圆柱电芯高速剥皮机的制作方法

本发明涉及到汽车动力电池技术领域，特别是涉及到一种圆柱电芯高速剥皮机。

背景技术：

随着社会的发展，人们对环境污染意识越来越高，新能源汽车的需求不断增加，电芯作为汽车动力的电储能元件被广泛使用，但人工剥皮会出现剥皮不良的情况，并且剥皮速度过慢。本发明专利描述就是一种生产汽车电池包时对电芯过程绝缘皮进行高速剥离的机构，并且提高对电芯绝缘皮剥皮的良率。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种圆柱电芯高速剥皮机，旨在解决圆柱电芯剥皮不良，浪费人力资源问题。

本发明提出一种圆柱电芯高速剥皮机，包括主轴机构、切割机构和剥皮机构；主轴机构包括主轴框架、电芯流道机构和驱动装置；切割机构包括端线切割机构和中线切割机构；剥皮机构包括端皮剥离机构和中段剥离机构；端线切割机构对圆柱电芯端皮切割；中线切割机构对圆柱电芯中线切割；端皮剥离机构对圆柱电芯端皮剥离；中段剥离机构对圆柱电芯中部剥离；切割机构、中段剥离机构和端皮剥离机构沿着圆柱电芯移动方向依次排列，电芯流道机构与主轴框架固定连接；驱动装置驱动电芯流道机构。

进一步地，圆柱电芯高速剥皮机还包括剥皮不良排出机构，剥皮不良排出机构包括位移式精准检测装置、排列储存装置和吹气装置；排列储存装置的入口与吹气装置的出口相对；排列储存装置和吹气装置分别设于移载流道的两侧；位移式精准检测装置位于电芯流道机构带动的圆柱电芯的上方且位移式精准检测装置与吹气装置沿圆柱电芯移动方向依次排列。

进一步地，电芯流道机构包括进料机构、移载流道、移载链、出料机构；进料机构与移载流道的进料口连接，出料机构与移载流道的出料口连接；移载链设于移载流道内；移载链包括两条，第一条移载链上设有凹槽，凹槽底部设有通孔，第一条移载链带动圆柱电芯经过端线切割机构、中线切割机构和中段剥离机构；第二条所述移载链通过圆柱电芯的中部带动圆柱电芯移动，第二条移载链带动圆柱电芯经过端皮剥离机构。

进一步地，端线切割机构包括第一激光器、定位旋转机构和第一驱动装置；第一激光器与第一驱动装置固定连接；第一激光器对圆柱电芯表皮的两端环形切割；第一驱动装置驱动第一激光器上下及水平方向移动；定位旋转机构与第一驱动装置固定连接；定位旋转机构带动圆柱电芯自转。

进一步地，中线切割机构包括第二激光器、第三激光器、第二升降机和第三升降机；第二激光器与第二升降机连接，第三激光器与第三升降机连接；第二升降机在第三升降机的上方，且第二激光器与第三激光器相对；第二激光器位于圆柱电芯的上方，第三激光器位于圆柱电芯的下方；第二激光器与第三激光器对圆柱电芯的中部直线切割。

进一步地，中段剥离机构包括组合吹气嘴、电芯自转器、剥皮刀、第二驱动装置以及废料斗；第二驱动装置与电芯自转器固定连接；电芯自转器带动圆柱电芯自转；组合吹气嘴设于圆柱电芯的上方；剥皮刀位于移载链的下方且位于电芯自转器的下方。

进一步地，端皮剥离机构包括第一吹气嘴、第二吹气嘴、压紧装置、第一推进器，第二推进器；第一吹气嘴、第二吹气嘴和压紧装置位于移载链带动的圆柱电芯的上方；第一推进器和第二推进器位于移载链带动的圆柱电芯的的两侧，且第一吹气嘴位于第一推进器上方，第二吹气嘴位于第二推进器上方，压紧装置压紧移载链带动的圆柱电芯。

