一种电芯上料入支架设备的制作方法

1.本发明涉及电芯上料入支架设备领域，特别是关于一种电芯上料入支架设备。


背景技术：

2.随着科技的发展，人们对电池的需求越来越高，对电池的品质要求也随之提高。在电池的生产过程中，电芯上料入支架是一项重要的工序，传统的加工普遍存在效率低、电芯入支架极性错误、难以兼容不同型号电池等问题，亟待改善。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供一种电芯上料入支架设备，能够对电芯进行翻转然后插入到支架中，加工效率高，能有效节省人工和提高自动化程度，同时可快速切换不同型号的电池包及相关治具，比较传统功能单一设备，换线更快捷。
4.本发明的目的通过以下技术方案实现：一种电芯上料入支架设备，用于将电芯插入到下支架上并扣合上支架，包括运送上支架与下支架的支架回流输送机构、沿所述支架回流输送机构流动方向依次设置并与所述支架回流输送机构相接的支架上料机构、电芯上料入下支架机构、上支架扣合机构、支架固定机构、以及下料机构，所述支架上料机构用于上支架与下支架上料至所述支架回流输送机构，所述电芯上料入下支架机构用于将电芯插入到下支架上，所述上支架扣合机构用于将上支架扣合在电芯上表面，所述支架固定机构通过螺丝锁紧上支架与下支架以制得产品，所述下料机构用于将产品从所述支架回流输送机构中卸下。
5.优选的，所述支架上料机构包括传输上支架和下支架的传送带、以及将传送带上的上支架和下支架抓取到所述支架回流输送机构的支架机械手。
6.优选的，所述支架回流输送机构包括用于装载支架的治具、用于运送治具的上层导轨、用于运送治具并位于上层导轨下方的下层导轨、连接上层导轨和下层导轨的第一升降机和第二升降机，所述第一升降机旁设置有第一推治具气缸，所述第一推治具气缸用于将所述第一升降机内治具推送到上层导轨内，所述第二升降机旁设置有阻挡块，所述上层导轨上设置有治具定位组件。
7.优选的，所述上层导轨包括两根相互平行的型材、以及设置在型材上的导轨，所述治具定位组件包括固定在型材上的定位气缸、与定位气缸输出端连接的定位连杆、以及设置在定位连杆端部的定位轴承，所述治具底部设置有与导轨套接的匚形块，所述治具侧壁设置有与阻挡块配合的缓冲挡块、以及与定位轴承配合的定位半圆槽，所述第一治具定位组件位于所述第一升降机旁，所述第二治具定位组件位于所述第二升降机旁，所述下层导轨包括架体、设置在架体上并相互平行的两根皮带、以及驱使皮带转动的电机，所述第一升降机包括升降气缸、与升降气缸输出端连接的升降板、与升降板连接的直线轴承、固定升降气缸缸体和直线轴承的支撑架、设置在支撑架上的缓震器、以及设置在升降板上的吸附嘴。
8.优选的，所述电芯上料入下支架机构包括用于输送电芯的输送带、设置在输送带
末端并用于将电芯逐个落料的落料仓、用于放置支架的治具、位于落料仓旁并用于将落料仓内电芯推出落料仓外的第一推料气缸、用于夹持并翻转由第一推料气缸推出落料仓的电芯的翻转电机、位于翻转电机上方并推动经过翻转的电芯的第二推料气缸、用于将电芯插入到治具内支架上的插芯气缸。
9.优选的，所述输送带包括输送架、设置在输送架上的皮带、驱使皮带转动的皮带电机，所述落料仓位于输送架末端，所述落料仓由仓壁与皮带围闭而成，所述仓壁与输送架固定连接，所述仓壁外形是顶表面和前表面为敞口的空心长方体，所述仓壁的后表面下部挖设有贯穿开窗，所述第一推料气缸的推杆可将电芯从落料仓经由贯穿开窗推至翻转电机。
10.优选的，所述仓壁顶表面覆盖有斜面板，所述第一推料气缸缸体、所述第二推料气缸缸体、所述插芯气缸缸体、所述翻转电机机身均安装固定在安装架上，所述安装架与输送架固定连接，所述翻转电机输出端连接有第一弧形吸附块，所述插芯气缸输出端连接有第二弧形吸附块，所述治具放置在治具台上，所述治具台可沿x轴和y轴方向移动。
11.优选的，所述上支架扣合机构包括压在上支架表面的上支架压板、以及驱使上支架压板下压的扣合气缸，所述支架固定机构为打螺丝机。
12.优选的，所述支架回流输送机构上还连接有镭雕机，所述镭雕机对下支架进行镭雕。
13.优选的，所述支架回流输送机构上还连接有电芯极性检测机构，所述电芯极性检测机构对电芯极性进行检测。
14.本发明相较于现有技术的有益效果是：本发明的电芯上料入支架设备，人工放置电芯及支架，支架随传送带往前输送，由支架机械手搬运支架到支架回流输送机构上的治具上，治具步距移动，治具被拉出与并与待插入电芯对准，由第二推料气缸和插芯气缸联合作用下插入到治具内的支架中，插入电芯后将治具送回到支架回流输送机构，然后由人工将电池包上支架放到电芯上相应位置，操作员按压启动后镭雕机镭雕二维码在支架上，治具步距至上支架扣合机构处，扣合气缸将上支架压紧在下支架上，电芯极性检测机构由ccd视觉检测电芯极性是否正确，支架固定机构打螺丝，由机械手自动打螺丝固定上支架，下料机构为线尾机构，从治具中拿出电池包完成下料。相较于传统的现有设备，本设备有效提高加工效率、设备综合利用率，并提高自动化程度，有效节省人工，本设计电芯上料入支架设备做到了单机多功能综合，只需要一人上料即可，仅需通过人工将上支架覆盖在电芯表面即可，上支架的下压压紧动作仍由设备完成，不再需要人工进行。
