一种电池板上下料装置的制作方法

本实用新型涉及自动化生产线上下料装置，特别是一种电池板上下料装置。

背景技术：

随着自动化生产线的普及，很多人工工位逐步被机器体系所替代。其中上料是所有生产线上的一道必不可少的基础工序，要将原料或加工半成品整齐、有序地送入设备中，并实现定位和夹紧后才能开始既定的加工作业。特别是在燃料电池应用领域里，制备双极板的过程需要使用大批阴阳极板，进行装堆作业也会用到大量双极板，这些极板物料数量多也很容易损坏，且不同极板的外形也较为相似。现有技术中，工人将极板从物料箱中一片片送进生产线入口，然后在出口处将加工完的极板一一取出放回物料箱中。人工上料的速度很难精确控制，每次入料的位置也会有偏差，对下一道工序的处理会有影响。此外人工作业过程中可能会出现放错、放反等问题，对生产效率影响较大。

现有技术中的电池板自动化上下料装置大多数是针对太阳能电池板设计，如申请号为201721877791.1的实用新型专利，提供了一种电池板花篮上下料装置，包括上下料系统和花篮转移组件，上下料系统包括流水线、升降组件和取放组件，流水线将花篮传递至升降组件上，升降组件调节花篮的高度便于取放组件往花篮里取放电池板。该装置通过伸长板上的皮带传动实现抽出或插入电池板，即花篮内每片电池板间的距离较宽，对花篮的设计要求较高，且不适用于大批量、快节奏的自动化生产环节。其次，该装置只限于特定宽度的电池板，无法根据不同电池板的宽度随时进行调整。太阳能电池板的大小相对固定，而燃料电池的极板尺寸差异较大，使用范围受限制。

申请号为201711125068.2的实用新型专利，提供了一种电池板花篮自动传送取料供料系统，包括传送机构、取料机构、供料机构，传送机构包括料仓、用于运载料仓的AGV小车、对从AGV小车卸载下的料仓进行定位的定位机构，取料机构与料仓对接，包括外侧总支架、提升电缸、安装在提升电缸上的传送翻转机构底座、并排安装在传送翻转机构底座上的传送机构和翻转机构、用于在传送机构和翻转机构之间转移花篮的水平搬运机构，供料机构包括安装在外侧总支架上部的纵向直线模组、横向直线模组、垂直电缸、安装在垂直电缸末端的花篮夹爪。该系统机械结构复杂，主要是针对太阳能电池晶硅电池板的特点进行设计。其中搬运花篮是通过抓取的方式，即限定了电池板花篮体积不能太大，且重量不能太高。而燃料电池极板材料密度较高，尺寸较大，装满极板的物料箱体积较大，重量较沉，使用机械手搬运会增加成本，因此不适用于燃料电池的电池板上下料。此外，在传送燃料电池物料箱及上下料时需要避免大幅度的机械动作，以免对内部极板产生影响。

技术实现要素：

针对以上不足，本实用新型提供了一种电池板上下料装置，很好地满足了燃料电池的原材料上下料需求，结构简单，占地面积小，提高了生产效率。

本实用新型的技术方案为：

一种电池板上下料装置，包括上料台、下料台和升降台，所述上料台、下料台和升降台均具有上挡板、下挡板和两个侧板，所述上料台平行设置于下料台的上方，两者之间以支撑件相连；所述升降台紧靠上料台和下料台侧面，所述升降台两侧设有升降柜，升降柜内设置有升降机构，可将升降台至少上升至与上料台相齐平，下降至与下料台相齐平；上料台、下料台和升降台内部均设有传送机构，电池板料箱通过传送机构在上料台、下料台和升降台之间传输；所述电池板料箱为方形筒状结构，两开口侧正对传送机构延伸方向，料箱内侧壁上相对设有若干格托槽，所述电池板层叠放置在托槽上并可沿托槽滑动；所述上料台内部靠近升降台处设置有推片气缸，所述推片气缸平行与上料台的侧板安装，当电池板料箱位于升降台上时，升降台可上升至电池板料箱中的某片电池板正对推片气缸时停止，推片气缸的活塞伸出，触碰到电池板边缘并将电池板推送到下一工位。

所述上料台还设有气缸调节机构，所述气缸调节气构包括调节丝杆、调节旋钮和调节链，所述调节丝杆为多根，相互平行安装在上料台双侧的侧板内壁上，其中一根为主动杆，其余为从动杆，主动杆与每根从动杆之间设置有调节链，通过调节链带动从动杆同步旋转，主动杆一端伸出上料台侧板外壁，端部设置有调节旋钮；所述推片气缸通过气缸托架啮合安装于调节丝杆上，所述调节丝杆旋转可带动气缸托架在上料台的两个侧板之间移动。

