技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高速電池外包膜裝備。

背景技術(shù)：

目前，鋰離子電池的包膜設(shè)備，主要基于移載機(jī)械手往復(fù)上料及下料。由于機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)限制，實(shí)際效率較低且沒(méi)有較大提升空間?，F(xiàn)有的包膜設(shè)備采用單層電池水平移載的結(jié)構(gòu)進(jìn)行中轉(zhuǎn)，水平移載的結(jié)構(gòu)輸送時(shí)間長(zhǎng)、節(jié)拍慢效率低下，只能做到6～10ppm的效率水平。當(dāng)進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)制造時(shí)，包膜設(shè)備將成為瓶頸工序需要大量設(shè)備的投入。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高速電池外包膜裝備，該裝備通過(guò)立式轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)式的供料模式大幅提升了電池的中轉(zhuǎn)時(shí)間，同時(shí)在立式轉(zhuǎn)盤(pán)對(duì)應(yīng)工位安裝外包膜推平及熱壓機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在高速旋轉(zhuǎn)送料的同時(shí)完成包膜工作。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：包括來(lái)料輸送帶、出料輸送帶以及銜接兩者的立式轉(zhuǎn)盤(pán)，所述的立式轉(zhuǎn)盤(pán)包括水平布置的轉(zhuǎn)軸、套設(shè)在轉(zhuǎn)軸上的分度盤(pán)以及沿分度盤(pán)周向均勻間隔布置的電池托盒，所述的來(lái)料輸送帶與立式轉(zhuǎn)盤(pán)的銜接處為進(jìn)料工位，所述的立式轉(zhuǎn)盤(pán)與出料輸送帶的銜接處為出料工位，所述的進(jìn)料工位與出料工位之間沿立式轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向依次設(shè)有側(cè)面外包膜推平機(jī)構(gòu)及側(cè)面外包膜熱壓機(jī)構(gòu)，所述的出料工位與進(jìn)料工位之間沿立式轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向依次設(shè)有清洗工位及預(yù)留工位，所述的進(jìn)料工位處設(shè)有鉛垂方向布置的外包膜，所述的外包膜由外包膜輸送切斷機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輸送及切斷，該設(shè)備還包括將電池及外包膜由進(jìn)料工位推至電池托盒內(nèi)的頂推機(jī)構(gòu)以及將電池由出料工位推至出料輸送帶上的頂出機(jī)構(gòu)，所述出料輸送帶的側(cè)面依次設(shè)有底部外包膜推平機(jī)構(gòu)及底部外包膜熱壓機(jī)構(gòu)。

所述的外包膜輸送切斷機(jī)構(gòu)包括吸附裝置、下拉裝置及切斷裝置，所述的吸附裝置安裝在下拉裝置上且隨下拉裝置實(shí)現(xiàn)往復(fù)動(dòng)作，所述的吸附裝置由真空發(fā)生器及吸盤(pán)組成，所述的吸盤(pán)沿外包膜長(zhǎng)度方向布置多組，所述的切斷裝置由兩片模切切刀組成，模切切刀的切口采用鎢鋼硬化處理。

所述的頂推機(jī)構(gòu)與進(jìn)料工位之間留有1～5cm的間隙，所述的頂推機(jī)構(gòu)與電池的接觸面為柔性材質(zhì)，頂推機(jī)構(gòu)將來(lái)料輸送帶上的電池及切斷后的外包膜同時(shí)推入電池托盒中。

所述的頂出機(jī)構(gòu)包括氣缸，所述氣缸活塞桿的端部垂直設(shè)有伸縮撥桿，所述的伸縮撥桿與電池托盒底部預(yù)留的頂出孔相配合，伸縮撥桿在氣缸的動(dòng)作下將電池從電池托盒中頂出至出料輸送帶。

所述的側(cè)面外包膜推平機(jī)構(gòu)包括第一頂推裝置及與第一頂推裝置相連的頂推桿，所述頂推桿的前端安裝有推平輪，所述推平輪的表面采用EPDM材質(zhì)且推平輪的寬度比電池厚度寬5～10mm，所述的側(cè)面外包膜推平機(jī)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置兩組。

所述的側(cè)面外包膜熱壓機(jī)構(gòu)包括第二頂推裝置及與第二頂推裝置相連的加熱單元，所述的加熱單元采用電阻絲加熱。

所述電池托盒的入口處設(shè)有便于電池及外包膜進(jìn)入的導(dǎo)向滾輪，導(dǎo)向滾輪的表面采用尼龍材質(zhì)，切斷后的外包膜隨電池進(jìn)入電池托盒后，外包膜的側(cè)面尺寸應(yīng)大于1/2電池厚度。

