CN213845343U - 入壳模具及自动入壳机 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种入壳模具及自动入壳机，涉及圆柱电芯生产制造设备技术领域。该入壳模具包括基体，基体设有容纳槽，容纳槽与电芯的外形适配，容纳槽包括圆锥台段及圆柱段，圆锥台段的小径端与圆柱段的一端相连，圆柱段的另一端安装有止挡件，止挡件设有用于容纳外壳端部的通孔，通孔的孔轴与容纳槽的中心轴共轴，通孔与容纳槽连通，通孔与容纳槽的连通处设有台阶。本实用新型实施例提供的入壳模具及自动入壳机，通孔与容纳槽共轴且连通，电芯从圆锥台段进入容纳槽，外壳的端部收纳在通孔内并由台阶限位，推动电芯使电芯沿容纳槽进入外壳内，完成入壳操作，渐扩状的圆锥台段方便电芯进入的同时还能实现纠偏和电芯的圆周度检测。

Description

入壳模具及自动入壳机

技术领域

本实用新型涉及圆柱电芯生产制造设备技术领域，尤其涉及一种入壳模具及自动入壳机。

背景技术

动力电池包括圆柱电池、纽扣电池、软包电池等。圆柱电池的外壳多采用铝壳、钢壳等，生产过程中需将圆柱形的电芯与外壳套装在一起，然后在外壳的两端安装集流盘。随着动力电池的快速发展，对电池生产效率提出更高的要求。若是采用人工方式进行入壳操作，则单一工序需要配备较大的人力物力去完成，严重影响企业的生产成本和生产时间。

目前，为避免入壳时因外壳变形导致电芯无法顺利插入，需要在入壳操作之前检测壳体的圆度，检测后符合圆度要求的外壳才流入入壳工站进行入壳操作。整个过程，操作复杂，对应的装置繁多，难以满足日益增高的生产需求。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种入壳模具及自动入壳机，用以解决现有技术中入壳机构装置复杂难以满足日益增高的生产需求的缺陷。

本实用新型实施例提供一种入壳模具，包括基体，所述基体设有容纳槽，所述容纳槽与电芯的外形适配，所述容纳槽包括圆锥台段及圆柱段，所述圆锥台段的小径端与所述圆柱段的一端相连，所述圆柱段的另一端安装有止挡件，所述止挡件设有用于容纳外壳端部的通孔，所述通孔的孔轴与所述容纳槽的中心轴共轴，所述通孔与所述容纳槽连通，所述通孔与所述容纳槽的连通处设有台阶。

根据本实用新型一个实施例的入壳模具，所述圆柱段沿圆周方向的截面大于半圆弧。

根据本实用新型一个实施例的入壳模具，所述圆锥台段的母线与轴线之间的夹角为10°～14°。

根据本实用新型一个实施例的入壳模具，所述通孔远离所述圆锥台段的一端呈渐扩状。

本实用新型实施例还提供一种自动入壳机，包括支撑架，还包括外壳输送线、电芯输送线、推送装置及如上所述的入壳模具，所述支撑架位于所述外壳输送线和所述电芯输送线之间，所述入壳模具可拆卸安装所述支撑架的顶部，所述外壳输送线背离所述支撑架的一侧安装有活动挡板，所述活动挡板与所述止挡件配合以限定外壳的位置，所述推送装置用于将所述电芯输送线上的电芯从所述圆锥台段推入外壳内。

根据本实用新型一个实施例的自动入壳机，所述推送装置包括直线驱动机构及与所述直线驱动机构的驱动端相连的推送头，所述推送头的中心线与所述容纳槽的中轴线重合。

根据本实用新型一个实施例的自动入壳机，还包括壳体夹持机构，所述壳体夹持机构用于将所述外壳输送线上的外壳夹持至所述容纳槽的高度。

根据本实用新型一个实施例的自动入壳机，所述支撑架的顶部并行安装有两个所述入壳模具，对应的，所述壳体夹持机构包括两个夹爪，所述推送头有两个。

根据本实用新型一个实施例的自动入壳机，还包括外壳上料装置，所述电芯输送线和所述外壳输送线分别有两条，两条所述电芯输送线与两条所述外壳输送线平行设置，两条所述电芯输送线位于两条所述外壳输送线之间，两个所述外壳上料装置布设在所述外壳输送线的外侧以便向所述外壳输送线上料。

