软包锂电池自动上下料机的制作方法

本实用新型涉及一种软包锂电池自动上下料机。

背景技术：

在软包锂电池的生产工艺中，高温夹具化成设备是一道重要的工序。而此套自动化上下料机就是专门针对高温夹具化成设备而开发的一套全自动上下料系统。通过软包锂电池自动上下料机可以实现无人化的生产操作，实现全自动的数据管理模式，是电池生产厂家提高效率的一个重要的环节。

以往每台高温加压化成系统都是通过人工进行上下料动作，另外动力软包电池尺寸也比较大，人工搬运操作的工作量较大，生产效率也很低，对电池的品质也无法进行管控。应用本实用新型专利的设备可以做到减少上述不足，提高生产效率，减少时间及人工投入成本，并且提升了电池品质。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术不足，缩短简化各工序之间时间和流程，电池放置在电池托盘中通过自动流水线和电池抓手，实现自动化无人化操作，避免人工操作，提高电池的一致性的软包锂电池自动上下料机。

本实用新型所述的软包锂电池自动上下料机，其特征在于：包括机架、托盘拆码垛及输送单元、倍速链输送机单元、托盘上下料机械手单元、电池扫码旋转单元、不良电池单元、水车上下料机械手单元、电池中转水车以及控制器，所述托盘拆码垛及输送单元、倍速链输送机单元、托盘上下料机械手单元、电池扫码旋转单元、不良电池工位、水车上下料机械手单元、电池中转水车以及控制器均装在所述机架上，各个单元均与所述控制器信号连接；

所述托盘拆码垛及输送单元包括用于拆分多层托盘的托盘拆码垛机、对托盘进行输送的滚筒输送机、托盘定位组件以及托盘阻挡组件，所述托盘拆码垛机包括托盘抬升气缸组件、托盘夹抓气缸组件和托盘拆码气缸组件，所述托盘抬升气缸组件、托盘夹抓气缸组件和托盘拆码气缸组件均安装在机架的托盘拆码垛及输送工位处，所述托盘抬升气缸组件的活塞杆沿竖直方向往复运动，托盘抬升气缸组件的活塞杆的端部与所述托盘夹抓气缸组件固接，并且托盘夹抓气缸组件的活塞杆沿水平方向往复运动，托盘夹抓气缸组件的活塞杆的末端配有用于插入托盘底部的卡爪；所述托盘拆码气缸组件布置在托盘旁的机架上，并且所述托盘拆码气缸组件的动作部覆盖在托盘处；所述托盘抬升气缸组件、托盘夹抓气缸组件和托盘拆码气缸组件的控制端均与所述控制器的相应信号输出端电连；

所述滚筒输送机包括第一减速电机和链条滚筒件，所述减速电机安装在机架上，所述链条滚筒件包括若干滚筒以及传动链条，所述滚筒通过相应的转轴安装在机架上，并且滚筒通过传动链条连接，其中一个滚筒与第一减速电机的输出轴固接；链条滚筒件输出端设置在托盘拆码垛机处，输入端延伸到所述倍速链输送机单元的倍速链处，所述第一减速电机的控制端与所述控制器的相应信号引脚电连；

所述托盘定位组件包括托盘定位气缸和托盘检测传感器，所述托盘定位气缸安装在托盘拆码垛及输送工位处垂直布置的安装架上，并与之滑动连接；所述托盘定位气缸的移动端配有用于安装托盘检测传感器的托架，所述托盘检测传感器的探测头指向托盘；所述托盘定位气缸的控制端与所述控制器的相应的信号引脚电连，所述托盘检测传感器的信号输出端与所述控制器的相应信号输入端电连；

所述托盘阻挡组件包括气缸、直线导轨及阻挡板，所述直线导轨垂直安装在托盘相邻的机架上，并且所述气缸安装在所述直线导轨上，并与之滑动连接，所述气缸上配有用于阻挡托盘的阻挡板；

所述的倍速链输送机单元包括负责传送托盘的倍速链输送机、托盘定位单元、中转输送滚筒和托盘等待单元，所述倍速链输送机包括第二减速电机、倍速链和倍速链型材，所述倍速链通过所述倍速链型材安装在所述机架上，其中所述倍速链的一端延伸在电池不良单元，另一端延伸至不良电池单元；所述倍速链与所述第二减速电机的输出端相连，实现倍速链沿其轴向运转；所述第二减速电机的控制端与所述控制器的相应引脚电连；

