CN107195973B - 电芯包膜入铝壳设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电芯包膜入铝壳设备，包括电芯铝壳运输流水线及沿电芯铝壳运输流水线的流动方向依次设置的铝壳上料除尘机构、电芯包膜机构、电芯入铝壳机构。铝壳上料除尘机构用于对铝壳进行除尘并将铝壳转移至电芯铝壳运输流水线中；电芯包膜机构用于将隔膜包裹于电芯上；电芯入铝壳机构用于将包裹有隔膜的电芯***于铝壳中；电芯铝壳运输流水线一方面用于运载铝壳至电芯入铝壳机构处，另一方面用于运载完成入壳的电芯铝壳成品至下料位置处。本发明的电芯包膜入铝壳设备，实现将隔膜包裹于电芯上，再将包裹有隔膜的电芯***于铝壳内，更好适应电池组装的机械自动生产要求，从而提高生产的效率及产品的合格率。

Description

电芯包膜入铝壳设备

技术领域

本发明涉及电池机械自动化生产技术领域，特别是涉及一种电芯包膜入铝壳设备。

背景技术

如图1所示，其为一种电池20的结构图，电池20包括：电芯21、隔膜22及铝壳23。在实际的生产过程中，首先需要将隔膜22包裹于电芯21上，然后再将包裹有隔膜22的电芯21***于铝壳23内。

为了更好适应电池组装的机械自动生产要求，企业的研发人员需要设计一套电芯包膜入铝壳设备，从而提高生产的效率及产品的合格率。例如，大量的紧密排列在一起的铝壳23在上料的时候如何防止倾倒现象的发生，如何对铝壳进行除尘操作，在对隔膜22进行上料时如何将依次层叠的隔膜22逐个分开以防止一次吸取多片的现象发生，如何将隔膜22包裹于电芯21上，如何将包裹有隔膜22的电芯21***于铝壳23内，这些均是企业的研发人员需要解决的实际的技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种电芯包膜入铝壳设备，实现将隔膜包裹于电芯上，再将包裹有隔膜的电芯***于铝壳内，更好适应电池组装的机械自动生产要求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种电芯包膜入铝壳设备，包括电芯铝壳运输流水线及沿电芯铝壳运输流水线的流动方向依次设置的铝壳上料除尘机构、电芯包膜机构、电芯入铝壳机构；

所述铝壳上料除尘机构包括铝壳上料装置及铝壳除尘装置；

所述铝壳上料装置包括铝壳运输流水线及铝壳上料机械手，所述铝壳运输流水线的一端设有毛刷式防倾倒结构，所述铝壳上料机械手的夹取端设有弹性压板；

所述铝壳除尘装置包括除尘转盘、除尘机及铝壳转移机械手，所述除尘转盘设有用于夹持铝壳的除尘夹具；

所述铝壳上料机械手衔接于所述铝壳运输流水线与所述除尘夹具之间，所述铝壳转移机械手衔接于所述除尘夹具与所述电芯铝壳运输流水线之间；

所述电芯包膜机构包括隔膜上料装置及电芯包膜装置；

所述隔膜上料装置包括：隔膜收容框、设于所述隔膜收容框处的防吸多层膜结构、隔膜上料机械手，所述防吸多层膜结构具有吹气件及毛刷件，所述隔膜上料机械手的吸取端设有抖动结构；

