方形电芯热压机的送料装置及其送料方法与流程

本发明涉及电芯的输送技术，尤其涉及方形电芯热压机的送料装置及其送料方法。

背景技术：

锂离子电池以其具有电压高、比能量高、循环使用次数多、存储时间长等特有的性能优势已得到普遍应用，如笔记本电脑、摄像机、移动通讯、电动车等，同时，开发的大容量锂离子电池也已在电动汽车中开始试行，预计将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一，并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。面对市场巨大的需求量，对锂离子电池的性能和安全性的要求越来越高，迫使锂电行业技术不断提升。

在锂电池生产组装中，需要将电芯装至对应的料框内进行搬运以及上料，然后再进行后续的加工组装。但是，现有的电池生产线中，电芯进行上料时，只能将料框连同电芯一起放入生产线，通过夹取机构将料框内的电芯逐一取出，通常需要大量的人工介入，尤其是电芯的取放和输送。上述方式中的夹取过程，采用全部或者部分人工介入，因料框存在的原因，容易发生夹取失败或者夹取不到位导致电芯掉落，引起设备故障，造成电芯损坏，不但大大降低了电芯上料的效率，而且还会因人员操作的不确定性，导致出现安全问题和质量问题。

因此，如何提高电芯上料的自动化水平，从而提高电芯上料效率、降低不确定性和提高安全性，是业界急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明提供一种能够实时监控生产参数并可实时调整，自动化程度高，送料速度快、准确可控、可靠性高，能提高夹取稳定性，有效提高电芯上料效率的方形电芯热压机的送料装置。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

方形电芯热压机的送料装置，应用于卷绕后电芯的自动上料，包括上料座架，

料盘下料夹紧机构，设置安装于上料座架的台面左侧，用于上侧放置的多层叠加堆垛的装有电芯的料盘依次逐层向下放料；

上料盘顶料机构，设置于料盘下料夹紧机构下侧，升高顶住料盘下料夹紧机构上多层叠加堆垛料盘的最下层料盘底部，料盘下料夹紧机构松开最下层料盘、升高到上一层料盘并夹紧上一层料盘，上料盘顶料机构下降将最下层料盘送给至料盘横移工位；

料盘移载机构，设置于上料座架的台面上侧且具有两个用于横移料盘的左侧工位和右侧工位，左侧工位将上料盘顶料机构下降到横移工位的放入电芯的料盘横向移送至料盘定位及电芯出料工位，右侧工位将料盘定位及电芯出料工位的电芯取走的空置料盘横向移送至空料盘出料工位；

出料盘顶料机构，设置于上料座架台面中部下侧的料盘定位及电芯出料工位，顶住装有电芯的料盘底部升高后便于料盘上的电芯移取，下降便于料盘移载机构的右侧工位将空置料盘横向移送至空料盘出料工位；

料盘定位机构，设置于上料座架台面中部的出料顶料盘机构上侧、用于对出料顶料盘机构升高的装有电芯的料盘进行定位固定；

空料盘上料夹紧机构，相对于料盘下料夹紧机构对称设置且安装于上料座架台面另一端的空料盘出料工位，用于承接料盘移载机构右侧工位从料盘定位机构和出料顶料盘机构处移送过来的空置料盘，并将空置料盘多层叠加堆垛后依次上升到预定位置；

空料盘顶料机构，设置于空料盘上料夹紧机构下侧，空料盘上料夹紧机构夹紧最下层的空置料盘上升一层，空料盘顶料机构升高顶住料盘移载机构右侧工位移送至的空置料盘、上升后成为空料盘上料夹紧机构的最底层，空料盘上料夹紧机构松开倒数第二层的空置料盘并下降一层，空料盘上料夹紧机构夹紧移送至空置料盘，空料盘顶料机构下降将送至空料盘出料工位的空置料盘连续往复升起，空料盘上料夹紧机构松开倒数第二层的空置料盘并下降一层夹紧后续升起的空置料盘形成多层叠加堆垛的空置料盘。