所述的外包膜采用能熱壓粘結(jié)的PE/PP膜或自身帶膠的PE/PP膜，所述的外包膜輸送切斷機(jī)構(gòu)通過(guò)張力控制機(jī)構(gòu)、自動(dòng)換卷機(jī)構(gòu)與外包膜自動(dòng)放卷機(jī)構(gòu)相連，所述的外包膜放卷機(jī)構(gòu)采用雙懸掛結(jié)構(gòu)。

所述的電池托盒整體呈方形，電池托盒上設(shè)有與電池相配合的L形槽口，所述L形槽口的長(zhǎng)寬尺寸均小于電池的長(zhǎng)寬尺寸，電池托盤(pán)的底部設(shè)有與L形槽口連通的頂出孔。

所述的來(lái)料輸送帶與出料輸送帶垂直布置，且來(lái)料輸送帶與出料輸送帶采用帶定位擋板的輸送帶。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過(guò)立式轉(zhuǎn)盤(pán)實(shí)現(xiàn)電池的快速中轉(zhuǎn)，在立式轉(zhuǎn)盤(pán)間歇停止的位置安裝側(cè)面外包膜推平機(jī)構(gòu)及側(cè)面外包膜熱壓機(jī)構(gòu)以完成側(cè)面包膠，同時(shí)本發(fā)明通過(guò)將電池的側(cè)面包膠和底部包膠工位分開(kāi)，兩者并行動(dòng)作以縮短節(jié)拍時(shí)間。本發(fā)明打破了傳統(tǒng)包膠設(shè)備的節(jié)拍上限，且工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備效率較高。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的主視圖；

圖2是圖1的俯視圖（該視圖省略了張力控制機(jī)構(gòu)、自動(dòng)換卷機(jī)構(gòu)與外包膜自動(dòng)放卷機(jī)構(gòu)）；

圖3是本發(fā)明立式轉(zhuǎn)盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明側(cè)面外包膜推平機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明側(cè)面外包膜熱壓機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明頂出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明電池托盒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明雙滾輪輸送機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明電池包膜方案一；

圖10是本發(fā)明電池包膜方案二。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1、圖2、圖3所示的一種高速電池外包膜裝備，包括來(lái)料輸送帶1、出料輸送帶2以及銜接兩者的立式轉(zhuǎn)盤(pán)3，立式轉(zhuǎn)盤(pán)3包括水平布置的轉(zhuǎn)軸31、套設(shè)在轉(zhuǎn)軸31上的分度盤(pán)32以及沿分度盤(pán)32周向均勻間隔布置的電池托盒33，來(lái)料輸送帶1與立式轉(zhuǎn)盤(pán)3的銜接處為進(jìn)料工位4，立式轉(zhuǎn)盤(pán)3與出料輸送帶2的銜接處為出料工位5，進(jìn)料工位4與出料工位5之間沿立式轉(zhuǎn)盤(pán)3的轉(zhuǎn)動(dòng)方向依次設(shè)有側(cè)面外包膜推平機(jī)構(gòu)6及側(cè)面外包膜熱壓機(jī)構(gòu)7，出料工位5與進(jìn)料工位4之間沿立式轉(zhuǎn)盤(pán)3的轉(zhuǎn)動(dòng)方向依次設(shè)有清洗工位8及預(yù)留工位9，進(jìn)料工位4處設(shè)有鉛垂方向布置的外包膜200，外包膜200由外包膜輸送切斷機(jī)構(gòu)10實(shí)現(xiàn)輸送及切斷，該設(shè)備還包括將電池100及外包膜200由進(jìn)料工位4推至電池托盒33內(nèi)的頂推機(jī)構(gòu)11以及將電池100由出料工位5推至出料輸送帶2上的頂出機(jī)構(gòu)12，出料輸送帶2的側(cè)面依次設(shè)有底部外包膜推平機(jī)構(gòu)13及底部外包膜熱壓機(jī)構(gòu)14。也就是立式轉(zhuǎn)盤(pán)3的周向設(shè)置有六個(gè)工位，分別依次為進(jìn)料工位4、側(cè)面外包膜推平機(jī)構(gòu)所在的推平工位；側(cè)面外包膜熱壓機(jī)構(gòu)所在的熱壓工位、出料工位5、清洗工痊8及預(yù)留工位9，電池100由來(lái)料輸送帶1輸送至頂推機(jī)構(gòu)11處，由頂推機(jī)構(gòu)11將電池及切斷后的外包膜從進(jìn)料工位4處推至電池托盒33中，隨著立式轉(zhuǎn)盤(pán)3的轉(zhuǎn)動(dòng)，裝有電池100的電池托盒33經(jīng)過(guò)推平工位將電池側(cè)面的外包膜推平，再經(jīng)過(guò)熱壓工位將電池側(cè)面的外包膜熱壓，最后由頂出機(jī)構(gòu)在出料工位5將電池頂出至出料輸送帶2上，并經(jīng)過(guò)底部外包膜推平機(jī)構(gòu)13及底部外包膜熱壓機(jī)構(gòu)14對(duì)電池實(shí)現(xiàn)底部外包膜的推平及熱壓，電池托盒33在卸去電池后，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)至清洗工位8實(shí)現(xiàn)清洗，并最終回到進(jìn)料工位4，繼續(xù)運(yùn)送下一塊電池100。

