CN117775711A - 校准抓取装置、堆叠设备、电池的生产线及堆叠方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种校准抓取装置、堆叠设备、电池的生产线及堆叠方法。校准抓取装置包括安装座、校准机构和夹紧机构。校准机构设置于安装座上,包括至少沿第一轴布置并能够朝相反方向移动的两校准件。夹紧机构设置于安装座上,包括沿第一轴布置并能够朝相反方向移动的两夹持件。两夹持件位于沿第一轴布置的两校准件的内侧,校准件沿第三轴凸出于夹持件,校准件凸出于夹持件的一端远离安装座;其中,第三轴垂直于第一轴。本申请实施例的校准抓取装置、堆叠设备、电池的生产线及堆叠方法,通过校准机构与夹紧机构的配合,能够在抓取第一电芯后,在堆叠前对第二电芯进行位置校正,提高两组电芯堆叠的重合度,提高堆叠精度。
Description
技术领域
本申请涉及电池制造技术领域,尤其涉及一种校准抓取装置、堆叠设备、电池的生产线及堆叠方法。
背景技术
相关技术中,电池模组由多个电芯组成,电芯堆叠后形成电池模组,堆叠时要求较高的共面精度。相关的堆叠技术中,装载电芯的托盘通过线体的定位机构定位,由于托盘的一致性难以保证,造成堆叠时每组电芯在托盘上的位置不一致,导致堆叠精度较差。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例期望提供一种校准抓取装置、堆叠设备、电池的生产线及堆叠方法,能够提高电芯等器件的堆叠精度。
为达到上述目的,本申请实施例第一方面提供一种校准抓取装置,包括安装座、校准机构和夹紧机构。校准机构设置于所述安装座上,至少沿第一轴布置并能够朝相反方向移动的两校准件;夹紧机构设置于所述安装座上,包括沿第一轴布置并能够朝相反方向移动的两夹持件,两所述夹持件位于沿第一轴布置的两所述校准件的内侧,所述校准件沿第三轴凸出于所述夹持件,所述校准件凸出于所述夹持件的一端远离所述安装座;其中,第三轴在竖直方向上垂直于第一轴。
通过校准机构与夹紧机构的配合,能够在抓取第一器件后,在堆叠前对第二器件进行位置校正,从而提高了两组器件堆叠的重合度,进而提高堆叠精度。
一些实施方式中,所述校准机构包括第一校准机构和第二校准机构,分别设置于所述安装座上;所述第一校准机构包括沿第二轴布置并能够朝相反方向移动的两第一校准件,所述第二校准机构包括能够沿第一轴布置并能够朝相反方向移动的两第二校准件,所述第一校准件和所述第二校准件均为所述校准件;其中,第二轴在水平方向上垂直于第一轴。
如此,通过第一校准机构能够对电芯的端板进行校准,通过第二校准机构能够对电芯的侧板进行校准。
一些实施方式中,所述第一校准机构还包括第一支撑板、第一滑轨、第一滑块和第一驱动件。所述第一支撑板与所述安装座固定连接。所述第一滑轨设置于所述第一支撑板上。所述第一滑块与所述第一滑轨可移动连接,每个所述第一校准件均与一个或多个所述第一滑块固定连接。所述第一驱动件两端分别连接两个所述第一校准件,以驱动两个所述第一校准件能够沿所述第一滑轨移动。
通过第一滑轨和第一滑块配合滑动,能够使第一校准件跟随第一滑块沿第一滑轨方向移动。第一驱动件用于提供第一校准件移动的动力。
一些实施方式中,所述第一校准件包括固定连接的连接块和校准板;所述连接块包括固定连接的第一连接块和第二连接块,所述第一连接块与所述第一驱动件连接;所述校准板包括固定连接的第一垂直板和第一校准块,所述第一垂直板与所述第二连接块连接。
通过连接块能够连接其他机构,通过校准板能够夹取电芯等器件。
一些实施方式中,所述第一校准机构还包括中心齿轮和两个第一齿条。所述中心齿轮可转动设置于所述第一支撑板上。两个所述第一齿条位于所述中心齿轮的两侧并分别与所述中心齿轮啮合,每个所述第一校准件均固定连接一个所述第一齿条。
通过中心齿轮和第一齿条啮合,第一校准件与第一齿条固定连接,使两个第一校准件同步运动,能够加强第一校准件移动距离的控制精度。
一些实施方式中,所述第一校准机构还包括随动轮,每个所述第一齿条均与一个或多个所述随动轮啮合。
通过随动轮增加第一校准机构运动的平稳性。
