一种一次入环及定量喷涂封口剂设备的制作方法

本实用新型涉及电池设备技术领域，尤其涉及一种一次入环及定量喷涂封口剂设备。

背景技术：

目前，现有的碱性电池生产工艺路线包括正极环成型-第一个正极环倒立式入钢筒-第二个环入筒-第三个环入筒-自动检测-压线-涂封口剂-人隔膜管-加电解液-吸收电解液-加锌膏-插负极集流体-卷边-自动检测-存放-检测电压、电流-成品包装-入库，在整个生产过程中，通常采用输送带或其他输送方式将各自独立的各工序机台之间串接起来，输送装置多采用单独的动力电机，整条生产线设备数量多，占用面积大，能耗高，且各工序机台之间实现同步工作比较困难。

特别是电池生产过程中的电池入环工序与涂封口剂工序之间，通常需要经过多个输送通道传送筛选、S弯道排序、碳环数量检测等步骤，而且，现有的入环设备均是采用三个碳环逐一有序地推进电池钢壳内完成，其工作效率低，且容易出现少环或缺环情况出现，影响产品合格率；此外，传统的电池封口剂涂布设备通常通过气缸驱动喷头前后移动完成一推一喷，并配合电池钢壳转动而实现对电池钢壳进行喷涂封口剂，而电池钢壳的旋转是通过设置在钢壳传送机构上设置一转动压辊，利用压辊与电池钢壳表面间的摩擦带动钢壳绕其轴线旋转，一方面，在驱动过程中，压辊对钢壳的挤压力，极易导致钢壳外形变形，进而影响下一工序及电池质量；另一方面封口剂经喷头喷涂在电池钢壳上时，起初形成一个相对较集中的点，通过借助钢壳的转动及封口剂的流动性，才使得钢壳的表面上均涂布有封口剂，很难实现封口剂均匀涂布，且涂布结束后，喷头内会残留一些封口剂，气缸驱动喷头复位时，经常会出现封口剂滴落情况，导致资源浪费，增加成本，且影响操作环境。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一是针对现有技术的不足之处，提供一种一次入环及定 量喷涂封口剂设备，将入环机构及涂封口剂机构巧妙地设计为一体，减少工序之间的非工序等待时间，且入环机构采用卧式结构，优化了钢壳入环方式，利用涂封口剂机构的旋转结构将其内部的封口剂均匀喷射至电池钢壳上，喷涂连续、均匀，效率高。

本实用新型的技术解决措施如下：

一种一次入环及定量喷涂封口剂设备，包括机台、转盘、进料通道、入环机构、涂封口剂机构和出料通道，所述转盘、涂封口剂机构和入环机构均安装于机台上，进料通道和出料通道分别沿转盘的进料方向和出料方向对应设置，转盘的周向边缘上均匀设有若干个用于定位钢壳的卡槽，其特征在于：所述入环机构包括碳环输送机构和推料机构，碳环输送机构包括碳环分料盘和碳环输送通道，该碳环输送通道的进料端与所述碳环分料盘相连通，其出料端沿卡槽的轴线方向开设有与所述卡槽相通的推料孔，推料机构对应安装于该推料孔的侧面；所述碳环输送通道内部沿碳环运动方向水平并排设有三个相互独立且与碳环的外形尺寸相适配的通槽，通槽的一端延伸至所述推料孔；

所述涂封口剂机构包括竖直设置在机台上的固定座及用于自动调节封口剂流量的流量调节机构、旋转喷涂机构和传动机构，所述旋转喷涂机构位于对应卡槽所在位置的边沿，且其安装于流量调节机构的前端部，两者之间通过连接管连通，传动机构安装于流量调节机构的后端部，传动机构通过流量调节机构驱动旋转喷涂机构左右移动；所述流量调节机构包括外罩、置于外罩腔内的剂缸和通剂管，剂缸的内部沿其轴向开设有通孔，通孔内密闭滑动设有活塞，通剂管与通孔相通，剂缸的前端部设有限位板，限位板与剂缸的前端部之间形成与通孔相通的容置腔，外罩的侧壁沿其周向均布有四个可与容置腔相通的通口。

作为改进，所述碳环分料盘包括调整轨道，碳环分料盘内部设有三个隔板，该三个隔板呈螺旋线状分布形成三个相互独立的筛选轨道，筛选轨道的进料端均与碳环分料盘的进料口相通，出料端分别对应连接调整轨道，调整轨道的出口与碳环输送通道内对应的通槽连通。

