一种上料装置及电池组装系统的制作方法

本发明涉及电池制造技术领域，特别是涉及一种上料装置及电池组装系统。

背景技术：

随着国家对新能源的重视，锂电池行业作为新能源的龙头，近年来得到了迅猛的发展。由于锂电池工作中的稳定性能非常好，广泛应用于各大电子领域，如：高档强光手电、随身电源、无线数据传输器，电热保暖衣、鞋、便携式仪器仪表、便携式照明设备、便携式打印机、工业仪器、光伏发电蓄电池、医疗仪器及汽车动力电池等。

锂电池一般包括外壳、外壳内的电芯、电芯两端的绝缘片、密封在外壳两端的盖板和导电端子。锂离子电池生产过程中所要进行的一个重要步骤是将电芯封装入外壳内。在该过程中一般将外壳放置在托盘上，然后由人工进行输送，需要人工搬运外壳托盘上料。

人工搬运外壳托盘上料效率较低，并且劳动强度比较高、生产效率低，经营成本较高。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种上料装置及电池组装系统，用于解决或部分解决现有人工搬运电芯外壳上料效率较低，且劳动强度较高的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，根据本发明第一方面，提供一种上料装置，包括：上料工位、第一提升机构、第一托板、托盘、第一横移机构和夹取机构；所述第一提升机构设置在所述上料工位的一侧下方且与所述第一托板固定连接，所述第一托板位于所述上料工位的下方，所述托盘用于放置待上料件，至少一个堆摞的托盘放置在所述第一托板上，所述夹取机构设置在所述上料工位的上方、用于依次夹取单个托盘，所述第一横移机构与所述夹取机构相连、用于带动夹取机构移动。

在上述方案的基础上，还包括：取料工位；所述取料工位与所述上料工位沿所述第一横移机构的移动方向并排设置，所述取料工位的一侧下方设有第二提升机构，所述第二提升机构与第二托板固定连接，所述第二托板位于所述取料工位的下方，所述第二提升机构用于回收所述托盘。

在上述方案的基础上，还包括：第三提升机构；所述第一横移机构与所述第三提升机构相连，所述第三提升机构与所述夹取机构相连；所述第一提升机构的移动路径上固定设有第一定位机构、用于通过检测最上方的托盘控制所述第一提升机构的启停。

在上述方案的基础上，所述取料工位的侧边设有第二定位机构，所述第二定位机构用于对所述托盘在取料工位上进行定位。

在上述方案的基础上，所述第二定位机构包括凸块和第二横移机构；所述第二横移机构用于驱动所述凸块水平伸缩；所述取料工位的至少相对两侧分别设有第二定位机构，所述托盘的底面与所述凸块位置对应处设有与所述凸块相匹配的凹槽。

在上述方案的基础上，还包括：用于运输至少一个堆摞的托盘的移动车体；所述移动车体上设有托架用于支撑托盘；所述移动车体位于所述上料工位下方时，所述托架与所述第一托板在竖直方向上交错设置使得所述第一托板能够支撑托架上的托盘上升；所述移动车体位于所述取料工位下方时，所述托架与所述第二托板在竖直方向上交错设置使得所述第二托板下降能够将托盘放置在托架上。

在上述方案的基础上，所述上料工位设置在第一支架的顶部，所述第一支架底部的内侧相对设有第一流利条；所述取料工位设置在第二支架的顶部，所述第二支架底部的内侧相对设有第二流利条。

在上述方案的基础上，所述第一支架的形状尺寸与所述第二支架相同；所述第一支架的底部和所述第二支架的底部分别设有用于对移动车体进行定位的第三定位机构。

在上述方案的基础上，所述夹取机构包括夹紧气缸和夹取件，所述夹紧气缸的两侧分别设有夹取件，所述夹取件呈u形、用于对托盘的侧边进行卡紧固定；所述托盘上设有与待上料件相匹配的固定槽，所述待上料件放置在所述固定槽中；所述第一托板的两侧分别与第一竖直导轨滑动连接；所述第二托板的两侧分别与第二竖直导轨滑动连接。

根据本发明的第二方面，提供一种电池组装系统，包括上述任一方案所述的上料装置。

(三)有益效果

本发明提供的一种上料装置及电池组装系统，设置第一提升机构和第一托板可实现待上料件的自动提升上料，在夹取机构和第一横移机构的作用下，可自动将待上料件运输至所需位置，可代替人工进行提升上料，减轻劳动强度，提高生产效率，降低成本；且一次可实现多个托盘的提升上料，实现较长时间的自动供料，进一步提高生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例的一种上料装置的整体示意图；

