WO2014063630A1 - 烘烤冷却设备及其夹具拆锁螺母机构和夹具拉紧机构 - Google Patents

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WO2014063630A1
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clamp
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baking
positioning
bearing
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PCT/CN2013/085795
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喻世民
何一波
华云鹏
彭清华
张凯旋
陈华坤
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东莞市鸿宝锂电科技有限公司
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Definitions

  • the invention relates to the technical field of lithium battery manufacturing, in particular to a lithium battery baking and cooling device and a clamp demagnetizing nut mechanism and a clamp tensioning mechanism.
  • the aging of the lithium battery allows the electrolyte to be fully infiltrated, and the active components of the positive and negative electrodes are deactivated after a certain reaction, so that the overall performance of the battery is more stable.
  • lithium battery manufacturing companies use baking ovens to heat the lithium batteries at high temperatures.
  • the existing baking furnace equipment is not properly planned, the layout wastes space, and the clamps are loaded with batteries, and the clamps are loose/nuts. If the mechanism is in position, the clamp after the lock nut is pressurized, but it is impossible to detect whether the applied pressure meets the demand. The collision occurs during the movement of the clamp.
  • the temperature control in the baking oven is not allowed to cause uneven heating of the battery. Design errors cause the fixture to absorb heat too slowly, and there are no protective measures to maximize energy loss.
  • Lithium battery multi-layer fixture is mainly used in the baking tunnel furnace process.
  • the principle is to put the battery core into the multi-layer fixture one by one.
  • the robot automatically locks the fixture to a certain strength and then puts it into the baking tunnel furnace for baking. And cooling.
  • the multi-layer jig of the lithium battery is frequently loosened and locked by the robot, which causes frequent damage of the manipulator and high cost.
  • the current structure of the lithium battery clamp disarming mechanism is relatively complicated, and the precision and efficiency of detaching the screw on the lithium battery fixture are not high.
  • the lithium battery clamp tensioning mechanism is mainly used for the upper and lower cores of the baking tunnel furnace fixture.
  • the purpose is to put the battery core into the multi-layer fixture, according to the process requirements, tighten the battery fixture and then lock the fixture to make the fixture in the baking tunnel.
  • the furnace maintains a certain pressing force on the battery during baking and cooling.
  • the pressing force needs to have a relatively high precision, and can be quickly and conveniently adjusted.
  • the tension of the conventional lithium battery clamp tensioning mechanism is generally 0.5T-3T. Basically, the cylinder is tightened, and the tension sensor is designed in the locking mechanism. The tensioning force cannot reflect the actual pressing force, and the precision of the tensioning force cannot be guaranteed.
  • the technical problem to be solved by the present invention is directed to the deficiencies of the prior art, and provides a fully automatic baking and cooling device with reasonable equipment planning and space saving, which can quickly and accurately locate the clamp, and can finely adjust the clamp after the lock nut. It can be detected, the fixture is stable in the furnace, no collision occurs, the temperature control is accurate, the baking process is evenly heated and the energy loss is effectively prevented.
  • a baking and cooling device comprising a baking zone, further comprising a cooling zone juxtaposed with the baking zone, the feeding starting end of the baking zone is provided with an automatic upper and lower clamp device, and the conveying end point of the baking zone is provided Fixture relay device, wherein:
  • the automatic upper and lower clamp device includes a side-by-side loading system and a blanking system, and the loading system is directly opposite the baking area.
  • the feeding mechanism and the positioning and lock nut mechanism are arranged according to the conveying direction of the baking zone, and the feeding mechanism is provided with a battery manipulator, and the positioning and the lock nut mechanism are provided with a pair of lifting clamp robots in the lateral direction of the two sides.
  • the positioning and lock nut mechanism is provided with a clamp tensioning mechanism; the feeding system is directly opposite to the cooling zone, and the positioning and lock nut mechanism and the discharging mechanism are sequentially arranged in the cooling zone conveying direction, the positioning and the lock nut a pair of lifting clamp robots 2 are disposed on two sides of the lateral direction of the mechanism, and the lower battery manipulator is disposed on the discharging mechanism;
  • the baking zone is provided with a baking furnace chain tensioning device, an inlet safety door, a tunnel furnace body, a baking furnace power device and an exit safety door in the conveying direction, and a baking furnace conveying chain and a chain are arranged below the tunnel furnace body.
  • a tensioning device, the tunnel furnace body is a segmented structure, and a heating box, a wind conveying motor and a temperature control device are arranged above each segment of the furnace body;
  • the clamp relay device is a horizontally and longitudinally movable transfer robot facing the baking zone and the cooling zone; the cooling zone is sequentially provided with a cooling furnace chain tensioning device, a cooling furnace body and a cooling furnace power device along the conveying direction.
  • a fixture for removing the lock nut of a baking cooling device including a servo motor, a servo motor coupling, an angular contact bearing, a bearing sleeve, a bearing gland, a drive shaft, a spring, a spring sleeve, a spline shaft, a hex nut, and an installation Rods, locating pins, guide rods, linear bearings, gaskets, mounting plates and cylinders, wherein angular contact bearings, bearing sleeves, bearing glands and drive shafts constitute the drive assembly, springs, spring sleeves, spline shafts, hex nuts and
  • the gasket is composed of a lock-up group; the servo motor is used as a power source to connect with the drive
  • the angular contact bearing is installed in the bearing sleeve, and is fixed by the bearing gland.
  • the key shaft is connected to the drive shaft through the nut coupling.
  • the nut coupling is under the spring.
  • the spring is pressed on the hex nut through the spring sleeve.
  • the hex nut and the spline shaft are coupled by the spline pair.
  • the hex nut is above and below the spline shaft.
  • Automatic tilting, position adjustment of the hex screw on the hex nut and lithium battery multi-layer fixture and can be used once
  • the hex nut is used to register the hexagonal screw on the multi-layer fixture of the lithium battery.
  • the lower limit of the hex nut is controlled by the spacer.
  • the positioning pin is screwed to the upper plate of the support frame and can be inserted through the lower plate of the support frame.
  • the cylinder In the multi-layer fixture of the lithium battery, the cylinder is moved up and down in the linear bearing through the guide rod, wherein the linear bearing is fixed on the lower plate, and the function of disassembling the multi-layer fixture of the lithium battery is realized according to the difference of the steering of the servo motor.
  • a clamp tensioning mechanism for a baking cooling device comprising a pulling claw, a tensioning device, a power device, a transmission device and a tension sensor, wherein the pulling claw is a rod member having a bent portion or an arc portion at one end, the tensioning device and the tensioning device
  • the pulling claw is a rod member having a bent portion or an arc portion at one end, the tensioning device and the tensioning device
  • the power device drives the transmission device, the transmission device is connected with the tension device to cause the tension device to perform the tensioning action
  • the tension sensor is coupled with the tension device, when the tension device is stressed
  • the power unit stops working and the tension of the claw to the battery holder is controlled.
  • the baking end of the baking and cooling equipment of the invention is at the same end of the feeding end and the feeding end, and the automatic upper and lower clamp device, the baking zone, the clamp relay device and the cooling zone are sequentially designed in a loop, and the layout is to cool the recovery section. District, more rational use of space, making the overall structure of the equipment compact, reasonable layout distribution, saving space costs;
  • the device is provided with a positioning lock device.
  • the lock nut is jointly operated by the positioning mechanism, the clamp tensioning mechanism and the lock nut manipulator, so that the lock nut is operated accurately; the drive shaft drives the spline shaft through the rotating shaft, and the spline shaft drives The lock nut is used to unlock the screw in the multi-layer fixture of the lithium battery.
  • the lithium battery multi-layer fixture is also positioned by the positioning pin, and the clamp tensioning mechanism tightens the clamp to make the clamp hexagonal screw in a pre-slung state.
  • the cushioning property of the elastic member makes better contact with the screw rod for pre-positioning, and the positional alignment screw is adjusted by the tilting, thereby improving the efficiency and precision of the multi-layer fixture for disassembling the lithium battery, and the structure is simple. Reduce the manufacturing cost of the manufacturer.
