本发明涉及电池生产技术领域，特别是涉及一种壳体运输翻转系统及其圆柱式电池壳体生产设备。
背景技术：
如图1所示，其为一种圆柱式电池的壳体10结构，壳体10为一端开口一端封闭的中空腔体结构，壳体为电池的主要外部结构，其主要用于装载卷芯及电解液。
在壳体10的生产过程中，通常是由一片平整的金属片冲压成型而得到，冲压后还需要对壳体10的结构强度进行检测，以区分良品与不良品，结构强度检测后还需要对壳体10的内部进行清洗，以去除其内部的灰尘等脏物。
如图2所示，其为壳体10套于固定治具20内的示意图。将壳体10套入固定治具20内，防止壳体10的后续的电池生产过程中发生倾倒，从而提高生产效率及生产良率。
随着社会不断发展和科技不断进步，机械化、自动化、标准化生产已经逐渐成为发展趋势，并逐步代替传统的手工劳动，为企业的可持续发展注入了新的动力。因此，电池生产企业也需要与时俱进，通过转型升级，大力发展机械自动化设备以代替传统的手工劳动，进而提高企业的生产效益，实现企业的可持续发展。
因此，如何实现上述壳体10的机械自动化生产，为后续的电池生产作好准备，是研究开发人员在设计过程中需要解决的实际问题。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种提高对电池壳体机械自动化生产水平的壳体运输翻转系统及其圆柱式电池壳体生产设备。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种壳体运输翻转系统，包括：壳体运输转移机械手、第一壳体运输流水线、第二壳体运输流水线、壳体翻转推动部、壳体限流装置；
所述第一壳体运输流水线的流动方向与所述第二壳体运输流水线的流动方向相互平行，所述第一壳体运输流水线具有沿水平方向流动的水平面，所述第二壳体运输流水线具有沿水平方向流动的水平面，所述第一壳体运输流水线的水平面与所述第二壳体运输流水线的水平面形成高度差，
所述第一壳体运输流水线与所述第二壳体运输流水线衔接，在衔接处转折形成“Z”字形结构，所述壳体翻转推动部设于所述第一壳体运输流水线与所述第二壳体运输流水线的衔接处，
所述壳体限流装置设于所述第二壳体运输流水线的一端，所述壳体限流装置包括：壳体限流支撑座、壳体限流驱动部、壳体限流转轴、壳体限流挡料板，所述壳体限流驱动部固定于所述壳体限流支撑座上，所述壳体限流转轴转动设于所述壳体限流支撑座，所述壳体限流转轴的一端与所述壳体限流驱动部的输出端连接，所述壳体限流转轴的另一端与所述壳体限流挡料板连接，所述壳体限流挡料板上开设有壳体挡料收容槽，所述壳体限流挡料板上位于所述壳体挡料收容槽旁形成壳体挡料块。
在其中一个实施例中，所述壳体翻转推动部为气缸结构。
在其中一个实施例中，所述壳体限流驱动部为气缸结构。
在其中一个实施例中，所述壳体挡料收容槽为弧形凹槽。
在其中一个实施例中，所述壳体挡料收容槽为圆弧形凹槽。
一种圆柱式电池壳体生产设备，包括上述的壳体运输翻转系统，还包括：壳体冲压系统、结构强度检测系统、壳体套治具系统，所述壳体冲压系统、所述结构强度检测系统、所述壳体运输翻转系统、所述壳体套治具系统依次衔接。
本发明的一种圆柱式电池壳体生产设备，通过设置壳体冲压系统、结构强度检测系统、壳体运输翻转系统、壳体套治具系统，并对各个系统的结构进行优化，提高了对电池壳体的机械自动化生产水平。
附图说明
图1为一种圆柱式电池的壳体结构图；
图2为图1所示的电池壳体套于固定治具内的示意图；
图3为本发明一实施例的圆柱式电池壳体生产设备的结构图；
图4为图3所示的圆柱式电池壳体生产设备的壳体冲压系统的结构图；
图5为图4所示的壳体冲压系统另一视角的结构图；
图6为图3所示的圆柱式电池壳体生产设备的结构强度检测系统的结构图；
