一种电芯滚槽设备的制作方法

本发明涉及电芯生产机械自动化技术领域，特别是涉及一种电芯滚槽设备。

背景技术：

随着社会不断发展和科技不断进步，机械自动化生产已经成为发展趋势，并逐渐代替传统的手工劳动，为企业可持续发展注入新的动力源。因此，电芯生产制造企业也需要与时俱进，通过转型升级，积极推进技术改造，大力发展机械自动化生产，从而提高企业的“智造”水平，实现企业的可持续发展。

如图1所示，其为一种电芯治具组合体20的结构图，电芯治具组合体20包括治具21及放置于治具21上的电芯22。在实际的生产过程中，需要对电芯22的外侧壁进行滚槽操作，从而在外侧壁形成一道凹槽23。为了更好的对电芯22进行保护，在运输的过程中需要将电芯22放置于治具21上，在对电芯22进行滚槽操作前，需要将电芯22脱离于治具21，在对电芯22进行滚槽操作后，需要重新将电芯22放置于治具21上。如何更好、更稳定的对电芯22进行滚槽操作，如何在对电芯22进行滚槽操作的前后实现电芯22与治具21的分离及组合，从而提高设备的机械自动化水平，这是企业的研发人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种电芯滚槽设备，更好、更稳定的对电芯进行滚槽操作，在对电芯进行滚槽操作的前后实现电芯与治具的分离及组合，从而提高设备的机械自动化水平。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种电芯滚槽设备，包括：上料半封闭环形流水线、电芯治具分离机构、电芯滚槽机构、电芯治具组合机构、下料半封闭环形流水线，所述上料半封闭环形流水线、电芯滚槽机构及下料半封闭环形流水线依序设置，所述电芯治具分离机构衔接于所述上料半封闭环形流水线与所述电芯滚槽机构之间，所述电芯治具组合机构衔接于所述电芯滚槽机构与所述下料半封闭环形流水线之间；

所述电芯治具分离机构包括第一转料装置、第二转料装置及第三转料装置，所述上料半封闭环形流水线具有入料端及治具回收端；

所述第一转料装置具有弧形转料通道，所述第二转料装置具有圆形转料通道，所述入料端与所述治具回收端之间通过弧形转料通道及圆形转料通道贯通，所述第一转料装置包括电芯治具上料转盘，所述电芯治具上料转盘边缘开设有电芯治具切离凹槽，所述弧形转料通道环绕于所述电芯治具上料转盘边缘设置；

所述第二转料装置包括电芯治具分离凸轮、电芯治具分离转盘、电芯顶出杆及电芯固定块，所述圆形转料通道环绕于所述电芯治具分离转盘边缘设置，所述电芯固定块固定于所述电芯治具分离转盘的边缘，所述电芯顶出杆沿竖直方向升降安装于所述电芯治具分离转盘上，所述电芯顶出杆一端抵持于所述电芯治具分离凸轮上，另一端与所述电芯固定块对应；

所述第三转料装置包括电芯上料转盘及电芯卡位块，所述电芯卡位块固定于所述电芯上料转盘的边缘，所述电芯卡位块与所述电芯固定块的结构相同；所述电芯固定块与所述电芯卡位块分别通过所述电芯治具分离转盘和所述电芯上料转盘转动形成相切式配合；

其中，所述上料半封闭环形流水线与所述下料半封闭环形流水线的结构相同，所述电芯治具分离机构与所述电芯治具组合机构的结构部分相同，所述电芯治具分离机构与所述电芯治具组合机构的区别点在于：将所述电芯治具分离机构的所述电芯顶出杆替换为所述电芯治具组合机构的电芯下压杆。

在其中一个实施例中，所述上料半封闭环形流水线上设有治具扩距装置。

在其中一个实施例中，所述治具扩距装置包括：驱动电机、传动部、渐开线变距螺杆，所述驱动电机通过所述传动部驱动所述渐开线变距螺杆转动。

在其中一个实施例中，所述传动部具有相互啮合的主动齿轮与从动齿轮，所述主动齿轮设于所述驱动电机的输出端，所述从动齿轮设于所述渐开线变距螺杆的一端。

在其中一个实施例中，所述渐开线变距螺杆的侧壁开设有渐开线式螺旋槽，所述渐开线式螺旋槽的槽间距由所述渐开线变距螺杆的一端向另一端逐渐变大或变小。

在其中一个实施例中，所述下料半封闭环形流水线上设有治具缩距装置，所述治具缩距装置与所述治具扩距装置的结构相同。

本发明的电芯滚槽设备，通过设置上料半封闭环形流水线、电芯治具分离机构、电芯滚槽机构、电芯治具组合机构、下料半封闭环形流水线，并对各个结构进行优化设计，更好、更稳定的对电芯进行滚槽操作，在对电芯进行滚槽操作的前后实现电芯与治具的分离及组合，从而提高设备的机械自动化水平。