进一步地，所述料盘下料夹紧机构和空料盘上料夹紧机构分别对称的设置于上料座架的两端，该料盘下料夹紧机构和空料盘上料夹紧机构均包括竖直放置的料盘堆垛架、对称设置于料盘堆垛架前后两侧分别用于夹紧最下层料盘前后两侧的夹紧气缸和带动夹紧气缸上下移动的上下升降气缸，每个夹紧气缸的活塞杆端连接有在滑轨上滑动的夹持臂，夹持臂两端设有穿过料盘堆垛架底部下侧承接于料盘底侧及外缘的l形承接座，上下升降气缸带动夹紧气缸及连接的夹持臂、l形承接座同步上下移动。

进一步地，所述上料盘顶料机构、出料盘顶料机构和空料盘顶料机构均包括升降驱动气缸、驱动板和多个穿出或收回上料座架台面且可承接于料盘底面的料盘支撑柱，升降驱动气缸安装固定于上料座架台面下侧，驱动板安装于升降驱动气缸的活塞轴上，多个料盘支撑柱安装于驱动板上且上端平齐设置；

所述升降驱动气缸通过驱动板带动多个料盘支撑柱沿竖直方向运动向上运动穿出上料座架台面用于承托上侧放置的料盘、来进行料盘一层升降后的夹紧固定、或料盘升起后定位出料，所述升降驱动气缸通过驱动板带动多个料盘支撑柱沿竖直方向运动向下运动收回于上料座架台面、或同时将支撑柱顶端承托的料盘放置于料盘移载机构上移载架的料盘承接台上用于料盘的平移传送。

进一步地，所述料盘移载机构包括一对并列固定于上料座架顶端台面上且水平放置的直线导轨、移载架和平移驱动部，所述移载架在平移驱动部的驱动下沿直线导轨往复的横向移动；所述移载架上双工位的设有一对并列分布、沿横向依次连续递进的将左侧工位处下降送给至的装有电芯的料盘平移至料盘定位及电芯出料工位、并将右侧工位处电芯取走的空置料盘横向移送至空料盘出料工位的料盘承接台。

进一步地，所述料盘定位机构包括安装于料盘移载机构上侧的定位框架、上侧夹紧气缸、上侧夹爪、下侧夹紧气缸和下侧夹爪，上侧夹爪安装于上侧夹紧气缸上，下侧夹爪安装于下侧夹紧气缸上，上侧夹紧气缸和下侧夹紧气缸分别对称的安装于定位框架的上下两侧；上侧夹紧气缸和下侧夹紧气缸分别同步驱动上侧夹爪与下侧夹爪动作，上侧夹爪与下侧夹爪相近动作用于夹紧出料盘顶料机构从料盘移载机构上顶起的料盘便于料盘上的电芯出料，上侧夹爪和下侧夹爪同步相背动作松开料盘用于出料盘顶料机构下降将空置料盘放置于料盘移载机构上进行后续横移。

方形电芯热压机上送料装置的送料方法，包括以下步骤：

步骤一，设置于上料座架的台面左侧的料盘下料夹紧机构，将上侧放置的多层叠加堆垛的装有电芯的料盘依次逐层向下放料；

步骤二，设置于料盘下料夹紧机构下侧的上料盘顶料机构，先升高顶住料盘下料夹紧机构上多层叠加堆垛料盘的最下层料盘底部，然后，料盘下料夹紧机构松开最下层料盘、升高到上一层料盘并夹紧上一层料盘，上料盘顶料机构下降将最下层料盘送给至料盘横移工位；

步骤三，设置于上料座架的台面上侧的料盘移载机构，通过两个用于横移料盘的左侧工位和右侧工位，左侧工位将上料盘顶料机构下降到横移工位的放入电芯的料盘横向移送至料盘定位及电芯出料工位，右侧工位将料盘定位及电芯出料工位的电芯取走的空置料盘横向移送至空料盘出料工位；

