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锂电池自动贴胶系统

文献发布时间:2024-04-18 20:01:23


锂电池自动贴胶系统

技术领域

本申请涉及电池封装领域,尤其是涉及锂电池自动贴胶系统。

背景技术

我国电力体制改革政策的落实、现货市场的逐步建立、可再生能源实现大规模并网、分布式能源体系的完善、电动汽车的快速普及以及能源互联网的发展完善等将持续推动储能市场规模稳步攀升。未来,储能技术与应用策略的成熟、标准与规范的制定、成本下降与规模化生产的实现、储能应用市场与价格机制的建立都将保障储能为支撑中国实现能源结构向低碳化转型发挥更加坚实的作用。随着新能源行业的的快速发展,储能电池大量应用在5G基站、混合动力汽车、家庭储能、高速安防备用电源等各种领域。

在锂电池生产中,在卷绕之后,由于锂电池内部的极片及隔膜纸结构比较松散,因此,一般还需要对锂电池进行整形和贴胶,使电芯变得更加密实、以确保锂电池内部结构的结实牢固。以便在后续运输和周转过程,能够有效防止电芯极片和隔膜之间的错位以及隔膜的褶皱,大大提高锂电池的安全性。

而方形软包电池由于厚度小,被大量应用于各类电器产品,特别是移动终端产品的供电。方形电池的贴胶包括顶面贴胶、双面贴胶及端面包胶等。其中,电池包在叠片、顶面贴胶和双面贴胶后需要挤压定型,以得到结构规整的方形电池包,电极所在的电池包端面呈台阶结构,电池包电极伸出于台阶,需要对电池包的台阶端面进行贴胶封装以便提高电池的安全性,经过挤压定型后电池包的台阶高度会存在一定的尺寸差异,由于该尺寸差异的存在,现有的自动贴胶设备无法精确完成方形电池包的台阶端面的贴胶封装工作,目前,该工序由人工配合半自动化设备一起完成,贴胶效率低,且由于人工参与了贴胶工序,贴胶准确度难以保证,存在一定的安全隐患。因此,实现电池包的台阶端面的自动化贴胶是提升电池安全性,提升电池生产效率和产能的有效手段。

发明内容

为了克服现有电池包端面贴胶自动化程度不高,贴胶效率低的问题,本申请提供锂电池自动贴胶系统。

本申请提供的锂电池自动贴胶系统,采用如下的技术方案:

锂电池自动贴胶系统,包括:

治具,用于装载待贴胶的电池包;

上料装置,用于将电池包送入到治具中;

下料装置,用于转移走治具中的电池包;

整形装置,设置于所述上料装置和下料装置之间,用于对电池包进行整形;

检测机构,包括用于检测电池包端面的台阶高度的测高组件,检测机构设置于所述上料装置和下料装置之间;

贴胶机构,设置于所述整形装置和检测机构的后方,用于拾取并将胶带弯折至指定的台阶形状和台阶高度后将胶带贴合至电池包的端面;

包胶装置,设置于所述下料装置和贴胶机构之间,用于将胶带伸出于电池包台阶边缘的部分折叠并贴合至电池包的下表面;

循环输送机构,用于带动治具循环移动,治具循环移动的过程中经过上料装置的出料端、下料装置的来料端、整形装置、检测机构、贴胶机构、以及包胶装置;

控制中心,分别与上料装置、下料装置、整形装置、检测机构、贴胶机构、包胶装置、以及循环输送机构电信号连接。

通过采用上述技术方案,上料装置将电池包送入到治具中,整形装置对位于治具的电池包进行整形处理,使电池包的台阶端面具有一定的规整度,检测机构检测台阶端面的台阶高度,并将该台阶高度数据传输到控制中心,控制中心根据接收到的台阶高度数据,控制贴胶机构工作,拾取胶带并弯折胶带使其形成符合该台阶高度数据要求的台阶形状和台阶高度,再将弯折后的胶带贴合到电池包的台阶端面,包胶装置对胶带伸出于电池包台阶边缘的部分进行折叠,胶带伸出于电池包台阶边缘的部分经折叠后贴合到电池包的下表面,下料装置将治具中贴合完成的电池包转移走,同时,通过循环输送机构实现治具和电池包于各工序之间的自动流转,同时实现治具的自动循环回流;

通过先检测得到电池包的台阶端面的台阶高度数据,再通过该台阶高度数据对胶带进行弯折处理,使得胶带形成与台阶端面完全适配的台阶形状和台阶高度,确保胶带可以完全精确覆盖台阶端面,不会出现胶带台阶高度过小而无法完全覆盖电池包台阶端面,导致电池包台阶端面封装不彻底,存在安全隐患,不会因为胶带的台阶高度过高,胶带的台阶部分的长度盈余而产生褶皱,本技术方案可自动完成电池包的台阶端面的贴胶工作,无需人工介入,自动化程度高,贴胶效率高,利于电池生产产能的提升,每片胶带的形状和尺寸均被调整至与待贴合电池包的台阶高度完全适配,贴合精度高,不会出现台阶端面不完全贴合或者褶皱问题,且本技术方案自动将胶带的部分折叠贴合至电池包的下表面,使得胶带完全包裹住电池包的台阶端面,贴合密封性好,不易因台阶端面的贴合封装问题而导致短路,提升电池包的安全性。

优选的,所述检测机构还包括用于检测电池包端面的台阶宽度是否合格的测宽组件,所述测宽组件包括第一CCD视觉模组,所述测高组件包括激光测距仪和第一直线模组,所述第一直线模组用于带动所述第一CCD视觉模组和测高组件沿着电池包的长度方向靠近或远离电池包。

