电池传送线和具有该传送线的全自动环切机的制作方法

本实用新型涉及电池加工设备技术领域，尤其是一种电池传送线和具有该传送线的全自动环切机。

背景技术：

参照图1和图2所示，所谓环切是将电池外部已套好的绝缘热缩管的下部一段呈圆环状切掉，露出裸露的负极金属外壳，以便插入装在塑料夹具中的弹簧片内实现接触导电。

一般的圆柱型电池出厂时都套一个完整的热缩管，将除底而外的金属负极壳体全部包封绝缘，以防任何导电物体落入电池堆内或无序堆积的电池间导电接触引起意外的外部短路事故。

一些电池生成企业使用负极免焊接工艺来组装电池模块，要求露出负极壳的下半段，因此必须去除下半段热缩管。

起初曾试着用刀削，不但速度慢，不均匀，而且容易刮伤电池的金属外壳。为此，申请人设计了一种手动激光环切机，用激光打标机的激光束在电池旋转中灼烧电池上的热缩管，由于激光束的直径很小，灼烧只形成很窄的环状切线，将热缩管切断，又不伤害电池壳。虽然手工送料，手工卸料，手动拨切激光打标机的开关进行灼烧，环切质量也相对良好，速度也比刀削快了许多，但耗工多，工人双手操作，劳动强度大，速度慢。

继而申请人又设计了一种半自动环切机，手工整盘上料到储料盘，储料盘内的六角拨料器不停转动将电池直立送入带传送带的立行滑道。走到滑道末端由机械手的两个抓钳抓起放入激光灼烧工位，同时将烧好的放入收料滑道。激光束从设定的高度水平射入，投射到应切断的位置，电池被工位夹具夹持绕自身中心轴直立旋转一周，热缩管被灼烧一圈。机械手再将切好的电池抓入收料滑道，同时将新电池放入灼烧工位，手工将切好的电池取出放入周转盘，并将废热缩管撕走，投入废料盒中。半自动机操作者的劳动强度比手动的小了许多。但速度提升并不太突出。而且，无论是手动或半自动，灼烧的烟雾都用吸风机吸走排空。却由于操作工位结构的限制，必须留足手和机械手的活动区间，吸风口不能离灼烧点太近，又不能密封，吸风效果较差，车间烟雾较大。

技术实现要素：

本实用新型目的是：为了克服上述问题，提出一种电池传送线和具有该电池传送线的全自动环切机，以提高电池热缩套的环切质量和环切效率。

本实用新型的技术方案是：

本实用新型所提出的这种电池传送线为沿水平布置的且传送方向为X轴方向的回转传送带，该回转传送带的传送面上设置有沿回转传送带长度方向间隔分布的、用于将电池水平垂直定位在该回转传送带上的若干个电池定位槽。

本实用新型这种电池传送线在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述电池定位槽内镶嵌有吸附电池的磁铁。

所述电池定位槽沿着所述回转传送带的长度方向均匀间隔分布。

所述电池定位槽的横面呈圆弧形。

本实用新型所提出的这种全自动环切机，包括机架，所述机架上设置有：

存放待加工的电池的电池供料盘；

存放已加工的电池的电池下料盘；

用于直线传送电池的电池传送线；以及

沿着所述电池传送线的电池传送方向依次布置的：将所述电池供料盘内存放的电池搬运至所述电池传送线上的电池上料机构，对所述电池传送线上电池对应部位的热缩管进行灼烧的热缩管灼烧机构，将电池上被灼烧的热缩管废料吹除的气动剥皮机构，以及将剥皮后的电池从所述电池传送线上搬运至所述电池下料盘中的电池下料机构；

