一种圆柱电池自动装配入壳机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电池生产制造设备技术领域，涉及一种圆柱电池的自动装配设备，具体是一种圆柱电池自动装配入壳机。
【背景技术】
[0002]电池在日常生活中很常见，使用非常广泛，种类也繁多，包括圆柱电池、纽扣电池、软包电池等。圆柱型干电池按照电解质的不同还可分为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、钴锰混合等不同体系，圆柱电池的外壳通常采用钢壳，电芯为聚合物，具有容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流放电、电化学稳定性能、使用安全等优点，广泛应用于遥控器、灯具、后备能源、电动工具、玩具模型等器件上。在圆柱电池生产过程中经过多种工序后需要对其进行装配和包装，将圆柱电池的电芯与外壳套装起来，并在外壳外表套上热缩管，使其从裸电芯到既安全又美观的成品，在外壳装配的同时还需要在电芯端部安放绝缘垫。目前市场上多数采用转盘方式对电芯进行入壳装配，对设备精准度要求高，设备故障率高，入壳速度较慢，使得入壳装配效率低。
[0003]我国专利(公开号:CN1056925A，公开日:2013-03-06)公开了一种锰酸锂塑料壳体圆柱电池及其制备方法，适用于中大型容量的锂离子电池。它是将锰酸锂材料和导电剂、粘结剂等混合而成正极浆料；将石墨和导电剂、粘结剂等混合而成负极浆料，再将正极浆料涂敷在铝箔上制成正极片，负极浆料涂敷在铜箔上制成负极片，然后将正负极片加入特制隔膜卷成圆柱形卷芯，然后将卷芯与塑料壳体、端盖、上极柱、下极柱、内垫片、外垫片和固定螺母进行装配，最后注液化成而制成成品电池。
[0004]上述专利提供的圆柱电池制备方法中，将卷芯与塑料壳体装配这一过程没有专业的组装设备，传统人工方法生产效率低，外壳与电芯凭肉眼不容易对准，还容易出现卡壳现象以及电池扭曲变形报废等情况。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术存在的上述问题，提供一种圆柱电池自动装配入壳机，本发明所要解决的技术问题是:如何提高圆柱外壳与电芯装配过程中的组装效率和圆柱电池自动装配入壳机的自动化程度。
[0006]本发明的目的可通过下列技术方案来实现:
一种圆柱电池自动装配入壳机，其特征在于，所述入壳机包括机柜、电机一、电机二和若干能够装载电芯的电芯载具，所述机柜上设有能够输送电芯的输送带一、能够输送电芯载具的输送带二和能够输送外壳的输送带三；所述输送带一与电机一相连接，所述输送带一的一端为放料端，另一端为出料端，所述输送带一的出料端设有分离齿轮和倾斜的出料板，所述出料板位于所述的输送带一出料端与分离齿轮之间，所述分离齿轮与电机二相连接且能够在电机二的带动下绕自身轴线转动，分离齿轮周向分布有若干半圆型槽，半圆型槽的长度方向与分离齿轮的轴向一致，所述输送带一上的电芯能够通过出料板进入到分离齿轮的半圆型槽中；所述分离齿轮下方设有电芯通道，所述电芯通道上设有能够将电芯单个分离的分离机构，所述输送带二位于所述电芯通道的下方，所述输送带二的两侧依次设有电芯调整机构、极耳校对机构、极耳修正机构和极耳弯折机构；所述机柜上设有能够冲出圆形绝缘垫的冲绝缘垫机构和能够将所冲出的绝缘垫放置到电芯端部的机械手；所述机柜上还设有装配槽，所述输送带三能够将外壳移动至装配槽内，所述装配槽的两端设有推进气缸和吸料气缸，所述推进气缸的活塞杆上设有空心的顶柱且顶柱正对装配槽；所述输送带二能够带动电芯载具到达所述顶柱与所述装配槽之间，所述吸料气缸的活塞杆上固设有磁性的吸头。
[0007]本入壳机用于电池的电芯与外壳自动化入壳装配，生产完成的电芯需要套设金属的外壳以提高保护强度和安全性，电芯通过人工按照正反顺序放置到输送带一的放料端，通过输送带一的运输使得电芯从输送带一的放料端向出料端移动，输送带一上的电芯在分离齿轮左侧一个一个顺次进入空着的半圆型槽中，分离齿轮转动带动电芯运行并一个一个从分尚齿轮底部释放出来，从正前方来看分尚齿轮顺时针转动，分尚齿轮的右侧具有挡块，挡块内侧具有与分离齿轮径向尺寸相匹配的弧形槽，该弧形槽靠近分离齿轮且能够防止半圆型槽内的电芯脱落掉出；半圆型槽内的电芯到达分离齿轮最低点时能够掉落进入电芯通道内，通过控制分离齿轮能够控制电芯的上料速度。