一种方形电池化成钉的自动插钉装置

文档序号:600926 发布日期:2021-05-04 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 一种方形电池化成钉的自动插钉装置 (Automatic nail inserting device for square battery formation nail ) 是由 郝鹏杰 于 2020-12-31 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种方形电池化成钉自动插钉装置,包括用于输送锂电池的输送机构,还包括固设于所述输送机构一侧的供钉机,以及位于输送机构正上方的插钉机构,所述插钉机构由驱动机构带动在供钉机和输送机构之间移动;所述插钉机构包括固定板及安装于固定板上的驱动装置,所述固定板通过直线导轨连接有电机架,所述驱动装置的活动端与电机架连接;所述电机架上安装有与锂电池的注液口相对应设置的空心轴,所述空心轴的内部开设有贯通的钉腔,所述钉腔的顶端通过真空吸管与空压机连接。本装置实现了全自动化插钉操作,并且能同时多个锂电池进行插钉,大大地提高了工作效率和密封性能。(The invention discloses an automatic nail inserting device for square battery formation nails, which comprises a conveying mechanism for conveying a lithium battery, a nail feeder fixedly arranged on one side of the conveying mechanism, and a nail inserting mechanism positioned right above the conveying mechanism, wherein the nail inserting mechanism is driven by a driving mechanism to move between the nail feeder and the conveying mechanism; the nail inserting mechanism comprises a fixed plate and a driving device arranged on the fixed plate, the fixed plate is connected with a motor frame through a linear guide rail, and the movable end of the driving device is connected with the motor frame; the motor frame is provided with a hollow shaft which is arranged corresponding to a liquid injection port of the lithium battery, a through nail cavity is formed in the hollow shaft, and the top end of the nail cavity is connected with the air compressor through a vacuum suction pipe. The device realizes full-automatic nail inserting operation, can insert nails by a plurality of lithium batteries simultaneously, and greatly improves the working efficiency and the sealing performance.)

一种方形电池化成钉的自动插钉装置

技术领域

本发明涉及锂离子电池生产制造领域,具体涉及一种方形电池注液之后,化成钉自动插钉的自动化装置。

背景技术

锂离子电池生产过程中,注液是一个非常重要的环节,需要进行两次或多次注液。注液完成后再进入后续烘箱进行电池的化成。为了避免化成的高温对已经注入电池内的电解液产生挥发,影响电池的实际浸润效果,进而影响电池的品质。故需要用化成钉对插入电池注液口对锂电池已完成注液后的注液口进行暂时堵塞。在化成后化成钉又能被拔出,以便于将锂电池内部的气体放出。化成钉的插入一般采用手动的方式,存在以下缺点:一是效率低、人工成本较高;二是入钉过程中化成钉容易发生偏斜,影响后续密封胶钉的拔出,而且还会刮伤注液口的内壁和密封胶钉的外壁,影响其密封性能;三是入钉深度很难控制,入钉太深会导致密封胶钉无法拔出,影响排气操作;入钉太浅又会导致密封不严,影响化成工序的进行。所以急需一种化成钉自动插钉装置。

发明内容

本发明提供了一种方形电池化成钉自动插钉装置,可以实现方形电池注液后后化成钉的高效自动化插钉作业。

本发明的技术方案如下:

一种方形电池化成钉自动插钉装置,包括用于输送锂电池的输送机构,还包括固设于所述输送机构一侧的供钉机,以及位于输送机构正上方的插钉机构,所述插钉机构由驱动机构带动在供钉机和输送机构之间移动;所述插钉机构包括固定板及安装于固定板上的驱动装置,所述固定板通过直线导轨连接有电机架,所述驱动装置的活动端与电机架连接;所述电机架上安装有与锂电池的注液口相对应设置的空心轴,所述空心轴的内部开设有贯通的钉腔,所述钉腔的顶端通过真空吸管与空压机连接。

