CN210182503U - 电芯烫孔和短路检测一体设备和圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电芯烫孔和短路检测一体设备和圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机，电芯烫孔和短路检测一体设备包括机座、烫孔装置、短路检测装置、待取夹持装置和抓取装置，机座包括固定部和可沿y轴移动的滑动部，待取夹持装置上形成待取夹持位，烫孔装置、短路检测装置和待取夹持装置设在滑动部上，抓取装置包括沿y轴方向布置两个第一抓取机构，在y轴方向上，烫孔工位、检测工位和待取夹持位之间以第一距离等距设置，两个第一抓取机构之间的距离为第一距离。圆柱形纽扣式电芯制片卷绕包括电芯烫孔和短路检测一体设备。本实用新型实现电芯在多个工位之间的级进移送，保证定位精度而提高加工精度。

Description

电芯烫孔和短路检测一体设备和圆柱形纽扣式电芯制片卷 绕机

技术领域

本实用新型涉及电池生产技术领域，具体涉及一种电芯烫孔和短路检测一体设备和具有该种电芯烫孔和短路检测一体设备的圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机。

背景技术

在圆柱形纽扣式电池生产过程中，卷制好的电芯往往还需要经过烫孔以及短路测试，才能进行下一道生产工序。现有的电芯烫孔和短路测试工序安排在输送带上进行，输送带将多个圆柱形电池电芯运输道烫孔装置和短路检测装置处则取出并进行对应的加工或检测。

现有的该种电芯烫孔和短路测试方式存在的问题是，由于输送带较长，运行过程中不可避免产生振动而导致电芯发生位置偏移，从而造成定位偏差，进而造成烫孔不准确以及短路测试接触不良等问题。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种提高加工精度的电芯烫孔和短路检测一体设备。

本实用新型的第二目的在于提供一种提高加工精度的圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机。

本实用新型第一目的提供的电芯烫孔和短路检测一体设备包括机座、烫孔装置和短路检测装置，烫孔装置上形成烫孔工位，短路检测装置上形成检测工位；机座包括固定部、设置于固定部上的滑动部和第一直线驱动单元，第一直线驱动单元驱动滑动部相对于固定部沿y轴方向移动；电芯烫孔和短路检测一体设备还包括待取夹持装置，待取夹持装置上形成待取夹持位，烫孔装置、短路检测装置和待取夹持装置沿y轴方向依次设置在滑动部上；电芯烫孔和短路检测一体设备还包括设置于固定部上的抓取装置，抓取装置包括沿y轴方向布置的两个第一抓取机构，一个第一抓取机构可移动于烫孔工位与检测工位之间，另一个第一抓取机构可移动于检测工位与待取夹持位之间，在y轴方向上，烫孔工位、检测工位和待取夹持位之间以第一距离等距设置，两个第一抓取机构之间的距离为第一距离。

由上述方案可见，由于抓取装置上两个第一抓取机构的间距与烫孔工位、检测工位和待取夹持位三者中任意相邻两者的间距相等，因此本一体设备可同时进行两个电芯的不同加工工序；电芯由下料机械手送至烫孔工位，加热的烫针穿过电芯并对电芯保持固定，随后滑动部向前移动第一距离，此时烫孔工位位于第一个第一抓取机构的正下方，第一个第一抓取机构下落并对已完成烫孔工序的电芯进行抓取，烫针回退、第一个第一抓取机构上升而滑动部后退会期初位置；下料机械手继续将第二个电芯送入烫孔工位，同时第一抓取机构下移并将第一个电芯送入检测工位进行短路检测；随后第一抓取机构上升，滑动部再次前进第一距离，此时两个第一抓取机构分别位于烫孔工位与检测工位正上方，下降即可对两个电芯同时抓取，随后滑动部后退第一距离，第一个电芯将被移送至待取夹持位等待接收，第二个电芯将被移送至检测工位，此时第三个电芯将被下料机械手送至烫孔工位，依此循环。本实用新型提供的电芯烫孔和短路检测一体设备利用机械手实现电芯在多个工位或夹持位之间的级进移送，实现同时对两个电芯进行不同工序的加工，同时保证了定位精度，从而提高加工精度。