一些实施方式中,所述第一校准机构还包括随动块,每个所述第一齿条远离对应的所述第一校准件的一端均与一个所述随动块的一端固定连接,所述齿条连接块的另一端固定连接一个所述第一滑块。
通过随动块增加第一齿条的稳定性,降低第一齿条因缺少支撑导致稳定性不足的影响。
一些实施方式中,所述第一校准机构还包括随动轮,每个所述第一齿条均与一个或多个所述随动轮啮合;所述第一校准机构还包括随动块,每个所述第一齿条远离对应的所述第一校准件的一端均与一个所述随动块的一端固定连接,所述齿条连接块的另一端固定连接一个所述第一滑块。
如此,通过随动轮增加第一校准机构运动的平稳性;通过随动块增加第一齿条的稳定性,降低第一齿条缺少支撑造成稳定性不足的影响。
一些实施方式中,所述第二校准机构包括沿所述第一轴布置的两个第二校准组件,每个所述第二校准组件包括所述第二校准件、第二支撑板和第二驱动件。第二支撑板与所述安装座固定连接。第二驱动件连接所述第二支撑板与所述第二校准件,以驱动所述第二校准件移动。
通过第二驱动件控制第二校准件在第二支撑板上移动,使第二校准件能够夹持或松开电芯等器件。
一些实施方式中,所述第二校准件包括第二校准块和第四连接块,所述第四连接块与所述第二驱动件连接,三个所述第二校准块沿所述第四连接块间隔设置。
通过第二校准块沿第四连接块间隔设置,能够为夹持件夹持电芯等器件提供操作空间。
一些实施方式中,所述夹紧机构包括两夹持组件,第二滑轨、第二滑块和第三驱动件。所述两夹持组件沿第一轴布置并能够朝相反方向移动,分别包括所述夹持件。所述第二滑轨设置于所述安装座上。所述第二滑块与所述第二滑轨可移动连接,每个所述夹持组件均与一个或多个所述第二滑块固定连接。所述第三驱动件分别连接两个所述夹持组件,以驱动两个所述夹持组件能够沿所述第二滑轨移动。
如此,第二滑轨和第二滑块配合滑动,能够使夹持组件跟随第二滑块沿第二滑轨方向运动。通过第三驱动件提供夹持组件移动的动力。
一些实施方式中,至少其中一侧的所述夹持组件包括第三滑轨、第三滑块、抵接座和第一弹性件。所述第三滑轨与所述第二滑块固定连接。所述第三滑块与所述第三滑轨可移动连接。所述抵接座与所述第二滑块固定连接。所述第一弹性件位于所述抵接座与所述夹持件之间。
通过第三滑轨和第三滑块配合滑动,使夹持件跟随第三滑块沿第三滑轨方向运动。抵接座与夹持件配合压缩第一弹性件,以平衡夹持件的夹紧力,防止夹伤电芯。
一些实施方式中,所述安装座包括第一连接板、第二连接板和连接柱。所述夹紧机构和所述第二校准机构均设置于所述第二连接板上。所述连接柱两端分别固定连接所述第一连接板和所述第二连接板,所述第一校准机构与所述连接柱固定连接或与所述第二连接板固定连接。
如此,第一连接板、第二连接板和连接柱能够组装成框体,以固定夹紧机构和校准机构,且能够为夹紧机构和校准机构提供交叉设置的安装空间。
一些实施方式中,所述安装座还包括连接座,设置于所述第二连接板上,位于所述第一连接板和所述第二连接板之间,所述第一校准机构设置于所述连接座上。
通过连接座能够支撑第一校准机构,调整第一校准机构安装高度。
本申请实施例第二方面提供一种堆叠设备,用于堆叠电芯,所述堆叠设备包括机架、横向移动组件、竖向移动组件、顶升机构、解锁机构以及上述任意一项所述的校准抓取装置。所述横向移动组件至少部分设置于所述机架上,用于驱动所述校准抓取装置沿所述机架的横向移动。 所述竖向移动组件至少部分与所述安装座固定连接,用于驱动所述校准抓取装置沿所述机架的竖向移动。 所述顶升机构设置于所述机架上,用于顶升装载所述电芯的托盘,以使所述托盘脱离输送所述托盘的线体。所述解锁机构设置于所述机架上,用于拉动所述托盘的拉动件,以解除所述托盘的限位机构对所述电芯的限位,使所述校准抓取装置对所述电芯进行校准或夹持。
如此,第一电芯在托盘中解锁前位置能够固定,校准抓取装置抓取第一电芯后能够跟随横向移动组件运动至第二电芯上方,对第二电芯位置校正后,第一电芯再跟随竖向移动组件堆叠至第二电芯上方,能够提高堆叠精度。
一些实施方式中,所述解锁机构组件包括安装支架、第四驱动件和勾动件。所述安装支架设置于所述机架上。所述第四驱动件设置于所述安装支架上。所述勾动件与所述第四驱动件连接,所述第四驱动件驱动所述勾动件抽出所述托盘对所述电芯限位的拉动件。
