CN112531196A - 一种方形电池电芯入壳全自动生产*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方形电池电芯入壳全自动生产***，包括电芯输送组件、电芯升降组件、电芯夹取组件、壳体上料组件、电芯上料组件以及电芯入壳组件；本发明解决现有技术中人工手动抓取电芯效率、精度低的问题。

Description

一种方形电池电芯入壳全自动生产***

技术领域

本发明涉及一种电池生产***，特别涉及一种电芯入壳***。

背景技术

在现有方形铝壳锂离子电池的生产过程中，将电芯装入方形铝壳壳体的方式通常是采用操作人员用手工装入或者是直推式入壳的方式，手工入壳方式效率较低，产品合格率较低，并且人员流动性较大，劳动强度比较高、生产效率低，经营成本较高等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种方形电池电芯入壳全自动生产***，解决现有技术中人工手动抓取电芯效率、精度低的问题。

本发明的目的是这样实现的：一种方形电池电芯入壳全自动生产***，包括电芯输送组件、电芯升降组件、电芯夹取组件、壳体上料组件、电芯上料组件以及电芯入壳组件；

所述电芯输送组件包括安装在输送机架前端的上层输送机构和下层输送机构，上层输送机构用以送入满载电芯料盒，下层输送机构用以送出空载电芯料盒；所述上层输送机构包括固定在输送机架上的上支撑板，所述上支撑板顶面安装有两列输送导辊，所述上支撑板的两侧安装有链轮输送机构，所述链轮输送机构上安装两输送链条，所述两输送链条之间安装推杆，所述输送机架两侧安装有导杆支架，所述导杆支架内侧安装有导向杆，所述两输送链条其中一对外链板顶部加工有侧弯板，所述侧弯板的顶部固定有T形推杆安装座，所述推杆的两端安装在推杆安装座内，所述下层输送机构包括固定在输送机架上的下支撑板，所述下支撑板的顶面安装有皮带输送机构，所述输送机架上位于皮带输送机构两侧安装有导向挡板，所述输送机架上位于皮带输送机构的出口处设置有一对分离气缸；

所述电芯升降组件设置在电芯输送组件的内部位于输送机架的后端，所述电芯升降组件用以接收满载电芯料盒，并进行满载电芯料盒的定位，以供电芯夹取组件从电芯料盒中夹取电芯，待电芯取完后将空载电芯料盒下降送入下层输送机构中，所述电芯升降组件包括固定在输送机架底部的底板，所述底板上安装有两对升降滑杆，两对所述升降滑杆的顶部连接有固定在输送机架上的连接板，所述连接板之间设置有升降板，所述升降板的顶面安装有两列输送导辊，所述升降板的底部固定有两对滑座，所述两对滑座经滑轮组滑动设置在升降滑杆上，所述升降板的底部还铰接有两对上升降杆，两对上升降杆的底部对应铰接有两对下升降杆，两对下升降杆的底部铰接在底板上，两对上升降杆与两对下升降杆之间的铰接点经一对同步轴相连，一对同步轴之间经一对同步杆相连，所述输送机架底部安装有驱动油缸，所述驱动油缸的活塞杆与其中一同步杆铰接；

所述电芯夹取组件包括安装在输送机架后端的电芯夹取机械手，用以将电芯从电芯料盒中取出并送至电芯扫描件机构内，所述输送机架后端顶部安装有夹取支架，夹取支架的顶部安装有三轴驱动器，所述电芯夹取机械手安装在三轴驱动器上；

所述壳体上料组件包括用以存放壳体的料盘机构、用以除去壳体内部杂质的壳体除尘机构、用以将壳体从料盘中取出并将壳体转运至壳体除尘机构的吸盘机构；所述料盘机构包括安装在机架上的转盘，转盘上安装有两组料盒，转盘上开设有连通料盒底部的方孔，所述机架上安装有用以从方孔顶起料盒内壳体的顶升机构，所述壳体除尘机构包括固定在机架上的一对壳体除尘支撑杆，所述壳体除尘支撑杆上安装有壳体除尘支撑座，两壳体除尘支撑座之间安装有可转动的壳体除尘旋转座，所述壳体除尘旋转座上固定安装有壳体除尘夹紧气缸，所述壳体除尘夹紧气缸上安装有一对壳体除尘夹板，壳体除尘支撑杆的一侧设置有可升降的壳体除尘板，壳体除尘板顶部设有若干喷气孔；所述吸盘机构包括安装在机架上的三轴驱动器，三轴驱动器上安装有气动吸盘；

所述电芯上料组件包括用以扫描电芯数据的电芯扫描机构、用以除去电芯表面杂质的电芯除尘机构、用以暂时存放除杂后电芯的电芯暂存框以及用以抓取电芯在电芯扫描机构、电芯除尘机构、电芯暂存框之间转运的第一抓取机械手，所述第一抓取机械手还将电芯转运至电芯入壳组件内；所述电芯扫描机构包括设置在扫描盒旁的扫描器，扫描盒内设置有两个放置工位，分别为扫描工位和暂存工位，所述扫描工位内设置有两锁紧气缸，且扫描工位侧面开设有两与所述锁紧气缸配合的贯穿孔，两锁紧气缸通过活塞杆压紧电芯的两个面将电芯固定在扫描工位内；