图2为本发明实施例的一种上料装置的仰视视角示意图；

图3为本发明实施例的一种上料装置的正视示意图；

图4为本发明实施例的一种上料装置的俯视示意图。

附图标记说明：

1—第一提升机构；2—第一托板；3—第一横移机构；

4—第三提升机构；5—夹取机构；6—托盘；

7—第一支架；8—第二支架；9—移动车体；

10—第二定位机构；11—第一流利条；12—第二流利条；

13—第一定位机构；14—第三定位机构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供一种上料装置，参考图1，该上料装置包括：上料工位、第一提升机构1、第一托板2、托盘6、第一横移机构3和夹取机构5。第一提升机构1设置在上料工位的一侧下方且与第一托板2固定连接。第一托板2位于上料工位的下方。托盘6用于放置待上料件，至少一个堆摞的托盘6放置在第一托板2上。夹取机构5设置在上料工位的上方、用于依次夹取单个托盘6。第一横移机构3与夹取机构5相连、用于带动夹取机构5移动。

本实施例提供的一种上料装置，设置上料工位用于提升待上料件，进行待上料件的上料。待上料件放置在托盘6上。通过第一托板2对托盘6进行支撑。第一托板2可在第一提升机构1的带动下进行竖直升降。进而将托盘6提升至上料工位处。夹取机构5可夹取位于最上方的一个托盘6，然后在第一横移机构3的带动下水平移动将托盘6移动至合适位置处。

第一提升机构1可一次提升多个托盘6，多个托盘6可堆摞放置在第一托板2上；然后夹取机构5每次夹取一个托盘6转移至所需位置处，待转移的托盘6中的待上料件用完之后，夹取机构5再夹取下一个托盘6转移至所需位置供使用。

本实施例提供的一种上料装置，设置第一提升机构1和第一托板2可实现待上料件的自动提升上料，在夹取机构5和第一横移机构3的作用下，可自动将待上料件运输至所需位置，可代替人工进行提升上料，减轻劳动强度，提高生产效率，降低成本；且一次可实现多个托盘的提升上料，实现较长时间的自动供料，进一步提高生产效率。

进一步地，第一提升机构1可为丝杠结构，即竖直设置丝杠，第一托板2与丝杠的螺母座转动连接。丝杠与驱动电机相连，在驱动电机的带动下转动，通过丝杠的转动，带动螺母座和第一托板2升降；也可为竖直设置的气缸或滑台或者导轨结构，具体不做限定，以能实现升降运动且便于控制为目的。

第一横移机构3可为水平设置的丝杠结构、气缸、滑台或导轨结构，具体不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种上料装置还包括：取料工位。取料工位处用于取出使用待上料件，即为待上料件的使用处。取料工位与上料工位沿第一横移机构3的移动方向并排设置。取料工位与上料工位并排设置，可减少输送距离，便于将上料工位处的托盘6转移至取料工位处。

取料工位的一侧下方设有第二提升机构。第二提升机构与第二托板固定连接，第二托板位于取料工位的下方。第二提升机构用于回收托盘6。取料工位同样为空托盘6的回收位置。第一横移机构3和夹取机构5将上料工位处的托盘6转移至取料工位处供使用，在托盘6上的待上料件使用完时，由第二提升机构带动空托盘6下降离开取料工位进行回收；同时夹取机构5再次夹取一个满的托盘6放置在取料工位上供使用。

设置上料工位和取料工位双工位，使得上料和取料以及空托盘6的回收相互独立，互不影响，便于一次多个托盘6的上料，提高效率。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种上料装置还包括：第三提升机构4；第一横移机构3与第三提升机构4相连，第三提升机构4与夹取机构5相连。第一提升机构1将托盘6提升至上料工位下方较接近的位置处，然后通过第三提升机构4带动夹取机构5下降对最上方的托盘6进行夹取；然后第三提升机构4提升夹取机构5，使得托盘6达到上料工位处便于进行转移。

参考图2，第一提升机构1的移动路径上固定设有第一定位机构13、用于通过检测最上方的托盘6控制第一提升机构1的启停。第一定位机构13可固定设置在上料工位下方较接近的位置处。因为在第一提升机构1带动至少一个堆摞的托盘6上升时，最上方的托盘6最先到达第一定位机构13处，因此第一定位机构13可检测最上方的托盘6。