通过第四驱动件驱动勾动件以抽出托盘的拉动件,解除托盘对电芯的限位。
一些实施方式中,所述顶升机构包括顶升板、顶升座和支撑柱。所述顶升座与所述机架固定连接。所述支撑柱设置于所述顶升板上,用于支撑所述托盘。所述第五驱动件设置于所述顶升座,用于驱动所述顶升板沿竖直方向移动。
通过第五驱动件提供顶升板沿竖直方向移动的动力,以使托盘顶升到顶升位。
一些实施方式中,所述顶升机构还包括定位销,设置于所述顶升板上,用于对所述托盘定位。
如此,托盘具有定位孔,定位销用于插入定位孔以对托盘进行定位。
一些实施方式中,所述顶升机构还包括导向套和导向柱,所述导向套与所述顶升座固定连接;所述导向柱与所述顶升板固定连接,能够穿设于所述导向套。
通过导向套和导向柱对顶升板起到导向作用,使托盘沿导向方向到达顶升位。
一些实施方式中,所述顶升机构还包括定位销,设置于所述顶升板上,用于对所述托盘定位。所述顶升机构还包括导向套和导向柱,所述导向套与所述顶升座固定连接;所述导向柱与所述顶升板固定连接,能够穿设于所述导向套。
通过定位销、导向套和导向柱,使托盘定位后沿导向方向到达顶升位。
本申请实施例第三方面提供一种电池的生产线,包括托盘、抓料线体、堆叠线体和上述任意一项所述的堆叠设备。所述托盘用于承载电芯,所述托盘包括对所述电芯进行限位的限位机构和对所述电芯解除限位的拉动件。所述抓料线体设置于所述机架上,用于输送所述托盘。所述堆叠线体与所述抓料线体并排设置于所述机架上,用于输送所述托盘。其中,所述抓料线体和所述堆叠线体均对应设置有所述顶升机构和所述解锁机构;所述校准机构分别用于对所述抓料线体和所述堆叠线体上的待堆叠的所述电芯进行校准,所述夹紧机构用于夹持所述抓料线体上的待堆叠的所述电芯堆叠至所述堆叠线体上的待堆叠的所述电芯上。
通过抓料线体和堆叠线体输送托盘,能够持续地进行电池堆叠。提高堆叠精度的同时能够提高堆叠效率。
本申请实施例第四方面提供一种电池的堆叠方法,应用于上述所述的生产线,所述堆叠方法包括:分别顶升位于所述抓料线体和所述堆叠线体上的所述托盘;分别解除所述抓料线体上的所述托盘对待堆叠的第一电芯的限位,以及堆叠线体上的所述托盘对待堆叠的第二电芯的限位;夹持所述第一电芯移动至所述堆叠线体的上方;对所述第二电芯进行校准;将所述第一电芯堆叠至所述第二电芯上。
电池生产线运用本申请实施例的堆叠方法,解除托盘对第一电芯限位,将第一电芯夹持移至堆叠线体的上方,对第二电芯进行校准,之后将第一电芯堆叠至第二电芯上。能够有效提高电芯堆叠精度,提高电池生产质量。
一些实施方法中,夹持所述第一电芯移动至所述堆叠线体的上方之前,所述堆叠方法还包括:对所述第一电芯进行校准。
如此,在夹取第一电芯移动至堆叠线体的上方之前,先对第一电芯进行校准,能够进一步提高堆叠精度。
附图说明
图1为根据一个或多个实施例的校准抓取装置的结构示意图;
图2为根据一个或多个实施例的校准机构的结构示意图;
图3为根据一个或多个实施例的第一校准机构的结构示意图;
图4为根据一个或多个实施例的第二校准组件的结构示意图;
图5为根据一个或多个实施例的夹紧机构与安装座的结构示意图;
图6为图5所示夹紧机构与安装座另一视角的结构示意图;
图7为根据一个或多个实施例的堆叠设备的结构示意图,其中展示出了抓料线体和堆叠线体的部分结构;
图8为图7的堆叠设备的局部结构示意图;
图9为图7的堆叠设备的局部结构示意图;
图10为根据一个或多个实施例的托盘的结构示意图;
图11为根据一个或多个实施例的堆叠方法的流程示意图;
图12为根据一个或多个实施例的另一堆叠方法的流程示意图;
图13为根据一个或多个实施例的电芯的结构示意图。
附图标记说明
校准抓取装置100;
安装座10;第一连接板11;第二连接板12;连接柱13;连接座14;立板15;加强板16;
校准机构20;校准件21;第一校准机构210;第一校准件211;连接块2111;第一连接块21111;第二连接块21112;校准板2112;第一垂直板21121;第一校准块21122;加强筋2113;第一支撑板212;第一滑轨213;第一滑块214;第一驱动件215;中心齿轮216;第一齿条217;随动轮218;随动块219;第二校准机构220;第二校准组件221;第二校准件2211;第二校准块22111;第四连接块22112;第二支撑板2212;第三连接块22121;过渡板22122;第二驱动件2213;