所述电芯入壳组件包括用以将电芯装入壳体内并将入壳后的电池转运至待检区的第二抓取机械手。

本发明工作时，将装有电芯的电芯料盒吊装至上层输送机构上，上层输送机构将电芯料盒推送至电芯升降组件上，并在电芯升降组件上实现定位，再使用电芯夹取机械手将电芯从电芯料盒中取出转运至电芯扫描机构中备用；将壳体装入料盒中备用，旋转壳体除尘旋转座，使得壳体除尘夹板的正面朝上，并通过壳体除尘夹紧气缸松开壳体除尘夹板，通过三轴驱动器控制气动吸盘将壳体从料盒中吸取至壳体除尘夹板上，使用壳体除尘夹板夹紧壳体，控制壳体除尘旋转座旋转90°使得壳体的开口朝下，控制壳体除尘板上升并伸入壳体内，通过喷气孔清理内部粉尘，清理完毕后，控制壳体除尘板下降，并控制壳体除尘旋转座旋转180°使得壳体的开口朝上，待装入电芯；使用第一抓取机械手将电芯扫描机构扫描后的电芯转运至电芯除尘机构内，除尘后转运至电芯暂存框，使用第二抓取机械手将电芯暂存框内的电芯装入壳体内，完成入壳；待电芯料盒中的电芯全部被取出后，将空载电芯料盒下降送入下层输送机构中，并从下层输送机构中将空载电芯料盒送出。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过使用本发明实现实现电芯入壳，大大提升了电芯入壳的自动化程度。

工作时，通过链轮输送机构配合推杆和导向杆将电芯料盒推送入电芯升降组件内，导向杆的作用保证了电芯料盒的顺畅度，由于满载下的电芯料盒重量较重，为了减轻负载压力，通过推杆推动的方式进行电芯料盒的推送降低了对动力要求；空载的电芯料盒由于其重量大大减轻，使用皮带输送机构进行输送在保证其输送稳定性的同时大大降低输送压力；同时由于采用人工搬离或吊装的方式将电芯料盒取出，在电芯料盒尾部输送至出口处时，为了避免皮带输送机构输送时的持续推力对搬运工人或者吊具造成冲击而撞伤工人或者影响吊具吊装，通过在出口处设置分离气缸将电芯料盒顶起，使电芯料盒与皮带输送机分离，且由于此时电芯料盒为空载，重量已大大减轻，惯性相对较小，进一步保证了该方案的可行性、合理性；在工作过程中，由于电芯料盒内放置的为电芯，这就对升降板的稳定性有较高的要求，由于升降滑杆为杆状结构，其作为支撑结构稳定性相对较差，将升降滑杆的底部固定在底板上，并将升降滑杆的顶部连接有固定在输送机架上的连接板，保证了升降滑杆的整体稳定性，进而保证了升降板的稳定性，滑座经滑轮组滑动设置在升降滑杆上并与升降杆、同步轴、同步杆的连接方式在保证升降顺畅度的前提下也提高了连接的稳定性。

作为本发明的改进，所述底板上位于两对下升降杆与两对升降滑杆之间设置有一对辅助装置，所述辅助装置包括固定在底板上的辅助支架，所述辅助支架上安装有限位螺栓、顶升气缸以及一对缓冲缸，所述升降板的两侧、后端以及底板的后端均设置有限位挡板，升降板上位于后端的输送导辊旁设置有制动器，所述制动器包括固定在制动座上的制动气缸，制动气缸的端部连接制动板，所述制动板的端面上加工有成与所述输送导辊配合的弧形凹面，所述升降板中部后端开设有方孔，所述升降板的底部安装有回收机构，回收机构包括固定在升降板底部的回收气缸，回收气缸的两侧设置有回收导轨，所述回收导轨上滑动有回收座，回收座上安装有从方孔向上伸出的回收推板，所述回收推板与回收气缸的活塞杆相连。

工作时，首先限位螺栓起到限位的作用，为避免升降板在驱动油缸作用下下降时对限位螺栓造成冲击，通过设置缓冲缸大大减轻了升降板对限位螺栓的冲击；同时，升降板下降到下极限位置时，由于力矩关系单靠驱动油缸在伸出活塞杆推动升降板上升时较为困难，通过使用辅助顶升气缸与驱动油缸进行配合可更加顺畅；初始状态制动器的制动板贴合在后端输送导辊上，增大制动板与输送导辊之间的摩擦力，满载电芯料盒在推杆的作用下从上层输送机构输送至升降板上时，由于满载的电芯料盒重量较重，在推杆的作用下具有较大的惯性，若电芯料盒直接冲撞在限位挡板上，惯性作用会对电芯造成较大的影响，因此，通过在后端的输送导辊旁设置制动器，通过制动器调节制动板的压力来调节制动板与输送导辊之间的摩擦力，使得后面几个输送导辊起到较好的缓冲作用，同时，待满载电芯料盒到达位置后，控制制动板彻底锁死输送导辊，被制动的几个输送导辊也可保证电芯料盒前后窜动，影响电芯夹取组件夹取的精度；待电芯料盒内电芯全部夹取完毕后需要将电芯料盒送出时，须解锁制动器；将空载的电芯料盒推入下层输送机构内时，通过回收气缸缩回活塞杆，在回收推板的作用下将电芯料盒推入下层输送机构内。

作为本发明的改进，所述电芯入壳组件还包括入壳机构，第二抓取机械手用以将电芯抓取送至入壳机构内，入壳机构用以将电芯装入壳体内，所述入壳机构包括固定在机架上的入壳支撑架，所述入壳支撑架包括底层安装板、中层安装板以及顶层安装板，所述中层安装板和顶层安装板上开设有供电芯、壳体穿过的通孔，所述底层安装板上安装有上壳机构，所述上壳机构用以将壳体送入中层安装板的下方并将壳体送入中层安装板的通孔内；所述中层安装板上安装有用以固定壳体上部的壳体定位机构和用以实现电芯由上至下运动导向的电芯导向机构，所述壳体定位机构设置在电芯导向机构的下方，所述壳体定位机构包括经壳体夹紧气缸驱动的真空吸盘，所述电芯导向机构包括安装在中层安装板上的一对电芯导向杆和一对电芯导向轮；所述顶层安装板上安装有用以处理表面粉尘的电芯表面处理机构和用以推动电芯下降的辅助推送器。

