一种电芯入框装置
阅读说明：本技术 一种电芯入框装置 (Battery cell frame-entering device ) 是由 王卫星 丁庆龙 于 2021-08-03 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种电芯入框装置,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。本发明所述的电芯入框装置,使用夹板夹取电芯主体的方式,比夹取极耳位置更加准确,不容易损伤电芯,同时降低了模组速度,增加电芯位置准确性。(The invention provides a battery cell frame entering device which comprises a base plate, a rack arranged above the base plate, a battery cell frame and a battery cell placing platform, wherein the battery cell frame and the battery cell placing platform are both positioned below the rack, a horizontal linear module is arranged above the rack, a vertical linear module is arranged above the horizontal linear module, a manipulator assembly used for grabbing a battery cell is arranged on the vertical linear module, and the horizontal linear module, the vertical linear module and the manipulator assembly are all in signal connection with a controller. According to the battery cell frame entering device, the mode of clamping the battery cell main body by the clamping plate is more accurate than the mode of clamping the tab, so that the battery cell is not easy to damage, the module speed is reduced, and the accuracy of the battery cell position is improved.)
技术领域
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
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。
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。
发明内容
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。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
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。
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。
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。
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。
进一步的，所述两个夹板之间设有限位结构。
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。
进一步的，所述夹板内侧设有泡棉。
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。
进一步的，所述气缸安装板下方安装若干气缸，每个气缸两侧均设有反限位结构，气缸信号连接至控制器。
进一步的，所述反限位结构为反限位螺钉。
相对于现有技术，本发明所述的电芯入框装置具有以下优势：
(1)本发明所述的电芯入框装置，使用夹板夹取电芯主体的方式，比夹取极耳位置更加准确,不容易损伤电芯，同时降低了模组速度，增加电芯入框位置准确性。
(2)本发明所述的电芯入框装置，一次入框4只电芯，电芯框可以装载36只电芯，而电芯框只有854mm，大大提高了工作效率，满足高速生产需求，又满足流转框空间小的需求。
(3)本发明所述的电芯入框装置，在电芯夹紧的工步，安装了限位装置，保护了电芯；在电芯入框松开的工步，安装了反限位装置，保证夹板和电芯的距离，以及相邻电芯的单边间距，有效保护电芯。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的电芯入框装置的主视图；
图2为本发明实施例所述的机械手组件的主视图；
图3为本发明实施例所述的滑台气缸打开；
图4为本发明实施例所述的夹板打开状态的示意图；
图5为本发明实施例所述的夹板闭合状态的示意图；
图6为本发明实施例所述的夹板和电芯脱离状态的示意图；
图7为本发明实施例所述的电芯框的主视图。
示意图。
附图标记说明：
1-基板；2-机架；3-水平直线模组；4-竖直直线模组；5-机械手组件；51-机械手安装板；52-气缸安装板；53-直线轴承；54-一号传感器；55-传感器感应片；56-滑台气缸；57-限位螺钉；58-夹板；59-反限位螺钉；510-气缸；511-连接板；512-二号传感器；513-泡棉；514-导线槽；6-电芯框；7-电芯放置平台；8-电芯。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
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。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
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。
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)。
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。
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。
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。
气缸510通过连接板511安装在气缸安装板52上。
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。
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。
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。
优选的，两个夹板58之间设有限位结构。
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。
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。
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。
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。
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。
一种电芯入框装置的工作原理：
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。
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。
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。
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。
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