一种电池保护板自动生产线的制作方法

1.本发明涉及电池保护板生产领域，特别是关于一种电池保护板自动生产线。


背景技术：

2.锂电池有两大主要组成部分—电芯和保护板。电芯虽然是能量的储存和释放载体，但它仅是个半成品不能单独使用。因为电芯很容易过放、过冲和过流，过放和过冲会造成电芯损坏，而过流则易引发安全事故，所以电芯必须加上保护板才能使用。保护板的作用就是保护电芯不过放、不过冲、不过流，扮演着能量安全保护者的重要角色。
3.为提高效率，保护板产品在前期生产过程中是以拼板进行的，要使保护板与电芯组装在一起还需对前期生产的产品进行冲切、扫码，测试等工序。传统的生产主要是由人工手动完成或者半自动机械完成，由于产品尺寸较小，数量较多，人工生产效率低下，操作繁琐。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明为解决上述技术问题，提供一种电池保护板自动生产线。
5.本发明的目的通过以下技术方案实现：一种电池保护板自动生产线，包括回流输送线和装板治具，所述回流输送线的输送方向上顺序设置有：分板装板一体式设备，用于将pcb板分割成多个单板，并将多个所述单板置于所述装板治具内；线束安装台，用于将多个线束安装于所述装板治具内，使一个单板对应一个线束；热压焊接设备，用于将位于所述装板治具内的单板与其对应的线束进行焊接；扫码冷却一体式设备，用于扫描产品上的二维码并记录二维码不良的产品，并对产品进行冷却；测试设备，用于对产品的性能进行测试；点胶及固化设备，用于对产品点胶并固化；摆盒设备，用于对产品进行装盒储存。
6.上述保护板自动生产线，回流输送线为上下两层的流水线，上层用于输送装有产品的装板治具，下层用于回流空的装板治具，通过沿回流输送线的输送方向顺序设置的多个设备，实现pcb板的分板装板、线束的组装和焊接、产品的扫码记录和冷却、产品的性能测试、产品的点胶固化、以及产品的摆盒储存等功能，实现了电池保护板生产的高度自动化、大大节约了人工成本，同时生产节拍大幅缩短，提高了生产效率。
7.进一步的，所述装板治具包括主板，所述主板设有多个用于放置单板和线束的定位槽，所述定位槽内设有固定夹。
8.上述装板治具贯穿整条自动化生产线产品定位、产品焊接、产品测试、产品点胶、产品摆盒、产品传递全部功能要求，可同时装载多个产品，减少治具投入，降低整线治具反复投入成本，减少人工传递治具，降低不良发生；另外，夹具上设有唯一的二维码，各个工站在作业过程中可对治具上产品的信息进行记录和读取。
9.进一步的，所述分板装板一体式设备包括：pcb上料机构，用于pcb板的供料；分板机构，用于将pcb板进行切割形成多个单板；分离机构，用于分离切割后的pcb板边框和废
料；转料机械手，用于pcb在分板机构和分离机构之间的转移，并将单板转移至中转台；升降机构，用于存放所述装板治具且位于所述回流输送线的起始端，并将所述装板治具移送至所述回流输送线；装板机械手，用于将位于中转台上的单板转移至所述装板治具。
10.上述分板装板一体式设备，通过将pcb整板冲切成单板，通过分离机构将冲切后的pcb整板形成的板框和废料清除，再将形成的多个单板放置在装板治具内，从而完成pcb的分板和装板，整个过程只需要人工将pcb整板放置在pcb上料机构处即可，操作简单且高效，可以有效减少人工成本。
11.进一步的，所述热压焊接设备包括：治具进料机构，用于将装板治具移送至焊接位；治具上料机构，用于将位于所述回流输送线上的装板治具移送至所述治具进料机构；焊接机构，用于焊接位于焊接位上的装板治具内的pcb和线束。
12.上述热压焊接设备在汇流输送线将装板治具移送至对应工位时，治具上料机构会将装板治具夹取转移至治具进料机构，治具进料机构再将装板治具进一步移送至焊接位，通过焊接机构对产品进行依次焊接，焊接完成后治具进料机构将装板治具送回，并通过治具上料机构转送回汇流输送线，从而实现产品的自动焊接，不需要通过人工进行上料和焊接，提高了焊接精确性并降低了人工成本。