入壳机构工作时，先通过第二机械手将壳体从壳体除尘机构转运至上壳机构内，上壳机构将壳体送入中层安装板的通孔内，并使用壳体定位机构固定在壳体的上部，再通过第一机械手将电芯从暂存框中转运至电芯表面处理机构内，并通过第二机械手使用辅助推送器将电芯从电芯表面处理机构经电芯导向机构推入壳体内；本发明采用底层安装板配合上壳机构以及第二机械手使得壳体转运至入壳支撑架的下方，为后续入壳做好充分准备，同时，入壳过程中电芯与壳体的装配精度和稳定性尤为重要，因此使用壳体定位机构以及电芯导向机构可保证其位置精度和稳定性，使用真空吸盘进行壳体顶部的定位，使用电芯导向杆和电芯导向轮保证电芯入壳时的方向性，由于在机械手转运的过程中还会有极少量的粉尘吸附在电芯上，因此通过电芯表面处理机构将电芯表面极少量的粉尘处理干净，由于机械手在推送电芯进入壳体时会受到电芯表面处理机构的空间影响，因此使用辅助推送器与机械手配合完成一次性入壳可保证质量。

作为本发明的改进，所述上壳机构包括上壳气缸，所述上壳气缸的活塞杆上安装有上壳升降平台，所述上壳升降平台上安装有上壳滑台气缸，所述上壳滑台气缸的滑台上安装有两上壳夹紧气缸，两上壳夹紧气缸的活塞杆上连接有上壳夹紧板，所述入壳支撑架上位于中层安装板下方安装有限位杆。使用上述机构可方便的将壳体转运至中层安装板的通孔内。

作为本发明的进一步限定，所述壳体定位机构包括位于通孔两侧的一对壳体夹紧气缸，壳体夹紧气缸的活塞杆上连接有吸盘安装板，所述吸盘安装板上安装有一对真空吸盘。使用真空吸盘配合壳体夹紧气缸可更加稳定的固定壳体。

作为本发明的进一步限定，所述电芯导向机构包括滑动设置在一对电芯导向滑轨上的一对电芯导向支撑板，两电芯导向支撑板经一对合拢气缸相连，合拢气缸固定在其中一电芯导向支撑板上，对应活塞杆的端部固定连接在另一电芯导向支撑板上，两电芯导向支撑板相对的两内侧角上开设有定位凹台，中层安装板上安装有与所述内台阶配合的定位凸台，所述电芯导向杆和电芯导向轮安装在电芯导向支撑板上位于通孔外周位置。使用上述结构可方便的实现电芯导向杆的合拢，配合上定位凸台可实现精准定位。

作为本发明的进一步限定，所述电芯表面处理机构四组电芯处理气缸，所述四组电芯处理气缸的活塞杆上均安装有胶辊，所述辅助推送器放置在辅助支架上，所述辅助支架固定在顶层安装板上，所述辅助推送器包括连接在夹持部底部的三根推送杆，所述夹持部的底部位于三根推送杆之间设置有槽孔，所述辅助支架的一侧开设有与推送杆配合的弧形槽，所述辅助支架的顶部设置有与所述槽孔配合的圆台，圆台的顶部加工成锥形。使用胶辊可保证电芯表面的粉尘被粘走，使用辅助推送器进行配合保证电芯稳定入壳，而不受到空间限制，使用时，将待入壳的电芯使用机械手夹取至胶辊之间，再使用机械手夹取辅助推进器，并使用辅助推进器从电芯顶部推动电芯进行入壳，入壳完毕后，机械手将辅助推进器放置在辅助支架上，辅助支架上的圆台配合上辅助推进器上的槽孔可保证辅助推送器精确定位，以便机械手下次精准抓取。

作为本发明的进一步限定，所述壳体除尘板底部安装在与其相连通的气源座上，所述气源座底部固定在壳体除尘气缸的活塞杆上，壳体除尘气缸固定在机架上，所述气源座中部开设有凹槽，所述壳体除尘板设置在凹槽内，且凹槽的内周面与壳体除尘板之间留有间隙，气源座上对应的间隙位置开设有排气孔。上述结构提高除尘性能。

作为本发明的进一步限定，所述电芯除尘机构包括固定在机架上的L形固定架，L形固定架旁设置有静电消除器，所述L形固定架的竖直部安装有电芯放置板，所述L形固定架的水平部安装有除尘滑台气缸，所述除尘滑台气缸的滑台上固定安装有除尘箱，所述除尘箱的顶部两侧安装有一对喷气管，且除尘箱的顶部开设有槽口。工作时，先通过第一机械手将电芯夹取搬运至电芯放置板上，再控制除尘箱滑入，使得除尘箱将电芯包裹，除尘箱顶部的喷气管喷出气流进行除尘，通过设置静电消除器解决空气摩擦静电的问题。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图。

