一种方形电池换壳机构的制作方法

本发明属于电池生产技术领域，涉及一种方形电池换壳机构。

背景技术：

在自动化方形电池生产流水线中，多节电池排列好后一端点焊好，排列好的电池先装入模套中，并最终需要将排列好的电池装入方形电池钢壳中。为提高自动化程度，克服人工电池换壳的繁琐和资源浪费，使得方形电池换壳工作可靠，保证生产效率，需要设计一种工作可靠且自动化程度高的方形电池换壳机构。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种工作可靠且自动化程度高的方形电池换壳机构。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种方形电池换壳机构，包括：

模套输送通道，用于输送竖直摆放且携带有电池的模套，在模套输送通道上设有下换壳工位；

钢壳输送通道，用于输送竖直摆放的方形钢壳；

换壳通道，设置于模套输送通道上方，所述换壳通道的入口承接钢壳输送通道送来的钢壳，在换壳通道上设有位于下换壳工位正上方的上换壳工位，且上换壳工位底部镂空并与下换壳工位联通；

顶送件，活动安装于下换壳工位下方且用于将抵达下换壳工位的模套内的电池顶出并压入上换壳工位的对应钢壳内。

作为本发明的进一步改进，所述上换壳工位设置于换壳通道中部位置，所述上换壳工位的镂空位置恰好可供模套内的电池通过，且镂空位置的边沿实体可阻止模套上移。

作为本发明的进一步改进，所述模套输送通道和换壳通道采用同步的步进方式进行位移，所述上换壳工位、下换壳工位均是对应通道的其中一个步进工位。

作为本发明的进一步改进，所述顶送件设置为扁长状顶杆，所述下换壳工位底部镂空，该镂空部分恰好可供顶杆穿过，所述顶杆上移时穿过下换壳工位底部镂空部分并将该工位内的电池顶出并压入上换壳工位的钢壳内。

作为本发明的更进一步改进，在下换壳工位的下方紧密设置有顶杆夹具，在顶杆夹具上开设有用于限位并供顶杆穿过的方形顶杆通孔。

作为本发明的更进一步改进，在上换壳工位和下换壳工位之间紧密设置有换壳模子，在换壳模子上开设有用于导通上换壳工位镂空部分和下换壳工位的换壳通孔，所述换壳模子连接有用于上提或下压换壳模子的模子驱动件。

作为本发明的进一步改进，该方形电池换壳机构还包括水平摆放的第一上板以及平行设置在第一上板下方的第一下板，在第一上板和第一下板之间活动安装有呈包围状设置的上步进带，所述换壳通道设置在上步进带的外围且上步进带均分为多个上步进工位，所述上换壳工位是其中一个上步进工位，单个上步进工位仅容纳单个钢壳进入，所述上换壳工位的镂空位置为第一下板与上换壳工位的交叠位置，所述换壳模子上提时其上端紧密插入该镂空位置，此时换壳模子的上端面与第一下板上端面齐平或接近齐平，而此时上换壳工位的镂空位置为换壳模子的换壳通孔位置，该镂空位置的边沿实体为换壳模子的对应实体。

作为本发明的更进一步改进，所述上步进带的外围均分为多个第一方形槽，所述上步进工位为单个第一方形槽，所述第一方形槽远离上步进带的一侧设有用于嵌入钢壳的第一方形开口。

作为本发明的进一步改进，所述钢壳输送通道沿垂直于上步进带的方向将钢壳送入上步进带。

作为本发明的进一步改进，该方形电池换壳机构还包括平行设置在第一下板下方的第二上板以及平行设置在第二上板下方的第二下板，在第二上板和第二下板之间活动安装有呈包围状设置的下步进带，所述模套输送通道设置在下步进带的外围且下步进带均分为多个下步进工位，所述下换壳工位是其中一个下步进工位，单个下步进工位仅容纳单个模套进入，所述下换壳工位的镂空位置设置在第二下板与下换壳工位交叠位置的中部，顶杆穿过该镂空位置时将对应模套内的电池顶出并向上压入上换壳工位的钢壳内。

