封装设备带来了自动化封装迷你型电芯的优势。

附图说明

图1是本申请的封装设备的侧视示意图。

图2是本申请的封装设备的俯视示意图。

具体实施方式

现参照附图对本申请的实施例进行详细说明，但该说明仅是示例性的，不用于限制本申请的保护范围。

参考图1和图2，在一个实施例中，本申请提供一种用于迷你型电芯的封装设备，包括：工作台1；沿着迷你型电芯2的前进方向依次设置在工作台1上的预封装装置10、精封装装置20、切气袋工位30、扫码称重工位40、电压测试工站50；设置在工作台1上的第一机器人60和CCD视觉定位系统70，第一机器人60在预封装装置10、精封装装置20和切气袋工位30之间移动以转移迷你型电芯2，其中，第一机器人60与CCD视觉定位系统70配合在精封装装置20精确定位迷你型电芯；以及设置在工作台1上的第二机器人80，第二机器人80在切气袋工位30、扫码称重工位40和电压测试工站50之间移动以转移迷你型电芯2。本申请的封装设备通过第一机器人60在预封装装置10、精封装装置20和切气袋工位30之间转移迷你型电芯2，通过第二机器人80在切气袋工位30、扫码称重工位40和电压测试工站50之间转移迷你型电芯2，并通过第一机器人60和CCD视觉定位系统70的配合在精封装装置20精确定位迷你型电芯2，解决了传统设备机械式定位无法适用于生产迷你型电芯的问题，同时第一机器人60和第二机器人80的自动化性能为封装设备带来了自动化封装迷你型电芯的优势。优选地，迷你型电芯的长度为10mm至60mm，宽度为8mm至35mm。第一机器人60和第二机器人80可以构造为爱普生紧凑型六轴机器人，该机器人具有一流的循环时间、重复定位精度和运动范围，同时其手臂采用独特的纤细线性设计，使其能柔和动作，能在有限工作空间多角度作业。而且该机器人具有纤细的机身和紧凑的手腕，能确保其达到很大的运动范围，而具有较少的机械限制。本申请的封装设备采取将封装工艺拆分，先在预封装装置10对电芯行预封，再在精封装装置20对电芯2进行精封，预封时对电芯2粗略定位并排除废气和废液，精封时对电芯2精确定位并制造精确电芯尺寸。将封装装置拆分为预封装装置和精封装装置既能减少封装腔体数量，又能减少封装工艺时间，有效保证了设备产能及效率。将封装工艺拆分实现了工艺的突破及优化。

参照图2，在一个实施例中，CCD视觉定位系统70设置在第一机器人60的移动路径上，第一机器人60可在CCD视觉定位系统70的上方停顿以供CCD视觉定位系统70视觉拍照，第一机器人60根据CCD视觉定位系统70的视觉拍照及精封装装置20上的基准调整迷你型电芯2的位置。本申请的封装设备采用了CCD定位系统视觉70与机器人的结合，高度运用了视觉定位、判断系统、系统信息采集、管理系统，对电芯控制尺寸区域进行取像、定位调整，并实现精确定位。

继续参照图2，在一个实施例中，封装设备还包括上料拉带90、缓存拉带91和第一机械手92，上料拉带90和缓存拉带91沿迷你型电芯2的前进方向直线排列设置，预封装装置10和第一机械手92分别设置在上料拉带90和缓存拉带91的两侧，第一机械手92可沿上料拉带90和缓存拉带91的延伸方向移动。优选地，第一机械手92可以为传统的机械式定位的机械手，例如通过齿轮齿条、滚珠丝杠、同步带等传动定位，既可满足在预封装装置10和缓存拉带91上对电芯2的粗定位需求，又可满足降低设备制造成本的需求。

参照图2，在一个实施例中，预封装装置10包括沿上料拉带90和缓存拉带91并列设置的两个预封装腔体11、12。精封装装置20包括沿着第一机器人60的移动路径并列设置的两个精封装腔体21、22。如此，采用多封装腔体并行的模式，可以提高设备的封装速度。

继续参照图2，在一个实施例中，电压测试工站50包括自动转盘51，以及沿自动转盘51的圆周间隔设置的测试工位52和下料工位53，自动转盘51旋转以带动迷你型电芯在测试工位52和下料工位53之间切换。封装设备还包括与下料工位53衔接的第二机械手54，以及沿着第二机械手54的移动路径并列设置的多条下料拉带55。多条下料拉带55包括合格电芯拉带56、电压测试不合格电芯拉带57、扫码不合格电芯拉带58和称重不合格电芯拉带59。其中，合格电芯拉带56与下一道工序的设备连接，电压测试不合格电芯拉带57、扫码不合格电芯拉带58和称重不合格电芯拉带59连接至上游工序以重新制造电芯。

