电池注氦设备

技术领域

本发明属于电池注氦技术领域，尤其涉及一种电池注氦设备。

背景技术

向锂电池内注入规定种类和规定容量电解液的工序简称注液，注液是电池建立化学体系的需要。注液分为电池壳体成型后的第一次注液（简称一注）和化成后的第二次注液（简称二注，又称补液），第二次注液完成后，还需要向电池注入氦气，紧接着打入密封钉，完成整个注液流程。

注氦是利用气压差，将氦气注入电池内部，在注氦前，需要将电池内部抽真空，在注氦后，需要立即将预打的密封钉打到底以彻底密封电池注液孔。

为此，我们开发自动化电池注氦设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池注氦设备，其可以在电池二次注液后，自动完成电池的密封钉有无检测、注氦上料、注氦、打钉、注氦下料、电池注液口清洁、密封钉高度检测、扫码称重、合格品挑选以及出料。

本发明是这样实现的，一种电池注氦设备，包括密封钉有无检测拉带、密封钉有无检测装置、注氦上料拉带、注氦搬运装置、注氦移载装置、注氦装置、注氦管道系统、注氦残液回收装置、注氦下料拉带、注氦后清洁拉带、注氦后清洁装置、密封钉高度检测拉带、密封钉高度检测装置、注氦后称重扫码装置、注氦后称重出料拉带、电池出料换料拉带、出料NG拉带、出料搬运装置以及出料拉带；

所述密封钉有无检测拉带用于接收来料电池；

所述密封钉有无检测装置位于所述密封钉有无检测拉带上方，用于检测电池的注液口是否压入有密封钉；

所述注氦上料拉带对接所述密封钉有无检测拉带，用于接收经密封钉有无检测后的电池；

所述注氦搬运装置用于将电池从注氦上料拉带搬运至所述注氦移载装置上，以及将注氦后的电池从所述注氦移载装置上搬运至所述注氦下料拉带；

所述注氦移载装置位于所述注氦搬运装置下方，用于将电池输送至所述注氦装置下方供注氦；

所述注氦装置包括注氦装置支架、注氦底座、注氦机构和注氦接残液机构，用于对电池抽真空、注氦和打钉；

所述注氦管道系统包括注氦管道组、真空管道组、氦气管道组和废气管道组，所述真空管道组和所述注氦管道组与所述注氦机构的注氦嘴连接，所述氦气管道组与所述注氦管道组连接以提供氦气，当所述注氦嘴与电池的注液口对接后，所述真空管道组能将电池内部抽真空，所述注氦管道组能向电池充入氦气；所述废气管道组的进气口临近注氦嘴，当所述注氦嘴被吹残液时，所述废气管道组用于抽走所述注氦嘴上残留电解液挥发出来的电解液气；

所述注氦下料拉带对接所述注氦搬运装置，用于输送电池至所述注氦后清洁拉带；

所述注氦后清洁拉带用于输送电池至所述注氦后清洁装置；

所述注氦后清洁装置位于所述注氦后清洁拉带上方，用于清洁注氦后的电池的注液口；

所述密封钉高度检测拉带对接所述注氦后清洁拉带，用于接收从所述注氦后清洁拉带输送来的电池，并将电池输送至所述密封钉高度检测装置下方；

所述密封钉高度检测装置用于检测密封钉凸出电池注液孔顶面的高度，以判断密封钉压入深度是否合格；

所述注氦后称重扫码装置用于接收所述密封钉高度检测拉带输送来的电池，并对电池进行扫码和称重，以判断注液量是否合格；

所述注氦后称重出料拉带对接所述注氦后称重扫码装置，用于接收经扫码和称重的电池；

所述电池出料换料拉带用于挑出密封钉高度不合格和注液重量不合格的电池，供所述出料搬运装置补齐整组合格电池；

所述出料NG拉带用于接收暂存所述出料搬运装置搬运来的密封钉高度不合格和注液重量不合格的电池；

所述出料搬运装置位于所述注氦后称重出料拉带、所述注氦后称重出料拉带和所述出料NG拉带上方，用于将称重后的电池搬运至所述电池出料换料拉带；以及将所述电池出料换料拉带上挑出的不合格的电池搬运至所述出料NG拉带，再将合格电池搬出至合格电池暂存处或从合格电池暂存处搬入合格电池补足所述电池出料换料拉带的整组合格电池，和将整组合格电池搬至所述出料拉带；

