一种用于锂电池加工运送的载具的制作方法

本发明涉及锂电池生产领域，尤其涉及一种用于锂电池加工运送的载具。

背景技术：

在锂电池生产的时候，需要在锂电池上进行移印和喷码。移印即把所需印刷的图案利用照像制版的方法，把钢版制成凹版再经由特制矽胶印头转印在被印物上。喷码是指用喷码设备在产品上喷印标识生产日期，保质期，批号，企业名称，Logo,条码，二维码等。但是目前的锂电池生产移印和喷码，自动化程度不高。

为此，申请人申请了一种方形锂电池的全自动生产设备，该生产设备包括机架组件、载具运送装置、载具回流装置、升降装置、载具推送装置、移印装置、喷码装置、电压内阻测试装置、条码扫描装置、连接器分离装置、下料搬运机械手装置、不良品出料装置和转接站组件，该设备采用独创的机构布局，在保证成品电池达到严格工艺要求的同时，达到提高生产效率和工作可靠性，降低生产成本的目的。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种用于锂电池加工运送的载具，该装置用于实现电池载具循环运送，以能够一次完成电池移印、电池喷码、扫码检测、良品、不良品的自动分选。该装置达到了提高生产效率和工作可靠性，降低生产成本的目的。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种用于锂电池加工运送的载具，该装置包括夹紧座、夹紧板、夹紧弹簧、载具底座和测试板；所述的载具底座上设置有电池槽，所述的测试板设置在电池槽开放端的一个角部，测试板上设置有用于与待加工电池a接触的第一触头和与测试装置接触的第二触头，待加工电池a的引出极片与测试板的金属片相扣住；所述的电池槽的一个侧边设置凹陷的条状凹口，所述的夹紧座设置在条状凹口内，夹紧板设在夹紧座的上部，夹紧座的外侧设置有两个第一弹簧孔，两个第一弹簧孔内分别设置有所述的夹紧弹簧，并在条状凹口外侧凸边设置有第二弹簧孔，夹紧弹簧的另一端设置在第二弹簧孔内，通过夹紧弹簧作用夹紧板的内侧边将待加工电池a固定在电池槽内。

作为优选，所述的夹紧座的内侧两边分别设置有导向杆，导向杆穿设在载具底座的第一轴孔内，夹紧座的中部设置有推动杆，推动杆贯穿设置在载具底座的第二轴孔内，并在载具底座的另一侧设置有推动块，推动块与所述的推动杆相连接，推动推动块能使夹紧板与待加工电池a脱离。

本发明由于采用了上述的技术方案，该装置用于实现电池载具循环运送，以能够一次完成电池移印、电池喷码、扫码检测、良品、不良品的自动分选。该装置达到了提高生产效率和工作可靠性，降低生产成本的目的。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例各功能装置的爆炸结构示意图。

