一种电池装配封装设备 【技术领域】
本发明涉及电池装配封装设备，更具体地说是指一种将铝塑膜、极组自动装配封装成电池的自动化机械。
背景技术
在传统锂电池生产过程中，电池装配封装的技术及方法通常是，首先采用手工或者半自动机械将成卷的铝塑膜分切成片，然后冲制、切余边成型，制备包装袋。然后手工将极组放入包装袋，将包装袋折叠包住极组，并将其装入夹具。再将该夹具连同电芯转入顶封、侧封机完成顶侧边的封装。由于手工操作多，成型、装配、封装都是独立工序，导致电池生产过程原材料浪费多、生产率低、成本高，而且操作不便，装配精度更难以保证。因而有必要对现有的电池生产机械及方式进行改进，提供一种自动化、精确、高效的电池装配封装设备。
【发明内容】
本发明针对上述现有技术所存在之缺失，其主要目的在于提供一种精密、高效、自动化的电池装配封装设备，其可将铝塑膜成型制片，将极组包装，并完成顶边侧边封装，其出料可进行电芯的绝缘测试，并据测试结果区分出料，设备具有自动化程度高，工作可靠，精确、速度快，产品一致性好，节约原材料的优点。
为实现上述之目的，本发明采取如下技术方案：
一种电池装配封装设备，包括：
一铝塑膜成型制片单元，将铝塑膜冲制成型并分切成片，形成锂电池的外包装；
一装配封装单元，连接前述的铝塑膜成型单元，将前述制成锂电池的外包装及送入的极组装配组合，并将包装袋顶边、一侧边热压粘合；
一辅助单元，将封装后的电池进行分切、测试，然后根据测试结果分拣出料。
对上述技术方案进行进一步阐述：
作为一种优选方案，所述铝塑膜成型制片单元包括放卷机构、铝塑膜成型机构、送料机构及分切机构。
作为一种优选方案，所述放卷机构包括安装在机架上的装料气胀轴、过辊、电机，通过该放卷机构将气胀轴上的铝塑膜施加一定的张力并放料；所述铝塑膜成型机构包括安装在机架上的模架、模具、下模驱动器及上模驱动器，通过铝塑膜成型机构的模具受控将铝塑膜在预定部位冲制出一定规则的坑；所述送料机构包括夹持手指、滑轨、螺杆、螺帽、驱动器和固装于螺帽上的移动板，通过送料机构夹持铝塑膜并每次前送一个步距长度；所述分切机构包括上切刀、下切刀、安装架电机及切刀驱动器，通过该分切机构将送进的铝塑膜裁断成单片。
作为一种优选方案，所述上模驱动器为伺服电机。
作为一种优选方案，所述下模驱动器为气缸、气液增压缸或液压缸。
作为一种优选方案，所述上模及驱动器、下模及驱动器其位置是相对的，二者可互换。
作为一种优选方案，所述装配封装单元包括送料机构、第一封装机构及第二封装机构。
作为一种优选方案，所述步进送料机构包括安装在机架上的基板以及基板上的动力源、分割器、分割器连接的平台及平台上等角度布置的翻转对折装置，还包括安装在基板上的翻转驱动器；所述第一封装机构由A上封头、A下封头、封头内装设的电热管、驱动封头上下运动的汽缸组成，气缸驱动A封头闭合时对电池的顶边进行加热、加压并黏合；所述第二封装机构由B上封头、B下封头、封头内装设的电热管、驱动封头上下运动的汽缸组成，气缸驱动B封头闭合时对电池的另一边进行加热、加压并黏合。
作为一种优选方案，所述翻转对折装置包括底板、定位台、翻转台、铰链、转轴及执行器，该执行器可驱动翻转台绕转轴转动，定位台、翻转台通过软管和真空源连接，并在其表面适当位置设有小孔或吸盘联通真空腔，使其表面在对应位置具备吸持力，该定位台还在表面开设和铝塑膜片冲坑相适应的容纳槽。该翻转对折装置等角度设置在前述的平台上，将放入的铝塑膜定位，通过翻转台转动，使铝塑膜沿折线折叠180°。
作为一种优选方案，所述辅助单元包括单体分切机构、换位机械手、电阻测试机构及分拣出料机构。该单体分切机构包括受料台、切刀、导向轨及切刀汽缸，通过单体分切机构将连体制作的两个电池分开；该换位机械手包括汽缸、吸盘、滑板及驱动源，滑板由驱动源驱动，其上固定气缸，气缸的输出连接吸盘，通过该机械手将电池从料台送到测试位，测试后将电池送入输送带；该电阻测试机构包括测试板和其上的测试针及测试板驱动汽缸，工作中该测试针和标准的绝缘测试仪电气连接，测试电池的绝缘性能，并输出测试结果‘OK’或‘NG’给设备的控制系统；该分拣出料机构包括输送带及机械手，将前述电阻测试为‘NG’的电池从输送带上抓入NG料合，测试‘OK’的电池则从输送带输出。
作为一种优选方案，所述电池装配封装设备，还具有一极组上料机构，该极组上料机构与装配封装单元连接，该机构包括一平台、该平台上等分设置有容纳极组的定位槽、平台传动装置及动力源。
作为一种优选方案，所述铝塑成型制片单元与装配封装单元间、极组上料机构与装配封装单元间、装配封装单元与辅助单元间设置有取料机构，该取料机构由负压吸盘、升降汽缸、滑动板、驱动源组成，通过驱动源使滑板作X轴移动，气缸竖向安装在滑板上，输出轴连接负压吸盘，负压吸盘由软管经控制阀和真空源连接。
