CN219642879U - 电芯模组入壳设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了电芯模组入壳设备，包括机台、上位机、电芯模组放置组件、底壳放置区、夹爪组件、压入组件、Z轴伺服电机和X轴伺服电机，的夹爪组件、压入组件、X轴伺服电机、Z轴伺服电机均与上位机相连，电芯模组放置组件和底壳放置区均设置在机台的顶端，夹爪组件和压入组件均安装在底壳放置区的同一侧，夹爪组件和压入组件都位于Z轴伺服电机，Z轴伺服电机位于在X轴伺服电机，本实用新型能够有效解决效率低下，操作人员容易疲劳，电芯模组放置后电芯不平整，极耳错位的问题，X轴和Z轴的行进时通过速度可调的丝杆实现的，从而大大提高了效率，也不存在操作人员疲劳情况。
Description
技术领域
本实用新型属于新能源汽车技术领域，涉及电芯模组入壳设备。
背景技术
新能源汽车上需要使用各种电池组，通过串并联方式为车辆提供动力源。模组中的电芯，有硬壳、软包等形式。本实用新型针对的是软包电芯。软包电芯在组成模组后，一般都需要将模组放入壳体之中，避免碰撞等对电芯造成损伤，导致漏液等一系列问题，电芯模组放入壳体中是当前经常用到的方式之一。电芯组成小模组后，一般都要求将电芯模组放入壳体之中，电芯模组中间有起缓冲作用的泡棉，泡棉需要有一定的压缩才能进入壳体。
现在的入壳方式，基本上都是手动，人工难以放入，存在以下不足：人工放入壳体之时，压入过程中，效率低下，操作人员容易疲劳；人工放入壳体时，压入过程中，难以保持电芯表面与壳体的平整，会对后续工位造成不良，带来诸多不利；因此，亟需一种自动化、高效率的电芯入壳方式，基于此，我们提供电芯模组入壳设备。
发明内容
本实用新型的目的在于提供电芯模组入壳设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：电芯模组入壳设备，包括机台、上位机、电芯模组放置组件、底壳放置区、夹爪组件、压入组件、Z轴伺服电机和X轴伺服电机，所述的夹爪组件、压入组件、X轴伺服电机、Z轴伺服电机均与上位机相连，所述电芯模组放置组件和底壳放置区均设置在机台的顶端，所述夹爪组件和压入组件均安装在底壳放置区的同一侧，所述夹爪组件和压入组件都位于Z轴伺服电机的一侧，Z轴伺服电机位于X轴伺服电机的一侧。
在上述的电芯模组入壳设备中，所述夹爪组件包括第一伺服电机、减速机、加强筋、夹爪和压力传感器，所述夹爪组件在Z轴伺服电机的一侧，所述第一伺服电机与夹爪连接。
在上述的电芯模组入壳设备中，所述压入组件包括伺服电机、直线轴承、连接器、压力传感器和压头，所述的压入组件安装在Z轴伺服电机，压头通过连杆和直线轴承与第二伺服电机连接。
在上述的电芯模组入壳设备中，所述电芯模组放置组件包括芯模组检测传感器和电芯模组。
在上述的电芯模组入壳设备中，所述底壳放置区包括压紧手柄、外壳检测传感器和底壳部件。
在上述的电芯模组入壳设备中，所述机台的边侧安装有夹爪压力传感器和压入压力传感器。
与现有技术相比，本实用新型电芯模组入壳设备的优点为：能够有效解决效率低下，操作人员容易疲劳，电芯模组放置后电芯不平整，极耳错位的问题，根据不同的电池模组，可以灵活设定相关的控制程序，只要入壳方式相同，都可以进行操作，夹持组件和压入组件都有压力监控，可以实时的看到压力，X轴和Z轴的行进时通过速度可调的丝杆实现的，从而大大提高了效率，也不存在操作人员疲劳情况；压入组件调整完成后，可以确保电芯模组放入后，能够完全放置平整，没有极耳错误的现象，不会对后续工位造成影响，从而保证产品的良率。