作为改进，所述调整轨道的外形为麻花状，碳环在其进口处为竖直状态，出口处为水平状态。

本实用新型中碳环输送通道内部的每个通槽的宽度与碳环的高度相同，其高 度与碳环的外径尺寸相同，确保碳环经调整轨道传送后运动状态改变90°，使得三个碳环同步进入碳环输送通道内部的通槽内，并配合推料机构，快速、准确地将三个碳环一次推入对应的钢壳内，实现一次入环动作。

作为改进，所述推料机构包括固定在机台上的气缸安装座、安装在气缸安装座上的横向推料气缸、导杆及安装于导杆端部的导块，该导块的外形尺寸与所述推料孔相适配且其高度与所述推料孔的高度相等。

作为改进，所述活塞通过连杆与外罩固定连接，活塞的外侧端与外罩的内壁之间形成空气容腔，其内侧端与剂缸的内壁之间形成一容积可调的储存腔。

作为改进，所述传动机构包括与活塞相对设置在外罩的后端盖上的第一气缸、第一安装架和第二安装架，第一安装架固定在外罩的后端盖上，第一气缸的活塞杆端部固定连接第一安装架，第二安装架的一端固定支撑第一气缸，另一端穿过外罩与剂缸的后端部固定连接。

作为改进，所述旋转喷涂机构包括喷涂罩、电机、转动支架及一侧开设有喷涂口的喷头，喷涂罩固定安装于外罩的前端，转动支架可转动设置在喷涂罩的中部，电机安装在转动支架上，转动支架包括相互垂直交叉设置的第一支架和第二支架，第一支架和第二支架的两端部分别垂直安装有喷头，喷头的内部通过相应的连接管与对应的通口连通。

作为改进，所述第一支架和第二支架的端部不在同一圆周上，喷涂罩上分别对称设有两个角度为90°的第一弧形槽和两个角度为90°的第二弧形槽，第一弧形槽与第二弧形槽交错设置，第一支架和第二支架的端部分别置于相应的第一弧形槽和第二弧形槽内。

作为改进，所述通剂管的一端排布在剂缸内，且其流量口设置在储存腔的一侧，通剂管的另一端依次穿过剂缸的后端部、空气容腔及外罩与外置的用于盛装封口剂的设备相连通。

作为改进，所述排布在剂缸内的通剂管的周围环设有加热件。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型入环机构通过整理机构巧妙地与涂封口剂机构整合优化为一体，实现电池钢壳一次完成入环及对其进行涂封口剂工序在一套设备上同步有序进行，优化了钢壳入环及涂封口剂之间的排序及输送步骤，减少工序之间的非 工序等待时间，简化设备数量，减少占用空间，自动化程度高；

(2)入环机构设计为卧式结构，通过转盘将钢壳进料通道与碳环输送通道有效巧妙地相结合，使得碳环输送通道的出料端与待入环钢壳处于同一高度，同时，碳环输送通道内部设有三个相互独立的通槽，使得碳环输送通道的出料端每次都有三个并排设置的碳环，结合推料机构可快速、准确地将三个碳环一次推进钢壳内，避免了传统的入环工序因将碳环逐一推进钢壳而出现缺环情况，该入环机构优化了钢壳入环方式，碎环率低，工作效率高；

(3)通过传动机构驱动外罩相对剂缸移动的同时带动喷头同步伸入至电池钢壳内部，且活塞同步推进，容置腔通过连接管与喷头连通，利用储存腔和容置腔内部瞬时压力变化，使得容置腔内的封口剂瞬间同时进入到四个喷头内，配合电机驱动喷头同步转动90°利用其瞬间离心作用使得喷头内部的封口剂瞬间均匀喷涂到电池钢壳表面，整个过程中利用储存腔的容积变化控制容置腔内封口剂的容量变化，通过容置腔内流量变化，进一步定量控制喷头内封口剂的容量，实现封口剂流量两级定量控制，配合旋转喷头快速完成对定量喷射的封口剂进行自动、连续喷涂均匀；

综上所述，本实用新型具有占用生产线流程短，运行稳定，喷涂效果好，封口剂利用率高，成本低等优点；而且本实用新型由数控单元同步控制入环机构、转盘及涂封口剂机构动作，使各工序之间依次有序进行，利于实现自动化、流水线作业。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中碳环输送通道的结构示意图之一；

