本發(fā)明涉及一種軟包鋰電池冷熱壓夾具化成自動(dòng)生產(chǎn)線。
背景技術(shù):
在軟包鋰電池的生產(chǎn)工藝中,化成,熱壓,冷壓是鋰電池成形過(guò)程中三個(gè)重要的工序。化成是對(duì)鋰電池內(nèi)部活性進(jìn)行激活以保證其具有良好的充放電性能、循環(huán)壽命,熱壓夾具化成對(duì)軟包鋰電池的上述性能提高更加明顯,冷壓成形對(duì)電池外觀有更好作用。
在現(xiàn)有軟包鋰電池生產(chǎn)設(shè)備與工序中,鋰電池的熱壓化成、冷壓定形都是分開(kāi)實(shí)施的,這樣就需要不同的設(shè)備或者夾具工裝,分為三個(gè)工序進(jìn)行制造,這樣人工搬運(yùn)操作的工作量較大,生產(chǎn)效率也很低,設(shè)備投資大,占地面積大。應(yīng)用本發(fā)明專(zhuān)利的設(shè)備可以做到減少上述不足,提高生產(chǎn)效率,減少時(shí)間及投入成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決上述問(wèn)題,本發(fā)明提出了一種軟包鋰電池冷、熱壓夾具化成自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備,該設(shè)備將鋰電池的化成、熱壓、冷壓三個(gè)工序集中在同一設(shè)備中,縮短簡(jiǎn)化各工序之間時(shí)間和流程,電池放置在電池托盤(pán)中通過(guò)自動(dòng)流水線和電池抓手,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化無(wú)人化操作,避免人工操作的軟包鋰電池冷熱壓夾具化成自動(dòng)生產(chǎn)線。
本發(fā)明所述的軟包鋰電池冷熱壓夾具化成自動(dòng)生產(chǎn)線,其特征在于:包括機(jī)架、熱壓夾具化成單元、冷壓成形夾具單元、充放電化成控制單元、電池上下料單元、移栽機(jī)械手單元、生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元、安全報(bào)警單元以及控制器;所述機(jī)架的一端設(shè)有加工工位;所述熱壓夾具化成單元、所述充放電化成控制單元均沿機(jī)架軸向布置在其表面,并且每一套熱壓夾具化成單元對(duì)應(yīng)一套充放電化成控制單元;所述冷壓成形夾具單元、所述電池上下料單元以及所述移栽機(jī)械手單元設(shè)置在機(jī)架的加工工位處,并且所述移栽機(jī)械手單元的移動(dòng)范圍覆蓋整個(gè)加工工位;所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元、安全報(bào)警單元以及中央控制器均安裝在所述機(jī)架上;所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元與所述中央控制器雙向通信,所述安全報(bào)警單元與所述中央控制器的相應(yīng)的信號(hào)輸出端電連;
所述熱壓夾具化成單元包括用于提供驅(qū)動(dòng)力的第一伺服電機(jī)、對(duì)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行比例調(diào)整的第一減速電機(jī)、第一齒輪箱、將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為水平方向移動(dòng)的第一滾珠絲桿螺母副、對(duì)所述第一層壓板水平支撐的第一導(dǎo)向桿、若干塊對(duì)電池進(jìn)行隔斷與加壓的第一層壓板、對(duì)第一伺服電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的層板產(chǎn)生的壓力進(jìn)行計(jì)量的第一壓力檢測(cè)組件以及用于加熱的加熱控制組件,所述第一伺服電機(jī)的輸出軸與所述第一減速電機(jī)的輸入軸軸接,所述第一減速電機(jī)的輸出軸通過(guò)第一齒輪箱與第一滾珠絲桿副的滾珠螺母固接;所述第一層壓板套在所述第一導(dǎo)向桿上,并且所述第一層壓板與所述第一導(dǎo)向桿間隙配合,實(shí)現(xiàn)所述第一層壓板沿第一導(dǎo)向桿軸向滑移;所述第一壓力檢測(cè)組件夾在所述第一層壓板與第一滾珠絲桿副之間;所述加熱控制組件設(shè)置在所述第一壓力控制組件上;
所述充放電裝置包括用于對(duì)聚合物軟包電池通電的充放電驅(qū)動(dòng)板、連接導(dǎo)線、電源以及安裝框架,所述充放電驅(qū)動(dòng)板和電源安裝在所述安裝框架上,其中充放電驅(qū)動(dòng)板的供電端通過(guò)所述連接導(dǎo)線、所述接觸探針與聚合物軟包電池的極耳電連;所述電源的供電端與所述充放電驅(qū)動(dòng)板的充電端電連,實(shí)現(xiàn)對(duì)電池進(jìn)行充放電的供電模塊;
所述冷壓夾具化成單元包括用于提供驅(qū)動(dòng)力的第二伺服電機(jī)、對(duì)第二伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行比例調(diào)整的第二減速電機(jī)、第二齒輪箱、將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為水平方向移動(dòng)的第二滾珠絲桿螺母副、對(duì)所述第二層壓板水平支撐的第二導(dǎo)向桿、若干塊對(duì)電池進(jìn)行隔斷與加壓的第二層壓板、對(duì)伺服電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的層板產(chǎn)生的壓力進(jìn)行計(jì)量的第二壓力檢測(cè)組件、用于對(duì)電池降溫冷卻的風(fēng)冷機(jī)構(gòu)以及用于對(duì)第二層壓板降溫的水冷機(jī)構(gòu),所述第二伺服電機(jī)的輸出軸與所述第二減速電機(jī)的輸入軸軸接,所述第二減速電機(jī)的輸出軸通過(guò)第二齒輪箱與第二滾珠絲桿副的滾珠螺母固接;所述第二層壓板套在所述第二導(dǎo)向桿上,并且所述第二層壓板與所述第二導(dǎo)向桿間隙配合,實(shí)現(xiàn)所述第二層壓板沿第二導(dǎo)向桿軸向滑移;所述第二壓力檢測(cè)組件夾在所述第二層壓板與第二滾珠絲桿副之間;所述水冷機(jī)構(gòu)包括能與外界水源連通的水管以及用于控制水管流量的控制閥,水管的表面與相應(yīng)的第二層壓板表面貼合,保證每塊第二層壓板上均對(duì)應(yīng)一段水管,所述控制閥設(shè)置在水管上;所述風(fēng)冷機(jī)構(gòu)包括擋板、換型絲桿、托板組件以及風(fēng)機(jī)組件,所述擋板與第二層壓板一一對(duì)應(yīng),并且擋板貼覆在相應(yīng)的第二層壓板表面,并通過(guò)固定在機(jī)架上的電池托板支撐,相鄰兩擋板之間設(shè)有用于放入電池的間隙;所述換型絲桿與所述擋板螺接,實(shí)現(xiàn)相鄰擋板之間間隙的調(diào)整;所述風(fēng)機(jī)組件裝在機(jī)架的冷壓夾具化成單元工位上,并且風(fēng)機(jī)組件的出風(fēng)口對(duì)準(zhǔn)擋板;
