电芯制造设备及电芯抓取机构的制作方法
【专利摘要】一种电芯制造设备及电芯抓取机构，该电芯制造设备包括一机架；一电芯抓取机构，其是能够前后移动并能够在竖直面进行翻转地设置在该机架上，用以在多个工位之间进行电芯的转移；一叠片台，能够在一电芯叠极片工位与该电芯抓取机构进行配合；一卷绕机构，能够在一电芯翻转工位与该电芯抓取机构进行配合；一贴胶机构，能够在一电芯贴胶带工位与该电芯抓取机构进行配合；以及一取电芯机构，能够在一成品电芯取走工位与该电芯抓取机构进行配合。本实用新型可以使设备占用空间较小并且可以提高加工效率。
【专利说明】电芯制造设备及电芯抓取机构
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种电池加工设备，尤其涉及一种电芯制造设备。
【背景技术】
[0002]现有的电芯制造设备，比如:叠片机，通常包括一机架和设置在该机架上的一叠片台、一卷绕机构、一贴胶机构、一取电芯机构及一电芯抓取机构，该电芯制造设备可通过该电芯抓取机构在该卷绕机构、该贴胶机构以及该取电芯机构之间进行电芯的转移。一般地，分别承担各项功能的结构部分是按电芯加工的制程，呈流水线地进行排布。现有的这种流水线排布方式，分布较为分散，相互间间隔较大，从而存在设备占用空间较大以及加工效率较低等问题。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术所存在的不足，而提出一种电芯制造设备及电芯抓取机构，可以使设备占用空间较小并且可以提高加工效率。
[0004]本实用新型针对上述技术问题提出一种电芯制造设备的电芯抓取机构，包括:
[0005]一抓持单元，用以抓取电芯；
[0006]一翻转单元，用以固定该抓持单元并带动该抓持单元在竖直面进行0-180度范围的翻转；
[0007]一上下移动单元，用以固定该翻转单元并带动该翻转单元上下移动；以及
[0008]一水平移动单元，其是能够前后移动地固定在一机架上，用以固定该上下移动单元并带动该上下移动单元前后移动。
[0009]在一些实施例中，该该抓持单元包括固定地设置该翻转单元上的一下手爪和与该下手爪相配合的一上手爪，该上手爪能够相对该下手爪做张开/闭合的动作。
[0010]在一些实施例中，该下手爪呈梳齿状，具有并行地间隔开的多个手指。
[0011]在一些实施例中，该上手爪呈梳齿状，具有并行地间隔开的多个手指。
[0012]在一些实施例中，该上手爪是由气缸驱动的。
[0013]在一些实施例中，该上手爪是通过多个导杆来相对该下手爪上下移动而实现张开/闭合的动作的。
[0014]在一些实施例中，该翻转单元设有与该抓持单元相配合的一翻转轴和用以驱动该翻转轴的一减速机，其中该减速机为轴心中空的一空心的减速机，该翻转轴是穿设在该空心的减速机的轴心处。
[0015]在一些实施例中，该上下移动单元包括上下延伸的一竖直导轨、可上下移动装设在该竖直导轨上的一竖直滑块以及用以驱动该竖直滑块动作的一竖直驱动装置；其中该翻转单元是固定在该竖直滑块上。
[0016]在一些实施例中，该水平移动单元包括前后延伸的一水平导轨、可前后移动装设在该水平导轨上的一水平滑块以及用以驱动该水平滑块动作的一水平驱动装置；其中该上下移动单元是固定在该水平滑块上。
[0017]本实用新型针对上述技术问题还提出一种在电芯制造设备，其包括上述的电芯抓取机构。
[0018]与现有技术相比，本实用新型的电芯制造设备及电芯抓取机构，通过巧妙地设计相互配合的抓持单元、翻转单元、上下移动单元以及水平移动单元，可以使电芯抓取机构能够前后移动并能够在竖直面进行翻转地设置在机架上，进而能够与其他机构进行配合，从而可以使设备占用空间较小并且可以提高加工效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型电芯制造设备的原理性示意图。
[0020]图2是本实用新型电芯制造设备中电芯抓取机构的示意图。
