電池組裝設備的製作方法

2023-06-26 02:11:46

本實用新型涉及一種自動化生產線，具體涉及一種電池組裝設備。

背景技術：

目前，軟包電芯電池使用越來越廣泛。現有軟包電芯電池結構如圖1、圖2中所示，外側設置有左端板1-1和右端板1-5，內部設置有若干組電芯模塊，圖1、圖2中所示均是四組電芯模塊，電芯模塊之間是串聯結構。現有技術中也有多於四組電芯模塊的電池，例如設置五組或六組。

圖1中，在電芯模塊內部設置有九塊並聯的軟包電芯1-3，圖2中，在電芯模塊內部設置有十塊並聯的軟包電芯1-3，電芯模塊內部還設置有包裝輔料。

軟包電芯1-3和包裝輔料的排列結構具體為：每一組電芯模塊的左側設置有雲母片1-7(雙面貼膠)，雲母片1-7兩側均疊加有EVA1-2，相鄰的軟包電芯1-3之間或者疊加雙面膠1-4，或者疊加EVA1-2，雙面膠1-4和EVA1-2是間隔設置的。

在組裝軟包電芯模組1的過程中，需要將上述軟包電芯1-3以及包裝輔料按照電池組裝工藝順序進行疊加放置，由於軟包電芯1-3以及包裝輔料數量較多，採用人工放置時作業效率低，而且疊加次序容易出錯，疊加後的電池尺寸也無法統一，降低了電池質量，產品不合格率較高。

技術實現要素：

鑑於上述問題，本實用新型提供了一種電池組裝設備，利用機械手抓取電芯以及包裝輔料放置在組裝工位上，按照電池組裝工藝順序進行疊加放置，提高了組裝作業效率和電池組裝質量。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的：

本實用新型提供了一種電池組裝設備，包括旋轉平臺，所述旋轉平臺上設置有若干個組裝工位，所述旋轉平臺旁邊設置有配合的機械手，所述機械手依次抓取電芯以及包裝輔料放置在所述組裝工位上，按照電池組裝工藝順序進行疊加放置；所述旋轉平臺按照預定角速度旋轉，每次轉過兩個相鄰工位之間的夾角角度，使得其中一個組裝工位與所述機械手配合。

進一步，所述旋轉平臺設置有分度盤，所述分度盤的轉軸上端安裝有支撐面板，所述組裝工位設置兩組以上，圍繞所述分度盤的轉軸均勻分布在所述支撐面板上。

進一步，所述分度盤由電動機驅動旋轉，所述分度盤帶動所述支撐面板旋轉。

進一步，所述組裝工位上設置有物料對中夾緊機構，在所述疊加放置過程中將放置在所述組裝工位上的電芯以及包裝輔料進行對中夾緊。

進一步，所述旋轉平臺旁邊設置有中轉平臺，所述中轉平臺設置有支撐面板，所述支撐面板上設置有緩存工位，所述緩存工位上設置有物料對中夾緊機構，將放置在所述緩存工位上的電芯以及包裝輔料進行對中夾緊。

進一步，所述物料對中夾緊機構包括兩個相對設置的夾板，所述夾板架設在導軌上，沿著所述導軌滑動；所述夾板一側連接有驅動板，所述支撐面板上設置配合的水平導向槽，所述驅動板在所述水平導向槽中往復移動，所述驅動板下端由氣缸驅動，從而驅動所述夾板移動。

進一步，所述支撐面板下表面安裝固定有導向板，所述導向板上設置有豎直導向槽；所述驅動板之間連接有兩桿對稱連杆機構，所述連杆機構中間的轉軸在所述豎直導向槽內往復移動。

進一步，所述氣缸的活塞杆頂端設置有導輪，所述驅動板上設置有配合的斜面，所述活塞杆向上伸出，所述導輪通過所述斜面驅動所述驅動板移動，所述驅動板上還連接有復位彈簧，所述復位彈簧一端連接所述驅動板，另一端連接所述導向板；或者，所述氣缸的活塞杆頂端連接所述連杆機構中間的轉軸，通過所述連杆機構驅動所述驅動板移動。

進一步，所述夾板內側設置有聚氨酯層；所述物料對中夾緊機構中設置有放置座，由兩個L形底座構成，所述兩個L形底座間距可調，所述電芯以及包裝輔料放置在所述放置座上，所述放置座頂端設置有防粘層。