附图说明
图1为本实用新型的软包电芯模组入壳的结构示意图。
图2为本实用新型的工作台示意图。
图3为本实用新型的夹爪组件示意图。
图4为本实用新型的压入组件示意图。
图5为本实用新型的装入壳体示意图。
图中；1、上位机；2、压力传感器显示面板；21、夹爪压力传感器；22、压入压力传感器；3、电芯模组放置组件；31、电芯模组检测传感器；32、电芯模组；4、底壳放置区；41、压紧手柄；42、外壳检测传感器；43、底壳部件；5、夹爪组件；51、第一伺服电机；52、减速机；53、夹爪加强筋；54、夹爪；55、夹爪压力传感器；6、压入组件；61、第二伺服电机；62、压力传感器；63、连接机构；64、压头机构；65、直线轴承；7、Z轴伺服电机；8、X轴伺服电机；9、机台。
实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1、图2和图3所示，为本实用新型电芯模组入壳设备。
电芯模组入壳设备，包括机台9、上位机1、电芯模组放置组件3、底壳放置区4、夹爪组件5、压入组件6、Z轴伺服电机7和X轴伺服电机8，的夹爪组件5、压入组件6、X轴伺服电机8、Z轴伺服电机7均与上位机1相连，电芯模组放置组件3和底壳放置区4均设置在机台9的顶端，夹爪组件5和压入组件6均安装在底壳放置区4的同一侧，夹爪组件5和压入组件6都位于Z轴伺服电机7的一侧，Z轴伺服电机7位于X轴伺服电机8的一侧。
夹爪组件5包括第一伺服电机51、减速机52、加强筋53、夹爪54和压力传感器55，夹爪组件5在Z轴伺服电机7的一侧，第一伺服电机51与夹爪54连接。
压入组件6包括伺服电机61、直线轴承65、连接器63、压力传感器62和压头64，的压入组件6安装在Z轴伺服电机7，压头64通过连杆和直线轴承65与第二伺服电机61连接。
电芯模组放置组件3包括芯模组检测传感器31和电芯模组32；底壳放置区4包括压紧手柄41、外壳检测传感器42和底壳部件43；机台9的边侧安装有夹爪压力传感器21和压入压力传感器22。
电芯模组放置组件3的电芯模组32使用绝缘材质的红色电木，内有传感器检测有无，降低误操作，提高工作节拍。
作为优选，压力传感器通过RS485与PLC实时交互数据，监控压力值，确保电芯在下压过程没有损伤。
夹爪54采用耐磨POM材料。
在工作过程中，PLC控制X轴移动至电芯模组放置位置，通过Z轴将夹爪放置至夹取位，夹爪伺服开始运动，夹爪夹持电芯时，压力传感器实时反馈，确保没有过大的夹持力，造成电芯损伤，在移动到电芯入壳位的时候，下压组件开始进行下压，下压过程中，如果电芯托盘不在一个平面，通过压头可以将电芯压制平整，下压时有压力监控，通过与设定的标准值进行比较，确保入壳压力正常，电芯没有损伤。
使用的机器总尺寸L*W*H：1500mm*1000mm*1500mm。其中控制器PLC使用三菱FX5U，夹爪使用耐磨POM材料，压头使用POM材料，夹爪组件夹持的电芯模组中间起缓冲，隔热的泡棉，尺寸L*W*D：125*110*8，在夹取入壳的过程中要使泡棉压缩至5mm，所需要的力为40kg，夹爪组件固定在Z轴上，Z轴固定在X轴上，所述夹爪组件在X轴伺服和Z轴伺服的作用下，可以在X轴方向和Z轴方向的位置调整，夹爪伺服电机0.4kw，压入伺服0.4KW，所述夹爪与一般的夹爪不同，本实用新型的夹爪与电芯模块接触面有一定坡度，且具有绝缘性能。