进一步方案,所述电机架上安装有轴电机,所述轴电机与空心轴之间通过同步带连接;位于空心轴外侧设有围板,所述围板固定安装在电机架上。

进一步方案,所述驱动装置为气缸或油缸,所述驱动装置的活动端通过浮动接头与电机架连接;所述空心轴通过轴承安装在电机架。

进一步方案,所述驱动机构包括架设在输送机构两外侧的支柱,所述支柱的顶端平行固设有横梁和拖链,所述横梁内部设有丝杆,所述丝杆的螺杆与驱动电机连接,丝杆的螺母与固定板连接带动固定板在横梁上水平移动;所述拖链和固定板之间通过连接板固定连接,实现同步移动。

进一步方案,所述输送机构包括输送架、传送链以及设于传送链上的传送带,所述传送带上间隔固设有用于装载锂电池的电池盒。

进一步方案,位于输送机构正上方设有定位机构,所述定位机构包括对称安装在输送机构两侧的固定座,位于两个固定座之间架设有定位板;所述固定座上安装有定位伸缩件,所述定位伸缩件的活动端与所述定位板连接。

更进一步方案,所述定位板的底端面固设有与锂电池的边缘相配合的导向块;所述固定座上开设有腰形固定孔。

进一步方案,所述供钉机包括支架,所述支架的顶端通过支撑轴连接有安装架,所述安装架的两端对称固定有翻转机构,所述翻转机构的内侧连接有吸辊,所述吸辊上开设有用于容纳化成钉的针孔;所述支架上对称安装有振动盘,所述振动盘的顶端沿其侧壁设有弧形的导向轨道,所述导向轨道的出口端连接有与所述针孔相对接的导向管。

更进一步方案,所述翻转机构上连接有伸缩机构,所述吸辊连接在伸缩机构的活动端;所述吸辊的径向开设有两个针孔,所述针孔与所述空心轴一一对应设置。

优选的,所述翻转机构为旋转气缸,旋转气缸的缸座固定在安装架的侧支板上;所述伸缩机构为伸缩气缸,伸缩气缸的缸座与旋转气缸的活动端连接。

为了保证化成钉能准确地进入吸辊上的针孔中,不仅要使供钉机上的导向管的出口端与针孔相对应,并且吸辊的内腔连接有吸管,使其内腔产生负压,而使化成钉能正好地进入针孔中。

为了提高插钉的合格率,在插钉的同时,电机工作,通过同步带带着空心轴同步旋转,从而使化成钉产生一个旋转力,进而保证了化成钉是在旋转的同时被压入注液孔,提高了注液口的封堵效果。

本发明的方形电池化成钉自动插钉装置可以替代人工高效的完成化成过程钉的插钉作业。本装置通过供钉机构实现化成钉的一个个排布上料;通过负压吸附的原是,将化成钉一个一个地吸附进入空心轴中,实现对化成针的抓取与定位;然后通过定位机构对锂电池进行定位,提高了插钉的准确性;最后通过电机带着空心轴同步旋转,从而使化成钉产生一个旋转力而压入注液孔,提高了注液口的封堵效果。

本装置实现了全自动化插钉操作,并且能同时多个锂电池进行插钉,大大地提高了工作效率;另外,本装置通过定位机构对锂电池进行定位,并通过空心轴、负压来实现对胶钉的吸附,使化成钉对位准确;并且通过旋转进入的方式,将化成钉插入锂电池的注液口中,垂直插入不影响后续密封胶钉的拔出,而且还不会刮伤注液口的内壁和化成钉的外壁,提高了其密封性能;其次,通过控制轴电机的转速及时间,使所有的化成钉入钉深度一致。

附图说明

图1是本发明的结构示意图,

图2是本发明中的插钉机构的结构示意图,

图3是本发明中的供钉机的结构示意图,

图4是本发明中的定位机构的结构示意图,

图5是本发明中的空心轴的安装示意图,

图中:1-输送机构,11-输送架,12-传送链,13-传送带,14-电池盒;