  • the device is provided with a clamp tensioning device.
  • the clamp tensioning device has a simple structure and a small occupied space, and can quickly and accurately control the tension of the clamp tensioning mechanism, and the fixture rotates the robot in the X, Y-axis direction during the transport process. It will not fall and is easy to repair.
  • the movement of the fixture in the automatic upper and lower baking fixture equipment area and the baking fixture relay device is operated by the robot, and the moving route is determined without collision.
  • the feeding belt in the automatic upper and lower baking fixture area of the baking and cooling device is a multi-functional drawing belt, and the lithium battery placed on the drawing belt is neat and orderly, which is convenient for the subsequent robot to grasp the battery, and the product is replaced. Easy
  • the automatic upper and lower baking fixture equipment area can also be equipped with a battery reversing robot and the subsequent equipment docking. It is a good connection between the front and rear equipment, from loading and drying. The connection between baking, cooling and cutting to the subsequent equipment is completely completed by the mechanical structure. The degree of automation of the equipment is high, which reduces the labor intensity of the workers, saves labor and increases productivity.
  • Figure 1 is an overall perspective view of an embodiment of a baking and cooling apparatus of the present invention
  • 2 is a perspective view of the automatic upper and lower clamp device in the embodiment of the baking and cooling device of the present invention
  • FIG. 3 is a top plan view of an automatic upper and lower clamp device in an embodiment of the baking and cooling device of the present invention
  • Figure 4 is a front elevational view of the clamp relay device in the embodiment of the baking and cooling device of the present invention.
  • Figure 5 is a partial enlarged view of the position M in Figure 4.
  • FIG. 6 is a structural view of a clamp positioning mechanism in an embodiment of the baking and cooling device of the present invention.
  • FIG. 7 is a structural view of a clamp detaching nut mechanism in an embodiment of the baking and cooling device of the present invention.
  • Figure 8 is a front elevational view of the clamp tensioning mechanism of the embodiment of the baking and cooling apparatus of the present invention.
  • Figure 9 is a side view of the clamp tensioning mechanism of the embodiment of the baking and cooling apparatus of the present invention.
  • Figure 10 is a schematic view showing the state of the clamp tensioning mechanism in the embodiment of the baking and cooling apparatus of the present invention.
  • a baking and cooling device in an embodiment of the present invention has a baking zone 2 and a cooling zone 4 arranged in parallel with the baking zone 2, and an automatic starting and lower clamping device is provided at the conveying starting end of the baking zone 2. 1.
  • the end point of the conveying of the baking zone 2 is provided with a clamp relay device 3.
  • the aforementioned automatic upper and lower clamp device 1 includes a loading system and a blanking system which are arranged side by side.
  • the loading system is facing the baking zone 2, including the feeding mechanism 5, the clamp positioning and lock nut mechanism 601 and the clamp transfer sliding table 71 provided in the conveying direction of the baking zone 2.
  • the feeding mechanism 5 may be a feeding draw belt or a feed turntable, and the feeding mechanism 5 is provided with an upper battery robot 73.
  • the positioning and lock nut mechanism 601 is provided with a pair of lifting clamp robots 75 in the lateral direction of both sides, positioning and A clamp tensioning mechanism 8 is provided below the lock nut mechanism 601.
  • the unloading system is facing the cooling zone 4, and in the conveying direction of the cooling zone 4, a jig intermediate sliding table 72, a positioning and lock nut mechanism 602 and a discharging mechanism 9 are sequentially arranged, and the discharging mechanism 9 can be a discharging belt or a discharging device. Material turntable, etc.
  • the positioning and lock nut mechanism 602 is provided with a pair of lifting clamp robots 76 in the lateral direction of the two sides.
  • the positioning and locking nut mechanism 602 is also provided with a clamp tensioning mechanism 2, and the discharging mechanism 9 is provided with a lower battery robot 74.
  • the transfer slide 71 and the clamp transfer slide 72 share a main robot 77.
  • the automatic upper and lower clamp device 1 is preferably further provided with a clamp buffer platform 78. If the loading zone clamp is being loaded, the empty clamp on the transfer platform of the blanking area can be grabbed to the cache platform 78, and the gantry robot then cools the cooling zone. The material clamp is grabbed into the lower clamp area to save time.
  • the baking zone 2 includes a baking oven chain tensioning device 22, an inlet safety door 21, a tunnel furnace body 27, a baking furnace power device 28 and an exit safety door 26 which are sequentially disposed along the conveying direction thereof, and a baking oven is arranged below the tunnel furnace body.
  • the conveying chain plate 25 comprises a baking furnace conveying chain and a chain tensioning device thereof, and the tunnel furnace body 27 is a segmented structure, and a heating box 21, a wind conveying motor 23 and a temperature controlling device are arranged above each of the furnace body segments, and the drying is performed.
  • An electric control box 29 is provided below the oven conveyor chain plate 25.
  • Cooling zone 4 The cooling furnace strips are arranged in sequence along the conveying direction to cool the furnace strip tensioning device, the cooling furnace body and the cooling furnace power unit.
  • a cooling furnace conveyor chain plate is arranged below the cooling furnace body, and the cooling furnace conveyor chain plate comprises a cooling furnace conveying chain and a chain lower tensioning drum.
  • the clamp relay device 3 is a horizontally and longitudinally movable transfer robot facing the baking zone 2 and the cooling zone 4.
  • the fixture relay device 3 includes a gantry 31, a transverse screw 32, and a lateral slider 33.
  • a longitudinal slider 34 and two hanging arms 35 wherein the transverse screw 32 is mounted on the gantry 31, and the horizontal screw 32 is rotated by a motor, and the lateral slider 33 is set on the transverse screw 32 and laterally The screw 32 is screwed, and the lateral slider 33 can be driven to laterally slide by the rotation of the transverse screw 32.
  • the longitudinal slider 34 is longitudinally slidably mounted on the lateral slider 33 by a lifting cylinder.
  • the longitudinal sliding block 34 is driven to longitudinally slide; the two hanging arms 35 are respectively slidably mounted on the longitudinal sliding block 34, and the two hanging arms 35 are respectively driven by the two cylinders for lateral sliding movement.
  • a suspension area of adjustable width is formed between the arms 35. As shown in FIG.
  • the hanging arm 35 has an L-shaped structure, and has a longitudinal connecting portion 351 and a lateral hook portion 352, and the lateral hook portions 352 of the two hanging arms 35 extend opposite to each other, and the left and right outer edges of the clamp are respectively suspended. On the lateral hooks 352 of the two hanging arms.
  • the clamp relay device 3 needs to be driven by the transverse screw 32 to slide the lateral slider 33 to the corresponding position of the clamp, so that the longitudinal slider 34 is located directly above the clamp 100, and the two suspension arms 35 are facing two Side opening, the longitudinal slider 34 is moved downward again to the appropriate position, and then the two hanging arms 35 are driven to move toward each other, so that the lateral hook portion 352 of the hanging arm 35 can extend below the two sides of the clamp, and then the longitudinal slider 34 is upward.
  • the lateral hooks 352 of the hanging arm 35 are hooked on the two outer edges of the clamp, and the clamp is moved upwards by an appropriate distance to lift the clamp; then the lateral screw 33 drives the lateral slider 33 to move laterally, and the clamp is driven by the barbecue.
  • the zone slides to move the cooling zone.
  • the upper surface of the lateral hook portion 352 is preferably further provided with a positioning convex pin 353, and a positioning hole is disposed corresponding to the hanging portion on both sides of the clamp; when the clamp is suspended from the hanging arm 35, the protruding pin
  • the 353 can be inserted into the positioning hole to effectively limit the clamp 100 to prevent the clamp from loosening during the movement, and to ensure stable reliability during the transfer of the clamp.
  • the structure and principle of the above-mentioned clamp positioning and lock nut mechanism 601 and the positioning and lock nut mechanism 602 are basically the same. Here, only the clamp positioning and the lock nut mechanism 601 are representatively described in detail.