13.进一步的，所述扫码冷却一体式设备包括：第一扫码机构，用于扫描产品上的二维码，判断二维码是否不良，并与装板夹具上的二维码绑定；冷却机构，用于对焊接后的pcb和线束进行冷却。
14.上述扫码冷却一体式设备可以记录产品上的二维码，并判断二维码是否有效，以便于为后续工序的加工判断做准备，同时在记录二维码的同时也可以对焊接后的产品进行冷却，减少自然冷却时间，提高生产效率。
15.进一步的，所述测试设备包括：测试机构，用于对产品进行接触测试；移送机构，用于将位于所述回流输送线上的装板治具移送至所述测试机构；第二扫码机构，用于记录产品测试结果，并将测试结果与装板夹具上的二维码绑定。
16.上述测试设备将装板治具移送至测试机构处对产品进行测试，测试机构通过针板与装板治具上的测试板和产品测试点接触进行测试，并将测试结果与装板治具上的二维码绑定，从而可以有效分辨出每个产品的性能是否良好，以便于后期的人工筛除或者机器筛除。
17.进一步的，所述点胶及固化设备包括：点胶机构，用于对产品进行点胶；uv固化炉，设于所述回流输送线上方，用于对点胶后的产品进行固化。点胶固化设备的作用在于可以进一步提高单板和线束之间的连接稳定性。
18.进一步的，所述摆盒设备包括：吸塑盒上料机构，用于吸塑盒的供料；吸塑盒收料机构，用于接收并存放来自于所述吸塑盒上料机构处的吸塑盒；摆盒机械手，用于将装板治具内的产品转移至位于所述吸塑盒收料机构上的吸塑盒内。
19.上述摆盒设备通过人工将空吸塑盒放入吸塑盒上料机构，吸塑盒上料机构将空的吸塑盒转移至吸塑盒收料机构的收料位置处，然后摆盒机械手将位于装板治具上的产品转移至空的吸塑盒内，从而完成产品的摆盒，因此，不需要通过人工对产品进行摆放，只需要收取最终的成品即可，极大地降低了工人的劳动强度，并提高了摆盒效率。
20.进一步的，所述测试设备和点胶及固化设备之间还设有不良挑选设备，所述不良
挑选设备用于排除不良产品。在完成产品的测试后，通过不良挑选设备排除被认定不良的产品不良品不进入点胶固化工序，不仅可以便于后续返工，同时也降低了加工成本。
21.进一步的，还包括ntc焊接台和pcb贴糯米纸设备，所述ntc焊接台和pcb贴糯米纸设备分别用于对分板前的pcb进行温控器焊接和糯米纸粘贴。
22.本发明相较于现有技术的有益效果是：本发明的电池保护板自动生产线，通过回流输送线上顺序设置的多个设备，实现pcb板的分板装板、线束的组装和焊接、产品的扫码记录和冷却、产品的性能测试、产品的点胶固化、以及产品的摆盒储存等功能，实现了电池保护板生产的高度自动化、大大节约了人工成本，同时生产节拍大幅缩短，提高了生产效率，减少人为操作导致的不良品产生，避免了人手接触产品而损伤元器件的情况。
附图说明
23.图1为本发明实施例的整体结构俯视图。
24.图2为本发明实施例装板治具的结构示意图。
25.图3为本发明实施例分板装板一体式设备的俯视图。
26.图4为本发明实施例分板装板一体式设备整体结构示意图。
27.图5为本发明实施例分板装板一体式设备中分板机构的结构示意图。
28.图6为本发明实施例分板装板一体式设备中分离机构的结构示意图。
29.图7为本发明实施例板装板一体式设备中升降机构的结构示意图。
30.图8为本发明实施例热压焊接设备的整体结构示意图；图9为本发明实施例热压焊接设备中治具进料机构的结构示意图。
31.图10为本发明实施例热压焊接设备中治具上料机构的结构示意图。
32.图11为本发明实施例扫码冷却一体式设备的整体结构示意图。
33.图12为本发明实施例扫码冷却一体式设备中第一扫码机构的结构示意图。
34.图13为本发明实施例扫码冷却一体式设备中冷却机构的结构示意图。
35.图14为本发明实施例测试设备的整体结构示意图。
