全自动电池化成夹具机的制作方法

本实用新型涉及一种全自动电池化成夹具机。

背景技术：

在原有的的夹具化成设备上面，每次电池换型都需要大量的配件，以及人工进行换型的操作。每次电池不同，换线操作导致时间的浪费与生产的浪费，并且需要很多的换型配件，造成材料成本的浪费。采用此设备可以实现通用化，通过参数化的设置模式，可以实现智能化的的操作，直接从系统读取电池的型号规格，自动进行对应参数的读取与设定，一系列操作无需人工干预处理。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种全自动电池化成夹具机，采用全自动电池化成夹具机可以实现无人化的设备管理工作，实现全自动化的设备生产体系，为锂电池的智能化生产系统做一个坚实的基础。在锂电池自动化生产设备上面有了重大的突破。提升了电池生产的效率，减少了人工的劳力输出，解决了自动化生产设备锂电池多样性生产的规格的瓶颈。

本实用新型所述的全自动电池化成夹具机，其特征在于，包括：

机架；

自动夹具机构，安装在机架上，用于夹紧电池并对其进行加压的同时与电池的极耳接触；

电池支撑调整机构，安装在机架上，并位于电池正下方，用于根据电池的类型自动换型并对电池进行支撑；

温度控制机构，安装在机架上，用于对夹装在自动夹持装置上电池进行加热；

电池化成柜，安装在机架上，并与电池极耳接触配合，用于对电池进行充放电；

以及控制器，安装在机架上，并与自动夹具机构、电池支撑调整机构以及温度控制机构电连接，用于控制自动夹具机构、电池支撑调整机构、温度控制机构工作以适应不同类型的电池。

所述自动夹具机构包括用于对电池进行加压的加压控制组件、根据电池的大小尺寸可以自动进行调整换型的PCB板自动调节组件以及用于隔断并夹住电池的压板，所述加压控制组件固装在机架上层的工作台上，并且加压控制组件设有用于容纳压板的空间，并且加压控制组件的推动端与最外侧的一块压板接触连接，使得压板沿加压控制组件轴向平移；PCB板自动调节组件安装在加压控制组件一端，并且PCB板自动调节组件的垂直升降端与压板相连，使得压板在PCB板自动调节组件驱动下可沿垂直方向升降。

所述加压控制组件包括用于与机架固接的支撑钢板组件、用于提供驱动力的电机、对电机的驱动力进行减速的减速机、齿轮传动件、将转动转换为水平方向移动的丝杆螺母组件、用于缓冲的弹簧组件和对电机所驱动的压板产生压力进行计量的压力传感器，支撑钢板组件包括两块相对平行布置的支撑板、多根水平连接杆以及丝杆推动板，且支撑板的底部固装在机架上层的工作台，其中一支撑板外侧固装电机、减速机和齿轮传动件，另一块支撑板内侧固装压力传感器；两支撑板之间连接多根水平连接杆和多套水平丝杆螺母组件；丝杆推动板与水平丝杆螺母组件的滚珠螺母固接，使其受丝杆螺母驱动沿水平丝杆轴向平移；所述电机的输出轴与减速机的输入轴轴连接，所述减速机的输出轴通过齿轮传动件与丝杆螺母组件的滚珠螺母固接，滚珠螺母与丝杆推动板固接；丝杆推动板与其中一块支撑板之间的区域用于容纳压板，且压板与该支撑板之间依次增设弹簧组件和压力传感器，用于检测压板受到的压力。

所述PCB板自动调节组件包括用于提供旋转动力的第一驱动电机、可将转动转换成垂直升降的垂直动力传动组件和用于与电池极耳接触的PCB板升降组件，所述第一驱动电机固装在远离电机的一块支撑板外端面上，所述第一驱动电机的输出轴通过垂直动力传动组件与同侧的PCB板升降组件相连，其中两套分列在电池两侧的PCB板升降组件一一对应，使得PCB板升降组件在第一驱动电机的驱动下垂直升降以对应的电池对应。

