一种圆柱锂电池模组制造组装装置及方法与流程

本发明涉及圆柱锂电池模组制造，尤其涉及一种圆柱锂电池模组制造组装装置及方法。

背景技术：

1、随着新能源储能与动力电池产业的快速发展，圆柱锂电池因能量密度高、单体一致性好、生产工艺成熟等优势得到广泛应用，圆柱锂电池模组的自动化组装是电池生产制程中的核心环节，其组装精度与生产效率直接决定了模组的成品性能与量产产能。

2、目前，圆柱锂电池模组的制造组装主要有人工组装与自动化设备组装两种实现方式，人工组装方式依靠作业人员逐颗拾取圆柱锂电池并插装至模座的安装孔内，存在生产效率低、劳动强度大、插装一致性差的缺陷，难以满足规模化量产的需求，仅适用于小批量试制场景，传统自动化组装设备虽可实现电池的机械化拾取与插装，一定程度上提升了组装效率，但设备整体投入成本高，且在实际应用中仍存在诸多技术局限；

3、由于机器通常会一次夹取多个圆柱锂电池，而不同规格电池并列排布时的中心间距不同，使得各组夹具难以准确对接各个电池，且模组的电池排布间距也会有所不同，尤其是对于多排密间距排布的圆柱锂电池模组，常规夹具多采用四个竖直圆柱周向开合的夹持方式，当进行多排连续组装时，夹爪易与相邻已装配电池发生干涉，若为了减小干涉而缩小夹爪尺寸，又容易存在握持稳定性不足，电池压装过程中易偏移或者脱落的情况，大大影响了圆柱锂电池模组的组装精度与生产效率。

4、因此，本技术提出了一种圆柱锂电池模组制造组装装置及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种圆柱锂电池模组制造组装装置及方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种圆柱锂电池模组制造组装装置，包括机架、输送单元、移动机构以及拾放单元，所述输送单元设置于机架上，所述移动机构设置于输送单元上方，所述拾放单元设置于移动机构输出端；

4、所述拾放单元包括安装基座、若干个承载臂、若干个定位机构以及调距机构，若干个所述承载臂等距阵列布设于安装基座侧壁，若干个所述定位机构一一对应设置于各承载臂上，所述调距机构用于驱动各承载臂位移，以调整各定位机构之间的间距；

5、所述定位机构包括竖向布设的固定筒、设置于固定筒底端可沿轴向伸缩的吸附端头以及对称设置于固定筒两侧可沿径向移动的侧向定位件，所述吸附端头被设置为当其抵接圆柱锂电池端面时可沿轴向向上回缩，使两个侧向定位件相对下降至吸附端头的下方两侧，所述吸附端头与侧向定位件共用气路驱动，且被设置为当吸附端头对圆柱锂电池端面形成负压吸附的同时，两个所述侧向定位件沿径向相向收拢，以对圆柱锂电池顶端侧壁形成对中夹持。

6、作为本发明的进一步方案，所述输送单元包括第一输送装置和第二输送装置，所述第一输送装置用于输送待组装的圆柱锂电池，所述第二输送装置上设置有载具，且载具上安装有电池模座，所述移动机构用于驱动拾放单元在第一输送装置和第二输送装置之间往复位移，将圆柱锂电池压装至电池模座的电池安装孔内。

7、作为本发明的进一步方案，所述调距机构包括导向板、滑动部件和驱动部件；

8、所述滑动部件设置于承载臂与安装基座之间，用于对各承载臂提供横向滑动支撑并约束其运动轨迹；

9、所述导向板沿竖向升降安装于安装基座一侧，且其侧壁开设有若干个导槽，各所述承载臂的侧壁对应导槽设置有定位柱，各所述定位柱一一对应滑动连接于各导槽内；

10、所述驱动部件设置于安装基座上，其输出端与导向板连接，且被设置为驱动导向板沿竖向往复运动，通过所述定位柱与导槽的滑动配合传动使各承载臂同步横移。

11、作为本发明的进一步方案，所述滑动部件包括设置于安装基座侧壁的至少一个滑轨以及设置于承载臂侧壁的至少一个滑块，所述滑块与滑轨滑动连接。

12、作为本发明的进一步方案，所述驱动部件包括设置于安装基座一端的驱动电机、螺杆、驱动块与皮带转轮组件，所述驱动电机的输出端通过皮带转轮组件与螺杆传动连接，所述驱动块通过螺纹与螺杆旋合连接，且驱动块的一端与导向板固定连接。

