一种双下料夹爪机构及焊接卷绕一体机的制作方法

本实用新型涉及机械搬运设备技术领域，具体为一种双夹爪转运机构及焊接卷绕一体机。

背景技术：

在各类机械制造设备中，经常会用到搬运装置，用以将一个加工流程输出端的半成品转移至下一个加工流程的输入端，实现设备的持续运行。

例如，在锂电池制造设备中，如焊接卷绕一体机，能够通过其整机各机构的配合，一次性实现电池的卷绕和焊接，提高生产效率、降低人工成本。在该设备中，就需要用到下料机构，取下卷绕后的电芯，并将之转移到后续的焊接机构中进行加工。传统的下料机构多采用单夹爪。一个夹爪抓取卷针上卷绕好的电芯后，将之移送至下一工序的设备中，当下一工序的设备接收到电芯后，下料机构就转回原来的取料位，进行下一次取料。

这种单夹爪下料机构一来一回，工作效率低。同时，传统的下料机构，多使用两个气缸，在上方和侧方同时对夹爪施力或卸力，实现夹爪的开闭，这种气动操作无法精确控制夹爪的夹紧力，容易损坏夹取的电芯，影响成品合格率。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中存在的不足，提供了一种双夹爪、生产效率高，180°往复旋转，同时取料和下料的下料机构。另外，夹爪通过伺服电机精确控制夹紧力，保证提供夹取电芯所需力的同时，对电芯极耳中心距的一致性有好处。

为解决上述技术问题，本实用新型具体方案如下：

一种双下料夹爪机构，包括旋转组件和夹爪组件；所述旋转组件至少包括驱动装置；所述驱动装置驱动连接夹爪组件；所述夹爪组件包括旋转筒、旋转板、第一夹爪机构和第二夹爪机构；所述旋转筒一端与驱动装置相连，另一端连接旋转板；所述旋转板上设有第一夹爪机构和第二夹爪机构；所述第一夹爪机构和第二夹爪机构并排设置、结构相同、方向相反。

进一步地，所述驱动装置为旋转气缸。

进一步地，所述第一夹爪机构包括第一气缸和爪头；所述第一气缸固定设置在旋转板上，其输出端连接并驱动爪头伸缩。

进一步地，所述第一夹爪机构还包括导向装置；所述导向装置由导向固定板和导向滑动板构成；所述导向固定板固定在第一气缸上；所述导向固定板上设有直线轨道；所述导向滑动板通过直线轨道与导向固定板可滑动地连接；所述第一气缸连接导向滑动板，并能够驱动导向滑动板沿着直线轨道在导向固定板上滑动；所述导向滑动板上设有爪头固定座；所述爪头设于爪头固定座上。

进一步地，所述爪头由上爪头和下爪头构成；所述上爪头和下爪头结构相同、位置相对；所述爪头固定座两侧设有线轨；所述上爪头和下爪头分别通过线轨与爪头固定座滑动连接。

进一步地，所述第一夹爪机构还包括伺服电机；所述伺服电机连接并驱动上爪头和下爪头沿线轨相对运动。

进一步地，所述旋转组件还包括联动装置；所述驱动装置通过联动装置连接并驱动夹爪组件旋转。

进一步地，所述驱动装置为气缸；所述联动装置包括导向板和设于导向板一侧的齿条；所述齿条与气缸的输出轴相连；所述旋转筒与旋转组件相连一端设有齿圈；所述齿圈与齿条啮合。

进一步地，所述夹爪组件的正下方设有废料盒。

另一方面，还提供一种包括上述双下料夹爪机构的焊接卷绕一体机。

本实用新型的有益效果是：

(1)通过驱动装置直驱，或者通过联动装置间接带动，使夹爪组件顺、逆时针180°来回旋转，从而实现夹爪组件的往复运动，旋转夹取、下放电芯，缩小活动空间、减小设备占地；

(2)采用双夹爪结构，上夹爪取料，下夹爪下料，取料、下料同步进行，提高生产效率；

(3)采用伺服电机分别控制两个夹爪，自动化、精确控制夹爪的夹紧力，使夹紧力满足夹取电芯所需力的同时，提高成品合格率；

(4)在夹爪组件正下方设有废料盒，前道卷绕工序中，检测设备检测到不合格件，上夹爪夹取该不合格件后，会在旋转过程中将之投入废料盒中，科学设计，自动化水平高，保证设备持续运转。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例的主视图。

图2是本实用新型第一实施例的俯视图。

图3是本实用新型第二实施例的主视图。

图4是本实用新型第二实施例的俯视图。

图5是本实用新型第三实施例的俯视图。

图中：10-旋转组件；11-驱动装置；12-联动装置；121-导向板；122-齿条；123-连接条；20-夹爪组件；21-旋转筒；211-齿圈；22-旋转板；23-第一夹爪机构；231-第一气缸；232-导向装置；232a-导向固定板；232b-导向滑动板；233-爪头固定座；234-爪头；234a-上爪头；234b-下爪头；235-限位块；236-伺服电机；237-微型光电传感器；30-废料盒。