15.电芯上料入支架机构，能够对电芯进行翻转然后插入到支架中，加工效率高，能有效节省人工和提高自动化程度，同时可快速切换不同型号的电池包及相关治具，比较传统功能单一设备，换线更快捷。具体的，电芯在输送带中传送，当电芯到达输送带末端时进入到落料仓中，由于落料仓内部空间仅能供一个电芯通行，故电芯逐个进入到落料仓中；当电芯到达落料仓底部时，第一推料气缸推动电芯并将电芯推出落料仓，被推出落料仓外的电芯由第一弧形吸附块固定，并在翻转电机的作用下转动90
°
，调整治具台的xy轴位置，使得治具上的支架与该电芯对准，然后该电芯在第二推料气缸和插芯气缸联合作用下插入到支架中，以完成电芯入支架作业。
16.治具导轨回流输送机构具有以下优点，1.机构强度高，外观美观。2.机构兼容性&
互换性高，机构大量使用标准件。3.机构成本较低，相对市面同类型治具及推治具结构，该机构结构简单，关键零部件使用标准滑轨和标准铝型材。4.治具导轨回流输送机构单机多功能综合，可在输送线增加不同执行机构满足自动化生产需求。
附图说明
17.图1为本发明一实施例中电芯上料入支架设备的三维结构图。
18.图2为本发明一实施例中电芯上料入支架设备的俯视图。
19.图3为本发明一实施例中上支架扣合机构的结构图。
20.图4为本发明一实施例中支架固定机构的结构图。
21.图5为本发明一实施例中下料机构的结构图。
22.图6为本发明一实施例中传送带的结构图。
23.图7为本发明一实施例中镭雕机的结构图。
24.图8为本发明一实施例中电芯极性检测机构的结构图。
25.图9为本发明一实施例中治具导轨回流输送机构的分解图。
26.图10为本发明一实施例中治具导轨回流输送机构的局部结构图。
27.图11为本发明一实施例中治具定位组件的结构图。
28.图12为本发明一实施例中下层导轨的结构图。
29.图13为本发明一实施例中治具的结构图。
30.图14为本发明一实施例中治具的结构图。
31.图15为本发明一实施例中第一升降机的结构图。
32.图16为本发明一实施例中电芯上料入支架机构的结构图。
33.图17为本发明一实施例中电芯上料入支架机构的俯视图。
34.图18为本发明一实施例中电芯上料入支架机构的局部结构图。
35.图19为图18中a区域的放大图。
36.图20为本发明一实施例中仓壁的结构图。
37.图21为本发明一实施例中治具台的结构图。
具体实施方式
38.为了便于本领域技术人员理解，下面将结合具体实施例及附图对本发明作进一步详细描述。
39.请参考图1
‑
21，本发明实施例包括：一种电芯上料入支架设备，用于将电芯插入到下支架上并扣合上支架，包括运送上支架与下支架的支架回流输送机构d1、沿支架回流输送机构d1流动方向依次设置并与支架回流输送机构d1相接的支架上料机构d2、电芯上料入下支架机构d3、上支架扣合机构d4、支架固定机构d5、以及下料机构d6，支架上料机构d2用于上支架与下支架上料至支架回流输送机构d1，电芯上料入下支架机构d3用于将电芯插入到下支架上，上支架扣合机构d4用于将上支架扣合在电芯上表面，支架固定机构d5通过螺丝锁紧上支架与下支架以制得产品，下料机构d6用于将产品从支架回流输送机构d1中卸下。
40.支架上料机构d2包括传输上支架和下支架的传送带d7、以及将传送带d7上的上支
架和下支架抓取到支架回流输送机构d1的支架机械手d8。
41.支架回流输送机构d1包括用于装载支架的治具a1、用于运送治具a1的上层导轨a2、用于运送治具a1并位于上层导轨a2下方的下层导轨a3、连接上层导轨a2和下层导轨a3的第一升降机a4和第二升降机a5，第一升降机a4旁设置有第一推治具气缸a6，第一推治具气缸a6用于将第一升降机a4内治具a1推送到上层导轨a2内，第二升降机a5旁设置有阻挡块a7，上层导轨a2上设置有治具定位组件a8。