36.图15为本发明实施例测试设备中移送机构的结构示意图。
37.图16为本发明实施例点胶固化设备的整体结构示意图。
38.图17为本发明实施例摆盒设备的整体结构示意图。
39.图18为本发明实施例摆盒设备中吸塑盒收料机构的结构示意图。
40.图19为本发明实施例吸塑盒收料机构的部分结构示意图。
41.图20为本发明实施例不良挑选设备的整体结构示意图。
42.附图标记：1-回流输送线；11-装板治具；111-主板；112-定位槽；113-固定架；114-定位导套；2-分板装板一体式设备；21-pcb上料机构；22-分板机构；221-切割模具；222-切割驱动件；23-分离机构；231-分料台；232-顶块；24-转料机械手；25-中转台；26-装板机械手；27-升降机构；271-固定架；272-升降台；273-传送件；28-吸尘机构；29-第一ccd检测机构；3-线束安装台；4-热压焊接设备；41-治具上料机构；411-支撑架；412-滑板；413-治具上料驱动
件；414-夹爪；42-治具进料机构；421-治具进料输送线；422-按压定位板；423-按压驱动件；43-焊接机构；5-扫码冷却一体式设备；51-第一扫码机构；511-第一扫码支架；512-第一扫描仪；513-补光灯；52-冷却机构；521-冷却支架；522-吹气块；6-测试设备；61-测试机构；62-移送机构；621-测试支架；622-测试机械手；623-测试夹手；63-第二扫码机构；631-第二扫码支架；632-第二扫描仪；7-点胶固化设备；71-点胶机构；72-uv固化炉；8-摆盒设备；81-吸塑盒上料机构；82-吸塑盒收料机构；821-料箱；822-顶升单元；823-上料滑轨；83-摆盒机械手；84-第二ccd检测机构；9-不良挑选设备；91-不良取料机械手；92-不良品存放区；93-第三扫码机构；10-pcb贴糯米纸设备；12-ntc焊接台。
具体实施方式
43.为了便于本领域技术人员理解，下面将结合具体实施例及附图对本发明作进一步详细描述。
44.请参考图1-图20，本发明一较佳实施例如下。
45.请参考图1，一种电池保护板自动生产线，包括回流输送线1和装板治具11，回流输送线1的输送方向上顺序设置有：分板装板一体式设备2，用于将pcb板分割成多个单板，并将多个单板置于装板治具11内；线束安装台3，用于将多个线束安装于装板治具11内，使一个单板对应一个线束；热压焊接设备4，用于将位于装板治具11内的单板与其对应的线束进行焊接；扫码冷却一体式设备5，用于扫描产品上的二维码并记录二维码不良的产品，并对产品进行冷却；测试设备6，用于对产品的性能进行测试；点胶及固化设备，用于对产品点胶并固化；摆盒设备8，用于对产品进行装盒储存。
46.上述保护板自动生产线，回流输送线1为上下两层的流水线，两侧的流水线均可以时皮带和带轮的传送方式，其为现有技术中的常规技术，在此不做赘述；上层用于输送装有产品的装板治具11，下层用于回流空的装板治具11，通过沿回流输送线1的输送方向顺序设置的多个设备，实现pcb板的分板装板、线束的组装和焊接、产品的扫码记录和冷却、产品的性能测试、产品的点胶固化、以及产品的摆盒储存等功能，实现了电池保护板生产的高度自动化、大大节约了人工成本，同时生产节拍大幅缩短，提高了生产效率。
47.请参考图2，在本实施例中，装板治具11包括主板111，主板111设有多个用于放置单板和线束的定位槽112，定位槽112内设有固定夹。其中，本实施例的定位槽112设置为多个，每个定位槽112的上半部分用于放置单板，下半部分用于放置线束，固定架271113设置于上半部分和下半部分的连接处，其作用是固定线束，避免线束产生晃动或者脱落。另外，主板111上还设有定位导套114和二维码。