示例性地，本申请的封装设备的工作流程如下：

迷你型电芯2从上一道工序的设备通过上料拉带90衔接入料。电芯在上料拉带90上先进行粗定位，然后由第一机械手92先后取放两个电芯至预封装装置10的同一个预封装腔体进行封装。然后取出已经预封装OK的电芯，下料至预封装缓存拉带91。第一机器人60从缓存拉带92直接吸取电芯，第一机器人60吸取电芯后，先在CCD视觉定位系统70的上方经过并停顿进行视觉拍照。拍照完毕，第一机器人60通过自动判断将已经预封装完成的电芯自动调整并参考基准放置在精封装装置20进行精封装。然后第一机器人60取出精封装腔体内已经完成的电芯，并将其定位、搬运至切气袋工站30，将电芯废气袋切除。第一机器人60的动作完成并准备进行下一轮动作。待切气袋工站完成后，第二机器人80将已经切完废气袋的电芯转运至自动扫码称重工位，进行称重扫码，标记并录入数据至工控机。第二机器人80先将称重完成的电芯取走，再将待称重扫码电芯放置称重平台台面上。接下来，第二机器人80将扫码称重完成的电芯转运至电压测试工站50，即将需要进行电压测试的电芯放在自动转盘51上，至此第二机器人的动作结束，返回切气袋工位30附近等待点待命。自动转盘51自动旋转，切换至测试工位，并测试电芯的电压功能，并且进行标记。待测试完毕，自动转盘51旋转至下料工位53。第二机械手54根据系统给出值自动判断，将电芯分类放至合格电芯拉带56、电压测试不合格电芯拉带57、扫码不合格电芯拉带58和称重不合格电芯拉带59。合格电芯拉带56与下一道工序连接。此设备一个电芯一轮生产结束。

综上，本申请的封装设备的结构进行了突破及优化，设备尺寸更小，更易维护，柔性化，智能化程度更高，劳动人员强度更低，有效保证了设备产能及效率。该封装设备具备适应范围广，生产效率高的优势，对于穿戴式行业的发展具有重大贡献。在其同类设备中，从机械接触式变成非接触式定位。高度运用了视觉定位、判断系统、系统信息采集、管理系统。对于锂电行业自动化设备具有重要意义。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于迷你型电芯的封装设备，其特征在于，包括：

工作台；

沿着所述迷你型电芯的前进方向依次设置在所述工作台上的预封装装置、精封装装置、切气袋工位、扫码称重工位、电压测试工站；

设置在所述工作台上的第一机器人和CCD视觉定位系统，所述第一机器人在所述预封装装置、所述精封装装置和所述切气袋工位之间移动以转移所述迷你型电芯，其中，所述第一机器人与所述CCD视觉定位系统配合在所述精封装装置精确定位所述迷你型电芯；以及

设置在所述工作台上的第二机器人，所述第二机器人在所述切气袋工位、所述扫码称重工位和所述电压测试工站之间移动以转移所述迷你型电芯。

2.根据权利要求1所述的封装设备，其特征在于，所述CCD视觉定位系统设置在所述第一机器人的移动路径上，所述第一机器人可在所述CCD视觉定位系统的上方停顿以供所述CCD视觉定位系统视觉拍照，所述第一机器人根据所述CCD视觉定位系统的视觉拍照及所述精封装装置上的基准调整所述迷你型电芯的位置。

3.根据权利要求1所述的封装设备，其特征在于，所述封装设备还包括上料拉带、缓存拉带和第一机械手，所述上料拉带和所述缓存拉带沿所述迷你型电芯的前进方向直线排列设置，所述预封装装置和所述第一机械手分别设置在所述上料拉带和所述缓存拉带的两侧，所述第一机械手可沿所述上料拉带和所述缓存拉带的延伸方向移动。

4.根据权利要求3所述的封装设备，其特征在于，所述预封装装置包括沿所述上料拉带和所述缓存拉带并列设置的两个预封装腔体。

5.根据权利要求1所述的封装设备，其特征在于，所述精封装装置包括沿着所述第一机器人的移动路径并列设置的两个精封装腔体。

6.根据权利要求1所述的封装设备，其特征在于，所述电压测试工站包括自动转盘，以及沿所述自动转盘的圆周间隔设置的测试工位和下料工位，所述自动转盘旋转以带动所述迷你型电芯在所述测试工位和所述下料工位之间切换。

7.根据权利要求6所述的封装设备，其特征在于，所述封装设备还包括与所述下料工位衔接的第二机械手，以及沿着所述第二机械手的移动路径并列设置的多条下料拉带。

8.根据权利要求6所述的封装设备，其特征在于，所述多条下料拉带包括合格电芯拉带、电压测试不合格电芯拉带、扫码不合格电芯拉带和称重不合格电芯拉带。

9.根据权利要求1所述的封装设备，其特征在于，所述第一机器人和第二机器人构造为六轴机器人。

10.根据权利要求1-9中的任一项所述的封装设备，其特征在于，所述迷你型电芯的长度为10mm至60mm，宽度为8mm至35mm。