全自動電芯貼膠機的製作方法
2023-10-23 19:06:12 2
專利名稱：全自動電芯貼膠機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電池生產設備技術領域，尤其涉及一種全自動電芯貼膠機，該貼膠機能夠實現電芯的自動定位、切邊、貼啞光膠帶(L型膠)、折啞光膠帶、滴膠、預折邊、燙邊保壓等功能。
背景技術：
新能源環保是未來的主流趨勢，鋰電池是國家極力提倡的新興行業，因此，作為既環保又高科技含量的鋰電池的高效自動化生產具有重要意義。為了防止鋰電池發生安全事故，一般需要把鋰電池側邊鋁塑膜邊緣外露金屬貼上啞光膠，以起到絕緣作用，防止短路的發生，並且需要把側邊翻折90°，使其與主體粘合在 一起，從而保證電池不超寬，保證電池的能量密度。目前，軟包裝鋰電池生產線上的貼膠、包膠等工序大多是人工完成，上料一致性較差，且生產效率和自動化程度低，阻礙了電池整體生產效率的提高和生產成本的降低。有鑑於此，確有必要提供一種聞效的全自動電芯貼I父機，以提聞電芯生廣線的上料一致性和自動化程度、降低產品上市周期和生產成本。
實用新型內容本實用新型的目的在於針對現有技術的不足，而提供一種高效的全自動電芯貼膠機，以提高電芯生產線的上料一致性和自動化程度、降低產品上市周期和生產成本。為了達到上述目的，本實用新型採用如下技術方案一種全自動電芯貼膠機，所述貼膠機包括機械部分和用於驅動所述機械部分的控制部分，所述控制部分包括傳感器和可編程邏輯控制器(PLC)，所述機械部分包括主治具回流模塊和分別與所述主治具回流模塊連接的左側燙邊保壓治具回流模塊以及右側燙邊保壓治具回流模塊。所述燙邊保壓回流模塊共含有三個回流夾具，夾具在方型環槽內做往復運動，目的是加快前面電芯側邊膠水的凝固時間。所述該模塊的回流夾具的一端夾具電芯側邊端夾具塊都含有加熱保溫功能。作為本實用新型全自動電芯貼膠機的一種改進，所述主治具回流模塊包括並排設立的主治具循環系統和治具回流槽。主治具回流模塊通過同步帶機構驅動，同步帶靠步進電機輸送動力。在治具上同步帶端，同步帶要稍低於治具回流槽頂面；在治具下同步帶端，同步帶要稍高於治具回流槽頂面。所有治具在特定的治具回流槽採用滑動運動，每做完一個工序轉換一個工位，直至做完所有工序。而定位治具則通過治具循環系統回到最初狀態，實現治具的連續循環的目的。作為本實用新型全自動電芯貼膠機的一種改進，所述治具回流槽和主治具循環系統之間依次設有定位機構、電芯右側定位放置工位、電芯右側切邊工位、電芯右側貼膠機構、電芯右側側面折膠機構、電芯右側端面折膠機構、電芯右側滴膠機構、電芯右側燙邊保壓機構、電芯左側定位放置工位、電芯左側切邊工位、電芯左側貼膠機構、電芯左側側面折膠機構、電芯左側端面折膠機構、電芯左側滴膠機構、電芯左側燙邊保壓工位和出料拉帶。作為本實用新型全自動電芯貼膠機的一種改進，所述定位機構包括導向板、分別設置在所述導向板上的放料拉帶和定位拉帶、和分別設置在所述導向板兩側的前後預定位機構、前後精確定位機構，所述電芯右側切邊工位位於放料拉帶和定位拉帶之間。作為本實用新型全自動電芯貼膠機的一種改進，所述電芯右側貼膠機構和電芯左側貼膠機構均包括膠紙支撐機構、依次位於所述膠紙支撐機構下方的過渡輥、第一膠紙定位機構、調節裝置和拉料輪，以及依次位於膠紙支撐機構下方的取膠與貼膠機械手、輔助取膠機械手、移動機構和第二膠紙定位機構。雙面劈尖剝基材的取啞光膠方式大大降低了取膠時出現氣泡、起皺等缺陷。啞光膠形式為L型膠，這與現行的貼一型膠也有一定的改進，進一步降低了端面漏金屬的風險性。作為本實用新型全自動電芯貼膠機的一種改進，所述電芯右側側面折膠機構和電芯左側側面折膠機構均包括相互匹配的下壓機構、上頂機構以及位於所述下壓機構、上頂機構後部的楔形塊，所述下壓機構上設有真空吸嘴。 