作为一种优选方案，在入膜工位，取料机构将分切出的铝塑膜单片送入装配封装单元，并将其定位在前述圆盘送料机构的翻转对折装置上；在入极组工位，取料机构吸取预先放置在极组上料机构定位槽内的极组，将其放入已经定位在翻转对折装置上的铝塑膜单片的拉深坑内；在下电池工位时，取料机构将已经封装好的电池从翻转对折装置上取出，送入辅助单元的受料台上。
本发明采用上述技术方案后，其有益效果在于，一方面，通过铝塑膜成型制片单元，将铝塑膜冲制成型并分切成片，形成锂电池的外包装；另一方面，其通过装配封装单元及极组入料单元，将前述制成锂电池的外包装及送入的极组装配组合，并将包装袋顶边、一侧边热压粘合；再一方面，其通过辅助单元，将封装后的电池进行分切、测试，然后根据测试结果分拣出料。藉而，可靠实现将电池自动装配及封装，并对封装产品进行测试区分，能有效提高电池生产线的自动化水平，具有操作方便，生产效率高，产品性能可靠，生产成本低，废料少的优点。
下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明：
【附图说明】
图1是本发明俯视示意图；
图2是本发明铝塑膜成型制片单元主视结构图；
图3是图2的俯视图；
图4是本发明装配封装单元主视结构图；
图5是图4的俯视图；
图6是本发明翻转对折装置结构示意图；
图7是本发明辅助单元俯视结构图；
图8是本发明辅助单元主视结构图；
图9是本发明取料机构主视图；
图10是本发明取料机构侧视图。
附图标号说明：
1 铝塑膜 2 极组
3 电池
100 铝塑膜成型制片单元 101 放卷机构
102 机架底板 103 电机
104 装料气胀轴 105 过辊
120 铝塑膜成型机构 121 模架
122 下模 123 下模驱动器
124 上模驱动器 125 A螺旋副
126 压力板 127 压料板
128 上模 130 送料机构
131 夹持手指 132 移动板
133 B螺旋副 134 A滑轨
135 驱动器 140 分切机构
141 下切刀及驱动器 142 上切刀及驱动器
150 铝塑膜卷 200 装配封装单元
205 基板 210 步进送料机构
211 平台 212 旋转接头
213 分割器 214 动力源
220 翻转对折装置
221 底板 222 定位台
223 翻转台 224 铰链
225 底座 226 滑动副
227 定位座 228 卡位销
229 齿条 230 齿轮
231 转轴 21 吸盘
22 定位槽 23 避位槽
24 卡槽 240 翻转驱动器
260 第一封装机构 261 A气缸
262 A上封头 263 A下封头
280 第二封装机构 281 B气缸
282B 上封头 283 B下封头
300 辅助单元 310 单体分切机构
311 受料台 312 C气缸
313 切刀 314 B滑轨
315 D气缸 320 换位机械手
330 测试机构 331 测试板
332 测试板驱动气缸 333 测试针
340 出料机构 341 输送带
342 机械手
400 极组上料机构 410 平台
411 料槽 500 取料机构
501 支架 502 滑板
503 导向副 504 C螺旋副
505 电机 506 E气缸
507 A吸盘
【具体实施方式】
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步描述。
首先，请参照图1所示，其显示出了本发明之较佳实施例地具体结构，包括有铝塑膜成型制片单元100、装配封装单元200、辅助单元300、极组上料机构400，装配封装单元200分别连接铝塑膜成型制片单元100、极组上料机构400、辅助单元300，并在铝塑膜成型制片单元100与装配封装单元200间、极组上料机构400与装配封装单元200间、装配封装单元200与辅助单元300间设置有取料机构500。
参照图2、图3所示，其中该铝塑膜成型制片单元100包括放卷机构101、铝塑膜成型机构120、送料机构130、分切机构140，它们依次设置。放卷机构101包括安装在机架102上的装料气胀轴104、过辊105及电机103，装料气胀轴104、过辊的中心轴105、电机103的转轴相互平行，呈上下设置且水平错位，电机103驱动铝塑膜卷150转动，通过该放卷机构101将装料气胀轴104上的铝塑膜1施加一定的张力并放料；铝塑膜成型机构120包括安装在机架102上的模架121、下模122、下模驱动器123、上模驱动器124、A螺旋副125、压力板126、压料板127及上模128，该上模驱动器124为伺服电机，该下模驱动器123为气缸、气液增压缸或液压缸，安装在模架121下部，其输出连接并驱动下模122，A螺旋副125的螺杆通过螺帽与压力板126螺旋连接，将来自上模驱动器124的动力传递至压力板126使其上下移动，致使和压力板126连接的上模128上下运动，通过铝塑膜成型机构120的上模128、下模122的受控运动将通过其间的铝塑膜1在预定部位冲制出一定规则的坑；送料机构130包括夹持手指131、B螺旋副133、滑轨134、驱动器135和固装于螺帽上的移动板132，铝塑膜1被夹持于夹持手指131，驱动器135驱动B螺旋副133的螺杆在螺帽中旋转并迫使螺帽移动，致使移动板132及固定于移动板132的夹持手指131沿滑轨134滑动，通过送料机构130夹持铝塑膜1并每次前送一个步距长度；分切机构140包括有下切刀及驱动器141、上切刀及驱动器142，通过该分切机构140将送进的铝塑膜1裁断成单片。