所述垂直动力传动组件包括两套，分列在电池极耳两侧，包括同步轮、同步带、两根第一升降丝杆、丝杆滑块、传动齿轮和连接杆，第一驱动电机的输出轴配装同步轮，同步轮通过同步带与垂直布置的升降丝杆皮带连接；第一升降丝杆上螺接丝杆滑块，使得丝杆滑块在第一驱动电机驱动下沿垂直布置的第一升降丝杆上下滑动；第一升降丝杆底端固装传动齿轮，传动齿轮与另一端的第一升降丝杆底端的传动齿轮啮合，实现两根第一升降丝杆同步旋转，共同实现连接其上的PCB板升降组件升降；连接杆安装在两支撑板之间，并且其端部与相应支撑杆转动连接；所述PCB板升降组件为两套，且与垂直动力传动组件一一对应，分别位于电池极耳两侧，包括调整杆、PCB板组件和第一导向组件，所述调整杆其中一端与同侧相应垂直动力传动组件的丝杆滑块固接，另一端穿过同侧支撑板上的竖直沟槽后与另一丝杆滑块固接，使得调整杆在两端丝杆滑块共同作用下沿垂直方向升降；所述调整杆上分别固装可与压板一一对应的第一导向组件，第一导向组件面向压板的一侧设有供电池滑动的沟槽；每块第一导向组件对应配装一能与电池对应的PCB板组件。

温度控制机构包括加热板、缓冲硅胶、温度传感器和温控仪，所述加热板贴在压板表面，缓冲硅胶安装在压板两面，用于对电池进行保护；所述温度传感器嵌装在压板下方，用于采集压板温度，所述温控仪的信号输入端与所述温度传感器的信号输出端电连接，用于控制加热板的加热状态。

所述电池支撑调整机构包括第二驱动电机、第二传动组件、第二升降丝杆、第二导向组件以及顶升叶片组件，第二驱动电机的输出端通过第二传动组件与第二导向组件啮合，第二导向组件套在相应第二升降丝杆外，并与之螺接，其中第二升降丝杆在第二导向组件旋转作用下沿自身轴向上下移动；第二升降丝杆的顶部固接用于托在电池底部的若干套顶升叶片组件；所述的顶升叶片组件包括叶片、转轴、转动轴承、磁铁、主支撑板和滚动轴承，所述的叶片安装在转轴上，并位于两压板之间，转轴两侧由转动轴承进行支撑，叶片底部装有叶片磁铁，在主支撑板上安装另一个用于与叶片上的叶片磁铁作用的主磁铁，且叶片磁铁与主支撑板上的主磁铁磁极相同，用于控制叶片转动以适配不同厚度的电池。

所述电池化成柜包括化成电路控制板、连接导线、用于控制电池充当电的充放电驱动板、电源及外框架，所述化成电路控制板安装在PCB升降组件的PCB板组件面向电池极耳的一侧，所述化成电路控制板上设有可与电池极耳触销接触配合的配合部，化成电路控制板的信号输入端通过连接导线与通道接口电连接；所述充放电驱动板和所述电源安装在外框架内，并且电源的供电端通过连接导线与所述充放电驱动板的输电端电连接，所述充放电驱动板的充放电控制端口通过连接导线与嵌装在外框架表面的通道接口电连接。

所述化成电路控制板与PCB升降组件的PCB板组件之间增设可微调化成电路控制板位置的控制板联动调节机构。

所述控制器包括加压保压单元、PCB板自动控制单元、温度控制单元、充放电控制单元以及数据处理单元，所述加压保压单元输入端、PCB板自动控制单元输入端分别与人机交互界面的信号输出端电连，所述充放电控制单元的信号输出端与所述充放电驱动板的信号输入端电连接；充放电控制单元的信号输入端与数据处理单元的相应信号输入端电连，所述数据处理单元的信号输出端分别与电机的信号输入端、第一驱动电机、第二驱动电机的信号输入端电连；所述加压保压单元的信号输入端分别与所述压力传感器的信号输出端信号双向连接。

本实用新型的有益效果为：

1.通过自动化的方案，把加压，加温，化成集合在一个夹具里面进行，减少工序之间的中转流程，并且结合原先两个工序为一道工序，提升了生产效率。

2.通过电机控制的双联动可调式的印制电路板结构，可以使机器适用多种电池的生产，减少客户因为更换电池而更换夹具的费用，通过参数化的管理，可以智能读取电池信息并自动选择设置。

3.采用集成式设计，对于电池生产厂家的工艺需求，可以任意进行组建，实现自动的流水线。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的主视图。