所述倍速链上设有托盘定位单元和托盘等待单元，其中所述托盘定位单元包括托盘顶升气缸和托盘抱紧气缸，所述托盘顶升气缸和托盘抱紧气缸均分布在倍速链旁，所述托盘顶升气缸的活塞杆末端配有用于抬升放置在倍速链上托盘的抬升部；所述托盘抱紧气缸的活塞杆末端配有用于卡住抬升后托盘的卡合部；所述托盘顶升气缸和托盘抱紧气缸的控制端分别与所述控制器的相应引脚电连；

所述托盘上下料机械手单元设置在倍速链输送机单元与电池扫码旋转单元之间，实现电池从倍速链到电池扫码旋转单元之间的转运，包括用于夹持电池的第一电池夹抓、用于实现电池夹抓运动的第一三维模组以及用于检测电池夹抓夹持状态的第一电池检测传感器，所述第一三维模组设置在倍速链输送机单元附近，所述第一三维模组包括能沿X轴移动的第一旋转气缸、能沿Y轴移动的第二旋转气缸以及能沿Z轴移动的第三旋转气缸，所述第三旋转气缸安装在机架上，所述第二旋转气缸与所述第三旋转气缸的活塞杆固接，所述第一旋转气缸与所述第三旋转气缸的活塞杆固接；所述第一电池夹爪安装在所述第一旋转气缸的活塞杆上，实现第一电池夹爪沿X轴、Y轴以及Z轴方向的移动；所述第一电池夹爪的控制端与所述控制器的相应信号输出端电连；所述第一电池检测传感器设置在电池夹爪上，所述第一电池检测传感器的信号输出端与所述控制器的相应信号输入端电连；

所述电池扫码旋转单元包括电池移栽模组、电池扫码器和用于实现电池水平方向旋转的第四旋转气缸，所述第四旋转气缸设在倍速链与所述电池移栽模组之间倍速链一端的电池扫码旋转工位上，所述第四旋转气缸的输出端装有能水平转动的转盘，所述电池扫码器以及所述电池移栽模组安装在转盘上；所述电池通过电池移栽模组从倍速链移到下工序上料等待工位；所述电池扫码器的信号输出端、所述电池移栽模组的控制端以及所述第四旋转气缸的控制端分别与所述控制器的相应引脚电连；

所述水车上下料机械手单元用于将扫码后的电池装载到电池中转水车与不良电池单元上，包括用于夹持电池的第二电池夹抓、用于实现电池夹抓运动的第二三维模组以及用于检测电池夹抓夹持状态的第二电池检测传感器，所述第二三维模组设置在倍速链输送机单元附近，所述第二三维模组包括能沿X轴移动的第五旋转气缸、能沿Y轴移动的第六旋转气缸以及能沿Z轴移动的第七旋转气缸，所述第七旋转气缸安装在机架上，所述第六旋转气缸与所述第七旋转气缸的活塞杆固接，所述第六旋转气缸与所述第五旋转气缸的活塞杆固接；所述第二电池夹爪安装在所述第五旋转气缸的活塞杆上，实现第二电池夹爪沿X轴、Y轴以及Z轴方向的移动；所述第二电池夹爪的控制端与所述控制器的相应信号输出端电连；所述第二电池检测传感器设置在第二电池夹爪上，所述第二电池检测传感器的信号输出端与所述控制器的相应信号输入端电连；

所述电池中转水车包括同步带、同步轮、伺服电机、支撑型材、安装支撑板、电池档板以及电池整定气缸组件，所述安装支撑板装在所述机架上，并且所述安装支撑板上装有支撑型材，支撑型材的两端各配有同步轮，并且两端同步轮之间通过同步带相连，实现同步轮同步转动，其中一同步轮与所述伺服电机的输出轴相连；所述同步带的表面排布若干垂直布置的电池挡板，且相邻两挡板之间留有用于容纳电池的空隙；所述电池中转水车的一端与不良电池单元相连，电池中转水车的另一端延伸至下一加工工位；