图7为图6所示的结构强度检测系统的局部结构图；
图8为图3所示的圆柱式电池壳体生产设备的壳体运输翻转系统的结构图；
图9为图8所示的壳体运输翻转系统在A处的放大图；
图10为图3所示的圆柱式电池壳体生产设备的壳体套治具系统的结构图；
图11为图10所示的壳体套治具系统另一视角的结构图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图3所示，一种圆柱式电池壳体生产设备30，包括依次衔接的壳体冲压系统100、结构强度检测系统200、壳体运输翻转系统300、壳体套治具系统400。
壳体冲压系统100用于将片状体的金属片冲压成一端开口一端封闭的圆筒状，同时将竖直状态的圆筒状壳体转变成平躺状态，为下一步的结构强度检测系统200对壳体的结构强度进行检测作好准备。
结构强度检测系统200用于对冲压成型后的圆筒状壳体进行结构强度检测，测试当前的壳体在受到指定压力的情况下是否会出现变形、开裂等现象，通过压力测试的良品壳体将会被送入壳体运输翻转系统300，没有通过压力测试的不良品壳体会被剔除，从而有效保证了壳体的结构强度。
壳体运输翻转系统300用于对经过压力测试的良品壳体运输至壳体套治具系统400，在运输的过程中，壳体运输翻转系统300还将平躺状态的壳体转变为竖直状态，为下一步的壳体套入固定治具作好准备。
壳体套治具系统400用于将壳体套入固定治具内，并将套入固定治具内的多个壳体装成品进行收料，为壳体装入卷芯、极耳与顶盖焊接、注液等工序作好准备。可以理解，将壳体套入固定治具内，一方面，固定治具可以对壳体进行有效保护，防止壳体的表面被刮花，另一方面，也可以更好防止壳体在后续的加工过程中发生倾倒。
如图4及图5所示，壳体冲压系统100包括依次衔接的金属片上料机械手110、壳体冲压装置120、壳体竖直转平躺装置130、壳体冲压转移机械手140。
金属片上料机械手110用于将金属片上料于壳体冲压装置120中，壳体冲压装置120用于将片状的金属片冲压形成圆筒状结构，壳体竖直转平躺装置130用于将冲压后竖直状态的壳体转变成平躺状态，壳体冲压转移机械手140夹取平躺状态的壳体并转移至下一工序中。
金属片上料机械手110包括：金属片上料水平驱动部111、金属片上料竖直驱动部112、壳体转移竖直驱动部113、金属片上料夹爪114、壳体转移夹爪115。
金属片上料水平驱动部111驱动金属片上料竖直驱动部112及壳体转移竖直驱动部113沿水平方向往复移动，金属片上料竖直驱动部112驱动金属片上料夹爪114沿竖直方向往复升降，壳体转移竖直驱动部113驱动壳体转移夹爪115沿竖直方向往复升降。
金属片上料机械手110的工作原理如下：
金属片上料水平驱动部111同时驱动金属片上料竖直驱动部112及壳体转移竖直驱动部113沿水平方向往复移动，金属片上料竖直驱动部112驱动金属片上料夹爪114沿竖直方向往复升降，壳体转移竖直驱动部113驱动壳体转移夹爪115沿竖直方向往复升降；
通过金属片上料水平驱动部111及金属片上料竖直驱动部112的作用，金属片上料夹爪114实现将金属片夹取并放置于壳体冲压装置120处；
通过金属片上料水平驱动部111及壳体转移竖直驱动部113的作用，壳体转移夹爪115实现将壳体冲压装置120处的壳体夹取并放置于壳体竖直转平躺装置130处；
在金属片上料夹爪114取金属片及放置金属片的同时，壳体转移夹爪115同时也将冲压好的壳体进行移送，从而极大提高了生产效率。
进一步的，金属片上料机械手110还包括金属片上料支撑板116，金属片上料支撑板116上设有金属片上料水平滑动导轨117，金属片上料竖直驱动部112及壳体转移竖直驱动部113通过金属片上料水平滑动导轨117水平滑动安装于金属片上料支撑板116上。通过设置金属片上料水平滑动导轨117，提高了金属片上料竖直驱动部112及壳体转移竖直驱动部113沿水平方向往复滑动的稳定性。