图3是本实用新型的左视图。

图4是本实用新型加压夹具示意图之一。

图5是本实用新型加压夹具示意图之二。

图6是本实用新型的电池支撑调整机构位置示意图。

图7是本实用新型电池支撑调整机构示意图。

图8是本实用新型电池支撑调整机构正视图。

图9是本实用新型电池支撑调整机构侧视图。

图10是本实用新型中的充放电化成装置示意图。

图11是本实用新型中的充放电化成装置侧视图。

图12是本实用新型中的充放电化成装置主视图。

图13是本实用新型中的压板与顶升配合状态示意图。

图14是本实用新型中的压板与顶升配合状态主视图。

图15是本实用新型中的PCB调节组件示意图。

图16是本实用新型中的顶升叶片组件示意图。

图17是本实用新型中的顶升叶片组件主视图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型

参照附图：

实施例1本实用新型所述的全自动电池化成夹具机，包括：

机架1；

自动夹具机构2，安装在机架上，用于夹紧电池并对其进行加压的同时与电池的极耳接触；

电池支撑调整机构3，安装在机架上，并位于电池正下方，用于根据电池的类型自动换型并对电池进行支撑；

温度控制机构4，安装在机架上，用于对夹装在自动夹持装置上电池进行加热；

电池化成柜5，安装在机架上，并与电池极耳接触配合，用于对电池进行充放电；

以及控制器，安装在机架上，并与自动夹具机构、电池支撑调整机构以及温度控制机构电连接，用于控制自动夹具机构、电池支撑调整机构、温度控制机构工作以适应不同类型的电池。

所述自动夹具机构2包括用于对电池进行加压的加压控制组件21、根据电池的大小尺寸可以自动进行调整换型的PCB板自动调节组件以及用于隔断并夹住电池的压板23，所述加压控制组件21固装在机架1上层的工作台上，并且加压控制组件21设有用于容纳压板23的空间，并且加压控制组件21的推动端与最外侧的一块压板23接触连接，使得压板23沿加压控制组件轴向平移；PCB板自动调节组件22安装在加压控制组件21一端，并且PCB板自动调节组件21的垂直升降端与压板23相连，使得压板23在PCB板自动调节组件22驱动下可沿垂直方向升降。

所述加压控制组件21包括用于与机架固接的支撑钢板组件211、用于提供驱动力的电机212、对电机的驱动力进行减速的减速机213、齿轮传动件214、将转动转换为水平方向移动的丝杆螺母组件215、用于缓冲的弹簧组件216和对电机所驱动的压板产生压力进行计量的压力传感器217，支撑钢板组件211包括两块相对平行布置的支撑板2111、多根水平连接杆2112以及丝杆推动板2113，且支撑板2111的底部固装在机架1上层的工作台，其中一支撑板外侧固装电机212、减速机213和齿轮传动件214，另一块支撑板内侧固装压力传感器217；两支撑板2111之间连接多根水平连接杆2112和多套水平丝杆螺母组件215；丝杆推动板2113与水平丝杆螺母组件215的滚珠螺母固接，使其受丝杆螺母驱动沿水平丝杆2151轴向平移；所述电机212的输出轴与减速机213的输入轴轴连接，所述减速机213的输出轴通过齿轮传动件214与丝杆螺母组件215的滚珠螺母固接，滚珠螺母与丝杆推动板2113固接；丝杆推动板2113与其中一块支撑板之间的区域用于容纳压板23，且压板23与该支撑板2111之间依次增设弹簧组件216和压力传感器217，用于检测压板受到的压力。

所述PCB板自动调节组件22包括用于提供旋转动力的第一驱动电机221、可将转动转换成垂直升降的垂直动力传动组件222和用于与电池极耳接触的PCB板升降组件223，所述第一驱动电机221固装在远离电机的一块支撑板外端面上，所述第一驱动电机221的输出轴通过垂直动力传动组件222与同侧的PCB板升降组件223相连，其中两套分列在电池两侧的PCB板升降组件一一对应，使得PCB板升降组件在第一驱动电机的驱动下垂直升降以对应的电池对应。