根据本实用新型一个实施例的自动入壳机，还包括电芯补料装置，所述电芯补料装置安装在所述电芯输送线的前端，所述电芯补料装置包括电芯收纳单元及转运单元，所述转运单元用于将所述电芯收纳单元上放置的电芯转送至所述电芯输送线上的空料位。

本实用新型实施例提供的入壳模具及自动入壳机，通孔和容纳槽共轴且连通，使用时，电芯从圆锥台段滑入容纳槽内，外壳的端部收纳在通孔内并由台阶限位，继续推动电芯，使电芯沿容纳槽进入外壳内，在推送过程中借助圆锥台段能实现纠偏，对正效果好，另外，容纳槽还能对圆柱电芯的圆周度进行检测，有助于简化自动入壳机的结构组成，提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的入壳模具的立体图；

图2是本实用新型实施例提供的自动入壳机的结构图；

图3是图2所示出自动入壳机的局部结构图；

图4是图3所示出的结构的侧视图；

图5是图2所示出自动入壳机的另一局部结构图；

图6是图2所示出的外壳打码机构的立体图。

附图标记：

10、基体；11、容纳槽；12、圆锥台段；13、圆柱段；20、止挡件；21、通孔；30、支撑架；40、外壳输送线；50、电芯输送线；60、推送装置；61、直线驱动机构；62、推送头；63、横板；70、活动挡板；71、推头；72、直线气缸；80、壳体夹持机构；81、夹爪；82、直线驱动单元；90、外壳上料装置；91、机械臂；92、拾取组件；100、电芯补料装置；101、电芯收纳单元；102、转运单元；200、外壳打码机构；201、打标机；202、升降装置；203、抽烟除尘装置；204、压头；205、支座；206、底板；207、抽烟管安装架；208、调节螺栓。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”“第二”是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。“上”“下”“左”“右”的方向均以附图所示方向为准。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例提供的入壳模具，包括基体10，基体10设有容纳槽11，容纳槽11与电芯的外形适配。容纳槽11包括圆锥台段12及圆柱段13，圆锥台段12的小径端与圆柱段13的一端相连，圆锥台段12的另一端安装有止挡件20，止挡件20设有用于供电芯通过的通孔21，通孔21的孔轴与容纳槽11的中心轴共轴，通孔21与容纳槽11连通并且在连通处设有台阶，该台阶与外壳的端面抵触，以限定外壳的位置。

使用时，外壳夹持在止挡件20与另一活动挡板之间，电芯沿容纳槽11的圆锥台段12进入容纳槽11后借助圆锥台段12进行纠偏，从而便于将电芯沿容纳槽11推入外壳内。本实用新型实施例提供的入壳模具，圆锥台段12呈渐扩状，能实现电芯的纠偏，对正效果好。外壳的端部收容在通孔21内并与台阶抵触，由此容纳槽11和外壳的内孔形成连管的通道，进入容纳槽11的电芯顺次经由该通道进入外壳内，完成入壳操作。另外，容纳槽11还能对圆柱电芯的圆周度进行检测，比如，若推送过程中难以将圆柱电芯推入容纳槽11，则该圆柱电芯圆周度不符合要求，难以满足圆度要求，为瑕疵品，避免强行入壳导致圆柱电芯进一步被破坏。本实用新型实施例提供的入壳模具，结构简单，在实现入壳的同时还能检测圆柱电芯的圆度，有助于降低自动入壳机的复杂度，提高入壳效率。

