自动包装电池的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种自动包装电池的系统和方法，具体地，涉及一种对电池进行自动挂卡式包装的系统和方法，更具体地，涉及一种在包装电池的过程中将吸塑工序和啤线工序自动连接的系统和方法。

背景技术

单体电池生产完成后，需要将单节或多节电池进行挂卡式包装，而挂卡式包装主要包括吸塑工序和啤线工序。

目前，一般常用的挂卡式包装方法包括:先由独立车间加工好吸塑罩，将要吸塑的电池手工放入吸塑罩内；然后将其放到转盘式手动吸塑机模具内，手动将卡纸放在罩面上，并手动转动转盘到预定位置进行热压吸塑；然后再手动将电池从模具中取出；接着，收集已吸塑的装有电池的挂卡通过手动将整个挂卡放进啤线机压制啤线，压制好啤线后再经过手动取出成品。

上述传统的电池挂卡式包装方法需要多个工序、多个设备或多条生产线才能实现，因此，会造成包装用设备数量多、占地面积大、运行及维护成本高的问题；同时，上述方法中多处需要人工操作才能完成(例如，将要吸塑的电池手工放入吸塑罩内、将其放到转盘式手动吸塑机模具内、手动将卡纸放在罩面上、手动转动转盘到预定位置、手动将电池从模具中取出、手动将整个挂卡放进啤线机、啤线完成后再经过手动取出)，因此，也存在生产效率低、劳动强度大、生产成本高、而且包装精度低且不稳定的问题，此外，人手多次接触电池会造成电池的污染。

发明内容

因此，本发明要解决的一个技术问题是：提供一种生产效率更高、自动化程度高、稳定性更高、准确度更高的电池包装系统和方法。

在一个实施方式中，本发明涉及一种自动包装电池的系统，所述系统包括：用于将电池放入预备的吸塑罩的电池馈送装置，卡纸置放装置，用于对卡纸和吸塑罩进行吸塑的吸塑装置，用于对吸塑后的挂卡装电池进行压线的压线装置以及转盘机；其中，所述电池馈送装置、所述卡纸置放装置、所述吸塑装置和所述压线装置围绕转盘机的链条依次排列并分别自动完成电池的馈送、放卡纸、吸塑和压线。

作为优选，所述电池馈送装置包括第一光纤电眼、带有托盘的托盘槽、机械手和平面运输带，所述托盘上方具有第一吸盘，所述机械手包括第二吸盘和真空伸缩吸头；当所述转盘机转到电池馈送装置邻近链条的位置时，所述第一吸盘将电池吸到平面运输带上，在第一光纤电眼的监测下平面运输带将电池推送到所述第二吸盘下并运用所述真空伸缩吸头将电池放入吸塑罩内。

作为优选，所述压线装置包括自动压线机、压线机运输带、真空气动装置和第二光纤电眼，当所述转盘机转到压线装置邻近链条的位置时，所述真空气动装置将吸塑后的挂卡装电池吸取，并释放到压线机运输带上；当第二光纤电眼检测到吸塑后的挂卡装电池到达自动压线机下方时，自动压线机向下释放压力以完成压线。

作为优选，本发明的所述系统还包括吸塑罩成型装置，该吸塑罩成型装置位于所述电池馈送装置的上游，从而形成满足所需尺寸的吸塑罩以作为所述预备的吸塑罩。

作为优选，所述卡纸置放装置包括：纸槽、机械传动装置和机械杆，所述机械杆具有摇臂和多个真空吸头，当放入吸塑罩内的电池被所述转盘机旋转到所述卡纸置放装置邻近链条的位置时，所述机械杆先向上翻转并用所述多个真空吸头将纸槽内的卡纸吸出，通过机械杆90-135°的翻转并通过摇臂的摆动将卡纸放置到链条上已放入电池的吸塑罩上方。

在另一实施方式中，本发明还涉及一种自动包装电池的方法，所述方法包括：用于在第一工位利用电池馈送装置将电池放入预备的吸塑罩内的电池馈送步骤，用于在第二工位利用卡纸置放装置将卡纸放在置有电池的吸塑罩上的卡纸置放步骤，用于在第三工位利用吸塑装置将所述卡纸与吸塑罩固定吸塑的吸塑步骤，以及用于在第四工位利用压线装置对吸塑后的挂卡装电池进行压线的压线步骤；其中，所述第一工位、所述第二工位、所述第三工位和所述第四工位围绕转盘机的链条依次排列，并分别在对应的工位上自动完成上述电池馈送步骤、卡纸置放步骤、吸塑步骤和压线步骤。

作为优选，所述电池馈送装置包括第一光纤电眼、带有托盘的托盘槽、机械手和平面运输带，所述托盘上方具有第一吸盘，所述机械手包括第二吸盘和真空伸缩吸头；所述电池馈送步骤包括当所述转盘机转到第一工位时，所述第一吸盘将电池吸到平面运输带上，并在第一光纤电眼的监测下平面运输带将电池推送到所述第二吸盘下并运用所述真空伸缩吸头将电池放入吸塑罩内。

