一种电池外壳组装涂胶设备的制作方法

本技术涉及电池制造，尤其是涉及一种电池外壳组装涂胶设备。

背景技术：

1、在新能源汽车动力电池的生产制造流程中，当电芯完成配组并形成独立的电池模组后，需进入后段封装环节。该环节的核心工序之一，便是为脆弱的电池模组本体加装金属或复合材料外壳，并在外壳的开口端装配端盖，以实现对内部电芯的物理防护、绝缘隔离及结构支撑。当前，行业内普遍采用人工或半人工方式进行上述组装作业。操作人员需手动拾取电池本体，将其对准并推入外壳内腔，再对外壳端部进行端盖的扣合或插接。然而，由于动力电池模组自身重量较大，且外壳与本体之间通常采用过盈配合或小间隙配合设计，人工施力插入的过程中，难以保证施力方向的绝对轴向一致性。任何微小的角度偏斜，均可能导致电池模组侧壁与外壳内壁发生剧烈刮擦或局部点状冲击。

2、更为严重的是，手持模组进行转移和定位时，极易发生意外滑落或与工装台面的磕碰。此类物理冲击作用于已完成电化学注液和化成处理的电池模组上，极易在其内部引发极片错位、隔膜褶皱或集流体隐裂等不可见的微观暗伤。这些暗伤无法通过常规的外观检查或简单的电性能测试被有效检出，却会在后续的长期使用中逐渐劣化，成为热失控等严重安全隐患的潜在诱因。因此，亟需一种能够实现电池外壳与端盖全流程自动化、高精度组装的设备，以彻底杜绝人工操作带来的不可控磕碰风险，保障电池模组的长期运行可靠性与安全性。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：现有技术中电池外壳与电池本体组装过程依赖人工操作，存在施力方向难以保持轴向一致、易发生磕碰导致内部电芯产生极片错位及隔膜褶皱等微观暗伤、端盖安装精度低、外壳与电池本体贴合不均匀等缺陷，且缺乏集成的自动化涂胶规整一体化设备。

2、本发明所采取的技术方案是：提供一种电池外壳组装涂胶设备，包括机台以及布设于机台台面上的外壳上料架、电池上料架、端盖上料架、外壳组装装置、涂胶装置、规整装置、第一机械手和第二机械手，通过各装置的协同工作实现电池本体与外壳的自动化插装、规整、端盖安装及涂胶。

3、本发明具体技术方案为：包括外壳上料架；电池上料架；端盖上料架；外壳组装装置，包括支撑柱、翻转机构、夹紧机构和顶升机构；涂胶装置，包括三轴移载模组和安装于该三轴移载模组末端的涂胶头；规整装置，包括旋转机构、升降机构、滚轮机构和固定机构；第一机械手；第二机械手；所述外壳上料架、所述电池上料架、所述端盖上料架、所述外壳组装装置、所述涂胶装置、所述规整装置、所述第一机械手和所述第二机械手均布设于所述机台的台面上。

4、上述的电池外壳组装涂胶设备，所述外壳组装装置的支撑柱设置有两根，竖直固定于所述机台的台面上；每一根所述支撑柱的顶部均固定安装有l形固定板，所述l形固定板的水平段与所述支撑柱顶端紧固连接，其竖直段向上延伸；所述翻转机构包括翻转板和驱动该翻转板旋转的翻转驱动电机，所述翻转板的两侧边缘分别延伸出转轴，所述翻转板通过其两侧的所述转轴转动配合安装于两个所述l形固定板的竖直段上。

5、上述的电池外壳组装涂胶设备，所述夹紧机构固定于所述翻转板的板面上，包括第一夹块、第二夹块及驱动所述第一夹块和所述第二夹块相向或相背运动的双头气缸；所述顶升机构固定于所述机台上且位于所述翻转板旋转后的朝向侧下方，包括顶升气缸和固定于该顶升气缸活塞杆端部的顶升板，所述顶升板的上表面设有卡槽。

