专利名称：自动真空打钢珠装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电池封口装置，特别是一种锂离子电池的自动封口装置。
背景技术：
锂离子电池一般具有钢壳或铝壳结构，根据设计不同，其电池顶盖上设有1至2个 孔，电池在入壳并焊接后，电解液通过电池顶盖上的孔注入到电池里，电池在化成过程中产 生的气体也可以通过顶盖上的孔抽出，以便对电池进行真空封装。目前，一般使用与孔过盈配合的钢珠加滴固化胶的方式来对电池顶盖上的孔进行 密封。但是，由于钢珠直径仅为Imm至2mm，控制困难，传统的打钢珠装置或手动打钢珠往往 会造成漏打、多打、把钢珠打入电池内部或钢珠无法追溯等多种问题。其中，漏打钢珠会造 成生产效率的降低，多打钢珠则是由于钢珠分离装置多分钢珠，把钢珠打入电池内部有可 能造成阴阳极短路从而产生废品电池。内部短路的电池在使用中有极大的安全隐患，不仅 会造成电池燃烧，严重的还会引起爆炸。另外，抽完化成气体后的电池必须在真空环境下打 钢珠，人工操作无法完成。因此，如何避免这些问题，成为锂离子电池工业自动化中的难点 问题。有鉴于此，确有必要提供一种能够在真空环境下精确打钢珠的自动真空打钢珠装置。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种能够在真空环境下精确打钢珠的自动真空打钢 珠装置。为了实现上述目的，本实用新型提供了一种自动真空打钢珠装置，其包括电池密 封机构、钢珠分离机构和钢珠压入机构，钢珠分离机构包括进料槽、钢珠分离管道、钢珠分 离转盘和钢珠送料管道，钢珠分离管道在进料槽的下端与进料槽连通，钢珠分离转盘上设 置有大小与钢珠相匹配的钢珠分离腔，钢珠分离腔在钢珠分离转盘转到不同位置时分别与 钢珠分离管道和钢珠送料管道连通。作为本实用新型自动真空打钢珠装置的一种改进，还包括对钢珠是否到达指定位 置和钢珠与孔装配是否完成进行检测的CCD传感器。作为本实用新型自动真空打钢珠装置的一种改进，所述钢珠分离转盘的厚度大于 等于一个钢珠的直径，小于钢珠直径的两倍。作为本实用新型自动真空打钢珠装置的一种改进，所述钢珠分离管道的内径与钢 珠的直径相适配，仅能容钢珠单排通过。作为本实用新型自动真空打钢珠装置的一种改进，所述钢珠分离机构还包括安装 在钢珠送料管道两侧的光纤传感器，其光束直径略大于钢珠。作为本实用新型自动真空打钢珠装置的一种改进，所述钢珠压入机构包括可移动 的顶针管、设于顶针管内的顶针以及钢珠输送管道，钢珠输送管道的入口与钢珠分离机构的钢珠送料管道连通，出口则对准顶针管的侧壁，顶针管在其侧壁上设置顶针下移时可与 钢珠输送管道出口对齐的钢珠孔。作为本实用新型自动真空打钢珠装置的一种改进，所述顶针管是由顶针滑块固 定，顶针滑块的上下移动由滑块汽缸控制。作为本实用新型自动真空打钢珠装置的一种改进，所述顶针在顶针管内的动作由 顶针汽缸控制。作为本实用新型自动真空打钢珠装置的一种改进，所述电池密封机构包括位置固 定的下密封腔、可移动的上密封腔和设于上密封腔的真空源。作为本实用新型自动真空打钢珠装置的一种改进，所述上密封腔固定于支架，支 架由液压缸控制上下运动，上密封腔内设置有用以实现电池定位的侧定位汽缸和前定位汽 缸，下密封腔在其与上密封腔的接触处设有一层橡胶。相对于现有技术，本实用新型自动真空打钢珠装置通过钢珠分离转盘与钢珠分离 管道的配合，保证每次有且只有一个钢珠被分离和进料，钢珠的准确分离有效地避免了钢 珠的多打、漏打问题。本实用新型自动真空打钢珠装置还利用CXD图像处理技术实现了打钢珠过程的 自动检测，通过对钢珠是否到指定位置、钢珠与电池顶盖孔的装配是否完成进行检测，有效 保证了装配质量。另外，本实用新型自动真空打钢珠装置通过机械结构和光纤传感技术实现对钢珠 在整个装置中的行程进行控制，实现了产品装配的自动化。
以下结合附图和具体实施方式
，对本实用新型自动真空打钢珠装置及其有益技术 效果进行详细说明，其中
图1是本实用新型自动真空打钢珠装置的打钢珠工艺的示意图。图2是本实用新型自动真空打钢珠装置的钢珠分离机构的示意图。图3是本实用新型自动真空打钢珠装置的整体结构示意图，其中，钢珠分离机构 未示出。