作为优选，所述压线装置包括自动压线机、压线机运输带、真空气动装置和第二光纤电眼，当所述转盘机转到第四工位时，所述真空气动装置将吸塑后的挂卡装电池吸取，并释放到压线机运输带上；当第二光纤电眼检测到吸塑后的挂卡装电池到达自动压线机下方时，自动压线机向下释放压力以完成压线。

作为优选，本发明的所述方法还包括用于形成满足所需尺寸的吸塑罩的吸塑罩成型步骤，所形成的吸塑罩作为所述预备的吸塑罩。

作为优选，所述卡纸置放装置包括：纸槽、机械传动装置和机械杆，所述机械杆具有摇臂和多个真空吸头，所述转盘机旋转到第二工位时，所述机械杆先向上翻转并用所述多个真空吸头将纸槽内的卡纸吸出，通过翻转所述机械杆90-135°并通过摆动所述摇臂将卡纸放置到链条上已放入电池的吸塑罩上方。

以上为本发明的自动挂卡式包装电池的系统和方法，本发明利用机械自动化装置、真空气动装置并配合光纤电眼，将吸塑罩成型、电池馈送、卡纸置放、吸塑和压制啤线的一系列工序整合，将多台配件组装机链接，整条生产线除上料需要人手外，中间所有工序均为自动运行，无需人手操作形成全自动生产线，从而，提高了生产效率，增加了电池包装的稳定性和准确度，同时，避免人手过多接触电池而造成污染，此外，运用先进的视像检测系统，将包装过程的不良品自动剔除，保证产品的品质稳定。

附图说明

通过附图以及下面的描述，可以更好地理解本发明的技术方案，其中：

图1是本发明的自动挂卡式包装电池的系统的结构示意图；

图2是本发明的自动挂卡式包装电池的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了本发明的自动挂卡式包装电池的系统的结构示意图。如图1所示，本发明的自动挂卡式包装电池的系统包括：电池馈送装置101、卡纸置放装置201、吸塑装置301、压线装置401和转盘机6。其中，转盘机6包括：链条7、驱动链条7的马达、控制链条7的分割器以及卡槽(图中未示出)。优选地，链条7呈椭圆形或圆形排布。

所述电池馈送装置101、卡纸置放装置201、吸塑装置301、压线装置401围绕转盘机6的链条7依次排列。作为变型，本发明的电池馈送装置101、卡纸置放装置201、吸塑装置301、压线装置401也可以根据生产流程工艺的需要而改变各装置的排布顺序和位置。其中，电池馈送装置101包括：带有托盘的托盘槽10、平面运输带11、轨道12、第一光纤电眼13、以及机械手15，其中，托盘上方具有第一吸盘(未示出)。机械手15包括第二吸盘(未示出)和真空伸缩吸头16，当转盘机6转到电池馈送装置101的邻近链条7的位置(即，第一工位9)时，第一吸盘将层叠安装在托盘槽10内的电池吸到平面运输带11上，通过平面运输带11的运转将电池排列在半封闭轨道12；然后通过第一光纤电眼13以及轨道12下部安装的直线振动器14，将电池推送到机械手15的第二吸盘下；机械手15运用真空伸缩吸头16在第一光纤电眼13的监测下，将电池放入预先备好的吸塑罩内。第一光纤电眼13可以是能实现上述操作的光纤电眼，例如，红外光纤电眼。

所述卡纸置放装置201包括：下卡纸槽18、机械传动装置及机械杆(未示出)，所述机械杆带有摇臂和多个真空吸头。其中，挂卡卡纸放在下卡纸槽18中，卡纸在一定倾角的倾斜状态下通过机械传送装置运行，当放入吸塑罩内的电池被转盘机6从第一工位逆时针旋转到卡纸置放装置201邻近链条7的位置(即，第二工位17)时，机械杆先向上翻转并用多个真空吸头将纸槽18内的卡纸吸出，通过在90-135°(优选1350)的范围翻转所述机械杆，并摆动所述摇臂将卡纸放置到链条7上已装有电池的吸塑罩上方。

所述吸塑装置301可以是压力热吸塑装置，也可以是高周波吸塑装置。当转盘机6从第二工位逆时针旋转到吸塑装置301邻近链条7的位置(即，第三工位19)时，该压力热吸塑装置301将挂卡卡纸与吸塑罩固定，然后通过下发热模加热吸塑固定。

所述压线装置401包括自动压线机22、压线机运输带、真空气动装置和第二光纤电眼(未示出),其中，所述真空气动装置位于压线机运输带的上方。当转盘机6从第三工位逆时针旋转到压线装置401邻近链条7的位置(即，第四工位21)时，真空气动装置将吸塑后的挂卡装电池吸取，并释放至压线机运输带；所述压线机运输带安装有定位装置，通过压线机运输带的传输，自动将完成吸塑的挂卡装电池传送至自动压线机22，当第二光纤电眼检测到吸塑后的挂卡装电池到达自动压线机22下方时，指令自动压线机22向下释放压力，完成压线。