進一步，所述機械手設置一組或者若干組，所述機械手採用兩軸或三軸機械手。

採用上述結構設置的電池組裝設備具有以下優點：

本實用新型中旋轉平臺上設置有若干個組裝工位，利用機械手抓取電芯以及包裝輔料放置在組裝工位上，按照電池組裝工藝順序進行疊加放置，提高了組裝作業效率。

機械手是按照設定程序工作的，抓取物料次序準確，疊加次序不會出錯。

機械手放置物料的位置準確，疊加後的電池尺寸統一。

相比現有技術，本實用新型可以提高電池組裝質量，產品合格率較高。

附圖說明

圖1是軟包電芯模組分解圖，圖中為九並四串模組；

圖2是軟包電芯模組分解圖，圖中為十並四串模組；

圖3是本實用新型電池組裝設備的立體圖；

圖4是本實用新型電池組裝設備所設置旋轉平臺的右視圖；

圖5是圖4的局部放大視圖；

圖6是本實用新型電池組裝設備所設置旋轉平臺的立體圖；

圖7是本實用新型電池組裝設備所設置旋轉平臺的立體圖；

圖8是本實用新型電池組裝設備所設置中轉平臺的主視圖；

圖9是本實用新型電池組裝設備所設置中轉平臺的立體圖。

圖中：1.軟包電芯模組；1-1.左端板；1-2.EVA；1-3.軟包電芯；1-4.雙面膠；1-5.右端板；1-6.極耳；1-7.雲母片；

2.第一組機械手；

3.第二組機械手；

4.旋轉平臺；4-1.立柱；4-2.安裝板；4-3.氣缸；4-4.導輪；4-5.驅動板；4-6.支撐面板；4-7.導軌；4-8.夾板；4-9.彈簧；4-10.連杆機構；4-11.導向板；4-12.放置座；4-13.同步帶；4-14.分度盤；4-15.電動機；

5.底板；

6.中轉平臺；6-1.立柱；6-2.支撐面板；6-3.導軌；6-4.驅動板；6-5.放置座；6-6.夾板；6-7.連杆機構；6-8.導向板；6-9.支架；6-10.氣缸。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。

實施例1

如圖3、圖4、圖6、圖7所示為本實用新型的實施例之一，在該實施例中，一種電池組裝設備，包括旋轉平臺4，旋轉平臺4上設置有兩個組裝工位，如圖中所示放置軟包電芯模組1的位置即組裝工位。

旋轉平臺4旁邊設置有配合的機械手，分別為第一組機械手2和第二組機械手3。第一組機械手2採用兩軸機械手，第二組機械手3採用三軸機械手。兩組機械手有不同的分工，按照設定程序工作，例如第一組機械手2負責搬運貼完膠的雲母片，第二組機械手3負責搬運貼完膠的電芯。兩組機械手均是利用負壓來抓取物料的。

機械手依次抓取電芯以及包裝輔料放置在組裝工位上，按照電池組裝工藝順序進行疊加放置；旋轉平臺4按照預定角速度旋轉，每次轉過兩個相鄰工位之間的夾角角度，在本實施例中每次轉90度，使得其中一個組裝工位與機械手配合。

旋轉平臺4設置有分度盤4-14，分度盤4-14的轉軸上端安裝有支撐面板4-6，組裝工位設置在支撐面板4-6上，圍繞分度盤4-14的轉軸均勻分布。在本實施例中兩個組裝工位對稱分布在支撐面板4-6上。

分度盤4-14由電動機4-15驅動旋轉，具體通過同步帶輪和同步帶4-13驅動，分度盤4-14帶動支撐面板4-6旋轉。

如圖4、圖5所示，組裝工位上設置有物料對中夾緊機構，在物料疊加放置過程中將放置在組裝工位上的電芯以及包裝輔料進行對中夾緊，如此電芯以及包裝輔料放置位置統一，不會出現歪斜，保證了電池組裝質量。

旋轉平臺4旁邊設置有中轉平臺6，中轉平臺6與上下遊生產線銜接，起到臨時緩存產品的作用，可以放置組裝完成後的軟包電芯模組1，或者是不合格組裝產品。圖1中所示中轉平臺6設置有一組，根據實際使用需要，中轉平臺6可以設置多組。

中轉平臺6上也設置有物料對中夾緊機構，將放置在中轉平臺6上的電芯以及包裝輔料進行對中夾緊。

如圖4、圖6所示，旋轉平臺4上的物料對中夾緊機構可以採用如下具體結構：

包括兩個相對設置的夾板4-8，夾板4-8架設在導軌4-7上，沿著導軌4-7滑動；夾板4-8為L型，導軌4-7鋪設在支撐面板4-6上表面。

夾板4-8一側連接有驅動板4-5，支撐面板4-6上設置配合的水平導向槽，該水平導向槽穿透了支撐面板4-6本體，驅動板4-5在水平導向槽中往復移動，驅動板4-5下端由氣缸4-3驅動，從而驅動夾板4-8移動。

支撐面板4-6下表面安裝固定有導向板4-11，導向板4-11上設置有豎直導向槽；驅動板4-5之間連接有兩桿對稱連杆機構4-10，連杆機構4-10中間的轉軸在豎直導向槽內往復移動。豎直導向槽下端是開口的，方便安裝連杆機構4-10。

氣缸4-3的活塞杆頂端設置有導輪4-4，驅動板4-5上設置有配合的斜面，氣缸4-3的活塞杆向上伸出，導輪4-4通過斜面驅動驅動板4-5移動，從而打開物料對中夾緊機構，這時候可以取走組裝完成的軟包電芯模組1。氣缸4-3的活塞杆之所以與驅動板4-5是可分離的驅動結構，是為了避免影響到旋轉平臺4的旋轉。

