专利名称：一种电池装配封装设备的制作方法
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巻的铝塑膜分切成片，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 —种电池装配封装设备，包括 —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；
—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； —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巻机构、铝塑膜成型机构、送料机构及分切机构。 作为一种优选方案，所述放巻机构包括安装在机架上的装料气胀轴、过辊、电机，通过该放巻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。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
'0K'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'0K'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
5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
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7是本发明辅助单元俯视结构 图8是本发明辅助单元主视结构 图9是本发明取料机构主视 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 放巻机构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125A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133B螺旋副134A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铝塑膜巻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
具体实施例方式
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的具体结构，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IOO包括放巻机构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。放巻机构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驱动铝塑膜巻150转动，通过该放巻机构IOI将装料气胀轴104上的铝塑膜l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 227 229 231 22 24 260 262 280 282B 300 311 313 315 330 332 340 342 400 411 501 503 505 507
位座条轴
位槽槽
一封装机构A上封头第二封装机构上封头辅助单元受料台切刀D气缸测试机构测试板驱动气缸出料机构机械手
极组上料机构
料槽
支架
导向副
电机
A吸盘
228 卡位销230 齿轮21 吸盘23 避位槽240 翻转驱动器261 A气缸
263 A下封头281 B气缸283 B下封头310 单体分切机构312 C气缸314 B滑轨
320 换位机械手331 测试板333 测试针
341 输送带
410 平台
500 取料机构
502 滑板
504 C螺旋副
506 E气缸
定齿转定卡第过螺帽与压力板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。
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权利要求
一种电池装配封装设备，其特征在于，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，连接所述铝塑膜成型单元，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，连接所述装配封装单元，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。
2. 根据权利要求1所述的一种电池装配封装设备，其特征在于所述的铝塑膜成型制片单元包括放巻机构、铝塑膜成型机构、送料机构及分切机构，它们依次设置。
3. 根据权利要求2所述的一种电池装配封装设备，其特征在于放巻机构包括安装在机架上的装料气胀轴、过辊、张力辊及电机，装料气胀轴、过辊的中心轴、张力辊的中心轴相互平行，通过该放巻机构将气胀轴上的铝塑膜施加一定的张力并放料；铝塑膜成型机构包括安装在机架上的模架、下模、下模驱动器、上模驰动器、A螺旋副、压力板、压料板、上模，该下模驱动器安装在模架下部，其输出连接并驱动下模，A螺旋副的螺杆通过螺帽与压力板螺旋连接，将来自上模驱动器的动力传递至压力板使其上下移动，该上模和压力板连接，通过铝塑膜成型机构的上模、下模的受控运动将通过其间的铝塑膜在预定部位冲制出一定规则的坑；送料机构包括夹持手指、B螺旋副、滑轨、驱动器和固装于螺帽上的移动板，铝塑膜1被夹持于夹持手指，驱动器驱动B螺旋副的螺杆在螺帽中旋转并迫使螺帽移动，致使移动板及固定于移动板的夹持手指沿滑轨滑动，通过送料机构夹持铝塑膜1并每次前送一个步距长度；分切机构包括有下切刀及驱动器、上切刀及驱动器，通过该分切机构将送进的铝塑膜裁断成单片。
4. 根据权利要求3所述的一种电池装配封装设备，其特征在于所述上模驱动器及下模驱动器为伺服电机、气缸、气液增压缸或液压缸；所述上模及上模驱动器、下模及下模驱动器其位置是相对的，二者可互换。
5. 根据权利要求1所述的一种电池装配封装设备，其特征在于所述装配封装单元包括步进送料机构、第一封装机构及第二封装机构，第一封装机构、第二封装机构依次围绕送料机构设置。
6. 根据权利要求5所述的一种电池装配封装设备，其特征在于所述步进送料机构包括安装在机架基板的动力源、分割器、分割器输出连接的平台及平台上等角度布置的翻转对折装置，动力源驱动平台作等角度间歇转动；第一封装机构包括A上封头、A下封头及两个A汽缸，A上封头及A下封头各与一个A汽缸连接，A上封头、A下封头内分别装设电热管，A气缸驱动A上封头及A下封头，闭合时对电池对应的一边进行加热、加压并黏合；第二封装机构包括B上封头、B下封头及两个B汽缸，B上封头及B下封头各与一 B汽缸连接，B上封头、B下封头内分别装设电热管，B气缸驱动B上封头及B下封头，闭合时对电池对应的另 一边进行加热、加压并黏合。
7. 根据权利要求6所述的一种电池装配封装设备，其特征在于翻转对折装置包括定位台、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，定位台及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，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。，
8. 根据权利要求1所述的一种电池装配封装设备，其特征在于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，换位机械手及电阻测试机构与单体分切机构配装，分拣出料机构与电阻测试机构配装；该单体分切机构包括受料台、切刀、B滑轨及D汽缸，D汽缸驱动切刀，将连体制作的两个电池分切开；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，通过该机械手将电池从受料台送到测试位，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、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、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'0K'的电池则从输送带输出。
9. 根据权利要求1所述的一种电池装配封装设备，其特征在于所述装配封装单元还连接一极组上料机构，所述极组上料机构包括一平台、该平台上等分设置的容纳极组的料槽、平台传动装置及动力源，动力源驱动平台传动装置并使该平台转动。
10. 根据权利要求9所述的一种电池装配封装设备，其特征在于所述的铝塑成型制片单元与所述装配封装单元间、所述极组上料机构与所述装配封装单元间、所述装配封装单元与所述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，升降气缸竖向安装在滑动板上，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；在入膜工位，所述取料机构将分切出的铝塑膜单片送入所述装配封装单元，并将其定位在送料机构的翻转对折装置上；在入极组工位，所述取料机构吸取预先放置在极组上料机构的料槽内的极组，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，所述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。
全文摘要
一种电池装配封装设备，涉及电池装配封装设备，包括铝塑膜成型制片单元、装配封装单元、极组入料单元及辅助单元。依次实现将铝塑膜冲制成型，极组的送入，及两者的自动装配组合，然后将包装袋顶边、侧边封装粘合，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。
文档编号B07C5/344GK101789525SQ20091020797
公开日2010年7月28日 申请日期2009年10月31日 优先权日2009年10月31日
发明者余四拾, 廖均克, 张凯旋, 张 杰, 童安南, 邓志乾, 陈华坤 申请人:东莞市鸿宝锂电科技有限公司