所述电池传送线采用上述的结构形式。

所述机架上设置有位于电池传送线左右两侧的若干个电池导向限位块。

所述电池上料机构包括：

Y向进退组件，其包括支撑在电池供料盘的下方的料盘支撑座、以及带动所述料盘支撑座在机架上沿Y轴方向前后移动的Y向驱动组件；

X轴导轨，其水平固定在所述机架上、且位于所述Y向进退组件的上方；

Z轴导轨，其竖直连接在所述X轴导轨上、并能够沿着所述X轴导轨在X轴方向左右移动；

能够抓取和释放电池的抓料机械手，其连接在所述Z轴导轨上、并能够沿着所述Z轴导轨在Z轴方向上下移动；

X向驱动组件，其连接在所述X轴导轨和Z轴导轨之间、以带动所述Z轴导轨沿着所述X轴导轨在X轴方向左右移动；

Z向驱动组件，其连接在所述抓料机械手和Z轴导轨之间、以带动所述抓料机械手沿着所述Z轴导轨在Z轴方向上下移动；

电池转向组件，其包括用于接收所述抓料机械手抓取的电池的翻转架和带动所述翻转架翻转的翻转驱动设备，所述翻转架上设置有若干个电池放置槽；以及

电池脱料组件，其包括能沿Y轴方向前后移动的带有磁铁的吸持架、带动所述吸持架移动的吸持架驱动设备、以及设于电池传送线上的挡板。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型这种电池上料机构的结构十分巧妙，其能够快速而精准地将待处理的电池按照固定方位送至电池传送线上，不仅节省了人力，也更加有利于后序加工设备对电池的处理。将其应用在电池环切机上，可大大提高电池环切质量和环切效率。

2、除上下料盘外全部自动工作，仅需一人操作，8小时可完成约46000只，相当于半自动机的9倍，节省人力，提高了加工速度。

3、本实用新型这种全自动环切机设置灼烧加工三台激光打标机，有六个灼烧工位，加工速度快。激光切割的切口整齐，尺寸一致，对电池无损伤。

4、热缩管废料用压缩空气吹走，通过管道进入多孔收集箱，不需手工撕掉，不但劳动强度低而且废料管理容易。

5、本实用新型关键传动部分均采用伺服控制，位置精确可达正负0.02mm，保证了设备运行的精度和稳定性。

6、本实用新型电气控制部分采用故障自我检测技术，方便现场操作人员可快速、准确的排除设备故障。

7、本实用新型激光控制部分采用多套激光自由切换技术，能够实现用一套显示器、键盘和鼠标控制多套激光。

8、本实用新型关键结构部分，如自动上料和自动下料采用系统自适应技术。能让设备能够根据其中任意一结构部分的生产节拍，自动调节其余结构部分的生产节拍。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为常规电池的结构示意图；

图2为对图1所示的电池进行环切处理而使其上的热缩管去除后的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中全自动环切机的整体结构立体图；

图4为本实用新型实施例中全自动环切机的整体结构主视图；

图5为本实用新型实施例中全自动环切机的整体结构侧视图；

图6为本实用新型实施例中全自动环切机的局部结构示意图之一；

图7为本实用新型实施例中全自动环切机的局部结构示意图之二；

图8为本实用新型实施例中全自动环切机的局部结构示意图之三；

图9为本实用新型实施例中全自动环切机的局部结构示意图之四；

图10为本实用新型实施例中全自动环切机的局部结构示意图之五；

其中：1-机架，2-电池传送线，201-电池定位槽，3-电池上料机构，301-Y向进退组件，302-X轴导轨，303-Z轴导轨，304-抓料机械手，305-电池转向组件，306-U型支撑架，307-电池脱料组件，4-热缩管灼烧机构，401-电池夹持组件，402-激光烧割组件，403-旋转驱动组件，403a-同步轮，403b-伺服电机，404-升降驱动组件，404a-转轴支撑座，404b-升降气缸，405-旋转气接头，5-气动剥皮机构，501-气管，502-喷吹气嘴，503-高速阀，6-电池下料机构，7-电池供料盘，8-电池下料盘。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

图3～图10示出了本实用新型这种全自动环切机的一个具体实施例，该全自动环切机用于对圆柱形电池A对应部位的热缩管进行切除加工，以裸露出电池的负极金属外壳，以便电池负极端插入装在塑料夹具中的弹簧片内实现接触导电。

该全自动环切机包括机架1，该机架1上设置有：电池供料盘7、电池下料盘8、电池传送线2、电池上料机构3、热缩管灼烧机构4、气动剥皮机构5和电池下料机构6。其中：

电池供料盘7具有用于存放待加工电池A的电池存放空间，实际应用时在该电池供料盘7内装入待加工的电池A。为了方便下述电池上料机构3对该电池供料盘7内待加工的电池进行抓取，本实施例中，该电池供料盘7内设置有许多个纵横均匀排布的竖向插槽，使用时，电池A被整齐地竖直插设在这些竖向插槽中。