  • the clamp positioning and lock nut mechanism 601 includes a clamp positioning mechanism 61 and a clamp release nut mechanism 62. As shown in FIG. 6 , the clamp positioning mechanism 61 includes a positioning plate 612 , a positioning pin 614 and a cylinder 616 .
  • the positioning plate 612 is flat and horizontally disposed.
  • the first positioning hole 618 is opened on the positioning plate 612 , and the first positioning hole is formed.
  • the second positioning hole 619 is formed on the bottom plate of the multi-layer fixture 100 of the lithium battery.
  • the first positioning hole 618 is matched with the second positioning hole 619.
  • the positioning pin 614 is disposed below the first positioning hole 618.
  • the positioning pin 614 is connected to the cylinder 616.
  • the cylinder 616 drives the positioning pin 614 to be inserted into the first positioning hole 618 and inserted into the second positioning hole 619 on the bottom plate of the lithium battery multi-layer jig 100, and the front end of the positioning pin 614 is tapered.
  • the angle 617 after the taper chamfer 617 is inserted into the first positioning hole 618, can automatically align the second positioning hole 619 to accurately position the lithium battery multi-layer jig 100.
  • the hole wall of the first positioning hole 618 is provided with a guiding sleeve 615, and the positioning plate 612 is fixed on the mounting bar 613.
  • the lithium battery multi-layer jig 100 is clamped by the robot to the positioning plate 612.
  • the switch detects that the lithium battery multi-layer jig 100 is in place, the cylinder 616 pushes the positioning pin 614 into the lithium battery multi-layer jig 100, and the lithium is inserted into the positioning pin 614.
  • the taper chamfer 617 of the positioning pin 614 inserted into the front end can automatically correct the lithium battery multi-layer jig 100 of a certain angle yaw, even if the second positioning hole 619 and the positioning on the lithium battery multi-layer jig 100
  • the first positioning hole 618 on the board 612 corrects the alignment to achieve precise positioning of the lithium battery multi-layer jig 100.
  • the clamp unlocking nut mechanism 62 includes a servo motor 621, a servo motor coupling 622, a bearing 623, a bearing sleeve 624, a bearing gland 625, a transmission shaft 626, a spring 627, a spring sleeve 628, and a spline.
  • the bearing 623, the bearing sleeve 624, the bearing gland 625 and the transmission shaft 626 constitute a transmission assembly, and the spring 627, the spring sleeve 628, the spline shaft 629, the hex nut 630 (that is, the detachable nut) and the washer 635 are combined to be unlocked.
  • the spring 627, the spring sleeve 628, the spline shaft 629, the hex nut 630 (that is, the detachable nut) and the washer 635 are combined to be unlocked.
  • a lithium battery multi-layer jig 100 that needs to be locked or loosened is disposed under the lithium battery jig removal nut mechanism 62, and the servo motor 621 is connected as a power source to the transmission shaft 626 via a servo motor coupling 622.
  • the transmission shaft 626 The positioning rotation is performed by the bearing 623, and the bearing 623 is mounted in the bearing sleeve 624 and fixed by the bearing gland 625.
  • the spline shaft 629 is coupled to the drive shaft 626 via a nut coupling 640.
  • the nut coupling 640 is a spring 627. The spring 627 is pressed against the hex nut 630 by a spring sleeve 628.
  • the hex nut 630 and the spline shaft 629 are splined.
  • the sub-joining, the hex nut 630 can automatically move up and down on the spline shaft 629, and the position adjustment of the hexagonal screw on the hex nut 630 and the lithium battery multi-layer jig, and the hex nut 630 register lithium battery can be realized at one time.
  • the hexagonal screw on the layer clamp, the lower limit of the hex nut 630 is controlled by the spacer 635, the positioning pin 632 is screwed onto the upper plate 638 of the support frame, and the lower plate 639 passing through the support frame can be inserted into the lithium battery
  • the above parts are moved up and down by the air cylinder 637 through the guide rod 633 in the linear bearing 634, wherein the linear bearing 634 is fixed on the lower plate 639, and the multi-layer clamp of the lithium battery is unlocked according to the difference of the steering of the servo motor 621.
  • the circumferential surface of the spline shaft 629 is provided with a spline pair or at least one flat key pair.
  • one end of the inner hole of the hex nut 630 is provided with a spline pair or at least one flat key pair.
  • the jig tensioning mechanism 8 includes a claw 802, a tensioning device, a power unit, a transmission, and a tension sensor 805.
  • the battery holder 100 is fixed on the frame fixing plate 819, and the pulling claw 802 is a rod member having a bent portion or an arc portion at one end, the pulling claw 802 can clamp the battery fixture 100, and the tensioning device is connected with the claw 802 and faces Set the direction to tighten the claw 802.
  • the power unit drives the transmission device, and the transmission device is connected with the tensioning device to cause the tensioning device to perform the tightening action.
  • the tension sensor 805 is in contact with the tensioning device. When the force applied by the tensioning device reaches the set value of the tension sensor 805, the power device stops working, thereby controlling the pulling force of the claw 802 to the battery fixture 100.
  • the tensioning device includes a claw guiding groove 803, a pulling plate 804, a guiding rod 806, a movable plate 818, a bottom plate 807, a claw aligning plate 809, a pin 810, a roller 811, a rotating pin 812, a fixing seat 813, and a bow plate 814.
  • the bottom plate 807, the movable plate 818, the pulling plate 804 and the frame fixing plate 819 are arranged in parallel from bottom to top.
  • the guiding rod 806 is erected and the upper end thereof is fixed with the frame fixing plate 819, and the bottom plate 807, the movable plate 818 and the pulling plate
  • the plate 804 is fitted with the guide rod 806, and the movable plate 818 and the pull plate 804 can slide up and down along the guide rod 806; the claw guiding groove 803 is locked to the frame fixing plate 819, and the claw guiding groove 803 is disposed on Between the frame fixing plate 819 and the pulling plate 804; a guiding groove is formed on the claw guiding groove 803, the groove length of the lower portion of the guiding groove is vertical, and the roller 811 is disposed at both ends of the pin 810 and is disposed in the guiding groove
  • the rotating pin 812 is fitted with the fixing base 813 and mounted together with the pulling plate 804.
  • the lower end of the pulling claw 802 is connected to the fixing seat 813 by the rotating pin 812, and the pulling claw 802 is also fitted with the pin 810; the bow plate 814 is set at the movable On the plate 818, a tension sensor 805 is attached to the upper end of the bow plate 814; the claw righting plate 809 is fitted with the claw 802.
  • the power unit is a servo motor 808 and is mounted on the base plate 807.
  • the transmission device includes a driving gear 817, a transmission gear 818 and a ball screw pair 815.
  • the driving gear 817 and the transmission gear 816 are mounted on the bottom plate 807, and the servo motor 808 is coupled with the driving gear 817 and drives the driving gear 817, the driving gear 817 and the transmission gear.
  • 816 engages and drives the transmission gear 816, the transmission gear 816 rotates the ball screw pair 815, the ball screw pair 815 is vertically disposed, the lower end of the ball screw pair 815 is a fixed end and is fitted with the bottom plate 807, the ball screw pair 815 The upper end is a free end and is fitted with the movable plate 818.
  • the driving gear 817 and the transmission gear 816 are successively operated, and the ball screw pair 815 drives the movable plate 818 to move up and down.
  • the groove length direction of the upper section of the guide groove of the claw guiding groove 803 is extended from the vertical direction to the both sides, and the claw 802 can be Open or close when the rise is lowered.
  • the feeding mechanism 5 in the figure is a lithium battery fixture turntable, which can fix the position of the battery on the feeding mechanism 5, Can adapt to different models of products.
  • the main robot 77 of the baking and cooling device extracts the jig 100 to the jig intermediate slide 71, and the jig 100 is an empty jig.