所述垂直动力传动组件222包括两套，分列在电池极耳两侧，包括同步轮2221、同步带2222、两根第一升降丝杆2223、两块丝杆滑块22231、传动齿轮2224和连接杆2225，第一驱动电机221的输出轴配装同步轮2221，同步轮2221通过同步带2222与垂直布置的第一升降丝杆2223皮带连接；第一升降丝杆2223上螺接丝杆滑块22231，使得丝杆滑块22231在第一驱动电机221驱动下沿垂直布置的第一升降丝杆2223上下滑动；第一升降丝杆2223底端固装传动齿轮2224，传动齿轮2224与另一端的第一升降丝杆2223底端的传动齿轮2224啮合，实现两根第一升降丝杆2223同步旋转，共同实现连接其上的PCB板升降组件223升降；连接杆2225安装在两支撑板之间，并且其端部与相应支撑杆转动连接；所述PCB板升降组件223为两套，且与垂直动力传动组件222一一对应，分别位于电池极耳两侧，包括调整杆2231、PCB板组件2232(又称化成电路板)和第一导向组件2233，所述调整杆2231其中一端与同侧相应垂直动力传动组件222的丝杆滑块22231固接，另一端穿过同侧支撑板上的竖直沟槽后与另一丝杆滑块固接，使得调整杆2231在两端丝杆滑块22231共同作用下沿垂直方向升降；所述调整杆2231上分别固装可与压板23一一对应的第一导向组件2233，第一导向组件2233面向压板23的一侧设有供电池滑动的沟槽；每块第一导向组件2233对应配装一能与电池极耳接触的PCB板组件223；所述PCB板组件安装在PCB升降组件面向电池极耳的一侧，所述PCB板组件上设有可与电池极耳触销接触配合的配合部，PCB板组件的信号输入端通过连接导线可与电池化成柜5的通道接口54电连接，实现对电池的充放电操作。

温度控制机构4包括加热板41、缓冲硅胶42、温度传感器43和温控仪44，所述加热板41贴在压板23表面，缓冲硅胶42安装在压板23两面，用于对电池7进行保护；所述温度传感器43嵌装在压板23下方，用于采集压板温度，所述温控仪44的信号输入端与所述温度传感器43的信号输出端电连接，用于控制加热板的加热状态。

所述电池支撑调整机构3包括第二驱动电机31、第二传动组件32、第二升降丝杆33、第二导向组件34以及顶升叶片组件35，第二驱动电机31的输出端通过第二传动组件32与第二导向组件34啮合，第二导向组件32套在相应第二升降丝杆33外，并与之螺接，其中第二升降丝杆33在第二导向组件32旋转作用下沿自身轴向上下移动；第二升降丝杆33的顶部固接用于托在电池7底部的若干套顶升叶片组件35；所述的顶升叶片组件35包括叶片351、转轴352、转动轴承353、叶片磁铁354、主磁铁、主支撑板和滚动轴承356，所述的叶片351安装在转轴352上，并位于两压板23之间，转轴352两侧由转动轴承353进行支撑，叶片351底部装有叶片磁铁354，在主支撑板上安装另一个用于与叶片上的叶片磁铁作用的主磁铁，且叶片磁铁与主支撑板上的主磁铁磁极相同，用于控制叶片转动以适配不同厚度的电池。

所述电池化成柜5包括连接导线55、用于控制电池充当电的充放电驱动板53、电源52及外框架51，所述充放电驱动板和所述电源安装在外框架内，并且电源的供电端通过连接导线与所述充放电驱动板的输电端电连接，所述充放电驱动板的充放电控制端口通过连接导线与嵌装在外框架表面的通道接口电连接。

所述控制器包括加压保压单元、PCB板自动控制单元、温度控制单元、充放电控制单元以及数据处理单元，所述加压保压单元输入端、PCB板自动控制单元输入端分别与人机交互界面的信号输出端电连，所述充放电控制单元的信号输出端与所述充放电驱动板的信号输入端电连接；充放电控制单元的信号输入端与数据处理单元的相应信号输入端电连，所述数据处理单元的信号输出端分别与电机的信号输入端、第一驱动电机、第二驱动电机的信号输入端电连；所述加压保压单元的信号输入端分别与所述压力传感器的信号输出端信号双向连接，数据处理器的信号输出端与外界存储器信号双向通信。