所述不良电池单元用于分拣不良电池，包括滚筒、档板、位置传感器、托盘定位气缸及电池等待单元，所述托盘定位气缸设置在不良电池单元的放置平台上，并且平台两侧配有若干沿其轴向排布的滚筒；所述挡板装在放置平台的末端，所述位置传感器设置在安装挡板一侧的放置平台上；电池等待单元是当电池扫码失败后进行中转的工位，包括第二电池档板、第三电池检测传感器、调整扳手及安装支座，所述安装支座装在放置平台旁边的机架上，所述安装支座上对称装有用于安装第二电池挡板的滑动支架，所述滑动支架上配有用于调整两个第二电池挡板间距的调整扳手；位于两个第二电池挡板之间的安装支座上装有第三电池检测传感器，所述位置传感器的信号输出端、所述第三电池检测传感器的信号输出端与所述控制器相应信号输入端电连，所述托盘定位气缸的控制端与所述控制器的相应引脚电连。

所述电池中转水车的同步带为封闭环形带，并且同步带的外表面只有部分区域沿其长度方向装有电池挡板，且两个电池挡板两两相对组成一对用于夹持同一块电池的夹持对，同一夹持对之间的间隙夹持电池。

所述倍速链为两条，两条倍速链平行布置；所述中转输送滚筒的两端分别延伸至两条倍速链处，且中转输送滚筒的滚动方向与倍速链的运行方向垂直。

控制器为PLC控制器。

本实用新型的有益效果为：

1、通过自动化的方案，把电池周转，数据采集集合在一套系统里面进行，减少人工的操作，提升了生产效率，保证电池的一致性。

2、采用PLC与软件数据库集合可以与各公司的生产管理系统对接，适时查找电池状态信息。

3、采用输送线的模式可以与物流线，堆垛机等设备进行对接。

附图说明

图1是本实用新型的上下料整机示意图。

图2是本实用新型托盘拆码垛及输送单元以及倍速链输送机的主视图。

图3是本实用新型托盘拆码垛及输送单元以及倍速链输送机的俯视图。

图4是本实用新型的托盘上下料机械手主视图。

图5是本实用新型的托盘上下料机械手侧视图。

图6是本实用新型的托盘上下料机械手俯视图。

图7是本实用新型电池扫码旋转机构主视图。

图8是本实用新型电池扫码旋转机构侧视图。

图9是本实用新型电池扫码旋转机构俯视图。

图10是本实用新型水车上下料机械手单元的主视图。

图11是本实用新型水车上下料机械手单元侧视图。

图12是本实用新型水车上下料机械手单元俯视图。

图13是本实用新型电池中转水车结构图。

图14是本实用新型电池中转水车主视图。

图15是本实用新型电池中转水车侧视图。

图16是本实用新型电池中转水车俯视图。

图17是本实用新型不良电池单元结构图。

图18是本实用新型中电池等待工位结构图。

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：

如图1～图18所示：本实用新型所述的软包锂电池自动上下料机，包括机架1、托盘拆码垛及输送单元2、倍速链输送机单元3、托盘上下料机械手单元4、电池扫码旋转单元5、不良电池单元6、水车上下料机械手单元7、电池中转水车8以及控制器，所述托盘拆码垛及输送单元2、倍速链输送机单元3、托盘上下料机械手单元4、电池扫码旋转单元5、不良电池单元6、水车上下料机械手单元7、电池中转水车8以及控制器均装在所述机架上，各个单元均与所述控制器信号连接；

所述托盘拆码垛及输送单元2包括用于拆分多层托盘的托盘拆码垛机21、对托盘进行输送的滚筒输送机22、托盘定位组件23以及托盘阻挡组件24，所述托盘拆码垛机包括托盘抬升气缸组件211、托盘夹抓气缸组件212和托盘拆码气缸组件213，所述托盘抬升气缸组件211、托盘夹抓气缸组件212和托盘拆码气缸组件213均安装在机架1的托盘拆码垛及输送工位处，所述托盘抬升气缸组件21的活塞杆沿竖直方向往复运动，托盘抬升气缸组件211的活塞杆的端部与所述托盘夹抓气缸组件212固接，并且托盘夹抓气缸组件212的活塞杆沿水平方向往复运动，托盘夹抓气缸组件212的活塞杆的末端配有用于插入托盘底部的卡爪；所述托盘拆码气缸组件213布置在托盘旁的机架1上，并且所述托盘拆码气缸组件213的动作部覆盖在托盘处；所述托盘抬升气缸组件211、托盘夹抓气缸组件212和托盘拆码气缸组件213的控制端均与所述控制器的相应信号输出端电连；