6、上述的电池外壳组装涂胶设备，所述第一夹块和所述第二夹块的主体形状均为l形，两者的l形内角相对布设；所述双头气缸的缸体固定于所述翻转板上，其两个活塞杆输出端分别与所述第一夹块和所述第二夹块刚性固定连接。

7、上述的电池外壳组装涂胶设备，所述顶升板上的卡槽为一向下凹陷的槽体，其内轮廓形状和深度尺寸与待装配电池本体的底部截面形状及定位需求相匹配。

8、上述的电池外壳组装涂胶设备，所述规整装置的旋转机构包括旋转气缸和固定于该旋转气缸输出转台上的旋转板；所述升降机构包括多个升降气缸和固定于所述多个升降气缸活塞杆端部的升降板，所述多个升降气缸的缸体固定于所述旋转板上。

9、上述的电池外壳组装涂胶设备，所述固定机构包括多组吸附组件，每组吸附组件均包含推动气缸和负压吸盘，所述推动气缸固定于所述旋转板上；所述滚轮机构包括多组滚轮组件，所述多组滚轮组件安装于所述升降板上。

10、上述的电池外壳组装涂胶设备，所述规整装置还包括插接板，该插接板通过多个垫块固定支撑于所述旋转板的上表面，并与所述旋转板之间保持固定垂直间距；所述插接板的板面上开设有一上下贯穿的插接槽。

11、上述的电池外壳组装涂胶设备，所述多组吸附组件围绕所述插接槽的中心轴线并沿其外围轮廓布设；各所述吸附组件的推动气缸的活塞杆端部安装有所述负压吸盘；所述升降板上开设有一上下贯通的限位孔，所述限位孔位于所述插接槽的正上方。

12、上述的电池外壳组装涂胶设备，每组所述滚轮组件均包括滚轮、轮架和调节气缸；所述调节气缸的缸体固定于所述升降板上，其动作端与所述轮架连接；所述滚轮可自由转动地安装于所述轮架的顶端。

13、本技术的有益技术效果是：

14、1、通过外壳组装装置的翻转机构、夹紧机构和顶升机构协同动作，使电池本体沿竖直方向自下而上插入电池外壳开口端，插装方向与重力方向一致，避免了人工操作中因施力偏斜导致的本体与外壳内壁刮擦，消除了电芯极片错位及隔膜褶皱的微观损伤风险。

15、2、顶升机构采用卡槽对电池本体进行底部定位，配合翻转驱动电机驱动的90°翻转动作使外壳开口端正对电池本体，实现了电池本体与外壳之间的同轴对准，保证了插装过程中轴向受力的一致性，提高了装配位置精度。

16、3、规整装置通过升降机构驱动滚轮组件沿电池外壳侧壁上下往复滚动挤压，使外壳内壁与电池本体外表面之间的间隙均匀化并消除局部形变；同时，固定机构以负压吸附方式对外壳底部施加向下的稳固约束力，抵消了滚轮向上滚压时产生的提拉效应，避免了规整过程中模组被意外拔出。

17、4、滚轮组件中各调节气缸可独立调整不同方向滚轮对外壳壁面的正压力，结合升降机构的往复运动行程控制，能够对电池外壳的多个立面进行差异化压力调节，实现外壳各区域贴合力的独立调控，提高了对外壳初始形变的适应能力。

18、5、插接板上的插接槽与升降板上的限位孔共同构成了电池模组的双重径向限位结构，使模组在滚压过程中保持竖直姿态，限定了模组在水平面内的位置偏移量，确保了滚轮挤压方向始终垂直于外壳壁面。

19、6、旋转机构可驱动被吸附固定的电池模组绕竖直轴线匀速转动，配合涂胶装置三轴移载模组对涂胶头的空间定位，实现了涂胶头固定而工件旋转的连续涂胶方式，使胶水在环周连接缝上分布连续且厚度均匀，避免了接缝处出现断胶或堆胶缺陷。

20、7、规整装置在端盖插接完成后和涂胶工序结束后分别进行两次滚压作业，既消除了端盖安装过程中引入的外壳形变，又对涂胶固化前的最终装配状态进行了尺寸规整，保证了外壳平整度和产品外观一致性。