2-供钉机,21-支撑轴,22-安装架,23-旋转气缸,24-伸缩气缸,25-吸辊,251-针孔,26-振动盘,261-导向轨道,262-导向管,27-支架;

3-驱动机构,31-横梁轨,32-连接板,33-拖链,34-支柱;

4-插钉机构,41-固定板,42-直线导轨,43-驱动装置,44-轴电机,45-电机架,46-浮动接头,47-空心轴,471-轴承,48-同步带,49-围板;

5-定位机构,51-固定座,511-腰形固定孔,52-定位伸缩件,53-定位板,54-导向块;

6-锂电池,7-化成钉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明,实施例是本发明的优选实施方式,并且本发明不仅仅限于下述的实施方式和形式。

如图1-5所示,一种方形电池化成钉自动插钉装置,包括用于输送锂电池的输送机构1,还包括固设于所述输送机构1一侧的供钉机2,以及位于输送机构1正上方的插钉机构4,所述插钉机构4由驱动机构3带动在供钉机2和输送机构1之间移动,实现取钉、插钉操作;所述插钉机构4包括固定板41及安装于固定板41上的驱动装置43,所述固定板41通过直线导轨42连接有电机架45,所述驱动装置43的活动端与电机架45连接;所述电机架45上安装有与锂电池的注液口相对应设置的空心轴47,所述空心轴47的内部开设有贯通的钉腔,所述钉腔的顶端通过真空吸管与空压机连接。

进一步方案,如图2所示,电机架45成L形结构,其垂直段通过直线导轨42连接在上固定板41、水平段安装轴电机44,所述轴电机44与空心轴47之间通过同步带48连接;位于空心轴47外侧设有围板49,所述围板49固定安装在电机架45上。

进一步方案,所述驱动装置43为气缸或油缸,所述驱动装置43的活动端通过浮动接头46与电机架45连接;所述空心轴47通过轴承471安装在电机架45,轴承471使空心轴旋转时更顺畅。

优选的,本实施例中驱动装置43为气缸,气缸工作时,带动电机架45沿着直线导轨42在固定板41上进行上、下移动。由于气缸的活动端通过浮动接头46与电机架45连接,从而减少因气源的不稳定而对电机架45产生振动,进而造成对吸附在空心轴47内的化成钉产生掉落等影响。当轴电机44工作时,其通过同步带48带着空心轴47同步实现旋转,对其内的化成钉产生旋转力,加速其进入注液口中。如图2所示,电机架45上设两个轴电机44,每个轴电机44通过同步带48与两个空心轴47连接,提高了工作有效性。即本装置能同时为四个锂电池进行插钉操作,从而提高了工作效率。

进一步方案,所述驱动机构3包括架设在输送机构1两外侧的支柱34,所述支柱34的顶端平行固设有横梁31和拖链32,所述横梁31内部设有丝杆,所述丝杆的螺杆与驱动电机连接,丝杆的螺母与固定板41的后背连接,驱动电机工作时带动固定板41在横梁31上水平移动;所述拖链32和固定板41之间通过连接板32固定连接,实现同步移动。轴电机、驱动电机的电线、气缸的气管等部件均置于拖链33中,插钉机构4在移动过程中,通过连接板32连接而联动。避免了对电线、气管等造成损伤。

进一步方案,所述输送机构1包括输送架11、传送链12以及设于传送链12上并一起移动的传送带13,所述传送带13上间隔固设有用于装载锂电池6的电池盒14。传送链12通过电机驱动带着传送带13一起间隙式移动,从而带着电池盒14间隙式移动,实现对装在其内部的锂电池的注液口进行安装化成钉操作。

进一步方案,位于输送机构1正上方设有定位机构5,所述定位机构5包括对称安装在输送机构1两侧的固定座51,位于两个固定座51之间架设有定位板53;所述固定座51上安装有定位伸缩件52,所述定位伸缩件52的活动端与所述定位板53连接。在本实施例中,定位伸缩件52优选为气缸或油缸,其伸缩运动带动定位板53进行升降运动。