在本实施例中，金属片上料水平驱动部111为电机丝杆驱动结构，金属片上料竖直驱动部112为气缸结构，壳体转移竖直驱动部113为气缸结构。
壳体冲压装置120包括：冲压升降部121、设于冲压升降部121伸缩端的冲压上模122、与冲压上模122配合的冲压下模123。将金属片放置于冲压下模123处，冲压升降部121驱动冲压上模122下降对金属片进行冲压，通过冲压上模122与冲压下模123的作用，实现将金属片冲压成圆筒状。
在本实施例中，冲压升降部121为液压缸。冲压上模122及冲压下模123的结构设置可以通过现有技术获得，在此不再详述。
壳体竖直转平躺装置130包括：竖直转平躺第一流水线131、竖直转平躺第二流水线132、竖直转平躺推动部133。
竖直转平躺第一流水线131的流动方向与竖直转平躺第二流水线132的流动方向相互平行，竖直转平躺第一流水线131具有沿水平方向流动的水平面，竖直转平躺第二流水线132具有沿水平方向流动的水平面，竖直转平躺第一流水线131的水平面与竖直转平躺第二流水线132的水平面形成高度差。
竖直转平躺第一流水线131与竖直转平躺第二流水线132衔接，在衔接处转折形成“Z”字形结构，竖直转平躺推动部133设于竖直转平躺第一流水线131与竖直转平躺第二流水线132的衔接处。
壳体竖直转平躺装置130的工作原理如下：
竖直状态的壳体沿着竖直转平躺第一流水线131流动，并到达竖直转平躺第一流水线131与竖直转平躺第二流水线132的衔接处；
竖直转平躺推动部133动作，推动壳体由竖直转平躺第一流水线131转移至竖直转平躺第二流水线132上，由于竖直转平躺第一流水线131与竖直转平躺第二流水线132形成高度差，即竖直转平躺第一流水线131的水平面高于竖直转平躺第二流水线132的水平面，可知，壳体便可以利用此高度差进行状态调整，由竖直状态转变成平躺状态，为下一步的加工工序作好准备。
进一步的，竖直转平躺第二流水线132的两侧安装有壳体护板134，壳体护板位于竖直转平躺第二流水线132的一端开设有弧形夹取凹槽135。
要说明的是，由于平躺状态的壳体具有滚轮的性质，容易发生滚动，在竖直转平躺第二流水线132的两侧安装有壳体护板134，可以防止壳体在竖直转平躺第二流水线132的运输下发生掉落，两侧的壳体护板134将壳体进行限位，提高了运输的稳定性。
还要说明的是，当壳体到达壳体护板位于竖直转平躺第二流水线132的末端，由于壳体护板位于竖直转平躺第二流水线132的一端开设有弧形夹取凹槽135，使得壳体可以部分显露出来，方便壳体冲压转移机械手140对壳体进行夹取并转移至下一工位。
壳体冲压转移机械手140包括：壳体冲压转移水平驱动部141、壳体冲压转移竖直驱动部142、壳体冲压转移夹爪143。壳体冲压转移水平驱动部141驱动壳体冲压转移竖直驱动部142沿水平方向往复移动，壳体冲压转移竖直驱动部142驱动壳体冲压转移夹爪143沿竖直方向升降运动。从而实现将位于竖直转平躺第二流水线132的末端的壳体进行夹取并转移至结构强度检测系统200中。
在本实施例中，壳体冲压转移水平驱动部141为电机丝杆结构，壳体冲压转移竖直驱动部142为气缸结构。
如图6及图7所示，结构强度检测系统200包括：结构强度检测支撑板210、结构强度检测固定治具220、结构强度检测对夹装置230、结构强度检测对压装置240、不良壳体转移机械手250、不良壳体下料流水线260。