作为本发明的更进一步改进，所述下步进带的外围均分为多个第二方形槽，所述下步进工位为单个第二方形槽，所述第二方形槽远离下步进带的一侧设有用于嵌入模套的第二方形开口。

作为本发明的进一步改进，在模套输送通道的入口连接有用于输送带电池的模套的L形进料通道，所述进料通道沿垂直于下步进带的方向将模套送入下步进带。

作为本发明的更进一步改进，在进料通道弯折处设有用于将模套推送入下步进带的下步进工位的进料推块，且进料推块由气缸驱动。

作为本发明的进一步改进，在模套输送通道的出口连接有用于将空置的模套吸出的吸模套尼龙块，且吸模套尼龙块由气缸驱动。

作为本发明的更进一步改进，在模套输送通道外设置有L形回料通道和模套移位推块，所述模套移位推块用于将吸模套尼龙块吸出的模套推送入回料通道，在回料通道的弯折处设有用于将模套卸出的回料推块，且回料推块的出料方向与进料推块的出料方向相反。

作为本发明的又一种改进，该方形电池换壳机构还包括换向结构，所述换向结构用于接收换壳通道送出的带电池的钢壳，并将钢壳翻转使其上下倒置后呈竖直摆放状态卸出。

作为本发明的又一种改进，所述换向结构包括放倒通道和换向通道，所述放倒通道用于接收换壳通道送来的带电池的钢壳并将其向前放倒呈水平摆放状态送出，所述换向通道用于接收放倒通道送出的钢壳，并使钢壳由水平摆放翻转为竖直摆放后卸出，翻转后的钢壳的摆放状态为换壳通道内的钢壳上下倒置后的状态。

作为本发明的进一步改进，所述放倒通道的入口与换壳通道的出口相连，在放倒通道的入口处底面上设有挡条，所述换壳通道上竖直摆放的钢壳进入放倒通道时，在挡条的牵绊作用下向前倾倒并呈水平摆放送入换向通道。

作为本发明的进一步改进，在放倒通道上活动安装有可直线滑移的吸电池尼龙块，所述吸电池尼龙块用于吸附换壳通道出口处的钢壳并将其带入放倒通道，带入时，钢壳在挡条的牵绊作用下向前放倒为水平摆放状态，此后吸电池尼龙块携带钢壳至预设出料位置。

作为本发明的进一步改进，该方形电池换壳机构还包括设置在预设出料位置前方且与放倒通道垂直的实心圆柱形翻转筒，所述换向通道为沿预设曲线轨迹开设于翻转筒上的凹槽结构，且该凹槽的宽度略大于方形钢壳的厚度。

作为本发明的更进一步改进，在预设出料位置后方设置有用于将处于预设出料位置的钢壳推入换向通道的推送件，所述换向通道的入口、预设出料位置、推送件处于同一直线轨迹上。

作为本发明的进一步改进，在放倒通道两侧合围有侧板，使放倒通道的两侧分别仅露出供推送件活动、钢壳移入换向通道的缺口，且缺口的宽度略大于钢壳的高度。

作为本发明的更进一步改进，所述推送件为出电池推块，该出电池推块的面部下端设有与钢壳适配的抵靠槽，该出电池推块的面部上端设有外凸且上厚下薄的推压结构，所述抵靠槽的高度大于或略大于钢壳的厚度。

作为本发明的更进一步改进，所述放倒通道的宽度略大于钢壳的宽度，所述吸电池尼龙块设置为方形结构，且吸电池尼龙块与侧板间隙配合。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：整体结构布局紧凑，各部件之间紧密配合，采用上下层次分明的结构布局，输送电池的通道设置在下层，输送钢壳的通道设置在上层，在换壳通道和下方的模套输送通道上分别对应设有镂空的换壳工位，并在模套输送通道下方对应设置了用于将电池由模套顶入钢壳的顶送件，卸出电池后的空模套可被回收利用，保证电池换壳工作的可靠性，自动化程度高，无需人工辅助，还减少了部件相互之间的干涉，也提高了空间利用率，使得整体设备占用面积小。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明一较佳实施例的结构示意图。