所述出料拉带对接所述注氦后称重出料拉带，用于将整组合格电池向外输出。

本发明的有益效果在于：

本发明的电池注氦设备，密封钉有无检测装置能检测电池上有无压入密封钉，注氦搬运装置能搬运电池上下料，注氦移载装置能将电池输送到注氦工位，注氦装置包括注氦装置支架、注氦底座、注氦机构和接残液机构，注氦管道系统能提供真空气和氦气，注氦机构能给电池抽真空、注氦和打钉，接残液机构可将残留在注氦嘴上的电解液吹进接残液容器，注氦管道系统的废气管道组能抽走注氦嘴上残留电解液挥发出来的电解液气，注氦后清洁装置能清洁注氦后的电池的注液口，密封钉高度检测装置能检测密封钉凸出电池注液孔顶面的高度，以判断密封钉压入深度是否合格，注氦后称重扫码装置能对电池进行扫码和称重，以判断注液量是否合格，电池出料换料拉带用于挑出密封钉高度不合格和注液重量不合格的电池，供出料搬运装置补齐整组合格电池，出料NG拉带能接收暂存密封钉高度不合格和注液重量不合格的电池，出料搬运装置能从电池出料换料拉带将合格电池搬出至合格电池暂存处或从合格电池暂存处搬入合格电池补足为整组合格电池，将不合格的电池搬运至出料NG拉带，以及将整组合格电池搬运至出料拉带，出料拉带能将整组合格电池输出。可见，本发明的电池注氦设备实现了电池密封钉有无检测、注氦上料、注氦、打钉、注氦下料、电池注液口清洁、密封钉高度检测、扫码称重、合格品挑选以及出料的自动化，注氦效率高。

附图说明

图1是一种电池注氦设备的结构示意图；

图2是一种密封钉有无检测拉带和密封钉有无检测装置的结构图；

图3是一种密封钉有无检测装置的结构图；

图4是一种密封钉有无检测拉带和注氦上料拉带的结构图；

图5是一种注氦搬运装置、注氦移载装置、注氦装置和注氦管道系统的结构图；

图6是一种注氦搬运装置的结构图；

图7是一种注氦移载装置的结构图；

图8是图7所示注氦移载装置另一视角的结构图；

图9是一种电池夹具的结构图；

图10是图9所示电池夹具的分解结构图；

图11是一种注氦装置支架的结构图；

图12是一种注氦装置的结构图；

图13是图12所示注氦装置另一视角的结构图；

图14是一种注氦单元的结构图；

图15是一种注氦底座和接残液机构的结构图；

图16是一种注氦管道系统的结构图；

图17是一种注氦残液回收装置的结构图；

图18是图1所示电池注氦设备中注氦后相关装置的结构图；

图19是一种电池出料换料拉带的电池载具处于整组电池上下料工位的结构图；

图20是一种电池出料换料拉带中的一个电池载具移动至单个电池分拣工位的结构图。

附图标识说明：

10、电池；

100、密封钉有无检测拉带；

200、密封钉有无检测装置；210、密封钉有无检测支架；220、密封钉有无检测竖向调节机构；221、竖向调节驱动件；222、竖向调节滑组；223、竖向调节滑板；224、高度指针；225、高度刻度尺；230、密封钉有无检测横向调节机构；240、横向调节滑板；250、密封钉有无检测相机；

