一种自动装电芯的设备及使用方法与流程

本发明属于机械自动控制领域，尤其涉及一种自动装电芯的设备及使用方法。

背景技术：

目前，公知的自动化装圆形电芯的设备构造都是6轴机械臂，但是6轴机械臂由笨重的夹具装置、高清CCD、高精度导轨、复杂的PLC编程以及各种机械机构组合而成。此方案设计复杂、成本高、对人员的技术要求高、型号更换时间长、同时后续维护不便、需要配套制作各种工装夹具。

本申请人申请的发明专利201610587204.9公开了“一种自动装电芯装置”解决了设计复杂、成本高、对人员的技术要求高、型号更换时间长的问题，但是此方案中，一次只能打入一个电芯，装电芯的效率有待提高。

技术实现要素：

有鉴于此，为了克服现有技术的不足，本发明提供一种自动装电芯的设备，采用导轨加气缸运输电芯的方式来替代6轴机器人，底座采用X轴和Y轴可PLC编程的简单机械结构来代替机器人和CCD定位的方式，结构简单且成本低，此外，能够按照设定的批次打入一个或多个电芯，提高了生产效率。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自动装电芯的设备，该设备包括传送轨道，在所述传送轨道一端的上方设有电芯投入装置，在所述传送轨道的另一端设有电芯安装装置，其中，

所述电芯安装装置包括推板装置和阻挡块，所述推板装置安装在所述传送轨道的一侧，所述推板装置在推气缸装置的带动下能够沿着所述传送轨道上表面的宽度方向运动；所述阻挡块安装在所述传送轨道的另一侧，所述阻挡块在第一气缸的带动下能够沿着垂直于所述传送轨道的上表面运动；所述传送轨道与所述阻挡块相邻的一侧设有分料筛网，所述分料筛网在第二气缸的带动下能够沿着所述传送轨道下表面的宽度方向运动；所述分料筛网的上方设有压紧气缸，所述分料筛网的下方设有旋转机构，所述旋转机构能够在PLC的控制下，由第三电机带动所述旋转机构转动，所述旋转机构为永磁体；

所述推气缸装置、所述第一气缸、所述第二气缸和所述压紧气缸与电磁阀相连接，所述电磁阀连接于所述PLC。

进一步，所述压紧气缸有两个，沿着所述分料筛网运动方向设置，位于所述旋转机构的两侧上方，并设于所述分料筛网的上方。

进一步，所述旋转机构的下方设有电芯支架，所述电芯支架设置在工作台上，所述工作台在X轴电机和Y轴电机的带动下，沿水平方向或竖直方向运动；所述X轴电机、所述Y轴电机连接于所述PLC，所述工作平台下方设有第一箱体。所述PLC设于第一箱体内。

进一步，所述推板装置由一块推板或多块推板组成。

进一步，所述推气缸装置由一个推气缸或多个推气缸组成，所述推气缸的数量与推板数量相同，所述推气缸连接对应的所述推板。

进一步，所述电芯投入装置包括第一斜面、第二斜面和滚轮，所述第一斜面和所述第二斜面设置在所述滚轮的两侧，所述电芯投入装置的下方设有第二箱体。

进一步，所述滚轮在PLC的控制下，由第一电机带动所述滚轮转动。

进一步，所述滚轮上设有多个配合电芯的凹槽。凹槽的设置能够很好的将电芯稳定的送入传送轨道。

进一步，所述第二箱体的外表面上设有控制显示屏,所述控制显示屏连接于PLC。

本发明还提供一种使用自动装电芯的设备的方法，包括以下步骤：

1)将一盒电芯置入电芯投入装置的第一斜面和第二斜面上，第一电机带动滚轮转动，并将第一斜面和第二斜面上的电芯输送到传送轨道上；

2)传送轨道在PLC的控制下，由第二电机带动，沿水平方向运动，将电芯输送到电芯安装装置处，传送轨道停止运转；

3)当推气缸装置为一个推气缸时，

阻挡块在第一气缸的带动下，垂直于传送轨道向上运动；分料筛网在第二气缸的带动下从传送轨道的下表面被推送到旋转机构的下方，推气缸带动推板推动多个电芯横穿传送轨道，直至电芯穿过分料筛网落入旋转机构上，旋转机构将电芯紧紧吸住；推板在推气缸的带动下收回到原始位置，传送轨道在第二电机带动下开始运转将传送轨道后端的电芯输送到电芯安装处，分料筛网在第二气缸的带动下收到传送轨道的下表面；旋转机构在第三电机的带动下向前旋转90度或向后翻转90度，从而使电芯的正或负极按照要求设置；工作台上的电芯支架通过PLC的控制，在X轴电机和Y轴电机的带动下，沿水平方向或竖直方向运动到设定位置；