图2是图1另一视角的结构示意图。

图3是本发明一较佳实施例的局部结构示意图。

图4是图3另一视角的结构示意图。

图5是本发明一较佳实施例的部分爆炸示意图。

图中，10、模套输送通道；11、下换壳工位；20、钢壳输送通道；30、换壳通道；31、上换壳工位；41、顶送件；42、顶杆夹具；421、顶杆通孔；51、放倒通道；511、预设出料位置；52、换向通道；53、挡条；54、吸电池尼龙块；55、翻转筒；56、推送件；561、抵靠槽；57、侧板；61、换壳模子；611、换壳通孔；62、模子驱动件；71、第一上板；72、第一下板；73、上步进带；731、上步进工位；732、第一方形槽；733、第一方形开口；81、第二上板；82、第二下板；83、下步进带；831、下步进工位；832、第二方形槽；833、第二方形开口；91、进料通道；92、进料推块；93、吸模套尼龙块；94、回料通道；95、模套移位推块；96、回料推块；100、钢壳。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

本发明保护一种方形电池换壳机构，其接收装有多节电池的模套和空套的方形电池钢壳，并将模套内的电池(由多节电池组成的电池组)压入电池钢壳内，整体工作过程自动化程度高，生产效率高，适用于自动化程度要求高的生产环境。

下面结合图1至图5对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

如图1至图5所示，本方形电池换壳机构包括：

模套输送通道10，用于输送竖直摆放且携带有电池(图中未示出)的模套(图中未示出)，在模套输送通道10上设有下换壳工位11；

钢壳输送通道20，用于输送竖直摆放的方形钢壳100；

换壳通道30，设置于模套输送通道10上方，所述换壳通道30的入口承接钢壳输送通道20送来的钢壳100，在换壳通道30上设有位于下换壳工位11正上方的上换壳工位31，且上换壳工位31底部镂空并与下换壳工位11联通；

顶送件41，活动安装于下换壳工位11下方且用于将抵达下换壳工位11的模套内的电池顶出并压入上换壳工位31的对应钢壳100内。

在方形电池生产流水线中，由于生产要求和工序限制，方形电池的钢壳100和电池分别输送，多节电池正负极错位并排列整齐后送入模套内并送入模套输送通道10，方形钢壳100可由托盘内送入钢壳输送通道20。

在本发明中，模套也优选为方形模套，其携带的电池是由多节圆柱形电池构成的整体电池组结构，进一步优选本发明保护的是9V电池的方形电池换壳机构，方形钢壳100内的电池是由六节圆柱形小电池整体排列而成。

本方形电池换壳机构整体结构布局紧凑，各部件之间紧密配合，采用上下层次分明的结构布局，输送电池的通道设置在下层，输送钢壳100的通道设置在上层，在换壳通道30和下方的模套输送通道10上分别对应设有镂空的换壳工位，并在模套输送通道10下方对应设置了用于将电池由模套顶入钢壳100的顶送件41，卸出电池后的空模套可被回收利用，保证电池换壳工作的可靠性，自动化程度高，无需人工辅助，还减少了部件相互之间的干涉，也提高了空间利用率，使得整体设备占用面积小。

为保证换壳过程的可靠，防止模套随电池一同上移，优选上换壳工位31设置于换壳通道30中部位置，所述上换壳工位31的镂空位置恰好可供模套内的电池通过，且镂空位置的边沿实体可阻止模套上移。

在本发明中，为保证上下换壳时对接准确、平稳、可靠，优选模套输送通道10和换壳通道30均采用步进方式进行位移，且二者的步进同步，所述上换壳工位31、下换壳工位11均是对应通道的其中一个步进工位。