通过分离机构将电芯分离开来，使之能够一个一个有序前进，电芯两端均具有极耳，其中一端的极耳从电芯端部的中心伸出，另一端的极耳从电芯端部的边缘伸出，通过极耳校对装置使每个电芯上位于电芯端部边缘的极耳都能够处于同一位置，本技术方案中使该极耳位于最低点，通过电芯调整机构调整电芯的位置是其保持一致，通过极耳校对机构保证电芯的极耳朝向一致，通过极耳修正机构对极耳的形状进行修正，再通过极耳弯折装置对该极耳进行弯折，然后再放置绝缘垫；生产完成的外壳输送带三移动至装配槽，电芯载具带动电芯移送并最终达到顶柱与装配槽之间，推进气缸(37)带动顶柱向装配槽移动，顶柱内部空心且外端部具有开口，顶柱能够抵靠在电芯的端部边缘，并且使位于电芯的端部中间的极耳伸入到顶柱内，顶柱将位于电芯载具上的电芯推送到外壳中去，从而实现电芯与外壳的入壳装配。
[0008]本入壳机还采用PLC控制系统和触摸屏人机界面；通过触摸屏人机界面可方便对本入壳机进行操控，本入壳机各部件紧密配合动作精准、运行可靠、操作简单、维护方便、自动化程度高、大大提高了电芯与外壳的组装效率。
[0009]在上述的圆柱电池自动装配入壳机中，所述分离机构包括横向设置的气缸一、气缸二、分离板一和分离板二，所述分离板一与气缸一的活塞杆相连，所述分离板二与气缸二的活塞杆相连，所述分离板一和分离板二平行间隔设置且所述分离板一位于分离板二的上方，所述分离板一和分离板二能够分别朝向电芯通道内移动并阻断电芯通道。当电芯通道的正下方没有空着的电芯载具时，分离板二在气缸二的带动下伸入在电芯通道中阻止电芯的掉落，当电芯通道的正下方具有空载的电芯载具时，分离板一在气缸一的带动下伸入在电芯通道中阻止上方的电芯掉落，而分离板二在气缸二的带动下缩回，使得分离板一与分离板二之间的电芯通道中的一个电芯能够顺利掉落进入正下方的电芯载具上，通过分离板一与分离板二的配合动作使得电芯通道内的电芯每次一个落入到下方输送皮带上的电芯载具中，从而完成电芯的分离运输以便后续的装配。
[0010]在上述的圆柱电池自动装配入壳机中，所述输送带二包括输送皮带，所述电芯载均匀间隔固设在所述输送皮带上，所述电芯调整机构包括输送皮带两侧分别设置的顶尖、顶筒、气缸三和气缸四，所述顶尖和顶筒正对输送皮带且两者相对设置，所述顶尖与气缸三的活塞杆相连且能够在气缸三的带动下沿输送皮带宽度方向往复移动，所述顶筒与气缸四的活塞杆相连且能够在气缸四的带动下沿输送皮带宽度方向往复移动。由于本技术方案中放置电芯时极耳从电芯端部中心伸出的一端朝外放置，另一端朝内设置，因此本机构中顶尖位于输送皮带的内侧，顶筒位于输送皮带的外侧，当电芯载具移动至顶筒与顶尖之间时，顶尖能够在气缸三的带动下抵靠在电芯载具内电芯的端部中间，顶筒是具有开口的空心结构，顶筒在气缸四的带动下能够抵靠在电芯载具内电芯的端部边缘，该电芯端部的极耳伸入到顶筒内，从而保证在调整电芯位置时对极耳进行有效保护。根据需要设定气缸三与气缸四的位置及动作，通过顶尖与顶筒对电芯两端相向夹持推进，保证了所有电芯在输送皮带宽度方向上的位置保持一致。从而使后续移动装配都精准无误。
[0011]在上述的圆柱电池自动装配入壳机中，所述极耳校对机构包括安装板和两个间隔并排平行设置的滚筒，两个滚筒均与能够带动所述滚筒转动的电机四相连，所述电机四以及两个滚筒均固设在安装板上，所述安装板连接在能够带动安装板上下往复移动气缸五上，所述输送皮带侧面还设有能够感应极耳方向的传感器四。滚筒位于上升位置时，与电芯载具的移动不相干涉，电芯载具带动电芯移动在滚筒的正下方，整个安装板在气缸五的带动下向下移动，使得滚筒与电芯载具上的电芯相接触贴靠，滚筒转动通过摩擦力带动电芯转动，极耳对光纤传感器的射光会产生阻挡，位于电芯端部边缘的极耳转动至最低点时，感应器四感应不到光，从而实现传感器四对极耳位置的感应判断，到位后滚筒停止运转并向上移动完成电芯的极耳校对调整。
[0012]在上述的圆柱电池自动装配入壳机中，所述极耳修正机构包括在输送皮带的内侧设置的两个竖直的拍平气缸，两个拍平气缸上下间隔设置且两个拍平气缸的活塞杆相对设置，所述拍平气缸安装在一拍平座上，两个拍平气缸的活塞杆上均固设有拍块，所述拍平座上还设有竖直的滑轨，所述拍块通过滑块滑动连接在所述滑轨上。当电芯到达相应的位置时，电芯上的极耳位于两个拍块之间，在拍平气缸的带动下从上下两个方向对极耳进行挤压拍平，从而保证极耳的平整。
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