结构强度检测固定治具220固定于结构强度检测支撑板210上，结构强度检测固定治具220上开设有壳体固定凹槽221，壳体固定凹槽221内设有壳体固定凸台222，壳体固定凸台222具有壳体固定圆弧面223。不良壳体转移机械手250衔接于结构强度检测固定治具220与不良壳体下料流水线260之间。
结构强度检测对夹装置230包括：第一对夹驱动部231、设于第一对夹驱动部231伸缩端的第一对夹杆232、第二对夹驱动部233、设于第二对夹驱动部233伸缩端的第二对夹杆234。第一对夹杆232及第二对夹杆234分别位于结构强度检测固定治具220的两端，第一对夹杆232穿设于结构强度检测固定治具220的一端并与壳体固定凸台222连通，第二对夹杆234穿设于结构强度检测固定治具220的另一端并与壳体固定凸台222连通。在本实施例中，第一对夹驱动部231为气缸结构，第二对夹驱动部233为气缸结构。
结构强度检测对压装置240包括：第一对压驱动部241、设于第一对压驱动部241伸缩端的第一对压杆242、第二对压驱动部243、设于第二对压驱动部243伸缩端的第二对压杆244。第一对压杆242及第二对压杆244分别位于壳体固定凹槽221的两端，第一对压杆242与第二对压杆244相互靠近或相互远离运动。在本实施例中，第一对压驱动部241为气缸结构，第二对压驱动部243为气缸结构。
要说明的是，结构强度检测固定治具220用于对平躺的壳体进行固定，壳体冲压转移机械手140将壳体夹取转移至结构强度检测固定治具220的壳体固定凹槽221内，壳体固定凸台222的壳体固定圆弧面223与壳体的侧面抵接，壳体固定圆弧面223与壳体紧紧包裹，防止壳体发生移动。
进一步要说明的是，壳体固定凸台222凸出于壳体固定凹槽221的槽壁，使得位于壳体固定凹槽221内的壳体与槽壁之间形成间隙，有利于结构强度检测对压装置240的第一对压杆242及第二对压杆244穿过壳体固定凹槽221与壳体的两端抵接，方便对壳体进行结构强度检测。
不良壳体转移机械手250用于将结构强度检测不合格的壳体转移至不良壳体下料流水线260中，不良壳体下料流水线260将不合格的壳体运输至相关回收处。
结构强度检测系统200的工作原理如下：
壳体冲压转移机械手140将壳体夹取转移至结构强度检测固定治具220的壳体固定凹槽221内；
第一对夹驱动部231驱动第一对夹杆232，第二对夹驱动部233驱动第二对夹杆234，使得第一对夹杆232与第二对夹杆234相向运动，从而实现将壳体固定凹槽221内的壳体进行夹紧，为结构强度检测对压装置240对壳体进行结构强度检测作准备，防止壳体在检测的过程中出现松脱现象，提高了检测的稳定性；
第一对压驱动部241驱动第一对压杆242，第二对压驱动部243驱动第二对压杆244，第一对压杆242与第二对压杆244相向运动，分别与壳体的两端抵接，并对壳体进行压力测试，测试壳体在指定的压力下是否会出现弯曲、裂纹等现象；
若当前的壳体为不合格品，则由不良壳体转移机械手250将当前位于结构强度检测固定治具220内的壳体转移至不良壳体下料流水线260中，对不良品壳体进行回收。
如图8及图9所示，壳体运输翻转系统300包括：壳体运输转移机械手310、第一壳体运输流水线320、第二壳体运输流水线330、壳体翻转推动部340、壳体限流装置350。
壳体运输转移机械手310用于将结构强度检测固定治具220内的良品壳体转移至第一壳体运输流水线320上。
第一壳体运输流水线320的流动方向与第二壳体运输流水线330的流动方向相互平行，第一壳体运输流水线320具有沿水平方向流动的水平面，第二壳体运输流水线330具有沿水平方向流动的水平面，第一壳体运输流水线320的水平面与第二壳体运输流水线330的水平面形成高度差。
