CN219163453U - 一种刀片模组整形设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工装设备技术领域，具体涉及一种刀片模组整形设备，包括：托盘机构，滑动设置在线体导轨上用于装载刀片电芯；第一定位机构，设置在线体导轨两侧用于固定托盘机构；调整定位机构，设置在托盘机构的前后两侧以及上方位置，调整定位机构用于对刀片电芯进行压紧、定位以及位置调整；楔形顶升机构，设置在托盘机构下方用于推动托盘机构压紧到电芯压紧机构上。本实用新型设置楔形顶升机构提升了托盘机构运动的稳定性，设置调整定位机构实现了刀片电芯位置调整，使刀片模组堆叠时电芯极柱高度一致，提升了刀片模组极柱的焊接质量，提高了刀片模组的产品质量。

Description

一种刀片模组整形设备

技术领域

本实用新型涉及工装设备技术领域，具体而言，涉及一种刀片模组整形设备。

背景技术

随着当前社会能源危机日益严重，新能源行业得到了全球关注和飞速发展，尤其是新能源汽车越来越受到社会关注。刀片电池就像一组整齐排列的裁纸刀，一直以来，成熟的动力电池由电池单体(CELL)、电池模组(Battery Module)和电池包(Pack)三部分组成，堆叠在一起的电池能量密度较低，而刀片电池则无视了传统电池固有的模组概念，直接将单体电池拉长，固定在电池包的边框上，极大提升了电池的能量密度有利于新能源汽车的快速发展。

由于刀片电池电芯的设计结构为两头出极耳的方式，长度较长且模组的成组方式区别于传统模组，电芯和电芯之间留有间隙，没有成组力。因此，在刀片电池堆叠过程中容易出现相邻两个电芯极柱表面高度差过大的情况，导致巴片无法和极柱表面贴紧，影响焊接质量。

因此，急需一种技术能够解决刀片模组生产过程中无法保证刀片电芯居中堆叠影响电芯焊接质量的问题。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种刀片模组整形设备，旨在解决刀片模组生产过程中因刀片电芯无法正确居中影响极柱焊接质量的问题。

一个方面，本实用新型提供了一种刀片模组整形设备，包括：

托盘机构，滑动设置在线体导轨上用于装载刀片电芯；

调整定位机构，设置在所述托盘机构的前后两侧以及上方位置，所述调整定位机构用于对所述刀片电芯进行压紧、定位以及位置调整；所述调整定位机构包括设置在所述托盘机构前后两侧用于建立基准的浮动限位机构、架设在所述托盘机构上方用于压紧所述刀片电芯的电芯压紧机构、设置在所述电芯压紧机构上方用于调整电芯位置的对中机构；