作为优选，本发明的自动挂卡式包装电池的系统还可以包括吸塑罩成型装置501，其位于电池馈送装置101的上游。该吸塑罩成型装置501包括：料架1、预热装置2、吸塑罩成型模3、废料回收装置4和吸盘5。在吸塑罩成型的过程中，吸塑罩成型装置501先将卷装胶片装在料架1上，通过预热装置2和吸塑罩成型模3，对胶片预热并压出吸塑罩的基本形状，并切割成能满足挂卡所需尺寸的吸塑罩，其中，吸塑罩的形状由吸塑罩成型模3决定，该形状可以是任何需要的形状，例如长方形、正方形、三角型、菱形或圆形，同时将多余的废料通过废料回收装置4卷起回收。成型后的吸塑罩通过机械装置(未示出)自动运至吸盘5，吸盘5可同时将多个成型的吸塑罩吸到转盘机6的卡槽内后释放，也可依次将成型的吸塑罩吸到转盘机6的卡槽内后释放。卡槽可以同时放入多个吸塑罩或仅放入单个吸塑罩，且卡槽的形状可根据吸塑罩的形状而任意改变，以适用于不同形状的吸塑罩。优选地，卡槽是吸塑模具的下发热模。

图2示出了本发明的自动挂卡式包装电池的方法的流程图。如图1和图2所示，马达驱动转盘机6的链条7，在分割器的控制下链条7带动转盘机6移动，当转盘机6转到电池馈送装置101的邻近链条7的位置(即，第一工位9)时，进行电池馈送步骤A。该电池馈送步骤A包括：将电池层叠放置在托盘槽10内的托盘内，通过托盘上方的第一吸盘将电池吸到平面运输带11上，通过平面运输带11的运转将电池排列在半封闭轨道12，优选地，电池排列成4组，2列为1组；然后通过第一光纤电眼13以及轨道12下部安装的直线振动器14，将电池推送到机械手15的第二吸盘下；机械手15运用真空伸缩吸头16在第一光纤电眼13的监测下，每次吸取一定数量的电池(例如8pcs电池)放入预先备好的吸塑罩内，分别吸取几次(例如，5次)后，机械手将电池放在吸塑罩上。第一光纤电眼13会对电池馈送步骤A进行监测，来完成整个电池馈送的操作。

然后，转盘机6将放入吸塑罩内的电池从第一工位逆时针旋转到卡纸置放装置201邻近链条7的位置(即，第二工位17)进行卡纸置放步骤B。其中，挂卡卡纸放在下卡纸槽18中，卡纸在在一定倾角的倾斜状态下(优选地，倾斜30°-60°，例如，倾斜45°)通过机械传送装置运行，然后，机械杆进行翻转动作，同时向下放置多张挂卡卡纸。接着，转盘机6从第二工位逆时针旋转到吸塑装置301邻近链条7的位置(即，第三工位19)进行吸塑步骤C。该吸塑步骤C包括：通过上下层压力热吸塑装置301将挂卡卡纸与吸塑罩固定，然后通过下发热模加热吸塑固定。该加热吸塑的温度可根据不同材料进行不同的调节，该温度范围可以是100-200℃。

完成吸塑步骤C后，转盘机6从第三工位逆时针旋转到压线装置401邻近链条7的位置(即，第四工位21)进行压线步骤D。该压线步骤D包括：真空气动装置将吸塑后的挂卡装电池吸取，并释放至压线机运输带；通过压线机运输带的传输，自动将完成吸塑的挂卡装电池传送至自动压线机22，当第二光纤电眼检测到吸塑后的挂卡装电池到达自动压线机22下方时，自动压线机22向下释放压力，完成压线。

作为优选，本发明的自动挂卡式包装电池的方法还可以包括在电池馈送步骤A之前的吸塑罩成型步骤A1。该吸塑罩成型步骤A1包括：吸塑罩成型装置501先将卷装胶片装在料架1上，通过预热装置2和吸塑罩成型模3，对胶片预热并压出吸塑罩的基本形状，并切割成能满足挂卡所需尺寸的吸塑罩，其中，吸塑罩的形状由吸塑罩成型模3决定，该形状可以是任何需要的形状，同时将多余的废料通过废料回收装置4卷起回收。该吸塑罩成型装置501位于电池馈送装置101的上游，当转盘机6转至吸塑罩成型装置501邻近链条7的位置(即，第五工位8)时，成型后的吸塑罩通过机械装置(未示出)自动运至吸盘5，吸盘5可同时将多个成型的吸塑罩吸到转盘机6的卡槽内后释放，也可依次将成型的吸塑罩吸到转盘机6的卡槽内后释放。卡槽可以同时放入多个吸塑罩或仅放入单个吸塑罩，且卡槽的形状可根据吸塑罩的形状而任意改变，以适用于不同形状的吸塑罩。优选地，卡槽是吸塑模具的下发热模。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经参考本发明的实施例描述了本发明，但能够想到，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，本领域普通技术人员可以推导出许多变型，因此，本领域普通技术人员容易想到的变型被认作本发明的一部分。本发明的范围在所附的权利要求书中限定。