电池下料盘8具有用于存放已加工(已经完成环切去皮)电池A的内部空间，实际应用时利用该电池供料盘7收集已加工的电池A。

电池传送线2用于带动电池A直线传送。为了保证电池在该电池传送线上传送的稳定性，同时便于上述电池上料机构3、热缩管灼烧机构4、气动剥皮机构5和电池下料机构6的设置，该电池传送线2采用沿水平布置的回转传送带，并在该回转传送带的传送面上设置有沿回转传送带长度方向均匀间隔分布的众多电池定位槽201，电池定位槽201用于将电池A水平垂直(即电池水平布置且与回转传送带的长度相垂直)定位在该回转传送带上。为了进一步使电池能够稳定限位与所述电池定位槽201中，避免在电池传送过程中电池脱离电池定位槽的限制，本实施例在电池定位槽201内镶嵌有磁铁，通过该磁铁吸附住电池。电池定位槽201的横截面为圆弧形，与电池相适配。

电池上料机构3、热缩管灼烧机构4、气动剥皮机构5和电池下料机构6沿着所述电池传送线2的电池传送方向依次布置。其中，电池上料机构3用于将电池供料盘7内存放的电池A搬运至电池传送线2上。热缩管灼烧机构4对电池传送线2上电池A对应部位的热缩管进行灼烧4。气动剥皮机构5喷射高压气体以将电池A上被灼烧的热缩管废料吹除。电池下料机构6用于将剥皮后的电池A(即其上的热缩管废料吹除后的电池)从电池传送线2上搬运至电池下料盘8中。

上述热缩管灼烧机构4的结构可参照图6和图8所示，它包括：既能够夹持又能够松开电池A的电池夹持组件401，与所述电池夹持组件401相连、以带动该电池夹持组件围绕被其夹持住的所述电池A的中轴线作旋转运动的旋转驱动组件403，与所述电池夹持组件401相连、以带动该电池夹持组件升降的升降驱动组件404，以及设于所述电池夹持旋转组件401附近、且与所述机架相对固定的激光烧割组件402。

本实施例中，上述旋转驱动组件403的具体结构可参照图10所示，其包括转轴和伺服电机403b。其中，伺服电机403b与转轴传动连接、以带动该转轴绕自身轴线作旋转运动，上述电池夹持组件401固定在转轴上。

上述升降驱动组件也参照图10所示，其包括转轴支撑座404a和升降气缸404b。其中，转轴支撑座404a与上述转轴旋转连接，即转轴旋转支撑于该转轴支撑座404a上。升降气缸404b与转轴支撑座404a相连、以带动该转轴支撑座升降。更具体地，所述升降气缸404b的气缸缸体固定在机架1上，其具有竖直向上伸出的气缸轴，并且该气缸轴与所述转轴支撑座404a固定连接。

实际应用时，上述升降驱动组件带动电池夹持组件401下降到预定位置停止，电池夹持组件401夹持电池传送线2上对应的电池A后，升降驱动组件带动电池夹持组件401上升至激光烧割组件402附近，激光烧割组件402发出汇聚于电池外热缩管上的激光，在上述升降驱动组件的带动下，被夹持的电池A以180-720°/S的速度绕自身轴线匀速旋转数周(电池的旋转速度，太快切不断，太慢速度低，效益低。最优选为120-360°/s)，在距离电池端部约10mm处，激光对热缩管灼烧一周，并通过调节激光聚集点的位置，从此灼烧圆周处至电池端部，再纵向灼烧热至热缩管尾部，均匀划出1-10条划痕(以方便被灼烧热缩管废料的去除)。之后，上述升降驱动组件再带动电池夹持组件401下降到预定位置停止，电池夹持组件401松开经过灼烧处理的电池A，而将电池A放回电池传送线2上。

在本实施例中，所述电池夹持组件401为气动夹持爪，所述转轴内开设一通气孔，该通气孔的一端与所述气动夹持爪相连，另一端通过旋转气接头405与供气源相连。工作时，通过对气动夹持爪充气/泄气而使得气动夹持爪来坚持/松开电池，这种仅具有一路进排气通道(一个通气孔)的气动夹持爪俗称单作用气动夹持爪。

为了提高对电池热缩管的灼烧处理效率，本实施例中该热缩管灼烧机构4一共设置有六个灼烧工位，可同时对六颗电池进行灼烧。具体如下：

所述转轴支撑座404a上共设置有六个所述转轴，每个所述转轴均固定连接有一个所述气动夹持爪。所述伺服电机403b共设置有三个，每一个所述伺服电机403b通过同步轮403a与其中两个所述转轴传动连接、以带动这两个转轴同步转动。三个伺服电机403b对应六个转轴。

所述激光烧割组件402共设置有三套，每一套所述激光烧割组件402分别为一台二氧化碳激光打标机(共三台二氧化碳激光打标机，如图8)。每一台所述二氧化碳激光打标机具有两个激光灼烧头，三台所述二氧化碳激光打标机的一共六个激光灼烧头分别对应六个所述气动夹持爪。