楔形顶升机构，设置在所述托盘机构下方用于推动所述托盘机构压紧到所述电芯压紧机构上。

进一步的，所述浮动限位机构包括，设置在前部与所述刀片电芯极柱侧接触用于限制所述刀片电芯移动范围的限位齿，设置在所述浮动限位机构两侧用于定位的定位销；

所述定位销与设置在所述托盘机构底部的定位孔配合。

进一步的，所述浮动限位机构还包括，滑动连接在固定板上的滑动部，所述滑动部的前端设置有所述限位齿，所述滑动部的两侧设置有所述定位销。

进一步的，所述楔形顶升机构，包括：

楔形块，设置在滑轨上，所述楔形块通过连动杆与气缸的一侧连接，所述连动杆连接在两个所述楔形块之间；所述气缸固定在托板上；所述气缸用于推动所述楔形块滑动；

抬升杆，固定在升降板上，所述抬升杆与所述楔形块上表面接触，所述抬升杆设置方向与所述连动杆垂直。

进一步的，所述电芯压紧机构，包括：支撑板；压紧部，设置有多个，位于所述支撑板的下部与单个所述刀片电芯上顶面接触用于压紧电芯；

弹簧，其套设在连杆上，所述弹簧一端与所述支撑板的下底面连接，所述弹簧的另一侧与所述压紧部连接。

进一步的，所述对中机构，包括：

对中夹爪，设置在下部，所述对中夹爪与单个所述刀片电芯的极柱侧接触，所述对中夹爪用于调整所述刀片电芯位置。

进一步的，所述电芯压紧机构还设置有调整部，其设置在所述支撑板的上部，所述调整部通过所述连杆与所述压紧部连接，所述调整部用于调整所述压紧部压紧力度；

所述对中机构还设置有抬升夹爪，设置在所述对中夹爪中部位置，与所述调整部接触用于抬起所述压紧部。

进一步的，所述托盘机构，包括：

保压机构，设置在所述托盘机构上部，所述保压机构横向架设在所述刀片电芯的上侧用于压紧电芯。

进一步的，所述保压机构设置有齿形压条，其设置在所述保压机构下底面，所述齿形压条与所述刀片电芯的上侧面接触，所述齿形压条用于压紧每个所述刀片电芯。

进一步的，所述刀片模组整形设备还包括解压机构，所述解压机构包括，

底座，设置在所述线体导轨两侧；

升高机构，设置在所述底座上用于控制所述保压机构的高度；

横移装置，设置在所述底座的下部，所述横移装置用于横向移动所述保压机构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：浮动限位机构的设置为调整过程提供定位基准，提升了调整的准确性，与传统使用电芯一侧为基准相比，浮动限位机构对每个电芯极柱进行单独限位，保证了电芯位置一致性。对中机构的设置实现了单个电芯的位置调整，与电芯压紧机构配合实现了在调整单个电芯位置时，其余电芯处于压紧状态，避免了调整过程对其余电芯造成的影响；楔形顶升机构与传统气缸直接带动托盘上升的装置相比更具有稳定性，楔形顶升装置升至最高或最低时具有自锁功能，防止了气缸断气或气压不稳造成托盘晃动的情况。

本实用新型提升了托盘机构运行的稳定性，保证了电芯调整过程中装置的稳定性，提高了电芯调整的准确度，保证了刀片电芯堆叠时极柱位置的一致，提升了焊接质量，提高了刀片电芯的产品质量。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种刀片模组整形设备示意图；

图2为本实用新型实施例提供的刀片模组整形设备中楔形顶升机构主视图；

图3为本实用新型实施例提供的刀片模组整形设备中楔形顶升机构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的刀片模组整形设备中浮动限位机构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的刀片模组整形设备中浮动限位机构主视图；

图6为本实用新型实施例提供的刀片模组整形设备中对中机构左视图；

图7为本实用新型实施例提供的刀片模组整形设备中对中机构主视图；

图8为本实用新型实施例提供的刀片模组整形设备中解压机构主视图；

图9为本实用新型实施例提供的刀片模组整形设备中解压机构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的刀片模组整形设备中托盘机构主视图

图11为本实用新型实施例提供的刀片模组整形设备中托盘机构示意图；

图12为本实用新型实施例提供的刀片模组整形设备中电芯压紧机构主视图；

图13为图11中A的局部放大视图；

图14为本实用新型实施例提供的刀片模组整形设备中电芯压紧机构示意图。

其中：100、刀片模组整形设备；101、线体导轨；102、框架；200、托盘机构；210、刀片电芯；220、保压机构；221、齿形压条；230、定位孔；240、解压机构；241、底座；242、升高机构；243、横移装置；300、楔形顶升机构；310、楔形块；320滑轨；330、连动杆；340、气缸；350、托板；360、抬升杆；370、升降板；380、平台；400、调整定位机构；410、浮动限位机构；411、限位齿；412、定位销；413、固定板；414、滑动部；420、电芯压紧机构；421、压紧部；422、调整部；423、连杆；424、弹簧；425、支撑板；430、对中机构；431、对中夹爪；432、抬升夹爪；433、夹爪气缸。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，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，或一体的连接；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申请中的具体含义。