所述电芯包膜装置包括：包膜平台、电芯压入结构、隔膜推平结构，所述包膜平台开设有包膜凹槽。

在其中一个实施例中，所述电芯包膜入铝壳设备还包括位于所述电芯铝壳运输流水线一端的成品下料机械手。

在其中一个实施例中，所述电芯包膜入铝壳设备还包括位于所述电芯铝壳运输流水线中部的成品翻转机械手。

在其中一个实施例中，所述电芯铝壳运输流水线为直线式流水线结构。

在其中一个实施例中，所述铝壳运输流水线为直线式流水线结构。

在其中一个实施例中，所述电芯入铝壳机构包括电芯导入装置及铝壳定位扩口装置。

在其中一个实施例中，所述电芯导入装置包括：电芯导入水平驱动模组、安装于所述电芯导入水平驱动模组上的电芯导入升降气缸、设于所述电芯导入升降气缸伸缩端的电芯导入结构，所述电芯导入结构具有电芯夹取部、电芯定位部及电芯规正部，所述电芯夹取部包括电芯夹取爪及与所述电芯夹取爪驱动连接的电芯夹取气缸，所述电芯定位部包括电芯定位压板及与所述电芯定位压板驱动连接的电芯定位气缸，所述电芯规正部包括电芯规正夹爪及与所述电芯规正夹爪驱动连接的电芯规正气缸，所述电芯夹取爪具有电芯支撑板，所述电芯定位气缸驱动所述电芯定位压板沿竖直方向靠近或远离所述电芯支撑板。

在其中一个实施例中，所述铝壳定位扩口装置包括铝壳升降气缸及设于所述铝壳升降气缸伸缩端的铝壳扩口结构，所述铝壳扩口结构具有铝壳扩口夹爪及与所述铝壳扩口夹爪驱动连接的铝壳扩口气缸。

本发明的电芯包膜入铝壳设备，通过设置电芯铝壳运输流水线及沿电芯铝壳运输流水线的流动方向依次设置的铝壳上料除尘机构、电芯包膜机构、电芯入铝壳机构，实现将隔膜包裹于电芯上，再将包裹有隔膜的电芯***于铝壳内，更好适应电池组装的机械自动生产要求，从而提高生产的效率及产品的合格率。

附图说明

图1为一种电池的结构图；

图2为本发明一实施例的电芯包膜入铝壳设备的结构图；

图3为铝壳上料除尘机构的铝壳上料装置的铝壳运输流水线的结构图；

图4为铝壳上料除尘机构的铝壳上料装置的铝壳上料机械手的结构图；

图5为铝壳上料除尘机构的铝壳除尘装置的除尘转盘及除尘机的结构图；

图6为铝壳上料除尘机构的铝壳除尘装置的铝壳转移机械手的结构图；

图7为电芯包膜机构的隔膜上料装置的隔膜收容框及防吸多层膜结构的结构图；

图8为电芯包膜机构的隔膜上料装置的隔膜上料机械手的结构图；

图9为图8所示的隔膜上料机械手的局部图；

图10为电芯包膜机构的隔膜上料装置的工作原理图；

图11为电芯包膜机构的电芯包膜装置的结构图；

图12为电芯入铝壳机构的电芯导入装置的结构图；

图13为图12所示的电芯导入装置的局部图；

图14为电芯入铝壳机构的铝壳定位扩口装置的结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图2所示，一种电芯包膜入铝壳设备10，包括电芯铝壳运输流水线1000及沿电芯铝壳运输流水线1000的流动方向依次设置的铝壳上料除尘机构2000、电芯包膜机构3000、电芯入铝壳机构4000。

铝壳上料除尘机构2000用于对铝壳进行除尘并将铝壳转移至电芯铝壳运输流水线1000中；电芯包膜机构3000用于将隔膜包裹于电芯上；电芯入铝壳机构4000用于将包裹有隔膜的电芯***于铝壳中；电芯铝壳运输流水线1000一方面用于运载铝壳至电芯入铝壳机构4000处，另一方面用于运载完成入壳的电芯铝壳成品至下料位置处。

如图3、图4、图5及图6所示，对铝壳上料除尘机构2000进行说明：

铝壳上料除尘机构2000包括铝壳上料装置2100及铝壳除尘装置2200。铝壳上料装置2100用于将铝壳上料于铝壳除尘装置2200处，铝壳除尘装置2200用于对铝壳进行除尘。