图3为机架组件的结构示意图。

图4为载具运送装置的爆炸结构示意图。

图5为载具的结构爆炸结构示意图。

图6为运送皮带机构的爆炸结构示意图。

图7A、图7B为载具定位机构的爆炸结构示意图。

图8为载具回流装置的爆炸结构示意图。

图9A为第一升降装置的爆炸结构示意图。

图9B为第二升降装置的爆炸结构示意图。

图10为载具推送装置的爆炸结构示意图。

图11为移印装置的爆炸结构示意图。

图12为移印头组件的爆炸结构示意图。

图13为喷码装置的爆炸结构示意图。

图14为电压内阻测试装置的爆炸结构示意图。

图15为条码扫描装置的爆炸结构示意图。

图16为连接器分离装置的爆炸结构示意图。

图17为下料搬运机械手装置的爆炸结构示意图。

图18为不良品出料装置的爆炸结构示意图。

图19为转接站组件的爆炸结构示意图。

图20为夹紧机构的爆炸结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

如图1、图2所示的一种方形锂电池的全自动生产设备，该设备包括机架组件1、载具运送装置2、载具回流装置3、第一升降装置4、第二升降装置14、载具推送装置5、移印装置6、喷码装置7、电压内阻测试装置8、条码扫描装置9、连接器分离装置10、下料搬运机械手装置11、不良品出料装置12和转接站组件13，所述的机架组件1用于固定安装其他装置，载具运送装置2固定设置在机架组件1上，运送载具行进，进入对应工位加工，载具回流装置3固定设置在机架组件1内部，位于载具运送装置2正下方，将空载具运送到加工初始点，第一升降装置4、第二升降装置14分别位于载具运送装置2和载具回流装置3两端部，起上下搬运载具的作用，载具推送装置5由四套，分别固定设置在第一升降装置4和第二升降装置14上、下工作位的一侧，推动载具由进入载具运送装置2进入第二升降装置14，并由第二升降装置14进入载具回流装置3，再由载具回流装置3进入第一升降装置4，由此载具能循环流通，持续工作；移印装置6固定设置在机架组件1上，对应第一个工位，对电池进行移印相应图案的操作，喷码装置7设置在移印装置6后面，对应第二个工位，对电池进行喷码操作，电压内阻测试装置8与喷码装置7相衔接，对应第三个工位，对电池进行电压内阻的测试，条码扫描装置9设置在电压内阻测试装置8对侧，对应第三个工位，对电池的条码进行扫描检测是否正确，连接器分离装置10对应第四个工位，对检测完的电池进行与载具的分离操作，下料搬运机械手装置11与连接器分离装置10相衔接，对载具中的电池进行搬运，合格品搬运到转接站组件13中，不合格品搬运到不良品出料装置12中，不良品出料装置12固定设置在机架组件1上，将不合格品运出工作机，转接站组件13固定设置在机架组件1上，用于承接下料搬运机械手装置11搬运来的成品电池，后续由人工运出工作机。

如图3所示，所述的机架组件1包括下机架14、上防护罩15、触摸屏16、人工操作台17、警示灯18和控制按钮组件19，下机架14用于固定设置其他装置，下机架14底部设置有万向轮和地脚螺钉，用于转运的固定整个机器，上防护罩15固定设置在下机架14上，将工作区域保护起来，安全可靠，触摸屏16安装在上防护罩15侧方，用于控制工作流程中的参数设定，人工操作台17固定设置在下机架14上，该处可由工人实现人工上料，将待测试电池放入载具，警示灯18用于紧急情况的报警，固定设置在上防护罩15上方，控制按钮组件19控制电源的开合和机器的启停，固定设置在上防护罩15上。

如图4所示，所述的载具运送装置2包括载具21、运送皮带机构22和载具定位机构23，载具21用于放置待加工电池a，载具21的底部设置有两条通槽24，并在运送皮带机构22上设置有两条运送导轨25，所述的通槽24设置在运送导轨25上，载具21可由运送皮带机构22从左至右运动，切换工位，通过载具定位机构23检测，将载具21定位在载具定位机构23中，对相应工位的电池进行相应的操作。

如图5所示，所述的载具21包括夹紧座210、夹紧板211、夹紧弹簧212、载具底座213和测试板214。所述的载具底座213上设置有电池槽215，所述的测试板214设置在电池槽215开放端的一个角部，测试板214上设置有用于与待加工电池a接触的第一触头和与测试装置接触的第二触头，待加工电池a的引出极片与测试板214的金属片相扣住，所以在后序测试电压和内阻时只需将测试头与测试板214相接触即可，不必与电池引出极片接触。

在电池槽215的一个侧边设置凹陷的条状凹口216，所述的夹紧座210设置在条状凹口216内，夹紧板211设在夹紧座210的上部，夹紧座210的外侧设置有两个第一弹簧孔，两个第一弹簧孔内分别设置有所述的夹紧弹簧212，并在条状凹口216外侧凸边设置有第二弹簧孔，夹紧弹簧212的另一端设置在第二弹簧孔内，通过夹紧弹簧212作用夹紧板211的内侧边将待加工电池a固定在电池槽215内。所述的夹紧座210的内侧两边分别设置有导向杆217，导向杆217穿设在载具底座213的第一轴孔内，夹紧座210的中部设置有推动杆218，推动杆218贯穿设置在载具底座213的第二轴孔内，并在载具底座213的另一侧设置有推动块219，推动块219与所述的推动杆218相连接，推动推动块219能使夹紧板211与待加工电池a脱离。