进一步的方案是，电芯烫孔和短路检测一体设备还包括设置在固定部上的移送装置；移送装置包括第二抓取机构，第二抓取机构可沿x轴方向移动至待取夹持位。

由上可见，两个第一抓取机构配合第二抓取机构实现对电芯的级进运送，从而保证每一个电芯被移送装置送出时的定位精度，从而保证下一步工序的定位精度。

进一步的方案是，移送装置还包括第二直线驱动单元、摆动驱动单元和第三直线驱动单元，第二直线驱动单元安装在固定部上，摆动驱动单元安装在第二直线驱动单元上，第三直线驱动单元安装在摆动驱动单元上，第二抓取机构安装在第三直线驱动单元上。

由上可见，此设置在保证对电芯定位精度的前提下增加了第二抓取机构的灵活性，从而使圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机中多个一体设备之间的空间布置更紧凑。

进一步的方案是，第二抓取机构包括可沿y轴方向移动的两个第二抓取臂，在y轴方向上，两个第二抓取臂之间形成第二抓取位。

更进一步的方案是，第一抓取机构包括可沿y轴方向移动的两个第一抓取臂，在y轴方向上，两个第一抓取臂之间形成第一抓取位。

更进一步的方案是，待取夹持装置包括可沿z轴方向移动的两个待取夹持臂，在z轴方向上，两个待取夹持臂之间形成待取夹持位。

由上可见，第一抓取臂和第二抓取臂均与待取夹持臂配合于待取夹持位，两个第一抓取臂之间沿y轴方向设置，两个第二抓取臂之间沿y轴方向设置，而两个待取夹持臂则沿z轴方向布置，此设置可使抓取臂与夹持臂之间交接电芯而不产生干涉，保证电芯运送的流畅性。

进一步的方案是，第一抓取臂上具有朝向第一抓取位的第一抵接面，待取夹持臂上具有朝向待取夹持位的待取抵接面，第一抵接面和/或待取抵接面为内凹弯折面或内凹弧面。

由上可见，第一抵接面和待取抵接面设置为内凹弯折面或内凹弧面能不损坏电芯的同时对电芯定位夹持。

进一步的方案是，烫孔装置包括第四直线驱动单元、加热单元、烫针和烫针插座，第四直线驱动单元、加热单元和烫针插座沿x轴方向依次设置在滑动部上，加热单元与烫针插座之间形成烫孔工位；烫针连接在第四直线驱动单元上，烫针穿过加热单元，第四直线驱动单元驱动烫针沿x轴方向移动。

进一步的方案是，短路检测装置包括沿x轴方向滑动设置在固定部上的两个检测单元，两个检测单元沿x轴方向设置，两个检测单元之间形成检测工位；检测单元包括卡盘和位于卡盘中央的导电棒，卡盘和导电棒朝向检测工位。

本实用新型第二目的提供的圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机包括上述的电芯烫孔和短路检测一体设备。

附图说明

图1为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第一视角的结构图。

图2为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第二视角的结构图。

图3为图1中A处的放大图。

图4为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第一工作状态的示意图。

图5为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第二工作状态的示意图。

图6为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第三工作状态的示意图。

图7为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第四工作状态的示意图。

图8为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第五工作状态的示意图。

图9为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第六工作状态的示意图。

图10为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第七工作状态的示意图。

图11为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第八工作状态的示意图。

图12为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第九工作状态的示意图。

具体实施方式

参见图1和图2，图1为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第一视角的结构图，图2为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第二视角的结构图。本实用新型圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机具有电芯烫孔和短路检测一体设备，由于本实用新型发明点在于电芯烫孔和短路检测一体设备，故以下仅对电芯烫孔和短路检测一体设备的结构进行详细说明。

电芯烫孔和短路检测一体设备包括机座1、烫孔装置2、短路检测装置3、待取夹持装置4、移送装置5和抓取装置6。机座1包括固定部11、设置于固定部11上的滑动部12和第一直线驱动单元13。烫孔装置2、短路检测装置3和待取夹持装置4沿y轴方向依次设置在滑动部12上，移送装置5和抓取装置6设置在固定部11上。