对应的压紧气缸按照要求将设置的电芯打入电芯支架中；

4)当推气缸装置为多个时；

41)阻挡块在第一气缸的带动下，垂直于传送轨道向上运动；分料筛网在第二气缸的带动下从传送轨道的下表面被推送到旋转机构的下方，根据PLC中设置好的相应位置的推气缸推动与之连接的推板，每一个被推动的电芯对应一个单独的推气缸和推板，推气缸装置的所有单个推气缸同时推动电芯，被推动的电芯横穿传送轨道，相应的电芯穿过分料筛网落入旋转机构上，旋转机构将电芯紧紧吸住；被推出的推板在相应的推气缸的带动下收回到原始位置，分料筛网在第二气缸的带动下收到传送轨道的下表面；旋转机构在第三电机的带动下向前旋转90度或向后翻转90度，从而使电芯的正或负极按照要求设置；工作台通过所述PLC的控制，在X轴电机和Y轴电机的带动下，沿水平方向或竖直方向运动到设定位置；

对应的压紧气缸将按照要求将设置的电芯打入电芯支架中；

42)阻挡块在第一气缸的带动下，垂直于传送轨道向上运动；分料筛网在第二气缸的带动从传送轨道的下表面被推送到旋转机构的下方，根据PLC中设置好的相应位置的推气缸推动与之连接的推板，每一个被推动的电芯对应一个单独的推气缸和推板，在单个推气缸的推动下，被推动的电芯横穿传送轨道，相应的电芯穿过分料筛网落入旋转机构上，旋转机构将电芯紧紧吸住；被推出的推板在相应的推气缸的带动下收回到原始位置，分料筛网在第二气缸的带动下收到传送轨道的下表面；旋转机构在第三电机的带动下向前旋转90度或向后翻转90度，从而使电芯的正或负极按照要求设置；工作台通过所述PLC的控制，在X轴电机和Y轴电机的带动下，沿水平方向或竖直方向运动到设定位置；

对应的压紧气缸按照要求将设置的电芯打入电芯支架中；

接着，分料筛网在第二气缸的带动下从传送轨道的下表面被推送到旋转机构的下方，其余的推气缸推动与之连接的推板推动剩余的电芯横穿传送轨道，剩余的电芯穿过分料筛网落入旋转机构上；旋转机构将电芯紧紧吸住；被推出的推板在相应的推气缸的带动下收回到原始位置，分料筛网在第二气缸的带动下收到传送轨道的下表面；传送轨道在第二电机带动下开始运转将传送轨道后端的电芯输送到电芯安装处，旋转机构在第三电机的带动下朝相反的方向翻转90度，从而使剩余的电芯的正或负极按照要求设置；工作台上的电芯支架通过所述PLC的控制，在X轴电机和Y轴电机的带动下，沿水平方向或竖直方向运动到设定位置；

工作台的X轴电机和Y轴电机将电芯支架的电池孔移动到设定好的位置，对应的另一个压紧气缸将按照要求设置的剩余的电芯打入电芯支架中。

本发明的有益效果为：该自动装电芯的设备是一种新型的前卫的自动化电芯设备，不仅能够减少成本，同时还能提升安装效率缩短产品的换线时间，一般人员经过适当的培训就可进行相应的操作，最大限度的从设备成本、人力成本、效率成本等方面进行革命性的改善。

附图说明

图1为一种自动装电芯的设备的立体结构示意图；

图2为推气缸装置为十个推气缸时的俯视结构示意图；

图3为推气缸装置为一个推气缸时的俯视结构示意图；

图4为分料筛网推出的结构示意图；

图5为图4中圆框A处的放大示意图；

图6为分料筛网收回的结构示意图；

图7为图6中圆框B处的放大示意图；

图8为压紧气缸打入电芯的结构示意图；

图9为图8中圆框C处的放大示意图；

其中，1、电芯投入装置；101、第一斜面；102、第二斜面；103、滚轮；1031、凹槽；2、传送轨道；3、电芯安装装置；301、推板装置；302、阻挡块；303、分料筛网；304、旋转机构；4041、第一压紧气缸；4042、第二压紧气缸；401、推气缸装置；402、第一气缸；403、第二气缸；6、电芯支架；7、控制显示屏；8、第一箱体；9、第二箱体；501、第一电机；503、第三电机；504、X轴电机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种自动装电芯的设备，该设备包括传送轨道2，在传送轨道2一端的上方设有电芯投入装置1，在传送轨道2的另一端设有电芯安装装置3，其中，