所述滚筒输送机22包括第一减速电机221和链条滚筒件222，所述第一减速电机221安装在机架1上，所述链条滚筒件222包括若干滚筒以及传动链条，所述滚筒通过相应的转轴安装在机架1上，并且滚筒通过传动链条连接，其中一个滚筒与第一减速电机的输出轴固接；链条滚筒件输出端设置在托盘拆码垛机处，输入端延伸到所述倍速链输送机单元的倍速链处，所述第一减速电机的控制端与所述控制器的相应信号引脚电连；

所述托盘定位组件23包括托盘定位气缸231和托盘检测传感器232，所述托盘定位气缸231安装在托盘拆码垛及输送工位处垂直布置的安装架上，并与之滑动连接；所述托盘定位气缸231的移动端配有用于安装托盘检测传感器232的托架，所述托盘检测传感器232的探测头指向托盘；所述托盘定位气缸231的控制端与所述控制器的相应的信号引脚电连，所述托盘检测传感器232的信号输出端与所述控制器的相应信号输入端电连；

所述托盘阻挡组件24包括气缸241、直线导轨242及阻挡板243，所述直线导轨242垂直安装在托盘相邻的机架上，并且所述气缸241安装在所述直线导轨242上，并与之滑动连接，所述气缸241上配有用于阻挡托盘的阻挡板243；

所述的倍速链输送机单元3包括负责传送托盘的倍速链输送机31、托盘定位单元32、中转输送滚筒33和托盘等待单元，所述倍速链输送机31包括第二减速电机311、倍速链312和倍速链型材313，所述倍速链312通过所述倍速链型材313安装在所述机架1上，其中所述倍速链312的一端延伸在电池扫码旋转单元5，另一端延伸至不良电池单元6；所述倍速链312与所述第二减速电机311的输出端相连，实现倍速链312沿其轴向运转；所述第二减速电机311的控制端与所述控制器的相应引脚电连；

所述倍速链312上设有托盘定位单元32和托盘等待单元34，其中所述托盘定位单元32包括托盘顶升气缸321和托盘抱紧气缸322，所述托盘顶升气缸321和托盘抱紧气缸322均分布在倍速链312旁，所述托盘顶升气缸321的活塞杆末端配有用于抬升放置在倍速链312上托盘的抬升部；所述托盘抱紧气缸322的活塞杆末端配有用于卡住抬升后托盘的卡合部；所述托盘顶升气缸321和托盘抱紧气缸322的控制端分别与所述控制器的相应引脚电连；

所述托盘上下料机械手单元4设置在倍速链输送机单元3与电池扫码旋转单元5之间，实现电池从倍速链到电池扫码旋转单元之间的转运，包括用于夹持电池的第一电池夹抓42、用于实现电池夹抓运动的第一三维模组41以及用于检测电池夹抓夹持状态的第一电池检测传感器，所述第一三维模组设置在倍速链输送机单元附近，所述第一三维模组包括能沿X轴移动的第一旋转气缸、能沿Y轴移动的第二旋转气缸以及能沿Z轴移动的第三旋转气缸，所述第三旋转气缸安装在机架上，所述第二旋转气缸与所述第三旋转气缸的活塞杆固接，所述第一旋转气缸与所述第三旋转气缸的活塞杆固接；所述第一电池夹爪安装在所述第一旋转气缸的活塞杆上，实现第一电池夹爪沿X轴、Y轴以及Z轴方向的移动；所述第一电池夹爪的控制端与所述控制器的相应信号输出端电连；所述第一电池检测传感器设置在电池夹爪上，所述第一电池检测传感器的信号输出端与所述控制器的相应信号输入端电连；

所述电池扫码旋转单元5包括电池移栽模组51、电池扫码器52和用于实现电池水平方向旋转的第四旋转气缸53，所述第四旋转气缸设在倍速链与所述电池移栽模组之间倍速链一端的电池扫码旋转工位上，所述第四旋转气缸的输出端装有能水平转动的转盘，所述电池扫码器以及所述电池移栽模组安装在转盘上；所述电池通过电池移栽模组从倍速链移到下工序上料等待工位；所述电池扫码器的信号输出端、所述电池移栽模组的控制端以及所述第四旋转气缸的控制端分别与所述控制器的相应引脚电连；

