[实用新型]软包锂电池冷热压夹具化成自动生产线

摘要

软包锂电池冷热压夹具化成自动生产线，包括机架、热压夹具化成单元、冷压成形夹具单元、充放电化成控制单元、电池上下料单元、移栽机械手单元、生产流程控制检测单元、安全报警单元以及控制器；所述热压夹具化成单元、所述充放电化成控制单元均沿机架轴向布置在其表面，每一套热压夹具化成单元对应一套充放电化成控制单元，移栽机械手单元的移动范围覆盖整个加工工位；生产流程控制检测单元、安全报警单元以及中央控制器均安装在机架上。本实用新型的有益效果是电池周转，加压，加温，化成，冷却成形，数据采集集合在一套系统里面进行，减少工序之间的中转流程，结合原先两个工序为一道工序，提升了生产效率，保证电池的一致性，实现自动的流水线。

主权项

软包锂电池冷热压夹具化成自动生产线，其特征在于：包括机架、热压夹具化成单元、冷压夹具化成单元、充放电化成控制单元、电池上下料单元、移栽机械手单元、生产流程控制检测单元、安全报警单元以及控制器；所述机架的一端设有加工工位；所述热压夹具化成单元、所述充放电化成控制单元均沿机架轴向布置在其表面，并且每一套热压夹具化成单元对应一套充放电化成控制单元；所述冷压夹具化成单元、所述电池上下料单元以及所述移栽机械手单元设置在机架的加工工位处，并且所述移栽机械手单元的移动范围覆盖整个加工工位；所述生产流程控制检测单元、安全报警单元以及中央控制器均安装在所述机架上；所述生产流程控制检测单元与所述中央控制器双向通信，所述安全报警单元与所述中央控制器的相应的信号输出端电连；所述热压夹具化成单元包括用于提供驱动力的第一伺服电机、对伺服电机的驱动力进行比例调整的第一减速电机、第一齿轮箱、将转动转换为水平方向移动的第一滚珠丝杆螺母副、若干块对电池进行隔断与加压的第一层压板、对所述第一层压板水平支撑的第一导向杆、对第一伺服电机所驱动的层板产生的压力进行计量的第一压力检测组件以及用于加热的加热控制组件，所述第一伺服电机的输出轴与所述第一减速电机的输入轴轴接，所述第一减速电机的输出轴通过第一齿轮箱与第一滚珠丝杆副的滚珠螺母固接；所述第一层压板套在所述第一导向杆上，并且所述第一层压板与所述第一导向杆间隙配合，实现所述第一层压板沿第一导向杆轴向滑移；所述第一压力检测组件夹在所述第一层压板与第一滚珠丝杆副之间；所述加热控制组件设置在所述第一压力控制组件上；所述第一层压板包括夹具压板、连接链条和用于支撑存放聚合物软包电池的电池支撑膜，所述夹具压板套接在所述导向杆上，保证夹具压板彼此平行布置，所述夹具压板通过所述连接链条依次相互连接；所述电池支撑膜置于两块所述夹具压板之间间隙内；每块夹具压板沿长度方向两侧装有用于与聚合物软包电池的极耳接触的接触探针，所述接触探针包括电压片、电流片、安装底座以及探针保护套，所述电压片、电流片分别通过安装底座安装在所述的夹具压板两侧，并且所述电压片、电流片一端与聚合物软包电池的相应的极耳接触，所述电压片、电流片的另一端分别通过连接导线与所述充放电驱动板供电端相应引脚电连；所述探针保护套罩在聚合物软包电池的相应的极耳处；所述充放电装置包括用于对聚合物软包电池通电的充放电驱动板、连接导线、电源以及安装框架，所述充放电驱动板和电源安装在所述安装框架上，其中充放电驱动板的供电端通过所述连接导线、所述接触探针与聚合物软包电池的极耳电连；所述电源的供电端与所述充放电驱动板的充电