还包括定位机构，所述定位机构有三组，分别设置于上料台进口处、下料台进口处和升降台出口处，每组定位机构包括光敏传感器和弹簧挡板，所述光敏传感器设置于侧板的内壁上，所述弹簧挡板设置于光敏传感器旁边，可被上方压力下压、或在失去压力后上抬复位；未受压状态下，弹簧挡板向上伸出上挡板，光敏传感器未被遮挡无信号，受压状态下，弹簧挡板向下没入上挡板，光敏传感器被弹簧挡板遮挡产生信号。

所述升降台上方设置有升降架，所述升降架高度至少为料箱高度，所述升降架一侧的侧壁内侧垂直安装有校位气缸，所述校位气缸到升降架底部距离小于料箱的高度，校位气缸的活塞伸出时，活塞端部到对侧的侧壁距离小于或等于料箱的宽度。

所述下料台用于传送装有电池板的料箱，所述上料台用于传送空的料箱，所述下料台的长度超出上料台一个料箱的距离。

所述升降机构包括升降电机、升降螺杆、齿轮组、固定套和导向立柱，所述升降电机设置于一侧升降柜的顶板内面，升降螺杆竖直固定于升降柜内，升降电机和升降螺杆上部设置有齿轮组，升降电机通过齿轮组带动升降螺杆同步旋转；所述升降台上方设置有升降架，升降架两侧底端与升降台固定连接，所述固定套固定连接升降架下部，固定套内壁具有螺纹，啮合安装于升降螺杆上；双侧的升降柜内均竖直设置有导向立柱，所述固定套上设有与导向立柱适配的导向孔，所述固定套可沿导向立柱上下滑动。

所述传送机构包括传送电机、传送皮带、传送带轮、同步杆、同步皮带和同步链轮，所述传送皮带和传送带轮设置在双侧的侧板内侧，双侧的传送带轮均与同步杆相连；所述同步杆的一端安装有同步链轮，传送电机的输出端也安装有同步链轮，传送电机通过同步链轮上的同步皮带带动同步杆转动，同步杆带动两侧的传送带轮同步旋转，传送带轮带动传送皮带运转。

本实用新型的技术方案不仅适用于燃料电池的电池板机械搬运和自动进出料，且可应用于其它种类的电池板或所有板状物料的进出料，大大提高了生产效率。满足上料有序并可以控制上料的速度，满足大规模燃料电池极板上下料工序的一致性，保证一定批量加工极板质量的稳定性。同时具有以下优点：

1、将上料台设置在下料台上方，升降台设置在侧面，传送机构将料箱在上料台、下料台和升降台之间传输，节省了占地面积，缩短了物料传送时间。

2、推片气缸将电池板平行推入料箱，平行推送的移动方式较为轻缓，避免大幅度的机械动作，从而避免对电池板内部产生影响。同时，此种方式压缩了电池板间的距离，使相同尺寸的料箱中能够装入更多的电池板，空间利用率高。

3、气缸调节机构可对推片气缸的位置进行调整，从而适应于不同尺寸的电池板，适用范围广，调节灵活简单。

4、定位机构可对料箱的所在位置进行定位，触发相应机构动作的启动和停止，从而实现整个上下料装置的自动化控制，减少人力成本，提高工作效率。

附图说明

图1为本实用新型电池板上下料装置的立体结构图；

图2为本实用新型上料台和下料台的内部结构图；

图3为本实用新型定位机构和传送机构的放大结构图；

图4为本实用新型升降台和升降柜的立体结构图；

图5为本实用新型升降台和升降柜的内部结构图；

图6为本实用新型升降机构的局部正视图；

图7为本实用新型上料方法的步骤图；

图8为本实用新型下料方法的步骤图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

参考图1，本实用新型的一种电池板上下料装置，包括上料台10、下料台20和升降台30，上料台10平行设置于下料台20的上方，两者之间以支撑件14相连；升降台30紧靠上料台10和下料台20侧面，升降台30两侧设有升降柜50，升降柜50内设置有升降机构51，可将升降台30至少上升至与上料台10相齐平，下降至与下料台20相齐平。上料台10、下料台20和升降台30内部均设有传送机构16，电池板料箱40通过传送机构16在上料台10、下料台20和升降台30之间传输。下料台20用于传送装有电池板的料箱40，上料台10用于传送空的料箱40，重物置于下层，轻物置于上层，稳定性高。下料台20的长度超出上料台10一个料箱40的距离，便于人工将较重的装有电池板的料箱40放入下料台20，比较省力。电池板料箱40为方形筒状结构，两开口侧正对传送机构16延伸方向，料箱40内侧壁上相对设有若干格托槽41，电池板层叠放置在托槽41上并可沿托槽41滑动。