具体实施方式

下面，参照附图对本实用新型的实施方式作详细的说明。

如图1-2所示，本实用新型涉及一种双下料夹爪机构，包括旋转组件10和夹爪组件20。

在本实用新型的一个优选实施例中，该机构设于焊接卷绕一体机内，与其他各机构配套使用，用以衔接电芯卷绕和焊接两个工艺，将卷针上卷绕好的电芯取下来、转运至下一机构中。其中，旋转组件10安装在焊接卷绕一体机的工作平台上，用作整个双下料夹爪机构的底座，辅助外部机架承支整个设备的同时，还用于驱动运转整个机构。为了满足使用要求，旋转组件10至少包括一个驱动装置11。驱动装置11连接并驱动夹爪组件20来回旋转完成取料和下料。

具体地，驱动装置11采用旋转气缸，其固定安装在焊接卷绕一体机内，用以驱动夹爪组件20旋转。使用时，旋转气缸利用自身特性，来回旋转带动夹爪组件20完成取料和下料。

夹爪组件20是整个机构的主体装置，用以夹取、转运和下放电芯。为了实现高效的持续运行，夹爪组件20包括旋转筒21、旋转板22、第一夹爪机构23和第二夹爪机构。旋转筒21起到了连接作用，其一端连接驱动装置11，另一端连接着旋转板22。由于旋转板22与旋转筒21固定连接，驱动装置11驱动旋转筒21旋转时，旋转板22随之同步旋转。在旋转板22上，设有第一夹爪机构23和第二夹爪机构。当旋转板22旋转时，第一夹爪机构23和第二夹爪机构就能同步取料和下料。

为了实现夹爪组件20的同步取料和下料，第一夹爪机构23和第二夹爪机构并排设置，它们结构相同，但方向相反。第一夹爪机构23设于旋转板22前板面的上方，这个前板面是指旋转板22不与旋转筒21相连的一个面，在本实施例中，就是该连接面的对面，这样能够有效地避开其他组件，不影响取料、下料。如图1所示，第一夹爪机构23的夹爪方向向左，朝向卷针机构；而第二夹爪机构设于旋转板22前板面的下方，也就是第一夹爪机构23的下方，二者上下并排平行设置，但第二夹爪机构的夹爪方向向右，朝向焊接机构。

其中，第一夹爪机构23包括第一气缸231和爪头234。第一气缸231固定在旋转板22前板面的上方，用以衔接旋转板22和整个夹爪。同时，第一气缸231连接并驱动着爪头234，可以推动爪头234伸至所需位置抓取或下放电芯，再收回爪头234方便旋转变位。

进一步地，为了优化整个夹爪伸缩的行径路线，第一夹爪机构23还包括导向装置232。导向装置232由导向固定板232a和导向滑动板232b构成。导向固定板232a固定在第一气缸231上，在导向固定板232a上设有直线轨道，导向滑动板232b通过该直线轨道与导向固定板232a可滑动地连接。同时，第一气缸231连接并能够驱动导向滑动板232b沿直线轨道滑动。为了简化夹爪伸缩的行程，直线轨道优选为沿水平方向、即平行于焊接卷绕一体机工作面设置。这样，通过直线轨道，第一气缸231可以推动导向滑动板232b在导向固定板232a上沿水平方向前后伸缩。

进一步地，爪头234通过爪头固定座233与导向滑动板232b相连，导向滑动板232b伸缩时，带动爪头234前伸或后缩。爪头234由上爪头234a和下爪头234b构成。这个上爪头234a和下爪头234b结构相同，但位置相对，二者通过开闭构成一个夹爪进行使用。为了辅助夹爪开闭，在爪头固定座233两侧设有线轨，上爪头234a和下爪头234b分别通过线轨与爪头固定座233滑动连接。张开夹爪时，上爪头234a和下爪头234b分别沿着线轨一个上滑，一个下降；闭合夹爪时，上爪头234a和下爪头234b向着彼此滑动。同时，在线轨两端设有限位块235，在爪头固定座233上还设有微型光电传感器237，二者配合，能够限制夹爪张开的幅度，使夹爪始终处于极限位置内，提高设备的稳定性。

进一步地，由于第二夹爪机构与第一夹爪机构23结构相同，同样的，第二夹爪机构也包括气缸、导向装置、爪头固定座和爪头，只是第一夹爪机构23和第二夹爪机构的朝向相反。这样，当其中一个夹爪机构朝向卷针机构取料时，另一个夹爪机构会面向焊接机构下料。