48.上述装板治具11贯穿整条自动化生产线产品定位、产品焊接、产品测试、产品点胶、产品摆盒、产品传递全部功能要求，可同时装载多个产品，减少治具投入，降低整线治具反复投入成本，减少人工传递治具，降低不良发生；另外，夹具上设有唯一的二维码，各个工站在作业过程中可对治具上产品的信息进行记录和读取。
49.请参考图3和图4，在本实施例中，分板装板一体式设备2包括：pcb上料机构21，用
于pcb板的供料；分板机构22，用于将pcb板进行切割形成多个单板；分离机构23，用于分离切割后的pcb板边框和废料；转料机械手24，用于pcb在分板机构22和分离机构23之间的转移，并将单板转移至中转台25；升降机构27，用于存放装板治具11且位于回流输送线1的起始端，并将装板治具11移送至回流输送线1；装板机械手26，用于将位于中转台25上的单板转移至装板治具11。
50.上述分板装板一体式设备2，通过将pcb整板冲切成单板，通过分离机构23将冲切后的pcb整板形成的板框和废料清除，再将形成的多个单板放置在装板治具11内，从而完成pcb的分板和装板，整个过程只需要人工将pcb整板放置在pcb上料机构21处即可，操作简单且高效，可以有效减少人工成本。
51.具体的，pcb上料机构21为一传送带机构，在需要上料时，通过人工放料的方式将pcb整板放置在pcb上料机构21处，再对pcb整板进行传送，直至传送至预备的上料位；转料机械手24为四轴机械手，四轴机械手的自由端设置有吸盘，四轴机械手吸取位于上料位处的pcb整板，并将pcb整板转移到分板机构22处；请参考图5，分板机构22包括切割模具221、切刀以及切割驱动件222，在使用时，将pcb整板放置到切割模具221上，切割驱动件222再驱动切刀对pcb整板进行切割；切割完成后，四周机械手将切割后的pcb整板转移至分离机构23处,；请参考图6，分离机构23包括分料台231，分料台231上设有若干顶块232，通过顶起的方式将废料进行分离，然后四轴机械手再将分离后的多个单板移送至中转台25；此时，装板机械手26再将单板装入装板治具11内，完成装板过程。
52.请参考图7，需要说明的是，升降机构27位于回流输送线1的起始端，由于回流输送线1为上下两层的流水线，因此，升降机构27先接收下层流水线上的空的装板治具11，再将空的装板治具11顶起，等装满了单板后，再将其移送至上层流水线，从而实现循环使用的效果，且不需要人工上料。具体的，升降机构27包括固定架271113、可相对于固定架271113移动的升降台272、以及设于所述升降台272上的传送件273，传送件273可以是传送带等结构，通过传送件273的驱动可以将装板治具11移送到回流输送线1上，从而完成上料。
53.请参考图4，本实施例的分板装板一体式设备2还包括吸尘机构28以及第一ccd检测机构29，吸尘机构28设于分板机构22的一侧，用于吸取灰尘，以提高作业环境；第一ccd检测机构29用于定位pcb板，确保其在设定的位置上。
54.请参考图8，在本实施例中，热压焊接设备4包括：治具进料机42构，用于将装板治具11移送至焊接位；治具上料机构41，用于将位于回流输送线1上的装板治具11移送至治具进料机42构；焊接机构43，用于焊接位于焊接位上的装板治具11内的pcb和线束。其中，焊接结构为现有技术中的常用设备，其具体结构在此不做赘述。
55.上述热压焊接设备4在汇流输送线将装板治具11移送至对应工位时，治具上料机构41会将装板治具11夹取转移至治具进料机42构，治具进料机42构再将装板治具11进一步移送至焊接位，通过焊接机构43对产品进行依次焊接，焊接完成后治具进料机42构将装板治具11送回，并通过治具上料机构41转送回汇流输送线，从而实现产品的自动焊接，不需要通过人工进行上料和焊接，提高了焊接精确性并降低了人工成本。
56.请参考图9，具体的，治具进料机42构包括治具进料输送线421、设置在治具进料输送线421上的按压定位板422、以及用于驱动按压定位板422升降的按压驱动件423，按压驱动件423可以是气缸，治具进料输送线421将装板治具11移送至焊接位，此时按压驱动件423