所述移栽機(jī)械手單元包括水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直升降機(jī)構(gòu)、電池夾緊機(jī)構(gòu)以及移栽底座,所述水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括用于提供水平驅(qū)動(dòng)力的第二伺服電機(jī)、用于傳遞水平驅(qū)動(dòng)力的齒條、供電池夾緊機(jī)構(gòu)沿機(jī)架軸向水平滑動(dòng)的水平導(dǎo)軌以及用于安裝垂直升降機(jī)構(gòu)的移栽安裝架,所述第二伺服電機(jī)安裝在所述移栽底座上,并且所述第二伺服電機(jī)的輸出齒輪與所述齒條嚙合,所述齒條與所述移栽安裝架固接,且所述齒條與所述水平導(dǎo)軌滑動(dòng)連接;所述垂直升降機(jī)構(gòu)包括用于提供垂直驅(qū)動(dòng)力的第三伺服電機(jī)以及用于傳遞垂直驅(qū)動(dòng)力的絲桿,所述第三伺服電機(jī)安裝在所述移栽安裝架上,所述第三伺服電機(jī)的輸出軸與所述絲桿的一端固接,所述絲桿與所述電池夾緊機(jī)構(gòu)螺接;所述電池夾緊機(jī)構(gòu)包括用于夾取電池的電池夾爪以及用于安裝電池夾爪的夾爪安裝板,所述夾爪安裝板與所述絲桿螺接,所述夾爪安裝板的底部沿其軸向裝有一列電池夾爪,且電池夾爪的排布方向與熱壓夾具化成單元的第一層壓板排布方向一致;
所述電池上下料單元包括托盤(pán)拆碼垛及輸送單元、倍速鏈輸送機(jī)單元、托盤(pán)上下料機(jī)械手單元、電池掃碼旋轉(zhuǎn)單元、不良電池單元、水車(chē)上下料機(jī)械手單元以及電池中轉(zhuǎn)水車(chē),所述托盤(pán)拆碼垛及輸送單元、倍速鏈輸送機(jī)單元、托盤(pán)上下料機(jī)械手單元、電池掃碼旋轉(zhuǎn)單元、不良電池工位、水車(chē)上下料機(jī)械手單元、電池中轉(zhuǎn)水車(chē)以及控制器均裝在所述機(jī)架上,各個(gè)單元均與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元信號(hào)連接;
所述托盤(pán)拆碼垛及輸送單元包括用于拆分多層托盤(pán)的托盤(pán)拆碼垛機(jī)、對(duì)托盤(pán)進(jìn)行輸送的滾筒輸送機(jī)、托盤(pán)定位組件以及托盤(pán)阻擋組件,所述托盤(pán)拆碼垛機(jī)包括托盤(pán)抬升氣缸組件、托盤(pán)夾抓氣缸組件和托盤(pán)拆碼氣缸組件,所述托盤(pán)抬升氣缸組件、托盤(pán)夾抓氣缸組件和托盤(pán)拆碼氣缸組件均安裝在機(jī)架的托盤(pán)拆碼垛及輸送工位處,所述托盤(pán)抬升氣缸組件的活塞桿沿豎直方向往復(fù)運(yùn)動(dòng),托盤(pán)抬升氣缸組件的活塞桿的端部與所述托盤(pán)夾抓氣缸組件固接,并且托盤(pán)夾抓氣缸組件的活塞桿沿水平方向往復(fù)運(yùn)動(dòng),托盤(pán)夾抓氣缸組件的活塞桿的末端配有用于插入托盤(pán)底部的卡爪;所述托盤(pán)拆碼氣缸組件布置在托盤(pán)旁的機(jī)架上,并且所述托盤(pán)拆碼氣缸組件的動(dòng)作部覆蓋在托盤(pán)處;所述托盤(pán)抬升氣缸組件、托盤(pán)夾抓氣缸組件和托盤(pán)拆碼氣缸組件的控制端均與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元的相應(yīng)信號(hào)輸出端電連;
所述滾筒輸送機(jī)包括第一減速電機(jī)和鏈條滾筒件,所述減速電機(jī)安裝在機(jī)架上,所述鏈條滾筒件包括若干滾筒以及傳動(dòng)鏈條,所述滾筒通過(guò)相應(yīng)的轉(zhuǎn)軸安裝在機(jī)架上,并且滾筒通過(guò)傳動(dòng)鏈條連接,其中一個(gè)滾筒與第一減速電機(jī)的輸出軸固接;鏈條滾筒件輸出端設(shè)置在托盤(pán)拆碼垛機(jī)處,輸入端延伸到所述倍速鏈輸送機(jī)單元的倍速鏈處,所述第一減速電機(jī)的控制端與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元的相應(yīng)信號(hào)引腳電連;
所述托盤(pán)定位組件包括托盤(pán)定位氣缸和托盤(pán)檢測(cè)傳感器,所述托盤(pán)定位氣缸安裝在托盤(pán)拆碼垛及輸送工位處垂直布置的安裝架上,并與之滑動(dòng)連接;所述托盤(pán)定位氣缸的移動(dòng)端配有用于安裝托盤(pán)檢測(cè)傳感器的托架,所述托盤(pán)檢測(cè)傳感器的探測(cè)頭指向托盤(pán);所述托盤(pán)定位氣缸的控制端與所述控制器的相應(yīng)的信號(hào)引腳電連,所述托盤(pán)檢測(cè)傳感器的信號(hào)輸出端與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元的相應(yīng)信號(hào)輸入端電連;
所述托盤(pán)阻擋組件包括氣缸、直線導(dǎo)軌及阻擋板,所述直線導(dǎo)軌垂直安裝在托盤(pán)相鄰的機(jī)架上,并且所述氣缸安裝在所述直線導(dǎo)軌上,并與之滑動(dòng)連接,所述氣缸上配有用于阻擋托盤(pán)的阻擋板;
所述的倍速鏈輸送機(jī)單元包括負(fù)責(zé)傳送托盤(pán)的倍速鏈輸送機(jī)、托盤(pán)定位單元、中轉(zhuǎn)輸送滾筒和托盤(pán)等待單元,所述倍速鏈輸送機(jī)包括第二減速電機(jī)、倍速鏈和倍速鏈型材,所述倍速鏈通過(guò)所述倍速鏈型材安裝在所述機(jī)架上,其中所述倍速鏈的一端延伸在電池掃碼旋轉(zhuǎn)單元,另一端延伸至不良電池單元;所述倍速鏈與所述第二減速電機(jī)的輸出端相連,實(shí)現(xiàn)倍速鏈沿其軸向運(yùn)轉(zhuǎn);所述第二減速電機(jī)的控制端與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元的相應(yīng)引腳電連;
所述倍速鏈上設(shè)有托盤(pán)定位單元和托盤(pán)等待單元,其中所述托盤(pán)定位單元包括托盤(pán)頂升氣缸和托盤(pán)抱緊氣缸,所述托盤(pán)頂升氣缸和托盤(pán)抱緊氣缸均分布在倍速鏈旁,所述托盤(pán)頂升氣缸的活塞桿末端配有用于抬升放置在倍速鏈上托盤(pán)的抬升部;所述托盤(pán)抱緊氣缸的活塞桿末端配有用于卡住抬升后托盤(pán)的卡合部;所述托盤(pán)頂升氣缸和托盤(pán)抱緊氣缸的控制端分別與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元的相應(yīng)引腳電連;
所述托盤(pán)上下料機(jī)械手單元設(shè)置在倍速鏈輸送機(jī)單元與電池掃碼旋轉(zhuǎn)單元之間,實(shí)現(xiàn)電池從倍速鏈到電池掃碼旋轉(zhuǎn)單元之間的轉(zhuǎn)運(yùn),包括用于夾持電池的第一電池夾抓、用于實(shí)現(xiàn)電池夾抓運(yùn)動(dòng)的第一三維模組以及用于檢測(cè)電池夾抓夾持狀態(tài)的第一電池檢測(cè)傳感器,所述第一三維模組設(shè)置在倍速鏈輸送機(jī)單元附近,所述第一三維模組包括能沿x軸移動(dòng)的第一旋轉(zhuǎn)氣缸、能沿y軸移動(dòng)的第二旋轉(zhuǎn)氣缸以及能沿z軸移動(dòng)的第三旋轉(zhuǎn)氣缸,所述第三旋轉(zhuǎn)氣缸安裝在機(jī)架上,所述第二旋轉(zhuǎn)氣缸與所述第三旋轉(zhuǎn)氣缸的活塞桿固接,所述第一旋轉(zhuǎn)氣缸與所述第三旋轉(zhuǎn)氣缸的活塞桿固接;所述第一電池夾爪安裝在所述第一旋轉(zhuǎn)氣缸的活塞桿上,實(shí)現(xiàn)第一電池夾爪沿x軸、y軸以及z軸方向的移動(dòng);所述第一電池夾爪的控制端與所述控制器的相應(yīng)信號(hào)輸出端電連;所述第一電池檢測(cè)傳感器設(shè)置在電池夾爪上,所述第一電池檢測(cè)傳感器的信號(hào)輸出端與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元的相應(yīng)信號(hào)輸入端電連;
