CN107917581A - 移动式真空干燥生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了移动式真空干燥生产线，应用于锂电池的电芯干燥，包括依次组装连接的上料机构、移动式真空干燥烘箱装置、堆垛搬运装置、冷却下料机构和用于控制上述各装置的总控制***，所述上料机构将电芯输送至所述移动式真空干燥烘箱装置，所述移动式真空干燥烘箱装置接触加热电芯，所述堆垛搬运装置将电芯搬运至所述冷却下料机构，所述冷却下料机构冷却电芯。通过移动式真空加热干燥烘箱对锂电池接触加热，真空泵对真空加热干燥箱抽真空，为电芯提供真空环境；在恒温、真空状态下使电芯极片内的水分快速扩散溢出，以达到控制电芯水含量目的。本发明全程自动化无人化生产模式，降低了人工劳动强度、提升产能和良率。
Description
技术领域
本发明属于锂电池自动烘烤线的设备技术领域，尤其涉及一种移动式真空干燥生产线。
背景技术
锂电池真空干燥过程就是将锂电池置放在密闭的干燥室内，用真空***抽真空的同时对锂电池不断加热，使锂电池内部的水分通过压力差或浓度差扩散到表面，水分子在锂电池表面获得足够的动能，在克服分子间的相互吸引力后，逃逸到真空室的低压空间，从而被真空泵抽走的过程。
现有的真空干燥生产线，存在以下缺点：
1、真空干燥生产线在对锂电池进行烘烤时，为了保证烘烤结束后锂电池不会吸收空气中的水分，需要将真空干燥生产线放置在特定的干燥房内，干燥房制造成本高，成本增加。
2、真空干燥生产线为了达到产能，占地面积较广，相应的需要干燥房的面积也较大；
3、真空干燥生产线相应的配套设备造价比较昂贵，且不易于制造，生产周期长。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种移动式真空干燥生产线，其占地面积小、易于生产、周期短、成本低。
本发明是这样实现的：移动式真空干燥生产线，应用于锂电池的电芯干燥，包括依次组装连接的上料机构、移动式真空干燥烘箱装置、堆垛搬运装置、冷却下料机构和用于控制上述各装置的总控制***，所述上料机构将电芯输送至所述移动式真空干燥烘箱装置，所述移动式真空干燥烘箱装置接触加热电芯，所述堆垛搬运装置将电芯搬运至所述冷却下料机构，所述冷却下料机构冷却电芯。
进一步地，所述移动式真空干燥烘箱装置与探针组件电性连接，包括真空腔体、控制所述真空腔体内部温度的发热板组件、控制所述真空腔体内部电源通断的航空插头组件和位于所述真空腔体底部的触头机构，所述发热板组件安装在所述真空腔体内，所述航空插头组件安装在所述真空腔体侧壁上。
进一步地，所述移动式真空干燥烘箱装置与一真空自动对接装置配套使用，所述真空自动对接装置包括固定板、与所述移动式真空干燥烘箱装置连接的固定接口、用于控制所述固定接口上下移动的伸缩气缸和安装在所述固定板上的转接波纹管，所述伸缩气缸安装固定在所述固定板上，所述转接波纹管一端与外界所设真空泵连通。
进一步地，还包括用于所述移动式真空干燥烘箱装置温度采集的控制装置，控制装置包括温度采集模块、温度控制模块及集成控制***，所述温度采集模块是多路温度采集所述集成控制***并在高温、高真空状态使用；所述温度采集模块与所述温度控制模块相连接，所述温度采集模块将物理特性信号转化为数字温度信号，并输出给所述温度控制模块；所述集成控制***与所述温度控制模块相连接，所述集成控制***接收发送指令并对所述温度控制模块进行温度控制，所述集成控制***实时监测所述温度采集模块采集的温度。
进一步地，所述堆垛搬运装置由轨道、可在所述轨道上来回移动的堆垛机器人以及将所述移动式真空干燥烘箱装置摆放至探针放置架上的伸缩货叉组成，所述堆垛机器人垂直装配在所述轨道上，所述伸缩货叉安装在所述堆垛机器人上。
进一步地，所述探针放置架由探针座和固定架组成，所述探针座固定安装在所述固定架上；所述固定架呈框架结构，所述探针座所设的探针与所述移动式真空干燥烘箱装置通电电性连接。
进一步地，所述上料机构由来料线体、机器人装置、扫码枪、缓存架、摆放架、不良品输出线、假电芯输入/出线和NG移动式真空加热干燥烘箱输出位等组成。
进一步地，所述冷却下料机构主要由机器人、冷却流水线、风冷装置和电池输出线等组成。
