一种电芯入框装置的制作方法

1.本发明属于电芯生产制造领域，尤其是涉及一种电芯入框装置。


背景技术：

2.锂离子电池主要由软包,方形，圆柱三种组成。随着新能源的猛烈发展，产线速度越来越快。目前软包线已经由6ppm提升到了15ppm左右。注液之后的电芯使用框来流转。一个框装载电芯的数量和框的大小成为一个比较难解决的问题。
3.现在软包电芯入框，机械手一次抓取2个电芯，框内装载电芯较少，一般为20只左右。为了满足高速设备15ppm，电芯装载机械手运行速度非常高。模组速度提高之后，电芯入框的位置准确性出现下降，有时候电芯发生倾斜等意外现象。轻则划伤电芯，中则撞坏电芯，重则引发电芯变形，从而着火。现有技术的缺点：(1)入框2只电芯，速度慢，不能满足高速产线；(2)因模组速度块，引发电芯位置不准确，容易损伤电芯；(3)电芯框装载电芯太少，一般为20多个。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明旨在提出一种电芯入框装置，以解决电芯使用框内装载电芯较少，不能满足高速生产，同时容易损伤电芯的问题。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种电芯入框装置，包括基板及其上方安装的机架、电芯框和电芯放置平台，电芯框和电芯放置平台均位于机架下方，机架上方安装水平直线模组，水平直线模组上方安装竖直直线模组，竖直直线模组上安装用于抓取电芯的机械手组件，水平直线模组、竖直直线模组、机械手组件均信号连接至控制器。
7.进一步的，所述机械手组件包括机械手安装板和气缸安装板，气缸安装板上方安装机械手安装板，机械手安装板固接至竖直直线模组，气缸安装板下方安装若干滑台气缸，每个滑台气缸均设有位置传感器，用于感应滑台气缸的位置，滑台气缸为双滑块气缸，滑台气缸的每个滑块上安装一块夹板，滑台气缸、位置传感器均信号连接至控制器。
8.进一步的，所述机械手组件还包括直线轴承，直线轴承的导柱安装在机械手安装板上，直线轴承的导套安装在气缸安装板上，且导柱下部设有限位结构。
9.进一步的，所述位置传感器分别为安装在不同位置的第一磁性传感器、第二磁性传感器、第三磁性传感器，第一磁性传感器、第二磁性传感器、第三磁性传感器分别信号连接至控制器。
10.进一步的，所述两个夹板之间设有限位结构。
11.进一步的，所述限位结构为限位螺钉，限位螺钉固定安装在夹板上。
12.进一步的，所述夹板内侧设有泡棉。
13.进一步的，所述夹板内侧安装用于感应电芯的二号传感器，二号传感器信号连接至控制器。
的含义是两个或两个以上。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
35.一种电芯入框装置，如图1至图7所示，包括基板1、机架2、水平直线模组3、竖直直线模组4、机械手组件5、电芯框6、电芯放置平台7，基板1上方安装机架2、电芯框6和电芯放置平台7，电芯框6和电芯放置平台7均位于机架2下方，机架2上方安装水平直线模组3，水平直线模组3上方安装竖直直线模组4，竖直直线模组4上安装机械手组件5，水平直线模组3、竖直直线模组4、机械手组件5均信号连接至设备主控制器。
36.主控制器为下料装载设备上的控制器，水平直线模组3、竖直直线模组4均为现有标准零部件(thk，hiwin等品牌均满足要求)。
37.如图2和图3所示，机械手组件5包括机械手安装板51、气缸安装板52、直线轴承53、一号传感器54、传感器感应片55、滑台气缸56、限位螺钉57、夹板58、反限位螺钉59、气缸510、连接板511、二号传感器512、泡棉513、导线槽514，气缸安装板52上方通过直线轴承53安装机械手安装板51，机械手安装板51固接至竖直直线模组4，气缸安装板52下方中部安装若干滑台气缸56，每个滑台气缸56均设有位置传感器，用于感应滑台气缸56的位置，滑台气缸56为双滑块气缸，滑台气缸56的每个滑块上安装一块夹板58，夹板58上设有用于感应电芯8的二号传感器512，气缸安装板52下方两侧安装若干气缸510，气缸510两侧均设有反限位结构，滑台气缸56、气缸510、位置传感器、二号传感器512均信号连接至控制器。