所述電池掃碼旋轉(zhuǎn)單元包括電池移栽模組、電池掃碼器和用于實(shí)現(xiàn)電池水平方向旋轉(zhuǎn)的第四旋轉(zhuǎn)氣缸,所述第四旋轉(zhuǎn)氣缸設(shè)在倍速鏈與所述電池移栽模組之間倍速鏈一端的電池掃碼旋轉(zhuǎn)工位上,所述第四旋轉(zhuǎn)氣缸的輸出端裝有能水平轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤(pán),所述電池掃碼器以及所述電池移栽模組安裝在轉(zhuǎn)盤(pán)上;所述電池通過(guò)電池移栽模組從倍速鏈移到下工序上料等待工位;所述電池掃碼器的信號(hào)輸出端、所述電池移栽模組的控制端以及所述第四旋轉(zhuǎn)氣缸的控制端分別與所述控制器的相應(yīng)引腳電連;
所述水車(chē)上下料機(jī)械手單元用于將掃碼后的電池裝載到電池中轉(zhuǎn)水車(chē)與不良電池單元上,包括用于夾持電池的第二電池夾抓、用于實(shí)現(xiàn)電池夾抓運(yùn)動(dòng)的第二三維模組以及用于檢測(cè)電池夾抓夾持狀態(tài)的第二電池檢測(cè)傳感器,所述第二三維模組設(shè)置在倍速鏈輸送機(jī)單元附近,所述第二三維模組包括能沿x軸移動(dòng)的第五旋轉(zhuǎn)氣缸、能沿y軸移動(dòng)的第六旋轉(zhuǎn)氣缸以及能沿z軸移動(dòng)的第七旋轉(zhuǎn)氣缸,所述第七旋轉(zhuǎn)氣缸安裝在機(jī)架上,所述第六旋轉(zhuǎn)氣缸與所述第七旋轉(zhuǎn)氣缸的活塞桿固接,所述第六旋轉(zhuǎn)氣缸與所述第五旋轉(zhuǎn)氣缸的活塞桿固接;所述第二電池夾爪安裝在所述第五旋轉(zhuǎn)氣缸的活塞桿上,實(shí)現(xiàn)第二電池夾爪沿x軸、y軸以及z軸方向的移動(dòng);所述第二電池夾爪的控制端與所述控制器的相應(yīng)信號(hào)輸出端電連;所述第二電池檢測(cè)傳感器設(shè)置在第二電池夾爪上,所述第二電池檢測(cè)傳感器的信號(hào)輸出端與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元的相應(yīng)信號(hào)輸入端電連;
所述電池中轉(zhuǎn)水車(chē)包括同步帶、同步輪、伺服電機(jī)、支撐型材、安裝支撐板、電池檔板以及電池整定氣缸組件,所述安裝支撐板裝在所述機(jī)架上,并且所述安裝支撐板上裝有支撐型材,支撐型材的兩端各配有同步輪,并且兩端同步輪之間通過(guò)同步帶相連,實(shí)現(xiàn)同步輪同步轉(zhuǎn)動(dòng),其中一同步輪與所述伺服電機(jī)的輸出軸相連;所述同步帶的表面排布若干垂直布置的電池?fù)醢?,且相鄰兩擋板之間留有用于容納電池的空隙;所述電池中轉(zhuǎn)水車(chē)的一端與不良電池單元相連,電池中轉(zhuǎn)水車(chē)的另一端延伸至下一加工工位;
所述不良電池單元用于分揀不良電池,包括滾筒、檔板、位置傳感器、托盤(pán)定位氣缸及電池等待單元,所述托盤(pán)定位氣缸設(shè)置在不良電池單元的放置平臺(tái)上,并且平臺(tái)兩側(cè)配有若干沿其軸向排布的滾筒;所述擋板裝在放置平臺(tái)的末端,所述位置傳感器設(shè)置在安裝擋板一側(cè)的放置平臺(tái)上;電池等待單元是當(dāng)電池掃碼失敗后進(jìn)行中轉(zhuǎn)的工位,包括第二電池檔板、第三電池檢測(cè)傳感器、調(diào)整扳手及安裝支座,所述安裝支座裝在放置平臺(tái)旁邊的機(jī)架上,所述安裝支座上對(duì)稱(chēng)裝有用于安裝第二電池?fù)醢宓幕瑒?dòng)支架,所述滑動(dòng)支架上配有用于調(diào)整兩個(gè)第二電池?fù)醢彘g距的調(diào)整扳手;位于兩個(gè)第二電池?fù)醢逯g的安裝支座上裝有第三電池檢測(cè)傳感器,所述位置傳感器的信號(hào)輸出端、所述第三電池檢測(cè)傳感器的信號(hào)輸出端與所述控制器相應(yīng)信號(hào)輸入端電連,所述托盤(pán)定位氣缸的控制端與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元的相應(yīng)引腳電連;
所述中央控制器包括自動(dòng)生產(chǎn)流程控制單元、溫度控制單元、加壓保壓?jiǎn)卧?、上下料控制單元、充放電循環(huán)控制單元、報(bào)警控制單元以及數(shù)據(jù)處理單元,所述自動(dòng)生產(chǎn)流程控制單元的信號(hào)輸入端與人機(jī)交互界面的信號(hào)輸出端電連,所述自動(dòng)生產(chǎn)流程控制單元的信號(hào)輸出端、所述溫度控制單元的信號(hào)輸入端、加壓保壓?jiǎn)卧男盘?hào)輸入端以及充放電循環(huán)控制單元的信號(hào)輸入端分別與數(shù)據(jù)處理單元的相應(yīng)信號(hào)輸入端電連,所述數(shù)據(jù)處理單元的信號(hào)輸出端分別與上下料控制單元的信號(hào)輸入端、移栽機(jī)械手單元、安全報(bào)警控制單元的信號(hào)輸入端電連,所述溫度控制單元的信號(hào)輸出端分別與所述熱壓夾具化成單元的第一伺服電機(jī)控制端、所述冷壓夾具化成單元的第二伺服電機(jī)控制端電連;所述加壓保壓?jiǎn)卧男盘?hào)輸入端分別與所述熱壓夾具化成單元的第一壓力檢測(cè)組件的信號(hào)輸出端、所述冷壓夾具化成單元的第二壓力檢測(cè)組件的信號(hào)輸出端信號(hào)雙向連接;所述冷壓夾具化成單元的水冷機(jī)構(gòu)的控制閥、風(fēng)冷機(jī)構(gòu)的控制端分別與所述溫度控制單元的相應(yīng)信號(hào)輸出端信號(hào)連接。
所述第一壓力檢測(cè)組件與所述第二壓力檢測(cè)組件結(jié)構(gòu)一致,包括用于對(duì)所述層壓板進(jìn)行加壓緩沖的彈簧緩沖模組和用于對(duì)伺服電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的層板產(chǎn)生的壓力進(jìn)行計(jì)量的壓力傳感器,所述彈簧緩沖模組夾在所述層壓板與滾珠絲桿副之間,其中所述彈簧緩沖模組一端與同側(cè)最外端的層壓板相連,另一端與滾珠絲桿副的安裝板相連;所述壓力傳感器設(shè)置在所述安裝板與同側(cè)的滾珠螺母之間。
所述移栽安裝架底部裝有防電池掉落機(jī)構(gòu),并且所述放電池掉落機(jī)構(gòu)包括防掉落托盤(pán)和連接桿,所述防掉落托盤(pán)通過(guò)連接桿裝在所述移栽安裝架底部,并且保證所有的電池夾爪位于所述防掉落托盤(pán)正上方。
所述輸送料水車(chē)的同步帶為封閉環(huán)形帶,并且同步帶的外表面只有部分區(qū)域沿其長(zhǎng)度方向裝有電池?fù)醢?,且兩個(gè)電池?fù)醢鍍蓛上鄬?duì)組成一對(duì)用于夾持同一塊電池的夾持對(duì),同一夾持對(duì)之間的間隙夾持電池。
所述第一層壓板包括夾具壓板、連接鏈條和用于支撐存放聚合物軟包電池的電池支撐膜,所述夾具壓板套接在所述導(dǎo)向桿上,保證夾具壓板彼此平行布置,所述夾具壓板通過(guò)所述連接鏈條依次相互連接;所述電池支撐膜置于兩塊所述夾具壓板之間間隙內(nèi)。
加熱控制組件包括電加熱板和溫度傳感器,所述電加熱板貼附在所述第一層壓板的夾具板表面,其中一塊電加熱板的外表面貼附所述硅膠板;所述溫度傳感器安裝在所述夾具壓板內(nèi)部,所述溫度傳感器的信號(hào)輸出端與溫度控制單元的相應(yīng)信號(hào)輸入端電連,所述電加熱板的信號(hào)輸出端與所述溫度控制單元的信號(hào)輸出端電連。