通过采用上述技术方案,循环输送机构带动治具移动,使得电池包的台阶端停留于检测机构的下方,检测时,第一直线模组带动第一CCD视觉模组和激光测距仪沿着与电池包的长度方向靠近台阶端面,第一CCD视觉模组将检测得到的台阶宽度传输至控制中心,第一直线模组带动所述激光测距仪沿着电池包的长度方向靠近电池包,控制中心纪录激光测距仪一开始进入台阶端面的最大距离参数和最终离开台阶端面的最小距离参数,最大距离参数与最小距离参数之差即为台阶高度,控制中心纪录该台阶高度,通过上述检测方式,检测效率高,检测精度高,与贴胶机构协同,使得胶带形成与台阶端面完全适配的台阶形状和台阶高度,确保胶带可以完全精确覆盖台阶端面,不会出现胶带台阶高度过小而无法完全覆盖电池包台阶端面,导致电池包台阶端面封装不彻底,存在安全隐患,不会因为胶带的台阶高度过高,胶带的台阶部分的长度盈余而产生褶皱。

优选的,所述贴胶机构包括贴胶机器人、设置于贴胶机器人输出端的安装架、拾取组件和弯折组件,所述拾取组件包括第一拾取件和第二拾取件,第一拾取件和第二拾取件均设置有拾取面,第一拾取件和第二拾取件的拾取面相互平行设置,第一拾取件的拾取面、第二拾取件的拾取面以及第一拾取件中与第二拾取件相对的面均设置有吸气孔,吸气孔连通有抽真空部件,所述弯折组件包括设置于所述安装架的第一二维直线模组,第一二维直线模组用于带动所述第二拾取件靠近或远离第一拾取件并用于带动第二拾取件沿着与胶带表面垂直的方向移动。

通过采用上述技术方案,循环输送机构带动治具移动,使得电池包的台阶端停留于贴胶位置,本申请所采用的胶带为片状胶带,第一二维直线模组带动第二拾取件复位,第一拾取件和第二拾取件的拾取面处于同一平面,且第一拾取件和第二拾取件的拾取面之间存在间隙,贴胶机器人带动第一拾取件和第二拾取件拾取胶带,第一拾取件和第二拾取件的吸气孔分别吸住胶带的两端,控制中心根据纪录的台阶高度参数控制第一二维直线模组带动第二拾取件靠近第一拾取件并带动第二拾取件的拾取面沿着与胶带表面垂直的方向移动,直至第一拾取件和第二拾取件的相对面贴合,第一拾取件中与第二拾取件相对的面的吸气孔吸住初始时位于第一拾取件和第二拾取件的拾取面之间的间隙的胶带区段,胶带形成台阶形状,第一拾取件和第二拾取件的拾取面的间隙的宽度与所述检测机构检测得到的台阶高度相当,所述第二拾取件的拾取面沿着与胶带表面垂直的方向移动的位移与所述检测机构检测得到的台阶高度相当;

本技术方案采用第一二维直线模组、第一拾取件、第二拾取件以及吸气孔配合,将胶带弯折形成与台阶端面完全适配的台阶形状和台阶高度,弯折精度高,速度快,确保胶带可以完全精确覆盖台阶端面,不会出现胶带台阶高度过小而无法完全覆盖电池包台阶端面,导致电池包台阶端面封装不彻底,存在安全隐患,不会因为胶带的台阶高度过高,胶带的台阶部分的长度盈余而产生褶皱。

优选的,所述贴胶机构还包括预定位组件,所述预定位组件包括用于捕捉并调整弯曲后的胶带的位置的第二CCD视觉模组,第二CCD视觉模组位于所述拾取组件的下方。

通过采用上述技术方案,拾取组件和弯折组件于调试好的标准位置对胶带进行弯折处理,弯折处理后的胶带位于标准位置,以便于贴胶机构准确快速地将胶带贴合至电池包的台阶面,但是,当电池包的端面台阶高度超出适用范围时,不对胶带的位置进行重新定位调整直接贴合存在贴合准确度下降的风险,本技术方案,当控制中心纪录的台阶高度参数超出该标准位置的使用范围时,通过第二CCD视觉模组与贴胶机器人配合对胶带的位置进行预定位,即贴胶机器人将胶带送至上述的标准位置后,再带动胶带相对标准位置向上或向下移动指定距离,该指定距离为电池包检测到的台阶高度与标准台阶高度差的二分之一;

本技术方案适用于不同台阶高度的台阶端面,适用于不同台阶高度的电池包的端面贴合,且贴合完全,贴合准确度高,可连续地对不同台阶高度的电池包端面进行贴合,贴合效率高。

优选的,所述整形装置包括用于折叠电池包的台阶边角并滚压台阶的折叠滚压机构,折叠滚压机构包括支撑组件、滚压组件和三维直线模组,所述支撑组件用于承托电池包的下表面,所述三维直线模组用于带动滚压组件沿着电池包的长度、宽度和高度方向移动;所述滚压组件包括第一连接座、第一滚轮、第一伸缩部件和第一弹性部件,第一连接座固定于三维直线模组的输出端,第一伸缩部件沿着电池包的高度方向可伸缩地设置于第一连接座,第一滚轮设置于第一伸缩部件,第一弹性部件用于向第一滚轮施加向下的弹性滚压力。

通过采用上述技术方案,循环输送机构带动治具移动,使得电池包的台阶端停留于支撑组件的上方,支撑组件托住电池包位于台阶端面一端的边缘下表面,三维直线模组带动第一滚轮移动至电池包台阶边角的侧下方,三维直线模组沿着电池包高度方向移动,经过台阶边角时,第一滚轮的轮面向上掀起台阶边角,直至第一滚轮的轮面最低处与电池包的下表面平齐,然后三维直线模组带动第一滚轮沿着电池包的宽度方向移动,第一滚轮在移动的过程中折叠并滚压平整被掀起的台阶边角,同时滚压预平整台阶和电极;通过支撑组件、滚压组件和三维直线模组配合,完成台阶边角的折叠和台阶的预平整工作,折叠速度快,效率高。

优选的,所述整形装置还包括用于热压平整电池包已折叠的台阶边角的热压平整机构,热压平整机构位于所述折叠滚压机构的后方,所述热压平整机构包括上压块、下压块、热压驱动组件、以及加热部件,所述上压块和下压块上下相对设置,所述热压驱动组件用于带动上压块和下压块相向移动并闭合热压电池包的已折叠的台阶边角,所述加热部件用于加热上压块和下压块。