其中，圆柱段13沿圆周方向的截面大于半圆弧。这样，圆柱电芯沿圆柱段13向前推送时能有效避免圆柱电芯沿径向发生窜动，提高推送的平稳度。

在本实用新型实施例中，圆锥台段12的母线与轴线之间的夹角为10°～14°。比如，圆锥台段12的母线与轴线之间的夹角为12°，其轴向长度为35mm，确保在有限的长度范围内实现有效纠偏。当然，圆锥台段12的母线与轴线之间的夹角为13°或者14°，对此本实用新型实施例不做具体限定。

其中，通孔21远离圆锥台段12的一端呈渐扩状。渐扩状的端口能方便外壳进入的同时还能起到纠偏的作用，避免外壳的轴线与通孔21的轴线发生偏离，影响入壳效果。

需要说明的是，圆柱段13的内径大小与待入壳的圆柱电芯外径一致。止挡件20与基体10可以一体成型或者固定连接。其中，在基体10上还设有安装孔，方便将整个入壳模具安装在支撑架的顶部。

除此之外，本实用新型实施例还提供了一种自动入壳机，如图2所示，自动入壳机包括支撑架30、外壳输送线40、电芯输送线50、推送装置60及如上所述的入壳模具。支撑架30位于外壳输送线40和电芯输送线50之间，入壳模具可拆卸安装支撑架30的顶部。外壳输送线40背离支撑架30的一侧安装有活动挡板70，活动挡板70与止挡件20配合以限定外壳的位置，推送装置60用于将电芯输送线50上的电芯从圆锥台段12推入外壳内。

其中，外壳输送线40用于输送外壳；电芯输送线50用于输送前一工序加工合格后的圆柱电芯。入壳模具与支撑架30可拆卸连接，以便根据不同型号的圆柱电芯进行适应性调整。如图5所示，支撑架30为带有安装底板的支撑柱，借助安装底板以便将支撑架30安装在操作台上，该支撑柱通过调节螺栓与安装底板相连。活动挡板70与止挡件20相配合将外壳夹持在两者之间，同时借助止挡件20上的通孔21调整外壳的位置确保外壳与通孔21同轴。需要说明的是，活动挡板70与止挡件20处于外壳输送线40的相对两侧，可以直接由活动挡板70与止挡件20在外壳的两端夹持定位外壳的位置，也可以先将外壳输送线40上的外壳上升至一定高度后由活动挡板70与止挡件20夹持在外壳的相对两端。

其中，如图3和图4所示，推送装置60包括直线驱动机构61及与直线驱动机构61的驱动端相连的推送头62，推送头62的中心线与容纳槽11的中轴线重合。如图4所述，在安装座的顶部安装有横板63，横板63位于容纳槽11的上方，在横板63朝向容纳槽11的一侧安装有直线滑轨，推送头62可滑动安装在直线滑轨上并在直线驱动机构61如驱动气缸的作用下沿直线滑轨往复运动。推送头62为圆柱头，其通过弯折杆与直线驱动机构61的驱动端相连，推送头62的截面面积小于圆柱电芯的电芯截面大小，推送头62的轴向与容纳槽11的轴向同轴。在直线驱动机构61的驱动下，推送头62推动圆柱电芯从电芯输送线50进入容纳槽11并经过通孔21进入夹持在止挡件20与活动挡板70之间的外壳。需要说明的是，推送头62的行程由直线驱动机构61确定，以确保圆柱电芯进入外壳内并满足入壳要求。

另外，本实用新型实施例提供的自动入壳机还包括壳体夹持机构80，壳体夹持机构80用于将外壳输送线40上的外壳夹持至容纳槽11的高度。如图4所示，壳体夹持机构80包括夹爪81及与夹爪81驱动连接的直线驱动单元82，该直线驱动单元82固定安装在横板63上，其驱动端与夹爪81相连以驱动夹爪81夹持外壳输送线40上的外壳。具体地，夹爪81在直线驱动单元82的作用下向下夹持外壳，待夹持后在直线驱动单元82的作用下向上运动并将外壳提升至与容纳槽11同轴的高度，然后活动挡板70向止挡件20方向运动，将外壳轴向夹持在止挡件20与活动挡板70之间。