参考图2，上料台10内部靠近升降台30处设置有推片气缸15，推片气缸15平行与上料台10的侧板13安装，当电池板料箱40位于升降台30上时，升降台30可上升至电池板料箱40中的某片电池板正对推片气缸15时停止，推片气缸15的活塞伸出，触碰到电池板边缘并将电池板平行推送到下一工位。平行推送的移动方式较为轻缓，避免大幅度的机械动作，从而避免对电池板内部产生影响。同时，此种方式相对于在电池板下部抽取的方式而言，压缩了电池板间的距离，使相同尺寸的料箱40中能够装入更多的电池板，空间利用率高。

上料台10、下料台20和升降台30均具有上挡板11、下挡板12、前挡板和两个侧板13，前挡板略高于上档板11，起到限位作用，防止料箱40滑出料台。推片气缸15设置于上料台10的上挡板11和下挡板12之间，料箱40在上挡板11上方进行传送，推片气缸15对料箱40正常传送不产生影响。

为了适用于推送不同尺寸的电池板，上料台10还设有气缸调节机构17，用于调节推片气缸15的位置。气缸调节气构17包括调节丝杆171、调节旋钮172和调节链173，调节丝杆171为多根，相互平行安装在上料台10双侧的侧板13内壁上，其中一根为主动杆，其余为从动杆，主动杆与每根从动杆之间设置有调节链173，通过调节链173带动从动杆同步旋转，主动杆一端伸出上料台10侧板13外壁，端部设置有调节旋钮172；推片气缸15通过气缸托架151啮合安装于调节丝杆171上，调节丝杆171旋转可带动气缸托架151在上料台10的两个侧板13之间移动。

在开始上下料作业之前，根据电池板的尺寸，使用工具旋转调节旋钮172，主动调节丝杆171产生旋转，带动从动调节丝杆171产生同步旋转，推片气缸15的气缸托架151产生平行位移，带动推片气缸15在两个侧板13之间移动。一般地，推片气缸15需要对准电池板的侧边正中间，可产生平衡的推力，使电池板沿着直线方向滑动。由于调节丝杆171的螺距较短，调节精度高，使推片气缸15形成小幅度位移，便于根据电池板的微小尺寸变化进行精细调整。

在开始进行上下料作业时，需要人工将空或满的料箱40放入上料台10或下料台40，传送机构16开始启动，料箱40随着传送机构16被运送到升降台30。由于人工放置的不确定性，料台的宽度宽于料箱40，料箱40可能处于料台的正中间，也可能偏向某一边，在后续的推片过程中，推片气缸15可能无法正确对准电池板，或者即将滑入的电池板无法正确对准托槽41。

为了对料箱40在升降台30上的位置进行调整固定，参考图4，升降台30上方设置有升降架31，升降架31一侧的侧壁内侧垂直安装有校位气缸32。升降架31高度至少为料箱40高度，方便料箱40进出。校位气缸32到升降架31底部距离小于料箱40的高度，校位气缸32的活塞伸出时，活塞端部到对侧的侧壁距离小于或等于料箱40的宽度，活塞与升降架31对侧的侧壁构成了定位夹紧组，可将料箱40推至紧靠对侧壁位置，从而使推片气缸15正确对准电池板，或者使托槽41的位置正对电池板。

进一步地，本实用新型的上下料装置还包括定位机构18，参考图2和图5，定位机构18有三组，分别设置于上料台10进口处、下料台20进口处和升降台30出口处。在图片上，进口处即图片的左边，出口处即图片的右边。每组定位机构18包括光敏传感器181和弹簧挡板182，光敏传感器181设置于侧板13的内壁上，弹簧挡板182设置于光敏传感器181旁边，可被上方压力下压、或在失去压力后上抬复位。

当料箱40未处于定位机构18上方时，弹簧挡板182向上伸出上挡板11，光敏传感器181未被遮挡无信号。当空或满的料箱40处于定位机构18上方时，弹簧挡板182在压力作用下向下没入上挡板11，光敏传感器181被弹簧挡板182遮挡产生信号。相应位置的定位机构18所传递的遮挡信号即指示相应位置上方是否有料箱40，即：上料台10进口处、下料台20进口处、升降台30出口处等三处的定位机构18，分别指示料箱40是否已经到达上料台10进口处、下料台20进口处和升降台30出口处，以便自动触发后续的操作。

参考图3，传送机构16包括传送电机161、传送皮带162、传送带轮163、同步杆164、同步皮带165和同步链轮166，传送电机161通过电机底座1611安装在下挡板12上表面，传送皮带162和传送带轮163安装在双侧的侧板13内侧，双侧的传送带轮163均与同步杆164相连；同步杆164的一端安装有同步链轮166，传送电机161的输出端也安装有同步链轮166，传送电机161通过同步链轮166上的同步皮带162带动同步杆164转动，同步杆164带动两侧的传送带轮163同步旋转，传送带轮163带动传送皮带162运转。可通过改变传送电机161转动的方向，来决定传送皮带162前进或后退的方向。