通过采用上述技术方案,循环输送机构带动治具移动,使得电池包的台阶端停留于上压块和下压块之间,加热部件加热上压块和下压块的挤压面,热压驱动组件带动上压块和下压块相向移动并闭合热压折叠后的电池包的台阶边角,通过热压对折叠后的台阶边角进行平整定型,定型速度快,定型效率高,定型后的台阶边角的折叠结构稳定性好。

优选的,所述包胶装置包括规则边折叠机构和胶带压平机构,所述胶带压平机构位于规则边折叠机构后方,所述规则边折叠机构包括一次弯折组件和二次弯折组件;所述一次弯折组件包括抵住电池包的下表面边缘的下垫板、用向下90°弯折胶带所伸出于电池包台阶边缘的部分的竖向压板、以及用于带动下垫板和竖向压板相向移动并闭合的一次弯折驱动部件;所述二次弯折组件包括上夹爪、用于向内90°弯折经过一次弯折后的胶带部分的下夹爪、夹持气缸和弯折直线模组,所述上夹爪和下夹爪设置于夹持气缸,所述弯折直线模组用于带动所述夹持气缸和下夹爪沿着电池包的长度方向靠近或远离电池包;所述胶带压平机构包括用于向下挤压贴合于电池包的上表面的胶带的上压合组件和用于向上挤压贴合于电池包的下表面的下压合组件。

通过采用上述技术方案,循环输送机构带动治具移动,使得电池包的台阶端停留于下垫板和竖向压板之间,一次弯折驱动部件带动下垫板抵住电池包的下表面边缘部分,一次弯折驱动部件带动竖向压板朝向下垫板移动,向下推动并90°弯折胶带伸出于电池包台阶边缘的部分,直至竖向压板与下垫板闭合,一次弯折完成;

循环输送机构带动治具移动,使得电池包的台阶端停留于二次弯折组件的弯折处理位置,所述弯折直线模组带动所述夹持气缸移动并靠近电池包,下夹爪的端面推动经过一次弯折后的胶带部分,胶带部分向内弯折,上夹爪和下夹爪闭合,经过一次弯折后的胶带部分向内90°弯折,该部分胶带在上夹爪和下夹爪的闭合挤压下贴合至电池包的下表面,胶带折叠贴合工作完成;

循环输送机构带动治具移动,使得电池包的台阶端停留于上压合组件和下压合组件,上压合组件向下挤压贴合于电池包的上表面的胶带部分,同时,下压合组件向上挤压贴合于电池包的下表面的胶带部分,胶带紧密贴合于电池包的台阶面和下表面,胶带包裹住电池包的台阶端;

通过一次弯折组件和二次弯折组件配合,将胶带所伸出于电池包台阶边缘的部分经两次90°弯折后,折叠贴合至电池包的下表面,再通过胶带压平机构挤压贴合到电池包表面的胶带,确保胶带与电池包的表面紧密粘结,胶带包裹住电池包的台阶端,包裹致密性佳。

优选的,所述包胶装置还包括不规则边折叠机构,所述不规则边折叠机构位于所述胶带压平机和规则边折叠机构之间,所述不规则边折叠机构包括上挡块、挡块直线模组、第二连接座、第二滚轮、第二伸缩部件、第二弹性部件和第二二维直线模组,挡块直线模组用于带动上挡块沿着竖直方向移动并抵住电池包台阶的上表面,第二伸缩部件沿着电池包的宽度方向可伸缩地设置于第二连接座,第二滚轮与第二伸缩部件连接,第二滚轮挤压电池包的台阶的两侧时,第二弹性部件为第二滚轮施加朝向电池包方向的弹性滚压力,第二连接座设置于第二二维直线模组的输出端,第二二维直线模组用于带动第二连接座沿着电池包的高度和宽度方向靠近或远离电池包。

通过采用上述技术方案,循环输送机构带动治具移动,使得电池包的台阶端停留于上挡块的下方,挡块直线模组带动上挡块向下移动,直至上挡块的下端面抵住电池包的台阶的上表面,第二二维直线模组带动第二连接座和第二滚轮移动至上挡块的两侧,然后带动第二滚轮向下移动,第二滚轮的轮面滚动弯折伸出于电池包的折叠边角处的胶带,第二滚轮下移至轮面最高点与折叠边角齐平时,第二二维直线模组带动第二滚轮沿着电池包的宽度方向靠近电池包中心,滚轮向内弯折折叠边角处的胶带,直至第二滚轮的轮面最高点穿过折叠边角,折叠边角处的胶带被折叠贴合至电池包的下表面,通过该技术方案可对边缘结构不规则的胶带进行折叠处理,如折叠后的台阶边角、导角、斜角等,使得本申请可以满足各类边缘结构的包胶带工作,适用于各类规整或不规则电池包的包胶。

优选的,锂电池自动贴胶系统还包括用于对新放入治具的电池包进行位置调整的定位组件,所述定位组件包括光电开关、推送件和推送直线模组,所述光电开关设置于治具的边缘处,推送件设置于推送直线模组,推送直线模组用于带动推送件沿着电池包的长度方向推动电池包,直至电池包停止触发光电开关;所述治具包括用于放置电池包的承载座和用于将电池包固定于承载座的锁止组件,定位组件和锁止组件分别与控制中心电信号连接。

通过采用上述技术方案,上料装置将电池包放入到治具上,通常放入的初始位置为电池包的台阶端伸出于治具所对应的位置,电池包的上半部遮挡光电开关,光电开关被触发,推送直线模组带动推送件沿着电池包的长度方向移动并推动电池包的台阶端,使得电池包的台阶逐步靠近光电开关的触发点,直至台阶刚好抵达光电开关的触发点,电池包的上半部完全穿过光电开关触发点,停止触发光电开关,光电开关反馈信号至控制中心,控制中心控制推送直线模组停机。

