电芯的加工设备及加工方法与流程

本申请涉及电芯制造技术领域，尤其涉及一种电芯的加工设备及加工方法。

背景技术：

叠片式电芯包括规则结构的电芯和异形结构的电芯，规则结构的电芯是指电芯中各极片的尺寸均相等，此种电芯可以通过一次压合成型的方式加工而成。

然而，对于异形结构的电芯，极片的尺寸有大有小，且形状也有所不同，因此，无法采用与规则结构相同的设备进行加工。

相关技术中，对于异形结构的电芯只能通过人工操作的方式进行加工，这使得异形电芯的加工效率低。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种电芯的加工设备及加工方法，能够提高异形电芯的加工效率。

本申请的第一方面提供了一种电芯的加工设备，所述电芯包括至少两个电芯单元，所述加工设备包括纠偏机构、输送机构和压合机构，

所述纠偏机构包括基体、纠偏组件以及转动连接于所述基体上的工作台，所述工作台上设置有电芯放置工位，

所述纠偏组件设置于所述工作台的转动行程中的第一位置处，在所述第一位置处，所述纠偏组件用于纠正依次放入所述电芯放置工位上的各所述电芯单元的位置，

所述输送组件用于将纠偏后的各所述电芯单元依次输送至所述压合机构，所述压合机构用于将叠置的各所述电芯单元依次压合。

优选的，所述纠偏组件包括控制器以及与所述控制器电连接的拍摄器和调节器，所述拍摄器用于依次获取各所述电芯单元的坐标值，并将所述坐标值传输至所述控制器，所述控制器根据所述坐标值与基准坐标值的偏移量控制所述调节器调整各所述电芯单元的位置。

优选的，所述调节器包括相连接的作用部和活动部，所述作用部具有依次使各所述电芯单元脱离所述电芯放置工位的作用力，所述活动部具有平移行程和角度行程，以用于纠正各所述电芯单元的位置。

优选的，所述作用部包括吸盘，所述吸盘通过吸附作用力使各所述电芯单元脱离所述电芯放置工位。

优选的，所述活动部包括第一移动件、第二移动件和转动件，所述第一移动件具有沿第一方向的移动行程，所述第二移动件具有沿第二方向的移动行程，所述转动件具有转动行程，所述第一方向与所述第二方向呈非零夹角，

所述第二移动件与所述第一移动件连接，以在所述第一移动件的带动下沿所述第一方向移动，所述转动件与所述第二移动件连接，以在所述第二移动件的带动下沿所述第二方向移动，

所述第一移动件与所述第二移动件的共同移动产生所述平移行程，所述转动件的转动产生所述角度行程。

优选的，还包括切割机构，所述切割机构设置于所述工作台转动行程中的第二位置处，在所述第二位置处，所述切割机构用于切除各所述电芯单元上多余的外封装膜。

优选的，还包括移送机构，所述移送机构用于在不同工序之间流转各所述电芯单元。

本申请的第二方面提供了一种电芯的加工方法，该加工方法应用于上述任一项所述的加工设备，该加工方法包括以下步骤：

步骤10，将所述电芯单元放置于所述电芯放置工位；

步骤20，转动所述工作台至所述第一位置处，并纠正所述电芯单元的位置，然后将纠偏后的所述电芯单元输送至压合机构；

步骤30，重复步骤10和步骤20，

步骤40，将各所述电芯单元依次压合。

优选的，还包括：

步骤50，切除各所述电芯单元上多余的外封装膜。

优选的，所述纠正所述电芯单元的位置具体为通过拍照的方式获取各所述电芯单元的坐标值，并调整各所述电芯单元的位置以使所述坐标值与基准坐标值重合。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供了一种电芯的加工设备，其中，纠偏机构包括基体、纠偏组件以及转动连接于基体上的工作台，各种不同规格的电芯单元被依次放入工作台的电芯放置工位，在工作台的转动过程中，纠偏组件将各电芯单元纠正至准确位置，输送组件将纠偏后的各电芯单元依次输送至压合机构，压合机构将叠置的各电芯单元依次压合成异形电芯，该方案实现了异形电芯的自动化生产，提高了异形电芯的加工效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例提供的纠偏机构的立体图；

图2为本申请实施例提供的纠偏组件的立体图ⅰ；

图3为本申请实施例提供的纠偏组件的立体图ⅱ；

图4为本申请实施例提供的压合机构部分结构的立体图；

图5为本申请实施例提供的上料机构的立体图。

附图标记：

1-纠偏机构；

11-基体；

12-纠偏组件；

121-拍摄器；

122-调节器；

122a-作用部；

122b-活动部；

122ba-第一移动件；

122bb-第二移动件；

122bc-转动件；

123-驱动气缸；

124-举升气缸；

13-工作台；

13a-电芯放置工位；

13b-第一位置；

13c-第二位置；

13d-出料位；

2-压合机构；

3-上料机构；

31-输送带；

32-备料机械手；

33-顶升组件；

4-电芯单元。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

异形电芯通常由多个不同尺寸和形状的电芯单元压合而成，为了实现异形电芯的高效加工，本申请的第一方面提供了一种电芯的加工设备，如图1-5所示，该加工设备包括纠偏机构1、输送机构(图中未示出)和压合机构2。

