一种锂电池盖板定位压装夹具及其控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及电池压装领域，具体涉及一种锂电池盖板定位压装夹具及其控制系统。


背景技术：

2.锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池，由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高，随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。
3.在锂电池电芯的生产过程中，首先需要对锂电池进行定位和固定，再使用锤子敲击入壳，采用锤子敲击盖板入壳，无法确定锤子敲击的力度大小，且受到人力的操作影响，锂电池盖板的水平度无法保证，导致产品质量参差不齐。为了减少人工作业强度，借助压装夹具工装对锂电池盖板进行按压的应用越来越多，但是压装夹具尚缺乏一套精准和快速实现锂电池盖板入壳的自动化控制系统，将大大增加操作人员的劳动强度和工作时间，降低工作效率。


技术实现要素：

4.1、实用新型要解决的技术问题
5.针对锂电池盖板压装夹具控制系统的自动化控制程度较低的问题，本实用新型提供一种锂电池盖板定位压装夹具及其控制系统，可以减少人工作业强度，提高锂电池盖板压装夹具的自动化控制程度。
6.2、技术方案
7.一种锂电池盖板定位压装夹具，包括控制单元、载装台、按压机构、驱动机构和定位机构，所述控制单元与所述按压机构、驱动机构和定位机构电连接，所述载装台用于放置锂电池，所述定位机构用于对锂电池在载物台上进行定位，所述驱动机构推动所述按压机构对锂电池盖板进行按压，将锂电池盖板压入壳中。本方案中，将锂电池的干电芯组合放置在铝壳里面，形成电芯组合，把锂电池电芯组合放置在载物台上，首先控制单元控制定位机构工作，向载物台方向移动，根据锂电池的尺寸不同，控制单元发送指令给定位机构，控制定位机构的移动距离，使定位机构与锂电池的一侧边接触并推紧，实现对锂电池在载物台上的位置的固定和定位，然后控制单元发送指令给驱动机构，控制驱动机构工作，驱动按压机构向载物台靠近，使按压机构按压位于载物台上的锂电池压板，把铝壳盖板压装进去，进行组装，方便后续工序的焊接。通过控制单元控制定位机构可满足不同尺寸锂电池盖板入壳的需求，通过控制单元控制驱动机构进而推动按压机构完成对锂电池盖板的按压。
8.可选地，还包括基座，所述控制单元、载装台、按压机构、驱动机构和定位机构均设置在所述基座上。
9.可选地，所述载物台包括对称设置在基座上的底座、第一固定板和第二固定板，所述第一固定板设置在所述底座之间，与所述按压机构相对设置，所述第二固定板设置在所
述底座的一侧，所述底座、第一固定板和第二固定板所围成的区域用于固定锂电池。将锂电池的干电芯组合放置在铝壳里面，形成电芯组合，将锂电池电芯组合放置在载物台的底座上，通过第一固定板和第二固定板的限制，将锂电池电芯组合固定在底座上，定位机构向载物台方向移动，对锂电池在载物台上的位置进行定位，将锂电池的两侧边推动到第一固定板和第二固定板所围成的区域内，在第一固定板和第二固定板以及定位机构的共同固定作用下，可避免锂电池在载物台上发生移动。
10.可选地，所述按压机构包括滑轨、滑块、按压板和滑槽，所述滑轨对称设置在所述基座上，所述滑轨上设置有用于滑块进行滑动的滑槽，所述按压板设置在所述滑块上。当定位机构完成对锂电池的定位和固定后，控制单元控制驱动机构工作，当驱动机构接触到按压板后，推动按压板，使按压板沿着滑轨在滑槽内实现滑动，使按压板按压锂电池盖板，将铝壳盖板压装进去，达到按压锂电池盖板的目的。
11.可选地，所述驱动机构包括伺服电缸、第三固定板和测力传感器，所述伺服电缸包括电机和丝杠，所述丝杠固定在所述第三固定板上，所述第三固定板设置在基座上，所述丝杠端部连接所述测力传感器的一端，所述测力传感器的另一端与所述按压机构相离，所述测力传感器用于测量所述丝杠端部和按压机构之间挤压力的实际值。伺服电缸工作，伺服电缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块产品，将伺服电机的旋转运动转成直线运动，伺服电缸开始推动测力传感器向按压板处移动，通过丝杠将力传递到测力传感器上，进而按压锂电池盖板，使按压板在滑轨上滑动。通过设置测力传感器，可以详细的测试丝杠端部和按压板之间挤压力的实际值，代替用锤子敲击无具体确定压力值数值，可提高锂电池电芯组合入壳的工作效率，保证锂电池盖板的水平度，提高锂电池加工过程中的产品质量。