优选的,所述循环输送机构包括转盘和用于驱动转盘转动的旋转驱动组件,多个治具环形阵列于转盘;所述上料装置包括来料输送带和上料转运机构,上料转运机构用于将电池包从来料输送带转运至对应的治具;所述下料装置包括下料输送带、次品输送带和下料转运机构,所述下料转运机构用于将治具内贴胶完成的电池包转运至下料输送带或次品输送带;所述贴胶机构的侧方设置有用于供应胶带的胶带供料机构,胶带供料机构与所述控制中心电信号连接。

通过采用上述技术方案,上料转运机构将来料输送带上的电池包送入治具中,定位组件将电池包推送至指定位置,锁止组件固定电池包,电池包被准确地固定于承载座,以保证后续工序的精度。

综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:

1.本申请可以实现包含台阶端面的电池包的自动化贴胶工作,自动化程度高,无需人工介入,贴胶效率高,可以有效提升电池生产的生产效率和产能,且,通过先检测得到电池包的台阶高度数据,再通过该台阶高度数据对胶带进行弯折处理,使得胶带形成与台阶端面完全适配的台阶形状和台阶高度,确保胶带可以完全精确覆盖台阶端面,不会出现胶带台阶高度过小而无法完全覆盖电池包台阶端面,导致电池包台阶端面封装不彻底,存在安全隐患,不会因为胶带的台阶高度过高,胶带的台阶部分的长度盈余而产生褶皱,每片胶带的形状和尺寸均被调整至与待贴合电池包的台阶高度完全适配,贴合精度高,且本技术方案自动将胶带的部分折叠贴合至电池包的下表面,使得胶带完全包裹住电池包的台阶端面,贴合密封性好,不易因台阶端面的贴合封装问题而导致短路,提升电池包的安全性;

2.本申请检测机构还包括侧宽组件,通过侧宽组件检测电池包的宽度,如检测到的宽度超过标准范围,则将信息传输至控制中心,控制中心标记该治具的电池包为次品,控制中心控制后续处理工序不对该电池包进行后续处理,最后由次品输送带转移走该次品电池包,同时,对于台阶高度检测超出标准允许范围的电池包,控制中心控制后续处理工序不对该电池包进行后续处理,最后由次品输送带转移走该次品电池包,因此,本申请可以于贴胶前提前排除次品电池包,避免后续工序进行无效贴胶等操作,提升了加工效率,降低了贴胶成本,且次品电池包未贴胶回收,回收的后续处理工作无需进行除胶处理,减少了回收工序,节约了回收成本;

3.本申请通过上料装置将完成电池包的上料,将电池包转运至治具中,通过循环输送机构的转盘完成电池包在各工序之间的自动流转,通过下料转运机构将贴胶完成的电池包送入下料输送带和次品输送带,自动完成电池包的下料工作,自动化程度高;

4.本申请能够自动完成新送入治具的电池包的自动定位,定位精度高,利于后续工序的高效、准确进行,再通过检测机构和整形机构对电池包进行贴胶前的前处理,对电池包台阶端面进行整形,利于后续贴胶进行,检测得到台阶高度和宽度,反馈给控制中心,贴胶机构根据控制中心反馈的台阶高度信息弯折得到台阶高度和台阶形状与电池包台阶端面匹配的胶带,覆盖完全、覆盖准确、不会因多余胶带而产生褶皱,最后通过包胶装置将伸出于台阶端面的胶带部分折叠并贴合至电池包的下表面,胶带完成对电池包台阶端面的全包裹,密封性好,贴合紧密度高,不易松动,利于提升电池的安全性能,同时,本申请的全部工序均自动化完成,生产效率高,利于电池生产产能的提升。

附图说明

图1是本申请实施例的立体图。

图2是本申请实施例的内部结构示意图。

图3是本申请实施例的治具和定位组件的立体图。

图4是本申请实施例的检测机构的立体图。

图5是本申请实施例的折叠滚压机构和治具的立体图。

图6是本申请实施例的折叠滚压机构的立体图。

图7是本申请实施例的热压平整机构的立体图。

图8是本申请实施例的胶带供料机构、贴胶机构和治具的立体图。

图9是本申请实施例的拾取组件和弯折组件的立体图。

图10是本申请实施例的贴胶机构将胶带贴合到电池包后胶带的状态示意图。

图11是本申请实施例的一次弯折组件的立体图。

图12是本申请实施例的二次弯折组件的立体图。

图13是本申请实施例的不规则边折叠机构的立体图。

图14是本申请实施例的胶带压平机构的立体图。

图15是本申请实施例的电池包的立体图。

附图标记说明:

101、电池本体;102、电极;103、台阶高度面;104、台阶水平面;105、台阶边角;

11、上料装置;111、来料输送带;112、上料转运机构;12、下料装置;121、下料输送带;122、次品输送带;123、下料转运机构;13、空间位移模组;14、拾取部件组成;

2、治具;21、承载座;211、定位槽;22、锁止组件;221、转角气缸;222、锁止部件;23、定位组件;231、光电开关;232、推送件;233、推送直线模组;

3、循环输送机构;31、转盘;32、旋转驱动组件;

4、检测机构;41、测高组件;411、激光测距仪;412、第一直线模组;42、测宽组件;421、第一CCD视觉模组;

5、整形装置;51、折叠滚压机构;511、支撑组件;512、第二直线模组;513、支撑块;52、滚压组件;521、第一连接座;522、第一滚轮;523、第一伸缩部件;524、第一伸缩杆;525、第一轮座;526、第一弹性部件;527、第一压簧;53、第一导向部件;531、第一导轨;532、第一滑动座;54、三维直线模组;541、第三直线模组;542、第三二维直线模组;55、热压平整机构;551、上压块;552、下压块;553、热压驱动组件;554、加热部件;555、热压线性模组;556、热压避让缺口;

6、胶带供料机构;61、胶带输送带;62、胶带供料驱动组件;

7、贴胶机构;71、贴胶机器人;72、安装架;73、拾取组件;731、第一拾取件;732、第二拾取件;733、拾取面;734、吸气孔;74、弯折组件;741、第一二维直线模组;75、预定位组件;751、第二CCD视觉模组;