纠偏机构1用于纠正各电芯单元4的位置偏差，以确保各电芯单元4在压合时具有准确的相对位置。纠偏机构1包括基体11、纠偏组件12以及转动连接于基体11上的工作台13，工作台13上设置有电芯放置工位13a，在工作台的转动过程中，各电芯单元4分别位于工作台13的不同转动行程处。

需要说明的是，电芯放置工位13a可以设置有多个，以使该加工设备在一个加工循环中可以并行加工出多个异形电芯，以提高生产效率。

纠偏组件12设置于工作台13的转动行程中的第一位置13b处，在此第一位置13b处，纠偏组件12用于纠正依次放入电芯放置工位13a上的各电芯单元4的位置，经过纠偏组件12纠偏后，消除了各电芯单元4在各方向上的偏移。纠偏组件12可以设置在工作台13上，也可以单独设置，本申请对此不作限定。

输送机构用于将纠偏后的各电芯单元4依次输送至压合机构2，如图4所示，被送入压合机构2的各电芯单元4叠置，压合机构2将叠置的各电芯单元4依次压合。

根据以上的描述，该加工设备实现了异形电芯的自动化加工，提高了异形电芯的加工效率。

在图2-3所示的实施例中，纠偏组件12包括控制器(图中未示出)以及与控制器电连接的拍摄器121和调节器122。拍摄器121用于依次获取各电芯单元4的坐标值，并将该坐标值传输至控制器，控制器根据坐标值控制调节器纠正各电芯单元4的位置。

具体地，拍摄器121位于电芯单元4的正上方，拍摄器121中包括照相机和光源，照相机用于拍摄，光源用于为照相机提供照明，提高拍摄时的亮度，增加拍摄时的清晰度。照相机和光源均设置在驱动气缸上，当驱动气缸下降后，光源打开，照相机对电芯单元4进行拍照，并记录电芯单元4的坐标值，控制器将该坐标值与基准坐标值对比，计算两者的偏移量，根据此偏移量控制器控制调节器122动作并纠正电芯单元4的位置，消除该偏移量。

该方案中，通过拍摄器121能够准确获取各电芯单元4的坐标值，并准确计算偏移量，使得该纠偏组件12的纠偏精度较高。本实施例中，照相机可以采用ccd相机，光源可以采用ccd光源。

在图2所示的实施例中，调节器122包括相连接的作用部122a和活动部122b，作用部122a能够向各电芯单元4施加作用力，使电芯单元4脱离电芯放置工位13a，并保持电芯单元4与作用部122a相对固定，两者相对固定后，通过活动部122b的平移行程和角度行程，实现对电芯单元4的纠偏操作。该方案中，通过调节作用部122a的位置实现电芯单元4的位置的调节，相对于设置额外的调节机构而言，结构相对简单。

进一步，作用部122a包括吸盘，吸盘与负压气源连通，当负压气源开启，吸盘内产生吸附作用力，吸盘通过吸附作用力使电芯单元4脱离与吸盘保持固定。此外，为了避免电芯单元4在活动部122b的带动下与其它部件发生干涉，纠偏机构12还包括举升气缸124，活动部122b通过举升气缸124举升到预设高度，使电芯单元4脱离电芯放置工位13a，并在此预设高度上，活动部122b动作以实现对电芯单元4的纠偏。本方案中，作用部122a的结构设置相对简单，且通过吸附的方式吸住电芯单元4，不会对电芯单元4造成损坏。

如前所述，活动部122b具有平移行程和角度行程，以实现电芯单元4的位置调节。根据一个实施例，活动部122b包括第一移动件122ba、第二移动件122bb和转动件122bc，第一移动件122ba具有沿第一方向的移动行程，第二移动件122bb具有沿第二方向的移动行程，转动件122bc具有转动行程，第一方向与第二方向呈非零夹角，第二移动件122bb与第一移动件122ba连接，以在第一移动件122ba的带动下沿第一方向移动，转动件122bc与第二移动件122bb连接，以在第二移动件122bb的带动下沿第二方向移动，第一移动件122ba与第二移动件122bb的共同移动产生平移行程，转动件122bc的转动产生角度行程。

根据一个实施例，第一移动件122ba与第二移动件122bb可以分别采用直线电机，转动件122bc可以采用旋转电机。

本申请中，该加工设备还包括切割机构，该切割机构设置于工作台13转动行程中的第二位置13c处，纠偏后的电芯单元4在工作台13的带动下处于第二位置13c处，在第二位置13c处，切割机构用于切除各电芯单元4上多余的外封装膜。切割机构可以采用激光切割机，激光切割机按指定路径对各电芯单元4的外轮廓进行整形，待切割完成后，电芯单元4在工作台13的带动下转动至出料位13d。切割机构的设置实现了电芯单元4在流转过程中将外封装膜自动切割，较单独设置切割工位而言，该加工设备的布局更加紧凑，且加工效率更高。