步骤四，设置于上料座架台面中部下侧的出料盘顶料机构，在料盘定位及电芯出料工位处，升起顶住装有电芯的料盘底部、并升高；

步骤五，设置于上料座架台面中部的出料顶料盘机构上侧的料盘定位机构，对出料顶料盘机构升高的装有电芯的料盘进行定位固定，便于料盘上的电芯移取

步骤六，料盘上电芯移取完后，料盘定位机构松开定位的空置料盘，出料盘顶料机构带动空置料盘下降复位，料盘移载机构的右侧工位将空置料盘横向移送至空料盘出料工位；

步骤七，在空料盘出料工位，空料盘上料夹紧机构夹紧最下层的空置料盘上升一层，空料盘顶料机构升高顶住料盘移载机构右侧工位移送至的空置料盘、上升后成为空料盘上料夹紧机构的最底层，空料盘上料夹紧机构松开倒数第二层的空置料盘并下降一层，空料盘上料夹紧机构夹紧移送至的空置料盘，空料盘顶料机构下降将送至空料盘出料工位的空置料盘连续往复升起，空料盘上料夹紧机构松开倒数第二层的空置料盘并下降一层夹紧后续升起的空置料盘形成多层叠加堆垛的空置料盘；

以上步骤往复动作，完成装有电芯料盘的不断上料和控制料盘的下料。

本发明的有益效果是：

本发明应用于卷绕后电芯的自动上料，将卷绕后的方形电芯摆放于多层叠加堆垛的料盘上，通过料盘下料夹紧机构、上料盘顶料机构、料盘移载机构、出料盘顶料机构、料盘定位机构、空料盘上料夹紧机构和空料盘顶料机构，将多层叠加堆垛的装有电芯的料盘依次逐层向下放料，依次经过料盘横移、顶出定位、电芯出料、料盘下降复位后；料盘移载机构右侧工位将料盘定位机构和出料顶料盘机构处的空置料盘移送至空料盘出料工位，空料盘顶料机构将空置料盘顶起后，由空料盘上料夹紧机构依次上升到预定位置后形成空置料盘的多层叠加堆垛，代替人工装盘和搬运，节省人力成本，集多种功能为一体，实现自动化搬运和自动输出待加工的电芯，提高电芯后续夹取的稳定性，有效提高送料转送速度和电芯的上料效率，满足后续电芯热压输送线的生产需求。

【附图说明】

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的主视结构示意图；

图3是本发明的侧视结构示意图；

图4是本发明中料盘下料夹紧机构的立体结构放大图；

图5是本发明中料盘下料夹紧机构中夹紧气缸的前视立体结构放大图；

图6是本发明中料盘下料夹紧机构中夹紧气缸的后视立体结构放大图；

图7是本发明中上料盘顶料机构、出料盘顶料机构和空料盘顶料机构的立体结构放大图；

图8是本发明中上料盘顶料机构、出料盘顶料机构和空料盘顶料机构的侧视结构放大图；

图9是本发明中料盘移载机构的立体结构放大图；

图10是本发明中料盘移载机构的俯视结构放大图；

图11是本发明中料盘定位机构的立体结构放大图；

图12是本发明中料盘定位机构的俯视结构放大图；

图13是本发明中料盘定位机构的侧视结构放大图。

【具体实施方式】

方形电芯热压机的送料装置，如图1至图3所示，应用于卷绕后电芯的自动上料，包括上料座架1、料盘下料夹紧机构2、上料盘顶料机构3、料盘移载机构4、出料盘顶料机构5、料盘定位机构6、空料盘上料夹紧机构7和空料盘顶料机构8，该料盘下料夹紧机构2设置安装于上料座架1的台面左侧，用于上侧放置的多层叠加堆垛的装有电芯的料盘依次逐层向下放料；上料盘顶料机构3设置于料盘下料夹紧机构2下侧，升高顶住料盘下料夹紧机构2上多层叠加堆垛料盘的最下层料盘底部，料盘下料夹紧机构2松开最下层料盘、升高到上一层料盘并夹紧上一层料盘，上料盘顶料机构3下降将最下层料盘送给至料盘横移工位。