進(jìn)一步的，外包膜輸送切斷機(jī)構(gòu)10包括吸附裝置、下拉裝置及切斷裝置，吸附裝置安裝在下拉裝置上且隨下拉裝置實(shí)現(xiàn)往復(fù)動(dòng)作，吸附裝置由真空發(fā)生器及吸盤(pán)組成，吸盤(pán)沿外包膜長(zhǎng)度方向布置多組，切斷裝置由兩片模切切刀組成，模切切刀的切口采用鎢鋼硬化處理。

進(jìn)一步的，頂推機(jī)構(gòu)11與進(jìn)料工位4之間留有1～5cm的間隙，用于外包膜通過(guò)，頂推機(jī)構(gòu)11與電池的接觸面為柔性材質(zhì)，頂推機(jī)構(gòu)將來(lái)料輸送帶1上的電池100及切斷后的外包膜200同時(shí)推入電池托盒3中。

進(jìn)一步的，如圖6所示，頂出機(jī)構(gòu)12包括氣缸121，氣缸活塞桿122的端部垂直設(shè)有伸縮撥桿123，伸縮撥桿123與電池托盒33底部預(yù)留的頂出孔34相配合，伸縮撥桿123在氣缸121的動(dòng)作下將電池100從電池托盒33中頂出至出料輸送帶2。

進(jìn)一步的，如圖4所示，側(cè)面外包膜推平機(jī)構(gòu)6包括第一頂推裝置61及與第一頂推裝置61相連的頂推桿62，頂推桿62的前端安裝有推平輪63，推平輪63的表面采用EPDM材質(zhì)且推平輪63的寬度比電池厚度寬5～10mm，側(cè)面外包膜推平機(jī)構(gòu)6對(duì)稱設(shè)置兩組。

進(jìn)一步的，如圖5所示，側(cè)面外包膜熱壓機(jī)構(gòu)7包括第二頂推裝置71及與第二頂推裝置71相連的加熱單元72，加熱單元72采用電阻絲加熱，其加熱溫度<100℃。

進(jìn)一步的，電池托盒33的入口處設(shè)有便于電池100及外包膜200進(jìn)入的導(dǎo)向滾輪，導(dǎo)向滾輪的表面采用尼龍材質(zhì)，切斷后的外包膜200隨電池100進(jìn)入電池托盒33后，外包膜200的側(cè)面尺寸應(yīng)大于1/2電池厚度。