进一步地，压紧装置包括压紧气缸和压紧块；压紧块位于压紧气缸的底端，且压紧块与压紧气缸的活塞杆连接。

进一步地，剥皮不良排出机构还包括支撑装置，支撑装置位于排列储存装置的底部，且与排列储存装置固定连接。

进一步地，位移式精准检测装置包括支撑架、颜色感应器和移动气缸；支撑架包括支撑底座和支撑板，支撑板与支撑底座下方固定连接，移动气缸与支撑底座固定连接，颜色感应器与移动气缸的活塞杆固定连接。

本发明有益效果：可以提高圆柱电芯剥皮的速度，提高圆柱电芯剥皮的良率并且节省人力资源。

附图说明

图1本发明圆柱电芯高速剥皮机一实施例的结构示意图；

图2本发明圆柱电芯高速剥皮机中剥皮不良排出机构一实施例的结构示意图；

图3本发明圆柱电芯高速剥皮机中电芯流道机构一实施例的结构示意图；

图4本发明圆柱电芯高速剥皮机中端线切割机构一实施例的结构示意图；

图5本发明圆柱电芯高速剥皮机中定位旋转机构一实施例的结构示意图；

图6本发明圆柱电芯高速剥皮机中中线切割机构一实施例的结构示意图；

图7本发明圆柱电芯高速剥皮机中中段剥离机构一实施例的结构示意图；

图8本发明圆柱电芯高速剥皮机中端皮剥离机构一实施例的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

参照图1，提出本发明圆柱电芯高速剥皮机一实施例，包括主轴机构、切割机构和剥皮机构；所述主轴机构包括主轴框架1、电芯流道机构2和驱动装置3；所述切割机构包括端线切割机构4和中线切割机构5；所述剥皮机构包括端皮剥离机构7和中段剥离机构6；所述端线切割机4构对圆柱电芯端皮切割；所述中线切割机构5对所述圆柱电芯中线切割；所述端皮剥离机构7对所述圆柱电芯端皮剥离；所述中段剥离机构6对所述圆柱电芯中部剥离；所述切割机构、所述中段剥离机构6和所述端皮剥离机构7沿着圆柱电芯移动方向依次排列，所述电芯流道机构2与所述主轴框架1固定连接；所述驱动装置3驱动所述电芯流道机构2。可以提高圆柱电芯的剥皮良率，节省人力资源。

在本实施例中，主轴机构的下方还设有废皮回收箱8，用于回收圆柱电芯的废皮，废皮回收箱8与剥离机构相对，在剥离机构的下方，在圆柱电芯经过剥离机构时，剥离的废皮流入废皮回收箱8，方便回收圆柱电芯的废皮，不易造成环境污染；主轴机构的下方还设有底架9，用于支撑整个主轴机构；驱动装置3用于带动电芯流道机构2进行移动，将圆柱电芯运送到各个机构进行剥皮工作。

圆柱电芯高速剥皮机还包括剥皮不良排出机构10，剥皮不良排出机构10包括位移式精准检测装置101、排列储存装置102和吹气装置103；排列储存装置102的入口与吹气装置103的出口相对；排列储存装置102和吹气装置103分别设于电芯流道机构2的两侧；位移式精准检测装置101位于圆柱电芯的上方且位移式精准检测装置101与吹气装置103沿圆柱电芯移动方向依次排列。当圆柱电芯在电芯流道机构2内移动时，圆柱电芯通过位移式精准检测装置101，位移式精准检测101装置检测出剥皮不良的圆柱电芯，吹气装置103可将位移式精准检测装置101检测到的剥皮不良的圆柱电芯吹到排列储存装置102，可以有效的提高圆柱电芯产良率，提高生产效率，并且降低报废率。