将装板治具11进行按压固定，避免在焊接过程中产生偏移，按压完成后松开，治具进料输送线421将装板治具11送回即可。
57.请参考图10，治具上料机构41包括支撑架411、滑动设置在支撑架411上的滑板412、用于驱动所述滑板412滑动的治具上料驱动件413、以及设置在滑板412上的夹爪414，治具上料驱动件413为丝杆传动或者气缸驱动机构，夹爪414为可升降结构，可通过气缸等元件进行驱动。支撑架411固定在回流输送线1上方，治具上料驱动件413驱动滑板412移动，使夹爪414位于回流输送线1上方，从而夹取装板治具11，并将装板治具11移送至治具进料机42构处，实现装板治具11的上料。
58.请参考图11，在本实施例中，扫码冷却一体式设备5包括：第一扫码机构51，用于扫描产品上的二维码，判断二维码是否不良，并与装板夹具上的二维码绑定；冷却机构52，用于对焊接后的pcb和线束进行冷却。
59.上述扫码冷却一体式设备5可以记录产品上的二维码，并判断二维码是否有效，以便于为后续工序的加工判断做准备，同时在记录二维码的同时也可以对焊接后的产品进行冷却，减少自然冷却时间，提高生产效率。
60.请参考图12和图13，具体的，第一扫码机构51包括第一扫码支架511、设置在第一扫码支架511上的第一扫描仪512、以及设置在第一扫码支架511上的补光灯513，其中，第一扫描仪512位于回流输送线1的正上方。冷却机构52包括冷却支架521、以及固定在冷却支架521上的吹气块522，吹气块522位于回流输送线1的正上方，吹气块522上设置有多个气孔，在使用时可以将吹气块522与气泵连接，使得气体从多个气孔处吹出并吹向装板治具11，从而实现对产品的冷却。
61.请参考图14，在本实施例中，测试设备6包括：测试机构，用于对产品进行接触测试；移送机构，用于将位于回流输送线1上的装板治具11移送至测试机构；第二扫码机构63，用于记录产品测试结果，并将测试结果与装板夹具上的二维码绑定。
62.上述测试设备6将装板治具11移送至测试机构处对产品进行测试，测试机构通过针板与装板治具11上的测试板和产品测试点接触进行测试，并将测试结果与装板治具11上的二维码绑定，从而可以有效分辨出每个产品的性能是否良好，以便于后期的人工筛除或者机器筛除。
63.其中，测试机构为现有技术中的常规设备，其具体结构在此不做赘述。请参考图15，移送机构包括测试支架621、以及设置在所述测试支架621上的测试机械手622，测试机械手622可实现升降及前后移动的功能，测试机械手622的自由端设置有测试夹手623，测试夹手623用于夹取位于回流输送线1上的装板治具11，将其移送至测试机构处进行测试，测试完成后在移回回流输送线1。另外，第二扫码机构63包括第二扫码支架631和第二扫描仪632，其用于记录装板治具11的二维码及对应产品的测试结果。
64.需要说明的是，本实施例的测试机构、移送机构和第二扫码机构63均为两个且相互对应，两个测试机构沿回流输送线1一侧设置，其目的在于进一步提高测试效率。
65.请参考图16，在本实施例中，点胶及固化设备包括：点胶机构71，用于对产品进行点胶；uv固化炉72，设于回流输送线1上方，用于对点胶后的产品进行固化。点胶固化设备7的作用在于可以进一步提高单板和线束之间的连接稳定性。
66.点胶机构71和uv固化炉72均为现有技术中的常规设备，其具体结构在此不做赘
述；本实施例的点胶机构71和uv固化炉72沿回流输送线1的输送方向上顺序设置；另外，点胶机构71为两个，两个点胶机构71沿回流输送线1间隔设置，用于同时为多个装板治具11上的产品进行点胶，从而提高点胶效率。需要说明的是，当回流输送线1上的装板治具11传送到点胶工位或者固化工位时，可通过顶起机构对装板治具11进行顶起定位，以提高定位精确性。顶起机构可以是气缸推板的结构组合，也可以是推杆推板的结构组合。
