專利名稱：一種圓柱形電池封口體的周向定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電池組裝過程中的定位裝置，尤其涉及一種圓柱形電池封口體的周向定位裝置。
背景技術(shù)：
圓柱形電池一般包括卷曲品、封口體、鋼殼等構(gòu)件。卷曲品組裝在鋼殼內(nèi)，其中封口體一般通過極耳焊接在卷曲品上。在圓柱型電池的流水線生產(chǎn)過程中，在灌液和電池封口工序前，需要將無序排放的電池進行周向定位，以實現(xiàn)電池封口體同向整齊地排列。實現(xiàn)電池封口體周向定位的方法眾多，但目前多數(shù)定位方法精度不高，導(dǎo)致電池經(jīng)周向定位之后電池封口體位置仍參差不齊，無法實現(xiàn)電池封口體均朝一個方向一字排列的目的。有時需要手工糾正甚至人工定位，導(dǎo)致設(shè)備自動化集成度不高，生產(chǎn)效率低下。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種精度較高的圓柱形電池封口體的周向定位裝置，經(jīng)周向定位后能使眾多電池封口體朝一個方向一字排列，很好地解決了因電池封口體周向定位不準(zhǔn)導(dǎo)致的生產(chǎn)效率低，設(shè)備故障率高，電池報廢率高等一系列不良后
^ ο本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種圓柱形電池封口體的周向定位裝置，包括控制電路、飼服電機和驅(qū)動裝置，所述的驅(qū)動裝置驅(qū)動圓柱形電池本體作旋轉(zhuǎn)運動，所述的控制電路與飼服電機連接，所述的伺服電機與所述的驅(qū)動裝置連接，還包括兩組對射感應(yīng)器，分別為第一對射感應(yīng)器和第二對射感應(yīng)器，第一對射感應(yīng)器和第二對射感應(yīng)器處于同一平面上，第一對射感應(yīng)器和第二對射感應(yīng)器的射線交互點與圓柱形電池的封口體中心位置處于同一水平線上，所述的射線交互點與圓柱形電池本體旋轉(zhuǎn)中心距離為e，圓柱形電池本體旋轉(zhuǎn)中心到封口體的內(nèi)壁之間的垂直距離為d，圓柱形電池本體旋轉(zhuǎn)中心到封口體的外壁之間的垂直距離為D，其中偏心距e需滿足下列條件d<e<D。所述的驅(qū)動裝置包括主動壓輪、第一從動壓輪、第二從動壓輪和傳動組件，主動壓輪、第一從動壓輪和第二從動壓輪的三者軸心圍成一個等邊三角形區(qū)域，圓柱形電池本體放置在等邊三角形區(qū)域內(nèi)，所述的飼服電機通過傳動組件與主動壓輪連接，主動壓輪、第一從動壓輪和第二從動壓輪帶動圓柱形電池本體作旋轉(zhuǎn)運動。在電機轉(zhuǎn)動時，主動壓輪帶動電池本體作旋轉(zhuǎn)運動，從動壓輪起到定位的作用。在電機停止轉(zhuǎn)動時，從動壓輪和主動壓輪共同作用，使電池本體停止轉(zhuǎn)動，起到封口體精確定位的作用。所述的傳動組件包括主動輪、同步帶和被動輪，所述的主動輪設(shè)置在飼服電機的輸出軸上，被動輪與主動壓輪同軸設(shè)置，所述的主動輪與被動輪之間用同步帶連接。此種傳動形式，便于電池封口體精確定位。多個圓柱形電池本體呈直線方式排列在流水線上，第一對射感應(yīng)器包括第一接收端和第一發(fā)射端，第二對射感應(yīng)器包括第二接收端和第二發(fā)射端，第一接收端和第二發(fā)射端處于流水線的一側(cè)，第一發(fā)射端和第二接收端處于流水線的另一側(cè)，所述的第一對射感應(yīng)器的射線與第二對射感應(yīng)器的射線夾角為10度 30度。由于對射感應(yīng)器發(fā)出的射線信號會發(fā)散，其中一個對射感應(yīng)器的發(fā)射端發(fā)出的射線信號可能會被另一個對射感應(yīng)器的接收端接受，容易引起信號之間相互干擾。采用兩個發(fā)射端位于流水線的不同側(cè)，可以避免射線信號之間的相互干擾?？刂齐娐钒ǖ谝环糯笃?、第二放大器、PLC控制器、定位模塊和伺服電機控制器， 所述的第一接收端、第一發(fā)射端通過光纖與第一放大器連接，第二接收端和第二發(fā)射端通過光纖與第二放大器連接，所述的第一放大器和第二放大器分別與PLC控制器連接，所述的PLC控制器與定位模塊連接，所述的定位模塊與伺服電機控制器連接，所述的伺服電機控制器與伺服電機連接。