具体实施方式
请参阅图1所示，本实用新型自动真空打钢珠装置所使用的钢珠2与待密封的电 池顶盖孔1为过盈配合，本实用新型自动真空打钢珠装置是通过顶针3的压力使钢珠2进 入电池顶盖孔1，以完成对电池顶盖孔1的密封。请参阅图2和图3所示，本实用新型自动真空打钢珠装置包括电池密封机构、钢珠 分离机构、钢珠压入机构、CXD传感器16和控制器。电池密封机构包括液压缸10、支架11、真空源17、上密封腔20和下密封腔21。下 密封腔21的位置固定，上密封腔20则固定于支架11上，并与下密封腔21对齐。支架11由 液压缸10控制上下运动，从而使上密封腔20压下与下密封腔21接触，二者共同形成一个 收容电池的密封空间。为了保证密封效果，下密封腔21在其与上密封腔20的接触处设有 一层橡胶。上密封腔20内设有侧定位汽缸18和前定位汽缸19，用以实现电池在密封空间内的定位和固定。真空源17设于上密封腔20内，用于将电池内的气体抽出，并把密封空间 转化为真空环境。使用时，电池放入下密封腔21内，液压缸10推动支架11往下运动，使上 密封腔20与下密封腔21接触而密封。侧定位汽缸18和前定位汽缸19对电池进行定位， 真空源17则对电池和密封空间进行抽真空。钢珠分离机构包括进料槽4、钢珠分离管道5、钢珠分离转盘6、光纤传感器8和钢 珠送料管道9。进料槽4近似漏斗形，钢珠分离管道5在进料槽4的下端与其连通，钢珠分 离管道5的内径与钢珠2的直径相适配，使钢珠2在钢珠分离管道5内仅能单排通过。因 此，钢珠2放入进料槽4后，会进入钢珠分离管道5，并依次排列成一列。钢珠分离转盘6的 厚度大于等于一个钢珠2的直径，但是小于钢珠2直径的两倍，其上设置有钢珠分离腔7。 钢珠分离腔7的大小与钢珠2相匹配，并与钢珠分离管道5和钢珠送料管道9在不同位置 连通。钢珠分离转盘6先转动到钢珠分离腔7与钢珠分离管道5连通的位置，由于钢珠分 离转盘6厚度的限制，每次都能而且只能允许一颗钢珠2进入钢珠分离腔7，然后钢珠分离 转盘6转动到钢珠分离腔7与钢珠送料管道9连通的位置，使钢珠2进入钢珠送料管道9， 实现一颗钢珠2的送料。光纤传感器8安装在钢珠送料管道9的两侧，其光束直径略大于钢珠2，钢珠2每 次经过钢珠送料管道9，光纤传感器都将发送检测信号，此检测信号作为控制器控制钢珠分 离转盘6和其他相关机构作动的依据。钢珠压入机构包括顶针机构、滑块汽缸13、顶针滑块14和钢珠输送管道15。顶针 机构由顶针滑块14固定，顶针滑块14的上下移动由滑块汽缸13控制。顶针机构包括顶针 3、顶针管30和顶针汽缸12，其中，顶针管30固定于顶针滑块14上，顶针管30的底部对准 待密封的电池顶盖孔1，顶针3设于顶针管30内，顶针3在顶针管30内的动作由顶针汽缸 12控制。钢珠输送管道15的入口与钢珠分离机构的送料管道9连通，出口则对准顶针管 30的侧壁。顶针管30在其侧壁上设置大小能容钢珠2通过的钢珠孔，顶针管30下移时，其 侧壁的钢珠孔恰好与钢珠输送管道15的出口对齐。当钢珠2从钢珠送料管道9进入钢珠 输送管道15后，滑块汽缸13推动顶针机构下移至打钢珠位，顶针管30的钢珠孔与钢珠输 送管道15的出口对齐，钢珠2进入顶针管30并落至顶针管30的底部，顶针汽缸12推动顶 针3下移而将钢珠2压入电池顶盖孔1，从而完成打钢珠过程。CXD传感器16安装于电池密封机构的上密封腔20中。在打钢珠前，CXD传感器16 对未打钢珠的电池进行第一次图像采集，并将处理数据送入控制器；打钢珠后，CCD传感器 16对打完钢珠的电池进行第二次图像采集，并将处理数据送入到控制器。控制器通过两幅 图像的灰度变换，选取对比计算区域中(电池顶盖孔1及其周围的区域)黑色像素的大小， 完成钢珠是否到指定位置和钢珠与孔装配是否完成装配两个检测。综上所述，本实用新型自动真空打钢珠装置通过钢珠分离转盘6与钢珠分离管道 5的配合，保证每次有且只有一个钢珠2被分离和进料，钢珠2的准确分离有效地避免了钢 珠2的多打漏打问题。