第一定位机构13用于检测最上方的托盘6，即在最上方的托盘6到达第一定位机构13处时能够被第一定位机构13检测出；进而第一定位机构13将该信号发送给第一提升机构1，第一提升机构1即停止运行。第一定位机构13可为限位开关，也可为光敏元件等可以定位的传感器，例如光电对射开关，通过光线变化检测出最上方的托盘6。

进一步地，第二提升机构和第三提升机构4同样可为丝杠结构；也可为竖直设置的气缸或滑台或者导轨结构，具体不做限定，以能实现升降运动且便于控制为目的。

进一步地，在第一定位机构13检测到最上方的托盘6时，第一提升机构1接收到该信号停止移动，最上方托盘6所处位置为预设位置；可设置第三提升机构4每次下降预设距离，使得夹取机构5正好位于最上方的托盘6所处的预设位置处，可对最上方的托盘6进行夹取，然后第三提升机构4上升至原位，通过平移对托盘6进行转移。

第一定位机构13同样可检测出最上方的托盘6被夹取走，第一定位机构13将该信号发送给第一提升机构1，第一提升机构1接收到该信号后继续运行带动托盘6上升。在第一定位机构13再次检测到最上方的托盘6时，第一提升机构1停止上升；第三提升机构4再次下降预设距离对最上方的托盘6进行夹取；依次循环，直至所有托盘6均被夹取，第一提升机构1再下降至初始位置。

设置第一定位机构13可保证最上方的托盘6每次停止在同一预设位置处，便于夹取机构5按照预设距离移动顺利夹取托盘6，可实现每个托盘6的自动上料以及转移取料，提高效率。

在上述实施例的基础上，进一步地，取料工位的侧边设有第二定位机构10，第二定位机构10用于对托盘6在取料工位上进行定位。通过第二定位机构10可将托盘6放置在取料工位的预设位置处且进行固定。

在上述实施例的基础上，进一步地，第二定位机构10包括凸块和第二横移机构；第二横移机构用于驱动凸块水平伸缩；取料工位的至少相对两侧分别设有第二定位机构10。在同一侧可设置一个或多个第二定位机构10，可对托盘6的不同部位进行固定。托盘6的底面与凸块位置对应处设有与凸块相匹配的凹槽。

托盘6底面上的凹槽应位于边缘部位，便于与取料工位侧边的凸块进行配合。在第一横移机构3带动夹取机构5和托盘6转移至取料工位时，第二横移机构推动凸块伸出至取料工位内。夹取机构5放置托盘6时，应使得托盘6底面的凹槽与凸块一一对应卡合连接，然后松开托盘6。凸块与凹槽的一一对应卡合连接，可对托盘6在取料工位上进行固定定位，凸块在托盘6底部还可对托盘6进行支撑，使托盘6位置保持稳定，便于顺利取料。

进一步地，在取料工位处的托盘6上的待上料件取完时，第二横移机构可带动凸块从托盘6底面的凹槽中收回，使得托盘6底部没有支撑，则托盘6会落下至第二托板上进行回收。

进一步地，第二横移机构可为水平设置的丝杠结构、气缸、滑台或导轨结构，具体不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种上料装置还包括：用于运输至少一个堆摞的托盘6的移动车体9。设置移动车体9用于将托盘6运输至上料工位下方，以及将取料工位处的空托盘6运出。移动车体9上设有托架用于支撑托盘6。托盘6放置在移动车体9的托架上。可一次在托架上放置多个堆摞的托盘6。

移动车体9位于上料工位下方时，托架与第一托板2在竖直方向上交错设置使得第一托板2能够支撑托架上的托盘6上升。即移动车体9位于上料工位下方预设位置时，第一托板2与托架在竖直方向的投影没有交叉部分。即第一托板2和托架分别对托盘6的不同部位进行支撑。第一托板2可初始位于托架的下方，然后第一提升机构1带动第一托板2上升，将托架上的托盘6转移至第一托板2上。

移动车体9位于取料工位下方时，托架与第二托板在竖直方向上交错设置使得第二托板下降能够将托盘6放置在托架上。即移动车体9位于取料工位下方预设位置时，第二托板与托架在竖直方向的投影没有交叉部分。即第二托板和托架分别对托盘6的不同部位进行支撑。取料工位处的空托盘6初始放置在第二托板上，第二托板可初始位于托架的上方，然后第二提升机构带动第二托板下降，将第二托板上的托盘6转移至托架上。

进一步地，托架可对托盘6的中间部位进行支撑；第一托板2和第二托板可分别对托盘6的两侧进行支撑；或者托架对托盘6的两侧进行支撑，第一托板2和第二托板对托盘6的中间部位进行支撑；也可为其他形式，以能实现托盘6在托架和第一托板2以及第二托板间的转移替换为目的，不做限定。