[0021]图3是图2所示电芯抓取机构的俯视图。
[0022]图4是本实用新型电芯抓取机构中抓持单元与翻转单元组合的示意图。
[0023]图5是图4所示抓持单元与翻转单元组合的侧视图。
[0024]图6是图4所示抓持单元与翻转单元组合的俯视图。
[0025]图7是本实用新型所采用的在电芯制造设备上的多个工位之间进行电芯转移的方法的流程图。
[0026]其中，附图标记说明如下:
[0027]91叠片台、92切刀、93挑隔膜机构、94卷绕机构、95电芯抓取机构、96贴胶机构、97取电芯机构；
[0028]951抓持单元、952翻转单元、953上下移动单元、954水平移动单元
[0029]9511下手爪、9512上手爪、9513气缸、9514导柱、9515安装架、9518手指9521翻转轴9522空心的减速机
[0030]200隔膜、400电芯、AO夹电芯中心翻转空间、Al卷绕空间、ZO夹电芯中心、Zl翻转中心
[0031]Pl电芯叠极片工位、P2电芯翻转工位、P3电芯贴胶带工位、P4成品电芯取走工位
【具体实施方式】
[0032]以下结合本说明书的附图，对本实用新型的较佳实施例予以进一步地详尽阐述。
[0033]参见图1，图1是本实用新型电芯制造设备的原理性示意图。本实用新型的电芯制造设备包括一机架(图未示)和装设在该机架上的若干功能机构，这些功能机构大致包括:位于最上游的一叠片台91、与该叠片台91相配合的一切刀92、位于该叠片台下游的一挑隔膜机构93、位于该挑隔膜机构93下游的一卷绕机构94、与该卷绕机构94相配合的一电芯抓取机构95、位于该卷绕机构94下游的一贴胶机构96以及位于最下游的一取电芯机构97。
[0034]其中，叠片台91用以进行极片的叠置处理，正极片、负极片交替地叠置在该叠片台上，正极片与负极片之间间隔有绝缘隔膜200。该叠片台91能够在一电芯叠极片工位Pl与该电芯抓取机构95进行配合，以使叠放好的电芯(图未不)能够被该电芯抓取机构95从该叠放台91上抓取走。
[0035]该切刀92用以将叠片台91上的绝缘隔膜200切断。
[0036]该挑隔膜机构93用以在绝缘隔膜200被切刀92切断后保持必要的张力。
[0037]该卷绕机构94，借助于该挑隔膜机构93的配合，可以使残留的绝缘隔膜200在电芯400上较好地卷绕成型。该卷绕机构94能够在一电芯翻转工位P2与该电芯抓取机构95进行配合，以使被该电芯抓取机构95抓取的电芯400能够转由被该卷绕机构94抓取并进而由该卷绕机构94带动电芯400进行相应处理以及被卷绕机构94处理之后的电芯400能够转由被该电芯抓取机构95抓取。该卷绕机构94定义了一个卷绕空间Al。可见，电芯400被卷绕机构94带动进行翻转的动作是围绕一个中心轴前后翻转的。
[0038]该电芯抓取机构95具有一夹电芯中心ZO和一翻转中心Zl，该夹电芯中心ZO是能够前后移动及上下移动并能够在竖直面围绕翻转中心Zi进行翻转地设置在该机架上，用以在多个工位P1、P2、P3以及P4之间进行电芯400的转移。该电芯抓取机构95定义了一个夹电芯中心翻转空间A0。可见，工位P2、P3以及P4均是位于同一个圆周上的。夹电芯中心ZO和一翻转中心Zl之间的间距与该由夹电芯中心翻转空间AO所定义的圆的半径相坐寸ο
[0039]该贴胶机构96，其是位于该电芯抓取机构95的行走路线的顶侧地设置在该机架上，用以对电芯400进行贴胶带300处理。该贴胶机构96能够在一电芯贴胶带工位P3与该电芯抓取机构95进行配合，而对被该电芯抓取机构95携带的电芯400进行相应处理。
[0040]该取电芯机构97，其是位于该电芯抓取机构95的行走路线的后侧地设置在该机架上，用以将处理好的电芯400取走。该取电芯机构97能够在一成品电芯取走工位P4与该电芯抓取机构95进行配合，以使处理好的电芯能够被该取电芯机构97从该电芯抓取机构95上取走。