作為本實用新型全自動電芯貼膠機的一種改進，所述電芯右側滴膠機構和電芯左側滴膠機構均包括點膠頭、用於移動點膠頭的點膠頭移動裝置和位於所述點膠頭下方的千分尺調節裝置，以及位於所述千分尺調節裝置下方的折邊機構。所述自動滴膠機構將成熟的點膠機技術運用到電池行業。該機構採用空氣壓力控制針頭出膠量，針筒前後運動位置靠伺服電機控制，針筒上下運動位置靠氣缸控制。滴膠工藝相對雙面膠工藝而言，避免了電芯超寬的風險性，是鋰電池行業工藝的一大進步。也使電芯實現了人工操作到機械自動化的轉化，大大提高產能與降低生產成本。作為本實用新型全自動電芯貼膠機的一種改進，所述電芯右側滴膠機構和電芯左側定位放置工位之間設有第一運料機械手。作為本實用新型全自動電芯貼膠機的一種改進，所述電芯左側定位放置工位和電芯左側切邊工位之間設有第二運料機械手。作為本實用新型全自動電芯貼膠機的一種改進，所述電芯左側滴膠機構側邊設有第三運料機械手，所述定位機構側邊設有第四運料機械手。機械手靠氣缸、吸盤作為動力源，負責搬運電芯，實現整機自動化的連續性。相對於現有技術，本實用新型自動貼膠機有三個比較明顯的優點一是設備兼容性強，能兼容多種規格產品，而且實現兼容時更換和調試的機構很少，更換品種時間短；二是該貼膠機能夠實現電芯的自動定位、切邊、貼啞光膠帶(L型膠)、折啞光膠帶、滴膠、預折邊、燙邊保壓等功能,一次定位完成電芯同一側的所有工序,這樣定位精度高，且避免了重複定位；三是工序細化，從而提高了產能，同時簡化了設備機構，方便了設備維護管理，而且，本實用新型實現了自動化，大大提高了產能與速度，降低了生產成本。
以下結合附圖
和具體實施方式
，對本實用新型及其有益技術效果進行詳細說明，其中[0025]圖I是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型中定位機構的俯視圖；圖3是本實用新型中貼膠機構的主視圖；圖4是本實用新型中電芯側面折膠機構的主視圖；圖5是本實用新型中電芯側面折膠機構的側視圖；圖6是本實用新型中滴膠機構的主視圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型一種全自動電芯貼膠機，所述貼膠機包括機械部分和用於驅動所述機械部分的控制部分，所述控制部分包括傳感器和可編程邏輯控制器(PLC)，所 述機械部分包括主治具回流模塊26和分別與所述主治具回流模塊26連接的左側燙邊保壓治具回流模塊27以及右側燙邊保壓治具回流模塊28。燙邊保壓回流模塊共含有三個回流夾具，夾具在方型環槽內做往復運動，目的是加快前面電芯側邊膠水的凝固時間。所述該模塊的回流夾具的一端夾具電芯側邊端夾具塊都含有加熱保溫功能。其中，所述主治具回流模塊26包括並排設立的主治具循環系統22和治具回流槽25。主治具回流模塊26通過同步帶機構驅動，同步帶靠步進電機輸送動力。在治具上同步帶端，同步帶要稍低於治具回流槽25頂面；在治具下同步帶端，同步帶要稍高於治具回流槽25頂面。所有治具在特定的治具回流槽25採用滑動運動，每做完一個工序轉換一個工位，直至做完所有工序。而定位治具則通過治具循環系統回到最初狀態，實現治具的連續循環的目的。所述治具回流槽25和主治具循環系統22之間的側邊依次設有定位機構2、電芯右側定位放置工位4、電芯右側切邊工位5、電芯右側貼膠機構6、電芯右側側面折膠機構7、電芯右側端面折膠機構8、電芯右側滴膠機構9、電芯右側燙邊保壓機構11、電芯左側定位放置工位12、電芯左側切邊工位14、電芯左側貼膠機構15、電芯左側側面折膠機構16、電芯左側端面折膠機構17、電芯左側滴膠機構18、電芯左側燙邊保壓工位20和出料拉帶23，以上部件均安裝在機架24上。如圖2所示，所述定位機構包括導向板29、分別設置在所述導向板29上的放料拉帶30和定位拉帶31、和分別設置在所述導向板29兩側的前後預定位機構32、前後精確定位機構33,所述電芯右側切邊工位位5於放料拉帶30和定位拉帶31之間。