CN107403947A - 一种双输入输出锂电池自动干燥冷却*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双输入输出锂电池自动干燥冷却***，包括主移动线、干燥炉、搬运六轴机械手、以及冷却炉，多个干燥炉分别安装在主移动线两侧，搬运六轴机械手安装在主移动线上，搬运六轴机械手的工作端安装有夹具夹持组件；主移动线两端分别设置有一组自动上料机组和一组冷却下料机组；自动上料机组、冷却下料机组与干燥炉在所述主移动线两侧分别形成一自动干燥冷却生产线；所述自动上料机组包括夹具输入机组、上料六轴机械手以及夹具上料平台；所述冷却下料机组包括冷却上料平台和冷却炉，所述冷却炉的输入端位移所述冷却上料平台内。本发明能够自自动地完成对锂电池的干燥和冷却处理工艺，结构紧凑，设备利用率高。

Description

一种双输入输出锂电池自动干燥冷却***

技术领域

本发明涉及锂电池生产加工设备技术领域，特别涉及一种双输入输出锂电池自动干燥冷却***。

背景技术

目前，国内外锂电行业具有良好的发展前景，锂离子电池以其特有的性能优势已在便携式电器如手提电脑、摄像机、移动通讯中得到普遍应用。目前开发的大容量锂离子电池已在电动汽车中开始试用，预计将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一，并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。随着能源的紧缺和世界的环保方面的压力。锂电现在被广泛应用于电动车行业，特别是磷酸铁锂材料电池的出现，更推动了锂电池产业的发展和应用。为了保证锂电池具有高质量，需要对锂电池生产过程中的每个工序所处的生产环境进行严格把关。

在锂电池的生产过程中，需要采用锂电池干燥炉对电池壳体、极片、极卷和电芯进行干燥处理。锂电池干燥炉主要有热辐射加热，热风加热和接触式加热几种；辐射加热和热风加热由于加热均匀性差，烘烤周期长，以及耗能大等问题的存在，行业基本由接触式加热所代替；接触式加热由于直接对加热板直接接触电池表面，温度均匀性好和烘烤周期短，受电池生产厂家的青睐；在干燥处理后的锂电池往往具有高于常温的温度，需要进行快速地冷却处理，才能够满足工艺生产要求，获得合格的锂电池产品。现有的锂电池干燥炉必须放置于干燥房内，主要是通过机器人在轨道上运行来完成干燥炉内电池的上下料动作；当机器人从锂电池干燥炉内将专用夹具取出时，使得干燥后的锂电池在空气中暴露时间长，从而会影响锂电池的干燥质量，因此，需要严格控制干燥房的环境参数，维持巨大空间的干燥房环境参数，成本高昂。为了降低锂电池干燥的成本以及避免干燥房环境对人体的影响，申请人开发了多种锂电池自动化干燥***，能够实现锂电池的自动干燥和冷却处理，提高了生成效率。

但是，生产实践中发现，现有的锂电池自动干燥和冷却处理***一般采用单线运行，空间利用率不高，因为干燥炉在对锂电池进行干燥处理时，往往需要持续若干小时；自动化***的其他设备往往处于空闲状态，对于设备利用率不高，当干燥处理完成之后，设备处理速度往往难以跟上，从而使得整个自动化***运行不流畅，因此，需要对现有的锂电池自动化***进行优化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种双输入输出锂电池自动干燥冷却***，能够自自动地完成对锂电池的干燥和冷却处理工艺，结构紧凑，设备利用率高。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种双输入输出锂电池自动干燥冷却***，包括主移动线、干燥炉、搬运六轴机械手、以及冷却炉，多个所述干燥炉分别安装在所述主移动线两侧，所述搬运六轴机械手安装在所述主移动线上，所述搬运六轴机械手的工作端安装有夹具夹持组件；所述主移动线两端分别设置有一组自动上料机组和一组冷却下料机组；所述自动上料机组、所述冷却下料机组与所述干燥炉在所述主移动线两侧分别形成一自动干燥冷却生产线；所述自动上料机组包括夹具输入机组、上料六轴机械手以及夹具上料平台，所述夹具输入机组的一端设置在所述上料六轴机械手的工作空间，所述夹具上料平台位于所述上料六轴机械手的工作空间内；所述冷却下料机组包括冷却上料平台和冷却炉，所述冷却炉的输入端位移所述冷却上料平台内。