附图说明

图1为一种电芯治具组合体的结构图；

图2为本发明一实施例的电芯滚槽设备的结构图；

图3为图2所示的上料半封闭环形流水线与电芯治具分离机构的配合结构图；

图4为图3所示的第二转料装置的结构图；

图5为图2所示的电芯滚槽机构的结构图；

图6为图5所示的电芯滚槽装置的结构图；

图7为图5所示的电芯顶升装置的结构图；

图8为图2所示的治具扩距装置的结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图2所示，一种电芯滚槽设备10，包括：上料半封闭环形流水线100、电芯治具分离机构200、电芯滚槽机构300、电芯治具组合机构400、下料半封闭环形流水线500。上料半封闭环形流水线100、电芯滚槽机构300及下料半封闭环形流水线500依序设置，电芯治具分离机构200衔接于上料半封闭环形流水线100与电芯滚槽机构300之间，电芯治具组合机构400衔接于电芯滚槽机构300与下料半封闭环形流水线500之间。

电芯滚槽设备10的工作原理如下：

电芯治具在上料半封闭环形流水线100进行上料运输，通过电芯治具分离机构200的作用实现电芯与治具的分离，电芯转移至电芯滚槽机构300，治具则回流至上料半封闭环形流水线100中；

电芯滚槽机构300对电芯的外壳进行滚槽；

电芯滚槽机构300对电芯的外壳滚槽完成后，通过电芯治具组合机构400的作用实现电芯与治具的重新组合，由电芯治具组合机构400带来源源不断的治具与电芯滚槽机构300处的电芯组合成一体，再由电芯治具组合机构400将组合后的电芯治具转移至下一工序。

如图3所示，对电芯治具分离机构200及电芯治具组合机构400进行说明：

电芯治具分离机构200包括第一转料装置210、第二转料装置220及第三转料装置230，上料半封闭环形流水线100具有入料端110及治具回收端120。

第一转料装置210具有弧形转料通道211，第二转料装置220具有圆形转料通道221，入料端110与治具回收端120之间通过弧形转料通道211及圆形转料通道221贯通，第一转料装置210包括电芯治具上料转盘212，电芯治具上料转盘212边缘开设有电芯治具切离凹槽213，弧形转料通道211环绕于电芯治具上料转盘212边缘设置。

如图4所示，第二转料装置220包括电芯治具分离凸轮222、电芯治具分离转盘223、电芯顶出杆224及电芯固定块225。圆形转料通道221环绕于电芯治具分离转盘223边缘设置，电芯固定块225固定于电芯治具分离转盘223的边缘，电芯顶出杆224沿竖直方向升降安装于电芯治具分离转盘223上，电芯顶出杆224一端抵持于电芯治具分离凸轮222上，另一端与电芯固定块225对应。

第三转料装置230包括电芯上料转盘231及电芯卡位块232，电芯卡位块232固定于电芯上料转盘231的边缘，电芯卡位块232与电芯固定块225的结构相同；电芯固定块225与电芯卡位块232分别通过电芯治具分离转盘223和电芯上料转盘231转动形成相切式配合。

其中，上料半封闭环形流水线100与下料半封闭环形流水线500的结构相同，电芯治具分离机构200与电芯治具组合机构400的结构部分相同，电芯治具分离机构200与电芯治具组合机构400的区别点在于：将电芯治具分离机构200的电芯顶出杆224替换为电芯治具组合机构400的电芯下压杆(图未示)。即，电芯顶出杆224将电芯从治具中顶出实现分离，而电芯下压杆将电芯下压至治具中实现组合。

电芯治具分离机构200的工作原理如下：

电芯治具上料转盘212在驱动装置的驱动下发生转动，由电芯治具切离凹槽213将入料端110处的电芯治具组合体带入弧形转料通道211中，在电芯治具上料转盘212的继续转动下，弧形转料通道211中的电芯治具组合体进入到圆形转料通道221中；

电芯治具分离转盘223在驱动装置的驱动下发生转动，电芯固定块225带动圆形转料通道221中的电芯转动，于是，与电芯接触的治具也在圆形转料通道221发生转动；

在电芯治具分离转盘223的继续转动下，电芯顶出杆224跟随电芯治具分离转盘223转动，并通过电芯治具分离凸轮222的作用，促使电芯顶出杆224向上抬升，由于治具的底部形成贯通的通孔，电芯顶出杆224穿过通孔将治具中的电芯顶出至电芯固定块225中，于是，电芯与治具发生分离，紧接着，治具由圆形转料通道221进入到治具回收端120；

