一種電池換殼機的製作方法

2023-10-22 11:03:08

本發明屬於電池生產技術領域，涉及一種電池換殼機。

背景技術：

在自動化方形電池生產流水線中，多節電池排列好後一端點焊好，排列好的電池先裝入模套中，並最終需要將排列好的電池裝入方形電池鋼殼中，並將方形電池鋼殼翻轉，使得方形電池鋼殼原本的上端變為下端，使其送出後未焊接的一端可以在下道工序中完成焊接，使得方形電池兩端均焊接完畢。為提高自動化程度，克服人工電池換殼的繁瑣和資源浪費，使得方形電池換殼和換殼後的換向工作可靠，保證生產效率，需要設計一種工作可靠且自動化程度高的電池換殼機。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種工作可靠且自動化程度高的電池換殼機。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種電池換殼機，包括：

模套輸送通道，用於輸送豎直擺放且攜帶有電池的模套，在模套輸送通道上設有下換殼工位；

鋼殼輸送通道，用於輸送豎直擺放的方形鋼殼；

換殼通道，設置於模套輸送通道上方，所述換殼通道的入口承接鋼殼輸送通道送來的鋼殼，在換殼通道上設有位於下換殼工位正上方的上換殼工位，且上換殼工位底部鏤空並與下換殼工位聯通；

頂送件，活動安裝於下換殼工位下方且用於將抵達下換殼工位的模套內的電池頂出並壓入上換殼工位的對應鋼殼內；

換向結構，用於接收換殼通道送出的帶電池的鋼殼，並將鋼殼翻轉使其上下倒置後呈豎直擺放狀態卸出。

作為本發明的進一步改進，所述上換殼工位設置於換殼通道中部位置，所述上換殼工位的鏤空位置恰好可供模套內的電池通過，且鏤空位置的邊沿實體可阻止模套上移。

作為本發明的進一步改進，所述模套輸送通道和換殼通道採用同步的步進方式進行位移，所述上換殼工位、下換殼工位均是對應通道的其中一個步進工位。

作為本發明的進一步改進，所述頂送件設置為扁長狀頂杆，所述下換殼工位底部鏤空，該鏤空部分恰好可供頂杆穿過，所述頂杆上移時穿過下換殼工位底部鏤空部分並將該工位內的電池頂出並壓入上換殼工位的鋼殼內。

作為本發明的更進一步改進，在下換殼工位的下方緊密設置有頂杆夾具，在頂杆夾具上開設有用於限位並供頂杆穿過的方形頂杆通孔。

作為本發明的更進一步改進，在上換殼工位和下換殼工位之間緊密設置有換殼模子，在換殼模子上開設有用於導通上換殼工位鏤空部分和下換殼工位的換殼通孔，所述換殼模子連接有用於上提或下壓換殼模子的模子驅動件。

作為本發明的進一步改進，該電池換殼機還包括水平擺放的第一上板以及平行設置在第一上板下方的第一下板，在第一上板和第一下板之間活動安裝有呈包圍狀設置的上步進帶，所述換殼通道設置在上步進帶的外圍且上步進帶均分為多個上步進工位，所述上換殼工位是其中一個上步進工位，單個上步進工位僅容納單個鋼殼進入，所述上換殼工位的鏤空位置為第一下板與上換殼工位的交疊位置，所述換殼模子上提時其上端緊密插入該鏤空位置，此時換殼模子的上端面與第一下板上端面齊平或接近齊平，而此時上換殼工位的鏤空位置為換殼模子的換殼通孔位置，該鏤空位置的邊沿實體為換殼模子的對應實體。

作為本發明的更進一步改進，所述上步進帶的外圍均分為多個第一方形槽，所述上步進工位為單個第一方形槽，所述第一方形槽遠離上步進帶的一側設有用於嵌入鋼殼的第一方形開口。