[0041 ] 在本实施例中，该电芯翻转工位P2、电芯贴胶带工位P3及成品电芯取走工位P4是位于由夹电芯中心翻转空间AO所定义的一个竖直平面的圆周上。该电芯翻转工位P2与该成品电芯取走工位P4在该由夹电芯中心翻转空间AO所定义的圆周上相差180度，该电芯贴胶带工位P3与该电芯翻转工位P2及成品电芯取走工位P4在该由夹电芯中心翻转空间AO所定义的圆周上均相差90度。在本实施例中，夹电芯中心翻转空间AO与卷绕空间Al是部分重叠的。这种结构，可以使电芯制造设备的结构做得非常地紧凑。在其他实施例中，还可以使该电芯翻转工位P2与成品电芯取走工位P4之间的前后间距的一半小于该电芯抓取机构95的夹电芯中心ZO与翻转中心Zl之间的间距，从而进一步缩减电芯制造设备的前后延伸尺寸。
[0042]本实用新型的电芯制造设备的工作原理，尤其是电芯400在各个功能机构之间的转移，在后面会结合本实用新型所采用的在电芯制造设备上的多个工位之间进行电芯转移的方法，进行更详尽的说明。
[0043]参见图2至图6，其中图2是本实用新型电芯制造设备中电芯抓取机构的示意图。图3是图2所示电芯抓取机构的俯视图。图4是本实用新型电芯抓取机构中抓持单元与翻转单元组合的示意图。图5是图4所示抓持单元与翻转单元组合的侧视图。图6是图4所示抓持单元与翻转单元组合的俯视图。本实用新型的电芯抓取机构95大致包括:一抓持单元951，用以抓取电芯；一翻转单元952，用以固定该抓持单元951并带动该抓持单元951在竖直面进行0-180度范围的翻转；一上下移动单元953，用以固定该翻转单元952并带动该翻转单元952上下移动；以及一水平移动单元954，其是能够前后移动地固定在该机架上，用以固定该上下移动单元953并带动该上下移动单元953前后移动。
[0044]其中，该抓持单元951包括固定地设置该翻转单元952上的一下手爪9511和与该下手爪9511相配合的一上手爪9512，该上手爪9512能够相对该下手爪9511做张开/闭合的动作。该上手爪9512呈梳齿状，具有并行地间隔开的多个手指9518。该下手爪9511也呈梳齿状，具有并行地间隔开的多个手指(图未示)。在其他实施例中，该上手爪9512也可以替换为其他形状，比如:一块平板。在本实施例中，该上手爪9512是由气缸9513驱动的，该上手爪9512是通过多个导杆9514 (比如四根导杆)来相对该下手爪9511上下移动而实现张开/闭合的动作的。该抓持单元951还包括用以装设下手爪9511、上手爪9512、气缸9513以及导杆9514的一安装架9515。该安装架9515是可旋转地装设在该翻转单元952上。参见图1，前述的夹电芯中心ZO是由该下手爪9511和上手爪9512的夹取电芯400的中心位置所定义的
[0045]该翻转单元952设有与该抓持单元951相配合的一翻转轴9521和用以驱动该翻转轴9521的一减速机9522。在本实施例中，该减速机9522为轴心中空的一空心的减速机，该翻转轴9521是穿设在该空心的减速机9522的轴心处。参见图1，前述的翻转中心Zl是由该翻转轴9521的轴心所定义的。
[0046]该上下移动单元953包括上下延伸的一竖直导轨、可上下移动装设在该竖直导轨上的一竖直滑块以及用以驱动该竖直滑块动作的一竖直驱动装置。其中该翻转单元952是固定在该竖直滑块上。
[0047]该水平移动单元954包括前后延伸的一水平导轨、可前后移动装设在该水平导轨上的一水平滑块以及用以驱动该水平滑块动作的一水平驱动装置。其中该竖直导轨是固定在该水平滑块上。
[0048]在本实施例中，该翻转单元952可以带动该抓持单元951在竖直面进行0_180度范围的翻转。在其他实施例中，该翻转单元952至少可以带动该抓持单元951在0-90度范围旋转。换言之，该上手爪9512的手指9518的延伸方向可以从一水平面向上旋转到一竖直面，反之，该上手爪9512的手指9518的延伸方向可以从该竖直面向下旋转回到该水平面。结合上述的电芯抓取机构95的详细结构说明。本实用新型所称的该电芯抓取机构95处于最伸展的状态可以理解为:该上下移动单元953上的竖直滑块处于最上方位置，并且该翻转单元952翻转到位于该竖直滑块的上方延伸方向。