电芯上料转盘231在驱动装置的驱动下发生转动，进而带动电芯卡位块232转动，由于电芯固定块225与电芯卡位块232分别通过电芯治具分离转盘223和电芯上料转盘231转动形成相切式配合，在电芯固定块225与电芯卡位块232的接触处，电芯由电芯固定块225转移至电芯卡位块232中，电芯上料转盘231继续转动，将电芯卡位块232中的电芯转移至下一工位；

至此，通过第一转料装置210、第二转料装置220及第三转料装置230的作用，将电芯与治具进行分离，电芯进入到下一个工位，治具则回流至初始位置。

要说明的是，电芯治具组合机构400的工作原理与电芯治具分离机构200的工作原理基本相同，电芯治具分离机构200与电芯治具组合机构400的区别点在于：将电芯治具分离机构200的电芯顶出杆224替换为电芯治具组合机构400的电芯下压杆(图未示)。即，电芯顶出杆224将电芯从治具中顶出实现分离，而电芯下压杆将电芯下压至治具中实现组合。电芯治具组合机构400及电芯治具分离机构200分别对称设于电芯滚槽机构300的两侧。

在电芯治具组合机构400中，电芯滚槽机构300中完成滚槽的电芯在第三转料装置230的作用下到达第二转料装置220处，空的治具在第一转料装置210的作用下也到达第二转料装置220处，在第二转料装置220的作用下实现治具与电芯的组合，并转移至下料半封闭环形流水线500中。

如图5所示，对电芯滚槽机构300进行说明：

电芯滚槽机构300包括：主转动轴310、顶部碗状凸轮320、底部碗状凸轮330、电芯滚槽装置340、电芯顶升装置380。

顶部碗状凸轮320与底部碗状凸轮330分别位于主转动轴310的两端，电芯滚槽装置340固定于主转动轴310上并靠近顶部碗状凸轮320一侧设置，电芯顶升装置350固定于主转动轴310上并靠近底部碗状凸轮330一侧设置。

请同时参阅图5及图6，其中，电芯滚槽装置340包括：压杆组件350、滚刀组件360、压紧轮组件370。

压杆组件350包括：竖直下压滑动块351、旋转设于竖直下压滑动块351上的压杆352、电芯自转驱动部353。竖直下压滑动块351上设有与顶部碗状凸轮320配合的下压轨迹滚轮354，电芯自转驱动部353驱动压杆352旋转。

滚刀组件360包括：滚刀水平滑动块361、旋转设于滚刀水平滑动块361上的滚刀362、滚刀引导轨363。滚刀水平滑动块361上设有与滚刀引导轨363配合的滚刀引导轮364。

压紧轮组件370包括：压紧轮水平滑动块371、旋转设于压紧轮水平滑动块371上的压紧轮372、压紧轮引导轨373。压紧轮水平滑动块371上设有与压紧轮引导轨373配合的压紧轮引导轮374。

其中，滚刀362与压紧轮372分别在滚刀水平滑动块361和压紧轮水平滑动块371的作用下相互靠近或远离运动。

如图7所示，电芯顶升装置380包括：竖直顶升滑动块381、固定于竖直顶升滑动块381上的电芯支撑座382。竖直顶升滑动块381上设有与底部碗状凸轮330配合的顶升轨迹滚轮383。

其中，压杆352与电芯支撑座382分别在竖直下压滑动块351和竖直顶升滑动块381的作用下相互靠近或远离运动。

电芯滚槽机构300的工作原理如下：

竖直顶升滑动块381在底部碗状凸轮330的作用下作升降运动，将电芯顶出至电芯滚槽装置340处；

压杆组件350用于对电芯进行下压并旋转动作，滚刀组件360用于对电芯的外壳进行滚槽，压紧轮组件370用于配合滚刀组件360将滚槽中的电芯进行压紧，防止电芯松脱；

竖直下压滑动块351驱动压杆352作下压动作以顶住电芯的一端，电芯自转驱动部353驱动压杆352旋转，压杆352旋转促使电芯发生旋转；

当滚刀水平滑动块361在主转动轴310带动下到达滚刀引导轨363处时，在滚刀引导轨363的引导下，滚刀水平滑动块361向电芯方向靠近，进而使得设于其上的滚刀362对电芯进行滚槽；