二次电池是新能源汽车的动力来源，二次电池的使用寿命直接影响新能源汽车的产品品质。刀片电池无视了传统电池固有的模组概念，直接将单体电池拉长，固定在电池包的边框上，极大提升了电池的能量密度有利于新能源汽车的快速发展。刀片电芯的结构设计为两头出极耳的方式，由于刀片电芯长度较长，其成组的方式与传统电芯不同，刀片电芯在堆叠时两个电芯之间留有空隙，导致电芯极柱表面存在高度差，影响巴片与极柱的焊接效果。造成刀片电芯生产质量存在差异，影响了二次电池的产品品质。因此，需要设计一种刀片模组整形设备用以在生产刀片电芯时对堆叠的刀片电芯进行位置调整，使电芯极柱高度相同，保证焊接效果。

参阅图1所示，本实施例提供了一种刀片模组整形设备，包括托盘机构200、调整定位机构400和楔形顶升机构300。其中，托盘机构200滑动设置在线体导轨101上，托盘机构200上装载堆叠的刀片电芯210。楔形顶升机构300设置在线体导轨101下部，当托盘机构200运行至楔形顶升机构300上方时，楔形顶升机构300上升将托盘机构200托起。调整定位机构400设置在此时托盘机构200的前后两侧以及上方位置。调整定位机构400对托盘机构200进行固定并对托盘机构中的刀片电芯210进行位置调整。

具体而言，调整定位机构400包括设置在线体导轨101两侧用于建立调整基准的浮动限位机构410、设置在托盘机构200上方与刀片电芯上侧面接触，用于压紧刀片电芯210的电芯压紧机构420以及设置在电芯夹紧机构420上方用于调整电芯位置的对中机构430。

可以理解的是，设置托盘机构200用于快速运输堆叠成组的刀片电芯210，加快了电芯的生产速度。楔形顶升机构300将托盘机构200顶起，使电芯上表面与电芯压紧机构420接触，保证了电芯上侧面位置平整度的同时限制了电芯位移，有利于后续电芯调节。浮动限位机构410以托盘为依据建立基准，保证了基准的可靠性。对中机构430实现了电芯位置调整，改变了传统刀片电芯极柱位置不一致影响焊接效果的现状。

在本申请的一些实施例中，结合图4、图10所示，浮动限位机构410包括设置在前部与刀片电芯210极柱侧接触的限位齿411，限位齿411用于限制每个刀片电芯210的移动范围。在浮动限位机构410两侧还设置有定位销412，定位销412与设置在托盘机构200的定位孔230相配合。

具体而言，限位齿411外形形似齿条，限位齿411运行到位时，单个刀片电芯210位于两齿牙之间。既限制了刀片电芯210的活动范围又保证了刀片电芯210之间具有间隙，充分满足了刀片电芯210堆叠需求。定位销412与定位

孔230可根据实际需要设置多个，定位销412与定位孔230用于保证浮动限位5机构410与托盘机构200位置准确，浮动限位机构410以托盘为依据建立基准。

定位孔230优选设置在托盘底部，定位销412优选设置在限位齿411两侧，充分保证限位齿411的工作空间。定位销412与定位孔230的设置位置可互换。

可以理解的是，当托盘机构200在被楔形顶升机构300顶升到位后，托盘机构200前后两个浮动限位机构410运行，定位销412与定位孔230配合连接，0限位齿411与刀片电芯210极柱侧接触，完成对刀片电芯210的限位。且定位

孔230与定位销412的设置，保证了浮动限位机构410每次基准建立时均以托盘机构200为依据，避免了过去以一固定位置作为基准造成的调整不便，调整出现差错的情况。

在本申请的一些实施例中，结合图4-5所示，浮动限位机构410还设置有5滑动部414。滑动部414连接在固定板413上，滑动部414上设置有上述限位齿411与定位销412。