8、包胶装置;

81、规则边折叠机构;811、一次弯折组件;8111、下垫板;8112、折弯台阶;8113、竖向压板;8114、一次弯折驱动部件;8115、第四直线模组;812、二次弯折组件;8121、上夹爪;8122、下夹爪;8123、夹持气缸;8124、弯折直线模组;

82、不规则边折叠机构;821、上挡块;822、挡块直线模组;823、第二连接座;824、第二滚轮;825、第二伸缩部件;826、第二伸缩杆;827、第二轮座;828、第二弹性部件;829、第二压簧;830、第二二维直线模组;831、第二导向部件;8311、第二导轨;8312、第二滑动座;

84、胶带压平机构; 841、上压合组件;8411、第五直线模组;8412、第一台阶压块;8413、第二台阶压块;8414、第三连接座;8415、缓冲部件;8416、第三伸缩杆;8417、第三压簧;842、下压合组件;8421、第六直线模组;8422、胶带压块;

9、控制中心。

具体实施方式

以下结合附图1-图15对本申请作进一步详细说明。

参照图15,所述电池包包括电池本体101、台阶和伸出于台阶的电极102,台阶包括台阶高度面103和台阶水平面104,本申请的检测机构4所检测的台阶高度为台阶高度面103的高度,台阶宽度为台阶高度面103的宽度,电池包的上表面由台阶水平面104和电池本体101的上表面组成,台阶水平面104的边角为台阶边角105。

本申请实施例公开锂电池自动贴胶系统。

参照图1和图2,,锂电池自动贴胶系统包括上料装置11、治具2、循环输送机构3、整形装置5、检测机构4、贴胶机构7、包胶装置8、下料装置12和控制中心9;所述上料装置11用于将电池包送入到治具2中;所述治具2用于装载待贴胶的电池包;所述循环输送机构3用于带动治具2循环移动,治具2循环移动的过程中经过上料装置11的出料端、下料装置12的来料端、整形装置5、检测机构4、贴胶机构7、以及包胶装置8;所述整形装置5设置于所述上料装置11和下料装置12之间,用于对电池包进行整形;所述检测机构4包括用于检测电池包端面的台阶高度的测高组件41,检测机构4设置于所述上料装置11和下料装置12之间;所述贴胶机构7设置于所述整形装置5和检测机构4的后方,用于拾取并将胶带弯折至指定的台阶形状和台阶高度后将胶带贴合至电池包的端面;所述包胶装置8设置于所述下料装置12和贴胶机构7之间,用于将胶带伸出于电池包台阶边缘的部分折叠并贴合至电池包的下表面;所述控制中心9分别与上料装置11、下料装置12、整形装置5、检测机构4、贴胶机构7、包胶装置8、以及循环输送机构3电信号连接。

参照图2,所述上料装置11包括来料输送带111和上料转运机构112,上料转运机构112用于将电池包从来料输送带111转运至对应的治具2,所述下料装置12包括下料输送带121、次品输送带122和下料转运机构123,所述下料转运机构123用于将治具2内贴胶完成的电池包转运至下料输送带121或次品输送带122,所述上料转运机构112和下料转运机构123包括空间位移模组13和设置于空间位置模组输出端的拾取部件组成14,所述空间位移模组13可以为拾取机器人、二维线性模组或三维线性模组;上料时,空间位移模组13带动拾取部件移动至来料输送带111最前端的电池包的上方,然后空间位移模组13带动拾取部件下移拾取电池包并将电池包放入对应的治具2上;下料时,空间位移模组13带动拾取部件移动至对应的治具2上方,空间位移模组13带动拾取部件下移拾取贴胶处理完成的电池包,如控制中心9标记该电池包为合格品则放入下料输送带121,如标记为次品则放入次品输送带122,从而完成上料和下料工作。

参照图3,所述治具2包括用于放置电池包的承载座21和用于将电池包固定于承载座21的锁止组件22,所述治具2的承载座21设置有用于对电池包的宽度方向进行限位的定位槽211,所述锁止组件22包括转角气缸221和用于压紧所述定位槽211内的电池包的锁止部件222,锁止部件222固定于所述转角气缸221的输出端;

参照图3,锂电池自动贴胶系统还包括用于对新放入治具2的电池包进行位置调整的定位组件23,定位组件23和锁止组件22分别与控制中心9电信号连接,所述定位组件23包括光电开关231、推送件232和推送直线模组233,所述光电开关231设置于治具2的边缘处且设置于定位槽211的其中一端口,推送件232设置于推送直线模组233,电池包被刚放入定位槽211内,电池包的台阶伸出于治具2,定位槽211对电池包的两侧边进行限位,避免电池包沿着电池包的宽度方向移动,推送直线模组233带动推送件232沿着电池包的长度方向推动电池包,直至电池包停止触发光电开关231,此时,台阶高度面103刚好穿过光电开关231的触发线,转角气缸221工作,带动锁止部件222移动并压紧电池包的上表面,从而将电池包准确地固定于治具2中。

参照图2,所述循环输送机构3包括转盘31和用于驱动转盘31转动的旋转驱动组件32,治具2的数量为多个,多个治具2环形阵列于转盘31,所述上料装置11、整形装置5、检测机构4、贴胶机构7、包胶装置8、和下料装置12沿着所述转盘31的周向相间设置,工作时,旋转驱动组件32带动转盘31转动,转盘31带动环形阵列于其上的治具2间歇性旋转指定的角度,电池包每完成一道加工工序则被转盘31自动送入至下一加工工序的加工位置,从而完成治具2的循环和各工序之间的连续不间断地上料,保证本申请可以持续不间断地对电池包进行自动贴胶,贴胶效率高。