具体地，如图5所示，活动挡板70包括推头71及与推头71驱动连接的直线气缸72，在直线气缸72的作用下，推头71靠近或远离止挡件20。为了方便调整外壳的位置及从端部夹持外壳，推头71的端部呈圆锥台状，其小径端朝外，当进行夹持时，推头71的小径端进入外壳内并与渐扩状的通孔21配合调整外壳的轴向位置。推头71的大径端略大于外壳的内径，从而确保夹紧力并避免推头71进入外壳的距离过大影响电芯的入壳质量。

为了提高生产效率，支撑架30的顶部并行安装有两个入壳模具，对应的，壳体夹持机构80包括两个夹爪81，推送头62有两个。如图3和图4所示，两个夹爪81在同一直线驱动单元82的作用下同步运动，两个推送头62并行设置在横板63的相对两侧并由同一直线驱动机构61进行驱动。同样的，如图5所示，活动挡板70包括两个推头71，以便同时推送两个外壳。其中，两个推头71可以由一个气缸同时推动或者由两个气缸分别推动，同时推送头62推送两个电芯，由此，一次操作即可完成两个电芯的入壳操作，生产效率高。

其中，如图2所示，该自动入壳机还包括外壳上料装置90，电芯输送线50和外壳输送线40分别有两条，两条电芯输送线50与两条外壳输送线40平行设置，两条电芯输送线50位于两条外壳输送线40之间，两个外壳上料装置90布设在外壳输送线40的外侧以便向外壳输送线40上料。本实用新型实施例提供的自动入壳机，借助外壳上料装置90将上料车上的物料移送至外壳输送线40，实现自动上料，同时两条外壳输送线40并行设置，在每一外壳输送线40的外侧均设置有一个外壳上料装置90，确保每个外壳上料装置90的运动行程一致，进而提高上料效率。相比于传统仅由一个外壳上料装置90同时对两个外壳输送线40进行上料的结构形式，相对设置的两个外壳上料装置90能显著提高上料效率。需要说明的是，外壳输送线40的外侧指的是两个外壳输送线40远离电芯输送线50的一侧，与此相对的，两个外壳输送线40之间的区域为外壳输送线40的内侧。

具体地，如图2所示，外壳上料装置90包括机械臂91及安装在机械臂91上的拾取组件92，拾取组件92采用夹爪或吸盘。机械臂91与支撑架30安装在同一工作台上，该机械臂91可以选用多自由度旋转臂。

前一工序可能存在瑕疵电芯被剔除，从而导致电芯输送线50上的电芯排布不连续，为此，本实用新型实施例提供的自动入壳机还包括电芯补料装置100，电芯补料装置100安装在电芯输送线50的前端，电芯补料装置100包括电芯收纳单元101及转运单元102，转运单元102用于将电芯收纳单元101上放置的电芯转送至电芯输送线50上的空料位。具体地，电芯补料装置100设置在两条电芯输送线50之间或者是单条电芯输送线50的一侧，电芯收纳单元101上放置有多个前一工序加工后合格的电芯，若检测发现电芯输送线50上有空料位，则转运单元102从电芯收纳单元101上拾取电芯填补空料位。电芯收纳单元101可以采用带有若干料槽的步送带或者是带有料槽的料盘，对此不作具体限定，只要电芯收纳单元101可以放置多个电芯并方便转运单元102拾取即可。转运单元102包括直线模组、安装在直线模组上的升降组件及与升降组件相连的料爪，直线模组用于带动料爪在电芯收纳单元101和电芯输送线50之间往复运动，升降组件用于驱动料爪上下运动以拾取电芯收纳单元101上的电芯。

