一种全自动软包蓝牙锂电池封装设备的制作方法

本实用新型涉及锂电池封装技术领域，特别是涉及一种全自动软包蓝牙锂电池封装设备。

背景技术：

封装工艺是软包锂离子电池生产制造的主要工艺之一，其主要的功能是：铝塑膜冲坑成形，利用成型的模具在铝塑膜上冲出一个能够放入卷芯的坑；铝塑膜冲坑好后，裁剪成型，一般称为pocket袋，通常电芯较薄的时候选择冲单坑，电芯较厚的时候选择冲双坑，冲双坑时会出现一边的变形量过大从而突破铝塑膜的变形极限而导致破裂等现象。剪裁成形后，将铝塑膜未冲一侧沿冲坑一侧对折，将卷芯放入坑体内并对折壳后的铝塑膜进行顶封、侧封，主要作用是将铝塑膜紧密粘结；完成顶、侧封后进行短路测试，检测卷芯、铝塑膜等内部是否出现短路现象；喷码、扫码主要作用为对各电芯打上标签，并将各项数据上传至MES系统。

封装工艺主要包含铝塑膜成型、铝塑膜裁切、折壳、电芯称重、CCD检测、电芯入壳、顶封、侧封、短路测试、坏品分选、喷码、扫码等工艺。由于软包蓝牙锂离子电芯尺寸小，电芯生产制造困难；高效率自动化生产设备的技术研发十分困难等因素，传统的软包蓝牙锂离子电池封装工艺主要采用人工或半自动设备进行各工序的产品加工，生产效率低、人工劳动力大、自动化程度低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足之处而提供一种全自动软包蓝牙锂电池封装设备，该全自动软包蓝牙锂电池封装设备具有自动化程度高，生产效率高，人工劳动力小的优点，并能避免锂电芯在人工接触过程中出现的二次损伤等现象，也能降低人工长期作业过程中设备对人体的损伤风险。

为达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现。

提供一种全自动软包蓝牙锂电池封装设备，包括用于铝塑膜卷料上料的上料机构、与所述上料机构连接的冲口机构、与所述冲口机构连接的冲坑机构、与所述冲坑机构连接的裁切机构、与所述裁切机构连接的并用于托住裁切后的铝塑膜的托料机构、设置于所述托料机构一侧的夹具上料工位、设置于所述夹具上料工位一侧的转盘机构；

所述转盘机构包括转盘、用于驱动所述转盘转动的驱动机构、以及环设于所述转盘的边缘处的八个夹具；

所述全自动软包蓝牙锂电池封装设备还包括依次环设于所述转盘的外侧的一次折壳机构、顶裁机构、二次折壳机构、顶封机构、第一侧封机构、第二侧封机构、短路测试机构和侧裁机构；所述一次折壳机构、所述顶裁机构、所述二次折壳机构、所述顶封机构、所述第一侧封机构、所述第二侧封机构、所述短路测试机构和所述侧裁机构与所述八个夹具一一对应设置；

所述全自动软包蓝牙锂电池封装设备还包括用于放置电芯的上料切换平台、设置于所述上料切换平台一侧的电芯整形机构、用于将电芯从所述上料切换平台抓取到所述电芯整形机构的第一机械手、设置于所述电芯整形机构一侧的称重机构、设置于所述称重机构一侧的定位机构、用于将电芯从所述电芯整形机构抓取到所述称重机构并从所述称重机构抓取到所述定位机构的第二机械手、设置于所述定位机构一侧的CCD检测机构、设置于所述定位机构一侧的折极耳机构、设置于所述折极耳机构一侧的NG料盒、设置于所述二次折壳机构与所述定位机构之间的并用于将CCD检测及称重合格的电芯抓取到所述二次折壳机构并将不合格的电芯抓入所述NG料盒的机器人、以及用于将铝塑膜从所述夹具上料工位抓取到所述夹具的第三机械手；

所述全自动软包蓝牙锂电池封装设备还包括设置于所述侧裁机构一侧的翻转机构、用于将所述侧裁机构的电芯抓取到所述翻转机构的第四机械手、设置于所述翻转机构一侧的下料拉带、设置于所述下料拉带上方的喷码扫码机构、设置于所述下料拉带一侧的NG储料机构、以及用于将喷码、扫码、短路测试不合格的产品抓取到所述NG储料机构的第五机械手。

