CN211829068U - 一种精准定位的电芯叠片装置 - Google Patents

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徐腾飞
吴怡纬
曾臻
刘杰
张春杰
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Abstract

本实用新型公开了一种精准定位的电芯叠片装置,涉及锂电池制造设备领域,其包括机架,机架上设置有上料机构、CCD平台、电芯叠片台、隔膜放卷机和机器人模组,机架内设有电控柜。其中,CCD平台包括极片CCD平台、第一动力机构、超声传感器和视觉相机,极片CCD平台具有若干电池极片卡位,每一电池极片卡位的下方对应设置有背光板,电池极片卡位具有能让背光板发出的光线穿过的通光孔,超声传感器用于检测电池极片是否重片,视觉相机用于识别电池极片的边界以确保定位精度,第一动力机构用于调整极片CCD平台的位置以便超声传感器和视觉相机更好地检测和识别。本实用新型能在电芯叠片前对电池极片进行重片自动检测,提高检测效率及准确度。

Description

一种精准定位的电芯叠片装置
技术领域
本实用新型涉及锂电池制造设备领域,具体涉及一种精准定位的电芯叠片装置。
背景技术
在自动化锂电池生产制造装配线中,电芯叠片是极其重要的,叠片质量的好坏会直接影响成品电池的质量。目前市场上采用的叠片方法是利用直线模组(或机械手)组合气缸搭载吸盘的方式抓取极片,没有搭载定位检测装置,进行叠片作业时需旁边有人看护,当发现极片放置偏斜后,得等叠片完成后单独取出进行重新叠片作业,同时,由于是人工肉眼观看,因此会存在一些极片位置放偏但不易被肉眼发现的隐患,将严重降低作业良品率,浪费成本。
实用新型内容
针对现有技术中的不足,本实用新型提供一种精准定位的电芯叠片装置,其能在电芯叠片前对电池极片进行重片自动检测,提高检测效率及准确度。
为实现上述目的,本实用新型的技术方案如下:
一种精准定位的电芯叠片装置,其包括
机架,所述机架上设置有料仓、CCD平台、电芯叠片台、隔膜放卷机和机器人模组,所述料仓上存放有若干电池极片;
所述CCD平台包括极片CCD平台、第一动力机构、超声传感器和视觉相机,所述极片CCD平台具有若干电池极片卡位,每一电池极片卡位的下方对应设置有背光板,电池极片卡位具有能让所述背光板发出的光线穿过的通光孔,所述超声传感器用于检测电池极片是否重片,所述视觉相机用于识别电池极片的边界以确保定位精度,所述第一动力机构用于调整所述极片CCD平台的位置以便所述超声传感器和所述视觉相机更好地检测和识别;
所述机器人模组根据所述超声传感器和所述视觉相机的反馈信号剔除重片的电池极片以及抓取电池极片到所述电芯叠片台;
所述电芯叠片台和所述隔膜放卷机配合用于实现隔膜Z型层叠操作。
如上所述的精准定位的电芯叠片装置,进一步地,还包括上料机构,其包括若干所述料仓,所述料仓的外侧设有若干出风口朝向料仓的气吹板,气吹板上设有若干毛刷,所述料仓的外侧还设有除尘罩,所述除尘罩的抽风口朝向料仓。
如上所述的精准定位的电芯叠片装置,进一步地,所述上料机构还包括顶升机构和极片料盒托盘,所述料仓通过极片料盒托盘安装在所述顶升机构上,所述顶升机构用于驱动所述料仓沿垂直方向上下运动。
如上所述的精准定位的电芯叠片装置,进一步地,所述上料机构还包括第二动力机构,所述第二动力机构用于驱动所述气吹板沿靠近或远离所述料仓的方向运动。
如上所述的精准定位的电芯叠片装置,进一步地,所述电芯叠片台包括压板机构、伺服丝杆模组和安装调节板,所述压板机构通过所述安装调节板设置在伺服丝杆模组的滑块上。
如上任一所述的精准定位的电芯叠片装置,进一步地,所述第一动力机构和所述第二动力机构为气缸、电缸、液压缸或丝杠模组的任一种。
如上任一所述的精准定位的电芯叠片装置,进一步地,所述料仓的平面面积在60*40mm-150*100mm之间,所述料仓的电池极片容量为300片。
如上任一所述的精准定位的电芯叠片装置,进一步地,所述料仓的上方设有用于检测料顶的传感器,所述传感器与所述机器人模组控制信号连接。
如上任一所述的精准定位的电芯叠片装置,进一步地,所述机器人模组包括六轴机械手和连接在所述六轴机械手自由端的负压吸取机构。
如上任一所述的精准定位的电芯叠片装置,进一步地,所述极片CCD平台还设有用于吸附电池极片的负压结构。