电芯流道机构2包括进料机构201、移载流道202、移载链203、出料机构204；进料机构201与移载流道202的进料口连接，出料机构204与移载流道202的出料口连接；移载链203设于移载流道202内；移载链203包括两条，第一条移载链203上设有凹槽，凹槽底部设有通孔，通孔位于圆柱电芯的中部的底部，第一条移载链带动圆柱电芯经过端线切割机构4、中线切割机构5和中段剥离机构6；第二条移载链203通过圆柱电芯的中部带动圆柱电芯移动，第二条移载链带动圆柱电芯经过端皮剥离机构7。圆柱电芯在移载链203的带动下运送到各个工位进行端皮环形切割，圆柱电芯中部直线切割，随后进行端皮剥离和中部剥离，进而可以完成圆柱电芯表皮剥离，全程自动化，可以提高圆柱电芯的剥皮良率，并且节省人力资源。

电芯在移载链203的带动下，首先经过端线切割机构4，端线切割机构4包括第一激光器401、定位旋转机构402和第一驱动装置403；所述第一激光器401与所述第一驱动装置403固定连接；所述第一激光器401对圆柱电芯表皮的两端环形切割；所述第一驱动装置403驱动所述第一激光器401上下及水平方向移动；所述定位旋转机构402与所述第一驱动装置403固定连接；所述定位旋转机构402带动圆柱电芯自转。在本实施例中，定位旋转机构402包括第一主动轮4021和第一从动轮4022，第一主动轮4021和第一从动轮4022通过皮带或链条套设连接，第一主动轮4021带动皮带或链条转动进而带动第一从动轮4022转动，当有圆柱电芯到达端线切割机构4时，第一驱动装置403驱动第一激光器401向下移动，带动定位旋转机构402向下移动，第一从动轮4022通过皮带或链条压紧圆柱电芯，然后第一主动轮4021开始工作带动皮带或链条转动，由于皮带或链条与圆柱电芯之间具有摩擦力，在皮带或链条转动的同时，带动着圆柱电芯自转，在圆柱电芯自转的同时，第一激光器401对圆柱电芯的一端进行端线环形切割，当圆柱电芯的一端切割完成后，驱动装置403带动第一激光器401移动到圆柱电芯的另一端，并且对圆柱电芯的另一端进行端线环形切割。如此可以对圆柱电芯的两端完成端线切割，便于后序对圆柱电芯的端皮剥离。

圆柱电芯在移载链203的带动下，再经过中线切割机构5，中线切割机构5包括第二激光器501、第三激光器502、第二升降机503和第三升降机504；第二激光器501与第二升降机503连接，第三激光器502与第三升降机504连接；第二升降机503在第三升降机504的上方，且第二激光器501与第三激光器502相对；第二激光器501位于进行中线切割圆柱电芯的上方，第三激光器502位于进行中线切割圆柱电芯的下方；第二激光器501与第三激光器502对圆柱电芯的中部直线切割。如此可以对圆柱电芯的中线完成直线切割，产生中线切口，便于后序圆柱电芯中段表皮的剥离。

圆柱电芯在移载链203的带动下，随后又经过中段剥离机构6，中段剥离机构6包括组合吹气嘴601、电芯自转器602、剥皮刀603、第二驱动装置604；所述第二驱动装置604与电芯自转器602固定连接；电芯自转器602带动中段剥皮的圆柱电芯自转；组合吹气嘴601设于中段剥皮的圆柱电芯的上方；且剥皮刀603位于移载链203的下方。在本实施例中，剥皮刀603包括第一剥皮刀和第二剥皮刀，第一剥皮刀与第二剥皮刀位于移载链203的下方且位于电芯自转器602的下方；电芯自转器602包括第二主动轮6021、第二从动轮6022和第三从动轮6023，且第二驱动装置604与电芯自转器602固定连接；第二主动轮6021、第二从动轮6022和第三从动轮6023构成一个正三角形，且通过皮带或链条套设在第二主动轮6021、第二从动轮6022和第三从动轮6023的外部，第二从动轮6022和第三从动轮6023与移载链203平行且位于移载链203的上方；第二从动轮6022与第一剥皮刀相对，第三从动轮6023与第二剥皮刀相对。如此可以对圆柱电芯的中段完成中段剥离，并且圆柱电芯经过第一剥皮刀进行中段剥皮，后序又经过第二剥皮刀进行二次剥离，可以使得圆柱电芯的中段表皮剥离的更彻底。