固定部11包括固定板111、固定安装在固定板上的第一安装架112、第二安装架113和第三安装架114；滑动部12为一块安装板；第一直线驱动单元13包括第一电机131、连接在第一电机131输出轴上的、沿y轴方向延伸的第一丝杆132、套装在第一丝杆132上的第一丝杆螺母133。第一电机131安装在第一安装架112上，第一丝杆螺母133固定在滑动部12上，第一安装架112上设置有沿y轴方向设置的第一滑轨141，滑动部12底部安装有第一滑块142，第一滑轨141与第一滑块142滑动配合。因此，第一直线驱动单元13可驱动滑动部12相对于固定部11沿y轴方向移动。

再结合图3，图3为图1中A处的放大图。烫孔装置2包括第四直线驱动单元21、加热单元23、烫针24和烫针插座25。第四直线驱动单元21包括固定在滑动部12上的第四电机211、连接在第四电机211的输出轴上、且沿x轴方向延伸的第二丝杆212、套装在第二丝杆212上的第二丝杆螺母213以及与丝杆螺母213固定连接的底座214；底座214与滑动部12之间设置有第二滑块和第二滑轨以实现滑动配合。因此，第四电机211可驱动底座214相对于滑动部12沿x轴方向移动。

底座214上设置有烫针电机22，烫针24同轴连接在烫针电机22的输出轴上，且烫针24沿x轴方向延伸；加热单元23和烫针插座2固定在滑动部12上，且在x轴正向上，烫针电机22、加热单元23和烫针插座25依次设置，加热单元23与烫针插座25之间形成烫孔工位20，烫针24可穿过加热单元23并朝向烫孔工位20。在第四电机211的驱动下，烫针24沿x轴方向移动、穿过烫孔工位20并插入烫针插座25中。

短路检测装置3包括沿x轴方向滑动设置在固定部11上的两个检测单元31以及一个支撑座33，两个检测单元31沿x轴方向设置，两个检测单元31之间形成检测工位30，支撑座33位于检测工位30处，支撑座33的端面为用于与支撑圆柱形纽扣电池电芯外表面配合的内凹弧面；检测单元31包括卡盘311和位于卡盘311中央的导电棒312，卡盘311和导电棒312朝向检测工位30，检测单元31沿x方向移动可移动地安装在滑动部12上，驱动检测单元31的直线驱动单元可采用气缸或电机。

待取夹持装置4包括夹持气缸41和安装在夹持气缸41输出端的两个可沿z轴方向相对移动的两个待取夹持臂42，两个待取夹持臂42沿x轴方向延伸成长形，因此，两个待取夹持臂42在z轴方向上具有较小的尺寸，且待取夹持臂42在x轴方向上的延伸末端收窄设置，故待取夹持臂42的延伸末端在z轴方向上具有更小的尺寸，从而进一步避免交接电芯时与第一抓取臂622或第二抓取臂542产生干涉。在z轴方向上，两个待取夹持臂42的延伸末端之间形成待取夹持位40，待取夹持臂42具有朝向待取夹持位40的待取抵接面，待取抵接面为内凹弧面或内凹弯折面。

抓取装置6设置在第二安装架113上。抓取装置6包括沿z轴方向设置的抓取气缸611、连接在抓取气缸611的活塞杆上的滑台612和设置在滑台612上的第一抓取机构62和第一抓取机构63，第一抓取机构62和第一抓取机构63沿y轴方向布置。

第一抓取机构62和第一抓取机构63的结构相同。第一抓取机构62包括抓取气缸621和连接在抓取气缸621输出端的两个可沿y轴方向相对移动的两个第一抓取臂622，在y轴方向上，两个第一抓取臂第一抓取臂622之间形成第一抓取位620，第一抓取臂622上具有朝向第一抓取位620的第一抵接面，第一抵接面为内凹弯折面或内凹弧面。