端电连，实现对电池进行充放电的供电模块；所述冷压夹具化成单元包括用于提供驱动力的第二伺服电机、对第二伺服电机的驱动力进行比例调整的第二减速电机、第二齿轮箱、将转动转换为水平方向移动的第二滚珠丝杆螺母副、若干块对电池进行隔断与加压的第二层压板、对所述第二层压板水平支撑的第二导向杆、对伺服电机所驱动的层板产生的压力进行计量的第二压力检测组件、用于对电池降温冷却的风冷机构以及用于对第二层压板降温的水冷机构，所述第二伺服电机的输出轴与所述第二减速电机的输入轴轴接，所述第二减速电机的输出轴通过第二齿轮箱与第二滚珠丝杆副的滚珠螺母固接；所述第二层压板套在所述第二导向杆上，并且所述第二层压板与所述第二导向杆间隙配合，实现所述第二层压板沿第二导向杆轴向滑移；所述第二压力检测组件夹在所述第二层压板与第二滚珠丝杆副之间；所述水冷机构包括能与外界水源连通的水管以及用于控制水管流量的控制阀，水管的表面与相应的第二层压板表面贴合，保证每块第二层压板上均对应一段水管，所述控制阀设置在水管上；所述风冷机构包括挡板、换型丝杆、托板组件以及风机组件，所述挡板与第二层压板一一对应，并且挡板贴覆在相应的第二层压板表面，并通过固定在机架上的电池托板支撑，相邻两挡板之间设有用于放入电池的间隙；所述换型丝杆与所述挡板螺接，实现相邻挡板之间间隙的调整；所述风机组件装在机架的冷压夹具化成单元工位上，并且风机组件的出风口对准挡板；所述移栽机械手单元包括水平移动机构、垂直升降机构、电池夹紧机构以及移栽底座，所述水平移动机构包括用于提供水平驱动力的第二伺服电机、用于传递水平驱动力的齿条、供电池夹紧机构沿机架轴向水平滑动的水平导轨以及用于安装垂直升降机构的移栽安装架，所述第二伺服电机安装在所述移栽底座上，并且所述第二伺服电机的输出齿轮与所述齿条啮合，所述齿条与所述移栽安装架固接，且所述齿条与所述水平导轨滑动连接；所述垂直升降机构包括用于提供垂直驱动力的第三伺服电机以及用于传递垂直驱动力的丝杆，所述第三伺服电机安装在所述移栽安装架上，所述第三伺服电机的输出轴与所述丝杆的一端固接，所述丝杆与所述电池夹紧机构螺接；所述电池夹紧机构包括用于夹取电池的电池夹爪以及用于安装电池夹爪的夹爪安装板，所述夹爪安装板与所述丝杆螺接，所述夹爪安装板的底部沿其轴向装有一列电池夹爪，且电池夹爪的排布方向与热压夹具化成单元的第一层压板排布方向一致；所述电池上下料单元包括托盘拆码垛及输送单元、倍速链输送机单元、托盘上下料机械手单元、电池扫码旋转单元、不良电池单元、水车上下料机械手单元以及电池中转水车，所述托盘拆码垛及输送单元、倍速链输送机单元、托盘上下料机械手单元、电池扫码旋转单元、不良电池工位、水车上下料机械手单元、电池中转水车以及控制器均装在所述机架上，各个单元均与所述控制器信号连接；所述托盘拆码垛及输送单元包括用于拆分多层托盘的托盘拆码垛机、对托盘进行输送的滚筒输送机、托盘定位组件以及托盘阻挡组件，所述托盘拆码垛机包括托盘抬升气缸组件、托盘夹抓气缸组件和托盘拆码气缸组件，所述托盘抬升气缸组件、托盘夹抓气缸组件和托盘拆码气缸组件均安装在机架的托盘拆码垛及输送工位处，所述托盘抬升气缸组件的活塞杆沿竖直方向往复运动，托盘抬升气缸组件的活塞杆的端部与所述托盘夹抓气缸组件固接，并且托盘夹抓气缸组件的活塞杆沿水平方向往复运动，托盘夹抓气缸组件的活塞杆的末端配有用于插入托盘底部的卡爪；所述托盘拆码气缸组