一种高速电池外包膜装备的制作方法

技术领域

本发明涉及一种高速电池外包膜装备。

背景技术：

目前，锂离子电池的包膜设备，主要基于移载机械手往复上料及下料。由于机构设计限制，实际效率较低且没有较大提升空间。现有的包膜设备采用单层电池水平移载的结构进行中转，水平移载的结构输送时间长、节拍慢效率低下，只能做到6～10ppm的效率水平。当进行大规模生产制造时，包膜设备将成为瓶颈工序需要大量设备的投入。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高速电池外包膜装备，该装备通过立式转盘旋转式的供料模式大幅提升了电池的中转时间，同时在立式转盘对应工位安装外包膜推平及热压机构，实现在高速旋转送料的同时完成包膜工作。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：包括来料输送带、出料输送带以及衔接两者的立式转盘，所述的立式转盘包括水平布置的转轴、套设在转轴上的分度盘以及沿分度盘周向均匀间隔布置的电池托盒，所述的来料输送带与立式转盘的衔接处为进料工位，所述的立式转盘与出料输送带的衔接处为出料工位，所述的进料工位与出料工位之间沿立式转盘的转动方向依次设有侧面外包膜推平机构及侧面外包膜热压机构，所述的出料工位与进料工位之间沿立式转盘的转动方向依次设有清洗工位及预留工位，所述的进料工位处设有铅垂方向布置的外包膜，所述的外包膜由外包膜输送切断机构实现输送及切断，该设备还包括将电池及外包膜由进料工位推至电池托盒内的顶推机构以及将电池由出料工位推至出料输送带上的顶出机构，所述出料输送带的侧面依次设有底部外包膜推平机构及底部外包膜热压机构。

所述的外包膜输送切断机构包括吸附装置、下拉装置及切断装置，所述的吸附装置安装在下拉装置上且随下拉装置实现往复动作，所述的吸附装置由真空发生器及吸盘组成，所述的吸盘沿外包膜长度方向布置多组，所述的切断装置由两片模切切刀组成，模切切刀的切口采用钨钢硬化处理。

所述的顶推机构与进料工位之间留有1～5cm的间隙，所述的顶推机构与电池的接触面为柔性材质，顶推机构将来料输送带上的电池及切断后的外包膜同时推入电池托盒中。

所述的顶出机构包括气缸，所述气缸活塞杆的端部垂直设有伸缩拨杆，所述的伸缩拨杆与电池托盒底部预留的顶出孔相配合，伸缩拨杆在气缸的动作下将电池从电池托盒中顶出至出料输送带。

所述的侧面外包膜推平机构包括第一顶推装置及与第一顶推装置相连的顶推杆，所述顶推杆的前端安装有推平轮，所述推平轮的表面采用EPDM材质且推平轮的宽度比电池厚度宽5～10mm，所述的侧面外包膜推平机构对称设置两组。

所述的侧面外包膜热压机构包括第二顶推装置及与第二顶推装置相连的加热单元，所述的加热单元采用电阻丝加热。

所述电池托盒的入口处设有便于电池及外包膜进入的导向滚轮，导向滚轮的表面采用尼龙材质，切断后的外包膜随电池进入电池托盒后，外包膜的侧面尺寸应大于1/2电池厚度。

所述的外包膜采用能热压粘结的PE/PP膜或自身带胶的PE/PP膜，所述的外包膜输送切断机构通过张力控制机构、自动换卷机构与外包膜自动放卷机构相连，所述的外包膜放卷机构采用双悬挂结构。