所述水车上下料机械手单元7用于将扫码后的电池装载到电池中转水车与不良电池单元6上，包括用于夹持电池的第二电池夹抓72、用于实现电池夹抓运动的第二三维模组71以及用于检测电池夹抓夹持状态的第二电池检测传感器，所述第二三维模组设置在倍速链输送机单元附近，所述第二三维模组包括能沿X轴移动的第五旋转气缸、能沿Y轴移动的第六旋转气缸以及能沿Z轴移动的第七旋转气缸，所述第七旋转气缸安装在机架上，所述第六旋转气缸与所述第七旋转气缸的活塞杆固接，所述第六旋转气缸与所述第五旋转气缸的活塞杆固接；所述第二电池夹爪安装在所述第五旋转气缸的活塞杆上，实现第二电池夹爪沿X轴、Y轴以及Z轴方向的移动；所述第二电池夹爪的控制端与所述控制器的相应信号输出端电连；所述第二电池检测传感器设置在第二电池夹爪上，所述第二电池检测传感器的信号输出端与所述控制器的相应信号输入端电连；

所述电池中转水车8包括同步带81、同步轮82、伺服电机83、支撑型材84、安装支撑板85、电池档板86以及电池整定气缸组件87，所述安装支撑板85装在所述机架1上，并且所述安装支撑板85上装有支撑型材，支撑型材84的两端各配有同步轮82，并且两端同步轮之间通过同步带81相连，实现同步轮82同步转动，其中一同步轮与所述伺服电机83的输出轴相连；所述同步带81的表面排布若干垂直布置的电池挡板86，且相邻两挡板之间留有用于容纳电池的空隙；所述电池中转水车8的一端与不良电池单元6相连，电池中转水车的另一端延伸至下一加工工位；

所述不良电池单元6用于分拣不良电池，包括滚筒61、档板62、位置传感器63、托盘定位气缸64及电池等待单元65，所述托盘定位气缸设置在不良电池单元的放置平台上，并且平台两侧配有若干沿其轴向排布的滚筒；所述挡板装在放置平台的末端，所述位置传感器设置在安装挡板一侧的放置平台上；电池等待单元65是当电池扫码失败后进行中转的工位，包括第二电池档板651、第三电池检测传感器652、调整扳手653及安装支座654，所述安装支座装在放置平台旁边的机架上，所述安装支座上对称装有用于安装第二电池挡板的滑动支架，所述滑动支架上配有用于调整两个第二电池挡板间距的调整扳手；位于两个第二电池挡板之间的安装支座上装有第三电池检测传感器，所述位置传感器的信号输出端、所述第三电池检测传感器的信号输出端与所述控制器相应信号输入端电连，所述托盘定位气缸的控制端与所述控制器的相应引脚电连。

所述电池中转水车的同步带为封闭环形带，并且同步带的外表面只有部分区域沿其长度方向装有电池挡板，且两个电池挡板两两相对组成一对用于夹持同一块电池的夹持对，同一夹持对之间的间隙夹持电池。

所述倍速链为两条，两条倍速链平行布置；所述中转输送滚筒的两端分别延伸至两条倍速链处，且中转输送滚筒的滚动方向与倍速链的运行方向垂直。

如图2、3所示，托盘拆码垛及输送单元是对多层托盘进行拆分的机构，所述滚筒输送机是对托盘进行输送的功能。所述倍速链输送机是负责传送托盘的功能。托盘拆码垛及输送单元与倍速链输送机单元是负责托盘的周转的工作。从上料拆盘到下料的叠盘并送出设备。

如图/4～图9所示，托盘上下料机械手单元将电池从托盘中取出放入到电池扫码旋转单元，将电池进行扫码后，对电池进行水平方向旋转90度，并由电池移栽模组移到下工序上料等待工位。

如图10～图18所示，水车上下料机械手单元是是将扫码后的电池装载到所述的电池中转水车与不良电池工位，所述的不良电池单元是放置不良电池托盘，水车上下料机械手放置NG电池。电池等待工位是当电池扫码失败后进行中转的工位。

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。