进一步的，为保证电池换壳工作的顺畅、平稳，避免模套被连带上移，优选顶送件41设置为扁长状顶杆，所述下换壳工位11底部镂空，该镂空部分恰好可供顶杆穿过，所述顶杆上移时穿过下换壳工位11底部镂空部分并将该工位内的电池顶出并压入上换壳工位31的钢壳100内。

为限位顶杆，防止其晃动/摇晃，也保证定位的精准和顶杆位移的平稳，优选在下换壳工位11的下方紧密设置有顶杆夹具42，在顶杆夹具42上开设有用于限位并供顶杆穿过的方形顶杆通孔421。

为保证电池传送过程的平稳和可靠，保证模套不会脱出，在上换壳工位31和下换壳工位11之间紧密设置有换壳模子61，在换壳模子61上开设有用于导通上换壳工位31镂空部分和下换壳工位11的换壳通孔611，所述换壳模子61连接有用于上提或下压换壳模子61的模子驱动件62。

模子驱动件62优选为模子气缸，上提并拉紧换壳模子61时，可以使得顶杆平稳、有力、可靠地将电池由下换壳工位11脱出并向上穿过换壳通孔611并压入上换壳工位31的钢壳100中，即使模套顺势向上偏移了一点，可以下压换壳模子61将模套压回下换壳工位11；而且正常下压换壳模子61后，优选换壳模子61压紧在下换壳工位11的上端面上，使得电池可以可靠地快速脱离模套，保证工作效率。

进一步优选换壳通孔611的入口和出口处设有用于导向的倒角或导向面，以便于电池顺利脱出，避免卡堵现象。还优选在换壳模子61下方设有用于限位换壳模子61的限位板，以保证其位移行程，保证工作的可靠性，使得各部件对接顺畅。

为保证换壳通道30布局的紧凑性，保证换壳通道30和模套输送通道10对接的准确性和可靠性，优选地，该方形电池换壳机构还包括水平摆放的第一上板71以及平行设置在第一上板71下方的第一下板72，在第一上板71和第一下板72之间活动安装有呈包围状设置的上步进带73，所述换壳通道30设置在上步进带73的外围且上步进带73均分为多个上步进工位731，所述上换壳工位31是其中一个上步进工位731，单个上步进工位731仅容纳单个钢壳100进入，所述上换壳工位31的镂空位置为第一下板72与上换壳工位31的交叠位置，所述换壳模子61上提时其上端紧密插入该镂空位置，此时换壳模子61的上端面与第一下板72上端面齐平或接近齐平，而此时上换壳工位31的镂空位置为换壳模子61的换壳通孔611位置(恰好可供模套内的电池通过)，该镂空位置的边沿实体为换壳模子61的对应实体(可阻止模套上移)。

进一步的，为保证步进带与方形电池钢壳100的紧密配合，保证钢壳100送来后可以可靠的限位于对应上步进工位731中，上步进带73的外围均分为多个上方形槽，所述上步进工位731为单个第一方形槽732，所述第一方形槽732远离上步进带73的一侧(即第一方形槽732朝外的一侧)设有用于嵌入钢壳100的第一方形开口733。

优选地，钢壳输送通道20沿垂直于上步进带73的方向将钢壳100送入上步进带73，设置上步进带73与钢壳输送通道20相接位置的位移方向与钢壳输送通道20的出料方向垂直，可以保证方形的电池钢壳可以快速、平稳地推送进入上步进带73的方形槽中。进一步优选在钢壳输送通道20出口处设有用于引导钢壳进入上步进带73的挡边。