继续如图1至图3所示，料盘移载机构4设置于上料座架1的台面上侧且具有两个用于横移料盘的左侧工位和右侧工位，左侧工位将上料盘顶料机构3下降到横移工位的放入电芯的料盘横向移送至料盘定位及电芯出料工位，右侧工位将料盘定位及电芯出料工位的电芯取走的空置料盘横向移送至空料盘出料工位。

继续如图1至图3所示，出料盘顶料机构5设置于上料座架1台面中部下侧的料盘定位及电芯出料工位，顶住装有电芯的料盘底部升高后便于料盘上的电芯移取，下降便于料盘移载机构4的右侧工位将空置料盘横向移送至空料盘出料工位；料盘定位机构6设置于上料座架1台面中部的出料顶料盘机构上侧、用于对出料顶料盘机构升高的装有电芯的料盘进行定位固定。

继续如图1至图3所示，空料盘上料夹紧机构7，相对于料盘下料夹紧机构2对称设置且安装于上料座架1台面另一端的空料盘出料工位，用于承接料盘移载机构4右侧工位从料盘定位机构6和出料顶料盘机构处移送过来的空置料盘，并将空置料盘多层叠加堆垛后依次上升到预定位置；空料盘顶料机构8设置于空料盘上料夹紧机构7下侧，升高顶住料盘下料夹紧机构2上最下层的空置料盘底部，空料盘上料夹紧机构7松开最下层的空置料盘，空料盘顶料机构8继续升高顶住最下层的空置料盘并将空置料盘升高到上一层，空料盘上料夹紧机构7夹紧上升一层的空置料盘，空料盘顶料机构8下降将送至空料盘出料工位的空置料盘连续往复升起，空料盘上料夹紧机构7夹紧升起的空置料盘并形成多层叠加堆垛的空置料盘。

如图1至图6所示，该料盘下料夹紧机构2和空料盘上料夹紧机构7分别对称的设置于上料座架1的两端，该料盘下料夹紧机构2和空料盘上料夹紧机构7均包括竖直放置的料盘堆垛架20、对称设置于料盘堆垛架20前后两侧分别用于夹紧最下层料盘前后两侧的夹紧气缸21和带动夹紧气缸21上下移动的上下升降气缸22，每个夹紧气缸21的活塞杆端连接有在滑轨210上滑动的夹持臂23，夹持臂23两端设有穿过料盘堆垛架20底部下侧承接于料盘底侧及外缘的l形承接座24，上下升降气缸22带动夹紧气缸21及连接的夹持臂23、l形承接座24同步沿导柱220上下移动。

如图7和图8所示，该上料盘顶料机构3、出料盘顶料机构5和空料盘顶料机构8均包括升降驱动气缸30、驱动板31和四个穿出或收回上料座架1台面且可承接于料盘底面的料盘支撑柱32，升降驱动气缸30安装固定于上料座架1台面下侧，驱动板31安装于升降驱动气缸30的活塞轴上，四个料盘支撑柱32安装于驱动板31的四角上且上端平齐设置；升降驱动气缸30通过驱动板31带动四个料盘支撑柱32沿竖直方向运动向上运动穿出上料座架1台面用于承托上侧放置的料盘、来进行料盘一层升降后的夹紧固定、或料盘升起后定位出料，升降驱动气缸30通过驱动板31带动多个料盘支撑柱32沿竖直方向运动向下运动收回于上料座架1台面、或同时将支撑柱顶端承托的料盘放置于料盘移载机构4上移载架的料盘承接台上用于料盘的平移传送。

如图9和图10所示，该料盘移载机构4包括一对并列固定于上料座架1顶端台面x上且水平放置的直线导轨40、移载架41和平移驱动部(图中未示)，移载架41在平移驱动部的驱动下沿直线导轨40往复的横向移动；该移载架41上双工位的设有一对并列分布、沿横向依次连续递进的将左侧工位处下降送给至的装有电芯的料盘平移至料盘定位及电芯出料工位、并将右侧工位处电芯取走的空置料盘横向移送至空料盘出料工位的料盘承接台410。