每塊夾具壓板沿長(zhǎng)度方向兩側(cè)裝有用于與聚合物軟包電池的極耳接觸的接觸探針,所述接觸探針包括電壓片、電流片、安裝底座以及探針保護(hù)套,所述電壓片、電流片分別通過(guò)安裝底座安裝在所述的夾具壓板兩側(cè),并且所述電壓片、電流片一端與聚合物軟包電池的相應(yīng)的極耳接觸,所述電壓片、電流片的另一端分別通過(guò)連接導(dǎo)線與所述充放電驅(qū)動(dòng)板供電端相應(yīng)引腳電連;所述探針保護(hù)套罩在聚合物軟包電池的相應(yīng)的極耳處。
所述第一滾珠絲桿副與所第二滾珠絲桿副結(jié)構(gòu)一致,均包括滾珠絲桿、滾珠螺母、絲桿固定座、支撐軸承以及擋板,所述滾珠螺母與齒輪箱的輸出軸鍵連接;所述滾珠絲桿水平布置,并且所述滾輪絲桿與所述滾珠螺母螺接;所述絲桿的兩端通過(guò)支撐軸承與所述絲桿固定座轉(zhuǎn)動(dòng)連接,所述絲桿固定座安裝在所述機(jī)架的工作臺(tái)面上。
所述第一齒輪箱與所述第二齒輪箱結(jié)構(gòu)一致,均包括主傳動(dòng)齒輪、兩個(gè)一級(jí)傳動(dòng)齒輪和四個(gè)二級(jí)傳動(dòng)齒輪,所述主傳動(dòng)齒輪與所述減速機(jī)的輸出軸相連,兩個(gè)一級(jí)傳動(dòng)齒輪分別與所述主傳動(dòng)齒輪、所述二級(jí)傳動(dòng)齒輪嚙合,所述二級(jí)傳動(dòng)齒輪與所述滾珠絲桿副的滾珠螺母鍵連接,實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的逐級(jí)傳動(dòng)。
軟包鋰電池冷熱壓夾具化成自動(dòng)生產(chǎn)線設(shè)有多條并列布置的生產(chǎn)線,且生產(chǎn)線之間相互獨(dú)立,也可以通過(guò)同一套中央控制器控制。
工作過(guò)程:上料裝載機(jī)械手將電池從上料中轉(zhuǎn)掃碼平臺(tái)上放置的托盤(pán)上面取出投放到上料水車(chē)上,電池累積到一定數(shù)量后,由移栽機(jī)械手將電池投放到熱壓夾具化成單元中進(jìn)行加溫加壓化成操作,在可控溫度,可控充放電電流,可控壓力條件下針對(duì)軟包鋰電池進(jìn)行化成工序的能力,熱壓化成夾具和冷卻成形夾具具備對(duì)單側(cè)或者雙側(cè)極耳電池工作的功能,對(duì)單側(cè)極耳電池可以在單層夾板上的左右位置放置2個(gè)鋰電池,充放電電源通過(guò)極耳探針板和電池連接進(jìn)行化成工序。雙側(cè)極耳鋰電池也可以在單層夾板上實(shí)現(xiàn)左右放置2個(gè)電池,充放電電源。通過(guò)不同的極耳探針板與電池連接進(jìn)行化成工序。熱壓夾具和加壓動(dòng)力裝置包括電驅(qū)動(dòng)裝置或氣缸動(dòng)力裝置,以及傳動(dòng)減速裝置、導(dǎo)向軸、加熱導(dǎo)熱夾板、壓力傳感器、極耳接觸夾具,實(shí)現(xiàn)各夾板平穩(wěn)、壓力可預(yù)置控制功能。軟包鋰電池充放電單元其特征滿(mǎn)足軟包鋰電池在熱壓夾具內(nèi)充分良好的電接觸,按充放電流程,作n次電循環(huán);當(dāng)電池?zé)釅簥A具化成結(jié)束后由移栽機(jī)械手將電池投入到冷壓夾具化成單元進(jìn)行冷卻定型,冷壓方式有兩種,一種是通過(guò)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的冷壓成型夾具,另一種采用風(fēng)機(jī)進(jìn)行冷卻。軟包鋰電池冷壓成型夾具其特征在于軟包鋰電池在熱壓化成工序完成后要迅速冷卻定形工序,冷壓成形夾具單元由加壓動(dòng)力裝置夾具板和電池的壓力可預(yù)置控制壓力功能。另外一個(gè)方案是采用風(fēng)冷機(jī)構(gòu)來(lái)給電池進(jìn)行降溫,電池放到盛放平臺(tái),下方的風(fēng)機(jī)進(jìn)行吹風(fēng)使電池進(jìn)行冷卻;冷卻完成后由移栽機(jī)械手將電池放回下料水車(chē),再由下料裝盤(pán)機(jī)械手將電池運(yùn)輸至下料中轉(zhuǎn)掃碼平臺(tái)處放置的托盤(pán)內(nèi),托盤(pán)裝滿(mǎn)后由拆碼垛工位的托盤(pán)滾筒輸送線將托盤(pán)送到托盤(pán)定位工位,由拆碼氣缸組件將電池托盤(pán)疊加起來(lái)輸送出去;整個(gè)過(guò)程中,軟包鋰電池自動(dòng)生產(chǎn)流程控制、檢測(cè)單元,采用智能控制裝置,對(duì)加熱溫度控制、加壓保壓控制、上下料工作流程控制、充放電循環(huán)流程控制、安全性煙霧檢測(cè)保護(hù),可以使自動(dòng)生產(chǎn)線有序、快捷、安全生產(chǎn);軟包鋰電池的中央控制器建立軟件數(shù)據(jù)庫(kù),收集托盤(pán)條碼讀取,電池條碼讀取,托盤(pán)位置,工作庫(kù)位,充放電曲線,時(shí)間,實(shí)時(shí)排列各種曲線圖表,存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)。
熱壓夾具化成單元,冷壓成型夾具單元,充放電化成電源和控制單元,電池投放和取出機(jī)械手單元,置于一個(gè)可以拼接的機(jī)架內(nèi),根據(jù)產(chǎn)能要求可以1個(gè)單元至n個(gè)單元拼接。
電池產(chǎn)品放在電池托盤(pán)中,電池托盤(pán)拆碼垛及輸送單元接受標(biāo)準(zhǔn)尺寸托盤(pán),實(shí)現(xiàn)1個(gè)或者多個(gè)托盤(pán)疊加輸入進(jìn)來(lái)后,通過(guò)上下料單元對(duì)電池托盤(pán)及電池進(jìn)行周轉(zhuǎn)運(yùn)作,通過(guò)拆碼垛及輸送單元將托盤(pán)一個(gè)一個(gè)進(jìn)行拆分后并輸送到電池裝載等待位置。一個(gè)電池托盤(pán)可以放入1個(gè)至n個(gè)電池,根據(jù)產(chǎn)能要求可以1個(gè)單元至n個(gè)單元。電池上料裝載單元,是通過(guò)三軸機(jī)械手將托盤(pán)里的電池抓取后放入到上料水車(chē)工位,當(dāng)電池?cái)?shù)量達(dá)到要求后,由移栽機(jī)械手將多個(gè)電池同時(shí)抓取后放入到熱壓夾具化成單元,化成結(jié)束后由移栽機(jī)械手將電池取出后放入到冷卻夾具進(jìn)行冷卻,完成后移栽機(jī)械手將電池放入下料水車(chē)單元,由下料機(jī)械手對(duì)電池進(jìn)行下料裝盤(pán)工作。由n個(gè)冷、熱夾具單元,n個(gè)電池上下料運(yùn)動(dòng)單元組成一個(gè)自動(dòng)化的上下料、冷壓、熱壓、化成生產(chǎn)線,全部設(shè)備設(shè)置于一個(gè)平面上,互相之間拼接形成不可分拆機(jī)架形成的自動(dòng)生產(chǎn)線。
為了提高場(chǎng)地利用率,該生產(chǎn)線可以垂直疊加,從1層至n層。配置人員上下樓梯和工作平臺(tái),配置電池托盤(pán)輸送堆垛機(jī)由本專(zhuān)利中的自動(dòng)生產(chǎn)流程控制、檢測(cè)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)智能調(diào)度,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)的能力。
本發(fā)明的有益效果是:
1)通過(guò)自動(dòng)化的方案,把電池周轉(zhuǎn),加壓,加溫,化成,冷卻成形,數(shù)據(jù)采集集合在一套系統(tǒng)里面進(jìn)行,減少各工序之間的中轉(zhuǎn)流程,并且結(jié)合原先兩個(gè)工序?yàn)橐坏拦ば?,提升了生產(chǎn)效率,保證電池的一致性。
2)將電池平壓式的熱壓需要手工單個(gè)進(jìn)行上料的情況,更改為可以整組電池同時(shí)進(jìn)行上下料,可以多個(gè)電池同時(shí)進(jìn)行熱壓化成,在相同的環(huán)境條件下每只電池的所受的壓力的均勻性與熱均勻性得到了很好的保證。采用伺服電機(jī)及氣缸來(lái)調(diào)整壓力,壓力精確度、一致性及可靠性得到了有效的提升。