本发明提供的一种移动式真空干燥生产线，应用于锂电池的电芯干燥，包括依次组装连接的上料机构、移动式真空干燥烘箱装置、堆垛搬运装置、冷却下料机构和用于控制上述各装置的总控制***，所述上料机构将电芯输送至所述移动式真空干燥烘箱装置，所述移动式真空干燥烘箱装置接触加热电芯，所述堆垛搬运装置将电芯搬运至所述冷却下料机构，所述冷却下料机构冷却电芯。带来以下技术效果：通过移动式真空加热干燥烘箱对锂电池接触加热，真空泵对真空加热干燥箱抽真空，为电芯提供真空环境；在恒温、真空状态下使电芯极片内的水分快速扩散溢出，以达到控制电芯水含量目的。本发明全程自动化无人化生产模式，降低了人工劳动强度、提升产能和良率；整套生产线设备采用模组式柔性化设计，具有一定的兼容性和扩展性能够实现快速换线；采用整体智能化控制***，实时监测各模组运行状态，确保***运行的稳定性和安全性；另外，
1、该移动式真空干燥生产线可保证在同等的产能情况下能节省更多的占地面积，同时在生产时不需在指定的环境(干燥房)下生产，可节省制作干燥房的费用及每天对干燥房进行除湿处理的费用；
2、该移动式真空干燥生产线每个烘烤干燥箱单独控制，出现问题可及时维修，不需整线停机维修，减少了因整条移动式真空干燥生产线出现问题造成的减产；
3、移动式真空干燥生产线每个烘烤干燥箱具备达到高真空的性能，烘烤干燥箱在恒温、真空状态下使产品(电芯极片)内的水分快速气化溢出，以达到控制产品水含量目的。
附图说明
图1是本发明实施例提供的移动式真空干燥生产线俯视图；
图2是本发明实施例提供的移动式真空干燥烘箱装置立体图；
图3是本发明实施例提供的移动式真空干燥烘箱装置另一角度立体图；
图4是本发明实施例提供的移动式真空干燥烘箱装置局部示意图；
图5是本发明实施例提供的真空自动对接装置立体图；
图6是本发明实施例提供的控制装置结构原理图；
图7是本发明实施例提供的堆垛搬运装置结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-图7所示，本发明实施例提供的移动式真空干燥生产线1，应用于锂电池的电芯干燥，包括依次组装连接的上料机构11、移动式真空干燥烘箱装置12、堆垛搬运装置13、冷却下料机构14和用于控制上述各装置的总控制***15，所述上料机构11将电芯输送至所述移动式真空干燥烘箱装置12，所述移动式真空干燥烘箱装置12接触加热电芯，所述堆垛搬运装置13将电芯搬运至所述冷却下料机构14，所述冷却下料机构14冷却电芯。带来以下技术效果：通过移动式真空加热干燥烘箱12对锂电池接触加热，真空泵对真空加热干燥烘箱12抽真空，为电芯提供真空环境；在恒温、真空状态下使电芯极片内的水分快速扩散溢出，以达到控制电芯水含量目的。本发明全程自动化无人化生产模式，降低了人工劳动强度、提升产能和良率；整套生产线设备采用模组式柔性化设计，具有一定的兼容性和扩展性能够实现快速换线；采用整体智能化控制***，实时监测各模组运行状态，确保***运行的稳定性和安全性；另外，
1、该移动式真空干燥生产线1可保证在同等的产能情况下能节省更多的占地面积，同时在生产时不需在指定的环境(干燥房)下生产，可节省制作干燥房的费用及每天对干燥房进行除湿处理的费用；
2、该移动式真空干燥生产线1每个真空干燥烘箱12单独控制，出现问题可及时维修，不需整线停机维修，减少了因整条移动式真空干燥生产线出现问题造成的减产；
3、移动式真空干燥生产线每个真空干燥烘箱12具备达到高真空的性能，真空干燥烘箱12在恒温、真空状态下使产品(电芯极片)内的水分快速气化溢出，以达到控制产品水含量目的。
具体应用中，如图2-图4所示，所述移动式真空干燥烘箱装置12与探针组件10电性连接，包括真空腔体121、控制所述真空腔体121内部温度的发热板组件122、控制所述真空腔体121内部电源通断的航空插头组件123和位于所述真空腔体121底部的触头机构(图未示)，其真空腔体121结构具备高密封性，且烘箱内部能耐高温、耐高真空；所述发热板组件122安装在所述真空腔体121内，所述航空插头组件123安装在所述真空腔体121侧壁上。每个烘烤干燥箱具备达到高真空的性能，移动式真空加热干燥烘箱在恒温、真空状态下使产品(电芯极片)内的水分快速气化溢出，以达到控制产品水含量目的。