参见图2，移送装置5安装在第三安装架114上。移送装置5还包括第二直线驱动单元51、摆动驱动单元52和第三直线驱动单元53，第二直线驱动单元51安装在固定部11上，摆动驱动单元52安装在第二直线驱动单元51上，第三直线驱动单元53安装在摆动驱动单元52上，第二抓取机构54安装在第三直线驱动单元53上。第二直线驱动单元51包括第三电机511、连接在第三电机511的输出轴上、且沿x轴方向延伸的第三丝杆512、套装在第三丝杆512外的第三丝杆螺母513，第三丝杆螺母513与第三安装支架114之间通过第三滑轨与第三滑块的配合实现滑动配合。摆动驱动单元52为电机或转动气缸；第三直线驱动单元53为气缸，第二抓取机构54包括抓取气缸541和连接在抓取气缸541输出端的两个可沿y轴方向相对移动的两个第二抓取臂542，在y轴方向上，两个第二抓取臂542之间形成第二抓取位540，第二抓取臂542具有朝向第二抓取位540的第二抵接面，第二抵接面为内凹弧面或内凹弯折面。

结合图4，图4为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第一工作状态的示意图。在y轴方向上，烫孔工位20、检测工位30和待取夹持位40之间以第一距离d1等距设置，第一抓取机构62和第一抓取机构63之间的距离为第一距离d1。

进行电芯加工时，初状态下，第一抓取机构62位于检测工位30上方，第一抓取机构63位于待取夹持位40上方，此时下料机械手8移动到烫孔工位20上方并下降，将电芯91放置到烫孔工位20，待加热后的烫针24(图3示)穿过电芯91后，下料机械手8则松开电芯91并上移。

结合图5，图5为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第二工作状态的示意图。随后滑动部12沿y轴正向移动第一距离d1，此时第一抓取机构62位于烫孔工位20正上方。

结合图6，图6为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第三工作状态的示意图。随后，待电芯91的烫孔工序完成后，第一抓取机构62则下降抓取电芯91。此时下料机械手8则去生产线上抓取下一个待加工的电芯。

结合图7，图7为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第四工作状态的示意图。随后，第一抓取机构62也抓取电芯91并上升。此时下料机械手8抓取了电芯92并返回。

结合图8，图8为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第五工作状态的示意图。随后滑动部12沿y轴负向移动第一距离d1，此时下料机械手8位于烫孔工位20上方，第一抓取机构62位于检测工位30上方，随后下料机械手8与抓取装置6下降，加热后的烫针24(图3示)穿过电芯92以完成对电芯92的定位，电芯91支撑于支撑座33之上，两个检测单元31从相对两侧靠近检测工位30移动并启动卡盘311，电芯91两侧的两个极耳各被夹紧于对应的检测单元31上的卡盘311与导电棒312之间(图3示)，实现对电芯91的定位和短路检测。

结合图9，图9为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第六工作状态的示意图。此后，下料机械手8和抓取装置6分别松开电芯92和电芯91，然后下料机械手8和抓取装置6上升，随后，滑动部12沿y轴正向移动第一距离d1，此时第一抓取机构62和第一抓取机构63分别位于烫孔工位20和检测工位30的上方，以待取出加工完的电芯92和电芯91。

结合图10，图10为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第七工作状态的示意图。随后，第一抓取机构62和第一抓取机构63下降并分别取出加工完的电芯92和电芯91，此时下料机械手8已从生产线取来电芯93。

结合图11，图11为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第八工作状态的示意图。随后，滑动部12沿y轴负向移动第一距离d1。此时下料机械手8、第一抓取机构62和第一抓取机构63分别位于烫孔工位20、检测工位30和待取夹持位40正上方。

结合图12，图12为本实用新型电芯烫孔和短路检测一体设备实施例第九工作状态的示意图。此后，下料机械手8和抓取装置6下降，电芯93被定位于烫孔工位20中，电芯92被定位于检测工位30中，而已完成烫孔工序和电路检测工序的电芯91则位于待取夹持位40中，由两个待取夹持臂42从z轴方向的两侧夹持定位，并等待移送装置5(图2示)的取件。

再结合图2，待移送装置5到达后，第二抓取机构54的两个第二抓取臂542从y轴方向的两侧进行抓取，完成电芯91的交接，同时保证待取夹持臂42与第二抓取臂542之间不产生干涉。

