电芯入壳系统及方法与流程

本发明涉及一种电芯入壳系统及方法，尤其涉及电芯入壳设备技术领域。

背景技术：

随着科技的发展，锂电池在生活中的应用也越来越广，锂电池具有高能量密度、高电压、无污染、循环寿命高、能快速充电等特点。锂电池以其特有的性能优势已在便携式电器如手提电脑、摄像机、移动通讯中得到普遍应用。

在锂电池的生产过程中，其中有一个非常重要的步骤是电芯入壳。即将单个的电芯插入到内部设有多个用于存储电芯的凹槽的壳体中。电芯入壳的速度决定着锂电池包的生产效率。传统的入壳方式采用机器人带动机械夹爪直接将电芯夹取后放入到电芯壳的方式，但是这种方式机械夹爪的夹取、移动精度要求比较高，且在电芯入壳的时候还需要定位，且由于电芯比较重，在保证入壳精度的前提下，很难提升效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电芯入壳装置，能够降低成本，提高电芯入壳效率，并提供一种入壳方法，能够加快生产节奏。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

第一方面，本发明提供了一种电芯入壳系统，该电芯入壳系统包括电芯入壳压送工装与电芯入壳工装，入壳工装包括可旋转的工装分部，工装分部包括与电芯直径相匹配的存料孔，入壳压送工装包括与存料孔相匹配安装的压头组件。

该电芯入壳系统通过电芯的入壳工装的设置可以实现电芯的携带及转移，通过入壳压送工装上的压头组件的设置可以实现将电芯从入壳工装中推出，从而实现电芯入壳，这种工装入壳装置，成本低，且不需要频繁的定位，因此提高了入壳效率。

进一步地，入壳工装还包括旋转动力装置与横移动力装置，工装分部安装在旋转动力装置上，旋转动力装置带动工装分部旋转，横移动力装置带动入壳工装上的其他部件进行横移。

进一步地，入壳压送工装还包括具有导向槽的安装板，每个导向槽分别与一个压头组件通过滚动轴承配合导向。

进一步地，所述压头组件包括伸缩动力装置、与所述伸缩动力装置垂直连接的连接板，以及安装在所述伸缩动力装置的伸缩杆顶端的压头，所述安装架上设置有滑动装置，每个连接板均与安装在所述滑动装置上的滑动部固定连接。压头组件随着滑动部的移动而移动。

进一步地，存料孔内壁设有防止插入至存料孔的电芯滑动的防滑装置。

进一步地，防滑装置为磁铁。

进一步地，压头组件上压头之间的间隔排布与存料孔之间的间隔排布相同，且压头与存料孔一一相对。

进一步地，存料孔之间的间距与电池盒中用于容纳电芯的电芯容纳槽之间的间距相同。

第二方面，本发明提供了一种电芯入壳方法，电芯入壳方法应用于电芯入壳系统中，电芯入壳系统包括入壳压送工装与入壳工装，入壳工装包括设有与电芯直径相匹配的存料孔的工装分部，入壳压送工装包括与存料孔相匹配安装的压头组件，电芯入壳方法包括：

控制工装分部转至预定角度，使得工装分部上的存料孔与压头组件上的压头相对；

控制压头朝向相对的存料孔进行推送，使得与压头相对的存料孔中的电芯脱离存料孔后插入至位于存料孔下面放置的电池盒内。

通过控制工装分部的旋转，使工装分部上的压头对准存料孔，然后通过控制压头推动存料孔内的电芯，使电芯压入到电池盒内，这种入壳方法比机器人直接带动电芯放入电芯壳的方式需要的精度低，可操作性强，也不需要频繁的放电芯定位，因此加快了生产节奏。

进一步地，入壳工装还包括旋转动力装置和横移动力装置，工装分部安装在旋转动力装置上，电芯入壳方法还包括：

在存料孔中的电芯插入至电池盒内后，控制压头回缩；

控制旋转动力装置带动工装分部翻转回位，控制横移动力装置将入壳工装移动到电芯入料处。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是一示例性实施例中示出的本发明电芯入壳系统立体结构示意图；