[0049]本实用新型所采用的在电芯制造设备上的多个工位之间进行电芯转移的方法，其基本原理说明如下。
[0050]在一些实施例中，该电芯制造设备至少包括相互配合的一卷绕机构94、一贴胶机构96、一取电芯机构97及一电芯抓取机构95，该电芯制造设备可通过该电芯抓取机构95在该卷绕机构94、该贴胶机构96以及该取电芯机构97之间进行电芯400的转移。
[0051]本实用新型所采用的方法大致包括:使该卷绕机构94位于上游；使该电芯抓取机构95具有一夹电芯中心ZO和一翻转中心Zl，该夹电芯中心ZO能够前后移动及上下移动并能够在竖直面围绕该翻转中心Zl进行翻转；使该贴胶机构96位于该卷绕机构94的下游并位于该电芯抓取机构95的行走路线的顶侧；使该电芯抓取机构95能够在一电芯翻转工位P2与该卷绕机构94相配合、在一电芯贴胶带工位P3与该贴胶机构96相配合以及在一成品电芯取走工位P4与该取电芯机构97相配合，其中，该电芯翻转工位P2与成品电芯取走工位P4之间的前后间距的一半是小于等于该电芯抓取机构95的夹电芯中心ZO与翻转中心Zl之间的间距的。
[0052]在另一些实施例中，该电芯制造设备还可包括一叠片台91，本实用新型所采用的方法还可包括:使该叠片台91位于该卷绕机构94的上游；使该叠片台91能够在一电芯叠极片工位Pl与该电芯抓取机构95进行配合，以使叠放好的电芯能够被该电芯抓取机构95从该叠放台91上抓取走并进而转移到该卷绕机构94。这时，本实用新型的电芯制造设备可以理解为叠片机。
[0053]参见图7，图7是本实用新型所采用的在电芯制造设备上的多个工位之间进行电芯转移的方法的流程图。具体地，本实用新型所采用的方法大致包括以下步骤:
[0054]S101、令电芯抓取机构的夹电芯中心向前动作至电芯叠极片工位，以配合叠放台抓取电芯，并携带电芯向后动作至电芯翻转工位；
[0055]S102、与卷绕机构配合，使电芯转由卷绕机构抓取，再使电芯抓取机构向后动作至退出卷绕旋转空间，并令卷绕机构带动电芯进行翻转；
[0056]S103、令电芯抓取机构的夹电芯中心向前动作至电芯翻转工位，与卷绕机构配合，使电芯转由电芯抓取机构抓取；
[0057]S104、令电芯抓取机构的夹电芯中心携带电芯向上翻转地动作至电芯贴胶带工位，以配合贴胶机构进行电芯第一侧的贴胶带处理；
[0058]S105、令电芯抓取机构的夹电芯中心携带电芯向前翻转地动作至电芯翻转工位，使电芯转由卷绕机构抓取，再使电芯抓取机构向后动作至退出卷绕旋转空间，再令卷绕机构带动电芯进行180度翻转；
[0059]S106、令电芯抓取机构的夹电芯中心向前动作至电芯翻转工位，使电芯转由电芯抓取机构抓取；
[0060]S107、令电芯抓取机构的夹电芯中心携带电芯向上翻转地动作至电芯贴胶带工位，以配合贴胶机构进行电芯第二侧的贴胶带处理；
[0061]S108、令电芯抓取机构的夹电芯中心携带电芯向后翻转地动作至成品电芯取走工位，以配合取电芯机构将电芯取走；
[0062]S109、令电芯抓取机构的夹电芯中心向前翻转180度。
[0063]如此循环往复，不断地进行步骤SlOl到S109的动作。