作為本發明的進一步改進，所述鋼殼輸送通道沿垂直於上步進帶的方向將鋼殼送入上步進帶。

作為本發明的進一步改進，該電池換殼機還包括平行設置在第一下板下方的第二上板以及平行設置在第二上板下方的第二下板，在第二上板和第二下板之間活動安裝有呈包圍狀設置的下步進帶，所述模套輸送通道設置在下步進帶的外圍且下步進帶均分為多個下步進工位，所述下換殼工位是其中一個下步進工位，單個下步進工位僅容納單個模套進入，所述下換殼工位的鏤空位置設置在第二下板與下換殼工位交疊位置的中部，頂杆穿過該鏤空位置時將對應模套內的電池頂出並向上壓入上換殼工位的鋼殼內。

作為本發明的更進一步改進，所述下步進帶的外圍均分為多個第二方形槽，所述下步進工位為單個第二方形槽，所述第二方形槽遠離下步進帶的一側設有用於嵌入模套的第二方形開口。

作為本發明的進一步改進，在模套輸送通道的入口連接有用於輸送帶電池的模套的L形進料通道，所述進料通道沿垂直於下步進帶的方向將模套送入下步進帶。

作為本發明的更進一步改進，在進料通道彎折處設有用於將模套推送入下步進帶的下步進工位的進料推塊，且進料推塊由氣缸驅動。

作為本發明的進一步改進，在模套輸送通道的出口連接有用於將空置的模套吸出的吸模套尼龍塊，且吸模套尼龍塊由氣缸驅動。

作為本發明的更進一步改進，在模套輸送通道外設置有L形回料通道和模套移位推塊，所述模套移位推塊用於將吸模套尼龍塊吸出的模套推送入回料通道，在回料通道的彎折處設有用於將模套卸出的回料推塊，且回料推塊的出料方向與進料推塊的出料方向相反。

作為本發明的又一種改進，所述換向結構包括放倒通道和換向通道，所述放倒通道用於接收換殼通道送來的帶電池的鋼殼並將其向前放倒呈水平擺放狀態送出，所述換向通道用於接收放倒通道送出的鋼殼，並使鋼殼由水平擺放翻轉為豎直擺放後卸出，翻轉後的鋼殼的擺放狀態為換殼通道內的鋼殼上下倒置後的狀態。

作為本發明的進一步改進，所述放倒通道的入口與換殼通道的出口相連，在放倒通道的入口處底面上設有擋條，所述換殼通道上豎直擺放的鋼殼進入放倒通道時，在擋條的牽絆作用下向前傾倒並呈水平擺放送入換向通道。

作為本發明的進一步改進，在放倒通道上活動安裝有可直線滑移的吸電池尼龍塊，所述吸電池尼龍塊用於吸附換殼通道出口處的鋼殼並將其帶入放倒通道，帶入時，鋼殼在擋條的牽絆作用下向前放倒為水平擺放狀態，此後吸電池尼龍塊攜帶鋼殼至預設出料位置。

作為本發明的進一步改進，該電池換殼機還包括設置在預設出料位置前方且與放倒通道垂直的實心圓柱形翻轉筒，所述換向通道為沿預設曲線軌跡開設於翻轉筒上的凹槽結構，且該凹槽的寬度略大於方形鋼殼的厚度。

作為本發明的更進一步改進，在預設出料位置後方設置有用於將處於預設出料位置的鋼殼推入換向通道的推送件，所述換向通道的入口、預設出料位置、推送件處於同一直線軌跡上。

作為本發明的進一步改進，在放倒通道兩側合圍有側板，使放倒通道的兩側分別僅露出供推送件活動、鋼殼移入換向通道的缺口，且缺口的寬度略大於鋼殼的高度。

作為本發明的更進一步改進，所述推送件為出電池推塊，該出電池推塊的面部下端設有與鋼殼適配的抵靠槽，該出電池推塊的面部上端設有外凸且上厚下薄的推壓結構，所述抵靠槽的高度大於或略大於鋼殼的厚度。