300、注氦上料拉带；

400、注氦搬运装置；410、注氦搬运支架；420、上料机械手平移驱动模组；430、上料机械手；440、下料机械手平移驱动模组；450、下料机械手；

500、注氦移载装置；510、注氦移载底座；520、电池夹具平移驱动机构；521、电池夹具平移驱动件；522、电池夹具平移传动件；530、电池夹具；531、电池夹具底板；532、电池固定夹钳安装架；533、电池固定夹钳；5331、电池固定夹钳钳口；535、电池活动夹钳安装板；536、电池活动夹钳；5361、电池活动夹钳钳口；538、电池装夹口；539、电池托板；53a、一级宽度调节组件；53a1、一级宽度调节滑组；53a2、一级宽度调节滑板；53a3、一级宽度调节弹簧；53a4、一级宽度调节弹簧挡块；53b、二级宽度调节组件；53b1、二级宽度调节滑组；53b2、二级宽度调节弹簧；53b3、二级宽度调节弹簧挡板；

600、注氦装置；600A、注氦装置支架；610、注氦底座；620、注氦机构；621、注氦支架；622、注氦升降驱动件；623、注氦升降滑组；624、注氦升降滑板；625、注氦升降限位感应片；626、注氦升降限位感应器；628、注氦单元；6281、注氦单元安装板；6282、注氦嘴升降驱动件；6283、注氦嘴升降滑组；6284、注氦嘴升降滑架；6285、注氦驱动件；6286、注氦滑组；6287、注氦滑块；6288、注氦打钉头；6289、打钉杆；628a、注氦嘴；628b、真空气接口；628c、注氦打钉限位件；630、接残液机构；631、接残液进退驱动件；632、接残液进退滑组；633、接残液容器安装板；634、接残液容器；635、接残液嘴；636、气接头；637、残液出口；

700、注氦管道系统；710、真空管道组；720、注氦管道组；730、氦气管道组；740、废气管道组；

800、注氦残液回收装置；810、残液回收罐；820、残液流出管道；

900、注氦下料拉带；

1000、注氦后清洁拉带；

1100、注氦后清洁装置；

1200、密封钉高度检测拉带；

1300、密封钉高度检测装置；

1400、注氦后称重扫码装置；

1500、注氦后称重出料拉带；

1600、出料拉带；

1700、出料NG拉带；

1800、出料搬运装置；

1900、电池出料换料拉带；1910、换料拉带支架；1920、换料拉带平台；1930、换料单元；1931、电池载具驱动件；1932、电池载具滑组；1933、电池载具；1934、电池载具定位件；1935、料感。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参看图1，示出了本实施例提供的一种电池注氦设备，包括密封钉有无检测拉带100、密封钉有无检测装置200、注氦上料拉带300、注氦搬运装置400、注氦移载装置500、注氦装置600、注氦管道系统700、注氦残液回收装置800、注氦下料拉带900、注氦后清洁拉带1000、注氦后清洁装置1100、密封钉高度检测拉带1200、密封钉高度检测装置1300、注氦后称重扫码装置1400、注氦后称重出料拉带1500、电池出料换料拉带1900、出料NG拉带1700、出料搬运装置1800以及出料拉带1600。

密封钉有无检测拉带100用于接收来料电池10。

密封钉有无检测装置200位于密封钉有无检测拉带100上方，用于检测电池10的注液口是否压入有密封钉。

具体地，请参看图2及图3，密封钉有无检测装置200包括密封钉有无检测支架210、密封钉有无检测竖向调节机构220、密封钉有无检测横向调节机构230以及密封钉有无检测相机250。

密封钉有无检测竖向调节机构220包括竖向调节驱动件221、竖向调节滑组222以及竖向调节滑板223，竖向调节驱动件221和竖向调节滑组222的滑轨固定在密封钉有无检测支架210上，竖向调节滑板223固定在竖向调节驱动件221的输出端和竖向调节滑组222的滑块上；转动竖向调节驱动件221能带动竖向调节滑板223沿竖向调节滑组222的滑轨竖向滑动。于本实施例中，竖向调节驱动件221为手动转轮，工人可手动旋转使其转动；竖向调节驱动件221转动过程中，转变为竖向调节滑板223的竖向位移；竖向调节滑板223的侧面固定有高度指针224，密封钉有无检测支架210上固定有高度刻度尺225，通过观测高度指针224对应高度刻度尺225的数值，了解当前密封钉有无检测相机250的竖向位移量。