[0064]需要说明的是，在仅需要进行第一侧贴胶带处理的情形下，上述的步骤S105、步骤106和步骤S107可以省去；在不需要电芯抓取机构与叠片台配合的配合的情形下，上述的步骤SlOl可以省去。结合参见图1至图6，取决于具体地工作情形，电芯抓取机构95及其夹电芯中心ZO的动作，可以是前后移动、上下移动以及翻转的任何组合形式。举例而言，有些时候，一个动作可以理解为单一的向前移动、前后移动、向上移动、向下移动、向后翻转或向前翻转，有些时候，一个动作可以理解向上翻转与向下移动并向后移动、向前翻转并向后移动。值得一提的是，上述方法步骤中的向前动作、向后动作、向上翻转、向前翻转等只是示例性地说明了一个动作的一个具体方面，并没有将这样的动作的具体细节一一说明。举例而言，可以设想:该电芯翻转工位P2、电芯贴胶带工位P3及成品电芯取走工位P4不是位于由夹电芯中心翻转空间AO所定义的一个竖直平面的圆周上的情形，比如:电芯翻转工位P2与成品电芯取走工位P4不在一个水平面上，又比如:电芯贴胶带工位P3不在由夹电芯中心翻转空间AO所定义的一个竖直平面的圆周上，在这些情形时，夹电芯中心ZO围绕翻转中心Zl进行翻转的时候，就需要同时配合有前后移动和/或上下移动。
[0065]与现有技术相比，本实用新型的电芯制造设备及电芯抓取机构，通过巧妙地设计相互配合的抓持单元951、翻转单元952、上下移动单元953以及水平移动单元954，可以使电芯抓取机构95能够前后移动并能够在竖直面进行翻转地设置在机架上，进而能够与诸如卷绕机构94、贴胶机构96及取电芯机构97之类的其他机构进行配合，从而可以使设备占用空间较小并且可以提高加工效率。
[0066]上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，并非用于限制本实用新型的实施方案，本领域普通技术人员根据本实用新型的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本实用新型的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种电芯制造设备的电芯抓取机构，其特征在于，包括: 一抓持单元，用以抓取电芯； 一翻转单元，用以固定该抓持单元并带动该抓持单元在竖直面进行0-180度范围的翻转; 一上下移动单元，用以固定该翻转单元并带动该翻转单元上下移动；以及 一水平移动单元，其是能够前后移动地固定在一机架上，用以固定该上下移动单元并带动该上下移动单元前后移动。
2.依据权利要求1所述的电芯制造设备的电芯抓取机构，其特征在于，该抓持单元包括固定地设置该翻转单元上的一下手爪和与该下手爪相配合的一上手爪，该上手爪能够相对该下手爪做张开/闭合的动作。
3.依据权利要求2所述的电芯制造设备的电芯抓取机构，其特征在于，该下手爪呈梳齿状，具有并行地间隔开的多个手指。
4.依据权利要求2所述的电芯制造设备的电芯抓取机构，其特征在于，该上手爪呈梳齿状，具有并行地间隔开的多个手指。
5.依据权利要求2所述的电芯制造设备的电芯抓取机构，其特征在于，该上手爪是通过多个导杆来相对该下手爪上下移动而实现张开/闭合的动作的。
6.依据权利要求2所述的电芯制造设备的电芯抓取机构，其特征在于，该上手爪是由气缸驱动的。
7.依据权利要求1所述的电芯制造设备的电芯抓取机构，其特征在于，该翻转单元设有与该抓持单元相配合的一翻转轴和用以驱动该翻转轴的一减速机，其中该减速机为轴心中空的一空心的减速机，该翻转轴是穿设在该空心的减速机的轴心处。
8.依据权利要求1所述的电芯制造设备的电芯抓取机构，其特征在于，该上下移动单元包括上下延伸的一竖直导轨、可上下移动装设在该竖直导轨上的一竖直滑块以及用以驱动该竖直滑块动作的一竖直驱动装置；其中该翻转单元是固定在该竖直滑块上。
9.依据权利要求1所述的电芯制造设备的电芯抓取机构，其特征在于，该水平移动单元包括前后延伸的一水平导轨、可前后移动装设在该水平导轨上的一水平滑块以及用以驱动该水平滑块动作的一水平驱动装置；其中该上下移动单元是固定在该水平滑块上。
10.一种电芯制造设备，其特征在于，该电芯制造设备包括如权利要求1至9任一项所述的电芯抓取机构。
【文档编号】H01M10/04GK204118187SQ201420654253
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】谢启阳 申请人:深圳市富泰顶精密机械有限公司