12.可选地，所述按压板上设置有与锂电池盖板相匹配的极柱孔，所述按压板底部设置有与所述底座位置及宽度尺寸相匹配的定位槽。由驱动机构驱动按压板向锂电池电芯组合处移动，按压板上设置有与锂电池盖板相匹配的极柱孔，当按压板接触到锂电池电芯盖板时，铝壳盖板上的极柱穿过极柱孔，同时载物台上的底座穿过按压板上的定位槽，在定位机构完成对锂电池的定位固定后，通过按压板上的极柱孔和定位槽，进一步对锂电池进行限位，防止锂电池盖板入壳过程中发生移动，提高锂电池盖板入壳效率。
13.可选地，所述定位机构包括定位气缸和定位板，所述定位板设置在定位气缸的活塞杆上。定位气缸向锂电池方向移动，进而带动定位板向锂电池方向移动，定位板将锂电池进行压紧。
14.可选地，所述基座上设置有防护架，所述防护架上设置有显示屏，所述显示屏与所述控制单元电连接。通过设置防护架，起到对锂电池盖板定位压装夹具的防护作用，显示屏设置在防护架上，方便操作人员实时观测和读取锂电池盖板入壳过程中的实时测试数据信息，数据信息包括测力传感器的压力数据，按压机构、驱动机构、定位机构的工作时间等数据。
15.可选地，所述基座上还设置有开始按钮、停止按钮和复位按钮，所述开始按钮、停止按钮和复位按钮均与所述控制单元电连接。控制单元与开始按钮、停止按钮和复位按钮电连接，实现对锂电池盖板入壳作业过程的启停。
16.一种锂电池盖板定位压装夹具控制系统，包括上述任意一项所述的一种锂电池盖板定位压装夹具，包括开始按钮、控制单元、定位机构、驱动机构、按压机构、测力传感器、显
示屏、停止按钮和复位按钮，所述开始按钮、定位机构、驱动机构、按压机构、测力传感器、显示屏、停止按钮和复位按钮均电连接于控制单元。
17.3、有益效果
18.采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：
19.(1)本实用新型实施例将锂电池的干电芯组合放置在铝壳里面，形成电芯组合，把锂电池电芯组合放置在载物台上，首先控制单元控制定位机构工作，向载物台方向移动，根据锂电池的尺寸不同，控制单元发送指令给定位机构，控制定位机构的移动距离，使定位机构与锂电池的一侧边接触并推进，实现对锂电池在载物台上的位置的固定和定位，然后控制单元发送指令给驱动机构，控制驱动机构工作，驱动按压机构向载物台靠近，使按压机构按压位于载物台上的锂电池压板，把铝壳盖板压装进去，进行组装，方便后续工序的焊接。通过控制单元控制定位机构可满足不同尺寸锂电池盖板入壳的需求，通过控制单元控制驱动机构进而推动按压机构完成对锂电池盖板的按压。
20.(2)本实用新型实施例通过第一固定板和第二固定板的限制，将锂电池电芯组合固定在底座上，定位机构向载物台方向移动，对锂电池在载物台上的位置进行定位，将锂电池的两侧边推动到第一固定板和第二固定板所围成的区域内，在第一固定板和第二固定板以及定位机构的共同固定作用下，可避免锂电池在载物台上发生移动。
21.(3)本实用新型实施例通过伺服电缸工作，伺服电缸推动测力传感器向按压板处移动，通过丝杠将力传递到测力传感器上，进而按压锂电池盖板，使按压板在滑轨上滑动。通过设置测力传感器，可以详细的测试丝杠端部和按压板之间挤压力的实际值，代替用锤子敲击无具体确定压力值数值，可提高锂电池电芯组合入壳的工作效率，保证锂电池盖板的水平度，提高锂电池加工过程中的产品质量。
22.(4)本实用新型实施例中通过在按压板上设置与锂电池盖板相匹配的极柱孔，按压板底部设置与底座位置及宽度尺寸相匹配的定位槽，当按压板接触到锂电池电芯盖板时，铝壳盖板上的极柱穿过极柱孔，同时载物台上的底座穿过按压板上的定位槽，在定位机构完成对锂电池的定位固定后，通过按压板上的极柱孔和定位槽，进一步对锂电池进行限位，防止锂电池盖板入壳过程中发生移动，提高锂电池盖板入壳效率。
23.(5)本实用新型实施例提供的锂电池盖板定位压装夹具控制系统，可以减少人工作业强度，提高锂电池盖板压装夹具的自动化控制程度。