作為本發明的更進一步改進，所述放倒通道的寬度略大於鋼殼的寬度，所述吸電池尼龍塊設置為方形結構，且吸電池尼龍塊與側板間隙配合。

基於上述技術方案，本發明實施例至少可以產生如下技術效果：整體結構布局緊湊，各部件之間緊密配合，採用上下層次分明的結構布局，輸送電池的通道設置在下層，輸送鋼殼的通道設置在上層，並在上層設有用於換殼的通道和用於換殼後將鋼殼上下倒置的換向結構，在換殼通道和下方的模套輸送通道上分別對應設有鏤空的換殼工位，定位精準，並在模套輸送通道下方對應設置了用於將電池由模套頂入鋼殼的頂送件，卸出電池後的空模套可被回收利用，保證電池換殼工作的可靠性，自動化程度高，無需人工輔助，還減少了部件相互之間的幹涉，也提高了空間利用率，使得整體設備佔用面積小；在電池完成換殼工作後，由換向結構實現方形電池的上下倒置翻轉換向工作，使得電池未焊接的另一端可以直接送入後續工序進行點焊。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明，其中：

圖1是本發明一較佳實施例的結構示意圖。

圖2是圖1另一視角的結構示意圖。

圖3是本發明一較佳實施例的局部結構示意圖。

圖4是圖3另一視角的結構示意圖。

圖5是本發明一較佳實施例的部分爆炸示意圖。

圖中，10、模套輸送通道；11、下換殼工位；20、鋼殼輸送通道；30、換殼通道；31、上換殼工位；41、頂送件；42、頂杆夾具；421、頂杆通孔；51、放倒通道；511、預設出料位置；52、換向通道；53、擋條；54、吸電池尼龍塊；55、翻轉筒；56、推送件；561、抵靠槽；57、側板；61、換殼模子；611、換殼通孔；62、模子驅動件；71、第一上板；72、第一下板；73、上步進帶；731、上步進工位；732、第一方形槽；733、第一方形開口；81、第二上板；82、第二下板；83、下步進帶；831、下步進工位；832、第二方形槽；833、第二方形開口；91、進料通道；92、進料推塊；93、吸模套尼龍塊；94、回料通道；95、模套移位推塊；96、回料推塊；100、鋼殼。

具體實施方式

以下是本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明並不限於這些實施例。

本發明保護一種電池換殼機，其接收裝有多節電池的模套和空套的方形電池鋼殼，並將模套內的電池(由多節電池組成的電池組)壓入電池鋼殼內，再將裝好電池的鋼殼翻轉，使其上下顛倒，方便後續對方形電池未焊接的一端進行點焊，整體工作過程自動化程度高，生產效率高，適用於自動化程度要求高的生產環境。

下面結合圖1至圖5對本發明提供的技術方案進行更為詳細的闡述。

如圖1至圖5所示，本電池換殼機包括：

模套輸送通道10，用於輸送豎直擺放且攜帶有電池(圖中未示出)的模套(圖中未示出)，在模套輸送通道10上設有下換殼工位11；

鋼殼輸送通道20，用於輸送豎直擺放的方形鋼殼100；

換殼通道30，設置於模套輸送通道10上方，所述換殼通道30的入口承接鋼殼輸送通道20送來的鋼殼100，在換殼通道30上設有位於下換殼工位11正上方的上換殼工位31，且上換殼工位31底部鏤空並與下換殼工位11聯通；

頂送件41，活動安裝於下換殼工位11下方且用於將抵達下換殼工位11的模套內的電池頂出並壓入上換殼工位31的對應鋼殼100內；

換向結構，用於接收換殼通道30送出的帶電池的鋼殼100，並將鋼殼100翻轉使其上下倒置後呈豎直擺放狀態卸出。

在方形電池生產流水線中，由於生產要求和工序限制，方形電池的鋼殼100和電池分別輸送，多節電池正負極錯位並排列整齊後送入模套內並送入模套輸送通道10，方形鋼殼100可由託盤內送入鋼殼輸送通道20。

在本發明中，模套也優選為方形模套，其攜帶的電池是由多節圓柱形電池構成的整體電池組結構，進一步優選本發明保護的是9V電池的電池換殼機，方形鋼殼100內的電池是由六節圓柱形小電池整體排列而成。

本電池換殼機是一種方形電池換殼設備，整體結構布局緊湊，各部件之間緊密配合，採用上下層次分明的結構布局，輸送電池的通道設置在下層，輸送鋼殼100的通道設置在上層，並在上層設有用於換殼的通道和用於換殼後將鋼殼100上下倒置的換向結構，在換殼通道30和下方的模套輸送通道10上分別對應設有鏤空的換殼工位，並在模套輸送通道10下方對應設置了用於將電池由模套頂入鋼殼100的頂送件41，卸出電池後的空模套可被回收利用，保證電池換殼工作的可靠性，自動化程度高，無需人工輔助，還減少了部件相互之間的幹涉，也提高了空間利用率，使得整體設備佔用面積小；在電池完成換殼工作後，由換向結構實現方形電池的上下倒置工作，使得電池未焊接的另一端可以直接送入後續工序進行點焊。