本实用新型使用的压力传感器为斯巴拓SBT671，准确度等级为0.1%，重复性为0.1%FS，通过RS485与PLC进行数据传输，实时监控
被装入电芯模块和壳体放置在平台上，有传感器31，传感器42进行检测。
本实用新型在具体实施中，通过上述公开对应的伺服电机的输出轴连接有丝杆或者通过减速机进行传动。
采用电芯入壳系统进行电芯入壳的具体步骤为:
步骤一、通过上位机选择要装入的型号，设定压力报警值
步骤二、 将电芯模组放置在电芯模块放置区，将底壳放置在底壳放置区，
步骤三、启动系统，夹爪组件在X轴伺服的移载中运行至夹取电芯模组放置位，夹爪伺服运行夹取电芯模块，至设定的压力后，停止夹持，Z轴伺服运行至无干涉的位置，X轴伺服运行至放底壳放置区，压入组件开始运行，压入组件先缓慢压制刚好进入壳体内，然后夹爪组件松开一点，然后压入组件继续下压，压到托盘包胶的地方，夹爪再松开一点，然后压入组件继续下压至完成。
若电芯模组没有放置，则传感器检测无，则系统无法启动，若电芯模组放置后，没有放置底壳模块，底壳检测传感器检测无，则系统无法启动。
若夹爪在夹持过程中，出现模组歪斜，造成夹爪夹持力超过设定值，则系统会松开，再放低速度夹取一次，放慢速度夹取的过程中会使电芯模组有个轻微的活动，起到校正功能，夹持力达到设定后，夹取完成。
若在压入的过程中，下压压力超过设定值，则夹爪组件夹紧，Z轴伺服向上运行至待机位，检查壳体有无异物，电芯模组是否变形，若无重新启动，则正常压入壳体底部。
步骤四、根据上位的记录数据，可以分析在哪个壳体位置的压力超限，以便查找真因，提高生产效率。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (6)
1.电芯模组入壳设备，包括机台（9）、上位机（1）、电芯模组放置组件（3）、底壳放置区（4）、夹爪组件（5）、压入组件（6）、Z轴伺服电机（7）和X轴伺服电机（8），其特征在于，所述的夹爪组件（5）、压入组件（6）、X轴伺服电机（8）、Z轴伺服电机（7）均与上位机（1）相连，所述电芯模组放置组件（3）和底壳放置区（4）均设置在机台（9）的顶端，所述夹爪组件（5）和压入组件（6）均安装在底壳放置区（4）的同一侧，所述夹爪组件（5）和压入组件（6）都位于Z轴伺服电机（7）的一侧，Z轴伺服电机（7）位于X轴伺服电机（8）的一侧。
2.根据权利要求1所述的电芯模组入壳设备，其特征在于，所述夹爪组件（5）包括第一伺服电机（51）、减速机（52）、加强筋（53）、夹爪（54）和压力传感器（55），所述夹爪组件（5）在Z轴伺服电机（7）的一侧，所述第一伺服电机（51）与夹爪（54）连接。
3.根据权利要求1所述的电芯模组入壳设备，其特征在于，所述压入组件（6）包括伺服电机（61）、直线轴承（65）、连接器（63）、压力传感器（62）和压头（64），所述的压入组件（6）安装在Z轴伺服电机（7），压头（64）通过连杆和直线轴承（65）与第二伺服电机（61）连接。
4.根据权利要求1所述的电芯模组入壳设备，其特征在于，所述电芯模组放置组件（3）包括芯模组检测传感器（31）和电芯模组（32）。
5.根据权利要求1所述的电芯模组入壳设备，其特征在于，所述底壳放置区（4）包括压紧手柄（41）、外壳检测传感器（42）和底壳部件（43）。
6.根据权利要求1所述的电芯模组入壳设备，其特征在于，所述机台（9）的边侧安装有夹爪压力传感器（21）和压入压力传感器（22）。
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