24.(6)利用本实用新型的锂电池盖板定位压装夹具加工的锂电池，其盖板表面平齐，比例良好，产品质量高，壳体无损伤，外观良好。
附图说明
25.图1是本实用新型实施例提供的一种锂电池盖板定位压装夹具及其控制系统主视图。
26.图2是本实用新型实施例提供的一种锂电池盖板定位压装夹具及其控制系统俯视图。
27.图3是本实用新型实施例提供的一种锂电池盖板定位压装夹具结构示意图。
28.图中符号说明：
29.1.控制单元；2.载装台；21.底座；22.第一固定板；23.第二固定板；3.按压机构；31. 滑轨；32.滑块；33.按压板；331.极柱孔；332.定位槽；34.滑槽；4.驱动机构；41.伺服电缸；411.电机；412.丝杠；42.第三固定板；43.测力传感器；5.定位机构；51.定位气缸；52. 定位板；6.基座；7.防护架；8.显示屏；9.开始按钮；10.停止按钮；11.复位按钮。
具体实施方式
30.为进一步了解本实用新型的内容，结合附图及实施例对本实用新型作详细描述。
31.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。本实用新型中所述的第一、第二等词语，是为了描述本实用新型的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本实用新型的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本实用新型要求保护的范围内。
32.实施例1
33.如图1-3所示，本实施例提供一种锂电池盖板定位压装夹具，包括控制单元1、载装台2、按压机构3、驱动机构4和定位机构5，所述控制单元1与所述按压机构3、驱动机构4和定位机构5电连接，所述载装台2用于放置锂电池，所述定位机构5用于对锂电池在载物台2 上进行定位，所述驱动机构4推动所述按压机构3对锂电池盖板进行按压，将锂电池盖板压入壳中。
34.本实施例中，将锂电池的干电芯组合放置在铝壳里面，形成电芯组合，把锂电池电芯组合放置在载物台2上，首先控制单元1控制定位机构5工作，向载物台2方向移动，根据锂电池的尺寸不同，控制单元1发送指令给定位机构5，控制定位机构5的移动距离，使定位机构5与锂电池的一侧边接触并推进，实现对锂电池在载物台2上的位置的固定和定位，然后控制单元1发送指令给驱动机构4，控制驱动机构4工作，驱动按压机构3向载物台2靠近，使按压机构3按压位于载物台2上的锂电池压板，把铝壳盖板压装进去，进行组装，方便后续工序的焊接。通过控制单元1控制定位机构5可满足不同尺寸锂电池盖板入壳的需求，通过控制单元1控制驱动机构4进而推动按压机构3完成对锂电池盖板的按压。
35.如图1-3所示，可选的实施方式是，还包括基座6，所述控制单元1、载装台2、按压机构3、驱动机构4和定位机构5均设置在所述基座6上。
36.如图2、图3所示，可选的实施方式是，所述载物台2包括对称设置在基座6上的底座 21、第一固定板22和第二固定板23，所述第一固定板22设置在所述底座21之间，与所述按压机构3相对设置，所述第二固定板23设置在所述底座21的一侧，所述底座21、第一固定板22和第二固定板23所围成的区域用于固定锂电池。将锂电池的干电芯组合放置在铝壳里面，形成电芯组合，将锂电池电芯组合放置在载物台2的底座21上，通过第一固定板22 和第二固定板23的限制，将锂电池电芯组合固定在底座21上，定位机构5向载物台2方向移动，对锂电池在载物台2上的位置进行定位，将锂电池的两侧边推动到第一固定板22和第二固定板23所围成的区域内，在第一固定板22和第二固定板23以及定位机构5的共同固定作用下，可避免锂电池在载物台2上发生移动。
37.如图1、图3所示，可选的实施方式是，所述按压机构3包括滑轨31、滑块32、按压板 33和滑槽34，所述滑轨31对称设置在所述基座6上，所述滑轨31上设置有用于滑块32进行滑动的滑槽34，所述按压板33设置在所述滑块32上。当定位机构5完成对锂电池的定位和固定后，控制单元1控制驱动机构4工作，当驱动机构4接触到按压板33后，推动按压板 33，使按压板33沿着滑轨31在滑槽34内实现滑动，使按压板33按压锂电池盖板，将铝壳盖板压装进去，达到按压锂电池盖板的目的。