光纖中的光信號經(jīng)過放大器后轉(zhuǎn)換成電信號，同時把電信號進行放大，放大后的電信號經(jīng)PLC控制器處理后來控制定位模塊，由定位模塊根據(jù)設(shè)定的參數(shù)通過伺服電機控制器去控制伺服電機的工作或停止。PLC控制器包括型號為Q02HCPU的第一芯片及外圍電路，所述的定位模塊包括型號為QD75P2的第二芯片及外圍電路，所述的伺服電機控制器包括型號為MR-J2S-10A的第三芯片及外圍電路。所述的第一對射感應(yīng)器的射線與第二對射感應(yīng)器的射線夾角為15度。經(jīng)大量的實驗得到，該角度的射線夾角能最大程度地避免射線信號之間的相互干擾。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是通過第一對射感應(yīng)器和第二對射感應(yīng)器的射線被封口體遮擋的先后順序來確定封口體的周向定位。在第一對射感應(yīng)器被封口體遮擋的情況下，當(dāng)?shù)诙ι涓袘?yīng)器被遮擋的瞬間，控制電路向伺服電機發(fā)出停止信號，伺服電機繼續(xù)走過一個可設(shè)定的脈沖量后停止。由于封口體在電池本體的一個旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)只有其中一個位置會觸發(fā)停止信號，故經(jīng)過周向定位的眾多電池的封口體都朝一個方向，且呈一字形排列。對射感應(yīng)器的響應(yīng)時間短，響應(yīng)時間通常在500 μ s以內(nèi)，由于感應(yīng)器的快速響應(yīng)加上伺服電機的精確定位，確保了該控制方式高精度定位。一般情況下可實現(xiàn)定位誤差在 0. Imm 內(nèi)。旋轉(zhuǎn)停止信號可以采用邊沿觸發(fā)形式，即使封口體位置就在所需位置上，兩組對射感應(yīng)器均被擋住，電池本體也會旋轉(zhuǎn)一周后進行周向定位，避免了封口體初始位置無法定位的情況。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實用新型的封口體在周向定位過程中的第一狀態(tài)；圖3為本實用新型的封口體在周向定位過程中的第二狀態(tài)；圖4為本實用新型的封口體在周向定位過程中的第三狀態(tài)；圖5為本實用新型的封口體在周向定位過程中的第四狀態(tài)；圖6為本實用新型的封口體從無序排列到朝向一致的示意圖；圖7為本實用新型的控制電路框圖；圖8為本實用新型的電池在流水線上的示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。實施例一一種圓柱形電池封口體的周向定位裝置，包括控制電路、飼服電機1和驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置驅(qū)動圓柱形電池本體5作旋轉(zhuǎn)運動，控制電路與飼服電機1連接，伺服電機1與驅(qū)動裝置連接，還包括兩組對射感應(yīng)器，分別為第一對射感應(yīng)器7和第二對射感應(yīng)器8，第一對射感應(yīng)器7和第二對射感應(yīng)器8處于同一平面上，第一對射感應(yīng)器7和第二對射感應(yīng)器8的射線交互點與圓柱形電池的封口體中心位置處于同一水平線上，射線交互點與圓柱形電池本體旋轉(zhuǎn)中心0距離為e，圓柱形電池本體旋轉(zhuǎn)中心0到封口體的內(nèi)壁之間的垂直距離為d，圓柱形電池本體旋轉(zhuǎn)中心0到封口體的外壁之間的垂直距離為D，其中偏心距e需滿足下列條件d<e<D。驅(qū)動裝置包括主動壓輪4、第一從動壓輪6、第二從動壓輪9和傳動組件，主動壓輪 4、第一從動壓輪6和第二從動壓輪9的三者軸心圍成一個等邊三角形區(qū)域，圓柱形電池本體放置在等邊三角形區(qū)域內(nèi)，飼服電機1通過傳動組件與主動壓輪4連接，主動壓輪4、第一從動壓輪6和第二從動壓輪9帶動圓柱形電池本體5作旋轉(zhuǎn)運動。