本实施例中，作为激光烧割组件402的二氧化碳激光打标机，其发出的激光波长为10-20μm，优选10.6μm，功率为10-50W，优选30W。

本实施例中，上述气动剥皮机构5包括：提供压缩空气的气源、以及通过气管501与所述气源相连的喷吹气嘴502，并且气管501和喷吹气嘴502连接处设置有高速阀503，喷吹气嘴502的喷吹方向朝向所述电池传送线2。实际应用时，气源提供的高压压缩空气通过喷吹气嘴吹向电池传送线2上经过灼烧处理的电池A，已将切开的热缩管废料从电池本体上吹落。

为了对电池A上被灼烧热缩管废料的吹除效果，本实施例的气动剥皮机构5一共设置了多个喷吹气嘴，这些喷吹气嘴沿着电池传送线2的传送方向依次间隔排布，而且各个喷吹气嘴喷吹方向各不相同(不平行)，从而使电池到达不同喷吹气嘴位置时所受到的喷吹力方向不同，这样更利于电池上热缩管废料的吹除。

为了防止从电池上吹除的热缩管废料落至地面而影响生产环境，本实施例在所述机架1上安装了可以拆卸的热缩管废料收集箱，而且该热缩管废料收集箱处于所述喷吹气嘴的喷吹方向上。考虑到气动剥皮机构5喷吹的气体吹入热缩管废料收集箱内后若难以排出的话，会导致箱体内的热缩管废料乱窜，故本实施例在该热缩管废料收集箱的箱壁上密布开设了许多小孔，以保证气流能够迅速排出。

本实施例中，所述电池上料机构3的结构可参照图8和图9所示，它主要包括：Y向进退组件301、X轴导轨302、Z轴导轨303、抓料机械手304、X向驱动组件、Z向驱动组件、电池转向组件305和电池脱料组件。其中：

Y向进退组件301包括支撑在电池供料盘7的下方的料盘支撑座以及带动该料盘支撑座沿Y轴方向前后移动的Y向驱动组件，其中Y向驱动组件采用伺服电机结构，料盘支撑座的底部滑动连接在机架上。为了防止电池供料盘7在料盘支撑座上晃动，而导致抓料机械手304不能准确夹取电池供料盘7内的电池，本实施例在所述料盘支撑座的顶部设置有用于固定电池供料盘7位置的料盘定位结构。

X轴导轨302通过倒立布置的U型支撑架306水平固定在机架1上，并且且X轴导轨302位于上述Y向进退组件301的上方。

Z轴导轨303竖直连接在上述X轴导轨302上，并且Z轴导轨303能够沿着X轴导轨302在X轴方向左右移动，即Z轴导轨303与X轴导轨302滑动连接。

抓料机械手304既能够抓取又能够释放电池A，其连接在上述Z轴导轨303上，并且能够沿着Z轴导轨303在Z轴方向上下移动，即抓料机械手304与Z轴导轨303滑动连接。抓料机械手304包括：其内贯通设置有竖直导向孔的机械手本体、可上下移动设置在所述竖直导向孔中的磁铁、以及带动所述磁铁上下移动的驱动气缸。其中，驱动气缸的缸体固定在机械手本体的上部，驱动气缸的气缸轴竖直向下伸出而与所述磁铁相连，通过气缸轴的伸缩动作带动磁铁上下移动。竖直导向孔的孔径小于电池的直径。具体在本实施例中，该抓料机械手304内一共设置有16个磁铁，一次可以吸附住16颗电池A。对应地，上述电池供料盘7内用于放置电池的竖向插槽，每一排有16个。

使用时，驱动气缸的气缸轴下移而使磁铁向下伸出吸附住电池，驱动气缸的气缸轴向上缩回，而使电池被小口径的竖直导向孔挡在竖直导向孔外，电池与磁铁脱离，从抓料机械手304上落下。

X向驱动组件连接在所述X轴导轨302和Z轴导轨303之间，以用于带动Z轴导轨303沿着X轴导轨302在X轴方向左右移动。该X向驱动组件一般采用伺服电机结构。

Z向驱动组件连接在所述抓料机械手304和Z轴导轨303之间，以用于带动抓料机械手304沿着Z轴导轨303在Z轴方向上下移动。该Z向驱动组件一般采用伺服电机结构。

电池转向组件305包括用于接收所述抓料机械手304抓取的电池A的翻转架和带动所述翻转架翻转的翻转驱动设备，其中翻转架上设置有多个电池放置槽，这些电池放置槽的结构与上述抓料机械手内磁铁的位置相对应，翻转驱动设备采用气缸结构。