如图6所示，所述的运送皮带机构22包括输送架221、输送皮带222、第一带传动部件223、第一电机224、主动滚筒225和从动滚筒226，输送架221固定设置在机架组件1上，两条运送导轨25架设在输送架221上，主动滚筒225和从动滚筒226安装在输送架221上，输送皮带222缠绕在主动滚筒225和从动滚筒226上，第一电机224固定设置在输送架221上，通过第一带传动部件223连接第一电机224的输出轴与主动滚筒225的转轴，所述的运送皮带机构22通过第一电机224驱动，带动输送皮带222从右向左运动，使得放置在其上的载具运动，检测载具到达载具定位机构23后第一电机224停止转动，由载具定位机构23进行定位。

如图7A、7B所示，所述的载具定位机构23设置在第一工位、第二工位、第三工位和第四工位，包括第一气缸固定架231、定位板232、第一气缸233、第一红外线传感器234、止动装置和联动锁紧装置。所述的第一红外线传感器234固定设置在运送皮带机构22上，用于检测载具21是否到达载具定位机构23上方。所述的止动装置设置在定位板232的后端，止动装置包括止动爪235、止动爪座239和第二气缸236，所述的第二气缸236固定设置在第一气缸固定架231上，止动爪座239与第二气缸236的活塞杆固定连接，止动爪235设置在止动爪座239的两侧，在检测载具21到达载具定位机构23上方时，止动爪235伸出将载具21定位。第一气缸固定架231固定设置在机架组件1上，所述的第一气缸233固定设置在第一气缸固定架231的内部，在第一气缸固定架231的上板上设置有轴套，所述的定位板232上设置有两根导向轴穿设在轴套内，第一气缸233的活塞杆穿过上板与定位板232相连接，在定位板232与上板之间设置有限位装置。所述的定位板232的上部两侧分别设置第一定位块240和第二定位块241，第一定位块240和第二定位块241上分别设置有凹口，两个凹口形成与载具21相适配的外形，在定位板232上升的时候，第一定位块240和第二定位块241将所述的载具21限位在两个凹口内。

如图7B所示，所述的联动锁紧装置包括侧方夹紧爪237、第三气缸238、联动板242和后端夹紧爪243，第三气缸238固定设置在定位板232的一个侧边，侧方夹紧爪237与第三气缸238的活塞杆固定连接，联动板242的端部与侧方夹紧爪237固定连接，所述的定位板232的中部设置有滑槽，联动板242设置在滑槽上，第一定位块240和第二定位块241内部分别穿设有所述的后端夹紧爪243，所述的后端夹紧爪243包括杆部和爪部，爪部设在杆部的一端，杆部穿设在第一定位块240和第二定位块241内部的通孔248内，并在杆部的另一个端部设置有挡板，挡板上设置压缩弹簧244，压缩弹簧244的另一端与通孔上的台阶面相抵，所述的杆部中间设置有连接头245，连接头245的下部设置有轴头246，所述的联动板242在两个轴头246所在的位置分别设置凸轮槽247，所述的轴头246位于凸轮槽内247，所述的凸轮槽247的一个侧面为凸轮面，第三气缸238驱动侧方夹紧爪237前进锁紧载具21的侧面，同时联动板242前进，凸轮面驱动轴头使后端夹紧爪243锁紧载具21的后端面。

所述的载具定位机构23工作机理是：当第一红外线传感器234检测到信号后，第二气缸236带动止动爪235抬升，使载具21停止运动，继而第一气缸233伸长，抬起定位板232，使得载具21放置在定位板232中，由侧方夹紧爪237实现侧方夹紧定位，后端夹紧爪243实现后端面夹紧定位，由此将载具21实现定位，等待该工位处的加工，加工完成后，夹紧松开，由运送皮带机构22带动载具21进入下一工位。

如图8所示，所述的载具回流装置3包括回流导轨30、回流输送带31、第二电机32、第二红外线传感器33、回流机架37和第一阻挡装置，所述的第一阻挡装置包括第一阻挡气缸固定座34、第一阻挡气缸35和卡爪36，两根回流导轨30设置在回流输送带31的两侧，回流输送带31设置在回流机架37上，回流机架37固定设置在机架组件1上。所述的回流输送带31位于载具运送装置2的正下方，两者通过升降装置4衔接，用于将空载具搬运到加工起点，由固定设置在回流输送带31上的第二电机32驱动。所述的第二红外线传感器33固定设置在回流输送带31侧方，第四气缸35固定端通过第四气缸固定座34固定设置在回流机架37上，卡爪36固定安装在第四气缸35伸缩端上，卡爪36位于回流输送带31下方，当第二红外线传感器33检测到回流输送带31上的空载具后，第四气缸35伸长，顶起卡爪36，卡爪36上部穿过位于回流机架37的穿孔38，阻挡后端的载具21。