可以理解的是，滑动部414滑动连接在固定板413上，滑动部414前部设置有限位齿411，滑动部414两侧设置有定位销412。滑动部414的设置使浮

动限位机构410没有采取固定的限位，由于电芯在托盘上的位置会存在差异，0浮动限位机构410可以提高限位精度。滑动部414的设置实现了对每个电芯极柱进行单独限位，可以保证电芯位置一致性。滑动部414使浮动限位机构410有一定的浮动量，相对于托盘由托盘上的定位孔230定位，可以保证浮动限位机构410每次都靠定位销412去定位，整个机构定位更加准确。

在本申请的一些实施例中，结合图2-3所示，楔形顶升机构300包括楔形5块310和抬升杆360。其中，楔形顶升机构300设置有托板350，在托板350上固定设置有气缸340，气缸340中运动的一端连接连动杆330，连动杆330一端连接气缸340，另一端用于连接两个楔形块310，使两个楔形块310同步运动。楔形块310下方设置滑轨320。抬升杆360与楔形块310上表面接触且抬升杆360设置方向与连动杆330垂直。

具体而言，当气缸340运动时，气缸340运动的一端带动连动杆330运动，由于连动杆330连接在左右两个楔形块310之间，带动楔形块310同步运动。楔形块310上表面具有坡度，楔形块310运动时，抬升杆360的高度发生变化。楔形块310最上端与最下端位置设置平台380，当抬升杆360位于最上端或最下端时，高度不再变化。

可以理解的是，传统顶升结构由气缸直接带动平面运动，若气缸气压不稳或气缸断气时，容易造成平面抖动。而设置楔形块310，由气缸340带动连动杆330实现楔形块310滑动，通过楔形块310滑动实现升降的方式更加平稳，且楔形块310最高处与最低处设置的平台380，能够保证当楔形顶升机构300运行至最高处或最低处时，即使气缸340气压不稳或断气不会造成平面晃动，充分保证了托盘机构200在调整时的平稳度。

在本申请的一些实施例中，结合图12-14所示，电芯压紧机构420包括支撑板425和压紧部421。其中，压紧部421设置多个，压紧部421设置在支撑板425下部。工作时压紧部421与电芯上表面接触。弹簧424套设在连杆423上，弹簧424一端与支撑板425下底面连接，另一端与压紧部421连接。

具体而言，当楔形顶升机构300将托盘机构托起到位时，电芯上表面与电芯压紧机构420中的压紧部421接触，限制刀片电芯运动。由于弹簧424的设置，保证了压紧部421对电芯压紧时不会由于压力过大损伤电芯。电芯压紧机构420中一个支撑板425上设置有多个压紧部421，每个压紧部421压紧单个刀片电芯210。

可以理解的是，电芯压紧机构420中压紧部421的设置确保了每个电芯都处于压紧状态，避免传统方式中采用统一压板引起的部分电芯无法紧固产生晃动的情况。弹簧424的设置保证了压紧部421压紧电芯的同时不会由于压力过大损坏电芯。

在本申请的一些实施例中，结合图6-7所示，对中机构430设置在电芯压紧机构420上方，横向架设在框架102上。对中机构430包括对中夹爪431。其中对中夹爪431设置在下部，运行时与单个刀片电芯210极柱两侧接触。

可以理解的是，对中操作进行时，对中机构430可以保证对中效果。对中机构430由伺服电机进行驱动，定位精度高。对每个电芯用夹爪气缸433单独整形，使得每个电芯的位置得到了纠正。

在本申请的一些实施例中，电芯压紧机构420还设置有调整部422，调整部422设置在支撑板425上部，通过连杆423与压紧部421连接。对中机构430还设置有抬升夹爪432，抬升夹爪432设置在对中夹爪431中部位置。