  • the jig 100 moves along the jig transfer slide 71 to the positioning and lock nut mechanism 61, positioning and The lock nut mechanism 61 positions the clamp 100, and the upper battery robot 73 cooperates with the lift clamp robot 75 to insert the battery clamp of the feeding mechanism 5 into the clamp 100.
  • the clamp 802 presses the clamp 100, and simultaneously Positioning and lock nut mechanism 61 lock nut, positioning and lock nut mechanism 61
  • the tightness of the lock nut is set and detected by the tension sensor 805.
  • the clamp 100 after the lock nut moves along the clamp intermediate slide 71 to the clamp transfer slide 71 to the clamp area, and the main robot 77 places the clamp 100 on the baking conveyor conveyor chain 25, and the inlet safety door 24 is opened, and the clamp 100
  • the tunnel furnace body 27 is placed in the tunnel furnace body 27 for high temperature standing.
  • the tunnel furnace body 27 is a segmented structure, and each of the furnace body segments is provided with a heating box 21 and a wind conveying motor 23, so that the heat distribution in each section of the furnace body is evenly distributed. It is ensured that the battery is uniformly heated in the tunnel furnace body 27.
  • the jig 100 is conveyed forward in the tunnel furnace body 27 in a rhythm manner, and cooperates with the automatic upper and lower clamp device 1 to maximize the production capacity of the baking furnace conveyor chain plate 25.
  • the baking furnace chain tensioning device 22 is arranged at the starting end of the direction, so that the baking furnace conveying chain plate 25 is always in a tension state, which facilitates the smooth conveying of the jig 100 and prevents the collision of the jig 100, and the baking furnace conveyor chain plate 25
  • a baking furnace power unit 28 is provided to power the baking furnace conveying chain plate 25.
  • the tunnel furnace body 27 is opened, and then the relay robot gripping jig 100 of the clamp relay device 3 is placed on the cooling furnace conveyor chain plate, and the cooling furnace conveyor chain plate is powered by the cooling furnace power device, and the cooling furnace conveyor chain plate is cooled by the cooling furnace chain.
  • the cooling furnace strip tensioning device is tensioned, which facilitates the smooth conveyance of the jig 100 and prevents the jig 100 from colliding.
  • the clamp 100 is extracted from the main robot 77 of the automatic upper and lower clamp device 1 to the clamp intermediate slide 72, and the clamp 100 is moved along the clamp intermediate slide 72 to the positioning and lock nut mechanism 602, and the positioning and lock nut mechanism 602 will Fixture 100 positioning and loosening the nut, the lower battery robot 74 and the lifting jig robot 76 are used to remove the battery on the jig 100 and placed in the discharging mechanism 9.
  • the main robot 77 lifts the empty jig to the jig transfer sliding table. 71 put the fixture area to continue the next cycle.
  • the tunnel body 27 of the baking zone 2 is a segmented furnace body.
  • the present embodiment discloses that the tunnel body is divided into six sections, and each section of the furnace section is provided with a wind motor 23 and a heating box 21, so that each section of the furnace body The segments are evenly heated to ensure uniform performance parameters of the same batch of batteries.