进一步地，移动车体9可为叉车，也可为其他输运小车；移动车体9可为自动移动小车，按照预设路径自动移动，也可为人工推动的小车，具体不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图3和图4，上料工位设置在第一支架7的顶部，第一支架7底部的两侧内部相对设有第一流利条11。取料工位设置在第二支架8的顶部，第二支架8底部的两侧内部相对设有第二流利条12。

第一支架7和第二支架8可为上下贯通的框架结构。第一支架7和第二支架8并排设置。第一横移机构3可通过第一支架7和第二支架8进行固定。第一提升机构1通过第一支架7进行固定。第二提升机构通过第二支架8进行固定。第三提升机构4可通过连接板与第一横移机构3连接。在支架的底部设置流利条，可为金属流利条，可便于移动车体9顺利进入支架内部。

在上述实施例的基础上，进一步地，第一支架7的形状尺寸与第二支架8相同；移动车体9可在上料工位和取料工位下方通用。第一支架7的底部和第二支架8的底部分别设有用于对移动车体9进行定位的第三定位机构14。

具体的，第三定位机构14可为设置在移动车体9推入路径上的挡块。例如，移动车体9从支架一侧推入支架内，可在支架另一侧的内部设置挡块，移动车体9移动至与挡块接触相抵时即可停止移动，为停止到位位置。

在上述实施例的基础上，进一步地，夹取机构5包括夹紧气缸和夹取件，夹紧气缸的两侧分别设有夹取件，夹取件呈u形、用于对托盘6的侧边进行卡紧固定。两侧的两个夹取件的u形开口相对。可对托盘6进行牢固夹取。

夹紧气缸可带动两个夹取件相向移动或相背移动，以实现夹取或松下。夹紧气缸可为夹爪气缸，两个夹取件与夹爪气缸的两个夹爪一一对应连接；夹紧气缸也可为直线气缸，直线气缸的活塞与其中一个夹取件相连，通过带动该夹取件移动来调节两个夹取件之间的距离，进而实现夹取；两个夹取件也可均与直线气缸相连，用于调节两个夹取件之间的距离。

托盘6上设有与待上料件相匹配的固定槽，待上料件放置在固定槽中。托盘6上的固定槽为仿形槽，可与待上料件的外表面贴合接触，以对待上料件进行牢固固定。第一托板2的两侧分别与第一竖直导轨滑动连接；第一托板2沿着第一竖直导轨升降。第一竖直导轨可通过第一支架7固定。第一竖直导轨可对第一托板2的升降路径进行定位，既满足刚性要求，又满足精度要求。

第二托板的两侧分别与第二竖直导轨滑动连接。第二托板沿着第二竖直导轨升降。第二竖直导轨可通过第二支架8固定。第二竖直导轨可对第二托板的升降路径进行定位，既满足刚性要求，又满足精度要求。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种电池组装系统，包括上述任一实施例所述的上料装置。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种上料装置用于对电芯外壳进行上料。电芯的外壳一般为铝壳。铝壳采用仿行托盘6承载，托盘6进入壳体上料装置后，自动实现壳体上料。该上料装置的具体上料过程为：

布满铝壳的托盘6，由人工堆叠在铝壳上料车即移动车体9上；人工将上料车推入壳体上料装置，并停靠到位；第一托板2在丝杆组件即第一提升机构1的驱动下，向上运动，铝壳托盘6随之上升；上料车退出完成铝壳托盘6的重新装载；铝壳托盘6上升至一定位置，由传感器即第一定位机构13给出停止信号；料盘夹爪即夹取机构5将铝壳托盘6夹紧，提升气缸即第三提升机构4将托盘6提起。在横移气缸即第一横移机构3的作用下，移动至供料位即取料工位，二次定位机构即第二定位机构10对托盘6进行再次定位。机器人取料机构完成铝壳取料。托盘6取料完成后，二次定位机构释放，料盘随第二托板下降。

在金属流利条的导向下，铝壳上料车停靠到位。第一托板2和第二托板分别采用丝杠组件中间驱动，两侧采用线性滑轨导向，既满足高刚性要求，又满足高精度要求。托盘6采用线性滑轨配合气缸，实现横移。二次定位机构，采用楔形定位块，与铝壳托盘6上凹槽相适应。该上料装置采用双工位的方式，提高效率。左侧为上料车送料侧，右侧为上料车取空托盘6侧，两侧均兼容同一小车。

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。