具体而言，对刀片电芯210进行位置调整时，电芯压紧机构420整体压紧每个电芯，对中机构430中抬升夹爪432运行至调整部422上方，将调整部422提起。此时电芯上表面出的压紧部421继续向上运动，无法继续对电芯进行压紧，此时电芯处于自由状态，对中夹爪432在夹爪气缸433带动下运动对电芯进行位置调整。完成调整后抬升夹爪432放下调整部422，压紧部421重新压紧电芯。

可以理解的是，抬升夹爪432与调整部422的设置使电芯处于自由状态更容易调整，对刀片电芯210进行单独位置调整时更加便捷。且调整完成后抬升夹爪432放下调整部422，压紧部421重新压紧电芯，防止了已经调整过的电芯在后续电芯位置调整时产生晃动。

在本申请的一些实时例中，结合图10-11所示，托盘机构200上部设置有保压机构220，保压机构220横向架设在刀片电芯210的上侧。且保压机构220与电芯上表面接触位置设置有齿形压条221。

具体而言，托盘机构200中布满刀片电芯210，在托盘机构200运动时，为保证电芯的稳定，设置保压机构220，保压机构220横向架设在刀片电芯210上表面，为了保证每个电芯的稳定而设置齿形压条221，齿形压条221凸出面大于单个电芯上表面，保证能够压紧电芯，齿形压条凹陷面小于电芯间的缝隙。

可以理解的是，保压机构220整体压紧时由于电芯高度不一致，相邻两电芯位置自身产生的形变量不足以补偿产生的高度差，导致部分高度较低的电芯受力较小，电芯在转运过程中发生位移。采用齿形的压条可以充分使每个电芯受压力而保持位置稳定。保压机构220在对中机构431运行时处于打开状态，用于预留对中机构430运行空间。

在本申请的一些实施例中，结合图8-9所示，刀片模组整形设备100还包括解压机构240，解压机构240包括底座241、升高机构242和横移装置243。底座241固定连接在线体导轨101两侧，升高机构242设置在底座241中部，横移装置243设置在底座241下部。

可以理解的是，托盘机构200在进行对中操作时，升高机构242调整保压机构220的高度，横移装置243移动使保压机构220远离电芯，预留对中机构430运行的空间。

本实施例运行的大致流程为：

托盘机构进站顶升：托盘机构200通过线体导轨101进入预设位置，楔形顶升机构300把托盘机构200顶升到位。电芯压紧机构420受力，压紧电芯(此时电芯不仅有托盘保压机构220压紧，还有电芯压紧机构420压紧，同时受力)。

电芯浮动限位机构到位：两侧浮动限位机构410由伺服电机驱动到位，浮动限位机构410根据托盘机构200中定位孔230进行精确定位(精确限位电芯位置，保证电芯堆叠间隙)。

托盘机构解压：升高装置250与横移装置260运作，打开托盘保压机构220横移至托盘机构200外侧(给对中机构避让工作区域)。

对中机构运行：运行到第一个电芯位置，对中夹爪431到位，抬升夹爪432到位抬起调整部422(电芯此时处于自由状态)，对中夹爪421对电芯进行居中定位，完成定位后抬升夹爪432下降，释放调整部422，电芯压紧机构420复位，刀片电芯210重新压紧(电芯完成居中定位)。重复上述操作至电芯全部完成对中。

托盘机构保压：升高装置250与横移装置260复位，使保压机构220复位，完成对电芯压紧。

电芯浮动限位机构410打开。

托盘出站：楔形顶升机构300下降，托盘机构200重新回到线体导轨101上，托盘机构200流出。

上述各实施例中的一种刀片模组整形设备100设置浮动限位机构410提升了调整的准确性；对中机构430实现了对单个电芯位置进行调整；电芯压紧机构420保证了在对单个电芯进行位置调整时，其余电芯处于压紧状态，位置不发生变动；楔形顶升机构300改变传统气缸顶升方式，使顶升运动更加平稳且具有自锁功能。

