CN213520085U - 一种软包装锂电池电芯自动整形测试生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种软包装锂电池电芯自动整形测试生产线，包括有主机体、自动上料机构、自动扫码机构、测厚机构、极耳整形裁切机构、CCD检测机构、自动下料机械手和分选出料机构，主机体上安装有转盘，自动扫码机构、测厚机构、极耳整形裁切机构及CCD检测机构分别围绕在转盘周围。本实用新型通过将扫码机构、测厚机构、整形裁切机构、CCD检测机构等集成到一台设备上，并设计成围绕转盘进行流动操作，上料机构和出料机构则设计在转盘的两侧分别形成上料工位和出料工位，如此可实现在一台设备上完成产品的扫码、测厚、极耳整形裁切、外形检测、电压内阻测试等整套工序，设备自动化程度高，可极大地提高生产效率，降低生产成本。

Description

一种软包装锂电池电芯自动整形测试生产线

技术领域

本实用新型涉及锂电池生产设备技术领域，具体涉及一种主要用于对锂电池电芯进行整形测试的生产设备。

背景技术

锂电池在许多领域都有应用，锂电池在产品最终流入市场前，需要对电池厚度、电压、内阻、外形等进行检测，必要时还要对极耳进行整形及裁切，以保证流入用户的电池是合格的。每一项工序均需要相应的加工或检测设备，比如测量厚度需要采用测厚设备，检测外形采用CCD检测设备，识别并追溯产品采用扫码枪设备，电压内阻测试采用OCV测试设备，整形和裁切采用整形裁切设备，等等。但是，目前此类锂电池电芯的上述检测加工过程通常采用单机实现，或者顶多一台机器具有两三种功能设备，这样需要将多台机器组合在一起构成生产线，自动化整线集成设备较少，导致生产效率较低，生产成本较高，难以满足目前对于锂电池高度自动化、集成化、大批量的生产需求。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的缺点，提供一种工艺结构排布更合理、自动化程度更高、生产效率更高、功能集中化程度更高的软包装锂电池电芯自动整形测试生产线。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种软包装锂电池电芯自动整形测试生产线，包括有主机体、自动上料机构、自动扫码机构、测厚机构、极耳整形裁切机构、CCD检测机构、自动下料机械手和分选出料机构，在主机体中具有电源、控制系统及驱动机构，在主机体上安装有转盘，转盘连接驱动机构，其特征在于：所述自动扫码机构、测厚机构、极耳整形裁切机构及CCD检测机构分别围绕在转盘周围，以分别形成扫码工位、测厚工位、极耳整形裁切工位及CCD检测工位，并且测厚工位位于扫码工位的下一工位，极耳整形裁切工位测厚工位的下一工位，CCD检测工位位于极耳整形裁切工位的下一工位；在转盘一侧之外靠近自动扫码机构的位置设置有上料工位，自动上料机构安装在上料工位与自动扫码机构之间以将电池工件从上料工位转移至扫码工位；分选出料机构设置在转盘另一侧之外的主机体上，自动下料机械手安装在CCD检测机构与分选出料机构之间以将完成检测的电池工件转移到分选出料机构上；在转盘之外靠近CCD检测机构的位置设置有X轴移动机构，CCD检测机构及自动下料机械手分别安装在X轴移动机构上形成可沿X轴移动的结构。

进一步地，所述极耳整形裁切机构包括有安装在主机体上的固定立板，在固定立板的顶端和底端分别安装有裁切上气缸和裁切下气缸，固定立板上设置有升降导轨，在升降导轨上架设有上下相对的上滑座和下滑座，两者分别与裁切上气缸及裁切下气缸连接成可上下移动结构；在上滑座上安装有朝下伸出的上裁切刀，在下滑座上安装有朝上伸出的下裁切刀，上裁切刀与下裁切刀为上下相对的结构，两者均为氧化锆陶瓷裁切刀；在下裁切刀后方设置有朝后并朝下倾斜伸出的废料盒。整个极耳整形裁切机构结构比较简单，氧化锆陶瓷裁切刀绝缘性好、裁切极耳断面无毛刺、外观质量较好，可保证电池的精准度和美观性。

进一步地，所述测厚机构包括有固定在主机体上的测厚立板，在测厚立板的上部和下部分别安装有测厚上气缸和测厚下气缸，两者分别连接有上夹座和下夹座，上夹座与下夹座上下相对以夹紧电池工件；上夹座上固定有测厚传感器，测厚传感器悬挂在上夹座的外侧并靠近上夹座的底部。整个测厚机构结构比较简单，测厚传感器采用日本基恩士传感器，可高精度检测电池厚度，自动判别电池厚度良品和不良品，提高产品质量和稳定性。