夹紧机构30;夹持组件31;第三滑轨311;第三滑块312;抵接座313;夹持件314;第一弹性件315;第二滑轨32;第二滑块33;第三驱动件34;
堆叠设备200;
机架110;横向移动组件120;竖向移动组件130;顶升机构140;顶升板141;顶升座142;支撑柱143;第五驱动件144;定位销145;导向套146;导向柱147;传感器148;第一传感器1481;第二传感器1482;解锁机构150;安装支架151;第四驱动件152;勾动件153;
托盘300;定位孔300a;拉动件301;限位机构302;第一夹紧块3021;第二夹紧块3022;第三夹紧块3023;限位滑轨3024;第四滑轨30241;支架303;第一支撑件3031;第二支撑件3032;第二弹性件304;底板310;
抓料线体400;
堆叠线体500。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。本申请的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”“第三”等仅用于区别不同对象,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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一轴”“第二轴”“第三轴”“长度方向”“宽度方向”“横向”“竖向”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述,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、操作或使用,因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装” “连接”“固定”等术语应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“接触”应作广义理解,可以是直接接触,也可以是隔着中间媒介层的接触,可以是相接触的两者之间基本上没有相互作用力的接触,也可以是相接触的两者之间具有相互作用力的接触。
相关技术中,电芯堆叠作业时,装载电芯的托盘通过线体的定位机构定位,无二次位置校准机构。通过托盘定位电芯,由于托盘的一致性难以保证;或每组电芯外形存在公差,造成堆叠时每组电芯在托盘上的位置不一致,导致堆叠精度较差。
基于上述情况,本申请实施例提供一种校准抓取装置,在抓取前和堆叠前均可以对待堆叠的电芯位置进行校正,以提高电芯共面精度,提高电芯堆叠精度,进而提高电池生产质量。可以理解的是,本申请实施例的校准抓取装置,能够用于电芯、电池模组、或电池等器件的堆叠,也可以用于其他器件的堆叠。
请参考图1,校准抓取装置100包括安装座10、校准机构20和夹紧机构30。校准机构20设置于安装座10上,包括至少沿第一轴X布置并能够朝相反方向移动的两校准件21。夹紧机构30设置于安装座10上,包括沿第一轴X布置并能够朝相反方向移动的两夹持件314,两夹持件314位于沿第一轴X布置的两校准件21的内侧,校准件21沿第三轴Z凸出于夹持件314,校准件21凸出于夹持件314的一端远离安装座10。其中,第三轴Z垂直于第一轴X。
安装座10用于将校准抓取装置100安装于其他装置,以进行校准或夹持作业。例如,安装座10可以与多关节臂的机器人连接,通过机器人的运动带动校准抓取装置100进行校准或夹持作业。安装座10也可以通过伺服机构安装在机架等固定设备上,通过伺服机构带动校准抓取装置100进行校准或夹持作业。