67.请参考图17，在本实施例中，摆盒设备8包括：吸塑盒上料机构81，用于吸塑盒的供料；吸塑盒收料机构82，用于接收并存放来自于吸塑盒上料机构81处的吸塑盒；摆盒机械83手，用于将装板治具11内的产品转移至位于吸塑盒收料机构82上的吸塑盒内。另外，还包括第二ccd检测机构84，其作用在于判断保护板产品有误漏取。
68.上述摆盒设备8通过人工将空吸塑盒放入吸塑盒上料机构81，吸塑盒上料机构81将空的吸塑盒转移至吸塑盒收料机构82的收料位置处，然后摆盒机械83手将位于装板治具11上的产品转移至空的吸塑盒内，从而完成产品的摆盒，因此，不需要通过人工对产品进行摆放，只需要收取最终的成品即可，极大地降低了工人的劳动强度，并提高了摆盒效率。
69.请参考图18和图19，具体的，吸塑盒上料机构81和吸塑盒收料机构82的结构相同，均包括料箱821、顶升单元822以及上料滑轨823，上料滑轨823位于料箱821的底部，顶升单元822可沿着上料滑轨823滑动。在摆盒时，先通过人工将空吸塑盒放置在吸塑盒上料机构81处，然后再通过摆盒机械83手将空吸塑盒夹取至吸塑盒收料机构82处；其中，摆盒机械83手将空吸塑盒转移至吸塑盒收料机构82中的顶升单元822上，顶升单元822将空吸塑盒顶起至设定的位置，以方便电池保护板的装盒，此时摆盒机械83手将位于回流输送线1上的装板治具11内的保护板夹取并转移至该空吸塑盒内，直至装满，装满后顶升单元822下降一个单位，摆盒机械83手再夹取至另一空吸塑盒至该顶升单元822处、并层叠在装满保护板的吸塑盒上方，进行下一次的装板，不断重复，直至料箱821被装满，装满后顶升单元822向外滑动，通过人工进行收料。综上，本实施例的摆盒设备8不需要通过人工进行摆盒，可以有效减轻工人负担，工人只需要负责空吸塑盒的上料及满吸塑盒的下料即可。
70.需要说明的是，回流输送线1的末端位于摆盒设备8处，且在回流输送线1的末端同样设有升降机构27，在上层流水线中的装板治具11内的产品被取出后，空的装板治具11继续沿上层流水线传送，装置传送至末端的升降机构27处，此时升降机构27再将空的装板治具11移送至下层流水线，从而完成回流。
71.请参考图1，在本实施例中，测试设备6和点胶及固化设备之间还设有不良挑选设备9，不良挑选设备9用于排除不良产品。在完成产品的测试后，通过不良挑选设备9排除被认定不良的产品不良品不进入点胶固化工序，不仅可以便于后续返工，同时也降低了加工成本。另外，热压焊接设备4与扫码冷却一体式设备5之间还设有人工或ccd检测工位，用于观察产品焊接后的质量。
72.请参考图20，具体的，不良挑选设备9包括不良取料机械手91、不良品存放区92以及第三扫码机构93，通过第三扫码机构93扫描判断测试设备6中测试出的不良品，并通过不良取料机械手91将不良品夹取至不良品存放区92内。
73.在本实施例中，还包括ntc焊接台12和pcb贴糯米纸设备10，ntc焊接台12和pcb贴糯米纸设备10分别用于对分板前的pcb进行温控器焊接和糯米纸粘贴。其中，ntc焊接台12为人工焊接工位。
74.在本发明的描述中，需要理解的是，术语诸如
ꢀ“
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。
75.此外，术语“第一”、“第二”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”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，“多个”的含义是两个或两个以上， 除非另有明确具体的限定。
76.虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。