进一步地，所述上料工位位于自动扫码机构的左侧，其包括有前后并排设置的前人工装料位和后人工装料位，以形成双工位上料结构。

进一步地，自动上料机构安装一上料Y轴机构上，上料Y轴机构安装在前人工装料位及后人工装料位与自动扫码机构之间，以使自动上料机构悬于上料工位与自动扫码机构上。电池工件由人工上料到前人工装料位和后人工装料位中，然后由自动上料机构往复于两上料工位达到不间断上料，提高工作效率。

进一步地，所述自动扫码机构包括有扫码枪机构和扫码移动机构，扫码枪机构安装在扫码移动机构上；扫码移动机构包括有扫码X轴机构和扫码Y轴机构，扫码X轴机构安装在主机体上，扫码Y轴机构安装在扫码X轴机构上，扫码枪机构安装扫码Y轴机构上，以形成可可X轴及Y轴方向移动的结构。扫码枪机构采用进口得力捷品牌高端扫码枪进行自动扫码，与PLC和上位机软件对接判定扫码合格还是NG，对电池的生产过程进行追溯识别。

进一步地，还包括有OCV测试机构，OCV测试机构设置在CCD检测机构的旁边，完成电压内阻的测试后即可进行CCD检测；OCV测试机构安装在X轴移动机构上，可沿X轴方向进行移动。CCD检测机构通过高精度CCD相机自动拍照，对电池极耳的长度、宽度、中心距、极耳外观等尺寸进行检测识别，判定良品和NG品。从源头上把控电池外观和品质，从而提高电池企业的生产效率和品质竞争力。

进一步地，所述OCV测试机构及CCD检测机构隔着转盘与测厚机构相对，而自动扫码机构隔着转盘与极耳整形裁切机构相对。这种布局更为均匀紧凑，更符合生产过程的工序要求，工序排布更为合理，有利于进一步提高生产效率。

进一步地，所述分选出料机构为具有至少两条出料通道的输送带式分选出料机构，不同状态的电池工件通过自动下料机械手转移到相应的出料通道上，从而被分选出来。

工作过程：人工将电池工件装入前人工装料位和后人工装料位→通过自动上料机构将电池工件转入转盘上的扫码工位，由扫码枪机构进行自动扫码→转盘转动，电池工件到达测厚工位，由测厚机构进行测厚→转盘转动，电池工件到达整形裁切工位，由整形裁切机构进行整形和裁切操作→转盘转动，电池工件到达CCD检测工位，由CCD相机拍照检测(如要测试电压及内阻则在该工位同时由OCV测试机构进行)→自动下料机械手下料，将不同状态的电池工件放到分选出料机构的不同出料通道，流出生产线。

本实用新型通过将现有的扫码机构、测厚机构、整形裁切机构、CCD检测机构、OCV测试机构等集成到一台设备上，并设计成围绕转盘进行流动操作，上料机构和出料机构则设计在转盘的两侧分别形成上料工位和出料工位，如此可实现在一台设备上完成产品的扫码、测厚、极耳整形裁切、外形检测、电压内阻测试等整套工序，设备自动化程度高，可极大地提高生产效率，降低生产成本；而采用模块化组合设计，维护调试方便快捷、设备整体效果和产品稳定性更高，确保做出来的电池产品合格率更高，从而降低不良率，提高锂电池终端使用的良品率和消费者使用安全率。

附图说明

图1为本实用新型整体结构图(拆除防护罩后)；

图2为本实用新型另一角度的整体结构图(拆除防护罩后)；

图3为本实用新型俯视结构图(拆除防护罩后)；

图4为自动扫码机构的俯视图；

图5为自动扫码机构的侧视图；

图6为测厚机构的立体图；

图7为测厚机构的侧视图；

图8为极耳整形裁切机构的立体图；

图9为极耳整形裁切机构的侧视图。

图中，1为主机体，2为转盘，31为后人工装料位，32为前人工装料位，4为自动上料机构，41为上料Y轴机构，5为扫码枪机构，51为扫码移动机构，52为扫码Y轴机构，53为扫码X轴机构，6为测厚机构，61为测厚立板，62为测厚上气缸，63为上夹座，64为测厚传感器，65为测厚下气缸，66为下夹座，7为极耳整形裁切机构，71为固定立板，72为裁切上气缸，73为升降导轨，74为上滑座，75为上裁切刀，76为下裁切刀，77为下滑座，78为裁切下气缸，79为废料盒，8为OCV测试机构，9为CCD检测机构，10为X轴移动机构，11为自动下料机械手，12为分选出料机构。