  • the following are equipped with an electric control box 29 to provide one-to-one power supply to prevent insufficient power supply or uneven distribution of power supply, and the furnace sections do not affect each other.
  • the two ends of the tunnel body 27 are a safety door 21 and an exit safety door 26, which reduce heat loss in the tunnel body 27 and reduce energy loss.
  • the jig transfer slide table 71 and the jig transfer slide table 72 provided in the automatic upper and lower baking jig area are the placement areas of the jig 100, and the worker can easily change the jig 100, so that the jig 100 can be cleaned and updated easily.
  • the baking and cooling equipment process of the invention is all mechanical automatic operation, and the equipment is highly automated, which greatly reduces the labor intensity of workers.

Abstract

一种烘烤冷却设备，包括自动上下夹具装置、烘烤区、夹具中转装置及冷却区，自动上下夹具装置包括上料系统、下料系统、进料机构、抬夹具机械手、上电池机械手、下电池机械手、定位及锁螺母机构及夹具拉紧机构，整机上料与下料处同一端，自动上下夹具装置、烘烤区、夹具中转装置及冷却区依次采用回路式设计。

Description

烘烤冷却设备及其夹具拆锁螺母机构和夹具拉紧机构
技术领域
本发明涉及锂电池制造技术领域， 尤其涉及锂电池烘烤冷却设备及其夹具拆锁螺母机构 和夹具拉紧机构。
背景技术
锂电池的老化能让电解液得到充分的浸润， 同时正负极活跃成分通过一定的反应后失活， 使得电池整体性能更稳定。 为了加快锂电池的老化， 有锂电池制造公司使用烘烤炉对锂电池 进行高温静置， 但是， 现有的烘烤炉设备规划不当， 布局浪费空间， 夹具装上电池后， 夹具 松 /螺母机构对位不准， 对锁螺母后的夹具加压， 却不能检测所加压力是否满足需求， 夹具移 动过程中碰撞严重， 烘烤炉内控温不准造成电池受热不均匀， 运风风道设计误差致使夹具吸 收热量过慢， 且没有保护措施使得能量损耗大。
锂电池多层夹具主要用于 baking隧道炉工序，原理是将电芯一层一层的放入多层夹具内， 机械手再将夹具自动锁紧到一定力度后再放入 baking隧道炉进行烘烤及冷却。在此道工序中， 因不断地对夹具进行上料与下料， 所以需要用机械手对锂电池多层夹具频繁的进行松开与锁 紧， 导致机械手经常出现损坏， 而且成本高。 再有， 目前的其他锂电池夹具拆锁机构结构比 较复杂， 对准锂电池夹具上丝杆进行拆锁的的精度和效率也不高。
锂电池夹具拉紧机构主要用于 baking隧道炉夹具上下电芯工序， 目的是将电芯放入多层 夹具后， 根据工艺要求， 将电池夹具拉紧后再锁紧夹具， 使夹具在 baking隧道炉进行烘烤及 冷却时保持对电池的一定压紧力， 此压紧力需要有相当高的精度， 并且能够快速便捷的调整， 传统锂电池夹具拉紧机构拉紧力一般在 0.5T-3T, 基本都采用气缸拉紧， 拉力传感器设计于锁 紧机构之中， 其拉紧力不能反映实际压紧力， 拉紧力精度得不到保证。
发明内容
本发明要解决的技术问题针对现有技术的不足， 提供一种设备规划合理， 节省空间的全 自动烘烤冷却设备， 能对夹具进行快速准确定位， 对锁螺母后的夹具加压可精调可检测， 夹 具在炉内输送稳定、 不发生碰撞， 控温精确， 烘烤过程受热均匀且有效防止能量损耗。
为了解决上述技术问题， 本发明采用如下技术方案：
一种烘烤冷却设备， 包括烘烤区， 还包括与所述烘烤区并列的冷却区， 所述烘烤区的输 送起点端设有自动上下夹具装置， 烘烤区的输送终点端设有夹具中转装置， 其中：
所述自动上下夹具装置包括并排的上料系统及下料系统， 所述上料系统正对着烘烤区， 依烘烤区输送方向设有进料机构和定位及锁螺母机构， 所述进料机构上设有上电池机械手， 所述定位及锁螺母机构横向两侧方向上设有一对抬夹具机械手一， 所述定位及锁螺母机构下 方设有夹具拉紧机构； 所述下料系统正对着冷却区， 以冷却区输送方向依次设有定位及锁螺 母机构及出料机构， 所述定位及锁螺母机构横向两侧方向上设有一对抬夹具机械手二， 所述 出料机构上设有下电池机械手；
所述烘烤区沿输送方向依次设有烘烤炉链条张紧装置、 入口安全门、 隧道炉体、 烘烤炉 动力装置及出口安全门， 所述隧道炉体下方设有烘烤炉输送链条及链条张紧装置， 所述隧道 炉体为分段结构， 每段炉体段上方均设有发热箱、 运风电机及控温装置；
所述夹具中转装置为一面向烘烤区和冷却区的可横向及纵向移动的中转机械手； 所述冷却区沿输送方向依次设有冷却炉链条张紧装置、 冷却炉体和冷却炉动力装置。 一种烘烤冷却设备的夹具拆锁螺母机构， 包括伺服电机、伺服电机联轴器， 角接触轴承、 轴承套、 轴承压盖、 传动轴、 弹簧、 弹簧套、 花键轴、 六角螺母、 安装杆、 定位销、 导杆、 直线轴承、 垫片、 安装底板和气缸， 其中， 角接触轴承、 轴承套、 轴承压盖和传动轴组成传 动组件， 弹簧、 弹簧套、 花键轴、 六角螺母和垫片组成拆锁组； 伺服电机作为动力源通过伺 服电机联轴器与传动轴连接， 传动轴通过角接触轴承进行定位旋转， 角接触轴承安装在轴承 套内， 依靠轴承压盖进行固定， 花键轴通过螺母联轴器连接传动轴， 螺母联轴器下方为弹簧， 弹簧通过弹簧套压紧在六角螺母上， 六角螺母与花键轴通过花键副联结， 六角螺母在花键轴 上面上下自动窜动， 进行六角螺母与锂电池多层夹具上的六角丝杆的位置调整， 并能一次性 实现六角螺母套准锂电池多层夹具上的六角丝杆， 六角螺母的下限位由垫片控制， 定位销通 过螺丝锁紧在支撑架的上板上， 并且穿过支撑架的下板可插入到锂电池多层夹具内， 由气缸 通过导杆在直线轴承内进行上下动作， 其中直线轴承固定在下板上， 根据伺服电机转向的不 同来实现拆锁锂电池多层夹具的功能。
一种烘烤冷却设备的夹具拉紧机构， 包括有拉爪、 拉紧装置、 动力装置、 传动装置和拉 力传感器， 拉爪为一端具有弯折部或弧形部的杆件， 拉紧装置与拉爪连接并朝设定方向拉紧 拉爪； 动力装置驱动传动装置， 传动装置与拉紧装置连接致使拉紧装置实施拉紧动作； 拉力 传感器与拉紧装置联接， 当拉紧装置的受力达到拉力传感器的设定值时， 动力装置停止工作， 控制拉爪对电池夹具的拉紧力。 由上述技术方案可知， 本发明相较于现有技术而言， 具有下述多方面的明显优点和有益 效果：
1、 本发明烘烤冷却设备整机上料端与下料端处同一端， 自动上下夹具装置、 烘烤区、 夹 具中转装置及冷却区依次采用回路式设计， 并布局是把回收段作为冷却区， 更合理利用空间， 使得设备整体结构紧凑、 布局分布合理， 节省空间成本；
2、 设备上有拉抓及拉力传感器， 可以精确设置及精确检测夹具上的电池受到的压力值；
3、 设备上设置有定位锁装置， 锁螺母是由定位机构、 夹具拉紧机构及锁螺母机械手共同 作用， 使得锁螺母操作精准； 其通过驱动装置经转动轴带动花键轴， 花键轴带动拆锁螺母对 锂电池多层夹具中的丝杆进行拆锁， 此前还用定位销对锂电池多层夹具进行定位， 夹具拉紧 机构拉紧夹具， 使夹具六角丝杆呈预松状态， 在拆锁前通过弹性件的缓冲性使与丝杆更好地 接触进行预定位， 并通过窜动来调整位置对准丝杆， 提高了拆锁锂电池多层夹具的效率和精 度， 结构简单， 降低厂家的制造成本。