本实用新型提供的电芯烫孔和短路检测一体设备利用机械手实现电芯在多个工位之间的级进移送，实现同时对两个电芯进行不同工序的加工，同时保证了定位精度，从而提高加工精度。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.电芯烫孔和短路检测一体设备，包括机座、烫孔装置和短路检测装置，所述烫孔装置上形成烫孔工位，所述短路检测装置上形成检测工位；

其特征在于：

所述机座包括固定部、设置于所述固定部上的滑动部和第一直线驱动单元，所述第一直线驱动单元驱动所述滑动部相对于所述固定部沿y轴方向移动；

所述电芯烫孔和短路检测一体设备还包括待取夹持装置，所述待取夹持装置上形成待取夹持位，所述烫孔装置、所述短路检测装置和所述待取夹持装置沿y轴方向依次设置在所述滑动部上；

所述电芯烫孔和短路检测一体设备还包括设置于所述固定部上的抓取装置，所述抓取装置包括沿y轴方向布置的两个第一抓取机构，一个所述第一抓取机构可移动于所述烫孔工位与所述检测工位之间，另一个所述第一抓取机构可移动于所述检测工位与所述待取夹持位之间；

在y轴方向上，所述烫孔工位、所述检测工位和所述待取夹持位之间以第一距离等距设置，两个所述第一抓取机构之间的距离为所述第一距离。

2.根据权利要求1所述的电芯烫孔和短路检测一体设备，其特征在于：

所述电芯烫孔和短路检测一体设备还包括设置在所述固定部上的移送装置；

所述移送装置包括第二抓取机构，所述第二抓取机构可沿x轴方向移动至所述待取夹持位。

3.根据权利要求2所述的电芯烫孔和短路检测一体设备，其特征在于：

所述移送装置还包括第二直线驱动单元、摆动驱动单元和第三直线驱动单元，所述第二直线驱动单元安装在所述固定部上，所述摆动驱动单元安装在所述第二直线驱动单元上，所述第三直线驱动单元安装在所述摆动驱动单元上，所述第二抓取机构安装在所述第三直线驱动单元上。

4.根据权利要求2所述的电芯烫孔和短路检测一体设备，其特征在于：

所述第二抓取机构包括可沿y轴方向移动的两个第二抓取臂，在y轴方向上，两个所述第二抓取臂之间形成第二抓取位。

5.根据权利要求1至4任一项所述的电芯烫孔和短路检测一体设备，其特征在于：

所述第一抓取机构包括可沿y轴方向移动的两个第一抓取臂，在y轴方向上，两个所述第一抓取臂之间形成第一抓取位。

6.根据权利要求5所述的电芯烫孔和短路检测一体设备，其特征在于：

所述待取夹持装置包括可沿z轴方向移动的两个待取夹持臂，在z轴方向上，两个所述待取夹持臂之间形成所述待取夹持位。

7.根据权利要求6所述的电芯烫孔和短路检测一体设备，其特征在于：

所述第一抓取臂上具有朝向所述第一抓取位的第一抵接面，所述待取夹持臂上具有朝向所述待取夹持位的待取抵接面，所述第一抵接面和/或所述待取抵接面为内凹弯折面或内凹弧面。

8.根据权利要求1至4任一项所述的电芯烫孔和短路检测一体设备，其特征在于：

所述烫孔装置包括第四直线驱动单元、加热单元、烫针和烫针插座，所述第四直线驱动单元、所述加热单元和所述烫针插座沿x轴方向依次设置在所述滑动部上，所述加热单元与所述烫针插座之间形成所述烫孔工位；

所述烫针连接在所述第四直线驱动单元上，所述烫针穿过所述加热单元，所述第四直线驱动单元驱动所述烫针沿x轴方向移动。

9.根据权利要求1至4任一项所述的电芯烫孔和短路检测一体设备，其特征在于：

所述短路检测装置包括沿x轴方向滑动设置在所述固定部上的两个检测单元，两个所述检测单元沿x轴方向设置，两个所述检测单元之间形成所述检测工位；

所述检测单元包括卡盘和位于所述卡盘中央的导电棒，所述卡盘和所述导电棒朝向所述检测工位。

10.圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机，其特征在于：所述圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机包括上述权利要求1至9任一项所述的电芯烫孔和短路检测一体设备。

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