进一步地，密封钉有无检测横向调节机构230包括横向调节驱动件、横向调节滑组以及横向调节滑板240，横向调节驱动件和横向调节滑组的滑轨水平固定在竖向调节滑板223上，横向调节滑板240固定在横向调节驱动件的输出端和横向调节滑组的滑块上，密封钉有无检测相机250固定在横向调节滑板240上，横向调节驱动件能带动横向调节滑板240沿横向调节滑组的滑轨水平滑动；密封钉有无检测相机250用于采集电池顶部注液口位置的图像，以通过图像识别检测出电池10上有无压入密封钉。

请参看图4，注氦上料拉带300对接密封钉有无检测拉带100，用于接收经密封钉有无检测后的电池10。

请参看图5，注氦搬运装置400用于将电池10从注氦上料拉带300搬运至注氦移载装置500上，以及将注氦后的电池10从注氦移载装置500上搬运至注氦下料拉带900。

具体地，请参看图6，注氦搬运装置400包括注氦搬运支架410、上料机械手430平移驱动模组420、上料机械手430、下料机械手450平移驱动模组440和下料机械手450。上料机械手平移驱动模组420和下料机械手平移驱动模组440分别水平固定在注氦搬运支架410的横梁的两端上，上料机械手430固定在上料机械手平移驱动模组420的输出端，下料机械手450固定在下料机械手平移驱动模组440的输出端；上料机械手平移驱动模组420能驱动上料机械手430从上料工位搬运电池10至注氦移载装置500上，下料机械手平移驱动模组440能驱动下料机械手450从注氦移载装置500搬运电池10至下料工位。

注氦移载装置500位于注氦搬运装置400下方，用于将电池10输送至注氦装置600下方供注氦。

具体地，请参看图7及图8，注氦移载装置500包括电池移载底座510、两个电池夹具平移驱动机构520和两个电池夹具530；电池夹具平移驱动机构520又包括电池夹具平移驱动件521和电池夹具平移传动件522。电池移载底座510固定在外部机台上，设有位于两端的两个注氦移载上下料工位和居中的作业工位，两个电池夹具平移驱动机构520分别固定在电池移载底座的两端上，其中电池夹具平移驱动件521固定在电池移载底座510的一端上，电池夹具平移传动件522的输入端固定在电池夹具平移驱动件521的输出端，两个电池夹具530分别固定在两个电池夹具平移传动件522的输出端，两个电池夹具平移驱动机构520能分别驱动两个电池夹具530沿电池移载底座510的长度方向在注氦移载上下料工位和作业工位间平移。

请参看图9及图10，电池夹具530包括电池夹具底板531、电池固定夹钳安装架532、电池固定夹钳533、电池活动夹钳安装板534和电池活动夹钳536。电池夹具底板531固定在电池夹具平移驱动机构520的输出端，电池固定夹钳安装架532固定在电池夹具底板531上，电池固定夹钳533固定在电池固定夹钳安装架532上，电池活动夹钳安装板534滑动安装在电池夹具底板531上，电池活动夹钳536固定在电池活动夹钳安装板534上。

进一步地，电池夹具530还包括电池托板539、一级宽度调节组件53a和二级宽度调节组件53b。电池固定夹钳533和电池活动夹钳536均位于电池托板539上方，电池固定夹钳533设有电池固定夹钳钳口5331，电池活动夹钳536设有电池活动夹钳钳口5361，电池固定夹钳钳口5331、电池活动夹钳钳口5361和电池托板539之间形成用于装夹电池10的电池装夹口538。

一级宽度调节组件53a和二级宽度调节组件53b用于分级调节电池固定夹钳533和电池活动夹钳536之间的间距，以适应不同尺寸的电池10。具体地，一级宽度调节组件53a包括一级宽度调节滑组53a1、一级宽度调节滑板53a2、一级宽度调节弹簧53a3和一级宽度调节弹簧挡块53a4。二级宽度调节组件53b包括二级宽度调节滑组53b1、二级宽度调节弹簧53b2和二级宽度调节弹簧53b2挡板；一级宽度调节滑组53a1的滑轨和一级宽度调节弹簧挡块53a4均固定在电池夹具底板531上，一级宽度调节滑板53a2固定在一级宽度调节滑组53a1的滑块上，一级宽度调节弹簧53a3夹置在一级宽度调节滑板53a2和一级宽度调节弹簧挡块53a4之间，一级宽度调节弹簧53a3处于压缩状态。