如图2-图5所示，电芯安装装置3包括推板装置301和阻挡块302，推板装置301安装在传送轨道2的一侧，推板装置301在推气缸装置401的带动下能够沿着传送轨道2上表面的宽度方向运动；推板装置301能够推动传送轨道2上面的电芯，并且传送轨道2上电芯的正极或负极分别沿着传送轨道2的长度方向排列，电芯投入装置1由滚轮103带动向传送轨道2输送电芯，而滚轮103的转动速度为定值，即电芯在传送轨道2上为等距分布；此外推气缸装置401与电磁阀相连接，而电磁阀由PLC控制，且推气缸装置401上设有传感器，传感器将推气缸装置401的位置信号发送给PLC，PLC将控制信号发送给电磁阀，电磁阀控制推气缸装置401的推动或缩回。

阻挡块302安装在传送轨道2的另一侧，即与推板301相对的一侧，阻挡块302在第一气缸402的带动下能够沿着垂直于传送轨道2的上表面运动；如图3和图4所示，传送轨道2与阻挡块302相邻的一侧设有分料筛网303，分料筛网303在第二气缸403的带动下能够沿着传送轨道2下表面的宽度方向运动；分料筛网303的上方设有压紧气缸，分料筛网303的下方设有旋转机构304，旋转机构304能够在PLC的控制下，由第三电机503带动旋转机构304转动；其中，旋转机构304为永磁体，能够将电芯牢牢的吸住，以至于旋转机构304在旋转的过程中电芯不会脱落。

阻挡块302的作用为：1)在电芯的传送阶段，防止电芯脱离传送轨道2；2)在电芯打入电芯支架阶段，在第一气缸402的带动下能够垂直传送轨道2的上面上下运动，从而给由推板301推送的电芯留出运动空间。

分料筛网303的作用为：因为分料筛网303上面设有导向槽，能够将电芯等间距的分配到旋转机构304上。

第一气缸402与电磁阀相连接，而电磁阀由PLC控制，且第一气缸402上设有传感器，传感器将第一气缸402的位置信号发送给PLC，PLC将信号发送给电磁阀，由电磁阀控制第一气缸402上下运动，从而控制阻挡块302在传送轨道2的上表面上下运动。

第二气缸403与电磁阀相连接，而电磁阀由PLC控制，且第二气缸403上设有传感器，传感器将第二气缸403的位置信号发送给PLC，PLC将控制信号发送给电磁阀，由电磁阀控制第二气缸403的推动或缩回，从而控制分料筛网303的推动或缩回。分料筛网303能够缩回到传送轨道2的下表面，能够有效的节约空间，且自动化程度高。此外分料筛网303和推板301的运动方式相同，分料筛网303在传送轨道2的下表面沿着传送轨道2的宽度方向来回运动，推板301在传送轨道2的上表面沿着传送轨道2的宽度方向来回运动。但是分料筛网303伸出超出传送轨道2，分料筛网303超出的长度应该与电池的长度方向相一致。

如图2、图6-图9所示，压紧气缸有两个分别为第一压紧气缸4041和第二压紧气缸4042，因为旋转机构304在向前旋转90度或向后翻转90度时，会存在一个前后的位置差，故设有第一压紧气缸4041和第二压紧气缸4042。第一压紧气缸4041和第二压紧气缸4042沿着分料筛网303运动方向设置，位于旋转机构304的两侧上方，并设于分料筛网303的上方，即设于当分料筛网303从传送轨道2的下表面伸出时的上方。

压紧气缸与电磁阀相连接，而电磁阀由PLC控制，且压紧气缸上设有传感器，传感器将压紧气缸的位置信号发送给PLC，PLC将控制信号发送给电磁阀，电磁阀控制压紧气缸上下运动，从而将电芯打入电芯支架中。