进一步的，两个相邻所述干燥炉之间设置有真空泵机组，所述真空泵机组分别与两个所述干燥炉连接。

进一步的，所述上料六轴机械手和所述主移动线之间设置有多个夹具上料平台，所述夹具上料平台位于所述搬运六轴机械手的工作空间内。

进一步的，所述夹具输入机组设置在所述上料六轴机械手一侧，待干燥处理的锂电池通过专用夹具从所述夹具输入机组进入到所述上料六轴机械手的工作空间，所述上料六轴机械手上设置有锂电池夹持组件，将待干燥处理的所述锂电池搬用到所述夹具上料平台上的所述专用夹具中。

进一步的，所述夹具输入机组一侧还设置有假电池输入线，所述假电池输入线与所述夹具输入机组相互垂直；所述假电池输入线设置在所述上料六轴机械手的一侧，位于所述上料六轴机械手的工作空间。假电池是测试电池，主要是为了抽检其中的锂电池含水量，因为锂电池含水量的测量是破坏性的，因此，独立地设置了假电池进入到整个***的输入输出线。

进一步的，所述上料六轴机械手的一侧还设置有夹具暂存架，所述夹具暂存架位于所述搬运六轴机械手的工作空间内。

进一步的，所述夹具输入机组一侧还设置有来料缓存架和NG锂电池存放架，所述来料缓存架和所述NG锂电池存放架设置在所述上料六轴机械手的工作空间内。

进一步的，每一所述自动干燥冷却生产线的所述自动上料机组和所述冷却下料机组均设置有操作控制机组，对应所述上料六轴机械手和所述搬运六轴机械手设置有机器人控制箱。

进一步的，所述夹具输入机组由多个夹具输入单元组成，多个所述夹具传送单元依次相接设置，每一所述夹具传送单元包括支架、传送带以及驱动电机，所述传送带与所述驱动电机分别安设于所述支架上，且所述传送带与所述驱动电机连接。

进一步的，所述支架为矩形框架结构，所述支架包括首端与末端，前一所述夹具传送单元的支架的末端与后一所述夹具传送单元的支架的首端相接设置。

进一步的，每一所述夹具传送单元包括还包括两相对平行设置的传动杆，一所述传动杆设于所述支架的首端，另一所述传动杆设于所述支架的末端，且每一所述传动杆的两端分别通过一传动轮连接所述支架上，所述传送带的两端分别与所述两传动杆同步转动连接。

可选地，所述驱动电机为双向旋转电机。

进一步的，所述支架的上表面设有若干第一滚动轮，所述传送带形成的第一传送平面与所述若干第一滚动轮形成的第二传送平面位于同一水平面上，且第一传送平面的传送方向与第二传送平面的传送方向相同。

可选地，所述支架的两侧还设有侧限位板，所述侧限位板的内侧分别设有若干第二滚动轮，所述若干第二滚动轮形成的两第三传送平面分别与所述第二传送平面相互垂直，且所述两第三传送平面的传送方向均与第一传送平面的传送方向相同。

进一步的，所述冷却上料平台包括上料平台底座以及上料移动支撑框架，所述上料平台底座上设置有至少一个夹具定位座，所述夹具定位座位于所述搬运六轴机械手的工作空间；所述上料移动支撑框架上设置有上料X向移动组件，所述上料X向移动组件上设置有上料Y向移动组件，所述上料Y向移动组件设置有上料Z向移动组件，所述上料Z向移动组件上安装有锂电池夹持组件。

进一步的，所述上料平台底座上还设置有检测电池下料位和检测电池上料位；所述检测电池下料位和所述检测电池上料位并排设置。

进一步的，所述锂电池夹持组件包括主旋转驱动件、与主旋转驱动件连接的夹持底座，设置在夹持底座上的滑块导轨结构，驱动滑块移动的气缸，一组设置在滑块上的夹持件。

进一步的，所述锂电池夹持组件上安装有一条码枪。

进一步的，所述冷却炉包括冷却炉框架，所述冷却炉框架上设置有传送托盘，所述传送托盘进入到所述冷却炉框架一端设置的冷却风腔；所述冷却炉框架的另一端位于所述上料移动支撑框架下方。