具体实施方式

本实施例中，参照图1-图9，所述软包装锂电池电芯自动整形测试生产线，包括有主机体1、自动上料机构4、自动扫码机构、测厚机构6、极耳整形裁切机构7、CCD检测机构9、自动下料机械手11和分选出料机构12，在主机体1中具有电源、控制系统及驱动机构，在主机体1上安装有转盘2，转盘2连接驱动机构；所述自动扫码机构、测厚机构6、极耳整形裁切机构7及CCD检测机构9分别围绕在转盘2周围，以分别形成扫码工位、测厚工位、极耳整形裁切工位及CCD检测工位，并且测厚工位位于扫码工位的下一工位，极耳整形裁切工位测厚工位的下一工位，CCD检测工位位于极耳整形裁切工位的下一工位；在转盘2一侧之外靠近自动扫码机构的位置设置有上料工位，自动上料机构4安装在上料工位与自动扫码机构之间以将电池工件从上料工位转移至扫码工位；分选出料机构12设置在转盘2另一侧之外的主机体1上，自动下料机械手11安装在CCD检测机构9与分选出料机构12之间以将完成检测的电池工件转移到分选出料机构12上；在转盘2之外靠近CCD检测机构9的位置设置有X轴移动机构10，CCD检测机构9及自动下料机械手11分别安装在X轴移动机构10上形成可沿X轴移动的结构。

所述极耳整形裁切机构7包括有安装在主机体1上的固定立板71，在固定立板71的顶端和底端分别安装有裁切上气缸72和裁切下气缸78，固定立板71上设置有升降导轨73，在升降导轨73上架设有上下相对的上滑座74和下滑座77，两者分别与裁切上气缸72及裁切下气缸78连接成可上下移动结构；在上滑座74上安装有朝下伸出的上裁切刀75，在下滑座77上安装有朝上伸出的下裁切刀76，上裁切刀75与下裁切刀76为上下相对的结构，两者均为氧化锆陶瓷裁切刀；在下裁切刀76后方设置有朝后并朝下倾斜伸出的废料盒79，以将裁切时产生废料导出。整个极耳整形裁切机构7结构比较简单，氧化锆陶瓷裁切刀绝缘性好、裁切极耳断面无毛刺、外观质量较好，可保证电池的精准度和美观性。

所述测厚机构6包括有固定在主机体1上的测厚立板61，在测厚立板61的上部和下部分别安装有测厚上气缸62和测厚下气缸65，两者分别连接有上夹座63和下夹座66，上夹座63与下夹座66上下相对，通过各自对应的气缸驱动以夹紧电池工件；上夹座63上固定有测厚传感器64，测厚传感器64悬挂在上夹座63的外侧并靠近上夹座63的底部。整个测厚机构6结构比较简单，测厚传感器64采用日本基恩士传感器，可高精度检测电池厚度，自动判别电池厚度良品和不良品，提高产品质量和稳定性。

所述上料工位位于自动扫码机构的左侧，其包括有前后并排设置的前人工装料位32和后人工装料位31，以形成双工位上料结构。

自动上料机构安装一上料Y轴机构41上，上料Y轴机构41安装在前人工装料位32及后人工装料位31与自动扫码机构之间，以使自动上料机构4悬于上料工位与自动扫码机构上。电池工件由人工上料到前人工装料位32和后人工装料位31中，然后由自动上料机构4往复于两上料工位达到不间断上料，提高工作效率。

所述自动扫码机构包括有扫码枪机构5和扫码移动机构51，扫码枪机构5安装在扫码移动机构51上；扫码移动机构51包括有扫码X轴机构53和扫码Y轴机构52，扫码X轴机构53安装在主机体1上，扫码Y轴机构52安装在扫码X轴机构53上，扫码枪机构5安装扫码Y轴机构52上，以形成可可X轴及Y轴方向移动的结构。扫码枪机构5采用进口得力捷品牌高端扫码枪进行自动扫码，与PLC和上位机软件对接判定扫码合格还是NG，对电池生产过程进行追溯识别。

还包括有OCV测试机构8，OCV测试机构8设置在CCD检测机构9的旁边，完成电压内阻的测试后即可进行CCD检测；OCV测试机构8安装在X轴移动机构10上，可沿X轴方向进行移动。CCD检测机构9通过高精度CCD相机自动拍照，对电池极耳的长度、宽度、中心距、极耳外观等尺寸进行检测识别，判定良品和NG品。从源头上把控电池外观和品质，从而提高电池企业的生产效率和品质竞争力。

所述OCV测试机构8及CCD检测机构9隔着转盘2与测厚机构6相对，而自动扫码机构隔着转盘2与极耳整形裁切机构7相对。这种布局更为均匀紧凑，更符合生产过程的工序要求，工序排布更为合理，有利于进一步提高生产效率。