氣缸4-3設置有兩組，分別對應一個驅動板4-5，兩組氣缸4-3安裝固定在安裝板4-2上，安裝板4-2安裝固定在立柱4-1上。安裝板4-2上設置有兩行安裝槽，在固定氣缸4-3時方便調試至合適的位置。

驅動板4-5上還連接有復位彈簧4-9，復位彈簧4-9一端連接驅動板4-5，另一端連接導向板4-11。在氣缸4-3不對驅動板4-5進行驅動時，復位彈簧4-9拉緊驅動板4-5，從而收緊物料對中夾緊機構，兩個夾板4-8夾緊軟包電芯模組1，這時候機械手可以進行電芯以及包裝輔料的疊加放置工作。

夾板4-8內側設置有聚氨酯層，聚氨酯層較軟，在放置、夾緊電芯以及包裝輔料過程中，不會對電芯以及包裝輔料造成損傷。

物料對中夾緊機構中設置有放置座4-12，由兩個L形底座構成，兩個L形底座間距可調，電芯以及包裝輔料放置在放置座上4-12，放置座4-12頂端設置有防粘層。放置座上4-12之間的縫隙方便取放軟包電芯模組1，防粘層是為了防止物料上的雙面膠粘住放置座4-12。

在本實施例中，中轉平臺6上可以採用與旋轉平臺4上相同的物料對中夾緊機構。

如圖1所示，第一組機械手2安裝在一個龍門架上，該龍門架橫跨在旋轉平臺4上方，始終對應右側的組裝工位，方便取放電芯以及包裝輔料。第二組機械手3安裝旋轉平臺4左側，始終對應左側的組裝工位。

旋轉平臺4、中轉平臺6、第一組機械手2均是安裝固定在底板5上。

實施例2

在本實施例中，與實施例1所不同的是，中轉平臺6上的物料對中夾緊機構中，驅動板6-4上沒有連接復位彈簧，物料對中夾緊機構的打開和收緊均是由氣缸6-10進行驅動，具體結構如下：

如圖8、圖9所示，物料對中夾緊機構包括兩個相對設置的夾板6-6，夾板6-6架設在導軌6-3上，沿著導軌6-3滑動；夾板6-6為L型，導軌6-3鋪設在支撐面板6-2上表面。

夾板6-6一側連接有驅動板6-4，支撐面板6-2上設置配合的水平導向槽，該水平導向槽穿透了支撐面板6-2本體，驅動板6-4在水平導向槽中往復移動。

支撐面板6-2下表面安裝固定有導向板6-8，導向板6-8上設置有豎直導向槽；驅動板6-4之間連接有兩桿對稱連杆機構6-7，連杆機構6-7中間的轉軸在豎直導向槽內往復移動。豎直導向槽下端是開口的，方便安裝連杆機構6-7。

氣缸6-10的活塞杆頂端連接連杆機構6-7中間的轉軸，通過連杆機構6-7驅動驅動板6-4移動，從而驅動夾板,6-6移動。

氣缸6-10的活塞杆伸出，連杆機構6-7驅動驅動板6-4向外側移動，從而打開物料對中夾緊機構，這時候可以取走軟包電芯模組1。

氣缸6-10的活塞杆收回，連杆機構6-7驅動驅動板6-4向內側移動，從而收緊物料對中夾緊機構，這時候可以放置組裝完成後的軟包電芯模組1，或者是不合格組裝產品。

氣缸6-10設置有一組，安裝固定在支架6-9上。

夾板6-6內側設置有聚氨酯層，聚氨酯層較軟，在放置、夾緊軟包電芯模組1過程中，不會對軟包電芯模組1造成損傷。

物料對中夾緊機構中設置有放置座6-5，由兩個L形底座構成，兩個L形底座間距可調，電芯以及包裝輔料放置在放置座上6-5，放置座6-5頂端設置有防粘層。放置座上6-5之間的縫隙方便取放軟包電芯模組1，防粘層是為了防止物料上的雙面膠粘住放置座6-5。

需要說明的是，旋轉平臺4上的物料對中夾緊機構，不能採用類似該實施例中氣缸6-10的活塞杆與連杆機構6-7不可分離的驅動結構。

其他結構與實施例1中相同，在此不再重複描述。

實施例3

在本實施例中，與實施例1所不同的是，旋轉平臺上設置有多於兩個的組裝工位，例如可以設置四個、六個等等，這些組裝工位圍繞分度盤的轉軸均勻分布。

旋轉平臺按照預定角速度旋轉，每次轉過兩個相鄰工位之間的夾角角度，在本實施例中小於90度，使得其中一個組裝工位與機械手配合。

如此設計可以提高電池組裝設備的加工能力以及加工效率。

其他結構與實施例1中相同，在此不再重複描述。

實施例4

在本實施例中，與實施例1所不同的是，旋轉平臺旁邊僅設置有一組配合的機械手，該機械手優選三軸機械手，類似第二組機械手，當然還可以採用自由度更高的機械手。

每一個組裝工位上的電芯以及包裝輔料均由該機械手放置，該機械手的動作頻率需要較快才能滿足生產需要。

其他結構與實施例1中相同，在此不再重複描述。

以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，並非用於限定本實用新型的保護範圍。凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護範圍內。