图3为本实用新型中碳环输送通道的结构示意图之二；

图4为图1中B处的放大示意图；

图5为本实用新型中涂封口剂机构的结构示意图；

图6为本实用新型中碳环分料盘的结构示意图；

图7为本实用新型中活塞推进工作时的状态示意图；

图8为本实用新型中旋转喷涂机构的结构示意图；

图9为图7中C处的放大示意图；

图10为本实用新型中检测装置的结构示意图；

图11为本实用新型中导杆及导块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例一

如图1至图3所示，本实用新型提供一种一次入环及定量喷涂封口剂设备，包括机台1、转盘2、进料通道3、入环机构Ⅰ、涂封口剂机构Ⅱ和出料通道4，所述转盘2、涂封口剂机构Ⅱ和入环机构Ⅰ均安装于机台1上，进料通道3和出料通道4分别沿转盘2的进料方向和出料方向对应设置，转盘2的周向边缘上均匀设有若干个用于定位钢壳的卡槽21；其特征在于：所述入环机构Ⅰ包括碳环输送机构5和推料机构6，碳环输送机构5包括碳环分料盘51和碳环输送通道52，该碳环输送通道52的进料端与所述碳环分料盘51相连通，其出料端沿卡槽21的轴线方向开设有与所述卡槽21相通的推料孔521，推料机构6对应安装于该推料孔521的侧面；如图4所示，所述碳环输送通道52内部沿碳环运动方向水平并排设有三个相互独立且与碳环的外形尺寸相适配的通槽522，通槽522的一端延伸至所述推料孔521且通槽522的底部位于推料孔521的底部上方。

如图5所示，所述涂封口剂机构Ⅱ包括竖直设置在机台1上的固定座7及用于自动调节封口剂流量的流量调节机构8、旋转喷涂机构9和传动机构10，所述旋转喷涂机构9位于对应卡槽21所在位置的边沿，且其安装于流量调节机构8的前端部，两者之间通过连接管11连通，传动机构10安装于流量调节机构8的后端部，传动机构10通过流量调节机构8驱动旋转喷涂机构9左右移动；所述流量调节机构8包括外罩81、置于外罩81腔内的剂缸82和通剂管83，剂缸82的内部沿其轴向开设有通孔821，通孔821内密闭滑动设有活塞84，通剂管83与通孔821相通，活塞84通过连杆841与外罩81固定连接，活塞84的外侧端842与外罩81的内壁之间形成一与外部大气相通的空气容腔87，其内侧端843与剂缸82的内壁之间形成一容积可调的储存腔88；所述通剂管83与该储存腔88相通，剂缸82的前端部通过支杆851固定连接有限位板85，限位板85与剂缸82的前端部822之间形成与通孔821相通的密闭容置腔86，外罩81的侧壁 沿其周向均布有四个可与容置腔86相通的通口811。本实用新型汇中转盘2、涂封口剂机构及入环机构均由控制单元控制。

本实用新型中碳环输送通道52内部的每个通槽522的宽度与碳环的高度相同，其高度与碳环的外径尺寸相同，确保碳环经调整轨道传送后运动状态改变90°，使得三个碳环同步进入碳环输送通道52内部的通槽522内，并配合通推料机构6，快速、准确地将三个碳环一次推入对应的钢壳内，能够完成一次入环动作。

所述涂封口剂机构Ⅱ与入环机构Ⅰ均位于转盘2的同一侧面，且均设置在进料通道3与出料通道4之间，涂封口剂机构Ⅱ置于入环机构Ⅰ的后面，入环合格的钢壳通过转盘2带动绕其轴线公转，自动有序地传送至与涂封口剂机构Ⅱ对应位置进行涂封口剂工序，使得钢壳的入环工序与涂封口剂工序之间无缝对接，互不干涉，减少两个工序之间的非工序等待时间，提高工作效率。

所述推料机构6包括固定在机台1上的气缸安装座61、安装在气缸安装座61上的横向推料气缸62、导杆63及安装于导杆63端部的导块64，其中，卡槽21及推料孔521的开口方向均与转盘2的轴线相平行，导块64的外形为圆柱形，该导块64的外形尺寸与所述推料孔521相适配且其高度与所述推料孔521的高度相等，使得导块64与推料孔521内待推入碳环位于同一水平面内，确保碳环能够被顺利推入钢壳内，避免碎环情况发生，提高产品合格率。推料机构6通过编程由控制单元控制可同步动作，将推料孔521内的三个碳环同时推入相应的钢壳内，实现一次入环，工作效率高。