采用上述技术方案，待干燥处理的锂电池，完成上一工序后放置在专用夹具内，专用夹具从夹具输入机组移动过来，通过光电门以及扫码枪，启动上料六轴机械手，将待干燥处理锂电池依次装入夹具上料平台的专用夹具，搬运六轴机械手从夹具上料平台上将装有待干燥处理锂电池的专用夹具依次送入干燥炉，当锂电池经过干燥炉进行真空干燥处理后，将装有干燥后锂电池的专用夹具整体从干燥炉内取出，搬运六轴机械手将专用夹具放到冷却上料平台的夹具定位座，通过上料六轴机械手移动机构从专用夹具内将锂电池移动到冷却炉的传送托盘内，进入到冷却风腔，从而使得锂电池快速被冷却；冷却后的锂电池传送到下一工位，完成下一工序。主移动线两侧的两条自动干燥冷却生产线同步工作，相互独立，互不干扰，提高了锂电池干燥冷却处理的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的双输入输出锂电池自动干燥冷却***平面结构图；

图2为本发明的夹具输入机组三维结构图；

图3为本发明的夹具传送单元三维结构图；

图4为本发明的冷却上料平台主视结构图；

图5为本发明的冷却炉组主视结构图；

图6为本发明的锂电池夹持组件三维结构图。

图中，1-专用夹具，2-主移动线，3-搬运六轴机械手，4-干燥炉，5-真空泵机组，6-上料六轴机械手，7-夹具输入机组，8-假电池输入线，9-夹具上料平台，10-夹具暂存架，11-冷却上料平台，12-冷却炉，13-来料缓存架，14-NG锂电池存放架,15-操作控制机组，16-机器人控制箱；

71-夹具传送单元，711-支架，712-传送带，713-驱动电机，714-传动杆，715-传动轮，716-第一滚动轮，717-侧限位板，718-第二滚动轮；

111-上料平台底座，112-夹具定位座，113-上料移动支撑框架，114-上料X向移动组件，115-上料Y向移动组件，116-上料Z向移动组件，117-锂电池夹持组件，118-检测电池下料位，119-检测电池上料位；

121-冷却炉框架，122-传送托盘，123-冷却风腔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

如图1所示，一种双输入输出锂电池自动干燥冷却***，包括主移动线2、干燥炉4、搬运六轴机械手3、以及冷却炉12，多个所述干燥炉4分别安装在所述主移动线2两侧，所述搬运六轴机械手3安装在所述主移动线2上，所述搬运六轴机械手3的工作端安装有夹具夹持组件；所述主移动线2两端分别设置有一组自动上料机组和一组冷却下料机组；所述自动上料机组、所述冷却下料机组与所述干燥炉4在所述主移动线2两侧分别形成一自动干燥冷却生产线；所述自动上料机组包括夹具输入机组7、上料六轴机械手6以及夹具上料平台9，所述夹具输入机组7的一端设置在所述上料六轴机械手6的工作空间，所述夹具上料平台9位于所述上料六轴机械手6的工作空间内；所述冷却下料机组包括冷却上料平台11和冷却炉12，所述冷却炉12的输入端位移所述冷却上料平台11内。

使用时，通过在主移动线2的两侧形成了两条自动干燥冷却生产线，两条自动干燥冷却生产线可以独立工作，也可以同时工作，从而提高了锂电池干燥处理的效率。

其中，两个相邻所述干燥炉4之间设置有真空泵机组5，所述真空泵机组5分别与两个所述干燥炉4连接。

其中，所述上料六轴机械手6和所述主移动线2之间设置有多个夹具上料平台9，所述夹具上料平台9位于所述搬运六轴机械手3的工作空间内。夹具上料平台9用于人工或者搬运六轴机械手3将专用夹具1放置到上面。

其中，所述夹具输入机组7设置在所述上料六轴机械手6一侧，待干燥处理的锂电池通过专用夹具1从所述夹具输入机组7进入到所述上料六轴机械手6的工作空间，所述上料六轴机械手6上设置有锂电池夹持组件，将待干燥处理的所述锂电池搬用到所述夹具上料平台9上的所述专用夹具1中。

其中，所述夹具输入机组7一侧还设置有假电池输入线8，所述假电池输入线8与所述夹具输入机组7相互垂直；所述假电池输入线8设置在所述上料六轴机械手6的一侧，位于所述上料六轴机械手6的工作空间。假电池是测试电池，主要是为了抽检其中的锂电池含水量，因为锂电池含水量的测量是破坏性的，因此，独立地设置了假电池进入到整个***的输入输出线。