38.在本实施例中，机械手组件5一次可以抓取4个电芯，滑台气缸56的数量为4个，4个滑台气缸56分别安装了4组夹板58，分9次可以把36个电芯8放入电芯框6内。按照1、10、19、28四个位置一次性装载。按照电芯22mm的间隙依次装载其他电芯。相邻2个电芯的中心距位22mm。满足电芯的厚度max为15mm。
39.在一个实施例中，机械手安装板51一侧安装一号传感器54，气缸安装板52上方安装传感器感应片55。
40.气缸510通过连接板511安装在气缸安装板52上。
41.优选的，直线轴承53的导柱安装在机械手安装板51上，直线轴承53的导套安装在气缸安装板52上。且导柱下部设有限位结构，使得导套不会因为重力从下部脱落。当机械手组件5在下降过程中遇到障碍物，机械手5组件气缸安装板52下部所有组件通过直线轴承53上升，传感器感应片55插入传感器54，提示报警。
42.优选的，位置传感器为3个，分别为第一磁性传感器561、第二磁性传感器562、第三磁性传感器563，3个磁性传感器分别用于感应滑台气缸56的三个位置。
43.具体的，滑台气缸56有三种状态位置，三个位置分别安装第一磁性传感器561、第二磁性传感器562、第三磁性传感器563，打开状态时通过第一磁性传感器561感应，此时两个夹板58间距为50mm，距电芯8单边为17.5mm；夹取状态时通过第二磁性传感器562感应，此时夹板58外宽度为54mm，框内相邻电芯外间距为59，电芯8不会被夹板58划伤；电芯脱离状
态时通过第三磁性传感器563感应，此时夹板58间距为17mm，外间距为26mm。夹板58两面距离电芯8分别为1mm，1.5mm。使用反限位螺钉59，滑台气缸56打开后，夹板58之间的距离为17mm。夹板58外壁的宽度为26mm，夹板58外壁相邻的电芯8间距为29mm。
44.优选的，两个夹板58之间设有限位结构。
45.在一个或多个实施例中，两个夹板58之间设有安装限位螺钉57，限位螺钉57固定安装在任一个夹板58上。当夹板58夹取电芯8时，限位螺钉57用于限制两个夹板58之间的宽度，使得两个夹板58之间的宽度比电芯8的宽度略窄，防止因长时间夹取电芯8，造成夹板58和滑台气缸56变形。
46.优选的，夹板58内侧粘贴泡棉513，泡棉513用于接触电芯8，保护电芯。
47.夹板58内侧安装有二号传感器512，用来感应是否夹取到电芯和电芯在运送过程中，是否掉落，二号传感器512信号连接至控制器。
48.夹板58上设有传感器导线槽514，用于放置二号传感器512的导线，防止线束较多，干扰电芯8的夹持。
49.在一个或多个实施例中，反限位结构为反限位螺钉59，当电芯放置时，气缸510伸出到两个滑台气缸56中间,反限位螺钉59伸出到夹板58中间。
50.一种电芯入框装置的工作原理：
51.此处仅描述机械手组件5夹持一个电芯的工作原理，其他电芯的夹持过程均本过程相同，且同步进行。
52.电芯抓取过程为：控制器根据设定路线，控制水平直线模组3、竖直直线模组4移动到设定位移，从而带动控制机械手组件5行走到电芯放置平台7的电芯位置，控制器控制滑台气缸56处于打开状态，到达设定时间后，控制器控制位置滑台气缸56闭合，夹板58夹住电芯8，此时第二磁性传感器562将信号发送给控制器，控制器判断滑台气缸56达到闭合状态，并控制气缸510携带反限位螺钉59插入相邻夹板58之间。
53.电芯入框步骤如下：控制器控制水平直线模组3、竖直直线模组4移动到设定位移，从而带动机械手组件5从电芯放置平台7到达电芯框6中的电芯放置位置后，第三磁性传感器563将信号发给控制器，控制器判断位置正确，控制器控制滑台气缸56松开，夹板28达到脱离状态，同时控制气缸510携带反限位螺钉59离开相邻夹板58之间，电芯8和夹板58分离,同时控制竖直直线模组4上升带动机械手组件5上升，脱离电芯框6，完成一次装载；第三磁性传感器563信号发送给控制器，控制器控制滑台气缸56再次夹紧，控制气缸510缩回，反限位螺钉59伸出夹板58之间。到达设定时间后，滑台气缸56恢复打开状态，返回重新夹取电芯8。
54.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。