旋转机构304向前旋转90度或向后翻转90度，目的为：转动电芯，从而能够使电芯正极朝上，或使电芯负极朝上。

推气缸装置401、第一气缸402、第二气缸403和压紧气缸与电磁阀相连接，电磁阀连接于PLC。

旋转机构304的下方设有电芯支架6，电芯支架6设置在工作台上，工作台在X轴电机504和Y轴电机(图中未示)的带动下，沿着水平方向或竖直方向运动，X轴电机504、Y轴电机连接与PLC，工作台下方设有第一箱体8，电磁阀设于第一箱体(8)内。

推板装置301由一块推板或多块推板组成。

推气缸装置401由一个推气缸或多个推气缸组成，推气缸的数量与推板数量相同，推气缸连接对应的推板。

当推板装置301由多个推板构成时，即表明，每个电芯连有一个推气缸和推板，每个电芯在每个推气缸和推板的推动下，能够独立运动，从而能够满足同一批在传送轨道位于电芯安装装置处的电芯，根据不同正负极的要求分一次或两次推动电芯。

当推板装置301由一个推板构成时即表明，多个电芯共用一个推气缸和一个推板，当推板推动时，多个电芯一起横跨传送轨道2，并且单次被推动电芯都为正极或负极。

电芯投入装置1包括第一斜面101、第二斜面102和滚轮103，第一斜面101和第二斜面102设置在滚轮103的两侧，电芯投入装置1的下方设有第二箱体9。

滚轮103在PLC的控制下，由第一电机501带动滚轮103转动，滚轮103为匀速运动。

第一斜面101和第二斜面102在滚轮103的一侧与水平面的夹角大于10度而小于90度。此斜面设置，在重力的作用下，电芯能够自动的滚入滚轮103中，不需要添加额外的动力。

此为滚轮103上设有多个配合电芯的凹槽1031，凹槽1031能够卡住单个电芯，当凹槽1031转动到垂直下方时，由于电芯自身的重力作用使得电芯掉落在传送轨道2上。

第二箱体9的外表面上设有控制显示屏7，控制显示屏7连接于PLC。此控制显示屏7能够对自动装电芯的设备参数比如X轴、Y轴的坐标数据等进行设定、调节和控制，采用显示屏设置，更加直观，智能化，便于操作。

实施例一

如图3所示，当推气缸装置为一个推气缸时；

一种使用自动装电芯的设备的方法，包括以下步骤：

1)将一盒电芯置入电芯投入装置1的第一斜面101和第二斜面102上，第一电机501带动滚轮103转动，并将第一斜面101和第二斜面102上的电芯输送到传送轨道2上；

2)传送轨道2在PLC的控制下，由第二电机(图中未示)带动，沿水平方向运动，将电芯输送到电芯安装装置3处，传送轨道2停止运转；

3)阻挡块302在第一气缸402的带动下，垂直于传送轨道2向上运动；分料筛网303在第二气缸403的带动下从传送轨道2的下表面被推送到旋转机构304的下方，推气缸带动推板推动多个电芯横穿传送轨道2，直至电芯穿过分料筛网303落入旋转机构304上，旋转机构304将电芯紧紧吸住；推板在推气缸的带动下收回到原始位置，传送轨道2在第二电机(图中未示)带动下开始运转将传送轨道2后端的电芯输送到电芯安装处，分料筛网303在第二气缸403的带动下收到传送轨道2的下表面；旋转机构304在第三电机503的带动下向前旋转90度或向后翻转90度，从而使电芯的正或负极按照要求设置；工作台上的电芯支架6通过PLC的控制，在X轴电机504和Y轴电机(图中未示)的带动下，沿水平方向或竖直方向运动到设定位置；

对应的压紧气缸按照要求将设置的电芯打入电芯支架6中；

实施例二

如图2所示，推气缸装置401为十个推气缸组成；

一种使用自动装电芯的设备的方法，包括以下步骤：

1)将一盒电芯置入电芯投入装置1的第一斜面101和第二斜面102上，第一电机501带动滚轮103转动，并将第一斜面101和第二斜面102上的电芯输送到传送轨道2上；