如图11至图13所示，该料盘定位机构6包括安装于料盘移载机构4上侧的定位框架60、上侧夹紧气缸61、上侧夹爪62、下侧夹紧气缸63和下侧夹爪64，上侧夹爪62安装于上侧夹紧气缸61上，下侧夹爪64安装于下侧夹紧气缸63上，上侧夹紧气缸61和下侧夹紧气缸63分别对称的安装于定位框架60的上下两侧；上侧夹紧气缸61和下侧夹紧气缸63分别同步驱动上侧夹爪62与下侧夹爪64动作，上侧夹爪62与下侧夹爪64相近动作用于夹紧出料盘顶料机构5从料盘移载机构4上顶起的料盘便于料盘上的电芯出料，上侧夹爪62与下侧夹爪64同步相背动作松开料盘用于出料盘顶料机构5下降将空置料盘放置于料盘移载机构4上进行后续横移。

该方形电芯热压机的送料装置对应的送料方法，包括以下步骤：

步骤一，设置于上料座架1的台面左侧的料盘下料夹紧机构2，将上侧放置的多层叠加堆垛的装有电芯的料盘依次逐层向下放料；

步骤二，设置于料盘下料夹紧机构2下侧的上料盘顶料机构3，先升高顶住料盘下料夹紧机构2上多层叠加堆垛料盘的最下层料盘底部，然后，料盘下料夹紧机构2松开最下层料盘、升高到上一层料盘并夹紧上一层料盘，上料盘顶料机构3下降将最下层料盘送给至料盘横移工位；

步骤三，设置于上料座架1的台面上侧的料盘移载机构4，通过两个用于横移料盘的左侧工位和右侧工位，左侧工位将上料盘顶料机构3下降到横移工位的放入电芯的料盘横向移送至料盘定位及电芯出料工位，右侧工位将料盘定位及电芯出料工位的电芯取走的空置料盘横向移送至空料盘出料工位；

步骤四，设置于上料座架1台面中部下侧的出料盘顶料机构5，在料盘定位及电芯出料工位处，升起顶住装有电芯的料盘底部、并升高；

步骤五，设置于上料座架1台面中部的出料顶料盘机构上侧的料盘定位机构6，对出料顶料盘机构升高的装有电芯的料盘进行定位固定，便于料盘上的电芯移取

步骤六，料盘上电芯移取完后，料盘定位机构6松开定位的空置料盘，出料盘顶料机构5带动空置料盘下降复位，料盘移载机构4的右侧工位将空置料盘横向移送至空料盘出料工位；

步骤七，在空料盘出料工位，空料盘上料夹紧机构7夹紧最下层的空置料盘上升一层，空料盘顶料机构8升高顶住料盘移载机构4右侧工位移送至的空置料盘、上升后成为空料盘上料夹紧机构7的最底层，空料盘上料夹紧机构7松开倒数第二层的空置料盘并下降一层，空料盘上料夹紧机构7夹紧移送至的空置料盘，空料盘顶料机构8下降将送至空料盘出料工位的空置料盘连续往复升起，空料盘上料夹紧机构7松开倒数第二层的空置料盘并下降一层夹紧后续升起的空置料盘形成多层叠加堆垛的空置料盘；

以上步骤往复动作，完成装有电芯料盘的不断上料和控制料盘的下料。

由空料盘上料夹紧机构7依次上升到预定位置后形成空置料盘的多层叠加堆垛，代替人工装盘和搬运，节省人力成本，集多种功能为一体，实现自动化搬运和自动输出待加工的电芯，提高电芯后续夹取的稳定性，有效提高送料转送速度和电芯的上料效率，满足后续电芯热压输送线的生产需求。

以上所述实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，除了具体实施例中列举的情况外，凡依本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。