参考图4和图5，升降机构51包括升降电机511、升降螺杆512、齿轮组513、固定套514和导向立柱515，升降电机511设置于一侧升降柜50的顶板内面，升降螺杆512竖直固定于升降柜51内。参考图6的局部放大图，升降电机511和升降螺杆512上部设置有齿轮组513，升降电机511通过齿轮组513带动升降螺杆512同步旋转。升降架31两侧底端与升降台30固定连接，固定套514固定连接升降架31下部，固定套514内壁具有螺纹，啮合安装于升降螺杆512上。双侧的升降柜51内均竖直设置有导向立柱515，固定套514上设有与导向立柱515适配的导向孔，固定套514可沿导向立柱515上下滑动。

上升时，升降电机511启动，通过齿轮组513带动升降螺杆512同步旋转，与升降螺杆512啮合的固定套514产生向上的直线运动，带动升降架31和升降台30上升。下降时，升降电机511带动升降螺杆512反向旋转，与升降螺杆512啮合的固定套514产生向下的直线运动，带动升降架31和升降台30下降。在上升和下降的过程中，导向立柱515起到了支撑及控制升降方向的作用，固定套514沿导向立柱515上下滑动。

参考图7，本实用新型的电池板上下料方法，上料方法包括以下步骤：

S1：升降台30初始位置与下料台20齐平，根据电池板宽度尺寸人工调整推片气缸15的位置；

S2：人工将装满电池板的料箱40放置在下料台20进口处，料箱40下压下料台20中的弹簧挡板182，光敏传感器181发出信号；

S3：下料台20和升降台30的传送机构16自动同时启动，将料箱40由下料台20向升降台30方向传送，直至到达升降台30出口处；

S4：料箱40下压升降台30中的弹簧挡板182，光敏传感器181发出信号，下料台20和升降台30的传送机构16自动停止；

S5：校位气缸32活塞伸出，将料箱40顶至升降架31对侧的侧壁上；

S6：升降机构51启动，将料箱40升至最上面一片电池板正对推片气缸15；

S7：推片气缸15活塞伸出，将最上面一片电池板推送到下一道工位的传送带上；

S8：升降机构51启动，将料箱40升至下一片电池板正对推片气缸15；

S9：一定的时间间隔后，推片气缸15活塞伸出，将下一片电池板推送到下一道工位的传送带上，其中的间隔时间可根据设定的上料速度进行调整；

S10：重量以上步骤S8和S9，直至移出所有的电池板；

S11：升降机构51启动，将空的料箱40升至与上料台10齐平；

S12：升降台30和上料台10的传送机构16同时启动，将料箱40由升降台30向上料台10方向传送，直至到达上料台10进口处；

S13：料箱40下压上料台10中的弹簧挡板182，光敏传感器181发出信号，升降台30和上料台10的传送机构16自动停止；

S14：人工将空的料箱40从上料台10取走。

参考图8，本实用新型的电池板上下料方法，下料方法包括以下步骤：

S1：升降台30初始位置与上料台10齐平，根据电池板宽度尺寸人工调整推片气缸15的位置；

S2：人工将空的料箱40放置在上料台10进口处，料箱40下压下料台20中的弹簧挡板182，光敏传感器181发出信号；

S3：上料台10和升降台30的传送机构16同时启动，将料箱40由上料台10向升降台30方向传送，直至到达升降台30出口处；

S4：料箱40下压升降台30中的弹簧挡板182，光敏传感器181发出信号，上料台10和升降台30的传送机构16自动停止；

S5：校位气缸32活塞伸出，将料箱40顶至升降架31对侧的侧壁上；

S6：升降机构51启动，将料箱40降至最下面一格托槽41正对上一道工位的推片机构；

S7：上一道工位的推片机构启动，将一片电池板推送到最下面一格托槽41；

S8：升降机构51启动，将料箱40降至上一格托槽41正对上一道工位的推片机构；

S9：一定的时间间隔后，上一道工位的推片机构启动，将一片电池板推送到上一格托槽41，其中的间隔时间可根据设定的下料速度进行调整；

S10：重量以上步骤S8和S9，直至所有的电池板被移入料箱40；

S11：升降机构51将满的料箱40降至与下料台20齐平；

S12：升降台30和下料台20的传送机构16同时启动，将料箱40由升降台30向下料台20方向传送，直至到达下料台20进口处；

S13：料箱40下压下料台20中的弹簧挡板182，光敏传感器181发出信号，升降台30和下料台20的传送机构16自动停止；

S14：人工将满的料箱40从下料台20取走。

以上公开的仅为本实用新型的实施例，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。