2)传送轨道2在PLC的控制下，由第二电机(图中未示)带动，沿水平方向运动，将电芯输送到电芯安装装置3处，传送轨道2停止运转；

3)阻挡块302在第一气缸402的带动下，垂直于传送轨道2向上运动；分料筛网303在第二气缸403的带动下从传送轨道2的下表面被推送到旋转机构304的下方，根据PLC中设置好的相应位置的推气缸推动与之连接的推板，十个被推动的电芯分别对应十个单独的推气缸和推板，推气缸装置401的十个推气缸同时推动电芯，被推动的十个电芯横穿传送轨道2，相应的十个电芯穿过分料筛网303落入旋转机构304上，旋转机构304将电芯紧紧吸住；被推出的推板在相应的推气缸的带动下收回到原始位置，分料筛网303在第二气缸403的带动下收到传送轨道2的下表面；旋转机构304在第三电机503的带动下向前旋转90度或向后翻转90度，从而使电芯的正或负极按照要求设置；工作台通过所述PLC的控制，在X轴电机504和Y轴电机(图中未示)的带动下，沿水平方向或竖直方向运动到设定位置；对应的压紧气缸将按照要求将设置的电芯打入电芯支架6中。

实施例三

如图2所示，推气缸装置401为十个推气缸组成；

一种使用自动装电芯的设备的方法，包括以下步骤：

1)将一盒电芯置入电芯投入装置1的第一斜面101和第二斜面102上，第一电机501带动滚轮103转动，并将第一斜面101和第二斜面102上的电芯输送到传送轨道2上；

2)传送轨道2在PLC的控制下，由第二电机(图中未示)带动，沿水平方向运动，将电芯输送到电芯安装装置3处，传送轨道2停止运转；

3)阻挡块302在第一气缸402的带动下，垂直于传送轨道2向上运动；分料筛网303在第二气缸403的带动从传送轨道2的下表面被推送到旋转机构304的下方，根据PLC中设置好的相应位置的推气缸推动与之连接的推板，每一个被推动的电芯对应一个单独的推气缸和推板，在单个推气缸的推动下，被推动的电芯(如第一电芯、第三电芯、第五电芯、第七电芯、第九电芯)横穿传送轨道2，相应的电芯(如第一电芯、第三电芯、第五电芯、第七电芯、第九电芯)穿过分料筛网303落入旋转机构304上，旋转机构304将电芯(如第一电芯、第三电芯、第五电芯、第七电芯、第九电芯)紧紧吸住；被推出的推板在相应的推气缸的带动下收回到原始位置，分料筛网303在第二气缸403的带动下收到传送轨道2的下表面；旋转机构304在第三电机503的带动下向前旋转90度或向后翻转90度，从而使电芯的正或负极按照要求设置；工作台通过所述PLC的控制，在X轴电机504和Y轴电机(图中未示)的带动下，沿水平方向或竖直方向运动到设定位置；

对应的压紧气缸(第一压紧气缸4041或第二压紧气缸4042)按照要求将设置的电芯(如第一电芯、第三电芯、第五电芯、第七电芯、第九电芯)打入电芯支架6中；

接着，分料筛网303在第二气缸403的带动下从传送轨道2的下表面被推送到旋转机构304的下方，其余的推气缸推动与之连接的推板推动剩余的电芯(如第二电芯、第四电芯、第六电芯、第八电芯、第十电芯)横穿传送轨道2，剩余的电芯(如第二电芯、第四电芯、第六电芯、第八电芯、第十电芯)穿过分料筛网303落入旋转机构304上；旋转机构304将电芯(如第二电芯、第四电芯、第六电芯、第八电芯、第十电芯)紧紧吸住；被推出的推板在相应的推气缸的带动下收回到原始位置，分料筛网303在第二气缸403的带动下收到传送轨道2的下表面；传送轨道2在第二电机502带动下开始运转将传送轨道2后端的电芯输送到电芯安装处，旋转机构304在第三电机503的带动下朝相反的方向翻转90度，从而使剩余的电芯的正或负极按照要求设置；工作台上的电芯支架6通过所述PLC的控制，在X轴电机504和Y轴电机(图中未示)的带动下，沿水平方向或竖直方向运动到设定位置；

工作台的X轴电机504和Y轴电机(图中未示)将电芯支架6的电池孔移动到设定好的位置，对应的压紧气缸(第二压紧气缸4041或第一压紧气缸4042)将按照要求设置的剩余的电芯(如第二电芯、第四电芯、第六电芯、第八电芯、第十电芯)打入电芯支架6中。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，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。