如圖3所示，所述電芯右側貼膠機構6和電芯左側貼膠機構15均包括膠紙支撐機構34、依次位於所述膠紙支撐機構34下方的過渡棍35、第一膠紙定位機構36、調節裝置37和拉料輪38，以及依次位於膠紙支撐機構34下方的取膠與貼膠機械手39、輔助取膠機械手40、移動機構51和第二膠紙定位機構41。如圖4和圖5所示，所述電芯右側側面折膠機構7和電芯左側側面折膠機構16均包括相互匹配的下壓機構42、上頂機構43以及位於所述下壓機構42、上頂機構43後部的楔形塊44，所述下壓機構42上設有真空吸嘴45。如圖6所示，所述電芯右側滴膠機構9和電芯左側滴膠機構18均包括點膠頭46、用於移動點膠頭46的點膠頭移動裝置47和位於所述點膠頭46下方的千分尺調節裝置48，以及位於所述千分尺調節裝置48下方的折邊機構53。。所述自動滴膠機構將成熟的點膠機技術運用到電池行業。該機構採用空氣壓力控制針頭出膠量，針筒前後運動位置靠伺服電機控制，針筒上下運動位置靠氣缸控制。滴膠工藝相對雙面膠工藝而言，避免了電芯超寬的風險性，是鋰電池行業工藝的一大進步。也使電芯實現了人工操作到機械自動化的轉化，大大提高產能與降低生產成本。所述電芯右側滴膠機構9和電芯左側定位放置工位12之間設有第一機械手10。所述電芯左側定位放置工位12和電芯左側切邊工位14之間設有第二機械手13。所述電芯左側滴膠機構側邊設有第三運料機械手19，所述定位機構側邊設有第四運料機械手50，機械手靠氣缸、吸盤作為動力源，負責搬運電芯，實現整機自動化的連續性。本實用新型的工作原理是請參閱圖I和圖2，首先人工先把電芯放在放料拉帶30上，感應裝置感應電芯到位後放料拉帶30停止，通過第四運料機械手50 (包括X、Y、Z三個方向)把電芯放到定位拉帶·31上。通過前後精確定位機構33把電池定好位後，由第四運料機械手50把電芯放到電芯右側定位放置工位4上的帶夾緊機構的通用治具上，然後治具夾緊電芯。接著由主治具循環系統22上的推料氣缸裝置推動帶有電芯的治具在治具回流槽25內作直線運動，到達電芯右側切邊工位5上進行精切電池右側邊，之後循環治具流到序號電芯右側貼膠機構6，電芯貼黑色啞光膠。貼好啞光膠後，循環治具流到電芯右側側面折膠機構7上進行側邊折膠，完成後流到電芯右側端面折膠工位8進行端面折膠。緊接著流到電芯右側滴膠機構9進行側邊滴膠以及預熱，然後治具鬆開，第一運料機械手10把電芯放到電芯右側燙邊保壓工位11上的燙邊保壓治具中夾緊電芯，經過大約8秒鐘的環形循環後，燙邊保壓夾具鬆開電芯，由第二運料機械手13把電芯放到電芯左側定位放置工位12上的帶夾緊機構的通用治具上夾緊定位，接著由主治具循環系統22上的推料氣缸裝置推動帶有電芯的治具在治具回流槽25內作直線運動，到達電芯左側切邊工位14上進行精切電池左側邊，之後循環治具流到電芯左側貼膠機構15上電芯貼黑色啞光膠。貼好啞光膠後，循環治具流到電芯左側側面折膠工位16上進行側邊折膠，完成後流到電芯左側端面折膠工位17進行端面折膠。緊接著流到電芯左側滴膠機構18進行側邊滴膠以及預熱，然後夾緊治具鬆開。之後的動作分開兩步同時走，一步是由主治具循環系統22上的拉料氣缸裝置將通用治具拉到同步帶上實現通用治具循環回流；另一步是由第三運料機械手19把電芯放到電芯左側燙邊保壓工位20上的燙邊保壓治具中夾緊電芯，經過大約8秒鐘的環形循環後，燙邊保壓夾具鬆開電芯，由出料機械手21把全部工序都做好的電芯放到出料拉帶23上流走。以上就完成了從頭到尾的一個動作循環。