38.如图1-3所示，可选的实施方式是，所述驱动机构4包括伺服电缸41、第三固定板42 和测力传感器43，所述伺服电缸41包括电机411和丝杠412，所述丝杠412固定在所述第三固定板42上，所述第三固定板42设置在基座6上，所述丝杠412端部连接所述测力传感器 43的一端，所述测力传感器43的另一端与所述按压机构3相离，所述测力传感器43用于测量所述丝杠412端部和按压机构3之间挤压力的实际值。伺服电缸41工作，伺服电缸41是将伺服电机411与丝杠412一体化设计的模块产品，将伺服电机411的旋转运动转成直线运动，伺服电缸41开始推动测力传感器43向按压板33处移动，通过丝杠412将力传递到测力传感器43上，进而按压锂电池盖板，使按压板33在滑轨31上滑动。通过设置测力传感器 43，可以详细的测试丝杠412端部和按压板33之间挤压力的实际值，代替用锤子敲击无具体确定压力值数值，可提高锂电池电芯组合入壳的工作效率，保证锂电池盖板的水平度，提高锂电池加工过程中的产品质量。
39.如图3所示，可选的实施方式是，所述按压板33上设置有与锂电池盖板相匹配的极柱孔 331，所述按压板33底部设置有与所述底座21位置及宽度尺寸相匹配的定位槽332。由驱动机构4驱动按压板33向锂电池电芯组合处移动，按压板33上设置有与锂电池盖板相匹配的极柱孔331，当按压板33接触到锂电池电芯盖板时，铝壳盖板上的极柱穿过极柱孔331，同时载物台2上的底座21穿过按压板33上的定位槽332，在定位机构5完成对锂电池的定位固定后，通过按压板33上的极柱孔331和定位槽332，进一步对锂电池进行限位，防止锂电池盖板入壳过程中发生移动，提高锂电池盖板入壳效率。
40.如图1-3所示，可选的实施方式是，所述定位机构5包括定位气缸51和定位板52，所述定位板52设置在定位气缸51的活塞杆上。定位气缸51向锂电池方向移动，进而带动定位板52向锂电池方向移动，定位板52将锂电池进行压紧。
41.如图2所示，可选的实施方式是，所述定位机构5包括定位气缸51和定位板52，所述定位板52设置在定位气缸51的活塞杆上。定位气缸51向锂电池方向移动，进而带动定位板 52向锂电池方向移动，在第一固定板22和第二固定板23的限位作用下，定位板52将锂电池
进行压紧，使锂电池固定在第一固定板22和第二固定板23所围成的区域内，避免锂电池发生移动。
42.如图1、图2所示，可选的实施方式是，所述基座6上设置有防护架7，所述防护架7上设置有显示屏8，所述显示屏8与所述控制单元1电连接。通过设置防护架7，起到对锂电池盖板定位压装夹具的防护作用，显示屏8设置在防护架7上，方便操作人员实时观测和读取锂电池盖板入壳过程中的实时测试数据信息，数据信息包括测力传感器43的压力数据，按压机构3、驱动机构4、定位机构5的工作时间等数据。
43.如图1-3所示，可选的实施方式是，所述基座6上还设置有开始按钮9、停止按钮10和复位按钮11，所述开始按钮9、停止按钮10和复位按钮11均与所述控制单元1电连接。
44.实施例2
45.本实施例提供一种锂电池盖板定位压装夹具控制系统，包括实施例1中任一项技术方案所述的一种锂电池盖板定位压装夹具，包括开始按钮9、控制单元1、定位机构5、驱动机构 4、按压机构3、测力传感器43、显示屏8、停止按钮10和复位按钮11，所述开始按钮9、定位机构5、驱动机构4、按压机构3、测力传感器43、显示屏8、停止按钮10和复位按钮 11均电连接于控制单元1。具体步骤如下：
46.(1)启动开始按钮9，
47.(2)控制单元1将电气控制指令发送给定位机构5，定位机构5驱动气缸51向载物台2 移动，并推紧锂电池，将锂电池固定在第一固定板22和第二固定板23围成的区域内，
48.(3)控制单元1将电气控制指令发送给驱动机构4，伺服电机411驱动丝杠412带动丝杠412端部的测力传感器43向按压机构3移动，将力传递到按压机构3的按压板33上，
49.(4)按压机构3向锂电池盖板按压的同时，控制单元1接收测力传感器43的实时测试数据，并将实时测试数据信息传输给显示屏8，
50.(5)按压机构3按压锂电池盖板，完成电芯入壳，
51.(6)电芯入壳后，按下停止按钮10，
52.(7)按下复位按钮11，驱动机构4和定位机构5恢复到初始位置。
53.以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。