在另一些实施例中，可在移载链203的下方设三个或者四个等剥皮刀603，可以同时对多个圆柱电芯中段的表皮进行剥离，进而提高圆柱电芯的中段剥皮的速率。

圆柱电芯在移载链203的带动下，随后经过端皮剥离机构7，端皮剥离机构7包括第一吹气嘴701、第二吹气嘴702、压紧装置703、第一推进器704，第二推进器705；第一吹气嘴701、第二吹气嘴702和压紧装置703位于移载链203带动的圆柱电芯的上方；第一推进器704和第二推进器705位于移载链203带动的圆柱电芯的的两侧，且沿着圆柱电芯移动方向一次排列，且第一吹气嘴701位于第一推进器704上方，第二吹气嘴702位于第二推进器705上方，压紧装置703压紧移载链203带动的圆柱电芯。在本实施例中，端皮剥离机构还包括支撑架706，支撑架706包括上支撑架7061和两个侧支撑架7062，两个侧支撑架7062平行且相对，两个侧支撑架7062设于上支撑架7061的底端，且位于上支撑架7061的两端，压紧装置703包括压紧气缸7031和压紧块7032；所述压紧块7032位于所述压紧气缸7031的底端，且所述压紧块7032与所述压紧气缸7031的活塞杆连接，包括焊接；当圆柱电芯到达端皮剥离机构7时，移载链203将圆柱电芯先带到第一推进器704处，压紧气缸7031推动压紧气缸的活塞杆向下移动，进而带动与压紧气缸的活塞杆连接的压紧块7032向下移动，压紧块7032压紧圆柱电芯的中段部分，然后第一推进器704推动圆柱电芯的一端，圆柱电芯向第一推进器704的对面移动，在圆柱电芯移动的同时，压紧块7032将圆柱电芯一端的端皮剥离，在圆柱电芯一端的端皮被剥离的同时，第一吹气嘴701将剥离的端皮吹到废皮回收箱8，然后压紧块7032在压紧气缸的活塞杆的带动下向上移动，移载链203将圆柱电芯带到第二推进器705处，压紧气缸7031推动压紧气缸的活塞杆向下移动，进而带动与压紧气缸的活塞杆连接的压紧块7032向下移动，压紧块7032压紧圆柱电芯的中段部分，然后第二推进器705推动圆柱电芯的另一端，圆柱电芯向第二推进器705的对面移动，在圆柱电芯移动的同时，压紧块7032将圆柱电芯的另一端的端皮剥离，在圆柱电芯另一端的端皮剥离的同时，第二吹气嘴702将剥离的端皮吹到废皮回收箱8，此时圆柱电芯两端的端皮都被剥离，且剥离的端皮都流入废皮回收箱8，最后压紧块7032向上移动，圆柱电芯在移载链203的带动下进入剥皮不良排出机构10。如此可以实现对圆柱电芯端皮的剥离，简单快捷，并且可以节省人力资源。

在另一些实施例中，第一推进器704和第二推进器705也可以正相对设置，相应的第一吹气嘴701和第二吹气嘴702也正相对设置，即第一吹气嘴701位于第一推进器704的上方，第二吹气嘴702位于第二推进器705的上方，当圆柱电芯到达端皮剥离机构7时，压紧气缸7031推动压紧气缸的活塞杆向下移动，进而带动与压紧气缸的活塞杆连接的压紧块7032向下移动，压紧块7032压紧圆柱电芯的中段部分，第一推进器704推动圆柱电芯的一端，圆柱电芯向第一推进器704的对面移动，在圆柱电芯移动的同时，压紧块7032将圆柱电芯一端的端皮剥离，在圆柱电芯一端的端皮剥离的同时，第一吹气嘴701将剥离的端皮吹到废皮回收箱8，然后第二推进器705推动圆柱电芯的另一端，圆柱电芯向第二推进器705的对面移动，在圆柱电芯移动的同时，压紧块7032将圆柱电芯的另一端的端皮剥离，在圆柱电芯另一端的端皮剥离的同时，第二吹气嘴702将剥离的端皮吹到废皮回收箱8，此时圆柱电芯两端的端皮都被剥离，且剥离的端皮都流入废皮回收箱8，最后压紧块7032在压紧气缸的活塞杆的带动下向上移动，圆柱电芯在移载链203的带动下进入剥皮不良排出机构10。如此可以实现对圆柱电芯端皮的剥离，简单快捷，并且可以节省人力资源。