所述上料机构设置有用于将铝塑膜拉动到位并保持一定张力的拉料机构。

所述冲口机构包括冲口模具、以及用于驱动所述冲口模具的第一驱动机构。

所述第一驱动机构设置为气缸或者电机。

所述冲坑机构包括冲坑模具、以及用于驱动所述冲坑模具的第二驱动机构。

所述第二驱动机构设置为气缸或者电机。

所述顶封机构设置有能够上下运动并用于对对折的上下两层铝塑膜进行热压以完成顶封并使上下两层铝塑膜粘连的第一封头。

所述第一侧封机构和第二侧封机构均设置有能上下运动并对对折的铝塑膜进行热压以完成侧封的第二封头。

所述短路测试机构设置有用于接触极耳检测电池内部是否出现短路现象的紫铜探头。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型提供的一种全自动软包蓝牙锂电池封装设备，包括上料机构、冲口机构、冲坑机构、裁切机构、托料机构、顶裁机构、侧裁机构、一次折壳机构、二次折壳机构、机器人、CCD检测机构、称重机构、整形机构、顶封机构、第一侧封机构、第二侧封机构、短路测试机构、转盘机构、喷码扫码机构及机械手，实现了蓝牙软包锂电池全自动化的封装工艺。该封装设备采用整机一出四的设计思路，通过机器人高效入壳的电芯入壳方式，利用精密的转盘机构循环作业的工艺形式，克服了高效率全自动化封装设备技术研发难的困境，保证产品高质量的同时，有效的大大提高了设备的生产效率及降低了人工劳动力,同时避免了锂电芯在人工接触过程中出现的二次损伤等现象，也降低了人工长期作业过程中设备对人体的损伤风险。

附图说明

图1是本实用新型的一种全自动软包蓝牙锂电池封装设备的结构示意图。

图2是本实用新型的一种全自动软包蓝牙锂电池封装设备的另一视角的结构示意图。

附图标记：

上料机构1、拉料机构101；

冲口机构2、冲口模具201、第一驱动机构202；

冲坑机构3、冲坑模具301、第二驱动机构302；

裁切机构4；

托料机构5；

夹具上料工位6；

转盘机构7、转盘71、驱动机构72、夹具73；

一次折壳机构8；

顶裁机构9；

二次折壳机构10；

顶封机构11；

第一侧封机构12；

第二侧封机构13；

短路测试机构14；

侧裁机构15；

上料切换平台16；

电芯整形机构17；

第一机械手18；

称重机构19；

定位机构20；

第二机械手21；

CCD检测机构22；

折极耳机构23；

NG料盒24；

机器人25；

第三机械手26；

翻转机构27；

第四机械手28；

下料拉带29；

喷码扫码机构30；

NG储料机构31；

第五机械手32；

铝塑膜33；

转盘下料工位34。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例和附图，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

其中，本实用新型提及到的“第一、第二”等方位词是为了更好的说明本申请的技术，但不能被认为是对本申请技术的限制。

实施例1。

本实施例的一种全自动软包蓝牙锂电池封装设备，如图1和图2所示，包括用于铝塑膜卷料上料的上料机构1、与上料机构1连接的冲口机构2、与冲口机构2连接的冲坑机构3、与冲坑机构3连接的裁切机构4、与裁切机构4连接的并用于托住裁切后的铝塑膜的托料机构5、设置于托料机构5一侧的夹具上料工位6、设置于夹具上料工位6一侧的转盘机构7；其中，转盘机构7包括转盘71、用于驱动转盘71转动的驱动机构72、以及环设于转盘71的边缘处的八个夹具73。

其中，该全自动软包蓝牙锂电池封装设备还包括依次环设于转盘71的外侧的一次折壳机构8、顶裁机构9、二次折壳机构10、顶封机构11、第一侧封机构12、第二侧封机构13、短路测试机构14和侧裁机构15；其中，一次折壳机构8、顶裁机构9、二次折壳机构10、顶封机构11、第一侧封机构12、第二侧封机构13、短路测试机构14和侧裁机构15与八个夹具73一一对应设置。

其中，该全自动软包蓝牙锂电池封装设备还包括用于放置电芯的上料切换平台16、设置于上料切换平台16一侧的电芯整形机构17、用于将电芯从上料切换平台16抓取到电芯整形机构17的第一机械手18、设置于电芯整形机构17一侧的称重机构19、设置于称重机构19一侧的定位机构20、用于将电芯从电芯整形机构17抓取到称重机构19并从称重机构19抓取到定位机构20的第二机械手21、设置于定位机构20一侧的CCD检测机构22、设置于定位机构20一侧的折极耳机构23、设置于折极耳机构23一侧的NG料盒24、设置于二次折壳机构10与定位机构20之间的并用于将CCD检测及称重合格的电芯抓取到二次折壳机构10并将不合格的电芯抓入NG料盒24的机器人25、以及用于将铝塑膜从夹具上料工位6抓取到夹具73的第三机械手26。

其中，该全自动软包蓝牙锂电池封装设备还包括设置于侧裁机构15一侧的翻转机构27、用于将侧裁机构15的电芯抓取到翻转机构27的第四机械手28、设置于翻转机构27一侧的下料拉带29、设置于下料拉带29上方的喷码扫码机构30、设置于下料拉带29一侧的NG储料机构31、以及用于将喷码、扫码、短路测试不合格的产品抓取到NG储料机构31的第五机械手32。