傳動組件包括主動輪2、同步帶3和被動輪10，主動輪2設(shè)置在飼服電機1的輸出軸上，被動輪10與主動壓輪4同軸設(shè)置，主動輪2與被動輪10之間用同步帶3連接。多個圓柱形電池本體呈直線方式排列在流水線S上，第一對射感應(yīng)器7包括第一接收端Al和第一發(fā)射端A，第二對射感應(yīng)器8包括第二接收端Bl和第二發(fā)射端B，第一接收端Al和第二發(fā)射端B處于流水線S的一側(cè)，第一發(fā)射端A和第二接收端Bl處于流水線 S的另一側(cè)，第一對射感應(yīng)器的射線A-Al與第二對射感應(yīng)器B-Bl的射線夾角為15度?？刂齐娐钒ǖ谝环糯笃?1、第二放大器12、PLC控制器13、定位模塊14和伺服電機控制器15，第一接收端Al、第一發(fā)射端A通過光纖16與第一放大器11連接，第二接收端Bl和第二發(fā)射端B通過光纖16與第二放大器12連接，第一放大器11和第二放大器12 分別與PLC控制器13連接，PLC控制器13與定位模塊14連接，定位模塊14與伺服電機控制器15連接，伺服電機控制器15與伺服電機1連接。PLC控制器13包括型號為Q02HCPU的第一芯片及外圍電路，定位模塊14包括型號為QD75P2的第二芯片及外圍電路，伺服電機控制器15包括型號為MR-J2S-10A的第三芯片及外圍電路。實施例二 其他部分與實施例一相同，其不同之處在于第一對射感應(yīng)器7的射線 A-Al與第二對射感應(yīng)器8的射線B-Bl夾角為20度。實施例三其他部分與實施例一相同，其不同之處在于第一對射感應(yīng)器7的射線 A-Al與第二對射感應(yīng)器8的射線B-Bl夾角為25度。當(dāng)周向定位信號開始后，伺服電機1開始旋轉(zhuǎn)，帶動同步帶3和主動壓輪4旋轉(zhuǎn)。 在主動壓輪4、第一從動壓輪6和第二從動壓輪9的共同作用下圓柱形電池本體5開始旋轉(zhuǎn)。電池封口體位置不斷改變，第一對射感應(yīng)器7和第二對射感應(yīng)器8的遮擋情況也不斷發(fā)生變化，如圖2、圖3、圖4所示。當(dāng)封口體位置旋轉(zhuǎn)到圖5所示的位置時，第一對射感應(yīng)器7被遮擋，第二對射感應(yīng)器8剛剛被遮擋，此時第二放大器12產(chǎn)生一個上升沿信號。由此信號來觸發(fā)伺服電機1的停止信號，伺服電機接收到停止信號后走過指定脈沖停止。若周向定位的起始位置如圖2所示，第一對射感應(yīng)器7和第二對射感應(yīng)器8 均被遮擋，伺服電機1轉(zhuǎn)動，帶動封口體位置逆時針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)封口體位置旋轉(zhuǎn)到圖3位置時， 第二對射感應(yīng)器8仍被遮擋，第一對射感應(yīng)器7剛好接通。此時不發(fā)出停止信號，伺服電機 1繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)封口體位置旋轉(zhuǎn)到圖4位置時，第一對射感應(yīng)器7和第二對射感應(yīng)器8均被接通。此時不發(fā)出停止信號，伺服電機1仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)封口體位置旋轉(zhuǎn)到圖5位置時，在第一對射感應(yīng)器7被遮擋的前提下，第二對射感應(yīng)器8剛好被遮擋。此時發(fā)出停止信號，伺服電機1停止，封口體停在了指定的位置，實現(xiàn)了電池的周向定位。針對不同圓柱形電池封口體上的對射感應(yīng)器因安裝誤差而引起的電池定位誤差， 可以通過修改旋轉(zhuǎn)停止信號觸發(fā)后伺服電機繼續(xù)走過的脈沖數(shù)來糾正，達到流水線上的所有圓柱形電池封口體的朝向一致。