本实用新型提升了托盘机构200运行的稳定性，保证了电芯调整过程中装置的稳定性，提高了电芯调整的准确度，保证了刀片电芯堆叠时极柱位置的一致，提升了焊接质量，提高了刀片电芯的产品质量。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种刀片模组整形设备，其特征在于，包括：

托盘机构，滑动设置在线体导轨上用于装载刀片电芯；

调整定位机构，设置在所述托盘机构的前后两侧以及上方位置，所述调整定位机构用于对所述刀片电芯进行压紧、定位以及位置调整；所述调整定位机构包括设置在所述托盘机构前后两侧用于建立基准的浮动限位机构、架设在所述托盘机构上方用于压紧所述刀片电芯的电芯压紧机构、设置在所述电芯压紧机构上方用于调整电芯位置的对中机构；

楔形顶升机构，设置在所述托盘机构下方用于推动所述托盘机构压紧到所述电芯压紧机构上。

2.根据权利要求1所述的刀片模组整形设备，其特征在于，所述浮动限位机构包括，设置在前部与所述刀片电芯极柱侧接触用于限制所述刀片电芯移动范围的限位齿，设置在所述浮动限位机构两侧用于定位的定位销；

所述定位销与设置在所述托盘机构底部的定位孔配合。

3.根据权利要求2所述的刀片模组整形设备，其特征在于，所述浮动限位机构还包括，滑动连接在固定板上的滑动部，所述滑动部的前端设置有所述限位齿，所述滑动部的两侧设置有所述定位销。

4.根据权利要求1所述的刀片模组整形设备，其特征在于，所述楔形顶升机构，包括：

楔形块，设置在滑轨上，所述楔形块通过连动杆与气缸的一侧连接，所述连动杆连接在两个所述楔形块之间；所述气缸固定在托板上；所述气缸用于推动所述楔形块滑动；

抬升杆，固定在升降板上，所述抬升杆与所述楔形块上表面接触，所述抬升杆设置方向与所述连动杆垂直。

5.根据权利要求1所述的刀片模组整形设备，其特征在于，所述电芯压紧机构，包括：

支撑板；

压紧部，设置有多个，位于所述支撑板的下部与单个所述刀片电芯上顶面接触用于压紧电芯；

弹簧，其套设在连杆上，所述弹簧一端与所述支撑板的下底面连接，所述弹簧的另一侧与所述压紧部连接。

6.根据权利要求5所述的刀片模组整形设备，其特征在于，所述对中机构，包括：

对中夹爪，设置在下部，所述对中夹爪与单个所述刀片电芯的极柱侧接触，所述对中夹爪用于调整所述刀片电芯位置。

7.根据权利要求6所述的刀片模组整形设备，其特征在于，所述电芯压紧机构还设置有调整部，其设置在所述支撑板的上部，所述调整部通过所述连杆与所述压紧部连接，所述调整部用于调整所述压紧部压紧力度；

所述对中机构还设置有抬升夹爪，设置在所述对中夹爪中部位置，与所述调整部接触用于抬起所述压紧部。

8.根据权利要求1所述的刀片模组整形设备，其特征在于，所述托盘机构，包括：

保压机构，设置在所述托盘机构上部，所述保压机构横向架设在所述刀片电芯的上侧用于压紧电芯。

9.根据权利要求8所述的刀片模组整形设备，其特征在于，所述保压机构设置有齿形压条，其设置在所述保压机构下底面，所述齿形压条与所述刀片电芯的上侧面接触，所述齿形压条用于压紧每个所述刀片电芯。

10.根据权利要求9所述的刀片模组整形设备，其特征在于，所述刀片模组整形设备还包括解压机构，所述解压机构包括，

底座，设置在所述线体导轨两侧；

升高机构，设置在所述底座上用于控制所述保压机构的高度；

横移装置，设置在所述底座的下部，所述横移装置用于横向移动所述保压机构。

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