图2为本发明立体结构示意图。

图3为本发明中电芯输送组件立体结构示意图一。

图4为本发明中电芯输送组件立体结构示意图二。

图5为本发明中电芯输送组件正面结构示意图。

图6为图5中A处放大图。

图7为本发明中电芯升降组件立体结构示意图一。

图8为图7中B处放大图。

图9为本发明中电芯升降组件立体结构示意图二。

图10为本发明中辅助装置立体结构示意图。

图11为本发明立体结构示意图一。

图12为本发明立体结构示意图二。

图13为本发明中壳体上料组件结构示意图。

图14为本发明中壳体除尘机构结构示意图。

图15为本发明中壳体除尘板结构示意图。

图16为本发明中电芯扫描机构结构示意图。

图17为本发明中电芯除尘机构结构示意图。

图18为本发明中除尘箱内部结构示意图。

图19为本发明中入壳机构结构示意图。

图20为本发明中入壳支撑架结构示意图。

图21为本发明中上壳机构结构示意图。

图22为本发明中壳体定位机构结构示意图。

图23为本发明中电芯导向机构结构示意图。

图24为本发明中电芯表面处理机构结构示意图。

图25为本发明中辅助支架结构示意图。

其中，1输送组件，11上层输送机构，111上支撑板，112输送导辊，113链轮输送机构，114输送链条，1141外链板，1142侧弯板，115推杆，116推杆安装座，117导杆支架，118导向杆，12下层输送机构，121下支撑板，122皮带输送机，123导向挡板，124分离气缸；13输送机架；

2升降组件，21底板，22升降滑杆，23连接板，24升降板，241上升降杆，242下升降杆，243同步轴，244同步杆，245驱动油缸，246方孔，25滑座，251滑轮组，26辅助装置，261辅助支架，262限位螺栓，263顶升气缸，264缓冲缸，27限位挡板，28制动器，281制动座，282制动气缸，283制动板，29回收机构，291回收气缸，292回收导轨，293回收座，294回收推板；

3夹取组件，31夹取支架，32三轴驱动器，33夹取机械手；

4壳体上料组件，41料盘机构，411转盘，412料盒，413顶升机构，42壳体除尘机构，421壳体除尘支撑杆，422壳体除尘支撑座，423壳体除尘旋转座，424壳体除尘夹紧气缸，425壳体除尘夹板，426壳体除尘板，4261喷气孔，427气源座，4271凹槽，4272排气孔，428壳体除尘气缸，43吸盘机构，431三轴驱动器，432气动吸盘；

5电芯上料组件，51电芯扫描机构，511扫描盒，5111扫描工位，5112暂存工位，512扫描器，513锁紧气缸，52电芯除尘机构，521L形固定架，522静电消除器，523电芯放置板，524除尘滑台气缸，525除尘箱，526喷气管；53电芯暂存框，54第一抓取机械手；

6电芯入壳组件，61第二抓取机械手，62入壳机构，621入壳支撑架，6211底层安装板，6212中层安装板，6213顶层安装板，6214通孔，622上壳机构，6221上壳气缸，6222上壳升降平台，6223上壳滑台气缸，6224上壳夹紧气缸，6225上壳夹紧板，6226限位杆，623壳体定位机构，6231壳体夹紧气缸，6232吸盘安装板，6233真空吸盘，624电芯导向机构，6241电芯导向滑轨，6242电芯导向支撑板，6243合拢气缸，6244定位凹台，6245定位凸台，6246电芯导向杆，6247电芯导向轮，625电芯表面处理机构，6251电芯处理气缸，6252胶辊，626辅助推送器，6261夹持部，6262推送杆，6263槽孔，627辅助支架，6271弧形槽，6272圆台，7机架。

具体实施方式

如图1-25所示的一种方形电池电芯入壳全自动生产***，包括电芯输送组件1、电芯升降组件2、电芯夹取组件3、壳体上料组件4、电芯上料组件5以及电芯入壳组件6；

电芯输送组件1包括安装在输送机架7前端的上层输送机构11和下层输送机构12，上层输送机构11用以送入满载电芯料盒，下层输送机构12用以送出空载电芯料盒；上层输送机构11包括固定在输送机架7上的上支撑板111，上支撑板111顶面安装有两列输送导辊112，上支撑板111的两侧安装有链轮输送机构113，链轮输送机构113上安装两输送链条114，两输送链条114之间经一根推杆115相连，两输送链条114其中一对外链板1141顶部加工有侧弯板1142，侧弯板1142的顶部固定有T形推杆安装座116，推杆115的两端安装在推杆安装座116内，输送机架7两侧安装有导杆支架117，导杆支架117内侧安装有导向杆118；下层输送机构12包括固定在输送机架7上的下支撑板121，下支撑板121的顶面安装有皮带输送机构122，输送机架7上位于皮带输送机构122两侧安装有导向挡板123，输送机架7上位于皮带输送机构122的出口处设置有一对分离气缸124。