校准机构20用于校准或松开待堆叠的器件。校准机构20包括至少沿第一轴X布置并能够朝相反方向移动的两校准件21。例如,校准机构20能够夹取第二器件,使第二器件与第一器件对齐,再松开第二器件,以实现对第二器件位置的校正,再将第一器件置于第二器件上,从而提高了第一器件堆叠至第二器件上的堆叠精度。在一些实施方式中,校准机构20还可以包括沿第二轴Y布置并能够朝相反方向移动的两校准件21,第二轴Y与第一轴X成夹角设置,以适应不同形状的待堆叠器件。例如,对于长方体的电芯而言,第二轴Y与第一轴X垂直设置,第二轴Y与第三轴Z垂直设置。
校准件21的结构形式不限,只要能够实现两校准件21沿相反运动以夹取器件即可。两校准件21的成对数量不限。例如,校准件21可以设置为两个,能够校准一个器件;校准件21也可以设置为两组,能够同时校准两个器件;校准件21也可以设置为三组,能够同时校准两个器件或三个器件。三组校准件21同时校准两个器件时,其中一组校准件21可以同时接触两个器件,另两组校准件21接触对应的一个器件。
夹紧机构30用于夹持或松开待堆叠器件。夹紧机构30包括沿第一轴X布置并能够朝相反方向移动的两夹持件314。例如,夹紧机构30能够夹持第一器件,跟随安装座10移动到堆叠位上方。两夹持件314的成对数量不限。例如,校准件21可以设置为两个,能够夹持一个器件;夹持件314也可以设置为两组,能够同时夹持两个器件。
两夹持件314位于两校准件21的内侧,校准件21沿第三轴Z凸出于夹持件314,校准件21凸出于夹持件314的一端远离安装座10。这里的校准件21是指所有的校准件21,包括沿第一轴X设置的校准件21,以及沿其它轴设置的校准件21。校准件21凸出于夹持件314的长度,应能够对器件进行夹持移位以实现校准,如此,夹持件314夹取第一器件后,夹持件314外侧的校准件21能够继续校准第二器件而不受影响。
可以理解的是,校准件21与器件接触的表面与夹持件314与器件接触的表面能够沿第三轴Z位于同一平面,校准件21具有避让夹持件314的避让空间,以避免夹持件314夹取第一器件后,夹持件314对校准件21的校准动作产生干涉。校准件21用于校准的部位可以沿器件分设多个,校准件21用于校准的多个部位之间形成避让空间,夹持件314也可以沿器件分设多个,夹持件314能够均匀的分布在校准件21用于校准的部位之间的避让空间。
本实施例的校准抓取机构100通过校准机构20和夹紧机构30的配合,能够在夹紧机构30抓取第一器件后,移动至第二器件上方,在堆叠前通过校准机构20对第二器件进行位置校正,再将第一器件堆叠至第二器件上,从而提高两组器件堆叠的重合度,提高堆叠精度。且不依赖托盘进行位置校准,降低了对托盘加工装配等一致性的要求,进而能够降低设备制造成本。
为便于理解,本申请实施例中堆叠的器件以两组电芯为例进行说明,命名为第一电芯和第二电芯。第一电芯指的是堆叠后位于上方的一组电芯,第二电芯指的是堆叠后位于下方的另一组电芯。第一电芯和第二电芯在堆叠位进行堆叠,第二电芯位于堆叠位,将第一电芯堆叠至第二电芯上方以实现堆叠。
下面以器件为长方体形电芯为例,包括分别沿长度方向和沿宽度方向的两端。长度方向可以沿第二轴Y,宽度方向可以沿第一轴X,第一轴X与第二轴Y垂直。第一电芯和第二电芯的数量不限,第一电芯和第二电芯可以分别为一个电芯或多个电芯,第一电芯和第二电芯的数量相同。
一些实施例中,请参阅图2,校准机构20包括第一校准机构210和第二校准机构220,分别设置于安装座10上。第一校准机构210包括沿第二轴Y布置并能够朝相反方向移动的两第一校准件211,第二校准机构220包括能够沿第一轴X布置并能够朝相反方向移动的两第二校准件2211。第一校准件211和第二校准件2211均为校准件21,即校准件21分为第一校准件211和第二校准件2211。其中,第二轴Y垂直于第一轴X,第二轴Y垂直于第三轴Z。校准件21的高度可以满足对上下堆叠的两器件同时或分别进行校准。
第二轴Y和第一轴X垂直设置,能够提高夹取便捷性与稳定性。同时,当校准抓取装置用于校准和夹持电芯时,能够适用于形状为长方体的电芯。
下面实施例中,以图2~图6中的第一轴X指的是电芯的宽度方向,第二轴Y指的是电芯的长度方向进行说明。以图13为例,示出了两个电芯D,电芯D沿第一轴X的两侧为端板D1,电芯D沿第二轴Y的两侧为侧板D2。长度方向、宽度方向、侧板和端板只是示例性说明,不应以此理解为对使用校准机构20的限制。