本实用新型自动真空打钢珠装置还利用CXD图像处理技术实现了打钢珠过程的 自动检测，通过对钢珠2是否到指定位置、钢珠2与电池顶盖孔1的装配是否完成进行检 测，有效保证了装配质量。另外，通过机械结构和光纤传感技术实现对钢珠2在整个装置中 的行程进行控制，实现了产品装配的自动化。[0032]根据本实用新型自动真空打钢珠装置的实施方式，可以调整钢珠分离管道5、钢珠 分离转盘6、钢珠输送管道15以及顶针管30的相关参数，以实现任意直径钢珠2与孔的装 配。为了保证密封效果而设置于下密封腔21上的橡胶，也可以设于上密封腔20。根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实 施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施 方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。 此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实 用新型构成任何限制。
权利要求1.一种自动真空打钢珠装置，其包括电池密封机构、钢珠分离机构和钢珠压入机构，其 特征在于所述钢珠分离机构包括进料槽、钢珠分离管道、钢珠分离转盘和钢珠送料管道， 钢珠分离管道在进料槽的下端与进料槽连通，钢珠分离转盘上设置有大小与钢珠相匹配的 钢珠分离腔，钢珠分离腔在钢珠分离转盘转到不同位置时分别与钢珠分离管道和钢珠送料 管道连通。
2.根据权利要求1所述的自动真空打钢珠装置，其特征在于还包括对钢珠是否到达 指定位置和钢珠与孔装配是否完成进行检测的CCD传感器。
3.根据权利要求1所述的自动真空打钢珠装置，其特征在于所述钢珠分离转盘的厚 度大于等于一个钢珠的直径，小于钢珠直径的两倍。
4.根据权利要求3所述的自动真空打钢珠装置，其特征在于所述钢珠分离管道的内 径与钢珠的直径相适配，仅能容钢珠单排通过。
5.根据权利要求1所述的自动真空打钢珠装置，其特征在于所述钢珠分离机构还包 括安装在钢珠送料管道两侧的光纤传感器，其光束直径略大于钢珠。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的自动真空打钢珠装置，其特征在于所述钢 珠压入机构包括可移动的顶针管、设于顶针管内的顶针以及钢珠输送管道，钢珠输送管道 的入口与钢珠分离机构的钢珠送料管道连通，出口则对准顶针管的侧壁，顶针管在其侧壁 上设置顶针下移时可与钢珠输送管道出口对齐的钢珠孔。
7.根据权利要求6所述的自动真空打钢珠装置，其特征在于所述顶针管是由顶针滑 块固定，顶针滑块的上下移动由滑块汽缸控制。
8.根据权利要求6所述的自动真空打钢珠装置，其特征在于所述顶针在顶针管内的 动作由顶针汽缸控制。
9.根据权利要求1至5中任意一项所述的自动真空打钢珠装置，其特征在于所述电 池密封机构包括位置固定的下密封腔、可移动的上密封腔和设于上密封腔的真空源。
10.根据权利要求9所述的自动真空打钢珠装置，其特征在于所述上密封腔固定于支 架，支架由液压缸控制上下运动，上密封腔内设置有用以实现电池定位的侧定位汽缸和前 定位汽缸，下密封腔在其与上密封腔的接触处设有一层橡胶。
专利摘要本实用新型公开了一种自动真空打钢珠装置，其包括电池密封机构、钢珠分离机构和钢珠压入机构，钢珠分离机构包括进料槽、钢珠分离管道、钢珠分离转盘和钢珠送料管道，钢珠分离管道在进料槽的下端与进料槽连通，钢珠分离转盘上设置有大小与钢珠相匹配的钢珠分离腔，钢珠分离腔在钢珠分离转盘转到不同位置时分别与钢珠分离管道和钢珠送料管道连通。相对于现有技术，本实用新型自动真空打钢珠装置通过钢珠分离转盘与钢珠分离管道的配合，保证每次有且只有一个钢珠被分离和进料，钢珠的准确分离有效地避免了钢珠的多打、漏打问题。
文档编号H01M2/08GK201868483SQ20102059494
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者张爱国, 罗登红, 蔡开贵 申请人:东莞新能源电子科技有限公司, 东莞新能源科技有限公司, 宁德新能源科技有限公司