电芯升降组件2设置在电芯输送组件1的内部位于输送机架7的后端，电芯升降组件2用以接收满载电芯料盒，并进行满载电芯料盒的定位，以供电芯夹取组件3从电芯料盒中夹取电芯，待电芯取完后将空载电芯料盒下降送入下层输送机构12中；电芯升降组件2包括固定在输送机架7底部的底板21，底板21上安装有两对升降滑杆22，两对升降滑杆22的顶部连接有固定在输送机架7上的连接板23，两连接板23之间设置有升降板24，升降板24的顶面安装有两列输送导辊112，升降板24的底部固定有两对滑座25，两对滑座25经滑轮组251滑动设置在升降滑杆22上，升降板24的底部还铰接有两对上升降杆241，两对上升降杆241的底部对应铰接有两对下升降杆242，两对下升降杆242的底部铰接在底板21上，两对上升降杆241与两对下升降杆242之间的铰接点经一对同步轴243相连、且铰接在同步轴243上，一对同步轴243之间经一对同步杆244相连，输送机架7底部安装有驱动油缸245，驱动油缸245的活塞杆与其中一同步杆244（后端的同步杆244，考虑到内部空间布局）铰接；底板21上位于两对下升降杆242与两对升降滑杆22之间设置有一对辅助装置26，辅助装置26包括固定在底板21上的辅助支架261，辅助支架261上安装有限位螺栓262、顶升气缸263以及一对缓冲缸264；升降板24的两侧、后端以及底板21的后端均设置有限位挡板27，升降板24上位于后端的输送导辊112旁设置有制动器28，制动器28包括固定在制动座281上的制动气缸282，制动气缸282的端部连接制动板283，制动板283的端面上加工有成与输送导辊112配合的弧形凹面；升降板24后端中部开设有方孔246，升降板24的底部安装有回收机构29，回收机构29包括固定在升降板24底部的回收气缸291，回收气缸291的两侧设置有回收导轨292，回收导轨292上滑动有回收座293，回收座293上安装有从方孔246向上伸出的回收推板294，回收推板294与回收气缸291的活塞杆相连。

电芯夹取组件3包括安装在输送机架7后端的夹取机械手33，用以将电芯从电芯料盒中取出并送至下一工位，输送机架7后端顶部安装有夹取支架31，夹取支架31的顶部安装有三轴驱动器32（x轴、y轴、c轴），夹取机械手33安装在三轴驱动器32上。

壳体上料组件4包括用以存放壳体的料盘机构41、用以除去壳体内部杂质的壳体除尘机构42、用以将壳体从料盘中取出并将壳体转运至壳体除尘机构42的吸盘机构43；料盘机构41包括安装在机架4上的转盘411，转盘411上安装有两组料盒412，转盘411上开设有连通料盒412底部的方孔，机架4上安装有用以从方孔顶起料盒412内壳体的顶升机构413；壳体除尘机构42包括固定在机架4上的一对壳体除尘支撑杆421，壳体除尘支撑杆421上安装有壳体除尘支撑座422，两壳体除尘支撑座422之间安装有可转动的壳体除尘旋转座423，壳体除尘旋转座423上固定安装有壳体除尘夹紧气缸424，壳体除尘夹紧气缸424上安装有一对壳体除尘夹板425，壳体除尘支撑杆421的一侧设置有可升降的壳体除尘板426，壳体除尘板426顶部设有若干喷气孔4261，壳体除尘板426底部安装在与其相连通的气源座427上，气源座427底部固定在壳体除尘气缸428的活塞杆上，壳体除尘气缸428固定在机架4上，气源座427中部开设有凹槽4271，壳体除尘板426设置在凹槽4271内，且凹槽4271的内周面与壳体除尘板426之间留有间隙，气源座427上对应的间隙位置开设有排气孔4272；吸盘机构43包括安装在机架4上的三轴驱动器431，三轴驱动器431上安装有气动吸盘432；

电芯上料组件5包括用以扫描电芯数据的电芯扫描机构51、用以除去电芯表面杂质的电芯除尘机构52、用以暂时存放除杂后电芯的电芯暂存框53以及用以抓取电芯在电芯扫描机构51、电芯除尘机构52、电芯暂存框53之间转运的第一抓取机械手54，第一抓取机械手54还将电芯转运至电芯入壳组件6内；电芯扫描机构51包括设置在扫描盒511旁的扫描器512，扫描盒511内设置有两个放置工位，分别为扫描工位5111和暂存工位5112，扫描工位5111内设置有两锁紧气缸513，且扫描工位5111侧面开设有两与锁紧气缸513配合的贯穿孔，两锁紧气缸513通过活塞杆压紧电芯的两个面将电芯固定在扫描工位5111内；电芯除尘机构52包括固定在机架4上的L形固定架521，L形固定架521旁设置有静电消除器522，L形固定架521的竖直部安装有电芯放置板523，L形固定架521的水平部安装有除尘滑台气缸524，除尘滑台气缸524的滑台上固定安装有除尘箱525，除尘箱525的顶部两侧安装有一对喷气管526，且除尘箱525的顶部开设有槽口。

电芯入壳组件6包括第二抓取机械手61和入壳机构62，第二抓取机械手61用以将电芯抓取送至入壳机构62内，入壳机构62用以将电芯装入壳体内，入壳机构62包括固定在机架4上的入壳支撑架621，入壳支撑架621包括底层安装板6211、中层安装板6212以及顶层安装板6213，中层安装板6212和顶层安装板6213上开设有供电芯、壳体穿过的通孔6214；底层安装板6211上安装有上壳机构622，上壳机构622用以将壳体送入中层安装板6212的下方并将壳体送入中层安装板6212的通孔6214内，上壳机构622包括上壳气缸6221，上壳气缸6221的活塞杆上安装有上课升降平台6222，上课升降平台6222上安装有上壳滑台气缸6223，上壳滑台气缸6223的滑台上安装有两上壳夹紧气缸6224，两上壳夹紧气缸6224的活塞杆上连接有上壳夹紧板6225，入壳支撑架621上位于中层安装板6212下方安装有限位杆6226；中层安装板6212上安装有用以固定壳体上部的壳体定位机构623和用以实现电芯由上至下运动导向的电芯导向机构624，壳体定位机构623设置在电芯导向机构624的下方，壳体定位机构623包括位于通孔6214两侧的一对壳体夹紧气缸6231，壳体夹紧气缸6231的活塞杆上连接有吸盘安装板6232，吸盘安装板6232上安装有一对真空吸盘6233；电芯导向机构624包括滑动设置在一对电芯导向滑轨6241上的一对电芯导向支撑板6242，两电芯导向支撑板6242经一对合拢气缸6243相连，合拢气缸6243固定在其中一电芯导向支撑板6242上，对应活塞杆的端部固定连接在另一电芯导向支撑板6242上，两电芯导向支撑板6242相对的两内侧角上开设有定位凹台6244，中层安装板6212上安装有与内台阶配合的定位凸台6245，电芯导向杆6246和电芯导向轮6247安装在电芯导向支撑板6242上位于通孔6214外周位置；顶层安装板6213上安装有用以处理表面粉尘的电芯表面处理机构625和用以推动电芯下降的辅助推送器626，电芯表面处理机构625四组电芯处理气缸6251，四组电芯处理气缸6251的活塞杆上均安装有胶辊6252，辅助推送器626放置在辅助支架627上，辅助支架627固定在顶层安装板6213上，辅助推送器626包括连接在夹持部6261底部的三根推送杆6262，夹持部6261的底部位于三根推送杆6262之间设置有槽孔6263，辅助支架627的一侧开设有与推送杆6262配合的弧形槽6271，辅助支架627的顶部设置有与槽孔6263配合的圆台6272，圆台6272的顶部加工成锥形。