如图6所示，本实施例中，所述碳环分料盘51包括调整轨道511，碳环分料盘51内部设有三个隔板512，该三个隔板512呈螺旋线状分布形成三个相互独立的筛选轨道513，筛选轨道513的进料端均与碳环分料盘51的进料口相通，出料端分别对应连接调整轨道511，调整轨道511的出口与碳环输送通道52内对应的通槽522连通。其中，所述调整轨道511为麻花状，碳环由筛选轨道513进入调整轨道511时为竖直状态，经调整轨道511进行状态调整后进入碳环输送通道52内为水平状态。而且，碳环输送通道52的内部设有的三个通槽522与调整轨道511内部相匹配，三个通槽522的一端均延伸至所述推料孔521的一侧并与推料孔521相通，且该通槽522的底部位于推料孔521的底部上方。通槽522 的高度及宽度恰好使单个碳环水平滚动通过，位于通槽522最前端的碳环在后一碳环的推送下能够自动逐一的进入推料孔521内，且三个通槽522内的碳环同步移动，确保推料孔521内每次均落有并排的三个碳环，横向推料气缸62将三个碳环快速、准确地推入对应的钢壳内。

入环合格后的钢壳传送至喷头对应位置时，喷头开始动作，对该钢壳的边沿表面进行涂覆，由于本实用新型中入环机构Ⅰ采用一次将三个碳环推进钢壳内，经推料机构6推送结束后的钢壳均为合格品，涂封口剂机构Ⅱ上可设置多个喷头94与入环机构Ⅰ之间不干涉，且在很大程度上提高工作效率。

如图7所示，所述传动机构10包括与活塞84相对设置在外罩81的后端盖上的第一气缸101、第一安装架102和第二安装架103，第一安装架102固定在外罩81的后端盖上，第一气缸101的活塞杆端部固定连接第一安装架102，第二安装架103的一端固定支撑第一气缸101，另一端穿过外罩81与剂缸82的后端部固定连接，工作时，第一气缸101驱动第二安装架103连同外罩81相对剂缸82移动，同步驱动活塞84推进的同时使得通口811位置也同步发生改变与容置腔86相通，由于限位板85通过支杆851固定在剂缸82上，使得容置腔86内的容积始终不变，为定量，储存腔88与容置腔86形成一密闭空间，其内部压力变化仅与储存腔88内的容积变化相关，使得活塞84每推进一次使得储存腔88内的容积变化量与容置腔86内封口剂容积变化量相等。

其中，外罩81的内径为D，容置腔86的宽度为L，剂缸82内部的通口811内径为d，活塞84每推进一次的行程为l，则满足：L/l＝d²/D²，且储存腔88内的容积变化量为一个钢壳需要涂封口剂的用量，实现喷口剂一级定量控制；此外，喷头的内径为d1，喷头的高度为l1，则1/2πD²L＝2πd1²l1，即容置腔86内封口剂的变化流量为4个喷头内的总和，实现封口剂流量的二级定量控制，进而实现一推一喷精确定量，提高喷涂均匀性和封口剂的利用率。

如图8所示，所述旋转喷涂机构9包括喷涂罩91、电机92、转动支架93及一侧开设有喷涂口941的喷头94，喷涂罩91固定安装于外罩81的前端，转动支架93可转动设置在喷涂罩91的中部，电机92安装在转动支架93上，转动支架93包括相互垂直交叉设置的第一支架931和第二支架932，第一支架931和第二支架932的两端部分别垂直安装有喷头94，喷头94的内部通过相应的连 接管11与对应的通口811连通。

本实用新型中，所述第一支架931和第二支架932的端部不在同一圆周上，喷涂罩91上分别对称设有两个角度为90°的第一弧形槽911和两个角度为90°的第二弧形槽912，第一弧形槽911与第二弧形槽912交错设置，第一支架931和第二支架932的端部分别置于相应的第一弧形槽911和第二弧形槽912内，第一支架931和第二支架932固定连接，均由电机92带动同步旋转，而且，第一支架931和第二之间端部安装的喷头94的进口分别与相应的连接管11的出口相连通，连接管11的进口与外罩81上开设的四个通口811对应连接。