参照图4、图5、图6所示，该装配封装单元200包括基板205、步进送料机构210、翻转对折装置220、第一封装机构260及第二封装机构280，翻转对折装置220、第一封装机构260、第二封装机构280依次围圈步进送料机构210设置，并在基板205适当部位布置有翻转驱动器240。步进送料机构210包括平台211、旋转接头212、分割器213、动力源214，旋转接头212位于圆盘211的中心位置，由动力源214驱动平台211作分割定位。翻转对折装置220包括底板221、定位台222、翻转台223、铰链224、转轴231、执行器，该执行器包括底座225、滑动副226、定位座227、卡位销228、齿条229及与转轴231安装并带动转轴转动的齿轮230。该定位台222、翻转台223通过软管和真空源连接，其表面适当位置设有小孔或吸盘21联通真空，使其表面在对应位置具备吸持力，该定位台222还在表面开设和铝塑膜片冲坑相适应的定位槽22，还可设置避位槽23，该底座225在适当部位还设有卡槽24，配合卡位销228可使齿条229位置自锁。该翻转对折装置220等角度设置在前述的平台211上，可将放入的铝塑膜1定位，通过翻转驱动器240驱动齿条229滑动，进而使齿轮230及转轴231转动，致使翻转台223转动，使铝塑膜1沿折线折叠180°并自锁，或将折叠的翻转台223打开并自锁；该第一封装机构260包括A上封头262、A下封头263及两个A汽缸261，A上封头262及A下封头263各与一个A汽缸261连接，A上封头262、A下封头263内分别装设电热管，A气缸261驱动A上封头262及A下封头263，闭合时对电池的顶一边进行加热、加压并黏合；该第二封装机构280包括B上封头282、B下封头283及两个B汽缸281，B上封头282及B下封头283各与一B汽缸281连接，B上封头282、B下封头283内分别装设电热管，B气缸281驱动B上封头282及B下封头283，闭合时对电池的另一边进行加热、加压并黏合。
参照图7所示，该辅助单元300包括单体分切机构310、换位机械手320、电阻测试机构330、分拣出料机构340，换位机械手320及电阻测试机构330与单体分切机构310配装，分拣出料机构340与电阻测试机构330配装。所述单体分切机构310包括受料台311、切刀313、B滑轨314、D汽缸312，D汽缸312驱动切刀313，通过所述单体分切机构310将连体制作的两个电池分开；该换位机械手包括换位机械手汽缸、吸盘、滑板及驱动源，滑板由驱动源驱动，其上固定换位机械手气缸，换位机械手气缸的输出连接吸盘，换位机械手320将电池从受料台311送到测试位，测试后将电池送入输送带341；电阻测试机构330由测试板331和其上的测试针333、测试板驱动汽缸332组成，工作中该测试针333和标准的绝缘测试仪电气连接，测试电池的绝缘性能，并输出测试结果‘OK’或‘NG’给设备的控制系统；分拣出料机构340包括输送带、抓料盘、X轴汽缸、Y轴汽缸及支架，将前述电阻测试为‘NG’的电池从输送带上抓入NG料合，测试‘OK’的电池则从输送带341输出。
如图1所示，该极组上料机构400包括一平台410、平台传动装置及动力源，动力源通过平台传动装置使所述平台410转动，所述平台410上等分设置有容纳极组的料槽411，通过极组上料机构400在备料位置将待封装的极组2放入料槽411，由平台传动装置使所述平台410转动将其送至取料位，由所述取料机构500将极组2置入定位在包装壳内。
本发明的设计重点在于，一方面，其通过设置通过铝塑膜成型制片单元，将铝塑膜冲制成型并分切成片，形成锂电池的外包装；另一方面，其通过装配封装单元及极组上料单元，利用翻转对折包装夹具将前述制成锂电池的外包装及送入的极组装配组合，通过第一、第二封装机构将包装袋顶边、一侧边热压粘合；再一方面，其通过辅助单元，将封装后的电池进行分切、测试，然后根据测试结果分拣出料；并通过在单元间设置的取料机构，使物料在工序间自动流转。藉而，可靠实现将电池自动装配及封装，并对封装产品进行测试区分，能有效提高电池生产线的自动化水平，具有操作方便，生产效率高，产品性能可靠，生产成本低，废料少的优点。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。