如图9A和图9B所示，第一升降装置4和第二升降装置14用于将载具实现升降，连接高低布置的载具运送装置2和载具回流装置3；如图9A所示，第一升降装置4包括第四气缸固定座41、第四气缸42、第一升降置物台43和第一距离传感器44，第四气缸固定座41固定设置在机架组件1上，第四气缸42固定端固定设置在第四气缸固定座41上，第一升降置物台43通过移动副配合安装在第四气缸固定座41中，与第四气缸42伸缩端相固定连接，第一升降置物台43上设置有与回流导轨26相衔接的第一衔接导轨45，载具21经所述的载具推送装置5由回流导轨26送入第一升降置物台43上的第一衔接导轨45，在第一衔接导轨45的后端设置有第一距离传感器44，当第一距离传感器44检测到载具21到达第一升降置物台43既定位置后，第四气缸42伸长或下降，再通过所述的载具推送装置5实现从第一升降装置4到载具运送装置2和载具回流装置3到第一升降装置4之间的搬运；

如图9B所示，第二升降装置14包括第五气缸固定座141、第五气缸42、第二升降置物台143和第二距离传感器144，第五气缸固定座141固定设置在机架组件1上，第五气缸142固定端固定设置在第五气缸固定座141上，第二升降置物台143通过移动副配合安装在第五气缸固定座141中，与第五气缸142伸缩端相固定连接，第二升降置物台143上设置有与运送导轨25相衔接的第二衔接导轨145，载具21经所述的载具推送装置5由运送导轨25送入第二升降置物台143上的第二衔接导轨145，在第二衔接导轨145的后端设置有第二距离传感器144，当第二距离传感器144检测到载具21到达第二升降置物台143既定位置后，第五气缸142伸长或下降，再通过所述的载具推送装置5实现从载具运送装置2到第二升降装置14和第二升降装置14到载具回流装置3之间的搬运.

如图9B所示，第二升降装置14还包括第二阻挡装置和解锁推杆，第二阻挡装置设置在第二升降置物台143的后端下侧，所述的第二阻挡装置包括第二阻挡气缸固定座146、第二阻挡气缸147和第二卡爪148，第二阻挡气缸147固定端通过第二阻挡气缸固定座146固定设置在第二升降置物台143上，第二卡爪148固定安装在第二阻挡气缸147伸缩端上，第二卡爪148位于第二升降置物台143下方，当第二距离传感器144检测到第二升降置物台143上的载具后，第二阻挡气缸147伸长，顶起第二卡爪148，第二卡爪148上部穿过位于第二升降置物台143的穿孔149，阻挡后端的载具21；所述的解锁推杆设置在第二升降置物台143的前端，所述的解锁推杆包括推杆150和推杆气缸151，推杆气缸151固定在第二升降置物台143上的前端，推杆150与推杆气缸151的活塞杆相连接，在解锁的时候，推杆气缸151伸出驱动推杆150推动推动块219解锁紧板211与待加工电池a。

如图10所示，所述的载具推送装置5包括第六气缸51、第六气缸安装座52、第一线性导轨53和拨料杆54，第六气缸安装座52固定设置在载具运送装置2和载具回流装置3端部，第六气缸51固定设置在第六气缸安装座52上，拨料杆54通过第一线性导轨53安装在第六气缸安装座52上，可沿第一线性导轨53方向移动，第六气缸51伸缩端通过连接杆55与拨料杆54相连接。载具推送装置5工作机理是：由第六气缸51带动拨料杆54来回运动，实现拨料，工作时升降装置4调整高度与载具运送装置2或载具回流装置3高度齐平，然后载具推送装置5进行拨料操作，实现载具在两者之间的运动。