圆柱电芯在移载链203的带动下，最后经过剥皮不良排出机构10，圆柱电芯剥皮不良排出机构还包括支撑装置104，支撑装置104包括支撑底板1041和支撑脚板1042，支撑底板1041的一面与排列储存装置102固定连接，支撑底板1041的另一面与支撑脚板1042固定连接，支撑装置104位于排列储存装置102的底部，且与排列储存装置102固定连接，用于支撑整个排列储存装置102。

位移式精准检测装置101包括支撑架1011、颜色感应器1012和移动气缸1013；支撑架1011包括支撑底座和支撑板，支撑底座与支撑板固定连接，构成一个t型，在另一些实施例中，包括两个、三个或者四个等支撑板，支撑板与支撑底座固定连接，可以提高稳固性，移动气缸1013与支撑底座固定连接，颜色感应器1012与移动气缸的活塞杆固定连接，当有圆柱电芯到达位移式精准检测装置101时，移动气缸的活塞杆推动颜色感应器1012向圆柱电芯方向移动，到达圆柱电芯上方时，颜色感应器1012开始工作，由于圆柱电芯的表皮与圆柱电芯表面的颜色不同，所有当检测到剥皮不良的圆柱电芯时，颜色感应器1012就可以检测出，当检测完一组圆柱电芯时，移动气缸的活塞杆带动颜色感应器1012向远离圆柱电芯的方向移动，等待下一组圆柱电芯到达，使用位移式精准检测装置101可以精准的检测到剥皮不良的圆柱电芯，可以节省时间，并且节省人力，也避免了人工检测遗漏剥皮不良的圆柱电芯所产生的误差。

在另一些实施例中，可以在支撑架1011的水平支撑底座上安装颜色感应器1012以及到位传感器，颜色感应器1012以及到位传感器安装于水平支撑底座的下表面，且将竖直支撑板向圆柱电芯方向移动，使得颜色感应器1012和到位传感器处于圆柱电芯的正上方，当到位传感器检测到圆柱电芯时，颜色感应器1012开始工作，对圆柱电芯进行颜色检测，当移载链203移动带动圆柱电芯离开时，到位传感器没有检测到圆柱电芯，颜色感应器1012停止工作，无需支撑架1011来回移动，减少支撑架1011的磨损。

在本实施例中，使用的移载链203可以使圆柱电芯在其上滚动，例如使用多滚筒驱动式带式皮带，到圆柱电芯到达位移式精准检测装置101时，圆柱电芯滚动，若圆柱电芯无法滚动，此时颜色感应器1012只可以检测到圆柱电芯的一部分所造成的误差，当颜色感应器1012无法检测到圆柱电芯的盲区部分时，无法判断盲区部分是否有剥皮不良的现象，因此圆柱电芯滚动一圈为一个周期，颜色感应器1012工作的时间圆柱电芯刚好滚动一个周期，可以对圆柱电芯进行多角度精准的检测。