如图3及图4所示，铝壳上料装置2100包括铝壳运输流水线2110及铝壳上料机械手2120，铝壳运输流水线2110的一端设有毛刷式防倾倒结构2111，铝壳上料机械手2120的夹取端设有弹性压板2121。具体的，毛刷式防倾倒结构2111具有铝壳阻挡板2112，铝壳阻挡板2112上设有刷毛(图未示)。

如图5及图6所示，铝壳除尘装置2200包括除尘转盘2210、除尘机2220及铝壳转移机械手2230，除尘转盘2210设有用于夹持铝壳的除尘夹具2211。除尘转动盘2210周围依序环绕形成铝壳上料工位、铝壳CCD检测工位、铝壳除尘工位及铝壳下料工位，除尘机2220位于铝壳除尘工位处，铝壳转移机械手2230位于铝壳下料工位处。

铝壳上料机械手2120衔接于铝壳运输流水线2110与除尘夹具2211之间，铝壳转移机械手2230衔接于除尘夹具2211与电芯铝壳运输流水线1000之间。

铝壳上料装置2100的工作原理如下：

多个铝壳彼此之间紧密排列成一排并放置于铝壳运输流水线2110的铝壳运输夹具中，铝壳在铝壳运输流水线2110的运输下由进料端到达出料端处；

当多个紧密排列的铝壳到达出料端的毛刷式防倾倒结构2111时，多个紧密排列的铝壳的同一侧面与铝壳阻挡板2112抵持，此时，铝壳运输流水线2110停止向前运输，由于铝壳阻挡板2112上设有刷毛，多个紧密排列的铝壳的同一侧面会进一步陷入于刷毛当中，可知，刷毛的设置可以增加铝壳与铝壳阻挡板2112之间的摩擦力，不容易使得铝壳发生倾倒现象；

铝壳上料机械手2120夹取铝壳进行上料，由于铝壳上料机械手2120处设有弹性压板2121，当铝壳上料机械手2120夹取前一个铝壳的同时，弹性压板2121压住后一个铝壳，这样可以防止后一个铝壳发生倾倒现象。

铝壳上料装置2100通过设置铝壳运输流水线2110及铝壳上料机械手2120，对铝壳进行上料，防止流水线中多个彼此紧密排列的待上料铝壳发生倾倒现象，提高铝壳上料的稳定性，实现电芯的顺利生产。

铝壳除尘装置2200的工作原理如下：

除尘夹具2211装载有待除尘的铝壳，动力驱动部驱动除尘转盘2210旋转，进而使得铝壳旋转并依序经过铝壳上料工位、铝壳CCD检测工位、铝壳除尘工位及铝壳下料工位，铝壳上料机械手2120位于铝壳上料工位处，铝壳上料机械手2120用于夹取铝壳至除尘夹具2211中，铝壳CCD检测工位设有CCD检测设备，CCD检测设备用于对铝壳口的平整度进行检测，铝壳除尘工位设有除尘机2220，除尘机2220用于对铝壳进行除尘，本实施例的除尘机2220为一吹一吸式，通过***式的吹气把铝壳里面的粉尘吹散，然后再吸气，铝壳转移机械手2230位于铝壳下料工位处，铝壳转移机械手2230用于将检测为良品的铝壳和不良品的铝壳进行转移。

进一步的，除尘夹具2211包括固定夹板2212及与固定夹板2212配合的弹性夹板2213，铝壳下料工位处设有与弹性夹板2213配合的夹具开合结构2214。夹具开合结构2214包括开合气缸2215及设于开合气缸2215伸缩端的开合滚轮2216，弹性夹板2213边缘形成与开合滚轮2216配合的开合倾倒面2217。通过对除尘夹具2211的结构进行优化，在铝壳由铝壳除尘工位转动到铝壳下料工位后，开合气缸2215驱动开合滚轮2216抵持弹性夹板2213的开合倾倒面2217，使得弹性夹板2213沿远离固定夹板2212的一侧运动，铝壳便可以脱离除尘夹具2211的夹持，方便铝壳转移机械手2230对铝壳的转移。当开合气缸2215驱动开合滚轮2216远离开合倾倒面2217时，弹性夹板2213会在弹簧的作用下复位，对下一个需要除尘的铝壳进行夹持。