3)采用集成式設(shè)計(jì),對(duì)于電池生產(chǎn)廠家的工藝需求,可以任意進(jìn)行組建,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的流水線。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的主視圖。
圖2是本發(fā)明的俯視圖。
圖3是本發(fā)明的熱壓夾具化成單元結(jié)構(gòu)圖。
圖4是本發(fā)明的移栽機(jī)械手示意圖。
圖5是本發(fā)明的冷壓成形夾具單元示意圖。
圖6是本發(fā)明的冷壓成形夾具單元的風(fēng)冷機(jī)構(gòu)主視圖。
圖7是本發(fā)明的風(fēng)冷機(jī)構(gòu)俯視圖。
圖8是本發(fā)明的風(fēng)冷機(jī)構(gòu)側(cè)視圖。
圖9是本發(fā)明中的電池上下料單元示意圖。
圖10是本發(fā)明托盤(pán)拆碼垛及輸送單元以及倍速鏈輸送機(jī)的主視圖。
圖11是本發(fā)明托盤(pán)拆碼垛及輸送單元以及倍速鏈輸送機(jī)的俯視圖。
圖12是本發(fā)明的托盤(pán)上下料機(jī)械手主視圖。
圖13是本發(fā)明的托盤(pán)上下料機(jī)械手側(cè)視圖。
圖14是本發(fā)明的托盤(pán)上下料機(jī)械手俯視圖。
圖15是本發(fā)明電池掃碼旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主視圖。
圖16是本發(fā)明電池掃碼旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)側(cè)視圖。
圖17是本發(fā)明電池掃碼旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)俯視圖。
圖18是本發(fā)明水車(chē)上下料機(jī)械手單元的主視圖。
圖19是本發(fā)明水車(chē)上下料機(jī)械手單元側(cè)視圖。
圖20是本發(fā)明水車(chē)上下料機(jī)械手單元俯視圖。
圖21是本發(fā)明電池中轉(zhuǎn)水車(chē)主視圖。
圖22是本發(fā)明電池中轉(zhuǎn)水車(chē)主視圖。
圖23是本發(fā)明電池中轉(zhuǎn)水車(chē)側(cè)視圖。
圖24是本發(fā)明電池中轉(zhuǎn)水車(chē)俯視圖。
圖25是本發(fā)明不良電池單元結(jié)構(gòu)圖。
圖26是本發(fā)明中電池等待工位結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明
參照附圖:
實(shí)施例1本發(fā)明所述的軟包鋰電池冷熱壓夾具化成自動(dòng)生產(chǎn)線,其特征在于:包括機(jī)架1、熱壓夾具化成單元2、冷壓成形夾具單元3、充放電化成控制單元4、電池上下料單元5、移栽機(jī)械手單元6、生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元、安全報(bào)警單元以及控制器;所述機(jī)架1的一端設(shè)有加工工位;所述熱壓夾具化成單元2、所述充放電化成控制單元4均沿機(jī)架1軸向布置在其表面,并且每一套熱壓夾具化成單元2對(duì)應(yīng)一套充放電化成控制單元4;所述冷壓成形夾具單元3、所述電池上下料單元5以及所述移栽機(jī)械手單元6設(shè)置在機(jī)架1的加工工位處,并且所述移栽機(jī)械手單元6的移動(dòng)范圍覆蓋整個(gè)加工工位;所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元、安全報(bào)警單元以及中央控制器均安裝在所述機(jī)架上;所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元與所述中央控制器雙向通信,所述安全報(bào)警單元與所述中央控制器的相應(yīng)的信號(hào)輸出端電連;
所述熱壓夾具化成單元2包括用于提供驅(qū)動(dòng)力的第一伺服電機(jī)21、對(duì)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行比例調(diào)整的第一減速電機(jī)22、第一齒輪箱23、將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為水平方向移動(dòng)的第一滾珠絲桿螺母副24、對(duì)所述第一層壓板26水平支撐的第一導(dǎo)向桿25、若干塊對(duì)電池進(jìn)行隔斷與加壓的第一層壓板26、對(duì)第一伺服電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的層板產(chǎn)生的壓力進(jìn)行計(jì)量的第一壓力檢測(cè)組件27以及用于加熱的加熱控制組件,所述第一伺服電機(jī)21的輸出軸與所述第一減速電機(jī)22的輸入軸軸接,所述第一減速電機(jī)21的輸出軸通過(guò)第一齒輪箱23與第一滾珠絲桿副24的滾珠螺母固接;所述第一層壓板26套在所述第一導(dǎo)向桿25上,并且所述第一層壓板26與所述第一導(dǎo)向桿25間隙配合,實(shí)現(xiàn)所述第一層壓板26沿第一導(dǎo)向桿25軸向滑移;所述第一壓力檢測(cè)組件27夾在所述第一層壓板26與第一滾珠絲桿副24之間;所述加熱控制組件設(shè)置在所述第一壓力控制組件27上;
所述充放電化成控制單元4包括用于對(duì)聚合物軟包電池通電的充放電驅(qū)動(dòng)板、連接導(dǎo)線、電源以及安裝框架,所述充放電驅(qū)動(dòng)板和電源安裝在所述安裝框架上,其中充放電驅(qū)動(dòng)板的供電端通過(guò)所述連接導(dǎo)線、所述接觸探針與聚合物軟包電池的極耳電連;所述電源的供電端與所述充放電驅(qū)動(dòng)板的充電端電連,實(shí)現(xiàn)對(duì)電池進(jìn)行充放電的供電模塊;
所述冷壓夾具化成單元3包括用于提供驅(qū)動(dòng)力的第二伺服電機(jī)31、對(duì)第二伺服電機(jī)31的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行比例調(diào)整的第二減速電機(jī)32、第二齒輪箱33、將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為水平方向移動(dòng)的第二滾珠絲桿螺母副34、若干塊對(duì)電池進(jìn)行隔斷與加壓的第二層壓板36、對(duì)所述第二層壓板35水平支撐的第二導(dǎo)向桿36、對(duì)伺服電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的層板產(chǎn)生的壓力進(jìn)行計(jì)量的第二壓力檢測(cè)組件37、用于對(duì)電池降溫冷卻的風(fēng)冷機(jī)構(gòu)38以及用于對(duì)第二層壓板降溫的水冷機(jī)構(gòu)38,所述第二伺服電機(jī)31的輸出軸與所述第二減速電機(jī)32的輸入軸軸接,所述第二減速電機(jī)32的輸出軸通過(guò)第二齒輪箱33與第二滾珠絲桿副34的滾珠螺母固接;所述第二層壓板35套在所述第二導(dǎo)向桿36上,并且所述第二層壓板35與所述第二導(dǎo)向桿36間隙配合,實(shí)現(xiàn)所述第二層壓板35沿第二導(dǎo)向桿36軸向滑移;所述第二壓力檢測(cè)組件37夾在所述第二層壓板35與第二滾珠絲桿副34之間;所述水冷機(jī)構(gòu)包括能與外界水源連通的水管以及用于控制水管流量的控制閥,水管的表面與相應(yīng)的第二層壓板表面貼合,保證每塊第二層壓板35上均對(duì)應(yīng)一段水管,所述控制閥設(shè)置在水管上;所述風(fēng)冷機(jī)構(gòu)38包括擋板381、換型絲桿382、電池托板383以及風(fēng)機(jī)組件,所述擋板381與第二層壓板35一一對(duì)應(yīng),并且擋板381貼覆在相應(yīng)的第二層壓板35表面,并通過(guò)固定在機(jī)架1上的電池托板383支撐,相鄰兩擋板381之間設(shè)有用于放入電池的間隙;所述換型絲桿382與所述擋板383螺接,實(shí)現(xiàn)相鄰擋板381之間間隙的調(diào)整;所述風(fēng)機(jī)組件裝在機(jī)架1的冷壓夾具化成單元工位上,并且風(fēng)機(jī)組件的出風(fēng)口對(duì)準(zhǔn)擋板381,用于對(duì)擋板進(jìn)行降溫;