為保證換殼過程的可靠，防止模套隨電池一同上移，優選上換殼工位31設置於換殼通道30中部位置，所述上換殼工位31的鏤空位置恰好可供模套內的電池通過，且鏤空位置的邊沿實體可阻止模套上移。

在本發明中，為保證上下換殼時對接準確、平穩、可靠，優選模套輸送通道10和換殼通道30均採用步進方式進行位移，且二者的步進同步，所述上換殼工位31、下換殼工位11均是對應通道的其中一個步進工位。

進一步的，為保證電池換殼工作的順暢、平穩，避免模套被連帶上移，優選頂送件41設置為扁長狀頂杆，所述下換殼工位11底部鏤空，該鏤空部分恰好可供頂杆穿過，所述頂杆上移時穿過下換殼工位11底部鏤空部分並將該工位內的電池頂出並壓入上換殼工位31的鋼殼100內。

為限位頂杆，防止其晃動/搖晃，也保證定位的精準和頂杆位移的平穩，優選在下換殼工位11的下方緊密設置有頂杆夾具42，在頂杆夾具42上開設有用於限位並供頂杆穿過的方形頂杆通孔421。

為保證電池傳送過程的平穩和可靠，保證模套不會脫出，在上換殼工位31和下換殼工位11之間緊密設置有換殼模子61，在換殼模子61上開設有用於導通上換殼工位31鏤空部分和下換殼工位11的換殼通孔611，所述換殼模子61連接有用於上提或下壓換殼模子61的模子驅動件62。

模子驅動件62優選為模子氣缸，上提並拉緊換殼模子61時，可以使得頂杆平穩、有力、可靠地將電池由下換殼工位11脫出並向上穿過換殼通孔611並壓入上換殼工位31的鋼殼100中，即使模套順勢向上偏移了一點，可以下壓換殼模子61將模套壓回下換殼工位11；而且正常下壓換殼模子61後，優選換殼模子61壓緊在下換殼工位11的上端面上，使得電池可以可靠地快速脫離模套，保證工作效率。

進一步優選換殼通孔611的入口和出口處設有用於導向的倒角或導向面，以便於電池順利脫出，避免卡堵現象。還優選在換殼模子61下方設有用於限位換殼模子61的限位板，以保證其位移行程，保證工作的可靠性，使得各部件對接順暢。

為保證換殼通道30布局的緊湊性，保證換殼通道30和模套輸送通道10對接的準確性和可靠性，優選地，該電池換殼機還包括水平擺放的第一上板71以及平行設置在第一上板71下方的第一下板72，在第一上板71和第一下板72之間活動安裝有呈包圍狀設置的上步進帶73，所述換殼通道30設置在上步進帶73的外圍且上步進帶73均分為多個上步進工位731，所述上換殼工位31是其中一個上步進工位731，單個上步進工位731僅容納單個鋼殼100進入，所述上換殼工位31的鏤空位置為第一下板72與上換殼工位31的交疊位置，所述換殼模子61上提時其上端緊密插入該鏤空位置，此時換殼模子61的上端面與第一下板72上端面齊平或接近齊平，而此時上換殼工位31的鏤空位置為換殼模子61的換殼通孔611位置(恰好可供模套內的電池通過)，該鏤空位置的邊沿實體為換殼模子61的對應實體(可阻止模套上移)。

進一步的，為保證步進帶與方形電池鋼殼100的緊密配合，保證鋼殼100送來後可以可靠的限位於對應上步進工位731中，上步進帶73的外圍均分為多個上方形槽，所述上步進工位731為單個第一方形槽732，所述第一方形槽732遠離上步進帶73的一側(即第一方形槽732朝外的一側)設有用於嵌入鋼殼100的第一方形開口733。