本实施例中，上料机构1设置有用于将铝塑膜33拉动到位并保持一定张力的拉料机构101，进而便于后续进行冲口和冲坑工序。

本实施例中，冲口机构2包括冲口模具201、以及用于驱动冲口模具201的第一驱动机构202。其中，第一驱动机构202设置为气缸或者电机。

本实施例中，冲坑机构3包括冲坑模具301、以及用于驱动冲坑模具301的第二驱动机构302。其中，第二驱动机构302设置为气缸或者电机。

本实施例中，顶封机构11设置有能够上下运动并用于对对折的上下两层铝塑膜进行热压以完成顶封并使上下两层铝塑膜粘连的第一封头。第一侧封机构12和第二侧封机构13均设置有能上下运动并对对折的铝塑膜进行热压以完成侧封的第二封头。

本实施例中，短路测试机构14设置有用于接触极耳检测电池内部是否出现短路现象的紫铜探头。

该全自动软包蓝牙锂电池封装设备采用整机一出四的设计思路，通过机器人高效入壳的电芯入壳方式，利用精密的转盘机构循环作业的工艺形式，克服了高效率全自动化封装设备技术研发难的困境，保证产品高质量的同时，有效的大大提高了设备的生产效率及降低了人工劳动力,同时避免了锂电芯在人工接触过程中出现的二次损伤等现象，也降低了人工长期作业过程中设备对人体的损伤风险。

其中，利用上述的一种全自动软包蓝牙锂电池封装设备进行封装的工艺，包括以下步骤：

步骤一，人工将铝塑膜卷料放入上料机构1，上料机构1将铝塑膜33拉动到位并保持一定张力，然后冲口机构2和冲坑机构3依次完成冲口工序和冲坑工序。

步骤二，托料机构5托住完成冲坑的铝塑膜，然后裁切机构4将铝塑膜裁切下来；剪裁完成后托料机构5将铝塑膜运送到夹具上料工位6；

步骤三，第三机械手26将铝塑膜从夹具上料工位6抓取放入转盘机构7的夹具73内，然后一次折壳机构8将铝塑膜未冲一侧沿冲坑一侧对折；

步骤四，转盘机构7转动，将一次折壳机构8完成的产品转入顶裁机构9，然后顶裁机构9将顶封边多余的铝塑膜裁切平齐；

步骤五，转盘机构7转动，将顶裁机构9完成的产品转入二次折壳机构10，二次折壳机构10将步骤三对折的铝塑膜打开，然后机器人25将检测、称重合格的电芯放入打开的铝塑膜的坑体内，然后二次折壳机构10再次将铝塑膜对折，此时电芯被包在铝塑膜内部；

其中，机器人25将电芯放入二次折壳机构10的铝塑膜的坑体内前，先通过人工将电芯放入上料切换平台16，然后第一机械手18将电芯从上料切换平台16抓取到电芯整形机构17，然后电芯整形机构17对电芯进行整形和压扁，完成电芯整形后，第二机械手21将电芯从电芯整形机构17抓取到称重机构19进行称重，完成称重后，第二机械手21将电芯从称重机构19抓取到定位机构20，定位机构20对电芯进行精密定位，然后CCD检测机构22对定位机构20的电芯进行CCD定位和CCD检测以便通过对电芯进行拍照，使得CCD系统检测电芯相对位置，便于机器人25抓取卷芯，同时CCD检测机构22检测电芯的极耳胶厚度和极耳相对距离；然后折极耳机构23对电芯进行折极耳；机器人25将CCD检测及称重合格的电芯抓取到二次折壳机构10的铝塑膜的坑体内，并且机器人25将不合格的电芯抓入NG料盒24；

步骤六，完成二次折壳后，转盘机构7转动，将二次折壳机构10完成的产品转入顶封机构11以对对折的上下两层铝塑膜进行热压完成顶封功能，并使上下两层铝塑膜粘连；

步骤七，完成顶封后，转盘机构7转动，将顶封机构11完成的产品依次转入第一侧封机构12和第二侧封机构13，以对对折的铝塑膜进行热压以完成侧封功能；

步骤八，完成侧封之后，转盘机构7转动，将侧封完成的产品转入短路测试机构14以检测电池内部是否出现短路现象；

步骤九，完成短路测试后，转盘机构7转动，将短路测试机构14完成的产品转入转盘下料工位34，第四机械手28将电池从转盘机构7的夹具73内抓取到侧裁机构15，然后侧裁机构15对电池进行侧裁以裁切电池侧封边多余的铝塑膜；此时转盘机构7继续转动，将夹具转入下一轮的一次折壳机构8，通过循环转动，以完成电芯循环作业；

步骤十，完成步骤九的侧裁工序后，第四机械手28将电芯从侧裁机构15抓取到翻转机构27，翻转机构27将电芯正反面翻转并放入下料拉带29，下料拉带29带动电池运输到喷码扫码机构30进行喷码和扫码，然后五机械手32将喷码、扫码、短路测试不合格的产品抓取到NG储料机构31，通过人工将NG产品拿走，下料拉带29将合格的产品运输到下料工位，通过人工将成品收集起来，或者对接物流线使产品流入下一道工艺。

最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。