参照图4,所述检测机构4还包括用于检测电池包端面的台阶宽度是否合格的测宽组件42,所述测宽组件42包括第一CCD视觉模组421,所述测高组件41包括激光测距仪411和第一直线模组412,所述第一直线模组412用于带动所述第一CCD视觉模组421和测高组件41沿着电池包的长度方向靠近或远离电池包,检测时,循环输送机构3带动治具2移动,使得电池包的台阶端停留于检测机构4的下方,第一直线模组412带动第一CCD视觉模组421和激光测距仪411沿着与电池包的长度方向靠近台阶端面,第一CCD视觉模组421将检测得到的台阶宽度传输至控制中心9,所述激光测距仪411的检测端位于待测电池包的上方,所述激光测距仪411所发出的光束与电池包的上表面垂直,第一直线模组412带动所述激光测距仪411沿着电池包的长度方向靠近电池包,控制中心9记录激光测距仪411一开始进入台阶端面的最大距离参数和最终离开台阶端面的最小距离参数,最大距离参数与最小距离参数之差即为台阶高度,控制中心9纪录该台阶高度。

参照图5和图6,所述整形装置5包括用于折叠电池包的台阶边角105并滚压台阶的折叠滚压机构51,折叠滚压机构51包括支撑组件511、滚压组件52和三维直线模组54,所述支撑组件511用于承托电池包的下表面,所述支撑组件511包括第二直线模组512和支撑块513,支撑块513固定于第二直线模组512的输出端,支撑块513位于对应的电池包的下方,所述第二直线模组512用于带动所述支撑块513沿着电池包的高度方向移动,支撑块513靠近待加工电池包的端部的下表面,直至抵住电池包的下表面,完成电池包的端部的承托工作;

参照图6,所述三维直线模组54用于带动滚压组件52沿着电池包的长度、宽度和高度方向移动,所述三维直线模组54包括第三直线模组541和第三二维直线模组542,所述第三直线模组541用于带动所述滚压组件52沿着电池包的长度方向移动,所述第三二维直线模组542用于带动滚压组件52沿着电池包的高度和宽度方向移动;所述第三二维直线模组542的数量为两组,两组第三二维直线模组542相向地设置于所述第三直线模组541的输出端,两组滚压组件52分别设置于两组第三二维直线模组542的输出端;

参照图6,所述滚压组件52包括第一连接座521、第一滚轮522、第一伸缩部件523和第一弹性部件526,第一连接座521固定于三维直线模组54的输出端,第一伸缩部件523沿着电池包的高度方向可伸缩地设置于第一连接座521,第一滚轮522设置于第一伸缩部件523,第一弹性部件526用于向第一滚轮522施加向下的弹性滚压力,所述第一滚轮522的轮面边角为斜角,以适应电池包的台阶形状,所述第一伸缩部件523包括第一伸缩杆524和第一轮座525,第一伸缩杆524可伸缩地设置于第一连接座521,第一轮座525固定第一伸缩杆524的下端,所述第一滚轮522设置于第一轮座525,第一弹性部件526包括第一压簧527,第一压簧527套设于所述第一伸缩杆524之外且夹设于第一连接座521和第一轮座525之间;

参照图6,所述滚压组件52还包括第一导向部件53,第一导向部件53包括第一导轨531和滑动设置于第一导轨531的第一滑动座532,所述第一导轨531固定于所述第一连接座521,第一滑动座532与所述第一轮座525固定连接,所述第一滑动座532的滑动方向与所述第一伸缩杆524的伸缩方向平行;

参照图6,需要折叠电池包台阶边角105时,循环输送机构3带动治具2移动,使得电池包的台阶端停留于支撑组件511的上方,第二直线模组512带动支撑块513上移并承托住电池包的台阶端的下表面,第三直线模组541带动两组第三二维直线模组542沿着电池包的长度方向靠近电池包,与第三二维直线模组542配合,将两第一滚轮522移动至电池包的台阶端的侧下方,然后带动第一滚轮522沿着电池包高度方向上移,第一滚轮522经过台阶边角105时,第一滚轮522的轮面向上掀起台阶边角105,所述第一滚轮522的轮面边角为斜角的设计,使得折叠后的台阶边角105可以形成斜角结构,第一滚轮522的最低轮面上移至与台阶边角105齐平时,第一滚轮522停止上移,第三二维直线模组542带动两第二滚轮824沿着电池包的长度方向相向移动并滚压被掀起的台阶边角105,台阶边角105完成向上折叠操作,滚压台阶边角105的同时,第三二维直线模组542带动第一滚轮522下移细小距离,第一轮座525挤压第一压簧527,第一压簧527向第一轮座525施加向下的弹性作用力,第一滚轮522在该弹性作用力的作用下具有更大的滚压力,提升折叠后的台阶边角105的平整度,滚压完成后,第三二维直线模组542带动第一滚轮522上移后,再带动第一滚轮522复位。

参照图7,所述整形装置5还包括用于热压平整电池包已折叠的台阶边角105的热压平整机构55,热压平整机构55位于所述折叠滚压机构51的后方,所述热压平整机构55包括上压块551、下压块552、热压驱动组件553、以及加热部件554,所述上压块551和下压块552上下相对设置,具体地,所述热压驱动组件553包括两组热压线性模组555,上压块551和下压块552分别设置于两组热压现在模组的输出端,两组热压线性模组555分别带动上压块551和下压块552相向或相互远离地移动,循环输送机构3带动治具2移动,使得电池包的台阶端停留于上压块551和下压块552之间,两组热压线性模组555分别带动上压块551和下压块552相向移动,闭合热压电池包的已折叠的台阶边角105,所述加热部件554用于加热上压块551和下压块552,所述下压块552或上压块551的热压面开设有供电池包的电极102穿过的热压避让缺口556,避免热压损伤电极102。

参照图8-图10,所述贴胶机构7的侧方设置有用于供应胶带的胶带供料机构6,胶带供料机构6与所述控制中心9电信号连接,所述胶带供料机构6包括胶带输送带61和带动胶带输送带61运动的胶带供料驱动组件62,多片片状胶带贴附于卷材层,卷材层放置于胶带输送带61,控制中心9控制胶带供料驱动组件62带动胶带输送带61间歇性地行进,胶带输送带61每行进一次均将一片新的胶带送入到指定位置,以便持续向贴胶机构7供应胶带。