二级宽度调节滑组53b1的滑轨和二级宽度调节弹簧53b2挡板均固定在一级宽度调节滑板53a2上，电池活动夹钳安装板534固定在二级宽度调节滑组53b1的滑块上，二级宽度调节弹簧53b2夹置于电池活动夹钳安装板534和二级宽度调节弹簧53b2挡板之间，二级宽度调节弹簧53b2处于压缩状态。

请参看图11，注氦装置600包括注氦装置支架600A、注氦底座610、注氦机构620和注氦接残液机构630，用于对电池10抽真空、注氦和打钉。

具体地，请参看图12及图13，注氦机构620包括注氦支架621、注氦升降驱动件622、注氦升降滑组623、注氦升降滑板624以及多个注氦单元628。注氦底座610和注氦支架621固定在注氦装置支架600A上，注氦升降驱动件622和注氦升降滑组623的滑轨均竖直固定在注氦支架621上，注氦升降滑板624固定在注氦升降驱动件622的输出端和注氦升降滑组623的滑块上，多个注氦单元628并排竖直固定在注氦升降滑板624上；注氦升降驱动件622能驱动注氦升降滑板624带着多个注氦单元628升降供注氦。

请参看图14，注氦单元628包括注氦驱动件6285、注氦滑组6286、注氦滑块6287、注氦打钉头6288、打钉杆6289、注氦嘴628a和真空气接口628b。注氦滑块6287固定在注氦驱动件6285的输出端以及注氦滑组6286的滑块上，打钉杆6289固定在注氦滑块6287下插入注氦打钉头6288，注氦嘴628a固定在注氦打钉头6288下，真空气接口628b固定在注氦打钉头6288侧面，连通注氦嘴628a；注氦驱动件6285能驱动注氦嘴628a沿着注氦滑组6286的滑轨下降贴住电池10的注液口供抽真空、注氦和打钉。

注氦单元628还包括注氦单元安装板6281、注氦嘴升降驱动件6282、注氦嘴升降滑组6283以及注氦嘴升降滑架6284。注氦单元安装板6281固定在注氦升降滑板624上，注氦嘴升降驱动件6282和注氦嘴升降滑组6283的滑轨均竖直固定在注氦单元安装板6281上，注氦嘴升降滑架6284固定在注氦驱动件6285的输出端和注氦嘴升降滑组6283的滑块上，注氦驱动件6285固定在注氦嘴升降滑架6284上，注氦嘴升降驱动件6282能够驱动注氦嘴升降滑架6284带着注氦驱动件6285及注氦嘴628a沿注氦嘴升降滑组6283的滑轨下降准备抽真空、注氦和打钉。

进一步地，注氦单元628还包括注氦打钉限位件628c，注氦打钉限位件628c固定在注氦嘴升降滑架6284上，对正注氦滑块6287，注氦打钉限位件628c能够限制注氦滑块6287连同打钉杆6289的下降位置，保证注氦后打密封钉到预设的深度位置。

请参看图15，注氦接残液机构630包括接残液进退驱动件631、接残液进退滑组632、接残液容器安装板633、接残液容器634以及多个接残液嘴635。接残液进退驱动件631和接残液进退滑组632的滑轨水平固定在注氦底座610上，接残液容器安装板633固定在接残液进退驱动件631的输出端和接残液进退滑组632的滑块上，接残液容器634固定在接残液容器安装板633上，多个接残液嘴635并排固定在接残液容器634的顶部，并与接残液容器634的内部空腔连通；接残液进退驱动件631能驱动接残液容器634前进，以使各个接残液嘴635运动至与其对应的注氦嘴628a的正下方供接残液；接残液容器634上设有气接头636供通入正压空气吹除注氦嘴628a上的残液，接残液容器634的底部还设有残液出口637供外排收集的电解液。