所述分选出料机构12为具有至少两条出料通道的输送带式分选出料机构，不同状态的电池工件通过自动下料机械手11转移到相应的出料通道上，从而被分选出来。

工作过程：人工将电池工件装入前人工装料位32和后人工装料位31→通过自动上料机构4将电池工件转入转盘2上的扫码工位，由扫码枪机构5进行自动扫码→转盘2转动，电池工件到达测厚工位，由测厚机构6进行测厚→转盘2转动，电池工件到达整形裁切工位，由极耳整形裁切机构7进行整形和裁切操作→转盘2转动，电池工件到达CCD检测工位，由CCD相机拍照检测(如要测试电压及内阻则在该工位同时由OCV测试机构9进行)→自动下料机械手11下料，将不同状态的电池工件放到分选出料机构12的不同出料通道，流出生产线。

以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。

Claims (9)

1.一种软包装锂电池电芯自动整形测试生产线，包括有主机体、自动上料机构、自动扫码机构、测厚机构、极耳整形裁切机构、CCD检测机构、自动下料机械手和分选出料机构，在主机体中具有电源、控制系统及驱动机构，在主机体上安装有转盘，转盘连接驱动机构，其特征在于：所述自动扫码机构、测厚机构、极耳整形裁切机构及CCD检测机构分别围绕在转盘周围，以分别形成扫码工位、测厚工位、极耳整形裁切工位及CCD检测工位，并且测厚工位位于扫码工位的下一工位，极耳整形裁切工位测厚工位的下一工位，CCD检测工位位于极耳整形裁切工位的下一工位；在转盘一侧之外靠近自动扫码机构的位置设置有上料工位，自动上料机构安装在上料工位与自动扫码机构之间以将电池工件从上料工位转移至扫码工位；分选出料机构设置在转盘另一侧之外的主机体上，自动下料机械手安装在CCD检测机构与分选出料机构之间以将完成检测的电池工件转移到分选出料机构上；在转盘之外靠近CCD检测机构的位置设置有X轴移动机构，CCD检测机构及自动下料机械手分别安装在X轴移动机构上形成可沿X轴移动的结构。

2.根据权利要求1所述的软包装锂电池电芯自动整形测试生产线，其特征在于：所述极耳整形裁切机构包括有安装在主机体上的固定立板，在固定立板的顶端和底端分别安装有裁切上气缸和裁切下气缸，固定立板上设置有升降导轨，在升降导轨上架设有上下相对的上滑座和下滑座，两者分别与裁切上气缸及裁切下气缸连接成可上下移动结构；在上滑座上安装有朝下伸出的上裁切刀，在下滑座上安装有朝上伸出的下裁切刀，上裁切刀与下裁切刀为上下相对的结构，两者均为氧化锆陶瓷裁切刀；在下裁切刀后方设置有朝后并朝下倾斜伸出的废料盒。

3.根据权利要求1所述的软包装锂电池电芯自动整形测试生产线，其特征在于：所述测厚机构包括有固定在主机体上的测厚立板，在测厚立板的上部和下部分别安装有测厚上气缸和测厚下气缸，两者分别连接有上夹座和下夹座，上夹座与下夹座上下相对以夹紧电池工件；上夹座上固定有测厚传感器，测厚传感器悬挂在上夹座的外侧并靠近上夹座的底部。

4.根据权利要求1所述的软包装锂电池电芯自动整形测试生产线，其特征在于：所述上料工位位于自动扫码机构的左侧，其包括有前后并排设置的前人工装料位和后人工装料位，以形成双工位上料结构。

5.根据权利要求4所述的软包装锂电池电芯自动整形测试生产线，其特征在于：自动上料机构安装一上料Y轴机构上，上料Y轴机构安装在前人工装料位及后人工装料位与自动扫码机构之间，以使自动上料机构悬于上料工位与自动扫码机构上。

6.根据权利要求5所述的软包装锂电池电芯自动整形测试生产线，其特征在于：所述自动扫码机构包括有扫码枪机构和扫码移动机构，扫码枪机构安装在扫码移动机构上；扫码移动机构包括有扫码X轴机构和扫码Y轴机构，扫码X轴机构安装在主机体上，扫码Y轴机构安装在扫码X轴机构上，扫码枪机构安装扫码Y轴机构上，以形成可可X轴及Y轴方向移动的结构。

7.根据权利要求1所述的软包装锂电池电芯自动整形测试生产线，其特征在于：还包括有OCV测试机构，OCV测试机构设置在CCD检测机构的旁边，并安装在X轴移动机构上。

8.根据权利要求7所述的软包装锂电池电芯自动整形测试生产线，其特征在于：所述OCV测试机构及CCD检测机构隔着转盘与测厚机构相对，而自动扫码机构隔着转盘与极耳整形裁切机构相对。

9.根据权利要求1所述的软包装锂电池电芯自动整形测试生产线，其特征在于：所述分选出料机构为具有至少两条出料通道的输送带式分选出料机构。

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