另外，该自动入壳机还包括外壳打码机构200，如图6所示，该外壳打码机构200包括打标机201、与打标机201相连的升降装置202及抽烟除尘装置203。如图6所示，升降装置202为手动或自动调节竖直方向高度的安装台，在安装台上还设有滑轨，打标机201滑动安装在滑轨上，从而使打标机201可以沿电芯的轴向调整方位。打标机201安装在安装台上以便随安装台上下移动以调节打标机201的竖直位置从而适应不同规格的电池结构，沿滑轨方向可以调整打标机201的打码位置。抽烟除尘装置203包括压头204、安装压头204的支座205、安装支座205的底板206及抽烟管安装架207。支座205通过调节螺栓208可调式安装在底板206上，压头204可升降地安装在支座205上，该压头204设有与外壳外形适配的弧形面，在需要进行打标操作时，压头204向下运动使弧形面压放在外壳上，然后由打标机201进行打标操作，在打标的同时，抽烟管安装架207上安装的抽烟管向外抽烟除尘，避免打标产生的碎屑进入电芯。抽烟管安装架207与支座205设置在输送线的相对两侧，在抽烟管安装架207上预留有固定环以便固定安装抽烟管，抽烟管的管口朝向待打码的外壳。需要说明的是，外壳打码机构200可以设置在入壳工序之前也可以设置在入壳之后，对此不做具体限定。在入壳后对外壳进行扫码操作，采集相应打码信息。外壳打码机构200还可以采用目前通用的结构形式，对此本实用新型实施例不做具体要求。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种入壳模具，包括基体，所述基体设有容纳槽，所述容纳槽与电芯的外形适配，其特征在于，所述容纳槽包括圆锥台段及圆柱段，所述圆锥台段的小径端与所述圆柱段的一端相连，所述圆柱段的另一端安装有止挡件，所述止挡件设有用于容纳外壳端部的通孔，所述通孔的孔轴与所述容纳槽的中心轴共轴，所述通孔与所述容纳槽连通，所述通孔与所述容纳槽的连通处设有台阶。

2.根据权利要求1所述的入壳模具，其特征在于，所述圆柱段沿圆周方向的截面大于半圆弧。

3.根据权利要求1或2所述的入壳模具，其特征在于，所述圆锥台段的母线与轴线之间的夹角为10°～14°。

4.根据权利要求1或2所述的入壳模具，其特征在于，所述通孔远离所述圆锥台段的一端呈渐扩状。

5.一种自动入壳机，包括支撑架，其特征在于，还包括外壳输送线、电芯输送线、推送装置及如权利要求1-4任一项所述的入壳模具，所述支撑架位于所述外壳输送线和所述电芯输送线之间，所述入壳模具可拆卸安装于所述支撑架的顶部，所述外壳输送线背离所述支撑架的一侧安装有活动挡板，所述活动挡板与所述止挡件配合以限定外壳的位置，所述推送装置用于将所述电芯输送线上的电芯从所述圆锥台段推入外壳内。

6.根据权利要求5所述的自动入壳机，其特征在于，所述推送装置包括直线驱动机构及与所述直线驱动机构的驱动端相连的推送头，所述推送头的中心线与所述容纳槽的中轴线重合。

7.根据权利要求6所述的自动入壳机，其特征在于，还包括壳体夹持机构，所述壳体夹持机构用于将所述外壳输送线上的外壳夹持至所述容纳槽的高度。

8.根据权利要求7所述的自动入壳机，其特征在于，所述支撑架的顶部并行安装有两个所述入壳模具，对应的，所述壳体夹持机构包括两个夹爪，所述推送头有两个。

9.根据权利要求5-8任一项所述的自动入壳机，其特征在于，还包括外壳上料装置，所述电芯输送线和所述外壳输送线分别有两条，两条所述电芯输送线与两条所述外壳输送线平行设置，两条所述电芯输送线位于两条所述外壳输送线之间，两个所述外壳上料装置布设在所述外壳输送线的外侧以便向所述外壳输送线上料。

10.根据权利要求9所述的自动入壳机，其特征在于，还包括电芯补料装置，所述电芯补料装置安装在所述电芯输送线的前端，所述电芯补料装置包括电芯收纳单元及转运单元，所述转运单元用于将所述电芯收纳单元上放置的电芯转送至所述电芯输送线上的空料位。

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