其中，定位機構動作順序如下請參閱圖2，首先人工先把電芯放在放料拉帶30上，在拉帶送料過程中通過導向板29對電芯進行導向，當感應裝置感應電芯到位後PLC發出指令，讓序號放料拉帶30停止運行，然後前後預定位機構32同時動作進行電芯預定位，接著拉帶間的第四運料機械手50把預定位好的電芯放到定位拉帶31的初始狀態時運動的預定位置上，電池極耳邊與電芯右側切邊工位接觸，感應裝置感應電芯到位後PLC發出指令，定位拉帶31停止運動，前後精確定位機構33同時動作進行電芯定位，然後由第四運料機械手50把電芯放到電池右側定位放置工位4上進行最終定位。貼膠機構動作順序[0045]請參閱圖3，首先，在整個動作過程中，左右兩個拉料輪38始終做反方向的運動(因為它們中各裝有一個限扭矩的彈簧機構，能夠使它們在電機的作用下始終做旋轉運動，當第二膠紙定位機構41夾緊時它們也在旋轉，但此時基材52不會被收入)。送膠時，第一膠紙定位機構36鬆開，第二膠紙定位機構41夾緊，移動機構51上的劈尖帶動膠順著過渡棍35 (共10個)帶向右移動，移動長度為一根啞光膠帶的長度(此時啞光膠帶在真空的吸嘴正下方約5-10mm處)。一邊送膠，調節裝置37不停地上下運動，調節張力，防止膠帶變型。取膠時，第一膠紙定位機構36夾緊，當第二膠紙定位機構41鬆開，取膠與貼膠機械手39的執行機構向下移動，真空的吸嘴下表面貼在啞光膠帶上吸住；輔助取膠機械手40的小滾輪將啞光膠帶壓在真空的吸嘴上，壓力作用點為離啞光膠帶右側約3-4mm處(實際的位置可以根據需要來調節)。完成上述動作以後，第一膠紙定位機構36夾緊，第二膠紙定位機構41鬆開，移動 機構51上的劈尖以某一速度向右移動，移動的距離為一根啞光膠帶的長度。至此，完成了取膠動作。貼膠完成了取膠動作後，取膠與貼膠機械手39的執行末端先向前移動一段距離，再向下移動一段距離，從而到達電池相應的貼膠部位進行貼膠。側面折膠機構動作順序 請參閱圖4和圖5，本折膠機構主要由楔形塊44、下壓機構42與上頂機構43組成，共同完成側面折膠動作。下壓機構42中的真空吸嘴42在氣缸的推力下向下運動，將帶有一微型凸臺的真空吸嘴42的下表面貼在貼有啞光膠帶的電池鋁塑膜上表面。上頂機構43中的壓塊在氣缸的推力下向上運動，將貼有啞光膠帶的鋁塑膜壓在真空吸嘴45的下表面上，此時，真空吸盤將上表面吸住。上頂機構43中的壓塊在下壓機構42中的氣缸作用下向下收回，楔形塊44在氣缸的推力作用下斜向上運動，將啞光膠帶貼在電池的下側。最後，楔形塊44在氣缸的推力作用下收回，上頂機構43中的壓塊在氣缸的推力下向上運動，再次將鋁塑膜壓緊。至此，完成了整個折膠動作。至此至終，楔形塊44在氣缸的推力作用、以及彈簧力作用下始終沿著折膠軌跡曲面做柔性折膠往復動作。滴膠機構動作順序請參閱圖6，動作流程主要有點膠與預折邊兩個動作點膠針對不同產品型號，Y方向通過調節千分尺調節裝置48確定滴膠上方的正確位置；當感應有料時，PLC發出指令驅動點膠頭46中的可調行程氣缸往下運動，在點膠頭移動機構47的驅動下完成滴膠動作，然後復位。預折邊滴膠完畢後，折邊機構53中的折邊熱楔形塊在氣缸的帶動下沿著滑槽做軌跡運動，完成預折邊動作。加熱溫度在0到200°C內可調節。總之，本實用新型全自動電芯貼膠機，是結合新型的貼U型膠以及滴快幹膠水而特別設計的，整機採用一次定位方式，治具循環回流的作業方式，把以前較複雜的單工位分解成兩個以上的簡單工位，動作簡單化，產能也提升了一個檔次。對比以往設備，把三合一設備與包膠設備集成到同一臺設備中，在一定程度上節約了空間與成本。相對於現有技術，本實用新型自動貼膠機有三個比較明顯的優點一是設備兼容性強，能兼容多種規格產品，而且實現兼容時更換和調試的機構很少，更換品種時間短；二是一次定位完成電芯同一側的所有工序，這樣定位精度高，且避免了重複定位；三是工序細化，從而提高了產能，同時簡化了設備機構，方便了設備維護管理。需要說明的是，根據上述說明書的揭示和闡述，本實用新型所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本實用新型並不局限於上面揭示和描述的具體實施方式