第一壳体运输流水线320与第二壳体运输流水线330衔接，在衔接处转折形成“Z”字形结构，壳体翻转推动部340设于第一壳体运输流水线320与第二壳体运输流水线330的衔接处。
第一壳体运输流水线320、第二壳体运输流水线330、壳体翻转推动部340的工作原理如下：
平躺状态的壳体沿着第一壳体运输流水线320流动，并到达第一壳体运输流水线320与第二壳体运输流水线330的衔接处；
壳体翻转推动部340动作，推动壳体由第一壳体运输流水线320转移至第二壳体运输流水线330上，由于第一壳体运输流水线320与第二壳体运输流水线330形成高度差，即第一壳体运输流水线320的水平面高于第二壳体运输流水线330的水平面，可知，壳体便可以利用此高度差进行状态调整，由平躺状态转变成竖直状态，为下一步的加工工序作好准备。
壳体限流装置350设于第二壳体运输流水线330的一端，壳体限流装置350包括：壳体限流支撑座351、壳体限流驱动部352、壳体限流转轴353、壳体限流挡料板354。壳体限流驱动部352固定于壳体限流支撑座351上，壳体限流转轴353转动设于壳体限流支撑座351，壳体限流转轴353的一端与壳体限流驱动部352的输出端连接，壳体限流转轴353的另一端与壳体限流挡料板354连接，壳体限流挡料板354上开设有壳体挡料收容槽355，壳体限流挡料板354上位于壳体挡料收容槽355旁形成壳体挡料块356。
壳体限流装置350的工作原理如下：
壳体限流驱动部352驱动壳体限流转轴353转动，壳体限流转轴353转动进而带动壳体限流挡料板354转动；
可以理解，壳体限流驱动部352伸出时，通过壳体限流转轴353带动壳体限流挡料板354顺时针转动一个角度，而壳体限流驱动部352收容时，通过壳体限流转轴353带动壳体限流挡料板354逆时针转动一个角度；
当壳体限流挡料板354顺时针转动一个角度时，位于第二壳体运输流水线330上的竖直状态的壳体则流入于壳体挡料收容槽355内，当壳体限流挡料板354逆时针转动一个角度时，第二壳体运输流水线330上紧邻的壳体则被壳体挡料块356阻挡而不能继续前进；
当壳体限流挡料板354逆时针转动到一定角度时，位于壳体挡料收容槽355内的壳体在第二壳体运输流水线330的作用下继续前进；
当壳体再次顺时针转动一定角度时，原来紧邻的壳体则可以在第二壳体运输流水线330的作用下进入到壳体挡料收容槽355内；
壳体限流装置350实现将第二壳体运输流水线330上紧邻的多个壳体一个一个分离出来，为后一工序作好准备。
在本实施例中，壳体翻转推动部340为气缸结构，壳体限流驱动部352为气缸结构，壳体挡料收容槽355为弧形凹槽，具体为圆弧形凹槽。
如图10及图11所示，壳体套治具系统400包括：治具上料装置410、壳体套治具机械手420、壳体套治具装置430、半成品转移机械手440、半成品回收装置450。
治具上料装置410与壳体套治具装置430衔接，治具上料装置410包括：治具上料流水线411、治具上料导流板412、第一治具限流气缸413、第二治具限流气缸414、治具上料推出气缸415。在本实施例中，治具上料流水线411为传送带式流水线结构，治具上料导流板412为平面板块状结构。
治具上料导流板412覆盖于治具上料流水线411上，治具上料导流板412开设有治具收容槽411a及治具导流槽411b，治具导流槽411b的延长线方向倾斜于治具上料流水线411的流动方向，治具收容槽411a的开口端与治具导流槽411b的开口端之间通过治具导流面411c衔接，治具导流槽411b的开口端小于治具收容槽411a的开口端。
第一治具限流气缸413与第二治具限流气缸414设于治具上料导流板412的一端，治具上料推出气缸415设于治具上料导流板412的另一端。
治具上料装置410的工作原理如下：