13、作为本发明的进一步方案，所述导向板的侧壁两端对称设置有限位块，所述安装基座的侧壁两端对称设置有与限位块相匹配的限位轨道；

14、所述承载臂的底端可拆卸连接有u型连接架，所述固定筒设置于u型连接架上。

15、作为本发明的进一步方案，所述吸附端头包括贯穿连接于固定筒底端的固定杆、设置于固定杆底端的负压吸嘴、设置于固定杆顶端的活塞一以及弹簧一，所述活塞一滑动安装于固定筒内腔，所述弹簧一套设于固定杆顶端，且弹簧一的两端分别与活塞一和固定筒固定连接，所述活塞一和固定杆之间开设有与负压吸嘴相通的通气通道。

16、作为本发明的进一步方案，所述侧向定位件包括横向设置于固定筒侧壁的分支筒、支撑臂、定位块、活塞二以及至少一组弹簧二，所述弹簧二固定连接于支撑臂侧身与固定筒侧壁之间，所述活塞二滑动安装于分支筒内腔，所述支撑臂的一端延伸至分支筒内并与活塞二固定连接，且支撑臂的另一端与定位块连接，所述定位块的内侧设置有朝向圆柱锂电池的v型槽。

17、作为本发明的进一步方案，还包括气路驱动组件，所述气路驱动组件包括设置于安装基座顶端的集气罩、设置于集气罩顶部的抽气总管与若干个出气软管，若干个所述出气软管分别连接各固定筒与集气罩，所述抽气总管用于连通集气罩与外部气源。

18、一种圆柱锂电池模组制造组装装置的组装方法，采用所述的圆柱锂电池模组制造组装装置，包括以下步骤：

19、s1、通过输送单元分别输送待组装的圆柱锂电池与电池模座；

20、s2、通过移动机构带动拾放单元移至待组装圆柱锂电池上方，通过调距机构调整各定位机构间距，使各定位机构与并列排布的各圆柱锂电池一一对准；

21、s3、各定位机构同步动作，使其上的吸附端头抵接圆柱锂电池端面并沿轴向向上回缩，两侧的侧向定位件相对下移至吸附端头的下方两侧，随后气路接通，吸附端头对圆柱锂电池端面形成负压吸附，同时两侧侧向定位件沿径向相向收拢，对圆柱锂电池顶端侧壁形成对中夹持；

22、s4、通过移动机构带动拾放单元及其所拾取的多个圆柱锂电池移至电池模座上方，通过调距机构再次调整各圆柱锂电池间距，使其与电池模座上的电池安装孔间距匹配；

23、s5、驱动拾放单元下行实施压装，圆柱锂电池先部分插入对应电池安装孔，随后两侧侧向定位件沿径向相背分离复位，避让相邻圆柱锂电池安装空间，吸附端头沿轴向向下伸出复位，将圆柱锂电池压装至电池安装孔内到位；

24、s6、重复上述步骤s2-s5，直至完成组装。

25、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

26、本发明通过设置多组定位机构同步拾取与压装多个并排布设的圆柱锂电池，定位机构由可沿轴向伸缩的吸附端头及可沿径向移动的侧向定位件构成，二者采用同一气路驱动方式，同时实现圆柱锂电池的端面吸附与径向对中夹持，一方面可保障圆柱锂电池拾取过程中的定位精度与握持稳定性，另一方面在释放压装过程中提前复位避位，有效规避多排密间距电池组装时的结构干涉问题，并进行持续下压定位，保证压装到位，且能够根据不同规格圆柱锂电池的排布间距以及电池模座上电池安装孔的孔位间距，灵活、精准地调整各定位机构的装配间距，以提高锂电池模组组装的整体精度与生产适配能力，进而有效实现圆柱锂电池模组的组装精度与生产效率。