42.上层导轨a2包括两根相互平行的型材a9、以及设置在型材a9上的导轨a10，治具定位组件a8包括固定在型材a9上的定位气缸a11、与定位气缸a11输出端连接的定位连杆a12、以及设置在定位连杆a12端部的定位轴承a13，治具a1底部设置有与导轨a10套接的匚形块a14，治具a1侧壁设置有与阻挡块a7配合的缓冲挡块a15、以及与定位轴承a13配合的定位半圆槽a16，第一治具定位组件a8位于第一升降机a4旁，第二治具定位组件a8位于第二升降机a5旁，下层导轨a3包括架体a17、设置在架体a17上并相互平行的两根皮带a18、以及驱使皮带a18转动的电机a19，第一升降机a4包括升降气缸a20、与升降气缸a20输出端连接的升降板a21、与升降板a21连接的直线轴承a22、固定升降气缸a20缸体和直线轴承的支撑架a24、设置在支撑架a24上的缓震器a25、以及设置在升降板a21上的吸附嘴a23。
43.电芯上料入下支架机构d3包括用于输送电芯的输送带c1、设置在输送带c1末端并用于将电芯逐个落料的落料仓c2、用于放置支架的治具c15、位于落料仓c2旁并用于将落料仓c2内电芯推出落料仓c2外的第一推料气缸c3、用于夹持并翻转由第一推料气缸c3推出落料仓c2的电芯的翻转电机c4、位于翻转电机c4上方并推动经过翻转的电芯的第二推料气缸c5、用于将电芯插入到治具c15内支架上的插芯气缸c6。
44.输送带包括输送架c7、设置在输送架c7上的皮带c8、驱使皮带c8转动的皮带电机c9，落料仓c2位于输送架c7末端，落料仓c2由仓壁c10与皮带c8围闭而成，仓壁c10与输送架c7固定连接，仓壁c10外形是顶表面和前表面为敞口的空心长方体，仓壁c10的后表面下部挖设有贯穿开窗c11，第一推料气缸c3的推杆可将电芯从落料仓c2经由贯穿开窗c11推至翻转电机c4。
45.仓壁c10顶表面覆盖有斜面板，第一推料气缸c3缸体、第二推料气缸c5缸体、插芯气缸c6缸体、翻转电机c4机身均安装固定在安装架c12上，安装架c12与输送架c7固定连接，翻转电机c4输出端连接有第一弧形吸附块c13，插芯气缸c6输出端连接有第二弧形吸附块c14，治具c15放置在治具台上，治具台可沿x轴和y轴方向移动。
46.上支架扣合机构d4包括压在上支架表面的上支架压板、以及驱使上支架压板下压的扣合气缸，支架固定机构d5为打螺丝机。
47.支架回流输送机构d1上还连接有镭雕机d9，镭雕机d9对下支架进行镭雕。
48.支架回流输送机构d1上还连接有电芯极性检测机构d10，电芯极性检测机构d10对电芯极性进行检测。
49.本实施例的电芯上料入支架设备，人工放置电芯及支架，支架随传送带往前输送，由支架机械手搬运支架到支架回流输送机构上的治具上，治具步距移动，治具被拉出与并与待插入电芯对准，由第二推料气缸和插芯气缸联合作用下插入到治具内的支架中，插入电芯后将治具送回到支架回流输送机构，然后由人工将电池包上支架放到电芯上相应位置，操作员按压启动后镭雕机镭雕二维码在支架上，治具步距至上支架扣合机构处，扣合气
缸将上支架压紧在下支架上，电芯极性检测机构由ccd视觉检测电芯极性是否正确，支架固定机构打螺丝，由机械手自动打螺丝固定上支架，下料机构为线尾机构，从治具中拿出电池包完成下料。相较于传统的现有设备，本设备有效提高加工效率、设备综合利用率，并提高自动化程度，有效节省人工，本设计电芯上料入支架设备做到了单机多功能综合，只需要一人上料即可，仅需通过人工将上支架覆盖在电芯表面即可，上支架的下压压紧动作仍由设备完成，不再需要人工进行。
50.电芯上料入支架机构，能够对电芯进行翻转然后插入到支架中，加工效率高，能有效节省人工和提高自动化程度，同时可快速切换不同型号的电池包及相关治具，比较传统功能单一设备，换线更快捷。具体的，电芯在输送带中传送，当电芯到达输送带末端时进入到落料仓中，由于落料仓内部空间仅能供一个电芯通行，故电芯逐个进入到落料仓中；当电芯到达落料仓底部时，第一推料气缸推动电芯并将电芯推出落料仓，被推出落料仓外的电芯由第一弧形吸附块固定，并在翻转电机的作用下转动90
°
，调整治具台的xy轴位置，使得治具上的支架与该电芯对准，然后该电芯在第二推料气缸和插芯气缸联合作用下插入到支架中，以完成电芯入支架作业。
51.治具导轨回流输送机构具有以下优点，1.机构强度高，外观美观。2.机构兼容性&互换性高，机构大量使用标准件。3.机构成本较低，相对市面同类型治具及推治具结构，该机构结构简单，关键零部件使用标准滑轨和标准铝型材。4.治具导轨回流输送机构单机多功能综合，可在输送线增加不同执行机构满足自动化生产需求。
52.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
53.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
54.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
55.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。