图2是一示例性实施例中示出的本发明电芯入壳系统的入壳压送工装立体结构示意图；

图3是一示例性实施例中示出的本发明电芯入壳系统的压头组件立体结构示意图；

图4是一示例性实施例中示出的本发明入壳工装立体结构示意图；

图5是一示例性实施例中示出的本发明电芯入壳系统入壳示意图；

图6是一示例性实施例中示出的本发明电芯入壳方法的流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。针对传统电芯入壳方式的不足，提出一种新的电芯入壳方式。该电芯入壳方式在电芯壳上设置工装，工装上设有通到电芯壳内用于存储电芯的凹槽的通孔。电芯放入到工装后，采用压紧装置将电芯从工装压入到电芯壳中。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明实施例提供的一种电芯入壳系统，该电芯入壳系统包括电芯入壳压送工装1与电芯入壳工装2，入壳工装2包括可旋转的工装分部21，工装分部21包括与电芯直径相匹配的存料孔22，入壳压送工装1包括与存料孔22相匹配安装的压头组件11。

该电芯入壳系统通过电芯的入壳工装2的设置可以实现电芯的携带及转移，通过入壳压送工装1上的压头组件11的设置可以实现将电芯从入壳工装2中推出，从而实现电芯入壳，这种工装入壳装置成本低，且不需要频繁的定位，因此提高了入壳效率。

入壳工装2还包括旋转动力装置23与横移动力装置24，工装分部21安装在旋转动力装置23上，旋转动力装置23带动工装分部21旋转，横移动力装置24带动入壳工装2上的其他部件进行横移。

在一个实施例中，工装分部21采用工装板，存料孔22可以直接开在工装板上；也可以将存料孔22做成单独可相对于工装板移动的，从而适应不同间距电芯的入壳需要。在本实施例中，工装分部21的存料孔22直接开在工装板上。

旋转动力装置23可以采用旋转气缸、电机、或者齿轮带动旋转的方式横移动力装置24包括横移驱动装置、与横移驱动装置配合的横移导向装置，横移驱动装置可以采用电机带动，也可以采用气缸或者液压缸带动横移的方式；横移导向装置可以采用横移滑块滑轨副、直线轴承配合导杆或者齿轮齿条的方式。

在其中一个具体的实施例当中，横移驱动装置采用电机，电机带着滚珠丝杠副移动，横移导向装置采用滑块滑轨副，滑块上安装有旋转支架，旋转支架上安装有旋转驱动装置，旋转驱动装置采用旋转气缸。旋转气缸上安装有工装板。

入壳压送工装1还包括具有导向槽的安装板12，每个导向槽分别与一个压头组件11通过滚动轴承13配合导向。通过滚动轴承13与导向槽的配合来实现带动压头组件11的移动。

压头组件11包括伸缩动力装置111、与所述伸缩动力装置111垂直连接的连接板112，以及安装在伸缩动力装置111的伸缩杆顶端的压头113，安装架14上设置有滑动装置15，每个连接板112均与安装在滑动装置15上的滑动部固定连接。安装板12通过滑块滑轨副安装在安装架14上，安装架14上安装有调节螺杆，调节螺杆的一端连接在安装板12上，通过旋转调节螺杆可以带动安装板12相对于安装架14移动。压头组件11随着滑动部的移动而移动。从而可以适应不同间距的电芯的入壳压送。

入壳压送工装1可以与入壳工装2上的横移动力装置24连接，从而使入壳压送工装1与入壳工装2同步运动；入壳压送工装1也可以安装在独立的横移装置上，用来适应多个入壳工装2的入壳。