所述的电池托盒整体呈方形，电池托盒上设有与电池相配合的L形槽口，所述L形槽口的长宽尺寸均小于电池的长宽尺寸，电池托盘的底部设有与L形槽口连通的顶出孔。

所述的来料输送带与出料输送带垂直布置，且来料输送带与出料输送带采用带定位挡板的输送带。

由上述技术方案可知，本发明通过立式转盘实现电池的快速中转，在立式转盘间歇停止的位置安装侧面外包膜推平机构及侧面外包膜热压机构以完成侧面包胶，同时本发明通过将电池的侧面包胶和底部包胶工位分开，两者并行动作以缩短节拍时间。本发明打破了传统包胶设备的节拍上限，且工艺简单，设备效率较高。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是图1的俯视图（该视图省略了张力控制机构、自动换卷机构与外包膜自动放卷机构）；

图3是本发明立式转盘的结构示意图；

图4是本发明侧面外包膜推平机构的结构示意图；

图5是本发明侧面外包膜热压机构的结构示意图；

图6是本发明顶出机构的结构示意图；

图7是本发明电池托盒的结构示意图；

图8是本发明双滚轮输送机构的结构示意图；

图9是本发明电池包膜方案一；

图10是本发明电池包膜方案二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1、图2、图3所示的一种高速电池外包膜装备，包括来料输送带1、出料输送带2以及衔接两者的立式转盘3，立式转盘3包括水平布置的转轴31、套设在转轴31上的分度盘32以及沿分度盘32周向均匀间隔布置的电池托盒33，来料输送带1与立式转盘3的衔接处为进料工位4，立式转盘3与出料输送带2的衔接处为出料工位5，进料工位4与出料工位5之间沿立式转盘3的转动方向依次设有侧面外包膜推平机构6及侧面外包膜热压机构7，出料工位5与进料工位4之间沿立式转盘3的转动方向依次设有清洗工位8及预留工位9，进料工位4处设有铅垂方向布置的外包膜200，外包膜200由外包膜输送切断机构10实现输送及切断，该设备还包括将电池100及外包膜200由进料工位4推至电池托盒33内的顶推机构11以及将电池100由出料工位5推至出料输送带2上的顶出机构12，出料输送带2的侧面依次设有底部外包膜推平机构13及底部外包膜热压机构14。也就是立式转盘3的周向设置有六个工位，分别依次为进料工位4、侧面外包膜推平机构所在的推平工位；侧面外包膜热压机构所在的热压工位、出料工位5、清洗工痊8及预留工位9，电池100由来料输送带1输送至顶推机构11处，由顶推机构11将电池及切断后的外包膜从进料工位4处推至电池托盒33中，随着立式转盘3的转动，装有电池100的电池托盒33经过推平工位将电池侧面的外包膜推平，再经过热压工位将电池侧面的外包膜热压，最后由顶出机构在出料工位5将电池顶出至出料输送带2上，并经过底部外包膜推平机构13及底部外包膜热压机构14对电池实现底部外包膜的推平及热压，电池托盒33在卸去电池后，继续转动至清洗工位8实现清洗，并最终回到进料工位4，继续运送下一块电池100。

进一步的，外包膜输送切断机构10包括吸附装置、下拉装置及切断装置，吸附装置安装在下拉装置上且随下拉装置实现往复动作，吸附装置由真空发生器及吸盘组成，吸盘沿外包膜长度方向布置多组，切断装置由两片模切切刀组成，模切切刀的切口采用钨钢硬化处理。

进一步的，顶推机构11与进料工位4之间留有1～5cm的间隙，用于外包膜通过，顶推机构11与电池的接触面为柔性材质，顶推机构将来料输送带1上的电池100及切断后的外包膜200同时推入电池托盒3中。

进一步的，如图6所示，顶出机构12包括气缸121，气缸活塞杆122的端部垂直设有伸缩拨杆123，伸缩拨杆123与电池托盒33底部预留的顶出孔34相配合，伸缩拨杆123在气缸121的动作下将电池100从电池托盒33中顶出至出料输送带2。

进一步的，如图4所示，侧面外包膜推平机构6包括第一顶推装置61及与第一顶推装置61相连的顶推杆62，顶推杆62的前端安装有推平轮63，推平轮63的表面采用EPDM材质且推平轮63的宽度比电池厚度宽5～10mm，侧面外包膜推平机构6对称设置两组。