權(quán)利要求1.一種圓柱形電池封口體的周向定位裝置，包括控制電路、飼服電機和驅(qū)動裝置，所述的驅(qū)動裝置驅(qū)動圓柱形電池本體作旋轉(zhuǎn)運動，所述的控制電路與飼服電機連接，所述的伺服電機與所述的驅(qū)動裝置連接，其特征在于還包括兩組對射感應(yīng)器，分別為第一對射感應(yīng)器和第二對射感應(yīng)器，第一對射感應(yīng)器和第二對射感應(yīng)器處于同一平面上，第一對射感應(yīng)器和第二對射感應(yīng)器的射線交互點與圓柱形電池的封口體中心位置處于同一水平線上，所述的射線交互點與圓柱形電池本體旋轉(zhuǎn)中心距離為e，圓柱形電池本體旋轉(zhuǎn)中心到封口體的內(nèi)壁之間的垂直距離為d，圓柱形電池本體旋轉(zhuǎn)中心到封口體的外壁之間的垂直距離為 D，其中偏心距e需滿足下列條件d<e<D。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓柱形電池封口體的周向定位裝置，其特征在于所述的驅(qū)動裝置包括主動壓輪、第一從動壓輪、第二從動壓輪和傳動組件，主動壓輪、第一從動壓輪和第二從動壓輪的三者軸心圍成一個等邊三角形區(qū)域，圓柱形電池本體放置在等邊三角形區(qū)域內(nèi)，所述的飼服電機通過傳動組件與主動壓輪連接，主動壓輪、第一從動壓輪和第二從動壓輪帶動圓柱形電池本體作旋轉(zhuǎn)運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種圓柱形電池封口體的周向定位裝置，其特征在于所述的傳動組件包括主動輪、同步帶和被動輪，所述的主動輪設(shè)置在飼服電機的輸出軸上，被動輪與主動壓輪同軸設(shè)置，所述的主動輪與被動輪之間用同步帶連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種圓柱形電池封口體的周向定位裝置，其特征在于多個圓柱形電池本體呈直線方式排列在流水線上，第一對射感應(yīng)器包括第一接收端和第一發(fā)射端，第二對射感應(yīng)器包括第二接收端和第二發(fā)射端，第一接收端和第二發(fā)射端處于流水線的一側(cè)，第一發(fā)射端和第二接收端處于流水線的另一側(cè)，所述的第一對射感應(yīng)器的射線與第二對射感應(yīng)器的射線夾角為10度 30度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓柱形電池封口體的周向定位裝置，其特征在于控制電路包括第一放大器、第二放大器、PLC控制器、定位模塊和伺服電機控制器，所述的第一接收端、第一發(fā)射端通過光纖與第一放大器連接，第二接收端和第二發(fā)射端通過光纖與第二放大器連接，所述的第一放大器和第二放大器分別與PLC控制器連接，所述的PLC控制器與定位模塊連接，所述的定位模塊與伺服電機控制器連接，所述的伺服電機控制器與伺服電機連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種圓柱形電池封口體的周向定位裝置，其特征在于PLC控制器包括型號為Q02HCPU的第一芯片及外圍電路，所述的定位模塊包括型號為QD75P2的第二芯片及外圍電路，所述的伺服電機控制器包括型號為MR-J2S-10A的第三芯片及外圍電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種圓柱形電池封口體的周向定位裝置，其特征在于所述的第一對射感應(yīng)器的射線與第二對射感應(yīng)器的射線夾角為15度。
專利摘要本實用新型公開了一種圓柱形電池封口體的周向定位裝置，控制電路與飼服電機連接，伺服電機與驅(qū)動裝置連接，還包括兩組對射感應(yīng)器，分別為第一對射感應(yīng)器和第二對射感應(yīng)器，第一對射感應(yīng)器和第二對射感應(yīng)器處于同一平面上，第一對射感應(yīng)器和第二對射感應(yīng)器的射線交互點與圓柱形電池的封口體中心位置處于同一水平線上，射線交互點與圓柱形電池本體旋轉(zhuǎn)中心距離為e，圓柱形電池本體旋轉(zhuǎn)中心到封口體的內(nèi)壁之間的垂直距離為d，圓柱形電池本體旋轉(zhuǎn)中心到封口體的外壁之間的垂直距離為D，其中偏心距e需滿足下列條件d<e<D，其優(yōu)點是經(jīng)過周向定位的電池封口體排列整齊，方向一致。
文檔編號H01M10/04GK202134615SQ20112021725
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者李立兵, 王寧杰 申請人:寧波超霸能源有限公司