本发明工作时，将满载有电芯的电芯料盒通过吊架上的吊具从栈板上吊装至上层输送机构11上；使用链轮输送机构113通过推杆115配合导向杆118推动电芯料盒滑动至升降组件2上，并在制动器28的作用下使其缓冲后停止在升降板24尾部，并在制动器28的作用下完成定位；通过夹取组件3内的夹取机械手33将电芯料盒的电芯逐一取出并送至暂存工位5112备用；将壳体装入料盒412中备用，旋转壳体除尘旋转座423，使得壳体除尘夹板425的正面朝上，并通过壳体除尘夹紧气缸424松开壳体除尘夹板425，通过三轴驱动器431控制气动吸盘432将壳体从料盒412中吸取至壳体除尘夹板425上，使用壳体除尘夹板425夹紧壳体，控制壳体除尘旋转座423旋转90°使得壳体的开口朝下，控制壳体除尘板426上升并伸入壳体内，通过喷气孔4261清理内部粉尘，清理完毕后，控制壳体除尘板426下降，并控制壳体除尘旋转座423旋转180°使得壳体的开口朝上，待装入电芯；使用第一抓取机械手54将扫描后的电芯转运至电芯除尘机构52内，除尘后转运至电芯暂存框53，入壳时，先通过第二机械手将壳体从壳体除尘机构42转运至上壳机构622内，上壳机构622将壳体送入中层安装板6212的通孔6214内，并使用壳体定位机构623固定在壳体的上部，再通过第一机械手将电芯从暂存框中转运至电芯表面处理机构625内，并通过第二机械手使用辅助推送器626将电芯从电芯表面处理机构625经电芯导向机构624推入壳体内；当电芯料盒内的电芯全部取完后，通过升降组件2控制升降板24下降并于下层输送机构12平齐；解锁制动器28，控制回收气缸291动作，通过回收推板294推动电芯料盒进入下层输送机构12上，待电芯料盒进入下层输送机构12后，通过辅助装置26的顶升气缸263配合驱动油缸245控制升降板24上升至与上层输送机平齐；使用皮带输送机构122将空载电芯料盒从出口处送出，待电芯料盒的末端接近出口时，控制分离气缸124工作，将电芯料盒尾部顶起，使其与皮带输送机构122分离，再将空载电芯料盒搬离或吊离；将下一满足电芯料盒吊装至上层输送机构11上，如此往复。

工作时，通过链轮输送机构113配合推杆115和导向杆118将电芯料盒推送入电芯升降组件2内，导向杆118的作用保证了电芯料盒的顺畅度，由于满载下的电芯料盒重量较重，为了减轻负载压力，通过推杆115推动（而非输送带或者其他类似动力直接作用）的方式进行电芯料盒的推送降低了对动力要求；通过侧弯板1142和T形推杆安装座116的设计保证推杆115与链轮输送机构113的动力传输更加可靠，结构强度更高，稳定性更好；电芯料盒内的电芯被取完后，空载的电芯料盒由于其重量大大减轻，使用皮带输送机构122进行输送在保证其输送稳定性的同时大大降低输送压力，且皮带输送过程中皮带与电芯料盒的接触方式具有更好的同步性，惯性影响相对较小；同时由于采用人工搬离或吊装的方式将电芯料盒取出，在电芯料盒尾部输送至出口处时，为了避免皮带输送机构122输送时的持续推力对搬运工人或者吊具造成冲击而撞伤工人或者影响吊具吊装，通过在出口处设置分离气缸124将电芯料盒顶起，使电芯料盒与皮带输送机构122分离，且由于此时电芯料盒为空载，重量已大大减轻，惯性相对较小，进一步保证了该方案的可行性、合理性。