伸缩动力装置111可以采用气缸、液压缸或者电缸驱动伸缩。压头113可以采用橡胶、塑料或者金属材质。安装架14上的滑动装置15可以采用滑块滑轨、直线轴承加导杆或者采用滚轮。在其中一个具体实施例中，伸缩动力装置111采用气缸，压头113安装在气缸的活塞杆上，压头113的材质采用塑料；滑动装置15采用滑块滑轨，滑轨安装在安装架14上，滑块与滑轨配合，连接板112安装在滑块上，连接板112上安装有上述的滚动轴承13。

存料孔22内壁设有防滑装置，用于防止存料孔22带动电芯运动的时候，电芯从存料空内掉落。防滑装置可以使用电磁铁、磁铁、真空吸附、或者采用带弹性的夹持装置。

本发明的一个具体实施例中使用的防滑装置为磁铁。

压头组件11上压头113之间的间隔排布与存料孔22之间的间隔排布相同，且压头113与存料孔22一一相对。

存料孔22之间的间距与电池盒3中用于容纳电芯的电芯容纳槽之间的间距相同。存料孔22之间的间距与电芯容纳槽之间的间距相同，所以才能够实现存料孔22内电芯的推送。

综上所述，本发明实施例提供的入壳压送系统，该电芯入壳系统通过电芯的入壳工装的设置可以实现电芯的携带及转移，通过入壳压送工装上的压头组件的设置可以实现将电芯从入壳工装中推出，从而实现电芯入壳，这种工装入壳装置，成本低，且不需要频繁的定位，因此提高了入壳效率。

通过控制工装分部的旋转，使工装分部上的压头对准存料孔，然后通过控制压头推动存料孔内的电芯，使电芯压入到电池盒内，这种入壳方法比机器人直接带动电芯放入电芯壳的方式需要的精度低，可操作性强，也不需要频繁的放电芯定位，因此加快了生产节奏。

图6是一示例性实施例中示出的本发明电芯入壳方法的流程图，该电芯入壳方法应用于图1至图5中任一种电芯入壳系统中，该电芯入壳方法还包括一个处理模块，该处理模块包括信号处理输出单元与信号接收动作单元，在本实施例中，信号处理输送单元为PLC，信号接收动作单元则采用的是伺服控制器。处理模块与旋转动力装置、横移装置、压头组件电性连接，该处理模块可以用于实现如下步骤：电芯入壳方法包括：

步骤601，控制工装分部旋转至预定角度，使得工装分部上的存料孔与压头组件上的压头相对；

步骤602，控制压头朝向相对的存料孔进行推送，使得与压头相对的存料孔中的电芯脱离存料孔后插入至位于存料孔下面放置的电池盒内。

通过控制工装分部的旋转，使入壳压送工装上的压头对准存料孔，然后通过控制压头推动存料孔内的电芯，使电芯压入到电池盒内，这种入壳方法比机器人直接带动电芯放入电芯壳的方式需要的精度低，可操作性强，也不需要频繁的放电芯定位，因此加快了生产节奏。

入壳工装还包括旋转动力装置和横移动力装置，工装分部安装在旋转动力装置上，电芯入壳方法还包括：在存料孔中的电芯插入至电池盒内后，控制压头回缩；控制旋转动力装置带动工装分部翻转回位，控制横移动力装置将入壳工装移动到电芯入料处。

综上所述，本发明实施例提供的入壳压送方法，通过电芯的入壳工装的设置可以实现电芯的携带及转移，通过入壳压送工装上的压头组件的设置可以实现将电芯从入壳工装中推出，从而实现电芯入壳，这种工装入壳装置，成本低，且不需要频繁的定位，因此提高了入壳效率。

通过控制工装分部的旋转，使工装分部上的压头对准存料孔，然后通过控制压头推动存料孔内的电芯，使电芯压入到电池盒内，这种入壳方法比机器人直接带动电芯放入电芯壳的方式需要的精度低，可操作性强，也不需要频繁的放电芯定位，因此加快了生产节奏。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的 “连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。