本实用新型与现有技术相比,其有益效果在于:本实用新型的CCD平台可以在叠片前对极片是否重片进行检测,不需要人工参与,提高锂电池生产制造装配的自动化程度以及工作效率;机器人模组能和检测料顶的传感器、超声传感器和视觉相机控制信号连接,根据反馈信号剔除重片、调整抓取位姿以及适应极片叠放的高度;上料机构设有气吹板和除尘罩,其配合可将电池极片表面的粉末抽走,保证电池极片和料仓清洁。
附图说明
图1为本实用新型实施例的精准定位的电芯叠片装置的结构示意图;
图2为实施例的上料机构的结构示意图;
图3为实施例的机器人模组的结构示意图;
图4为实施例的CCD平台的结构示意图;
图5为CCD平台上的通光孔的结构示意图;
图6为实施例的电芯叠片台的结构示意图。
其中:1、上料机构;101、毛刷;102、气吹板;103、调整气缸;104、顶升机构;105、极片料盒托盘;106、除尘罩;107、料仓;2、机器人模组;201、六轴机械手;202、负压吸取机构;3、CCD平台;301、背光板;302、极片CCD平台;302-a、通光孔;303、气缸; 304、超声传感器;305、视觉相机;4、隔膜放卷机;5、电芯叠片台;501、压板机构;502、伺服丝杆模组;503、安装调节板;6、电控柜。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。
实施例:
参见图1至图6,一种精准定位的电芯叠片装置,其包括机架,机架上设置有上料机构1、 CCD平台3、电芯叠片台5、隔膜放卷机4和机器人模组2,机架内设有电控柜6。
上料机构1包括毛刷101、气吹板102、调整气缸103、负压吸取机构202、顶升机构104、极片料盒托盘105、除尘罩106和料仓107,其中,料仓107用于存放电池极片,料仓107的平面面积在60*40mm-150*100mm之间,料仓107的电池极片容量为200片。料仓107的外侧设有若干出风口朝向料仓107的气吹板102,气吹板102上设有若干毛刷101,用于防止重片,料仓107的外侧还设有除尘罩106,同时一边的除尘罩106的抽风口朝向料仓107抽气,可将电池极片表面的粉末抽走,保证电池极片和料仓107清洁。进一步地,料仓107通过极片料盒托盘105安装在顶升机构104上,顶升机构104用于驱动料仓107沿垂直方向上下运动,料仓107最上方有传感器检测料顶,保证正负极片顶端位置一致,方便机械人模组的负压吸取机构202抓取。由于毛刷101位置对极片料盒托盘105位置有干涉,所以增设了一个自由度气动运动机构的调整气缸103负压吸取机构202进行避让,调整气缸103负压吸取机构202用于驱动气吹板102沿靠近或远离料仓107的方向运动,方便极片料盒托盘105放置。
机器人模组2包括六轴机械手201和连接在六轴机械手201自由端的负压吸取机构202。
CCD平台3包括背光板301、极片CCD平台302、气缸303、超声传感器304、视觉相机305。极片CCD平台302通过龙门架固定在机架上,极片CCD平台302具有左右两个电池极片卡位,且左右均可为正极电池极片卡位或负极电池极片卡位,电池极片卡位用于放置待检测的电池极片,每一电池极片卡位的下方对应设置有背光板301,背光板301包括但不限于是白光背光板301或红光背光板301,电池极片卡位具有能让背光板301发出的光线穿过的通光孔302-a,极片CCD平台302还搭载负压结构,该负压结构选用包括但不限于是 PMMA材质制作,可透光,利用平台下方装设的背光板301照明,提高视觉相机305对极片边界的识别度,从而确保定位精度,该负压结构可将极片吸附平整以及防止极片移动;气缸 303可驱使超声传感器304在垂直于纸面的方向来回运动,使超声传感器304可对电池极片进行检测以确认是否重片,并通过信号反馈来判断是否需要剔除;视觉相机305包括但不限于是2000W视觉相机305,其通过识别电池极片的边缘来检测极片放置位置是否满足要求,以达到精确定位的效果。
电芯叠片台5包含压板机构501、伺服丝杆模组502、安装调节板503等。压板机构501 装设于调节安装板上,通过机构调整,可以实现长度包括但不限于是~mm,宽度包括但不限于是~mm的电芯制作。压板机构501的左右压爪实现上下、前后二维气缸运动,与伺服丝杠模组配合运动到正负极片放置工位,再加上由机器人模组2抓取极片完成隔膜Z型层叠操作,实现多层电芯叠放,机器人模组2可自适应极片叠放的高度变化。