4、 设备上设置有夹具拉紧装置， 该夹具拉紧装置结构简单， 占用空间小， 能够快速、 精 确控制夹具拉紧机构的拉紧力， 夹具中转机械手在 X、 Y轴方向转运过程中夹具不会掉落， 且便于维修。
5、 夹具在自动上下烘烤夹具设备区及烘烤夹具中转装置的移动都是靠机械手操作， 移动 路线确定， 不会发生碰撞。
6、夹具在烘烤区及冷却区时， 由于输送链板有链条张紧装置拉紧，所以夹具能平稳移动， 不发生碰撞， 保证夹具及其他设备的工作期限， 使得夹具及其他设备的价值最大化；
7、 烘烤炉体分段式设计及烘烤炉体两端设置有安全门使得烘烤炉体内部热量分布均匀， 有效降低能量损耗；
8、 在烘烤冷却设备的自动上下烘烤夹具区的进料拉带为多功能拉带， 放在拉带上的锂电 池整齐有序， 为后续机械手抓取电池提供方便， 并且产品换型容易；
9、 当锂电池经过烘烤及冷却后可以进入下一工序， 自动上下烘烤夹具设备区还可以设置 有电池换向机械手与后续设备对接， 很好的衔接了前后设备， 从上料、 烘烤、 冷却、 下料到 与后继设备衔接完全由机械结构自动完成， 设备自动化程度高， 降低了工人劳动强度， 节省 了人工， 提高产能。 附图说明
图 1为本发明烘烤冷却设备之实施例的整体立体图; 图 2为本发明烘烤冷却设备之实施例中自动上下夹具装置的立体示意图；
图 3为本发明烘烤冷却设备之实施例中自动上下夹具装置的俯视图；
图 4为本发明烘烤冷却设备之实施例中夹具中转装置的正视图；
图 5是图 4中 M位置处的局部放大图；
图 6为本发明烘烤冷却设备之实施例中夹具定位机构的结构图；
图 7为本发明烘烤冷却设备之实施例中夹具拆锁螺母机构的结构图；
图 8为本发明烘烤冷却设备之实施例中夹具拉紧机构的正视图；
图 9为本发明烘烤冷却设备之实施例中夹具拉紧机构的侧视图；
图 10为本发明烘烤冷却设备之实施例中夹具拉紧机构的状态示意图。 具体实肺式
参看图 1所示， 本发明之实施例中的烘烤冷却设备具有烘烤区 2以及与该烘烤区 2并列 设置的冷却区 4， 烘烤区 2的输送起点端设有自动上下夹具装置 1， 烘烤区 2的输送终点端设 有夹具中转装置 3。
前述自动上下夹具装置 1包括并排设置的上料系统及下料系统。
结合图 2和图 3所示， 该上料系统正对着烘烤区 2， 包括依烘烤区 2输送方向设置的进 料机构 5、 夹具定位及锁螺母机构 601和夹具中转滑台一 71。 该进料机构 5可以是进料拉带 或进料转盘， 进料机构 5上设有上电池机械手 73， 定位及锁螺母机构 601横向两侧方向上设 有一对抬夹具机械手一 75， 定位及锁螺母机构 601下方设有夹具拉紧机构一 8。
下料系统正对着冷却区 4， 以冷却区 4输送方向依次设有夹具中转滑台二 72、 定位及锁 螺母机构 602及出料机构 9， 出料机构 9可以是出料拉带或出料转盘等。 定位及锁螺母机构 602横向两侧方向上设有一对抬夹具机械手二 76， 定位及锁螺母机构 602下方也设有夹具拉 紧机构二 8， 出料机构 9上设有下电池机械手 74， 夹具中转滑台一 71和夹具中转滑台二 72 共用一个主机械手 77。
自动上下夹具装置 1最好还设置有夹具缓存平台 78， 如果上料区夹具正在上料， 可将下 料区中转平台上的空夹取抓取到缓存平台 78， 龙门机械手再将冷却区出料夹具抓取到下夹具 区， 节省时间。
烘烤区 2包括沿其输送方向依次设置的烘烤炉链条张紧装置 22、入口安全门 21、隧道炉 体 27、 烘烤炉动力装置 28及出口安全门 26， 隧道炉体下方设有烘烤炉输送链板 25， 烘烤炉 输送链板 25包括烘烤炉输送链条及其链条张紧装置， 隧道炉体 27为分段结构， 每段炉体段 上方可以设有发热箱 21、运风电机 23及控温装置等，烘烤炉输送链板 25下方设有电控箱 29。
冷却区 4沿其输送方向依次设置的冷却炉料条冷却炉料条张紧装置、 冷却炉体和冷却炉 动力装置。 冷却炉体下方设有冷却炉输送链板， 该冷却炉输送链板包括冷却炉输送链条及链 条下张紧滚筒。 如图 4所示， 夹具中转装置 3为一面向烘烤区 2和冷却区 4的可横向及纵向移动的中转 机械手， 夹具中转装置 3包括有龙门架 31、 横向丝杆 32、 横向滑块 33、 纵向滑块 34、 两挂 臂 35， 其中， 该横向丝杆 32安装于龙门架 31上， 由一马达带动横向丝杆 32转动， 前述横 向滑块 33套装于该横向丝杆 32上与横向丝杆 32螺合， 由横向丝杆 32的转动可以带动横向 滑块 33作横向滑移； 前述纵向滑块 34则以可纵向滑移的方式安装于该横向滑块 33上， 由一 升降气缸带动纵向滑块 34作纵向滑移； 前述两挂臂 35分别以可横向滑动的方式安装于前述 纵向滑块 34上， 分别由两气缸带动该两挂臂 35作横向滑移动作， 于两挂臂 35之间形成一可 调节宽度的悬挂区。给合图 5所示， 该挂臂 35呈 L状结构， 具有纵向连接部 351和横向钩部 352， 并两挂臂 35之横向钩部 352彼此对向延伸， 夹具的左右两外侧缘分别悬挂于该两挂臂 的横向钩部 352上。
当要中转夹具 100时， 前述夹具中转装置 3需要由横向丝杆 32带动横向滑块 33滑移至 夹具对应位置， 使纵向滑块 34恰位于夹具 100的正上方， 待两挂臂 35向两侧打开， 该纵向 滑块 34再向下移动至适当位置， 然后再驱动两挂臂 35相向移动， 使挂臂 35的横向钩部 352 可以伸至夹具两侧的下方， 接着纵向滑块 34向上移动， 使挂臂 35的横向钩部 352勾于夹具 两外侧缘， 并带动夹具向上移动适当距离， 将夹具抬起； 然后再由横向丝杆 32带动横向滑块 33横向移动， 带动夹具由烧烤区滑移动冷却区。 以及， 如图 5， 于该横向钩部 352的上表面 最好还设置有定位凸销 353， 对应于夹具两侧悬挂部位设置定位孔； 当夹具悬挂于该挂臂 35 上时， 该凸销 353可以插入定位孔中， 对夹具 100进行有效限位， 防止夹具在移动过程中的 松动， 保证夹具中转过程中的稳定可靠性。 前述夹具定位及锁螺母机构 601与定位及锁螺母机构 602的结构与原理基本相同， 在此 仅以夹具定位及锁螺母机构 601为代表作详细描述。 该夹具定位及锁螺母机构 601包括有夹 具定位机构 61和夹具拆锁螺母机构 62。 其中， 如图 6所示， 夹具定位机构 61包括定位板 612、 定位销 614及气缸 616， 定位板 612呈平板状且水平设置， 定位板 612上开制第一定位孔 618， 第一定位孔 618穿通定位板 612， 在锂电池多层夹具 100底板上制有第二定位孔 619， 第一定位孔 618与第二定位孔 619 位置匹配； 对着第一定位孔 618的下方设置定位销 614， 定位销 614与气缸 616连接， 气缸 616驱动定位销 614插入第一定位孔 618并插入锂电池多层夹具 100底板上的第二定位孔 619， 且在定位销 614插入的前端制有锥度倒角 617， 该锥度倒角 617插入第一定位孔 618后能自 动对正第二定位孔 619， 使锂电池多层夹具 100精确定位。 第一定位孔 618的孔壁设导向套 615， 定位板 612固定在安装条 613上。 锂电池多层夹具 100由机械手夹取到定位板 612上， 当开关检测到锂电池多层夹具 100到位后，气缸 616推动定位销 614插入锂电池多层夹具 100 内， 在定位销 614插入锂电池多层夹具 100的一瞬间， 定位销 614插入前端的锥度倒角 617 能自动纠正一定角度偏摆的锂电池多层夹具 100， 即使锂电池多层夹具 100上的第二定位孔 619与定位板 612上的第一定位孔 618纠正对齐， 实现锂电池多层夹具 100精确定位。
如图 7所示，该夹具拆锁螺母机构 62包括伺服电机 621、伺服电机联轴器 622，轴承 623、 轴承套 624、 轴承压盖 625、 传动轴 626、 弹簧 627、 弹簧套 628、 花键轴 629、 六角螺母 630 (即为拆锁螺母）、 安装杆 631、 定位销 632、 导杆 633、 直线轴承 634、 垫片 635、 安装底板 636和气缸 637。 其中， 轴承 623、 轴承套 624、 轴承压盖 625和传动轴 626组成传动组件， 弹簧 627、 弹簧套 628、 花键轴 629、 六角螺母 630 (即为拆锁螺母） 和垫片 635组成拆锁组 件。