在实际使用过程中，由于电芯料盒内放置的为电芯，这就对升降板24的稳定性有较高的要求，由于升降滑杆22为杆状结构，其作为支撑结构稳定性相对较差，将升降滑杆22的底部固定在底板21上，并将升降滑杆22的顶部连接有固定在输送机架7上的连接板23，提高了升降滑杆22的整体稳定性，进而保证了升降板24的稳定性，滑座25经滑轮组251滑动设置在升降滑杆22上并与升降杆、同步轴243、同步杆244的连接方式在保证升降顺畅度的前提下也提高了连接的稳定性。升降板24在升降动作过程中，辅助装置26的限位螺栓262起到限位的作用，为避免升降板24在驱动油缸245作用下下降时对限位螺栓262造成冲击，通过设置缓冲缸264大大减轻了升降板24对限位螺栓262的冲击；同时，升降板24下降到下极限位置时，由于力矩关系单靠驱动油缸245在伸出活塞杆推动升降板24上升时较为困难，通过使用辅助顶升气缸263与驱动油缸245进行配合可更加顺畅；电芯料盒在从上层输送机构11送至升降板24上时，初始状态制动器28将后端输送导辊112锁定，满载电芯料盒在推杆115的作用下从上层输送机构11输送至升降板24上时，由于满载的电芯料盒重量较重，在推杆115的作用下具有较大的惯性，若电芯料盒直接冲撞在限位挡板27上，惯性作用会对电芯造成较大的影响，因此，通过在后端的输送导辊112旁设置制动器28，通过制动器28调节制动板283的压力来调节制动板283与输送导辊112之间的摩擦力，使得后面几个输送导辊112起到较好的缓冲作用，同时，待满载电芯料盒到达位置后，控制制动板283彻底锁死输送导辊112，被制动的几个输送导辊112也可保证电芯料盒前后窜动，从而提高电芯夹取组件3夹取的精度与夹取效率；待电芯料盒内电芯全部夹取完毕后需要将电芯料盒送出时，须解锁制动器28，制动器28中制动板283的表面可粘贴毛毡板或者使用摩擦力可方便随压力变换的材料制成，从而来进一步确保制动器28的功能；将空载的电芯料盒推入下层输送机构12内时，通过回收气缸291缩回活塞杆，在回收推板294的作用下将电芯料盒推入下层输送机构12内。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种方形电池电芯入壳全自动生产***，其特征在于，包括电芯输送组件、电芯升降组件、电芯夹取组件、壳体上料组件、电芯上料组件以及电芯入壳组件；

所述电芯输送组件包括安装在输送机架前端的上层输送机构和下层输送机构，上层输送机构用以送入满载电芯料盒，下层输送机构用以送出空载电芯料盒；所述上层输送机构包括固定在输送机架上的上支撑板，所述上支撑板顶面安装有两列输送导辊，所述上支撑板的两侧安装有链轮输送机构，所述链轮输送机构上安装两输送链条，所述两输送链条之间安装推杆，所述输送机架两侧安装有导杆支架，所述导杆支架内侧安装有导向杆，所述两输送链条其中一对外链板顶部加工有侧弯板，所述侧弯板的顶部固定有T形推杆安装座，所述推杆的两端安装在推杆安装座内，所述下层输送机构包括固定在输送机架上的下支撑板，所述下支撑板的顶面安装有皮带输送机构，所述输送机架上位于皮带输送机构两侧安装有导向挡板，所述输送机架上位于皮带输送机构的出口处设置有一对分离气缸；

所述电芯升降组件设置在电芯输送组件的内部位于输送机架的后端，所述电芯升降组件用以接收满载电芯料盒，并进行满载电芯料盒的定位，以供电芯夹取组件从电芯料盒中夹取电芯，待电芯取完后将空载电芯料盒下降送入下层输送机构中，所述电芯升降组件包括固定在输送机架底部的底板，所述底板上安装有两对升降滑杆，两对所述升降滑杆的顶部连接有固定在输送机架上的连接板，所述连接板之间设置有升降板，所述升降板的顶面安装有两列输送导辊，所述升降板的底部固定有两对滑座，所述两对滑座经滑轮组滑动设置在升降滑杆上，所述升降板的底部还铰接有两对上升降杆，两对上升降杆的底部对应铰接有两对下升降杆，两对下升降杆的底部铰接在底板上，两对上升降杆与两对下升降杆之间的铰接点经一对同步轴相连，一对同步轴之间经一对同步杆相连，所述输送机架底部安装有驱动油缸，所述驱动油缸的活塞杆与其中一同步杆铰接；

所述电芯夹取组件包括安装在输送机架后端的电芯夹取机械手，用以将电芯从电芯料盒中取出并送至电芯扫描件机构内，所述输送机架后端顶部安装有夹取支架，夹取支架的顶部安装有三轴驱动器，所述电芯夹取机械手安装在三轴驱动器上；

所述壳体上料组件包括用以存放壳体的料盘机构、用以除去壳体内部杂质的壳体除尘机构、用以将壳体从料盘中取出并将壳体转运至壳体除尘机构的吸盘机构；所述料盘机构包括安装在机架上的转盘，转盘上安装有两组料盒，转盘上开设有连通料盒底部的方孔，所述机架上安装有用以从方孔顶起料盒内壳体的顶升机构，所述壳体除尘机构包括固定在机架上的一对壳体除尘支撑杆，所述壳体除尘支撑杆上安装有壳体除尘支撑座，两壳体除尘支撑座之间安装有可转动的壳体除尘旋转座，所述壳体除尘旋转座上固定安装有壳体除尘夹紧气缸，所述壳体除尘夹紧气缸上安装有一对壳体除尘夹板，壳体除尘支撑杆的一侧设置有可升降的壳体除尘板，壳体除尘板顶部设有若干喷气孔；所述吸盘机构包括安装在机架上的三轴驱动器，三轴驱动器上安装有气动吸盘；