進(jìn)一步的，外包膜200采用能熱壓粘結(jié)的PE/PP膜或自身帶膠的PE/PP膜，外包膜輸送切斷機(jī)構(gòu)10通過(guò)張力控制機(jī)構(gòu)15、自動(dòng)換卷機(jī)構(gòu)16與外包膜自動(dòng)放卷機(jī)構(gòu)17相連，外包膜放卷機(jī)構(gòu)17采用雙懸掛結(jié)構(gòu)，可放置A、B兩個(gè)料卷，外包膜料卷采用氣脹軸固定在外包膜放卷機(jī)構(gòu)17上，氣脹軸由電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)料卷旋轉(zhuǎn)，外包膜放卷機(jī)構(gòu)17帶有糾偏裝置，糾偏裝置的響應(yīng)速度<0.2毫秒，糾偏精度<0.1mm；自動(dòng)換卷機(jī)構(gòu)17可完成A、B料卷的對(duì)接粘貼；張力控制機(jī)構(gòu)1的控制范圍為100-1000gf，公差在±5%以內(nèi)。當(dāng)外包膜200采用自身帶膠的PE/PP膜時(shí)，如圖8所示，可采用雙滾輪輸送機(jī)構(gòu)來(lái)輸送外包膜，即采用牽引輥19和防粘輥18的配合來(lái)輸送外包膜200，同時(shí)外包膜200采用自身帶膠的PE/PP膜時(shí)，還可減少側(cè)面外包膜熱壓機(jī)構(gòu)和底部外包膜熱壓機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步的，如圖7所示，電池托盒33整體呈方形，電池托盒33上設(shè)有與電池100相配合的L形槽口35，L形槽口35的長(zhǎng)寬尺寸均小于電池的長(zhǎng)寬尺寸，電池托盤(pán)33的底部設(shè)有與L形槽口35連通的頂出孔34。

進(jìn)一步的，來(lái)料輸送帶1與出料輸送帶2垂直布置，且來(lái)料輸送帶1與出料輸送帶2采用帶定位擋板的輸送帶。

進(jìn)一步的，底部外包膜推平機(jī)構(gòu)13及底部外包膜熱壓機(jī)構(gòu)14與側(cè)面外包膜推平機(jī)構(gòu)6及側(cè)面外包膜熱壓機(jī)構(gòu)7的結(jié)構(gòu)相同，在此不再贅述。

本發(fā)明的工作原理及工作過(guò)程如下：

工作時(shí)，單體電池通過(guò)來(lái)料輸送帶輸送至立式轉(zhuǎn)盤(pán)處的進(jìn)料工位處，此時(shí)外包膜輸送切斷機(jī)構(gòu)將外包膜拉下來(lái)設(shè)定的長(zhǎng)度，切斷裝置切斷；或者采用雙滾輪輸送機(jī)構(gòu)輸送額定長(zhǎng)度的外包膜，頂推機(jī)構(gòu)將電池頂推進(jìn)入立式轉(zhuǎn)盤(pán)的電池托盒內(nèi)，電池先接觸外包膜然后帶著外包膜一同進(jìn)入電池托盒，電池托盒前端的導(dǎo)向滾輪確保電池位置準(zhǔn)確，且在推入過(guò)程中將外包膜推平貼在電池表面；立式轉(zhuǎn)盤(pán)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)電池和外包膜旋轉(zhuǎn)至側(cè)面外包膜推平機(jī)構(gòu)處，兩套第一頂推裝置依次將外包膜推平并旋轉(zhuǎn)至熱壓工位，側(cè)面外包膜熱壓機(jī)構(gòu)的第二頂推裝置將加熱單元頂出，并在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)施加額定溫度后完成側(cè)面外包膜熱壓；完成熱壓的電池隨著立式轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)至出料工位，頂出機(jī)構(gòu)將電池頂出至出料輸送帶上，出料輸送帶帶動(dòng)電池行進(jìn)，到達(dá)底部外包膜推平機(jī)構(gòu)處，由底部外包膜推平機(jī)構(gòu)推平后到達(dá)底部外包膜熱壓機(jī)構(gòu)處，由底部外包膜熱壓機(jī)構(gòu)熱壓后流轉(zhuǎn)至下一工序。

本發(fā)明在使用時(shí)，電池100進(jìn)入電池托盤(pán)33時(shí)，如圖9所示，可以采用底部先進(jìn)入的方式，如圖10所示，也可以采用側(cè)壁先進(jìn)入的方式。

綜上所述，本發(fā)明通過(guò)立式轉(zhuǎn)盤(pán)實(shí)現(xiàn)電池的快速中轉(zhuǎn)，通過(guò)立式轉(zhuǎn)盤(pán)的供料模式可以做到30～40ppm的效率，在立式轉(zhuǎn)盤(pán)間歇停止的位置安裝側(cè)面外包膜推平機(jī)構(gòu)及側(cè)面外包膜熱壓機(jī)構(gòu)以完成側(cè)面包膠，同時(shí)本發(fā)明通過(guò)將電池的側(cè)面包膠和底部包膠工位分開(kāi)，兩者并行動(dòng)作以縮短節(jié)拍時(shí)間。本發(fā)明打破了傳統(tǒng)包膠設(shè)備的節(jié)拍上限，大大提升了包膜工序的設(shè)備能力，且工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備效率較高。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。