，對本實用新型的一些等同修改和變更也應當在本實用新型的權利要求的保護範圍內。此外，儘管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，並不對本實用新型構成任何限制。
權利要求1.一種全自動電芯貼膠機，其特徵在於所述貼膠機包括機械部分和用於驅動所述機械部分的控制部分，所述控制部分包括傳感器和可編程邏輯控制器(PLC)，所述機械部分包括主治具回流模塊和分別與所述主治具回流模塊連接的左側燙邊保壓治具回流模塊以及右側燙邊保壓治具回流模塊。
2.根據權利要求I所述的全自動電芯貼膠機，其特徵在於所述主治具回流模塊包括並排設立的主治具循環系統和治具回流槽。
3.根據權利要求2所述的全自動電芯貼膠機，其特徵在於所述治具回流槽和主治具循環系統之間依次設有定位機構、電芯右側定位放置工位、電芯右側切邊工位、電芯右側貼膠機構、電芯右側側面折膠機構、電芯右側端面折膠機構、電芯右側滴膠機構、電芯右側燙邊保壓機構、電芯左側定位放置工位、電芯左側切邊工位、電芯左側貼膠機構、電芯左側側面折膠機構、電芯左側端面折膠機構、電芯左側滴膠機構、電芯左側燙邊保壓工位和出料拉帶。
4.根據權利要求3所述的全自動電芯貼膠機，其特徵在於所述定位機構包括導向板、分別設置在所述導向板上的放料拉帶和定位拉帶、和分別設置在所述導向板兩側的前後預定位機構、前後精確定位機構，所述電芯右側切邊工位位於放料拉帶和定位拉帶之間。
5.根據權利要求3所述的全自動電芯貼膠機，其特徵在於所述電芯右側貼膠機構和電芯左側貼膠機構均包括膠紙支撐機構、依次位於所述膠紙支撐機構下方的過渡輥、第一膠紙定位機構、調節裝置和拉料輪，以及依次位於膠紙支撐機構下方的取膠與貼膠機械手、輔助取膠機械手、移動機構和第二膠紙定位機構。
6.根據權利要求3所述的全自動電芯貼膠機，其特徵在於所述電芯右側側面折膠機構和電芯左側側面折膠機構均包括相互匹配的下壓機構、上頂機構以及位於所述下壓機構、上頂機構後部的楔形塊，所述下壓機構上設有真空吸嘴。
7.根據權利要求3所述的全自動電芯貼膠機，其特徵在於所述電芯右側滴膠機構和電芯左側滴膠機構均包括點膠頭、用於移動點膠頭的點膠頭移動裝置和位於所述點膠頭下方的千分尺調節裝置，以及位於所述千分尺調節裝置下方的折邊機構。
8.根據權利要求3所述的全自動電芯貼膠機，其特徵在於所述電芯右側滴膠機構和電芯左側定位放置工位之間設有第一運料機械手。
9.根據權利要求3所述的全自動電芯貼膠機，其特徵在於所述電芯左側定位放置工位和電芯左側切邊工位之間設有第二運料機械手。
10.根據權利要求3所述的全自動電芯貼膠機，其特徵在於所述電芯左側滴膠機構側邊設有第三運料機械手，所述定位機構側邊設有第四機械手。
專利摘要本實用新型屬於電池生產設備技術領域，尤其涉及一種全自動電芯貼膠機，貼膠機包括機械部分和用於驅動機械部分的控制部分，控制部分包括傳感器和可編程邏輯控制器，機械部分包括主治具回流模塊、驅動電機和分別與主治具回流模塊連接的左側燙邊保壓治具回流模塊以及右側燙邊保壓治具回流模塊。相對於現有技術，本實用新型設備兼容性強，能兼容多種規格產品，而且實現兼容時更換和調試的機構很少，更換品種時間短；能夠實現電芯的自動定位、切邊、貼啞光膠帶(L型膠)、折啞光膠帶、滴膠、預折邊、燙邊保壓等功能，一次定位完成電芯同一側的所有工序，這樣定位精度高，且避免了重複定位。
文檔編號H01M10/058GK202585649SQ20122011604
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月26日 優先權日2012年3月26日
發明者李雄成, 駱先禮 申請人:寧德新能源科技有限公司, 東莞新能源科技有限公司