参照图8-图10,所述贴胶机构7包括贴胶机器人71、设置于贴胶机器人71输出端的安装架72、拾取组件73和弯折组件74,所述拾取组件73包括第一拾取件731和第二拾取件732,第一拾取件731和第二拾取件732均设置有拾取面733,第一拾取件731和第二拾取件732的拾取面733相互平行设置,第一拾取件731的拾取面733、第二拾取件732的拾取面733以及第一拾取件731中与第二拾取件732相对的面均设置有吸气孔734,吸气孔734连通有抽真空部件,贴胶机构7拾取胶带时,第一拾取件731和第二拾取件732的拾取面733分别吸住胶带的前后两端,贴胶机构7带动拾取组件73向上移动,胶带与卷材层分离;

参照图8-图10,所述弯折组件74包括设置于所述安装架72的第一二维直线模组741,第一二维直线模组741用于带动所述第二拾取件732靠近或远离第一拾取件731并用于带动第二拾取件732沿着与胶带表面垂直的方向移动,具体地,所述第一拾取件731固定于所述安装架72,所述第二拾取件732设置于所述第一二维直线模组741的输出端,控制中心9根据纪录的台阶高度参数控制第一二维直线模组741带动第二拾取件732靠近第一拾取件731并带动第二拾取件732的拾取面733沿着与胶带表面垂直的方向移动,直至第一拾取件731和第二拾取件732的相对面贴合,第一拾取件731中与第二拾取件732相对的面的吸气孔734吸住初始时位于第一拾取件731和第二拾取件732的拾取面733之间的间隙的胶带区段,胶带形成台阶形状。

参照图8,所述贴胶机构7还包括预定位组件75,所述预定位组件75包括用于捕捉并调整弯曲后的胶带的位置的第二CCD视觉模组751,以根据不同电池包的不同的台阶高度参数对贴合前的胶带进行位置调整,提升贴合准确度,第二CCD视觉模组751位于所述拾取组件73的下方。

参照图2、图11-图13,所述包胶装置8包括规则边折叠机构81和胶带压平机构84,所述胶带压平机构84位于规则边折叠机构81后方,所述规则边折叠机构81包括一次弯折组件811和二次弯折组件812;

参照图11,所述一次弯折组件811包括抵住电池包的下表面边缘的下垫板8111、用向下90°弯折胶带所伸出于电池包台阶边缘的部分的竖向压板8113、以及用于带动下垫板8111和竖向压板8113相向移动并闭合的一次弯折驱动部件8114;

参照图11,所述一次弯折驱动部件8114包括两组第四直线模组8115,所述竖向压板8113和下垫板8111分别设置于两组第四直线模组8115的输出端,所述下垫板8111设置有与所述竖向压板8113配合的折弯台阶8112,循环输送机构3带动治具2移动,使得电池包的台阶端停留于下垫板8111和竖向压板8113之间,其中一组第四直线模组8115带动下垫板8111抵住电池包的下表面边缘部分,另外第四直线模组8115带动竖向压板8113朝向下垫板8111移动,向下推动并90°弯折胶带伸出于电池包台阶边缘的部分,直至竖向压板8113与下垫板8111的折弯台阶8112闭合,一次弯折完成;

参照图12,所述二次弯折组件812包括上夹爪8121、用于向内90°弯折经过一次弯折后的胶带部分的下夹爪8122、夹持气缸8123和弯折直线模组8124,所述上夹爪8121和下夹爪8122设置于夹持气缸8123,循环输送机构3带动治具2移动,使得电池包的台阶端停留于弯折处理位置,弯折直线模组8124带动所述夹持气缸8123沿着电池包的长度方向移动并靠近电池包,下夹爪8122的端面推动经过一次弯折后的胶带部分,胶带部分向内弯折,夹持气缸8123带动上夹爪8121向下移动并带动下夹爪8122向上移动,上夹爪8121和下夹爪8122闭合,挤压胶带,经过一次弯折后的胶带部分向内90°弯折,该部分胶带贴合至电池包的下表面,该部分胶带的折叠处理完成。

参照图13,所述包胶装置8还包括不规则边折叠机构82,所述不规则边折叠机构82位于所述胶带压平机和规则边折叠机构81之间,所述不规则边折叠机构82包括上挡块821、挡块直线模组822、第二连接座823、第二滚轮824、第二伸缩部件825、第二弹性部件828和第二二维直线模组830,挡块直线模组822用于带动上挡块821沿着竖直方向移动并抵住电池包台阶的上表面,第二伸缩部件825沿着电池包的宽度方向可伸缩地设置于第二连接座823,第二滚轮824与第二伸缩部件825连接,第二滚轮824挤压电池包的台阶的两侧时,第二弹性部件828为第二滚轮824施加朝向电池包方向的弹性滚压力,第二连接座823设置于第二二维直线模组830的输出端,第二二维直线模组830用于带动第二连接座823沿着电池包的高度和宽度方向靠近或远离电池包;

参照图13,循环输送机构3带动治具2移动,使得电池包的台阶端停留于上挡块821的下方,挡块直线模组822带动上挡块821向下移动,直至上挡块821的下端面抵住电池包的台阶的上表面,第二二维直线模组830带动第二连接座823和第二滚轮824移动至上挡块821的两侧,然后带动第二滚轮824向下移动,第二滚轮824的轮面滚动弯折伸出于电池包的折叠边角处的胶带,第二滚轮824下移至轮面最高点与折叠边角齐平时,第二二维直线模组830带动第二滚轮824沿着电池包的宽度方向靠近电池包中心,第二滚轮824向内弯折折叠边角处的胶带,直至第二滚轮824的轮面最高点穿过折叠边角,折叠边角处的胶带被折叠贴合至电池包的下表面。

参照图13,所述第二伸缩部件825包括第二伸缩杆826和第二轮座827,第二伸缩杆826的一端可伸缩地设置于第二连接座823,第二轮座827固定于第二伸缩杆826的另一端,所述第二滚轮824设置于第二轮座827,第二弹性部件828包括第二压簧829,所述伸缩杆的伸缩方向与电池包的宽度方向平行。