由于本实用新型采用旋转送料，当旋转板22转动时，为了减小旋转过程的阻力，第一夹爪机构23和第二夹爪机构的气缸会同时气动回收导向滑动板232b，即收回整个夹爪，从而提高设备耐用性，并缩小活动空间、减少设备占地。取料、下料时，气缸又会同时气动推出导向滑动板232b，从而伸出整个夹爪，使其到达卷绕设备和焊接设备的工位处，精准夹取和下放电芯，完成一次传送工作。

另外，在实际操作过程中，若夹爪的夹紧力过大，容易拔出电芯的隔膜，破坏电芯，影响成品合格率；而夹紧力过小，又会夹不住电芯。为了精确控制夹爪的夹紧力，第一夹爪机构23还包括伺服电机236，伺服电机236直接驱动连接着爪头234。通过伺服电机236的自动化精密控制，能够使夹紧力满足夹取需求，进而保证电芯极耳中心距的一致性，提高成品率。

在本实用新型的优选实施例中，伺服电机236通过一套齿轮齿条配合的传动装置驱动连接爪头234。在伺服电机236输出端设有一中心齿轮，该中心齿轮两边分别设有一齿条，两齿条均与该中心齿轮啮合。同时，两边的齿条分别连接上爪头234a和下爪头234b。使用时，伺服电机236带动中心齿轮旋转，与中心齿轮啮合的两根齿条由于位置相对，从动时，与上爪头234a相连的一齿条上移，而与下爪头234b相连的另一齿条下移，带动相连的上爪头234a和下爪头234b分别沿着线轨一个上滑，一个下降，爪头234张开。爪头234闭合时，伺服电机236反转，与上爪头234a相连的一齿条下移，而与下爪头234b相连的另一齿条上移。通过传动装置，能够提高爪头234开闭的同步率，并减少伺服电机236的使用量。

为精确控制驱动装置11的转幅，使得夹爪组件20在所需范围内往复活动，本实用新型采用180°旋转气缸做驱动装置11。使用时，旋转气缸运作，带动旋转筒21逆时针转动180°，将第一夹爪机构23转动至原第二夹爪机构的位置处，下料；而第二夹爪机构转动至原第一夹爪机构23的位置处，取料。结束后，旋转气缸反转180°，两个夹爪机构位置互换，开始新一轮搬运，从而持续进行取料和下料。

在实际使用过程中发现，采用旋转气缸直驱夹爪组件20来回旋转，旋转气缸易损、不耐用。为了提高设备的耐用性，在本实用新型的第二个实施例中，旋转组件10包括驱动装置11和联动装置12。

如图3-4所示，驱动装置11采用气缸，它通过联动装置12连接夹爪组件20。

优选地，联动装置12包括导向板121和设于导向板121一侧的齿条122。齿条122通过一连接条123间接地与气缸的输出轴相连(比起齿条直接连在输出轴上端，能够减小设备所占的空间)。使用时，驱动装置11的气缸运作，其输出轴上下往复运动，通过连接条123，会带动齿条122沿着导向板121的侧边上下往复运动。而夹爪组件20中，在旋转筒21与旋转组件10相连的一端设有齿圈211，齿圈211与齿条122啮合，齿条122上下往复运动时，联动齿圈211、即旋转筒21往复旋转。实际使用时，经过科学的参数设定，驱动装置11驱动其输出轴上升一定距离，输出轴带动齿条122沿导向板121的侧边上升一定距离，齿圈转动，旋转筒21逆时针转动180°，将第一夹爪机构23转到第二夹爪机构的下料位置，而第二夹爪机构转移到第一夹爪机构23的取料位置。同时取料、下料。一次转运结束，驱动装置11驱动其输出轴下降一定距离，齿条122下降一定距离，旋转筒21顺时针回转，第一夹爪机构23和第二夹爪机构回到原位，再次进行取料和下料。随着齿条122的上推、下拉，夹爪组件20随之逆时针、顺时针来回旋转运料。

如图5所示，在本实用新型的第三个实施例中，驱动装置11采用旋转气缸，在气缸输出端设有一主动齿轮。对应的，在旋转筒21与旋转组件10相连的一端设有从动齿轮，从动齿轮与活动齿轮啮合。气缸运作，驱动两啮合的齿轮活动，从而实现夹爪组件20的旋转。

另外，实际操作时，电芯卷绕过程中会出现不合格品，为了快速转移不合格品，使其不影响设备的持续运行，在夹爪组件20的下方设有一个废料盒30。电芯卷绕时，卷针附近设置的传感器检测到不合格件，会将电信号转移给夹爪机构，待夹爪机构取下不合格电芯后，会在旋转送料过程中，将不合格电芯投入废料盒30内。这样，不合格件就不会影响后续工作。

另一方面，本实用新型还提供了一种采用上述双下料夹爪机构的焊接卷绕一体机，设备的其他地方为现有技术，此处不再赘述。本实用新型结构简单、设计合理，通过并排反向的双夹爪设计，提高了旋转送料的平衡性，往复旋转时设备更稳定。同时，通过同步往复旋转取料、下料，自动化水平高、生产效率高。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围之内。