如图11所示，所述的移印装置6包括十字滑台座61、第七气缸62、第二线性导轨63、油漆蛊64、油漆池65、移印支架66、移印头组件67和外壳68，移印支架66固定设置在机架组件1上，十字滑台座61由上下垂直布置的燕尾槽组成，可以调节二个维度的距离，改变设置在其上的部件位置，第七气缸62固定端固定设置在十字滑台座61上，伸缩端与油漆池65相连接，油漆池65通过第二线性导轨63安装在十字滑台座61上，可由第七气缸62带动沿第二线性导轨63方向移动，油漆蛊64安装在油漆池65上，为所述的油漆池65提供油漆，供移印头组件67蘸取，移印头组件67安装在移印支架66上，蘸取油漆池65中的油漆，移印到对应工位的电池表面上。

如图11、图12所示，所述的移印头组件67包括第八气缸671、横移架672、中间滑台673、第九气缸674、纵移架675和胶头676，第八气缸671固定端固定设置在横移架672上，横移架672固定设置在移印支架66上，中间滑台673通过移动副配合安装在横移架672中，与第八气缸671伸缩端相固定连接，第九气缸674竖直固定设置在中间滑台673上，伸缩端与纵移架675相连接，纵移架675通过移动副配合安装在中间滑台673中，所述的纵移架675含有两个垂直布置的燕尾槽，可以调节胶头676在水平面内的位置，胶头676下表面设置有凸纹，蘸取油漆池65中的油漆，由第八气缸671和第九气缸674共同作用，搬运到电池表面，进行移印操作。

如图13所示，所述的喷码装置7包括第一丝杆螺母副传动机构71、第三电机72、第一滑台73、第一滑台连接件74、第四电机75、第二滑台76、第二丝杆螺母副传动机构77、喷码机78、限位传感器79、喷码机固定支座70、拖链710和固定基座711，固定基座711固定设置在机架组件1上，第一丝杆螺母副传动机构71固定设置在固定基座711上，第三电机72和第一滑台73安装在第一丝杆螺母副传动机构71上，由第三电机72驱动第一滑台73直线运动，第一滑台连接件74下端固定设置在第一滑台73上，侧端与第二丝杆螺母副传动机构77相固定连接，第一丝杆螺母副传动机构71与第二丝杆螺母副传动机构77成空间正交布置，第四电机75和第二滑台76均安装在第二丝杆螺母副传动机构77上，由第四电机75带动第二滑台76直线运动，喷码机固定支座70固定设置在第二滑台76上，喷码机78下端可以对电池表面进行喷码操作，竖直固定安装在喷码机固定支座70上，拖链710设置在第一丝杆螺母副传动机构71侧边，用于放置导线，限位传感器79安装在第一丝杆螺母副传动机构71和第二丝杆螺母副传动机构77上，检测到滑台上的感应片后停止该处电机的运动，所述的喷码装置7由第三电机72和第四电机75共同作用，控制喷码机78在水平面内移动，喷码机78的高度略高于待加工的电池表面，当电池到达该工位时，对其进行喷条码操作。

如图14所示，所述的电压内阻测试装置8包括安装悬置架81、第十气缸82、接触测试头安装板83和接触测试头84，安装悬置架81底端固定设置在机架组件1上，第十气缸82固定端固定安装在安装悬置架81悬臂上，接触测试头安装板83与第十气缸82伸缩端相固定连接，接触测试头84与测试板214上的金属片对应，位于测试板214的正上方，当电池进入该工位后，由第十气缸82带动接触测试头84下降，与测试板214接触，经过处理测得电池的电压值和内阻值，此数据用于后面剔除不合格品用。

如图15所示，所述的条码扫描装置9与电压内阻测试装置8对应同一工位的电池，位于电压内阻测试装置8的对侧，对喷码装置7喷的条码进行检测是否合格，此结果用于后面剔除不合格品用，包括光轴91、夹紧块92、读码器93和底座94，光轴91通过底座94固定设置在机架组件1上，夹紧块92用于夹紧两根正交的光轴91，用螺钉紧定，读码器93固定设置在最末端的光轴91上，调节读码器93扫描头的位置正对电池，若扫描成功，则产品合格，若不成功，则后续将其剔除。