实施例2如图1至图17所示，本实用新型这种全自动电池化成夹具机，包括机架1，自动夹具机构2，电池支撑调整机构3、温度控制机构4和电池化成柜5。所述自动夹具机构2、电池支撑调整机构3，温度控制柜4、电池化成柜系统5都是安装在机架1上。自动夹具机构2是对电池7进行加压的一套机构，电池支撑调整机构3是配套自动夹具机构2对电池7进行支撑的一套运动机构，一次可以放置多只电池7，并且可以根据电池7的宽度尺寸进行自动换型的一套机构。生产过程中电池会投入到电池支撑调整机构3上，夹具机构2对电池7进行夹紧后，电池7极耳与PCB板自动调节组件22接触并压紧，所述温度控制机构4和电池化成柜5在电池7加压后对电池7进行加热并开始对其进行充放电化成操作，当电池7化成完成后，通过控制系统对自动夹具机构2进行打开并且上传数据给所需要的服务器。

如图4至图5所示，自动夹具机构2包括，加压控制组件21，PCB板自动调节组件22。加压控制组件21是对电池进行加压并进行压力控制的组件，PCB板自动调节组件22是根据电池的大小尺寸可以自动进行调整换型的组件。加压控制组件21包括支撑钢板组件211，电机212，减速机213，齿轮传动件214，丝杆螺母组件215，压板23，弹簧组件216，压力传感器217，所述的加压控制组件22是由将所述的电机212，减速机213，齿轮传动件214，丝杆螺母组件215，丝杆推动板2151，弹簧组件216，压力传感器217安装在支撑钢板组件211而组成的。所述的加压控制组件22控制模式是由电机212得电进行转动，带动所述减速机213进行转动，所述减速机213连接齿轮传动件214，齿轮组件214连接所述丝杆螺母组件215一起转动，丝杆推动板2151安装在丝杆螺母组件215上，跟着螺母2152进行平移压紧，通过弹簧组件216进行缓冲，并且通过压力传感器217进行检测出压力大小，当压力达到设定值时，电机212断电，压力进行保持。

参考图4、图5、图17所示，所述PCB板自动调节组件22包括驱动电机221，传动组件222，PCB板升降组件223构成。所述传动组件222包括同步轮2221，同步带2222，升降丝杆2223，传动齿轮2224，连接杆2225组成，所述PCB板升降组件223包括调整杆2231，PCB板组件2232，导向组件2233。通过驱动电机221带动同步轮2221旋转，同步带2222传动给升降丝杆2223进行转动，丝杆滑块22231上下进行移动，丝杆2223下部安装的传动齿轮2224带动对称升降丝杆2223同步转动，调整杆2231安装在两个升降丝杆2223之间，进行上下运动，PCB板组件2232安装在调整杆2231上，一起进行上下移动，达到电池7换型的自动调整位置的目的。

参考图1、图4、图13所示，温度控制机构4是由加热板41，缓冲硅胶42，温度传感器43，温控仪44组成。所述加热板41是贴在压板23表面，缓冲硅胶是安装在压板23两面，对电池7进行保护的作用。所述温度传感器43是安装在压板23下方，对压板23进行温度采集的作用，所述温控仪44是通过温度传感器43采集的温度对加热板41进行加温控制的模块。

参考图7、图8、图9所示，电池支撑调整机构3包括，驱动电机31，传动组件32，升降丝杆33，导向组件34，顶升叶片组件35组成。所述驱动电机31连接传动组件32，带动升降丝杆33根据导向组件34的固定方向进行上下运动，带动顶升叶片35上下运动，电池7放置在叶片351上，根据电池7尺寸的大小，可以实现自动的调整。叶片351是设置在两块压板23之间，对电池7起到支撑的作用，根据叶片351的调整上下的位置尺寸适应电池7的高度尺寸。

参考图17所示，顶升叶片组件35，包括叶片351，转轴352，转动轴承353，叶片磁铁354，主支撑板355，滚动轴承356。所述的叶片351安装在转轴352上，转轴352两端有转动轴承353进行支撑，叶片351底部装有一个叶片磁铁354，在主支撑板上安装另一个主磁铁，利用叶片磁铁354与主磁铁同性相斥的力量的原理，可以实现叶片351的灵活转动。叶片351的转动是为了保证电池7厚度方向的适应而进行对应的。

参考图1，图2，图10～12所示，电池化成柜机构5包括钣金框架51，电源52，充放电驱动板53和通道接口54，钣金框架51是放置所述电源52及所述充放电驱动板53和所述通道接口54，电源52是为充放电驱动板53供电的装置，化成电路板53是通过通道接口54与所述连接导线55线连接PCB板组件2232对电池7进行化成作用的装置。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也包括本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。