参照图13,所述不规则边折叠机构82还包括第二导向部件831,第二导向部件831包括第二导轨8311和滑动设置于第二导轨8311的第二滑动座8312,所述第二导轨8311固定于所述第二连接座823,所述第二轮座827固定于第二滑动座8312,所述第二压簧829套设于所述第二伸缩杆826之外且夹设于第二连接座823和第二滑动座8312之间。

参照图13,所述第二滚轮824的数量为两个,分别用于将伸出于电池包台阶折叠后的两边角处的胶带折叠并贴合至电池包的下表面。

参照图14,所述胶带压平机构84包括用于向下挤压贴合于电池包的上表面的胶带的上压合组件 841和用于向上挤压贴合于电池包的下表面的下压合组件842;

参照图14,所述上压合组件 841包括第五直线模组8411、第一台阶压块8412、第二台阶压块8413、第三连接座8414和缓冲部件8415,所述缓冲部件8415包括可伸缩地设置于第三连接座8414的第三伸缩杆8416和套设于第三伸缩杆8416之外的第三压簧8417,所述第三连接座8414固定于所述第五直线模组8411的输出端,所述第一台阶压块8412固定于第三连接座8414,所述第二台阶压块8413固定于第三伸缩杆8416的下端,所述第三压簧8417夹设于所述第三连接座8414和第二台阶压块8413之间,所述第五直线模组8411带动第三连接座8414、第一台阶压块8412和第二台阶压块8413沿着竖直方向移动,向下挤压位于电池包上表面的胶带;

参照图14,所述下压合组件842包括第六直线模组8421和胶带压块8422,所述胶带压块8422固定于第六直线模组8421的输出端,第六直线模组8421带动胶带压块8422沿着竖直方向移动,向上挤压位于电池包下表面的胶带,与上压合组件 841配合,上下挤压平整包裹后的胶带。

参照图2,具体地,所述上料装置11、检测机构4、折叠滚压机构51、热压平整机构55、贴胶机构7、一次弯折组件811、二次弯折组件812、不规则边折叠机构82、胶带压平机构84、以及下料装置12沿着所述转盘31的行进方向依次设置,上料装置11、检测机构4、折叠滚压机构51、折叠滚压机构51、热压平整机构55、贴胶机构7、一次弯折组件811、二次弯折组件812、不规则边折叠机构82、胶带压平机构84、以及下料装置12分别对应设置有一治具2,上料装置11、检测机构4、折叠滚压机构51、折叠滚压机构51、热压平整机构55、贴胶机构7、一次弯折组件811、二次弯折组件812、不规则边折叠机构82、胶带压平机构84、以及下料装置12分别与控制中心9电信号连接。

本申请实施例锂电池自动贴胶系统的实施原理为:

参照图2,来料输送带111将电池包送入到上料转运机构112的抓取位置,控制中心9控制上料转运机构112抓取电池包并放入到对应的治具2的承载座21的定位槽211中,定位组件23将电池包推送到位后,控制中心9控制锁止组件22锁紧电池包,电池包被固定于治具2中;

控制中心9控制旋转驱动组件32带动转盘31转过指定角度,带动该治具2的电池包进入到检测机构4下方,控制中心9控制检测机构4对电池包的台阶高度和台阶宽度进行检查,控制中心9纪录检测结果;

控制中心9控制旋转驱动组件32带动转盘31转过指定角度,使得电池包的台阶端停留于支撑组件511的上方,折叠滚压机构51折叠并滚压台阶边角105;

控制中心9控制旋转驱动组件32带动转盘31转过指定角度,使得电池包的台阶端停留于上压块551和下压块552之间,两组热压线性模组555分别带动上压块551和下压块552相向移动,闭合热压电池包的已折叠的台阶边角105;

控制中心9控制旋转驱动组件32带动转盘31转过指定角度,使得电池包的台阶端停留于贴胶机构7的下方,控制中心9控制贴胶机构7拾取胶带供料机构6中的片状胶带,弯折胶带使其形成与控制中心9所记录的台阶高度和台阶宽度对应的台阶形状,在预定位组件75的配合下对胶带进行预定位,以将胶带的位置送入到准确的标准位置,贴胶机构7带动胶带移动并贴合到电池包的台阶端;

控制中心9控制旋转驱动组件32带动转盘31转过指定角度,使得电池包的台阶端停留于下垫板8111的上方,一次弯折组件811向下90°弯折突出于电池包的规则边的胶带部分,控制中心9控制旋转驱动组件32带动转盘31转过指定角度,使得电池包的台阶端停留于二次弯折组件812的对应位置,二次弯折组件812向内90°弯折经过一次弯折后的胶带部分,上夹爪8121和下夹爪8122闭合夹住位于电池包的上表面和下表面的胶带,位于电池包的规则边的胶带突出部分折叠完成;

控制中心9控制旋转驱动组件32带动转盘31转过指定角度,使得电池包的台阶端停留于上挡块821的下方,不规则边折叠机构82对突出于电池包不规则边的胶带进行向下折叠处理;

控制中心9控制旋转驱动组件32带动转盘31转过指定角度,使得电池包的台阶端停留于上压合组件 841和下压合组件842之间,胶带压平机构84同时挤压位于电池包的上表面和下表面的胶带表面,胶带紧密贴合到电池包的表面,紧密包裹住电池包的台阶端;

控制中心9控制旋转驱动组件32带动转盘31转过指定角度,使得电池包停留于下料转运机构123的转运位置,控制中心9控制锁止组件22松开电池包,下料转运机构123将电池包转运至下料输送带121;

如果,检测机构4检测到的电池包的台阶高度或台阶宽度超过合格品允许范围,控制中心9纪录该台阶高度或台阶宽度,控制针对该电池包的后续的处理工序不再进行,最后下料转运机构123将电池包转运至次品输送带122。

以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

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06120116551884