其中，所述上料六轴机械手6的一侧还设置有夹具暂存架10，所述夹具暂存架10位于所述搬运六轴机械手3的工作空间内。

其中，所述夹具输入机组7一侧还设置有来料缓存架13和NG锂电池存放架14，所述来料缓存架13和所述NG锂电池存放架14设置在所述上料六轴机械手6的工作空间内。上料六轴机械手6的锂电池夹持组件设置有传感器和条码枪，从而能够检测待干燥处理锂电池是否属于同一批次的产品，当锂电池不属于同一批次时，将该产品放在到NG锂电池存放架14上，当来料较多时，夹具上料平台上没有专用夹具时，将锂电池先放置到来料缓存架13上。

其中，每一所述自动干燥冷却生产线的所述自动上料机组和所述冷却下料机组均设置有操作控制机组15，对应所述上料六轴机械手6和所述搬运六轴机械手3设置有机器人控制箱16。

如图2、3所示，所述夹具输入机组7由多个夹具输入单元71组成，多个所述夹具传送单元71依次相接设置，每一所述夹具传送单元71包括支架711、传送带712以及驱动电机713，所述传送带712与所述驱动电机713分别安设于所述支架711上，且所述传送带712与所述驱动电机713连接。

其中，所述支架711为矩形框架结构，所述支架711包括首端与末端，前一所述夹具传送单元71的支架711的末端与后一所述夹具传送单元71的支架711的首端相接设置。

其中，每一所述夹具传送单元71包括还包括两相对平行设置的传动杆714，一所述传动杆714设于所述支架711的首端，另一所述传动杆714设于所述支架711的末端，且每一所述传动杆714的两端分别通过一传动轮715连接所述支架711上，所述传送带712的两端分别与所述两传动杆714同步转动连接。

可选地，所述驱动电机713为双向旋转电机。

其中，所述支架711的上表面设有若干第一滚动轮716，所述传送带712形成的第一传送平面与所述若干第一滚动轮716形成的第二传送平面位于同一水平面上，且第一传送平面的传送方向与第二传送平面的传送方向相同。

可选地，所述支架711的两侧还设有侧限位板717，所述侧限位板717的内侧分别设有若干第二滚动轮718，所述若干第二滚动轮718形成的两第三传送平面分别与所述第二传送平面相互垂直，且所述两第三传送平面的传送方向均与第一传送平面的传送方向相同。

如图4所示，所述冷却上料平台11包括上料平台底座111以及上料移动支撑框架113，所述上料平台底座111上设置有至少一个夹具定位座112，所述夹具定位座位12于所述搬运六轴机械手3的工作空间；所述上料移动支撑框架113上设置有上料X向移动组件114，所述上料X向移动组件114上设置有上料Y向移动组件115，所述上料Y向移动组件115设置有上料Z向移动组件116，所述上料Z向移动组件116上安装有锂电池夹持组件117。

其中，所述上料平台底座111上还设置有检测电池下料位118和检测电池上料位119；所述检测电池下料位118和所述检测电池上料位119并排设置。

如图6所示，所述锂电池夹持组件117包括主旋转驱动件、与主旋转驱动件连接的夹持底座，设置在夹持底座上的滑块导轨结构，驱动滑块移动的气缸，一组设置在滑块上的夹持件。

其中，所述锂电池夹持组件117上安装有一条码枪。

如图5所示，所述冷却炉12包括冷却炉框架121，所述冷却炉框架121上设置有传送托盘122，所述传送托盘122进入到所述冷却炉框架121一端设置的冷却风腔123；所述冷却炉框架121的另一端位于所述上料移动支撑框架113下方。

本发明的双输入输出锂电池自动干燥冷却***的工作过程如下：

待干燥处理的锂电池，完成上一工序后放置在专用夹具内，专用夹具从夹具输入机组移动过来，通过光电门以及扫码枪，启动上料六轴机械手，将待干燥处理锂电池依次装入夹具上料平台的专用夹具，搬运六轴机械手从夹具上料平台上将装有待干燥处理锂电池的专用夹具依次送入干燥炉，当锂电池经过干燥炉进行真空干燥处理后，将装有干燥后锂电池的专用夹具整体从干燥炉内取出，搬运六轴机械手将专用夹具放到冷却上料平台的夹具定位座，通过上料六轴机械手移动机构从专用夹具内将锂电池移动到冷却炉的传送托盘内，进入到冷却风腔，从而使得锂电池快速被冷却；冷却后的锂电池传送到下一工位，完成下一工序。主移动线两侧的两条自动干燥冷却生产线同步工作，相互独立，互不干扰，提高了锂电池干燥冷却处理的效率。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