更进一步方案,所述定位板53的底端面固设有与锂电池6的边缘相配合的导向块54;所述固定座51上开设有腰形固定孔511。

固定座51成L形结构,其垂直段采用螺栓穿过腰形固定孔511将其安装在输送机构1的输送架11;固定座51的水平段正好对称位于电池盒14的两侧。为了美观,固定座51的垂直段和水平段之间采用弧段连接。由于固定座51上开设有多排腰形固定孔511,则可根据锂电池6的尺寸大小来调固定座51的安装高度,使定位板53下压后,通过导向块54对电池进行微量调整后,正好卡在锂电池的顶端,从而对其进行固定,方便插钉机构4对锂电池的注液口封上化成钉。

进一步方案,所述供钉机2包括支架27,所述支架27的顶端通过支撑轴21连接有安装架22;所述安装架22的两端对称固定有翻转机构,所述翻转机构的内侧连接有吸辊25,所述吸辊25上开设有用于容纳化成钉的针孔251;所述支架27上对称安装有振动盘26,所述振动盘26的顶端沿其侧壁设有弧形的导向轨道261,所述导向轨道261的出口端连接有与所述针孔251相对接的导向管262。

更进一步方案,所述翻转机构上连接有伸缩机构,所述吸辊25连接在伸缩机构的活动端;所述吸辊25的径向开设有两个针孔251,所述针孔251与所述空心轴47一一对应设置。

优选的,所述翻转机构为旋转气缸23,旋转气缸的缸座固定在安装架22的侧支板上;所述伸缩机构为伸缩气缸24,伸缩气缸的缸座与旋转气缸的活动端连接。

为了保证化成钉能准确地进入吸辊上的针孔中,不仅要使供钉机上的导向管262的出口端与针孔251相对应,并且吸辊25的内腔连接有吸管,使其内腔产生负压,而使化成钉能正好地进入针孔中。

如图3所示,振动盘26与翻转机构是成对设置,本实施例中设置两组。吸辊25的径向开设有两个针孔251,先通过伸缩气缸调整吸辊25上的第一个针孔251与其振动盘26上的导向管262的出口端相连接,打开吸管使吸辊25的内腔形成负压,从而使化成钉7进入该针孔中;再通过伸缩气缸水平移动吸辊25,使其上的第二个针孔与其相对应的振动盘26上的导向管262的出口端相连接,导入另一根化成钉7;然后旋转气缸工作,带着吸辊向上旋转九十度,使原本水平放置的化成钉成垂直状态且垂直于吸辊的正上方。

本装置的工作过程如下:

供钉机将人工放置在振动盘内的化成钉排列成序,并依靠振动推力将化成钉沿着导向轨道长度方向排列,经导向轨道、导向管后送至吸辊径向的仿形针孔内而正好卡住;翻转机构带着吸辊旋转九十度,使原本水平放置的化成钉成垂直状态且垂直于吸辊的正上方。输送机构工作移动一个工位,使装有锂电池的电池盒到达定位机构的位置后,定位机构上的定位板下移,通过其底端的导向块对锂电池进行微量的位置纠正后压在锂电池的顶端,完成对锂电池的定位工作。插钉机构先移动至供钉机的正上方即取钉工位,打开空压机,空心轴产生向上的吸力,从而将卡放在吸辊上的化成钉吸附进入空心轴中(如图5所示),每次吸取4个化成钉;然后将其移动至右端的插钉工位,即位于定位机构的正上方,驱动装置驱动电机架带着空心轴一起下移,并与锂电池的注液口相接触,关闭空压机,负压消失,化成钉在重力作用下从空心轴掉入锂电池的注液口中;同时电机工作,通过同步带带动空心轴同步旋转,进而将化成钉旋压进入锂电池的注液孔中实现了封堵。然后再进行下一次的插钉循环。

本发明说明书中所提出的实施方案仅仅为用于示例说明目的的优选实施例,并不旨在限制本发明的范围,因此理解在不背离本发明的精神和范围的情况下可作出其他等效方案和修改方案。

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