如图16所示，所述的连接器分离装置10包括安装架101、第十一气缸102、第十一气缸连接板103、第十二气缸104、第十二气缸连接板105、第十三气缸106和夹取头107，安装架101固定设置在机架组件1上，第十一气缸102固定端固定设置在安装架101上，第十二气缸104固定端通过第十一气缸连接板103安装在第十一气缸102伸缩端，第十三气缸106通过第十二气缸连接板105安装在第十二气缸104伸缩端，夹取头107安装在第十三气缸106下端，所述的第十三气缸106可以控制两个夹取头107的间距，从而夹住电池的极片，所述的连接器分离装置10工作机理是：通过第十一气缸102控制横向运动，通过第十二气缸104控制纵向运动，将夹取头107移至电池极片和测试板214处，由第十三气缸106带动两个夹取头107夹紧电池极片，由于电池极片被卡在载具的测试板214上，所以在工位处进行夹住后分离，便于后期筛选。

如图17所示，所述的下料搬运机械手装置11包括下料支架111、第二带传动部件112、第三线性导轨113、第五电机114、第十四气缸115、皮带夹块116、吸盘117、吸盘固定板118和连接板119，下料支架111固定设置在机架组件1上，第二带传动部件112由第五电机114驱动，横向安装在下料支架111上，第十四气缸115固定端与连接板119固定连接，连接板119通过第三线性导轨113安装在下料支架111上，可左右移动，连接板119通过皮带夹块116与第二带传动部件112的同步带相连接，实现动力传递，带动第十四气缸115来回运动，吸盘117通过吸盘固定板118安装在第十四气缸115伸缩端，用于竖直方向接近电池，再通过吸盘117吸住电池，根据电压内阻测试装置8和条码扫描装置9检测的结果，将不合格品搬运到不良品出料装置12中，将合格品搬运到转接站组件13中。

如图18所示，所述的不良品出料装置12包括出料输送架121、第六电机122、第三带传动部件123、出料主动滚筒124、出料从动滚筒125、出料皮带126和调节螺钉127，出料输送架121固定设置在机架组件1上，出料主动滚筒124和出料从动滚筒125安装在出料输送架121上，出料皮带126缠绕在出料主动滚筒124和出料从动滚筒125上，其中出料从动滚筒125可通过调节螺钉127调节两者距离，以张紧出料皮带126，第三带传动部件123连接第六电机122的输出轴和出料主动滚筒124的转轴，以传递动力，带动由下料搬运机械手装置11搬运过来的不合格电池运出工作机。

如图19所示，所述的转接站组件13用于放置检测合格的电池，包括转接架131、传感器132、第十五气缸133、滚轮架134、滚轮135和夹紧机构136，转接架131固定设置在机架组件1上，传感器132设置在转接架131下方，用于检测电池b是否到位，控制第十五气缸133工作，第十五气缸133通过折板137安装在转接架131下方，滚轮架134用于安装滚轮135，固定设置在第十五气缸133伸缩端，夹紧机构136分别固定在转接架131两侧边，夹紧电池b，当第十五气缸133伸长时，带动滚轮135上升，从而使夹紧机构136工作。

如图20所示，所述的夹紧机构136包括翻折杆1361、翻折杆安装座1362、夹紧卡边1363、移动轨1364、凸头销轴1365和弹簧1366，翻折杆1361的转轴配合安装在翻折杆安装座1362中，翻折杆安装座1362上端固定设置在转接架131平板的下表面上，夹紧卡边1363通过螺钉安装在移动轨1364上，可选择左右孔位，适应不同大小的电池，凸头销轴1365左端有凸头，右端固定设置在移动轨1364中，翻折杆安装座1362通过移动副配合安装在凸头销轴1365中，弹簧1366受拉，安装在凸头销轴1365中，两端拉住凸头和翻折杆安装座1362，不受外力状态下，夹紧卡边1363在左侧，所述的夹紧机构136工作机理是：当滚轮135上升时，推动翻折杆1361绕轴逆时针转动，从而推动夹紧卡边1363向右侧移动，使得放置区域变大，当电池b放上后，第十五气缸133收缩，夹紧机构136在弹簧的作用下复位，从而夹紧电池，使得码垛整体，夹紧定位的电池可由其他机械手或人工搬运出工作机，完成对手机电池的全自动移印喷码和检测。