待上料的多个呈矩形阵列的治具放置于治具上料流水线411上，并位于治具收容槽411a内；
治具上料流水线411驱动治具，使得多个治具由治具收容槽411a进入到治具导流槽411b，治具导流槽411b为直线形导流槽，可知，原来呈矩形阵列的多个治具在进入到治具导流槽411b后，在治具导流面411c的引导下，变成了直线形排列，使得多个治具排列成一字形；
当多个呈一字形排列的治具进入到治具导流槽411b内，第一治具限流气缸413收缩，第二治具限流气缸414伸出，治具通过第一治具限流气缸413而不能通过第二治具限流气缸414；
紧接着，第一治具限流气缸413伸出，第二治具限流气缸414收缩，第一治具限流气缸413将紧邻的治具挡住，第二治具限流气缸414则将原本位于第一治具限流气缸413与第二治具限流气缸414之间的治具进行放行；
第一治具限流气缸413与第二治具限流气缸414交替动作，实现治具导流槽411b内多个依次紧邻呈一字形排列的治具逐个放行；
治具上料推出气缸415用于将通过第二治具限流气缸414的治具推出至壳体套治具装置430中，为壳体套入治具作好准备。
壳体套治具机械手420衔接于第二壳体运输流水线330与壳体套治具装置430之间，壳体套治具机械手420用于将第二壳体运输流水线330处的壳体转移至壳体套治具装置430中；
壳体套治具装置430用于将壳体压入于治具中形成一个整体；
半成品转移机械手440衔接于壳体套治具装置430与半成品回收装置450之间，半成品转移机械手440用于将壳体压入治具后的半成品转移至半成品回收装置450中；
半成品回收装置450用于对半成品进行收料。
壳体套治具装置430包括治具固定座431及与治具固定座431配合的壳体套治具下压气缸432。治具收容于治具固定座431内，待装配的壳体则位于治具上，壳体套治具下压气缸432作下压动作，促使壳体下压并套入于治具中。
半成品回收装置450包括：半成品回收流水线451、半成品回收推料气缸452、半成品回收推料板453、半成品回收料盘454。半成品回收推料板453呈“L”字形结构，半成品回收推料板453具有半成品推料杆453a及半成品阻料杆453b。在本实施例中，半成品回收流水线451为传送带式流水线结构，半成品回收料盘454为方形托盘式结构。
半成品回收料盘454位于半成品回收流水线451的一侧，半成品回收推料板453衔接于半成品回收流水线451与半成品回收料盘454之间，半成品回收推料气缸452与半成品回收推料板453驱动连接。
半成品推料杆453a用于将半成品回收流水线451中的半成品推入于半成品回收料盘454中，半成品阻料杆453b则用于对半成品回收流水线451中的半成品进行阻挡或者放行。
当半成品回收流水线451中的半成品呈一字形排列到一定数量时，半成品回收推料气缸452驱动半成品回收推料板453，半成品推料杆453a将半成品回收流水线451中的半成品推入于半成品回收料盘454中，而此时，半成品阻料杆453b跟随半成品推料杆453a一起运动并对半成品回收流水线451中的半成品进行阻拦，防止半成品继续流动；
当半成品被送入到半成品回收料盘454中，半成品回收推料气缸452驱动半成品回收推料板453反向运动，从而使得半成品阻料杆453b解除对半成品回收流水线451中的半成品的阻拦，使得半成品跟随流水线继续运动，为下一波半成品入料于半成品回收料盘454中作好准备。
本发明的一种圆柱式电池壳体生产设备30，通过设置壳体冲压系统100、结构强度检测系统200、壳体运输翻转系统300、壳体套治具系统400，并对各个系统的结构进行优化，提高了对电池壳体的机械自动化生产水平。
以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。