进一步地，如图5所示，所述移动式真空干燥烘箱装置12与一真空自动对接装置16配套使用，可实现自动通电通气后包装不漏气、电源不会接触不良。所述真空自动对接装置16包括固定板161、与所述移动式真空干燥烘箱装置12连接的固定接口162、用于控制所述固定接口162上下移动的伸缩气缸163和安装在所述固定板161上的转接波纹管164，所述伸缩气缸163安装固定在所述固定板161上，所述转接波纹管164一端与外界所设真空泵连通。真空自动对接装置16与真空加热干燥烘箱在同等的产能情况下能节省占地面积；且自动对接装置16与真空加热干燥烘箱实现自动对接，抽真空、高密封性、承受高真空压力、电源不会接触不良。真空自动对接装置16与真空加热干燥烘箱每个真空加热干燥烘箱具备达到高真空的性能，真空加热干燥烘箱在恒温、真空状态下使电芯极片内的水分快速气化溢出，以达到控制产品水含量目的。
进一步地，如图6所示，还包括用于所述移动式真空干燥烘箱装置温度采集的控制装置，控制装置包括温度采集模块、温度控制模块及集成控制***，所述温度采集模块是多路温度采集所述集成控制***并在高温、高真空状态使用；所述温度采集模块与所述温度控制模块相连接，所述温度采集模块将物理特性信号转化为数字温度信号，并输出给所述温度控制模块；所述集成控制***与所述温度控制模块相连接，所述集成控制***接收发送指令并对所述温度控制模块进行温度控制，所述集成控制***实时监测所述温度采集模块采集的温度。通过所述温度采集模块集成开发，简化采集到控制的线路，改善了夹具在生产中的互换性；通过温度控制模块集成固态继电器与可控硅可使得集成控制***可以随时对每一块发热板的加热进行控制；通过将固态继电器与可控硅集成到温控模块大大简化了线路布局，使得线路更清晰明了，极大的增加了可维护性。
进一步地，如图7所示，所述堆垛搬运装置13由轨道131、可在所述轨道131上来回移动的堆垛机器人132以及将所述移动式真空干燥烘箱装置12摆放至探针放置架上的伸缩货叉133组成，所述堆垛机器人132垂直装配在所述轨道131上，所述伸缩货叉133安装在所述堆垛机器人132上。所述堆垛搬运装置13其主要功能有以下几点：
1、将装满电池的待干燥移动式真空加热干燥烘箱从上料***叉取放入探针放置架。
2、把干燥完成的移动式真空加热干燥烘箱从探针放置架叉取出来送到水含量测试台下测水含量或至冷却***下料冷却；
3、从冷却***把卸完电池的空移动式真空加热干燥烘箱叉取放回上料***处的空位；
4、在出现不良品时，把移动式真空加热干燥烘箱叉取放入上料模组处的不良品输出线，然后从移动式真空加热干燥烘箱暂存架上叉取一个移动式真空加热干燥烘箱放入上料模组处的空位；
5、转移真空NG报警的带电芯移动式真空加热干燥烘箱，入另一个空炉腔重新烘烤
6、将初始未化搬运***，移动式真空加热干燥烘箱或维修好的；移动式真空加热干燥烘箱从人工上移动式真空加热干燥烘箱位转移入移动式真空加热干燥烘箱缓存位或上料移动式真空加热干燥烘箱放置位；
进一步地，所述探针放置架由探针座和固定架组成，所述探针座固定安装在所述固定架上；所述固定架呈框架结构，所述探针座所设的探针与所述移动式真空干燥烘箱装置通电电性连接。
进一步地，如图1所示A处，所述上料机构11由来料线体、机器人装置、扫码枪、缓存架、摆放架、不良品输出线、假电芯输入/出线和NG移动式真空加热干燥烘箱输出位等组成。具体地，上料机构11的主要功能有以下几点：
1、针对上料机器人的来料精准定位，同时具备防止来料电池拥挤功能；
2、扫电池条码，与MES交互判定电池合法性，非法电池的输出至不良品输出线；
3、机器人夹取电池放入干燥移动式真空加热干燥烘箱内定位，并将电池数据同移动式真空加热干燥烘箱信息绑定，定位后电池在移动式真空加热干燥烘箱转移过程中不会有位移；
4、来料缓存功能，设置一个空移动式真空加热干燥烘箱用于对前工序拉带来料进行缓存，缓存满盘后可自动转移入炉；
5、烘烤过程出现NG移动式真空加热干燥烘箱时，将NG移动式真空加热干燥烘箱中电池取出，NG移动式真空加热干燥烘箱输出/入人工干预；
6、将检测OK的移动式真空加热干燥烘箱从人工上移动式真空加热干燥烘箱工位转移至上料移动式真空加热干燥烘箱摆放架或移动式真空加热干燥烘箱缓存架备用；