所述通剂管83的一端排布在剂缸82内，且其流量口设置在储存腔88的一侧，通剂管83的另一端依次穿过剂缸82的后端部823、空气容腔87及外罩81与外置的用于盛装封口剂的设备相连通。而且排布在剂缸82内的通剂管83的周围环设有加热件12，对封口剂进行隔管加热，并利用剂缸82对其进行保温，提高封口剂的流动性。其中，所述活塞84的侧壁宽度大于流量口的开口尺寸，活塞84沿通口811密闭滑动实现该流量口的打开或关闭。

活塞84沿剂缸82的内壁滑动至设定行程时，活塞84每推进一次刚好将所述通剂管83的流量口完全堵住，保证剂缸82内部的封口剂容量保持定值。

如图9所示，所述喷涂口941为锥形结构，其位于喷头94的外壁部分的内径尺寸大于位于喷头94的内壁部分的内径尺寸，电机92驱动四个喷头94同步转动90°，利用其瞬间离心作用使得喷头94内部的封口剂经喷涂口941瞬间二次增速，沿其开口方向发散式喷涂，扩大喷涂面积，提高喷涂均匀性。

本实施例中，所述碳环输送通道52的出料端上方还设有检测装置13，该检测装置13与控制单元电连接。其中，如图10所示，检测装置13包括三个与推料孔521内的三个碳环相对应的红外线探头131，用于检测推料孔521内相应位置处是否存在缺环，避免产生钢壳内缺环或少环的情况发生，降低废品率。工作时，检测装置13发射信号给控制单元，控制单元进而控制入环机构Ⅰ和涂封口剂机构Ⅱ的动作，并给以相应的动作指令，使其正常工作或紧急停止工作，避免了缺环或少环情况。此外，本实用新型中入环机构Ⅰ与涂封口剂机构Ⅱ由控制单元控制同步动作，且入环机构Ⅰ、涂封口剂机构Ⅱ与转盘2间隔交替动作。

如图11所示，本实用新型中导块64的侧壁上开设有第一螺旋槽641，导杆 63上设有第二螺旋槽631，该第二螺旋槽631与外置的吸粉装置14相连接，有效对入环产生的粉尘从钢壳内排出，避免因钢壳内粉尘积累而影响产品质量，降低碎环率。同时，导块64的端部设有弹性块642，该弹性块642在导块64由气缸驱动与碳环刚接触瞬间提供缓冲作用，避免因导块64与碳环之间的瞬时刚性冲击而产生碎环情况。

工作流程如下：

钢壳通过进料通道3逐一有序地传送至转盘2上对应的卡槽21内，碳环通过分料盘排序分流后经调整轨道511将其运动状态调整90°后，逐一有序地传送至碳环输送通道52内相应的通槽522内，在后一碳环的推动下，位于碳环输送通道52的出料端处的三个碳环同步滚落至推料孔521内，经检测装置13检测碳环正常后，推料机构6对推料孔521内的碳环同步推入至相应的钢壳内，该入环过程中，推料机构6每动作一次，转盘2则相应的转动一个工位，将入环合格后的钢壳有序传送至与涂封口剂机构对应位置进行涂封口剂工序，通过涂封口剂机构中的传动机构10驱动外罩81相对剂缸82移动同步带动活塞84沿剂缸82的内壁向前推进，同时喷头94由外罩81带动伸入至电池钢壳内部，且外罩81上开设的通口811均与容置腔86相通即此时连接管11同时连通容置腔86和喷头94，活塞84每推进一次其恰好将通剂管83的流量口关闭，储存腔88内停止输送封口剂，同时，储存腔88的容积相对减小，而容置腔86内的压力同步增大，使得容置腔86内部的封口剂经四个通口811通过连接管11同时进入四个喷头94内，电机92驱动第一支架931和第二支架932带动相应的喷头94同步90°，喷头94内的封口剂瞬间从喷涂口941内喷射至电池钢壳上且其喷涂路径与喷头94旋转路径保持一致，容置腔86内压力不变后，喷涂结束，外罩81复位，外罩81上的通口811被剂缸82密闭封住，此时通剂管83的流量口打开，储存腔88内自动输送封口剂，如此循环，实现一推一喷，定量喷涂。整个工作过程，入环工序与涂封口剂工序之间无缝对接，互不干涉，且经涂封口剂工序后的钢壳自动经钢壳出料通道4传送至下一工序。

以上所述，仅为实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实 用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。