優選地，鋼殼輸送通道20沿垂直於上步進帶73的方向將鋼殼100送入上步進帶73，設置上步進帶73與鋼殼輸送通道20相接位置的位移方向與鋼殼輸送通道20的出料方向垂直，可以保證方形的電池鋼殼可以快速、平穩地推送進入上步進帶73的方形槽中。進一步優選在鋼殼輸送通道20出口處設有用於引導鋼殼進入上步進帶73的擋邊。

為進一步提升空間布局的緊湊性，保證上換殼工位31和下換殼工位11對接的可靠性，以及電池換殼工作效率，作為一種優選或可選的實施方式，設置模套輸送通道10的結構布局基本與換殼通道30相同；具體的，該電池換殼機還包括平行設置在第一下板72下方的第二上板81以及平行設置在第二上板81下方的第二下板82，在第二上板81和第二下板82之間活動安裝有呈包圍狀設置的下步進帶83，所述模套輸送通道10設置在下步進帶83的外圍且下步進帶83均分為多個下步進工位831，所述下換殼工位11是其中一個下步進工位831，單個下步進工位831僅容納單個模套進入，所述下換殼工位11的鏤空位置設置在第二下板82與下換殼工位11交疊位置的中部，頂杆穿過該鏤空位置時將對應模套內的電池頂出並向上壓入上換殼工位31的鋼殼內。

進一步的，為保證步進帶與模套的緊密配合，保證模套送來後可以可靠的限位於對應下步進工位831中，優選下步進帶83的外圍均分為多個第二方形槽832，所述下步進工位831為單個第二方形槽832，所述第二方形槽832遠離下步進帶83的一側設有用於嵌入模套的第二方形開口833。

為提高空間利用率，減少設備佔用面積，確保模套可以快速、平穩地推送進入下步進帶83的方形槽中；在模套輸送通道10的入口連接有用於輸送帶電池的模套的L形進料通道91，L形彎折結構可以合理提升空間利用率，所述進料通道91沿垂直於下步進帶83的方向將模套送入下步進帶83。

進一步的，為保證模套可以可靠的進入下步進帶83的方形槽中，在進料通道91彎折處設有用於將模套推送入下步進帶83的下步進工位831的進料推塊92，且進料推塊92由氣缸驅動。

在模套輸送通道10的出口連接有用於將空置的模套吸出的吸模套尼龍塊93，且吸模套尼龍塊93由氣缸驅動。這樣的結構布局合理，可以高效地及時將空置的模套卸出。

為方便空置模套回料併合理提升整體空間布局，優選在模套輸送通道10外設置有L形回料通道94和模套移位推塊95，所述模套移位推塊95用於將吸模套尼龍塊93吸出的模套推送入回料通道94，在回料通道94的彎折處設有用於將模套卸出的回料推塊96，且回料推塊96的出料方向與進料推塊92的出料方向相反。

在本發明中，換向結構包括放倒通道51和換向通道52，所述放倒通道51用於接收換殼通道30送來的帶電池的鋼殼並將其向前放倒呈水平擺放狀態送出，此處需要補充說明的是：鋼殼的放倒只能是向前放倒，即沿出料方向放倒，以完成後續上下倒置的工作任務，保證整體工作的可靠性；換向通道52用於接收放倒通道51送出的鋼殼，並使鋼殼由水平擺放翻轉為豎直擺放後卸出，翻轉後的鋼殼的擺放狀態為換殼通道30內的鋼殼上下倒置後的狀態。

通過換向結構的設置，與換殼結構緊密配合，接收換殼通道30送出的帶電池的鋼殼後，將鋼殼翻轉使其上下倒置後呈豎直擺放狀態卸出，使得方形電池鋼殼未點焊的一端可以直接送入後續加工工序中，保證工作效率和自動化程度，也提高了布局的緊湊性。

進一步的，為保證電池放倒工作進行的可靠，且避免由於拖拽力或者牽引力太大而使電池滑出，放倒通道51的入口與換殼通道30的出口相連，在放倒通道51的入口處底面上設有擋條53，所述換殼通道30上豎直擺放的鋼殼進入放倒通道51時，在擋條53的牽絆作用下向前傾倒並呈水平擺放送入換向通道52。