如图7、图8、图9、图10及图11所示，对电芯包膜机构3000进行说明：

电芯包膜机构3000包括隔膜上料装置3100及电芯包膜装置3200。隔膜上料装置3100用于对隔膜进行上料，电芯包膜装置3200用于将隔膜包裹于电芯上。

如图7、图8、图9所示，隔膜上料装置3100包括：隔膜收容框3110、设于隔膜收容框3110处的防吸多层膜结构3120、隔膜上料机械手3130。防吸多层膜结构3120具有吹气件3121及毛刷件3122，隔膜上料机械手3130的吸取端设有抖动结构3131。具体的，抖动结构3131包括：支撑板3132、抖动板3133、抖动气缸3134。抖动板3133转动设于支撑板3132上，抖动气缸3134的两端分别铰接于支撑板3132及抖动板3133上，抖动板3133上设有真空气嘴3135。

如图11所示，电芯包膜装置3200包括：包膜平台3210、电芯压入结构3220、隔膜推平结构3230。包膜平台3210开设有包膜凹槽3211。具体的，电芯压入结构3220包括电芯压板3221及驱动电芯压板3221沿水平和竖直方向运动的电芯压入驱动部3222。隔膜推平结构3230包括隔膜推板3231及驱动隔膜推板3231沿水平方向运动的隔膜推平驱动部3232。

如图10所示，隔膜上料装置3100的工作原理如下：

将依次层叠的多片隔膜放置于隔膜收容框3110内；

隔膜上料机械手3130到达隔膜收容框3110的槽口处并吸取隔膜收容框3110内最上层的一片隔膜并向上提升，假如此时依次层叠的两张隔膜被隔膜上料机械手3130一起带走；

隔膜上料机械手3130具有一弯折气缸3136，弯折气缸3136伸出，把第一张隔膜打弯，打弯之后第一张隔膜与带上来的第二张隔膜有一个角度间隙；

防吸多层膜结构3120工作，吹气件3121从第一张隔膜与第二张隔膜的间隙处吹气，气体顺着第一张隔膜弯度有向下的气流正好就把第二张隔膜向下吹而分开，毛刷件3122的作用是当第一张隔膜向上提的时候把第二张隔膜刷下来；

隔膜上料机械手3130在转移隔膜的过程中，抖动气缸3134作伸缩运动，促使抖动板3133发生抖动，这样就可以进一步防止将多片隔膜吸走现象的发生，提高了吸膜的稳定性；

当隔膜收容框3110内的隔膜被吸走后，通过设于隔膜收容框3110槽底处的隔膜顶升结构将隔膜不断顶升，以补充被吸走后的隔膜所产生的空位。

电芯包膜装置3200的工作原理如下：

首先，隔膜上料机械手3130将隔膜放置于包膜凹槽3211上，相关机械手再将电芯放置于隔膜上；

紧接着，电芯压入结构3220动作，将电芯连同隔膜压入于包膜凹槽3211内，此时，隔膜被包膜凹槽3211的边缘撑起；

然后，隔膜推平结构3230动作，将撑起的隔膜推平，使得隔膜贴附于电芯的表面上；

最后，完成包膜的电芯在相关机械手的作用下被夹取至下一个工位。

如图12、图13及图14所示，对电芯入铝壳机构4000进行说明：

电芯入铝壳机构4000包括电芯导入装置4100及铝壳定位扩口装置4200。电芯导入装置4100用于夹取电芯***于铝壳内，铝壳定位扩口装置4200用于对铝壳进行固定并扩口，方便电芯顺利***。