本实施例中的,第一动力机构和第二动力机构不特指气缸,任何可实现直线伸缩运动的机构均在保护范畴,如气缸、电缸、液压缸或丝杠模组的任一种。
本电芯叠片装置的工作原理为:机器人模组2从上料机构1的料仓107中吸取电池极片,并将吸取的电池极片放置在极片CCD平台302上,利用极片CCD平台302上的负压结构吸住电池极片使其不能移动,启动超声传感器304检测极片厚度,以判断是否重片,并告知机器人模组2是否剔除,检测完成后打开背光板301,利用视觉相机305检测极片边缘来判断极片放置位置是否满足要求,并将拍照后的坐标信息通过Modbus TCP传送到机器人模组2,校正机器人模组2抓取极片的姿态,以保证叠片的整齐度,同时可自适应极片叠放的高度变化,将满足要求的正负极片分别吸取至电芯叠片台5上,与隔膜放卷配合完成叠片作业。
上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点,其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施,并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所做出的等效的变化或修饰,都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种精准定位的电芯叠片装置,其特征在于,包括
机架,所述机架上设置有料仓、CCD平台、电芯叠片台、隔膜放卷机和机器人模组,
所述料仓上存放有若干电池极片;
所述CCD平台包括极片CCD平台、第一动力机构、超声传感器和视觉相机,所述极片CCD平台具有若干电池极片卡位,每一电池极片卡位的下方对应设置有背光板,电池极片卡位具有能让所述背光板发出的光线穿过的通光孔,所述超声传感器用于检测电池极片是否重片,所述视觉相机用于识别电池极片的边界以确保定位精度,所述第一动力机构用于调整所述极片CCD平台的位置以便所述超声传感器和所述视觉相机更好地检测和识别;
所述机器人模组根据所述超声传感器和所述视觉相机的反馈信号剔除重片的电池极片以及抓取电池极片到所述电芯叠片台;
所述电芯叠片台和所述隔膜放卷机配合用于实现隔膜Z型层叠操作。
2.根据权利要求1所述的精准定位的电芯叠片装置,其特征在于,还包括上料机构,其包括若干所述料仓,所述料仓的外侧设有若干出风口朝向料仓的气吹板,气吹板上设有若干毛刷,所述料仓的外侧还设有除尘罩,所述除尘罩的抽风口朝向料仓。
3.根据权利要求2所述的精准定位的电芯叠片装置,其特征在于,所述上料机构还包括顶升机构和极片料盒托盘,所述料仓通过极片料盒托盘安装在所述顶升机构上,所述顶升机构用于驱动所述料仓沿垂直方向上下运动。
4.根据权利要求3所述的精准定位的电芯叠片装置,其特征在于,所述上料机构还包括第二动力机构,所述第二动力机构用于驱动所述气吹板沿靠近或远离所述料仓的方向运动。
5.根据权利要求1所述的精准定位的电芯叠片装置,其特征在于,所述电芯叠片台包括压板机构、伺服丝杆模组和安装调节板,所述压板机构通过所述安装调节板设置在伺服丝杆模组的滑块上。
6.根据权利要求4所述的精准定位的电芯叠片装置,其特征在于,所述第一动力机构和所述第二动力机构为气缸、电缸、液压缸或丝杠模组的任一种。
7.根据权利要求1至5任一所述的精准定位的电芯叠片装置,其特征在于,所述料仓的平面面积在60*40mm-150*100mm之间,所述料仓的电池极片容量为300片。
8.根据权利要求1至5任一所述的精准定位的电芯叠片装置,其特征在于,所述料仓的上方设有用于检测料顶的传感器,所述传感器与所述机器人模组控制信号连接。
9.根据权利要求1至5任一所述的精准定位的电芯叠片装置,其特征在于,所述机器人模组包括六轴机械手和连接在所述六轴机械手自由端的负压吸取机构。
10.根据权利要求1至5任一所述的精准定位的电芯叠片装置,其特征在于,所述极片CCD平台还设有用于吸附电池极片的负压结构。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113299969A (zh) * 2021-05-24 2021-08-24 深圳吉阳智能科技有限公司 一种单元片定位方法、装置及叠片机

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