与此同时，压紧轮水平滑动块371在主转动轴310的带动下到达压紧轮引导轨373处，在压紧轮引导轨373的引导下，压紧轮水平滑动块371向电芯方向靠近，进而使得设于其上的压紧轮372紧压电芯的侧壁；

滚刀362与压紧轮372同时靠近并紧压电芯，从而实现电芯的滚槽；

主转动轴310继续转动，竖直下压滑动块351在顶部碗状凸轮320的引导下上升复位，竖直顶升滑动块381在底部碗状凸轮330的引导下下降复位，滚刀水平滑动块361脱离滚刀引导轨363的引导并在弹簧力的作用下使得滚刀362远离电芯，压紧轮水平滑动块371脱离压紧轮引导轨373的引导并在弹簧力的作用下使得压紧轮372远离电芯，各个部件复位，电芯支撑座382将电芯转移至下一个工位，主转动轴310每旋转一周，实现一次电芯的上料、滚槽及下料。

如图2所示，进一步的，上料半封闭环形流水线100上设有治具扩距装置600，下料半封闭环形流水线500上设有治具缩距装置700，治具缩距装置700与治具扩距装置600的结构相同，治具扩距装置600用于对上料半封闭环形流水线100上的彼此紧挨的电芯治具进行扩距产生间隔，治具缩距装置700用于对下料半封闭环形流水线500上的彼此间隔的电芯治具进行缩距靠拢在一起。

如图8所示，具体的，治具扩距装置600包括：驱动电机610、传动部620、渐开线变距螺杆630。驱动电机610通过传动部620驱动渐开线变距螺杆630转动。传动部620具有相互啮合的主动齿轮621与从动齿轮622，主动齿轮621设于驱动电机610的输出端，从动齿轮622设于渐开线变距螺杆630的一端。渐开线变距螺杆630的侧壁开设有渐开线式螺旋槽631，渐开线式螺旋槽631的槽间距由渐开线变距螺杆630的一端向另一端逐渐变大或变小。

假如需要对多个电芯彼此进行扩距，上料半封闭环形流水线100上放置有多个彼此紧密靠拢的电芯治具，多个彼此紧密靠拢的电芯治具在上料半封闭环形流水线100运输下到达治具扩距装置600处，驱动电机610通过传动部620驱动渐开线变距螺杆630转动，由于渐开线变距螺杆630的渐开线式螺旋槽631的槽间距由前端向后端逐渐变大，因此，通过渐开线变距螺杆630的多个电芯治具彼此间距扩大；

同理的，设置于下料半封闭环形流水线500的治具缩距装置700根据实现情况，调节渐开线变距螺杆的放置形式，或者调节驱动电机的转向，便可以实现对电芯治具的缩距。

如图5、图6及图7所示，进一步的，竖直下压滑动块351上还设有下压受力滚轮355，与下压受力滚轮355对应设有下压受力挡板356。同样的，竖直顶升滑动块381上还设有顶升受力滚轮385，与顶升受力滚轮385对应设有顶升受力挡板386。可以理解，当压杆352向下压住电芯时会受到电芯一个向上的反作用力，电芯支撑座382向上顶住电芯时会受到电芯一个向下的反作用力，此反作用力较大，容易对下压轨迹滚轮354及顶升轨迹滚轮383造成影响，使得下压轨迹滚轮354发生断裂或在顶部碗状凸轮320上跑偏，使得顶升轨迹滚轮383发生断裂或在底部碗状凸轮330上跑偏。通过设置下压受力滚轮355及下压受力挡板356，顶升受力滚轮385及顶升受力挡板386，可以较好的承受反作用力的作用，使得设备可以更加稳定的运行。

如图7所示，进一步的，对于电芯顶升装置380，竖直顶升滑动块381上还设有电芯固定座387，电芯固定座387位于电芯支撑座382一侧，电芯固定座387具有电芯包裹弧形槽388，电芯包裹弧形槽388的槽底设有电芯吸附磁铁(图未示)。当电芯被放置于电芯支撑座382，电芯包裹弧形槽388将圆柱体电芯包裹，防止电芯在滚槽时因受力不均匀而发生侧倾，电芯吸附磁铁则可以进一步将电芯紧紧吸附于电芯包裹弧形槽388内，提高了电芯在滚槽时的稳定性。

本发明的电芯滚槽设备10，通过设置上料半封闭环形流水线100、电芯治具分离机构200、电芯滚槽机构300、电芯治具组合机构400、下料半封闭环形流水线500，并对各个结构进行优化设计，更好、更稳定的对电芯进行滚槽操作，在对电芯进行滚槽操作的前后实现电芯与治具的分离及组合，从而提高设备的机械自动化水平。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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。