7、上下假电池功能，将假电池按指定比例配置放入移动式真空加热干燥烘箱中；烘烤结束后可自动将假电池取出到假电池输出线，若水含量NG可人工干预取回假电池到对应移动式真空加热干燥烘箱中。
进一步地，如图1所示B处，所述冷却下料机构14主要由机器人、冷却流水线、风冷装置和电池输出线等组成。机器人负责冷却流水线的上料和下料。移动式真空加热干燥烘箱摆放架有两个，一个放置空的移动式真空加热干燥烘箱，一个放置正在下料的移动式真空加热干燥烘箱。
冷却下料机构14其主要功能有：机器人夹取电池放入冷却流水线，具备来料节拍缓存功能，设置缓存物流线于冷却炉入料前端，缓存线满一排且冷却炉可入料时，缓存线可自动对接冷却炉物流线自动入料，不干涉机械手动作节拍。
本发明移动式真空干燥生产线1的工艺流程：
前端工序设备需将待烘烤电芯通过输送线输送的方式，送至干燥线上料端机械手可抓取位置，扫描检测停线阻挡定位后；机器人抓取至上料平台的移动式真空加热干燥烘箱，移动式真空加热干燥烘箱装满后，由本线配套堆垛机装置搬运，调度***运作、完成本线搬运输送、搬运移动式真空加热干燥烘箱入探针固定架、真空自动对接、加热抽真空干燥、干燥完毕堆垛机搬运移动式真空加热干燥烘箱至卸料，周转锂电池至冷却下料***，电芯经冷却输送线输出流入下段工站。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.移动式真空干燥生产线，应用于锂电池的电芯干燥，其特征在于，包括依次组装连接的上料机构、移动式真空干燥烘箱装置、堆垛搬运装置、冷却下料机构和用于控制上述各装置的总控制***，所述上料机构将电芯输送至所述移动式真空干燥烘箱装置，所述移动式真空干燥烘箱装置接触加热电芯，所述堆垛搬运装置将电芯搬运至所述冷却下料机构，所述冷却下料机构冷却电芯。
2.如权利要求1所述的移动式真空干燥生产线，其特征在于，所述移动式真空干燥烘箱装置与探针组件电性连接，包括真空腔体、控制所述真空腔体内部温度的发热板组件、控制所述真空腔体内部电源通断的航空插头组件和位于所述真空腔体底部的触头机构，所述发热板组件安装在所述真空腔体内，所述航空插头组件安装在所述真空腔体侧壁上。
3.如权利要求2所述的移动式真空干燥生产线，其特征在于，所述移动式真空干燥烘箱装置与一真空自动对接装置配套使用，所述真空自动对接装置包括固定板、与所述移动式真空干燥烘箱装置连接的固定接口、用于控制所述固定接口上下移动的伸缩气缸和安装在所述固定板上的转接波纹管，所述伸缩气缸安装固定在所述固定板上，所述转接波纹管一端与外界所设真空泵连通。
4.如权利要求2所述的移动式真空干燥生产线，其特征在于，还包括用于所述移动式真空干燥烘箱装置温度采集的控制装置，控制装置包括温度采集模块、温度控制模块及集成控制***，所述温度采集模块是多路温度采集所述集成控制***并在高温、高真空状态使用；所述温度采集模块与所述温度控制模块相连接，所述温度采集模块将物理特性信号转化为数字温度信号，并输出给所述温度控制模块；所述集成控制***与所述温度控制模块相连接，所述集成控制***接收发送指令并对所述温度控制模块进行温度控制，所述集成控制***实时监测所述温度采集模块采集的温度。
5.如权利要求1所述的移动式真空干燥生产线，其特征在于，所述堆垛搬运装置由轨道、可在所述轨道上来回移动的堆垛机器人以及将所述移动式真空干燥烘箱装置摆放至探针放置架上的伸缩货叉组成，所述堆垛机器人垂直装配在所述轨道上，所述伸缩货叉安装在所述堆垛机器人上。
6.如权利要求5所述的移动式真空干燥生产线，其特征在于，所述探针放置架由探针座和固定架组成，所述探针座固定安装在所述固定架上；所述固定架呈框架结构，所述探针座所设的探针与所述移动式真空干燥烘箱装置通电电性连接。
7.如权利要求1所述的移动式真空干燥生产线，其特征在于，所述上料机构由来料线体、机器人装置、扫码枪、缓存架、摆放架、不良品输出线、假电芯输入/出线和NG移动式真空加热干燥烘箱输出位等组成。
8.如权利要求1所述的移动式真空干燥生产线，其特征在于，所述冷却下料机构主要由机器人、冷却流水线、风冷装置和电池输出线等组成。
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