此外，为了方便电芯单元4在不同工序之间流转，该加工设备还包括移送机构，移送机构实现了电芯单元4流转过程中的自动化，提高了异形电芯的加工效率。

根据一个实施例，移送机构包括上料机械手和下料机械手，上料机械手用于将电芯单元4放置在电芯放置工位13a上，下料机械手用于将压合后的异形电芯取出，并移送至成品放料区。当然，移送机构还可以是输送带或输送辊道等。

为了进一步提高该加工设备的自动化程度，该加工设备还包括上料机构3，如图5所示，上料机构3包括输送带31、备料机械手32和顶升组件33，各电芯单元4分别放置在上料货盘上，上料货盘放置在输送带31上，当输送带31将上料货盘输送至顶升组件33上时，顶升组件33将上料货盘顶起，备料机械手32从上料货盘中抓取电芯单元4并放置纠偏机构1的备料位上，通过移送机构可将备料位上的电芯单元4放置纠偏机构1的电芯放置工位13a上。当备料完成后，上料货盘通过移动机构被转移至空货盘工位。

需要说明的是，上述电芯加工设备也适用于规则结构的叠片式电芯的加工，也就是说，各电芯单元4的外形尺寸均相等。

本申请的第二方面提供了一种电芯的加工方法，该加工方法应用于上述任一实施例的加工设备，该加工方法包括以下步骤：

步骤10，将电芯单元4放置在电芯放置工位13a；

步骤20，转动工作台至第一位置13b处，并纠正电芯单元4的位置，然后将纠偏后的电芯单元4输送至压合机构2；

步骤30，重复步骤10和步骤20；

步骤40，将各电芯单元4压合。

该方案实现了异形电芯的自动化加工，提高了异形电芯的加工效率。此外，当异形电芯包括三个或更多个电芯单元4时，为了保证压合力的有效作用，可以依次重复步骤30和步骤40，直到所有电芯单元4被压合在一起。

进一步，该方法还包括：

步骤50，切除各电芯单元4上多余的外封装膜。

该方法使得电芯单元4在流转过程中实现了外封装膜的切除，以此实现了对电芯单元4的整形，较单独设置切割工序，加快了生产节拍。

更进一步，本申请中，纠正各电芯单元4的位置具体为通过拍照的方式获取各电芯单元4的坐标值，并调节各电芯单元4的位置以使坐标值与基准坐标值重合。上述方法通过拍照的方式可以准确获取电芯单元4的坐标值，通过该坐标值与基准坐标值对比计算两者之间的偏移量，该方法使得纠偏组件12的纠偏精度较高，且操作方便。

以下为异形电芯的制造过程，以异形电芯包括三个电芯单元4为例进行说明。

首先通过移送机构将上料货盘放置在输送带31上，当上料货盘被输送至顶升组件33的上方时，顶升组件33将上料货盘顶起，上料机械手将各电芯单元4放置在上料机构3的备料位上，且根据电芯单元4的规格不同，电芯单元4被放置在不同的备料位上。

当备料完成后，移送机构将备料位上的第一电芯单元转移至工作台13的电芯放置工位13a上，工作台13转动90°，第一电芯单元到达纠偏工位，此时，纠偏组件12将第一电芯单元纠正至基准位置，然后，移送机构再回到上料机构3处，将第二电芯单元转移至电芯放置工位13a，工作台13再次转动90°，同样的，第二电芯单元到达纠偏工位，纠偏组件12对第二电芯单元进行纠偏，此时，第一电芯单元到达工作台13的第二位置13c处，即，切割工位，切割机构可以根据不同电芯单元4选择是否进行切割，同时，移送机构再次回到上料机构3，并将第三电芯单元转移至电芯放置工位13a，工作台13再次转动90°，纠偏组件12对第三电芯单元进行纠偏，此时，第一电芯单元到达工作台13台的出料位13d，输送机构将第一电芯单元输送至压合机构2后，工作台13再次转动，第二电芯单元到达出料位13d，输送机构将第一电芯单元输送至压合机构2后，此时，压合机构2将第一电芯单元和第二电芯单元压合，工作台13再次转动90°，第三电芯单元到达下料位置后，输送机构将第三电芯单元转移至压合机构2，压合机构2将第三电芯单元与第一电芯单元和第二电芯单元共同压合。其中，三种电芯单元全部经过纠偏组件12纠偏，可以保证三者在压合机构2内具有准确的相对位置，压合机构2为热压机构，通过设定相关的工艺参数(例如，时间，温度，压力等)将三种不同电芯单元4压合形成异形电芯，至此，该加工设备的一个循环完成。

同理，上述方法也适用于规则电芯的加工，即，当各电芯单元4的外形尺寸均相等时，压合后的电芯为规则电芯。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。