如图12及图13所示，电芯导入装置4100包括：电芯导入水平驱动模组4110、安装于电芯导入水平驱动模组4110上的电芯导入升降气缸4120、设于电芯导入升降气缸4120伸缩端的电芯导入结构4130。电芯导入结构4130具有电芯夹取部4140、电芯定位部4150及电芯规正部4160。电芯夹取部4140包括电芯夹取爪4141及与电芯夹取爪4141驱动连接的电芯夹取气缸4142，电芯定位部4150包括电芯定位压板4151及与电芯定位压板4151驱动连接的电芯定位气缸4152，电芯规正部4160包括电芯规正夹爪4161及与电芯规正夹爪4161驱动连接的电芯规正气缸4162，电芯夹取爪4141具有电芯支撑板4143，电芯定位气缸4152驱动电芯定位压板4151沿竖直方向靠近或远离电芯支撑板4143。

如图14所示，铝壳定位扩口装置4200包括铝壳升降气缸4210及设于铝壳升降气缸4210伸缩端的铝壳扩口结构4220，铝壳扩口结构具4220有铝壳扩口夹爪4221及与铝壳扩口夹爪4221驱动连接的铝壳扩口气缸4222。

电芯入铝壳机构4000的工作原理如下：

电芯导入装置4100用于夹取电芯并***于铝壳中，铝壳定位扩口装置4200用于夹取铝壳并配合电芯导入装置4100将电芯导入于铝壳中；

电芯导入装置4100动作，电芯导入水平驱动模组4110驱动电芯导入升降气缸4120沿水平方向往复移动，电芯导入升降气缸4120驱动电芯导入结构4130沿竖直方向往复升降，使得电芯导入结构4130可以将电芯夹取并***于铝壳中；

电芯夹取部4140用于对电芯进行夹取，电芯定位部4150用于配合电芯夹取部4140对电芯进行定位，具体的，电芯夹取气缸4142驱动电芯夹取爪4141将电芯夹取，其中，电芯夹取爪4141具有电芯支撑板4143，电芯定位气缸4152驱动电芯定位压板4151往电芯支撑板4143一侧下压，使得电芯可以紧贴于电芯支撑板4143，为后续电芯准确入铝壳作好准备；

进一步的，电芯规正部4160用于对电芯入铝壳的方向进行规正，具体的，电芯规正气缸4162驱动电芯规正夹爪4161对电芯的方向进行调整，使得电芯可以以准确的姿态进入铝壳内；

铝壳扩口结构4220通过铝壳升降气缸4210的作用夹取铝壳，铝壳扩口气缸4222驱动铝壳扩口夹爪4221，铝壳受到铝壳扩口夹爪4221的作用力，进而使得铝壳的壳口发生稍微变形，这样就方便了电芯更加顺畅的进入到铝壳内部。

进一步的，铝壳定位扩口装置4200还包括扩口压持板4230，扩口压持板4230上设有弹性件4231，为了防止铝壳受铝壳扩口夹爪4221的作用力过大而发生不可逆的形变，扩口压持板4230通过弹性件4231提供的弹性力而抵持于铝壳的壳口处，使得铝壳的壳口只能发生轻微变形，较好保护了铝壳不会发生严重变形。另一方面，通过扩口压持板4230的作用，也可以使得铝壳紧压于铝壳扩口夹爪4221上，使得铝壳紧紧贴附于铝壳扩口夹爪4221的支撑板上，方便与电芯准确对位。

要说明的是，电芯包膜入铝壳设备10还包括：位于电芯铝壳运输流水线1000一端的成品下料机械手5000、位于电芯铝壳运输流水线1000中部的成品翻转机械手6000。在本实施例中，电芯铝壳运输流水线1000为直线式流水线结构，铝壳运输流水线2110为直线式流水线结构。