所述移栽機(jī)械手單元6包括水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)61、垂直升降機(jī)構(gòu)62、電池夾緊機(jī)構(gòu)63以及移栽底座64,所述水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)61包括用于提供水平驅(qū)動(dòng)力的第二伺服電機(jī)、用于傳遞水平驅(qū)動(dòng)力的齒條、供電池夾緊機(jī)構(gòu)沿機(jī)架軸向水平滑動(dòng)的水平導(dǎo)軌以及用于安裝垂直升降機(jī)構(gòu)的移栽安裝架,所述第二伺服電機(jī)安裝在所述移栽底座64上,并且所述第二伺服電機(jī)的輸出齒輪與所述齒條嚙合,所述齒條與所述移栽安裝架65固接,且所述齒條與所述水平導(dǎo)軌滑動(dòng)連接;所述垂直升降機(jī)構(gòu)62包括用于提供垂直驅(qū)動(dòng)力的第三伺服電機(jī)以及用于傳遞垂直驅(qū)動(dòng)力的絲桿,所述第三伺服電機(jī)安裝在所述移栽安裝架65上,所述第三伺服電機(jī)的輸出軸與所述絲桿的一端固接,所述絲桿與所述電池夾緊機(jī)構(gòu)螺接;所述電池夾緊機(jī)構(gòu)63包括用于夾取電池的電池夾爪631以及用于安裝電池夾爪的夾爪安裝板632,所述夾爪安裝板與所述絲桿螺接,所述夾爪安裝板的底部沿其軸向裝有一列電池夾爪,且電池夾爪的排布方向與熱壓夾具化成單元2的第一層壓板排布方向一致;
所述電池上下料單元5包括托盤(pán)拆碼垛及輸送單元51、倍速鏈輸送機(jī)單元52、托盤(pán)上下料機(jī)械手單元53、電池掃碼旋轉(zhuǎn)單元54、不良電池單元55、水車(chē)上下料機(jī)械手單元56以及電池中轉(zhuǎn)水車(chē)57,所述托盤(pán)拆碼垛及輸送單元51、倍速鏈輸送機(jī)單元52、托盤(pán)上下料機(jī)械手單元53、電池掃碼旋轉(zhuǎn)單元54、不良電池工位55、水車(chē)上下料機(jī)械手單元56以及電池中轉(zhuǎn)水車(chē)57均裝在所述機(jī)架1上,各個(gè)單元均與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元信號(hào)連接;
所述托盤(pán)拆碼垛及輸送單元51包括用于拆分多層托盤(pán)的托盤(pán)拆碼垛機(jī)511、對(duì)托盤(pán)進(jìn)行輸送的滾筒輸送機(jī)512、托盤(pán)定位組件513以及托盤(pán)阻擋組件514,所述托盤(pán)拆碼垛機(jī)511包括托盤(pán)抬升氣缸組件5111、托盤(pán)夾抓氣缸組件5112和托盤(pán)拆碼氣缸組件5113,所述托盤(pán)抬升氣缸組件5111、托盤(pán)夾抓氣缸組件5112和托盤(pán)拆碼氣缸組件5113均安裝在機(jī)架1的托盤(pán)拆碼垛及輸送工位處,所述托盤(pán)抬升氣缸組件5113的活塞桿沿豎直方向往復(fù)運(yùn)動(dòng),托盤(pán)抬升氣缸組件5111的活塞桿的端部與所述托盤(pán)夾抓氣缸組件固接,并且托盤(pán)夾抓氣缸組件5112的活塞桿沿水平方向往復(fù)運(yùn)動(dòng),托盤(pán)夾抓氣缸組件5112的活塞桿的末端配有用于插入托盤(pán)底部的卡爪;所述托盤(pán)拆碼氣缸組件5113布置在托盤(pán)旁的機(jī)架1上,并且所述托盤(pán)拆碼氣缸組件5113的動(dòng)作部覆蓋在托盤(pán)處;所述托盤(pán)抬升氣缸組件5111、托盤(pán)夾抓氣缸組件5112和托盤(pán)拆碼氣缸組件5113的控制端均與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元的相應(yīng)信號(hào)輸出端電連;
所述滾筒輸送機(jī)512包括第一減速電機(jī)5121和鏈條滾筒件5122,所述減速電機(jī)安裝在機(jī)架上,所述鏈條滾筒件包括若干滾筒以及傳動(dòng)鏈條,所述滾筒通過(guò)相應(yīng)的轉(zhuǎn)軸安裝在機(jī)架上,并且滾筒通過(guò)傳動(dòng)鏈條連接,其中一個(gè)滾筒與第一減速電機(jī)的輸出軸固接;鏈條滾筒件輸出端設(shè)置在托盤(pán)拆碼垛機(jī)處,輸入端延伸到所述倍速鏈輸送機(jī)單元的倍速鏈處,所述第一減速電機(jī)的控制端與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元的相應(yīng)信號(hào)引腳電連;
所述托盤(pán)定位組件513包括托盤(pán)定位氣缸5131和托盤(pán)檢測(cè)傳感器5132,所述托盤(pán)定位氣缸安裝在托盤(pán)拆碼垛及輸送工位處垂直布置的安裝架上,并與之滑動(dòng)連接;所述托盤(pán)定位氣缸的移動(dòng)端配有用于安裝托盤(pán)檢測(cè)傳感器的托架,所述托盤(pán)檢測(cè)傳感器的探測(cè)頭指向托盤(pán);所述托盤(pán)定位氣缸的控制端與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元的相應(yīng)的信號(hào)引腳電連,所述托盤(pán)檢測(cè)傳感器的信號(hào)輸出端與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元的相應(yīng)信號(hào)輸入端電連;
所述托盤(pán)阻擋組件514包括氣缸5141、直線導(dǎo)軌5142及阻擋板5143,所述直線導(dǎo)軌垂直安裝在托盤(pán)相鄰的機(jī)架上,并且所述氣缸安裝在所述直線導(dǎo)軌上,并與之滑動(dòng)連接,所述氣缸上配有用于阻擋托盤(pán)的阻擋板;
所述的倍速鏈輸送機(jī)單元52包括負(fù)責(zé)傳送托盤(pán)的倍速鏈輸送機(jī)521、托盤(pán)定位單元522、中轉(zhuǎn)輸送滾筒523和托盤(pán)等待單元,所述倍速鏈輸送機(jī)521包括第二減速電機(jī)5211、倍速鏈5212和倍速鏈型材5213,所述倍速鏈通過(guò)所述倍速鏈型材安裝在所述機(jī)架上,其中所述倍速鏈的一端延伸在電池掃碼旋轉(zhuǎn)單元,另一端延伸至不良電池單元;所述倍速鏈與所述第二減速電機(jī)的輸出端相連,實(shí)現(xiàn)倍速鏈沿其軸向運(yùn)轉(zhuǎn);所述第二減速電機(jī)的控制端與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元的相應(yīng)引腳電連;