为进一步提升空间布局的紧凑性，保证上换壳工位31和下换壳工位11对接的可靠性，以及电池换壳工作效率，作为一种优选或可选的实施方式，设置模套输送通道10的结构布局基本与换壳通道30相同；具体的，该方形电池换壳机构还包括平行设置在第一下板72下方的第二上板81以及平行设置在第二上板81下方的第二下板82，在第二上板81和第二下板82之间活动安装有呈包围状设置的下步进带83，所述模套输送通道10设置在下步进带83的外围且下步进带83均分为多个下步进工位831，所述下换壳工位11是其中一个下步进工位831，单个下步进工位831仅容纳单个模套进入，所述下换壳工位11的镂空位置设置在第二下板82与下换壳工位11交叠位置的中部，顶杆穿过该镂空位置时将对应模套内的电池顶出并向上压入上换壳工位31的钢壳内。

进一步的，为保证步进带与模套的紧密配合，保证模套送来后可以可靠的限位于对应下步进工位831中，优选下步进带83的外围均分为多个第二方形槽832，所述下步进工位831为单个第二方形槽832，所述第二方形槽832远离下步进带83的一侧设有用于嵌入模套的第二方形开口833。

为提高空间利用率，减少设备占用面积，确保模套可以快速、平稳地推送进入下步进带83的方形槽中；在模套输送通道10的入口连接有用于输送带电池的模套的L形进料通道91，L形弯折结构可以合理提升空间利用率，所述进料通道91沿垂直于下步进带83的方向将模套送入下步进带83。

进一步的，为保证模套可以可靠的进入下步进带83的方形槽中，在进料通道91弯折处设有用于将模套推送入下步进带83的下步进工位831的进料推块92，且进料推块92由气缸驱动。

在模套输送通道10的出口连接有用于将空置的模套吸出的吸模套尼龙块93，且吸模套尼龙块93由气缸驱动。这样的结构布局合理，可以高效地及时将空置的模套卸出。

为方便空置模套回料并合理提升整体空间布局，优选在模套输送通道10外设置有L形回料通道94和模套移位推块95，所述模套移位推块95用于将吸模套尼龙块93吸出的模套推送入回料通道94，在回料通道94的弯折处设有用于将模套卸出的回料推块96，且回料推块96的出料方向与进料推块92的出料方向相反。

该方形电池换壳机构还包括换向结构，用于接收换壳通道30送出的带电池的钢壳100，并将钢壳100翻转使其上下倒置后呈竖直摆放状态卸出。

在本发明中，上层设有用于换壳的通道和用于换壳后将钢壳100上下倒置的换向结构，在电池完成换壳工作后，由换向结构实现方形电池的上下倒置工作，使得电池未焊接的另一端可以直接送入后续工序进行点焊

具体的，换向结构包括放倒通道51和换向通道52，所述放倒通道51用于接收换壳通道30送来的带电池的钢壳并将其向前放倒呈水平摆放状态送出，此处需要补充说明的是：钢壳的放倒只能是向前放倒，即沿出料方向放倒，以完成后续上下倒置的工作任务，保证整体工作的可靠性；换向通道52用于接收放倒通道51送出的钢壳，并使钢壳由水平摆放翻转为竖直摆放后卸出，翻转后的钢壳的摆放状态为换壳通道30内的钢壳上下倒置后的状态。

通过换向结构的设置，与换壳结构紧密配合，接收换壳通道30送出的带电池的钢壳后，将钢壳翻转使其上下倒置后呈竖直摆放状态卸出，使得方形电池钢壳未点焊的一端可以直接送入后续加工工序中，保证工作效率和自动化程度，也提高了布局的紧凑性。

进一步的，为保证电池放倒工作进行的可靠，且避免由于拖拽力或者牵引力太大而使电池滑出，放倒通道51的入口与换壳通道30的出口相连，在放倒通道51的入口处底面上设有挡条53，所述换壳通道30上竖直摆放的钢壳进入放倒通道51时，在挡条53的牵绊作用下向前倾倒并呈水平摆放送入换向通道52。