所述电芯上料组件包括用以扫描电芯数据的电芯扫描机构、用以除去电芯表面杂质的电芯除尘机构、用以暂时存放除杂后电芯的电芯暂存框以及用以抓取电芯在电芯扫描机构、电芯除尘机构、电芯暂存框之间转运的第一抓取机械手，所述第一抓取机械手还将电芯转运至电芯入壳组件内；所述电芯扫描机构包括设置在扫描盒旁的扫描器，扫描盒内设置有两个放置工位，分别为扫描工位和暂存工位，所述扫描工位内设置有两锁紧气缸，且扫描工位侧面开设有两与所述锁紧气缸配合的贯穿孔，两锁紧气缸通过活塞杆压紧电芯的两个面将电芯固定在扫描工位内；

所述电芯入壳组件包括用以将电芯装入壳体内并将入壳后的电池转运至待检区的第二抓取机械手。

2.根据权利要求1所述的一种方形电池电芯入壳全自动生产***，其特征在于，所述底板上位于两对下升降杆与两对升降滑杆之间设置有一对辅助装置，所述辅助装置包括固定在底板上的辅助支架，所述辅助支架上安装有限位螺栓、顶升气缸以及一对缓冲缸，所述升降板的两侧、后端以及底板的后端均设置有限位挡板，升降板上位于后端的输送导辊旁设置有制动器，所述制动器包括固定在制动座上的制动气缸，制动气缸的端部连接制动板，所述制动板的端面上加工有成与所述输送导辊配合的弧形凹面，所述升降板中部后端开设有方孔，所述升降板的底部安装有回收机构，回收机构包括固定在升降板底部的回收气缸，回收气缸的两侧设置有回收导轨，所述回收导轨上滑动有回收座，回收座上安装有从方孔向上伸出的回收推板，所述回收推板与回收气缸的活塞杆相连。

3.根据权利要求1或2所述的一种方形电池电芯入壳全自动生产***，其特征在于，所述电芯入壳组件还包括入壳机构，第二抓取机械手用以将电芯抓取送至入壳机构内，入壳机构用以将电芯装入壳体内，所述入壳机构包括固定在机架上的入壳支撑架，所述入壳支撑架包括底层安装板、中层安装板以及顶层安装板，所述中层安装板和顶层安装板上开设有供电芯、壳体穿过的通孔，所述底层安装板上安装有上壳机构，所述上壳机构用以将壳体送入中层安装板的下方并将壳体送入中层安装板的通孔内；所述中层安装板上安装有用以固定壳体上部的壳体定位机构和用以实现电芯由上至下运动导向的电芯导向机构，所述壳体定位机构设置在电芯导向机构的下方，所述壳体定位机构包括经壳体夹紧气缸驱动的真空吸盘，所述电芯导向机构包括安装在中层安装板上的一对电芯导向杆和一对电芯导向轮；所述顶层安装板上安装有用以处理表面粉尘的电芯表面处理机构和用以推动电芯下降的辅助推送器。

4.根据权利要求3所述的一种方形电池电芯入壳全自动生产***，其特征在于，所述上壳机构包括上壳气缸，所述上壳气缸的活塞杆上安装有上壳升降平台，所述上壳升降平台上安装有上壳滑台气缸，所述上壳滑台气缸的滑台上安装有两上壳夹紧气缸，两上壳夹紧气缸的活塞杆上连接有上壳夹紧板，所述入壳支撑架上位于中层安装板下方安装有限位杆。

5.根据权利要求3所述的一种方形电池电芯入壳全自动生产***，其特征在于，所述壳体定位机构包括位于通孔两侧的一对壳体夹紧气缸，壳体夹紧气缸的活塞杆上连接有吸盘安装板，所述吸盘安装板上安装有一对真空吸盘。

6.根据权利要求3所述的一种方形电池电芯入壳全自动生产***，其特征在于，所述电芯导向机构包括滑动设置在一对电芯导向滑轨上的一对电芯导向支撑板，两电芯导向支撑板经一对合拢气缸相连，合拢气缸固定在其中一电芯导向支撑板上，对应活塞杆的端部固定连接在另一电芯导向支撑板上，两电芯导向支撑板相对的两内侧角上开设有定位凹台，中层安装板上安装有与所述内台阶配合的定位凸台，所述电芯导向杆和电芯导向轮安装在电芯导向支撑板上位于通孔外周位置。

7.根据权利要求3所述的一种方形电池电芯入壳全自动生产***，其特征在于，所述电芯表面处理机构四组电芯处理气缸，所述四组电芯处理气缸的活塞杆上均安装有胶辊，所述辅助推送器放置在辅助支架上，所述辅助支架固定在顶层安装板上，所述辅助推送器包括连接在夹持部底部的三根推送杆，所述夹持部的底部位于三根推送杆之间设置有槽孔，所述辅助支架的一侧开设有与推送杆配合的弧形槽，所述辅助支架的顶部设置有与所述槽孔配合的圆台，圆台的顶部加工成锥形。

8.根据权利要求1或2所述的一种方形电池电芯入壳全自动生产***，其特征在于，所述壳体除尘板底部安装在与其相连通的气源座上，所述气源座底部固定在壳体除尘气缸的活塞杆上，壳体除尘气缸固定在机架上，所述气源座中部开设有凹槽，所述壳体除尘板设置在凹槽内，且凹槽的内周面与壳体除尘板之间留有间隙，气源座上对应的间隙位置开设有排气孔。

9.根据权利要求1或2所述的一种方形电池电芯入壳全自动生产***，其特征在于，所述电芯除尘机构包括固定在机架上的L形固定架，L形固定架旁设置有静电消除器，所述L形固定架的竖直部安装有电芯放置板，所述L形固定架的水平部安装有除尘滑台气缸，所述除尘滑台气缸的滑台上固定安装有除尘箱，所述除尘箱的顶部两侧安装有一对喷气管，且除尘箱的顶部开设有槽口。

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