件布置在托盘旁的机架上，并且所述托盘拆码气缸组件的动作部覆盖在托盘处；所述托盘抬升气缸组件、托盘夹抓气缸组件和托盘拆码气缸组件的控制端均与所述控制器的相应信号输出端电连；所述滚筒输送机包括第一减速电机和链条滚筒件，所述减速电机安装在机架上，所述链条滚筒件包括若干滚筒以及传动链条，所述滚筒通过相应的转轴安装在机架上，并且滚筒通过传动链条连接，其中一个滚筒与第一减速电机的输出轴固接；链条滚筒件输出端设置在托盘拆码垛机处，输入端延伸到所述倍速链输送机单元的倍速链处，所述第一减速电机的控制端与所述控制器的相应信号引脚电连；所述托盘定位组件包括托盘定位气缸和托盘检测传感器，所述托盘定位气缸安装在托盘拆码垛及输送工位处垂直布置的安装架上，并与之滑动连接；所述托盘定位气缸的移动端配有用于安装托盘检测传感器的托架，所述托盘检测传感器的探测头指向托盘；所述托盘定位气缸的控制端与所述控制器的相应的信号引脚电连，所述托盘检测传感器的信号输出端与所述控制器的相应信号输入端电连；所述托盘阻挡组件包括气缸、直线导轨及阻挡板，所述直线导轨垂直安装在托盘相邻的机架上，并且所述气缸安装在所述直线导轨上，并与之滑动连接，所述气缸上配有用于阻挡托盘的阻挡板；所述的倍速链输送机单元包括负责传送托盘的倍速链输送机、托盘定位单元、中转输送滚筒和托盘等待单元，所述倍速链输送机包括第二减速电机、倍速链和倍速链型材，所述倍速链通过所述倍速链型材安装在所述机架上，其中所述倍速链的一端延伸在电池扫码旋转单元，另一端延伸至不良电池单元；所述倍速链与所述第二减速电机的输出端相连，实现倍速链沿其轴向运转；所述第二减速电机的控制端与所述控制器的相应引脚电连；所述倍速链上设有托盘定位单元和托盘等待单元，其中所述托盘定位单元包括托盘顶升气缸和托盘抱紧气缸，所述托盘顶升气缸和托盘抱紧气缸均分布在倍速链旁，所述托盘顶升气缸的活塞杆末端配有用于抬升放置在倍速链上托盘的抬升部；所述托盘抱紧气缸的活塞杆末端配有用于卡住抬升后托盘的卡合部；所述托盘顶升气缸和托盘抱紧气缸的控制端分别与所述控制器的相应引脚电连；所述托盘上下料机械手单元设置在倍速链输送机单元与电池扫码旋转单元之间，实现电池从倍速链到电池扫码旋转单元之间的转运，包括用于夹持电池的第一电池夹抓、用于实现电池夹抓运动的第一三维模组以及用于检测电池夹抓夹持状态的第一电池检测传感器，所述第一三维模组设置在倍速链输送机单元附近，所述第一三维模组包括能沿X轴移动的第一旋转气缸、能沿Y轴移动的第二旋转气缸以及能沿Z轴移动的第三旋转气缸，所述第三旋转气缸安装在机架上，所述第二旋转气缸与所述第三旋转气缸的活塞杆固接，所述第一旋转气缸与所述第三旋转气缸的活塞杆固接；所述第一电池夹爪安装在所述第一旋转气缸的活塞杆上，实现第一电池夹爪沿X轴、Y轴以及Z轴方向的移动；所述第一电池夹爪的控制端与所述控制器的相应信号输出端电连；所述第一电池检测传感器设置在电池夹爪上，所述第一电池检测传感器的信号输出端与所述控制器的相应信号输入端电连；所述电池扫码旋转单元包括电池移栽模组、电池扫码器和用于实现电池水平方向旋转的第四旋转气缸，所述第四旋转气缸设在倍速链与所述电池移栽模组之间倍速链一端的电池扫码旋转工位上，所述第四旋转气缸的输出端装有能水平转动的转盘，所述电池扫码器以及所述电池移栽模组安装在转盘上；所述电池通过电池移栽模组从倍速链移到下工序上料等待工位；所述电