请参看图16，注氦管道系统700包括注氦管道组720、真空管道组710、氦气管道组730和废气管道组740。真空管道组710和注氦管道组720与注氦嘴628a连接，氦气管道组730与注氦管道组720连接以提供氦气，当注氦嘴628a与电池10的注液口对接后，真空管道组710能将电池10内部抽真空，注氦管道组720能向电池10充入氦气；废气管道组740的进气口临近注氦嘴628a，当注氦嘴628a被吹残液时，废气管道组740用于抽走注氦嘴628a上残留电解液挥发出来的电解液气。

请参看图17，注氦残液回收装置800包括残液回收罐810和残液流出管道820，残液流出管道820的一端与接残液容器634的残液出口637连接，另一端与残液回收罐810连接。

请参看图18，注氦下料拉带900对接注氦搬运装置400，用于输送电池10至注氦后清洁拉带1000；

注氦后清洁拉带1000用于输送电池10至注氦后清洁装置1100。

请参看图18，注氦后清洁装置1100位于注氦后清洁拉带1000上方，用于清洁注氦后的电池10的注液口。

请参看图18，密封钉高度检测拉带1200对接注氦后清洁拉带1000，用于接收从注氦后清洁拉带1000输送来的电池10，并将电池10输送至密封钉高度检测装置1300下方。

请参看图18，密封钉高度检测装置1300用于检测密封钉凸出电池10注液孔顶面的高度，以判断密封钉压入深度是否合格。

请参看图18，注氦后称重扫码装置1400用于接收密封钉高度检测拉带1200输送来的电池10，并对电池10进行扫码和称重，以判断注液量是否合格；

请参看图18，注氦后称重出料拉带1500对接注氦后称重扫码装置1400用于接收经扫码和称重的电池10。

请参看图18，电池出料换料拉带1900用于挑出密封钉高度不合格和注液重量不合格的电池10，供出料搬运装置1800补齐整组合格电池10。

请参看图18，出料NG拉带1700用于接收暂存出料搬运装置1800搬运来的密封钉高度不合格和注液重量不合格的电池10。

请参看图18，出料搬运装置1800位于注氦后称重出料拉带1500和出料NG拉带1700上方，用于将称重后的电池10搬运至电池出料换料拉带1900；以及将电池出料换料拉带1900上挑出的不合格的电池10搬运至出料NG拉带1700，再将合格电池10搬出至合格电池暂存处或从合格电池暂存处搬入合格电池10补足电池出料换料拉带1900的整组合格电池10，和将整组合格电池10搬至出料拉带1600。

请参看图18，出料拉带1600对接注氦后称重出料拉带1500，用于将整组合格电池10向外输出。

请参看图19及图20，电池出料换料拉带1900包括换料拉带支架1910、换料拉带平台1920以及多个换料单元1930；每个换料单元1930均包括电池载具驱动件1931、电池载具滑组1932和电池载具1933。换料拉带平台1920固定在换料拉带支架1910顶部，换料拉带平台1920两端均设有突出的端板，多个换料单元1930并排设置在换料拉带平台1920上，其中，电池载具驱动件1931水平固定在换料拉带平台1920一端的端板上，电池载具滑组1932的滑轨水平固定在换料拉带平台1920上，电池载具1933固定在电池载具驱动件1931的输出端和电池载具滑组1932的滑块上，电池载具1933用于存放电池，换料拉带平台1920靠近电池载具驱动件1931的一端为整组电池上下料工位，另一端为单个电池剔出和换料的单个电池分拣工位，电池载具驱动件1931能独立驱动与其输出端固定的电池载具1933由整组电池上下料工位移动至单个电池分拣工位。

综上所述，本实施例的电池注氦设备实现了电池密封钉有无检测、注氦上料、注氦、打钉、注氦下料、电池注液口清洁、密封钉高度检测、扫码称重、合格品挑选以及出料的自动化，注氦效率高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。