在本发明专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”、“排”、“列”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发明专利和简化描述，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发明专利新型的限制。

此外，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至少一个该特征。在本发明专利的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在发明专利中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固连”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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发明专利中的具体含义。

在本发明专利中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (10)

1.一种双输入输出锂电池自动干燥冷却***，其特征在于，包括主移动线、干燥炉、搬运六轴机械手、以及冷却炉，多个所述干燥炉分别安装在所述主移动线两侧，所述搬运六轴机械手安装在所述主移动线上，所述搬运六轴机械手的工作端安装有夹具夹持组件；所述主移动线两端分别设置有一组自动上料机组和一组冷却下料机组；所述自动上料机组、所述冷却下料机组与所述干燥炉在所述主移动线两侧分别形成一自动干燥冷却生产线；所述自动上料机组包括夹具输入机组、上料六轴机械手以及夹具上料平台，所述夹具输入机组的一端设置在所述上料六轴机械手的工作空间，所述夹具上料平台位于所述上料六轴机械手的工作空间内；所述冷却下料机组包括冷却上料平台和冷却炉，所述冷却炉的输入端位移所述冷却上料平台内。

2.根据权利要求1所述的一种双输入输出锂电池自动干燥冷却***，其特征在于，两个相邻所述干燥炉之间设置有真空泵机组，所述真空泵机组分别与两个所述干燥炉连接。

3.根据权利要求2所述的一种双输入输出锂电池自动干燥冷却***，其特征在于，所述上料六轴机械手和所述主移动线之间设置有多个夹具上料平台，所述夹具上料平台位于所述搬运六轴机械手的工作空间内。

4.根据权利要求1所述的一种双输入输出锂电池自动干燥冷却***，其特征在于，所述夹具输入机组设置在所述上料六轴机械手一侧，待干燥处理的锂电池通过专用夹具从所述夹具输入机组进入到所述上料六轴机械手的工作空间，所述上料六轴机械手上设置有锂电池夹持组件，将待干燥处理的所述锂电池搬用到所述夹具上料平台上的所述专用夹具中。

5.根据权利要求1所述的一种双输入输出锂电池自动干燥冷却***，其特征在于，所述夹具输入机组一侧还设置有来料缓存架和NG锂电池存放架，所述来料缓存架和所述NG锂电池存放架设置在所述上料六轴机械手的工作空间内。

6.根据权利要求1所述的一种双输入输出锂电池自动干燥冷却***，其特征在于，所述夹具输入机组由多个夹具输入单元组成，多个所述夹具传送单元依次相接设置，每一所述夹具传送单元包括支架、传送带以及驱动电机，所述传送带与所述驱动电机分别安设于所述支架上，且所述传送带与所述驱动电机连接。

7.根据权利要求6所述的一种双输入输出锂电池自动干燥冷却***，其特征在于，每一所述夹具传送单元包括还包括两相对平行设置的传动杆，一所述传动杆设于所述支架的首端，另一所述传动杆设于所述支架的末端，且每一所述传动杆的两端分别通过一传动轮连接所述支架上，所述传送带的两端分别与所述两传动杆同步转动连接。

8.根据权利要求1所述的一种双输入输出锂电池自动干燥冷却***，其特征在于，，所述冷却上料平台包括上料平台底座以及上料移动支撑框架，所述上料平台底座上设置有至少一个夹具定位座，所述夹具定位座位于所述搬运六轴机械手的工作空间；所述上料移动支撑框架上设置有上料X向移动组件，所述上料X向移动组件上设置有上料Y向移动组件，所述上料Y向移动组件设置有上料Z向移动组件，所述上料Z向移动组件上安装有锂电池夹持组件。

9.根据权利要求8所述的一种双输入输出锂电池自动干燥冷却***，其特征在于，所述上料平台底座上还设置有检测电池下料位和检测电池上料位，所述检测电池下料位和所述检测电池上料位并排设置。

10.根据权利要求1所述的一种双输入输出锂电池自动干燥冷却***，其特征在于，所述冷却炉包括冷却炉框架，所述冷却炉框架上设置有传送托盘，所述传送托盘进入到所述冷却炉框架一端设置的冷却风腔；所述冷却炉框架的另一端位于所述上料移动支撑框架下方。