需要进行锁紧或松开的锂电池多层夹具 100设于该锂电池夹具拆锁螺母机构 62的下方， 伺服电机 621作为动力源通过伺服电机联轴器 622与传动轴 626连接， 传动轴 626通过轴承 623进行定位旋转， 轴承 623安装在轴承套 624内， 依靠轴承压盖 625进行固定。花键轴 629 通过螺母联轴器 640连接传动轴 626， 螺母联轴器 640下方为弹簧 627， 弹簧 627通过弹簧套 628压紧在六角螺母 630上， 六角螺母 630与花键轴 629通过花键副联结， 六角螺母 630可 在花键轴 629上面上下自动窜动， 进行六角螺母 630与锂电池多层夹具上的六角丝杆的位置 调整， 并能一次性实现六角螺母 630套准锂电池多层夹具上的六角丝杆， 六角螺母 630的下 限位由垫片 635控制， 定位销 632通过螺丝锁紧在支撑架的上板 638上， 并且穿过支撑架的 下板 639可插入到锂电池多层夹具内， 以上零件由气缸 637通过导杆 633在直线轴承 634内 进行上下动作， 其中直线轴承 634固定在下板 639上， 根据伺服电机 621转向的不同来实现 拆锁锂电池多层夹具的功能。 进一步， 花键轴 629的圆周面设有花键副或至少一个平键副。
进一步， 六角螺母 630的内孔一端设有花键副或至少一个平键副。
进一步， 六角螺母 630—端内六角面设有锥形倒角。 结合图 8至图 10所示， 前述夹具拉紧机构 8， 包括有拉爪 802、 拉紧装置、 动力装置、 传动装置和拉力传感器 805。 电池夹具 100固装在机架固定板 819上， 拉爪 802为一端具有 弯折部或弧形部的杆件， 拉爪 802能夹持电池夹具 100， 拉紧装置与拉爪 802连接并朝设定 方向拉紧拉爪 802。
动力装置驱动传动装置， 传动装置与拉紧装置连接致使拉紧装置实施拉紧动作。
拉力传感器 805与拉紧装置接触， 当拉紧装置的受力达到拉力传感器 805的设定值时， 动力装置停止工作， 进而控制拉爪 802对电池夹具 100的拉紧力。
拉紧装置包括拉爪导向槽 803、 拉板 804、 导向杆 806、 活动板 818、 底板 807、 拉爪扶 正板 809、 销轴 810、 滚轮 811、 旋转销 812、 固定座 813及弓形板 814。 前述底板 807、 活动 板 818、 拉板 804及机架固定板 819从下而上依次平行设置， 导向杆 806竖立设置且其上端 与机架固定板 819固装， 底板 807、 活动板 818及拉板 804与导向杆 806配装， 活动板 818 及拉板 804能沿导向杆 806同步上下滑移； 所述拉爪导向槽 803锁固于机架固定板 819， 且 拉爪导向槽 803设置于机架固定板 819与拉板 804之间； 在拉爪导向槽 803上开制导向槽， 导向槽下段的槽长方向为竖向， 销轴 810的两端配装滚轮 811并设置于导向槽； 旋转销 812 与固定座 813配装并一同与拉板 804安装， 拉爪 802的下端通过旋转销 812与固定座 813连 接， 拉爪 802还与销轴 810配装； 弓形板 814设置在活动板 818上， 弓形板 814的上端安装 拉力传感器 805 ; 拉爪扶正板 809与拉爪 802配装。
动力装置为伺服电机 808， 并安装在底板 807上。
传动装置包括主动齿轮 817、传动齿轮 818及滚珠丝杆副 815， 主动齿轮 817及传动齿轮 816安装于底板 807， 伺服电机 808与主动齿轮 817配装并驱动主动齿轮 817， 主动齿轮 817 与传动齿轮 816啮合并带动传动齿轮 816， 传动齿轮 816旋动滚珠丝杆副 815， 滚珠丝杆副 815竖直设置， 滚珠丝杆副 815的下端为固定端且与底板 807配装， 滚珠丝杆副 815的上端 为自由端且与活动板 818配装， 在伺服电机 808的驱动下， 主动齿轮 817与传动齿轮 816相 继动作， 滚珠丝杆副 815驱动活动板 818上下升降。
拉爪导向槽 803的所述导向槽的上段的槽长方向偏离竖向向两侧伸展， 拉爪 802能在上 升下降时实现张开或收拢。
如图 10所示， 当伺服电机 808转动带动滚珠丝杆副 815旋转， 活动板 818在导向杆 806 的导向下往下移动， 与活动板 818连接的弓形板 814、 拉力传感器 805、 拉爪 802及拉板 804 往下移动， 拉爪 802在拉抓导向槽 803的导向下拉紧电池夹具 100， 当拉紧力度达到拉力传 感器 805设定的数值时， 伺服电机 808停止工作， 拉紧力度受到精确控制。 当需要松电池夹 具 100时， 伺服电机 808反转， 滚珠丝杆副 815反转， 活动板 818、 弓形板 814、 拉力传感器 805、 拉板 804向上移动， 拉爪 802在拉爪导向槽 803中向上移动， 松开电池 100夹具， 并且 拉爪 802打开时两爪呈 V形张开， 方便电池夹具 100移进移出。 本发明烘烤冷却设备工作时， 需要人手把电池或电池夹具放到进料机构 5上， 图中的进 料机构 5为锂电池夹具转盘， 可以固定电池在进料机构 5上的位置， 也可以适应不同型号的 产品。 烘烤冷却设备的主机械手 77提取夹具 100至夹具中转滑台一 71放夹具区， 此时夹具 100为空夹具， 夹具 100沿夹具中转滑台一 71移动至定位及锁螺母机构 61， 定位及锁螺母机 构 61将夹具 100定位，上电池机械手 73与抬夹具机械手一 75配合把进料机构 5的电池夹取 置入夹具 100内， 待夹具 100满载时， 拉抓 802压紧夹具 100， 同时定位及锁螺母机构 61锁 紧螺母， 定位及锁螺母机构 61锁螺母的松紧度由拉力传感器 805设置及检测。锁紧螺母后的 夹具 100沿夹具中转滑台一 71移动回夹具中转滑台一 71放夹具区， 主机械手 77将夹具 100 放至烘烤炉输送链板 25上，入口安全门 24打开，夹具 100进入隧道炉体 27内进行高温静置， 隧道炉体 27为分段式结构， 每段炉体段上均设有发热箱 21及运风电机 23， 使得每段炉体段 内热量分布均匀， 保证电池在隧道炉体 27内受热均匀， 夹具 100在隧道炉体 27内以节拍式 方式向前输送， 配合自动上下夹具装置 1的工作， 使得产能最大化， 烘烤炉输送链板 25的输 送方向起点端设有烘烤炉链条张紧装置 22， 使得烘烤炉输送链板 25始终处于张紧状态， 有 利于夹具 100的平稳输送， 防止夹具 100发生碰撞， 烘烤炉输送链板 25的输送方向终点端设 有烘烤炉动力装置 28给烘烤炉输送链板 25提供动力， 当夹具 100高温静置完毕， 出口安全 门 26打开， 夹具 100离开隧道炉体 27， 然后由夹具中转装置 3的中转机械手夹取夹具 100 放至冷却炉输送链板上， 冷却炉输送链板由冷却炉动力装置提供动力， 冷却炉输送链板由冷 却炉链条冷却炉料条张紧装置张紧， 有利于夹具 100的平稳输送， 防止夹具 100发生碰撞。
冷却完毕后， 由自动上下夹具装置 1的主机械手 77提取夹具 100至夹具中转滑台二 72， 夹具 100沿夹具中转滑台二 72移动至定位及锁螺母机构 602， 定位及锁螺母机构 602将夹具 100定位及松开螺母， 下电池机械手 74及抬夹具机械手二 76配合取下夹具 100上的电池放 置于出料机构 9， 下电池完毕后， 主机械手 77将空夹具提至夹具中转滑台一 71放夹具区继 续下一循环。
烘烤区 2的隧道炉体 27为分段式炉体， 本实施例公开的是分为六段， 每段炉体段上面 均设有运风电机 23和发热箱 21， 使得每段炉体段受热均匀， 保证同批电池的性能参数统一， 下面均配有电控箱 29， 提供一对一供电， 防止电力供应不足或电力供应分配不均匀， 且各炉 体段互不影响。 隧道炉体 27两端分别是安全门 21及出口安全门 26， 减少隧道炉体 27内的 热量流失， 降低能量损耗。
自动上下烘烤夹具区设置的夹具中转滑台一 71及夹具中转滑台二 72为夹具 100的放置 区域， 工人可以容易的更换夹具 100， 使得夹具 100的清洗及更新方便。 本发明的烘烤冷却 设备工序均为机械自动操作， 设备自动化程度高， 大大降低工人的劳动强度。