池扫码器的信号输出端、所述电池移栽模组的控制端以及所述第四旋转气缸的控制端分别与所述控制器的相应引脚电连；所述水车上下料机械手单元用于将扫码后的电池装载到电池中转水车与不良电池单元上，包括用于夹持电池的第二电池夹抓、用于实现电池夹抓运动的第二三维模组以及用于检测电池夹抓夹持状态的第二电池检测传感器，所述第二三维模组设置在倍速链输送机单元附近，所述第二三维模组包括能沿X轴移动的第五旋转气缸、能沿Y轴移动的第六旋转气缸以及能沿Z轴移动的第七旋转气缸，所述第七旋转气缸安装在机架上，所述第六旋转气缸与所述第七旋转气缸的活塞杆固接，所述第六旋转气缸与所述第五旋转气缸的活塞杆固接；所述第二电池夹爪安装在所述第五旋转气缸的活塞杆上，实现第二电池夹爪沿X轴、Y轴以及Z轴方向的移动；所述第二电池夹爪的控制端与所述控制器的相应信号输出端电连；所述第二电池检测传感器设置在第二电池夹爪上，所述第二电池检测传感器的信号输出端与所述控制器的相应信号输入端电连；所述电池中转水车包括同步带、同步轮、伺服电机、支撑型材、安装支撑板、电池档板以及电池整定气缸组件，所述安装支撑板装在所述机架上，并且所述安装支撑板上装有支撑型材，支撑型材的两端各配有同步轮，并且两端同步轮之间通过同步带相连，实现同步轮同步转动，其中一同步轮与所述伺服电机的输出轴相连；所述同步带的表面排布若干垂直布置的电池挡板，且相邻两挡板之间留有用于容纳电池的空隙；所述电池中转水车的一端与不良电池单元相连，电池中转水车的另一端延伸至下一加工工位；所述不良电池单元用于分拣不良电池，包括滚筒、档板、位置传感器、托盘定位气缸及电池等待单元，所述托盘定位气缸设置在不良电池单元的放置平台上，并且平台两侧配有若干沿其轴向排布的滚筒；所述挡板装在放置平台的末端，所述位置传感器设置在安装挡板一侧的放置平台上；电池等待单元是当电池扫码失败后进行中转的工位，包括第二电池档板、第三电池检测传感器、调整扳手及安装支座，所述安装支座装在放置平台旁边的机架上，所述安装支座上对称装有用于安装第二电池挡板的滑动支架，所述滑动支架上配有用于调整两个第二电池挡板间距的调整扳手；位于两个第二电池挡板之间的安装支座上装有第三电池检测传感器，所述位置传感器的信号输出端、所述第三电池检测传感器的信号输出端与所述控制器相应信号输入端电连，所述托盘定位气缸的控制端与所述控制器的相应引脚电连；所述中央控制器包括自动生产流程控制单元、温度控制单元、加压保压单元、上下料控制单元、充放电循环控制单元、报警控制单元以及数据处理单元，所述自动生产流程控制单元的信号输入端与人机交互界面的信号输出端电连，所述自动生产流程控制单元的信号输出端、所述温度控制单元的信号输入端、加压保压单元的信号输入端以及充放电循环控制单元的信号输入端分别与数据处理单元的相应信号输入端电连，所述数据处理单元的信号输出端分别与上下料控制单元的信号输入端、移栽机械手单元、安全报警控制单元的信号输入端电连，所述温度控制单元的信号输出端分别与所述热压夹具化成单元的第一伺服电机控制端、所述冷压夹具化成单元的第二伺服电机控制端电连；所述加压保压单元的信号输入端分别与所述热压夹具化成单元的第一压力检测组件的信号输出端、所述冷压夹具化成单元的第二压力检测组件的信号输出端信号双向连接；所述冷压夹具化成单元的水冷机构的控制阀、风冷机构的控制端分别与所述温度控制单元的相应信号输出端信号连接。