本发明的电芯包膜入铝壳设备10，通过设置电芯铝壳运输流水线1000及沿电芯铝壳运输流水线1000的流动方向依次设置的铝壳上料除尘机构2000、电芯包膜机构3000、电芯入铝壳机构4000，实现将隔膜包裹于电芯上，再将包裹有隔膜的电芯***于铝壳内，更好适应电池组装的机械自动生产要求，从而提高生产的效率及产品的合格率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种电芯包膜入铝壳设备，其特征在于，包括电芯铝壳运输流水线及沿电芯铝壳运输流水线的流动方向依次设置的铝壳上料除尘机构、电芯包膜机构、电芯入铝壳机构；

所述铝壳上料除尘机构包括铝壳上料装置及铝壳除尘装置；

所述铝壳上料装置包括铝壳运输流水线及铝壳上料机械手，所述铝壳运输流水线的一端设有毛刷式防倾倒结构，所述铝壳上料机械手的夹取端设有弹性压板；

所述铝壳除尘装置包括除尘转盘、除尘机及铝壳转移机械手，所述除尘转盘设有用于夹持铝壳的除尘夹具；

所述铝壳上料机械手衔接于所述铝壳运输流水线与所述除尘夹具之间，所述铝壳转移机械手衔接于所述除尘夹具与所述电芯铝壳运输流水线之间；

所述电芯包膜机构包括隔膜上料装置及电芯包膜装置；

所述隔膜上料装置包括：隔膜收容框、设于所述隔膜收容框处的防吸多层膜结构、隔膜上料机械手，所述防吸多层膜结构具有吹气件及毛刷件，所述隔膜上料机械手的吸取端设有抖动结构；

所述电芯包膜装置包括：包膜平台、电芯压入结构、隔膜推平结构，所述包膜平台开设有包膜凹槽。

2.根据权利要求1所述的电芯包膜入铝壳设备，其特征在于，所述电芯包膜入铝壳设备还包括位于所述电芯铝壳运输流水线一端的成品下料机械手。

3.根据权利要求1所述的电芯包膜入铝壳设备，其特征在于，所述电芯包膜入铝壳设备还包括位于所述电芯铝壳运输流水线中部的成品翻转机械手。

4.根据权利要求1所述的电芯包膜入铝壳设备，其特征在于，所述电芯铝壳运输流水线为直线式流水线结构。

5.根据权利要求1所述的电芯包膜入铝壳设备，其特征在于，所述铝壳运输流水线为直线式流水线结构。

6.根据权利要求1所述的电芯包膜入铝壳设备，其特征在于，所述电芯入铝壳机构包括电芯导入装置及铝壳定位扩口装置。

7.根据权利要求6所述的电芯包膜入铝壳设备，其特征在于，所述电芯导入装置包括：电芯导入水平驱动模组、安装于所述电芯导入水平驱动模组上的电芯导入升降气缸、设于所述电芯导入升降气缸伸缩端的电芯导入结构，所述电芯导入结构具有电芯夹取部、电芯定位部及电芯规正部，所述电芯夹取部包括电芯夹取爪及与所述电芯夹取爪驱动连接的电芯夹取气缸，所述电芯定位部包括电芯定位压板及与所述电芯定位压板驱动连接的电芯定位气缸，所述电芯规正部包括电芯规正夹爪及与所述电芯规正夹爪驱动连接的电芯规正气缸，所述电芯夹取爪具有电芯支撑板，所述电芯定位气缸驱动所述电芯定位压板沿竖直方向靠近或远离所述电芯支撑板。

8.根据权利要求7所述的电芯包膜入铝壳设备，其特征在于，所述铝壳定位扩口装置包括铝壳升降气缸及设于所述铝壳升降气缸伸缩端的铝壳扩口结构，所述铝壳扩口结构具有铝壳扩口夹爪及与所述铝壳扩口夹爪驱动连接的铝壳扩口气缸。