上面结合附图对本发明的较佳实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方 式， 凡是在本发明的实质范围内所作的各种等效变化或替代， 均属于本发明专利的保护范畴。

Claims

权利要求书
1、 一种烘烤冷却设备， 包括烘烤区， 其特征在于： 还包括与所述烘烤区并列的冷却区， 所述烘烤区的输送起点端设有自动上下夹具装置， 烘烤区的输送终点端设有夹具中转装置， 其巾：
所述自动上下夹具装置包括并排的上料系统及下料系统， 所述上料系统正对着烘烤区， 依烘烤区输送方向设有进料机构和定位及锁螺母机构， 所述进料机构上设有上电池机械手， 所述定位及锁螺母机构横向两侧方向上设有一对抬夹具机械手一， 所述定位及锁螺母机构下 方设有夹具拉紧机构； 所述下料系统正对着冷却区， 以冷却区输送方向依次设有定位及锁螺 母机构及出料机构， 所述定位及锁螺母机构横向两侧方向上设有一对抬夹具机械手二， 所述 出料机构上设有下电池机械手；
所述烘烤区沿输送方向依次设有烘烤炉链条张紧装置、 入口安全门、 隧道炉体、 烘烤炉 动力装置及出口安全门， 所述隧道炉体下方设有烘烤炉输送链板， 所述隧道炉体为分段结构， 每段炉体段上方均设有发热箱和运风电机；
所述夹具中转装置为一面向烘烤区的可横向移动的中转机械手；
所述冷却区沿输送方向依次设有冷却炉链条张紧装置、 冷却炉体和冷却炉动力装置， 所 述冷却炉体下方设有冷却炉输送链板。
2、 根据权利要求 1所述烘烤冷却设备， 其特征在于： 所述抬夹具机械手一与烘烤区间设 有夹具中转滑台一， 所述抬夹具机械手二与冷却区间设有夹具中转滑台二， 夹具中转滑台一 及夹具中转滑台二共用一主机械手。
3、 根据权利要求 1所述烘烤冷却设备， 其特征在于： 夹具中转装置为一面向烘烤区和冷 却区的可横向及纵向移动的中转机械手， 夹具中转装置包括有龙门架、横向丝杆、 横向滑块、 纵向滑块、 两挂臂， 其中， 该横向丝杆安装于龙门架上， 由一马达带动横向丝杆转动， 前述 横向滑块套装于该横向丝杆上与横向丝杆螺合， 由横向丝杆的转动可以带动横向滑块作横向 滑移； 前述纵向滑块则以可纵向滑移的方式安装于该横向滑块上， 由一升降气缸带动纵向滑 块作纵向滑移； 前述两挂臂分别以可横向滑动的方式安装于前述纵向滑块上， 分别由两气缸 带动该两挂臂作横向滑移动作， 于两挂臂之间形成一可调节宽度的悬挂区； 该挂臂呈 L状结 构， 具有纵向连接部和横向钩部， 并两挂臂之横向钩部彼此对向延伸， 于该横向钩部的上表 面还设置有定位凸销， 对应于夹具两侧悬挂部位设置定位孔； 当夹具悬挂于该挂臂上时， 夹 具的左右两外侧缘分别悬挂于该两挂臂的横向钩部上， 并该凸销插入定位孔。
4、 根据权利要求 1所述烘烤冷却设备， 其特征在于： 所述夹具定位及锁螺母机构包括有 夹具定位机构和夹具拆锁螺母机构；
该夹具定位机构包括定位板、 定位销及气缸， 定位板呈平板状且水平设置， 定位板上开 制第一定位孔， 第一定位孔穿通定位板， 在锂电池多层夹具底板上制有第二定位孔， 第一定 位孔与第二定位孔位置匹配； 对着第一定位孔的下方设置定位销， 定位销与气缸连接， 气缸 驱动定位销插入第一定位孔并插入锂电池多层夹具底板上的第二定位孔， 且在定位销插入的 前端制有锥度倒角， 该锥度倒角插入第一定位孔后自动对正第二定位孔；
该夹具拆锁螺母机构包括伺服电机、 伺服电机联轴器， 角接触轴承、 轴承套、 轴承压盖、 传动轴、 弹簧、 弹簧套、 花键轴、 六角螺母、 安装杆、 定位销、 导杆、 直线轴承、 垫片、 安 装底板和气缸， 其中， 角接触轴承、 轴承套、 轴承压盖和传动轴组成传动组件， 弹簧、 弹簧 套、 花键轴、 六角螺母和垫片组成拆锁组； 伺服电机作为动力源通过伺服电机联轴器与传动 轴连接， 传动轴通过角接触轴承进行定位旋转， 角接触轴承安装在轴承套内， 依靠轴承压盖 进行固定， 花键轴通过螺母联轴器连接传动轴， 螺母联轴器下方为弹簧， 弹簧通过弹簧套压 紧在六角螺母上， 六角螺母与花键轴通过花键副联结， 六角螺母在花键轴上面上下自动窜动， 进行六角螺母与锂电池多层夹具上的六角丝杆的位置调整， 六角螺母的下限位由垫片控制， 定位销通过螺丝锁紧在支撑架的上板上，并且穿过支撑架的下板可插入到锂电池多层夹具内， 由气缸通过导杆在直线轴承内进行上下动作， 其中直线轴承固定在下板上， 根据伺服电机转 向的不同来实现拆锁锂电池多层夹具的功能。
5、 根据权利要求 1所述烘烤冷却设备， 其特征在于： 还包括有夹具拉紧机构， 该夹具拉 紧机构包括有拉爪、 拉紧装置、 动力装置、 传动装置和拉力传感器， 拉爪为一端具有弯折部 或弧形部的杆件， 拉紧装置与拉爪连接并朝设定方向拉紧拉爪； 动力装置驱动传动装置， 传 动装置与拉紧装置连接致使拉紧装置实施拉紧动作； 拉力传感器与拉紧装置接触， 当拉紧装 置的受力达到拉力传感器的设定值时， 动力装置停止工作， 控制拉爪对电池夹具的拉紧力。
6、 根据权利要求 5所述烘烤冷却设备， 其特征在于： 所述拉紧装置包括拉爪导向槽、 拉 板、 导向杆、 活动板、 底板、 拉爪扶正板、 销轴、 滚轮、 旋转销、 固定座及弓形板， 前述底 板、 活动板、 拉板及机架固定板从下而上依次平行设置， 导向杆竖立设置且其上端与机架固 定板固装， 底板、 活动板及拉板与导向杆配装， 活动板及拉板能沿导向杆同步上下滑移； 所 述拉爪导向槽锁固于机架固定板， 且拉爪导向槽设置于机架固定板与拉板之间； 在拉爪导向 槽上开制导向槽， 导向槽下段的槽长方向为竖向， 销轴的两端配装滚轮并设置于导向槽； 旋 转销与固定座配装并一同与拉板安装， 拉爪的下端通过旋转销与固定座连接， 拉爪还与销轴 配装； 弓形板设置在活动板上， 弓形板的上端安装拉力传感器； 拉爪扶正板与拉爪配装。
7、 根据权利要求 5所述烘烤冷却设备， 其特征在于： 所述传动装置包括主动齿轮、 传动 齿轮及滚珠丝杆副， 主动齿轮及传动齿轮安装于底板， 伺服电机与主动齿轮配装并驱动主动 齿轮， 主动齿轮与传动齿轮啮合并带动传动齿轮， 传动齿轮旋动滚珠丝杆副， 滚珠丝杆副竖 直设置， 滚珠丝杆副的下端为固定端且与底板配装， 滚珠丝杆副的上端为自由端且与活动板 配装， 在动力装置的驱动下， 主动齿轮与传动齿轮相继动作， 滚珠丝杆副驱动活动板上下升 降。
8、 根据权利要求 5所述烘烤冷却设备， 其特征在于： 所述拉爪导向槽的所述导向槽的上 段的槽长方向偏离竖向向两侧伸展， 拉爪能在上升下降时实现张开或收拢。
9、 一种烘烤冷却设备的夹具拆锁螺母机构， 其特征在于： 包括伺服电机、 伺服电机联轴 器， 角接触轴承、 轴承套、 轴承压盖、 传动轴、 弹簧、 弹簧套、 花键轴、 六角螺母、 安装杆、 定位销、 导杆、 直线轴承、 垫片、 安装底板和气缸， 其中， 角接触轴承、 轴承套、 轴承压盖 和传动轴组成传动组件， 弹簧、 弹簧套、 花键轴、 六角螺母和垫片组成拆锁组； 伺服电机作 为动力源通过伺服电机联轴器与传动轴连接， 传动轴通过角接触轴承进行定位旋转， 角接触 轴承安装在轴承套内， 依靠轴承压盖进行固定， 花键轴通过螺母联轴器连接传动轴， 螺母联 轴器下方为弹簧， 弹簧通过弹簧套压紧在六角螺母上， 六角螺母与花键轴通过花键副联结， 六角螺母在花键轴上面上下自动窜动， 进行六角螺母与锂电池多层夹具上的六角丝杆的位置 调整， 六角螺母的下限位由垫片控制， 定位销通过螺丝锁紧在支撑架的上板上， 并且穿过支 撑架的下板可插入到锂电池多层夹具内， 由气缸通过导杆在直线轴承内进行上下动作， 其中 直线轴承固定在下板上， 根据伺服电机转向的不同来实现拆锁锂电池多层夹具的功能。
10、 一种烘烤冷却设备的夹具拉紧机构， 其特征在于： 包括有拉爪、 拉紧装置、 动力装 置、 传动装置和拉力传感器， 拉爪为一端具有弯折部或弧形部的杆件， 拉紧装置与拉爪连接 并朝设定方向拉紧拉爪； 动力装置驱动传动装置， 传动装置与拉紧装置连接致使拉紧装置实 施拉紧动作； 拉力传感器与拉紧装置接触， 当拉紧装置的受力达到拉力传感器的设定值时， 动力装置停止工作， 控制拉爪对电池夹具的拉紧力。
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