所述倍速鏈上設(shè)有托盤(pán)定位單元522和托盤(pán)等待單元524,其中所述托盤(pán)定位單元522包括托盤(pán)頂升氣缸5221和托盤(pán)抱緊氣缸5222,所述托盤(pán)頂升氣缸5221和托盤(pán)抱緊氣缸5222均分布在倍速鏈旁,所述托盤(pán)頂升氣缸的活塞桿末端配有用于抬升放置在倍速鏈上托盤(pán)的抬升部;所述托盤(pán)抱緊氣缸的活塞桿末端配有用于卡住抬升后托盤(pán)的卡合部;所述托盤(pán)頂升氣缸和托盤(pán)抱緊氣缸的控制端分別與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元的相應(yīng)引腳電連;
所述托盤(pán)上下料機(jī)械手單元53設(shè)置在倍速鏈輸送機(jī)單元與電池掃碼旋轉(zhuǎn)單元之間,實(shí)現(xiàn)電池從倍速鏈到電池掃碼旋轉(zhuǎn)單元之間的轉(zhuǎn)運(yùn),包括用于夾持電池的第一電池夾抓532、用于實(shí)現(xiàn)電池夾抓運(yùn)動(dòng)的第一三維模組531以及用于檢測(cè)電池夾抓夾持狀態(tài)的第一電池檢測(cè)傳感器,所述第一三維模組設(shè)置在倍速鏈輸送機(jī)單元附近,所述第一三維模組包括能沿x軸移動(dòng)的第一旋轉(zhuǎn)氣缸、能沿y軸移動(dòng)的第二旋轉(zhuǎn)氣缸以及能沿z軸移動(dòng)的第三旋轉(zhuǎn)氣缸,所述第三旋轉(zhuǎn)氣缸安裝在機(jī)架上,所述第二旋轉(zhuǎn)氣缸與所述第三旋轉(zhuǎn)氣缸的活塞桿固接,所述第一旋轉(zhuǎn)氣缸與所述第三旋轉(zhuǎn)氣缸的活塞桿固接;所述第一電池夾爪安裝在所述第一旋轉(zhuǎn)氣缸的活塞桿上,實(shí)現(xiàn)第一電池夾爪沿x軸、y軸以及z軸方向的移動(dòng);所述第一電池夾爪的控制端與所述控制器的相應(yīng)信號(hào)輸出端電連;所述第一電池檢測(cè)傳感器設(shè)置在電池夾爪上,所述第一電池檢測(cè)傳感器的信號(hào)輸出端與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元的相應(yīng)信號(hào)輸入端電連;
所述電池掃碼旋轉(zhuǎn)單元54包括電池移栽模組541、電池掃碼器542和用于實(shí)現(xiàn)電池水平方向旋轉(zhuǎn)的第四旋轉(zhuǎn)氣缸543,所述第四旋轉(zhuǎn)氣缸設(shè)在倍速鏈與所述電池移栽模組之間倍速鏈一端的電池掃碼旋轉(zhuǎn)工位上,所述第四旋轉(zhuǎn)氣缸的輸出端裝有能水平轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤(pán),所述電池掃碼器以及所述電池移栽模組安裝在轉(zhuǎn)盤(pán)上;所述電池通過(guò)電池移栽模組從倍速鏈移到下工序上料等待工位;所述電池掃碼器的信號(hào)輸出端、所述電池移栽模組的控制端以及所述第四旋轉(zhuǎn)氣缸的控制端分別與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元的相應(yīng)引腳電連;
所述水車(chē)上下料機(jī)械手單元56用于將掃碼后的電池裝載到電池中轉(zhuǎn)水車(chē)與不良電池單元上,包括用于夾持電池的第二電池夾抓561、用于實(shí)現(xiàn)電池夾抓運(yùn)動(dòng)的第二三維模組562以及用于檢測(cè)電池夾抓夾持狀態(tài)的第二電池檢測(cè)傳感器,所述第二三維模組設(shè)置在倍速鏈輸送機(jī)單元附近,所述第二三維模組包括能沿x軸移動(dòng)的第五旋轉(zhuǎn)氣缸、能沿y軸移動(dòng)的第六旋轉(zhuǎn)氣缸以及能沿z軸移動(dòng)的第七旋轉(zhuǎn)氣缸,所述第七旋轉(zhuǎn)氣缸安裝在機(jī)架上,所述第六旋轉(zhuǎn)氣缸與所述第七旋轉(zhuǎn)氣缸的活塞桿固接,所述第六旋轉(zhuǎn)氣缸與所述第五旋轉(zhuǎn)氣缸的活塞桿固接;所述第二電池夾爪安裝在所述第五旋轉(zhuǎn)氣缸的活塞桿上,實(shí)現(xiàn)第二電池夾爪沿x軸、y軸以及z軸方向的移動(dòng);所述第二電池夾爪的控制端與所述控制器的相應(yīng)信號(hào)輸出端電連;所述第二電池檢測(cè)傳感器設(shè)置在第二電池夾爪上,所述第二電池檢測(cè)傳感器的信號(hào)輸出端與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元的相應(yīng)信號(hào)輸入端電連;
所述電池中轉(zhuǎn)水車(chē)57包括同步帶571、同步輪572、伺服電機(jī)573、支撐型材574、安裝支撐板575、電池檔板576以及電池整定氣缸組件577,所述安裝支撐板575裝在所述機(jī)架1上,并且所述安裝支撐板上裝有支撐型材,支撐型材的兩端各配有同步輪,并且兩端同步輪之間通過(guò)同步帶相連,實(shí)現(xiàn)同步輪同步轉(zhuǎn)動(dòng),其中一同步輪與所述伺服電機(jī)的輸出軸相連;所述同步帶的表面排布若干垂直布置的電池?fù)醢?,且相鄰兩擋板之間留有用于容納電池的空隙;所述電池中轉(zhuǎn)水車(chē)的一端與不良電池單元相連,電池中轉(zhuǎn)水車(chē)的另一端延伸至下一加工工位;
所述不良電池單元55用于分揀不良電池,包括滾筒551、檔板552、位置傳感器553、托盤(pán)定位氣缸554及電池等待單元555,所述托盤(pán)定位氣缸設(shè)置在不良電池單元的放置平臺(tái)上,并且平臺(tái)兩側(cè)配有若干沿其軸向排布的滾筒;所述擋板裝在放置平臺(tái)的末端,所述位置傳感器設(shè)置在安裝擋板一側(cè)的放置平臺(tái)上;電池等待單元555是當(dāng)電池掃碼失敗后進(jìn)行中轉(zhuǎn)的工位,包括第二電池檔板5551、第三電池檢測(cè)傳感器5552、調(diào)整扳手5553及安裝支座5554,所述安裝支座裝在放置平臺(tái)旁邊的機(jī)架上,所述安裝支座上對(duì)稱(chēng)裝有用于安裝第二電池?fù)醢宓幕瑒?dòng)支架,所述滑動(dòng)支架上配有用于調(diào)整兩個(gè)第二電池?fù)醢彘g距的調(diào)整扳手;位于兩個(gè)第二電池?fù)醢逯g的安裝支座上裝有第三電池檢測(cè)傳感器,所述位置傳感器的信號(hào)輸出端、所述第三電池檢測(cè)傳感器的信號(hào)輸出端與所述控制器相應(yīng)信號(hào)輸入端電連,所述托盤(pán)定位氣缸的控制端與所述生產(chǎn)流程控制檢測(cè)單元的相應(yīng)引腳電連;
所述中央控制器包括自動(dòng)生產(chǎn)流程控制單元、溫度控制單元、加壓保壓?jiǎn)卧?、上下料控制單元、充放電循環(huán)控制單元、報(bào)警控制單元以及數(shù)據(jù)處理單元,所述自動(dòng)生產(chǎn)流程控制單元的信號(hào)輸入端與人機(jī)交互界面的信號(hào)輸出端電連,所述自動(dòng)生產(chǎn)流程控制單元的信號(hào)輸出端、所述溫度控制單元的信號(hào)輸入端、加壓保壓?jiǎn)卧男盘?hào)輸入端以及充放電循環(huán)控制單元的信號(hào)輸入端分別與數(shù)據(jù)處理單元的相應(yīng)信號(hào)輸入端電連,所述數(shù)據(jù)處理單元的信號(hào)輸出端分別與上下料控制單元的信號(hào)輸入端、移栽機(jī)械手單元、安全報(bào)警控制單元的信號(hào)輸入端電連,所述溫度控制單元的信號(hào)輸出端分別與所述熱壓夾具化成單元的第一伺服電機(jī)控制端、所述冷壓夾具化成單元的第二伺服電機(jī)控制端電連;所述加壓保壓?jiǎn)卧男盘?hào)輸入端分別與所述熱壓夾具化成單元的第一壓力檢測(cè)組件的信號(hào)輸出端、所述冷壓夾具化成單元的第二壓力檢測(cè)組件的信號(hào)輸出端信號(hào)雙向連接;所述冷壓夾具化成單元的水冷機(jī)構(gòu)的控制閥、風(fēng)冷機(jī)構(gòu)的控制端分別與所述溫度控制單元的相應(yīng)信號(hào)輸出端信號(hào)連接。