当颜色感应器1012检测到剥皮不良的圆柱电芯时，颜色感应器会将信号发送给吹气装置103，吹气装置103接收到信号时，吹气电磁阀1031开始工作，其中电磁阀是通过一个电磁线圈来控制阀芯位置，切断或接通气源已达到改变流体流动的目的，来对介质方向进行控制，从而达到对阀门开关的控制。在本实施例中，吹气电磁阀1031可以控制气体的流向，将气体从吹气嘴1032吹出，进一步地，吹气嘴1032将颜色感应器1012检测到剥皮不良的圆柱电芯吹离移载链203，如此可以快速准确地获取剥皮不良的圆柱电芯，人工可以将剥皮不良的圆柱电芯收集起来并且进行二次加工。

排列储存装置102包括储存通道1021、不良流道1022和排列气缸1023，不良流道1022与吹气嘴1032相对，储存流道1021与不良流道1022垂直连接，不良流道1022与储存流道1021连通，储存流道1021与排列气缸1023分别设于不良流道1022的两侧。吹气嘴1032可将剥皮不良的圆柱电芯直接吹入到不良流道1022的终端，进而排列气缸1023可将不良流道1022终端剥皮不良的圆柱电芯推到储存流道1021，进而可以将剥皮不良的圆柱电芯收集起来。

排列储存装置102还包括第一传感器和第二传感器，储存流道1021与不良流道1022连接的一端设有第一传感器，储存流道1021远离不良流道1022的一端设有第二传感器，第一传感器和第二传感器均为到位传感器。第一传感器用于感应不良流道1022终端端的剥皮不良的圆柱电芯，当有剥皮不良的圆柱电芯被吹气嘴1032吹到不良流道1022终端时，第一传感器感应到剥皮不良的圆柱电芯，并且将有剥皮不良的圆柱电芯流入的信息发送给排列气缸1023，排列气缸1023接收到信息，进一步地，排列气缸1023开始工作，将不良流道1022底端的剥皮不良的圆柱电芯推到储存通道1021，在储存流道1021中，远离不良流道1022的一端设有第二传感器，在排出剥皮不良的圆柱电芯的过程中，储存通道1021中的剥皮不良的圆柱电芯会逐渐增多，吹气嘴1032每吹入不良流道一个剥皮不良的圆柱电芯时，排列气缸1023就会将剥皮不良的圆柱电芯推入储存流道1021，前面已经流入储存通道1021的剥皮不良的圆柱电芯也会受到向前推动的力，随之向前移动，当剥皮不良的圆柱电芯到达储存流道1021中设有第二传感器的一端时，第二传感器感应到剥皮不良的圆柱电芯，表明储存流道1021中已经排满剥皮不良的圆柱电芯，此时第二传感器将储存流道1021中已经排满剥皮不良的圆柱电芯的信息发送到控制系统，控制系统停止机构工作，并且发出报警信号，然后由人工把排列在储存通道1021中的剥皮不良的圆柱电芯取走并在剥皮后投入使用。

储存通道1021上安装有磁铁，在剥皮不良的圆柱电芯流入储存通道1021时，先由磁铁进行定位，防止剥皮不良的圆柱电芯四处滚动，直接流到储存流道1021中设有第二传感器的一端，第二传感器感应到剥皮不良的圆柱电芯，第二传感器将储存流道1021中已经排满剥皮不良的圆柱电芯的信息发送到控制系统，控制系统停止机构工作，并且发出报警信号，实际储存流道1021并未排满剥皮不良的圆柱电芯，此时控制系统发出的报警信号为错误的，因此在储存通道1021上安装磁铁可以有效防止第二传感器检测失误，避免控制系统停止机构工作造成浪费时间，并且可以节省人力。

在本实施例中，不良流道1022与支撑底板1041垂直连接，且不良流道1022与支撑底板1041连接处设有通道，储存通道1021和排列气缸1023分别位于通道的两侧，且还包括推块，排列气缸的第二活塞杆连接推块，推块通过所述通道，推块可在第二活塞杆的推动下将剥皮不良的圆柱电芯通过通道将其推入储存流道1021，便于将圆柱电芯整齐排列，也便于人工收集。

本发明有益效果：可以提高圆柱电芯剥皮的速度，提高圆柱电芯剥皮的良率并且节省人力资源。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。