更進一步的，為保證電池鋼殼平緩放倒並與換向通道52準確可靠的對接，在放倒通道51上活動安裝有可直線滑移的吸電池尼龍塊54，優選吸電池尼龍塊54由氣缸驅動，所述吸電池尼龍塊54用於吸附換殼通道30出口處的鋼殼並將其帶入放倒通道51，帶入時，鋼殼在擋條53的牽絆作用下向前放倒為水平擺放狀態，此後吸電池尼龍塊54攜帶鋼殼至預設出料位置511。

吸電池尼龍塊54靠近換殼通道30出口時對鋼殼產生吸附力，並引導鋼殼進入放倒通道51，然後鋼殼在擋條53的牽絆下向前放倒為水平擺放狀態，接著吸電池尼龍塊54緊密吸附水平擺放的鋼殼至預設出料位置511，該位置用於將水平擺放的鋼殼送入換向通道52。

在本案中，該電池換殼機還包括設置在預設出料位置511前方且與放倒通道51垂直的實心圓柱形翻轉筒55，所述換向通道52為沿預設曲線軌跡開設於翻轉筒55上的凹槽結構，且該凹槽的寬度略大於方形鋼殼的厚度，輸送時鋼殼不易晃動，避免電池和鋼殼脫離或鬆脫。

採用實心的翻轉筒55開設具有開口的凹槽結構來形成換向通道52，使得鋼殼輸送過程中可以自然導向且後續的鋼殼會推動前面的鋼殼前進，鋼殼移動過程中可以與凹槽內壁接觸，翻轉筒55的實體結構為其提供支撐，保證輸送、換向過程的平穩和高效，而且不易翻倒和卡堵，出了換向通道52的鋼殼上端相當於換殼通道30上(或者說鋼殼輸送通道20上)的鋼殼下端。

為保證鋼殼可以平穩、可靠地送入換向通道52，克服卡堵現象，提高生產效率，也提升空間利用率；在預設出料位置511後方設置有用於將處於預設出料位置511的鋼殼推入換向通道52的推送件56，所述換向通道52的入口、預設出料位置511、推送件56處於同一直線軌跡上，採用三點一線的結構布局，使得各部件對接順暢、平穩，工作可靠。

為使得鋼殼可以可靠地進入換向通道52，且避免其他幹涉，在放倒通道51兩側合圍有側板57，使放倒通道51的兩側分別僅露出供推送件56活動、鋼殼移入換向通道52的缺口，且缺口的寬度略大於鋼殼的高度(由於此時的鋼殼是水平放倒狀態，因此此處是鋼殼的寬度)。

進一步的，優選推送件56為由氣缸驅動的出電池推塊，該出電池推塊的面部下端設有與鋼殼適配的抵靠槽561，該出電池推塊的面部上端設有外凸且上厚下薄的推壓結構，所述抵靠槽561的高度大於或略大於鋼殼的厚度。

在推送方形電池鋼殼時，鋼殼一側抵靠在抵靠槽561內，推壓結構具有助推功能，還能保證鋼殼平移時的平穩，使得鋼殼不易偏移預設軌跡。

為提高整體布局的緊湊性，保證換向結構工作的可靠，優選放倒通道51的寬度略大於鋼殼的寬度，所述吸電池尼龍塊54設置為方形結構，且吸電池尼龍塊54與側板57間隙配合。

綜上所述，本電池換殼機的主要工作過程如下：空置的方形電池鋼殼由鋼殼輸送通道20送入換殼通道30前段，並由換殼通道30送至上換殼工位31；插有電池的模套由模套輸送通道10送至下換殼工位11；驅動頂送件41向上位移並穿過下換殼工位11時，頂出電池並使電池上移，電池最終被壓入上換殼工位31的鋼殼內，完成換殼工作；換殼完畢後的鋼殼由換殼通道30送至後段，並在吸電池尼龍塊54和擋邊的配合下，向前翻倒在放倒通道51內，吸電池尼龍塊54再拉動平擺的鋼殼至預設出料位置511，此時推送件56動作並將鋼殼推入換向通道52中，經過換向通道52後的鋼殼又翻轉了90°，最終與原來的空置鋼殼上下倒置，便於後續為電池未點焊的一端進行焊接。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。