所述第一壓力檢測(cè)組件27與所述第二壓力檢測(cè)組件37結(jié)構(gòu)一致,均包括用于對(duì)所述層壓板進(jìn)行加壓緩沖的彈簧緩沖模組和用于對(duì)伺服電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的層板產(chǎn)生的壓力進(jìn)行計(jì)量的壓力傳感器,所述彈簧緩沖模組夾在所述層壓板與滾珠絲桿副之間,其中所述彈簧緩沖模組一端與同側(cè)最外端的層壓板相連,另一端與滾珠絲桿副的安裝板相連;所述壓力傳感器設(shè)置在所述安裝板與同側(cè)的滾珠螺母之間。
所述移栽安裝架65底部裝有防電池掉落機(jī)構(gòu)66,并且所述放電池掉落機(jī)構(gòu)66包括防掉落托盤(pán)和連接桿,所述防掉落托盤(pán)通過(guò)連接桿裝在所述移栽安裝架底部,并且保證所有的電池夾爪位于所述防掉落托盤(pán)正上方。
所述電池中轉(zhuǎn)水車(chē)57的同步帶571為封閉環(huán)形帶,并且同步帶的外表面只有部分區(qū)域沿其長(zhǎng)度方向裝有電池?fù)醢?,且兩個(gè)電池?fù)醢鍍蓛上鄬?duì)組成一對(duì)用于夾持同一塊電池的夾持對(duì),同一夾持對(duì)之間的間隙夾持電池。
所述倍速鏈為兩條,兩條倍速鏈平行布置;所述中轉(zhuǎn)輸送滾筒的兩端分別延伸至兩條倍速鏈處,且中轉(zhuǎn)輸送滾筒的滾動(dòng)方向與倍速鏈的運(yùn)行方向垂直。
所述第一層壓板包括夾具壓板、連接鏈條和用于支撐存放聚合物軟包電池的電池支撐膜,所述夾具壓板套接在所述導(dǎo)向桿上,保證夾具壓板彼此平行布置,所述夾具壓板通過(guò)所述連接鏈條依次相互連接;所述電池支撐膜置于兩塊所述夾具壓板之間間隙內(nèi)。
加熱控制組件包括電加熱板和溫度傳感器,所述電加熱板貼附在所述第一層壓板的夾具板表面,其中一塊電加熱板的外表面貼附所述硅膠板;所述溫度傳感器安裝在所述夾具壓板內(nèi)部,所述溫度傳感器的信號(hào)輸出端與溫度控制單元的相應(yīng)信號(hào)輸入端電連,所述電加熱板的信號(hào)輸出端與所述溫度控制單元的信號(hào)輸出端電連。
每塊夾具壓板沿長(zhǎng)度方向兩側(cè)裝有用于與聚合物軟包電池的極耳接觸的接觸探針,所述接觸探針包括電壓片、電流片、安裝底座以及探針保護(hù)套,所述電壓片、電流片分別通過(guò)安裝底座安裝在所述的夾具壓板兩側(cè),并且所述電壓片、電流片一端與聚合物軟包電池的相應(yīng)的極耳接觸,所述電壓片、電流片的另一端分別通過(guò)連接導(dǎo)線與所述充放電驅(qū)動(dòng)板供電端相應(yīng)引腳電連;所述探針保護(hù)套罩在聚合物軟包電池的相應(yīng)的極耳處。
所述第一滾珠絲桿副與所第二滾珠絲桿副結(jié)構(gòu)一致,均包括滾珠絲桿、滾珠螺母、絲桿固定座、支撐軸承以及擋板,所述滾珠螺母與齒輪箱的輸出軸鍵連接;所述滾珠絲桿水平布置,并且所述滾輪絲桿與所述滾珠螺母螺接;所述絲桿的兩端通過(guò)支撐軸承與所述絲桿固定座轉(zhuǎn)動(dòng)連接,所述絲桿固定座安裝在所述機(jī)架的工作臺(tái)面上。
所述第一齒輪箱與所述第二齒輪箱結(jié)構(gòu)一致,均包括主傳動(dòng)齒輪、兩個(gè)一級(jí)傳動(dòng)齒輪和四個(gè)二級(jí)傳動(dòng)齒輪,所述主傳動(dòng)齒輪與所述減速機(jī)的輸出軸相連,兩個(gè)一級(jí)傳動(dòng)齒輪分別與所述主傳動(dòng)齒輪、所述二級(jí)傳動(dòng)齒輪嚙合,所述二級(jí)傳動(dòng)齒輪與所述滾珠絲桿副的滾珠螺母鍵連接,實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的逐級(jí)傳動(dòng)。
工作過(guò)程:上料裝載機(jī)械手531將電池從上料中轉(zhuǎn)掃碼平臺(tái)54上放置的托盤(pán)上面取出投放到上料水車(chē)556上,電池累積到一定數(shù)量后,由移栽機(jī)械手6將電池投放到熱壓夾具化成單元2中進(jìn)行加溫加壓化成操作,在可控溫度,可控充放電電流,可控壓力條件下針對(duì)軟包鋰電池進(jìn)行化成工序的能力,熱壓化成夾具和冷卻成形夾具具備對(duì)單側(cè)或者雙側(cè)極耳電池工作的功能,對(duì)單側(cè)極耳電池可以在單層夾板上的左右位置放置2個(gè)鋰電池,充放電電源通過(guò)極耳探針板和電池連接進(jìn)行化成工序。雙側(cè)極耳鋰電池也可以在單層夾板上實(shí)現(xiàn)左右放置2個(gè)電池,充放電電源。通過(guò)不同的極耳探針板與電池連接進(jìn)行化成工序。熱壓夾具和加壓動(dòng)力裝置包括電驅(qū)動(dòng)裝置或氣缸動(dòng)力裝置,以及傳動(dòng)減速裝置、導(dǎo)向軸、加熱導(dǎo)熱夾板、壓力傳感器、極耳接觸夾具,實(shí)現(xiàn)各夾板平穩(wěn)、壓力可預(yù)置控制功能。軟包鋰電池充放電單元其特征滿(mǎn)足軟包鋰電池在熱壓夾具內(nèi)充分良好的電接觸,按充放電流程,作n次電循環(huán);當(dāng)電池?zé)釅簥A具化成結(jié)束后由移栽機(jī)械手6將電池投入到冷壓夾具化成單元3進(jìn)行冷卻定型,冷壓方式有兩種,一種是通過(guò)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的冷壓成型夾具,另一種采用風(fēng)機(jī)進(jìn)行冷卻。軟包鋰電池冷壓成型夾具其特征在于軟包鋰電池在熱壓化成工序完成后要迅速冷卻定形工序,冷壓成形夾具單元3由加壓動(dòng)力裝置夾具板和電池的壓力可預(yù)置控制壓力功能。另外一個(gè)方案是采用風(fēng)冷機(jī)構(gòu)來(lái)給電池進(jìn)行降溫,電池放到盛放平臺(tái),下方的風(fēng)機(jī)進(jìn)行吹風(fēng)使電池進(jìn)行冷卻;冷卻完成后由移栽機(jī)械手6將電池放回下料水車(chē)557,再由下料裝盤(pán)機(jī)械手532將電池運(yùn)輸至下料中轉(zhuǎn)掃碼平臺(tái)56處放置的托盤(pán)內(nèi),托盤(pán)裝滿(mǎn)后由拆碼垛工位51的托盤(pán)滾筒輸送線512將托盤(pán)送到托盤(pán)定位工位513,由拆碼氣缸組件512將電池托盤(pán)疊加起來(lái)輸送出去;整個(gè)過(guò)程中,軟包鋰電池自動(dòng)生產(chǎn)流程控制、檢測(cè)單元,采用智能控制裝置,對(duì)加熱溫度控制、加壓保壓控制、上下料工作流程控制、充放電循環(huán)流程控制、安全性煙霧檢測(cè)保護(hù),可以使自動(dòng)生產(chǎn)線有序、快捷、安全生產(chǎn);軟包鋰電池的中央控制器建立軟件數(shù)據(jù)庫(kù),收集托盤(pán)條碼讀取,電池條碼讀取,托盤(pán)位置,工作庫(kù)位,充放電曲線,時(shí)間,實(shí)時(shí)排列各種曲線圖表,存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)。
本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉,本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式,本發(fā)明的保護(hù)范圍也包括本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。