电池脱料组件包括能够沿Y轴方向前后移动的带有磁铁的吸持架、带动所述吸持架移动的吸持架驱动设备、以及固定在机架1上的挡板，挡板布置在所述电池传送线2的侧部，吸持架驱动设备采用气缸结构。

本实施例中，所述电池下料机构6与上述电池上料机构的结构基本相同，其包括电池转向组件(包括翻转架)，电池脱料组件(不具有挡板)、Y向进退组件、X轴导轨、Z轴导轨、抓料机械手、X向驱动组件、Z向驱动组件。

实际应用时，先在电池供料盘7中装满纵横均匀排布且竖立的电池A，再将装满电池的电池供料盘7放置在Y向进退组件301的料盘支撑座上。抓料机械手304下移，其内的磁铁下移而吸附住电池供料盘7中的一排(共16颗)电池后上升到预定高度。当电池供料盘7中的这一排电池被取出后，Y向进退组件301带动电池供料盘7前移一小段距离，使电池供料盘7中的另一排电池到达抓料机械手304正下方，为该排电池的取料做好准备。电池转向组件305的翻转架由水平位转为竖直位，从而使得翻转架中的电池放置槽刚好处于抓料机械手304的下方，抓料机械手304内的磁铁上移而脱离电池A，电池A被竖直放入电池转向组件305的翻转架中。在翻转驱动设备(气缸)的带动下翻转架绕水平轴翻转90°，将电池A由竖直位转换为水平位。电池脱料组件上带磁铁的吸持架沿Y轴朝翻转架方向移动而抵住电池A的端部，从而使电池A与吸持架吸附在一起上。之后吸持架沿Y轴远离翻转架移动，从而将翻转架上的电池A向电池传送线2拖动，在此拖移过程中，固定在机架1上的上述挡板会挡住电池的端部而将电池从吸持架上拨下，使电池落入电池传送线2上，并且被水平限位在电池传送线的电池定位槽201中，同时由电池定位槽内镶嵌的磁铁吸附住。电池传送线2前进一段距离，而使其上的6颗电池A分别处于上述6套热缩管灼烧机构4位置，由这六套热缩管灼烧机构4分别夹持住电池传送线上的这6颗电池并对电池上的热缩管进行灼烧，灼烧完成后再由热缩管灼烧机构将这6颗电池放回电池传送线2上。电池传送线2再前进一段距离，由热缩管灼烧机构灼烧下一组的6颗电池。与此同时，气动剥皮机构5将电池上切开的热缩管废料吹入热缩管废料收集箱内。之后，电池传送线2将去皮后的一排(16颗)电池送到电池下料机构6的翻转架位置，电池下料机构6上电池脱料组件的吸持架将这16颗电池送入翻转架，翻转架反转成立位，再由抓料机械手将这一排16颗电池一次装入电池下料盘8，电池下料盘8满后手工取下。

为了保证电池传送线2上的电池A在到达热缩管灼烧机构4、气动剥皮机构5和电池下料机构6位置时，热缩管灼烧机构4、气动剥皮机构5和电池下料机构6能够对电池进行精确处理，本实施例在机架1上设置有位于电池传送线2左右两侧的多个电池导向限位块，这些电池导向限位块分别布置在上述热缩管灼烧机构4、气动剥皮机构5和电池下料机构6位置处。这样，当电池到达热缩管灼烧机构4、气动剥皮机构5和电池下料机构6位置时，在电池导向限位块的导向和限位作用下，电池A在电池传送线2宽度方向的位置被确定，进而热缩管灼烧机构4、气动剥皮机构5和电池下料机构6能够对电池进行相应的精确处理。

为了提高生产效率，本实施例一共设置有两个电池供料盘7，这电池供料盘7沿着X轴方向并列布置，实际应用时，可通过上述Z轴导轨在X轴导轨上的横向移动，来保证抓料机械手304对这两个电池供料盘7内的电池均能进行抓取。

此外，本实施例在机架1上可拆地安装有将所述电池供料盘7、电池下料盘8、电池传送线2、电池上料机构3、热缩管灼烧机构4、气动剥皮机构5和电池下料机构6罩于其内的防护罩，该防护罩的外顶部安装有通过风管与该防护罩内腔相连通的抽风机，如此保证灼烧废气很好地排出车间。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。