更进一步的，为保证电池钢壳平缓放倒并与换向通道52准确可靠的对接，在放倒通道51上活动安装有可直线滑移的吸电池尼龙块54，优选吸电池尼龙块54由气缸驱动，所述吸电池尼龙块54用于吸附换壳通道30出口处的钢壳并将其带入放倒通道51，带入时，钢壳在挡条53的牵绊作用下向前放倒为水平摆放状态，此后吸电池尼龙块54携带钢壳至预设出料位置511。

吸电池尼龙块54靠近换壳通道30出口时对钢壳产生吸附力，并引导钢壳进入放倒通道51，然后钢壳在挡条53的牵绊下向前放倒为水平摆放状态，接着吸电池尼龙块54紧密吸附水平摆放的钢壳至预设出料位置511，该位置用于将水平摆放的钢壳送入换向通道52。

在本案中，该方形电池换壳机构还包括设置在预设出料位置511前方且与放倒通道51垂直的实心圆柱形翻转筒55，所述换向通道52为沿预设曲线轨迹开设于翻转筒55上的凹槽结构，且该凹槽的宽度略大于方形钢壳的厚度，输送时钢壳不易晃动，避免电池和钢壳脱离或松脱。

采用实心的翻转筒55开设具有开口的凹槽结构来形成换向通道52，使得钢壳输送过程中可以自然导向且后续的钢壳会推动前面的钢壳前进，钢壳移动过程中可以与凹槽内壁接触，翻转筒55的实体结构为其提供支撑，保证输送、换向过程的平稳和高效，而且不易翻倒和卡堵，出了换向通道52的钢壳上端相当于换壳通道30上(或者说钢壳输送通道20上)的钢壳下端。

为保证钢壳可以平稳、可靠地送入换向通道52，克服卡堵现象，提高生产效率，也提升空间利用率；在预设出料位置511后方设置有用于将处于预设出料位置511的钢壳推入换向通道52的推送件56，所述换向通道52的入口、预设出料位置511、推送件56处于同一直线轨迹上，采用三点一线的结构布局，使得各部件对接顺畅、平稳，工作可靠。

为使得钢壳可以可靠地进入换向通道52，且避免其他干涉，在放倒通道51两侧合围有侧板57，使放倒通道51的两侧分别仅露出供推送件56活动、钢壳移入换向通道52的缺口，且缺口的宽度略大于钢壳的高度(由于此时的钢壳是水平放倒状态，因此此处是钢壳的宽度)。

进一步的，优选推送件56为由气缸驱动的出电池推块，该出电池推块的面部下端设有与钢壳适配的抵靠槽561，该出电池推块的面部上端设有外凸且上厚下薄的推压结构，所述抵靠槽561的高度大于或略大于钢壳的厚度。

在推送方形电池钢壳时，钢壳一侧抵靠在抵靠槽561内，推压结构具有助推功能，还能保证钢壳平移时的平稳，使得钢壳不易偏移预设轨迹。

为提高整体布局的紧凑性，保证换向结构工作的可靠，优选放倒通道51的宽度略大于钢壳的宽度，所述吸电池尼龙块54设置为方形结构，且吸电池尼龙块54与侧板57间隙配合。

综上所述，本方形电池换壳机构的主要工作过程如下：空置的方形电池钢壳由钢壳输送通道20送入换壳通道30前段，并由换壳通道30送至上换壳工位31；插有电池的模套由模套输送通道10送至下换壳工位11；驱动顶送件41向上位移并穿过下换壳工位11时，顶出电池并使电池上移，电池最终被压入上换壳工位31的钢壳内，完成换壳工作；换壳完毕后的钢壳由换壳通道30送至后段，并在吸电池尼龙块54和挡边的配合下，向前翻倒在放倒通道51内，吸电池尼龙块54再拉动平摆的钢壳至预设出料位置511，此时推送件56动作并将钢壳推入换向通道52中，经过换向通道52后的钢壳又翻转了90°，最终与原来的空置钢壳上下倒置，便于后续为电池未点焊的一端进行焊接。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。