进一步的，如图5所示，侧面外包膜热压机构7包括第二顶推装置71及与第二顶推装置71相连的加热单元72，加热单元72采用电阻丝加热，其加热温度<100℃。

进一步的，电池托盒33的入口处设有便于电池100及外包膜200进入的导向滚轮，导向滚轮的表面采用尼龙材质，切断后的外包膜200随电池100进入电池托盒33后，外包膜200的侧面尺寸应大于1/2电池厚度。

进一步的，外包膜200采用能热压粘结的PE/PP膜或自身带胶的PE/PP膜，外包膜输送切断机构10通过张力控制机构15、自动换卷机构16与外包膜自动放卷机构17相连，外包膜放卷机构17采用双悬挂结构，可放置A、B两个料卷，外包膜料卷采用气胀轴固定在外包膜放卷机构17上，气胀轴由电机驱动带动料卷旋转，外包膜放卷机构17带有纠偏装置，纠偏装置的响应速度<0.2毫秒，纠偏精度<0.1mm；自动换卷机构17可完成A、B料卷的对接粘贴；张力控制机构1的控制范围为100-1000gf，公差在±5%以内。当外包膜200采用自身带胶的PE/PP膜时，如图8所示，可采用双滚轮输送机构来输送外包膜，即采用牵引辊19和防粘辊18的配合来输送外包膜200，同时外包膜200采用自身带胶的PE/PP膜时，还可减少侧面外包膜热压机构和底部外包膜热压机构。

进一步的，如图7所示，电池托盒33整体呈方形，电池托盒33上设有与电池100相配合的L形槽口35，L形槽口35的长宽尺寸均小于电池的长宽尺寸，电池托盘33的底部设有与L形槽口35连通的顶出孔34。

进一步的，来料输送带1与出料输送带2垂直布置，且来料输送带1与出料输送带2采用带定位挡板的输送带。

进一步的，底部外包膜推平机构13及底部外包膜热压机构14与侧面外包膜推平机构6及侧面外包膜热压机构7的结构相同，在此不再赘述。

本发明的工作原理及工作过程如下：

工作时，单体电池通过来料输送带输送至立式转盘处的进料工位处，此时外包膜输送切断机构将外包膜拉下来设定的长度，切断装置切断；或者采用双滚轮输送机构输送额定长度的外包膜，顶推机构将电池顶推进入立式转盘的电池托盒内，电池先接触外包膜然后带着外包膜一同进入电池托盒，电池托盒前端的导向滚轮确保电池位置准确，且在推入过程中将外包膜推平贴在电池表面；立式转盘逆时针旋转带动电池和外包膜旋转至侧面外包膜推平机构处，两套第一顶推装置依次将外包膜推平并旋转至热压工位，侧面外包膜热压机构的第二顶推装置将加热单元顶出，并在设定的时间内施加额定温度后完成侧面外包膜热压；完成热压的电池随着立式转盘旋转至出料工位，顶出机构将电池顶出至出料输送带上，出料输送带带动电池行进，到达底部外包膜推平机构处，由底部外包膜推平机构推平后到达底部外包膜热压机构处，由底部外包膜热压机构热压后流转至下一工序。

本发明在使用时，电池100进入电池托盘33时，如图9所示，可以采用底部先进入的方式，如图10所示，也可以采用侧壁先进入的方式。

综上所述，本发明通过立式转盘实现电池的快速中转，通过立式转盘的供料模式可以做到30～40ppm的效率，在立式转盘间歇停止的位置安装侧面外包膜推平机构及侧面外包膜热压机构以完成侧面包胶，同时本发明通过将电池的侧面包胶和底部包胶工位分开，两者并行动作以缩短节拍时间。本发明打破了传统包胶设备的节拍上限，大大提升了包膜工序的设备能力，且工艺简单，设备效率较高。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。