第一校准机构210包括两第一校准件211,沿第二轴Y布置并能够朝相反方向移动。当第一电芯和第二电芯分别为两个电芯时,两个电芯沿第二轴Y并排设置,单个电芯的侧板沿第二轴Y,单个电芯的端板沿第一轴X。
第一校准件211用于夹持或松开电芯,能够校准第二电芯的端板与第一电芯的端板对齐。例如,第一校准件211沿第三轴Z能够同时抵接第一电芯和第二电芯的端板,以使第二电芯的端板与第一电芯的端板对齐。
第二校准机构220能够用于对电芯的侧板位置进行校准。第二校准机构220包括两第二校准件2211,能够沿第一轴X朝相反方向移动。
第二校准件2211用于夹持与松开电芯,能够校准第二电芯的侧板与第一电芯的侧板对齐。例如,第二校准件2211沿第三轴Z能够同时抵接第一电芯和第二电芯的侧板,以使第二电芯的侧板与第一电芯的侧板对齐。
可以理解的是,当第一校准机构210与第二校准机构220配合使用,能够对电芯的侧板和端板均进行校准。当夹持件21夹持第一电芯时,两第一校准件211能够将第二电芯的端板校准至与第一电芯端板对齐。两第二校准件2211能够将第二电芯的侧板校准至与第一电芯的侧板对齐。如此,当校准第二电芯后松开,再将第一电芯沿第三轴Z放置于第二电芯时,能够使第一电芯和第二电芯具有较好的共面精度。
一些实施例中,请参阅图3,第一校准机构210还包括第一驱动件215,用于驱动第一校准件211。每个第一校准件可以分别配置一个第一驱动件215,也可以共用一个第一驱动件215。通过第一驱动件215控制第一校准件211,以使校准机构20能够夹持或松开待堆叠的电芯。
示例性地,请参阅图3,第一驱动件215两端分别连接两个第一校准件211,以驱动两个第一校准件211能够沿第二轴Y朝相反方向移动。
示例性地,第一驱动件215可以包括驱动气缸、驱动油缸或驱动电缸。
一些实施例中,请参阅图2和图3,第一校准机构210还包括第一支撑板212、第一滑轨213和第一滑块214。第一支撑板212与安装座10固定连接。第一滑轨213设置于第一支撑板212上。第一滑块214与第一滑轨213可移动连接,每个第一校准件211均与一个或多个第一滑块214固定连接。第一驱动件215两端分别连接两个第一校准件211,以驱动两个第一校准件211能够沿第一滑轨213移动。
第一支撑板212用于支撑第一校准件211、第一滑轨213、第一滑块214以及第一驱动件215,以使第一校准件211能够在第一支撑板212上移动。如此,也便于第一校准机构210模块化生产和组装。
第一滑轨213和第一滑块214配合滑动,能够使第一校准件211跟随第一滑块214沿第一滑轨213方向移动。第一校准件211的具体结构不限。示例性地,请参阅图3,第一校准件211包括连接块2111和校准板2112,连接块2111和校准板2112固定连接。连接块2111用于连接其他机构,例如,连接第一驱动件215以驱动校准板2112。校准板2112用于夹取电芯等器件。
示例性地,请参阅图3,连接块2111包括第一连接块21111和第二连接块21112,第一连接块21111用于连接第一驱动件215等其他机构,第二连接块21112用于连接校准板2112。第一连接块21111与第二连接块21112可以成夹角设置,例如垂直设置。
可以理解地,第一连接块21111和第二连接块21112可以一体制造,也可以分开制造,便于零件加工。
示例性地,请参阅图3,第一驱动件215两端分别连接两个第一连接块21111,以驱动两个第一校准件211能够沿第二轴Y朝相反方向移动。
示例性地,请参阅图3,校准板2112包括第一垂直板21121和第一校准块21122,第一垂直板21121和第一校准块21122固定连接。第一垂直板21121和连接块2111固定连接,例如,第一垂直板21121和第二连接块21112固定连接。第一校准块21122的尺寸一般小于第一垂直板21121,用于夹持电芯。第一校准块21122的高度可以满足对上下堆叠的两器件同时或分别进行校准。通过对第一校准块21122进行精加工,减少加工面积,能够提高夹取精度,以及夹持稳定性。第一校准块21122磨损后,便于更换,降低维护成本。
可以理解地,校准板2112和电芯接触,可以根据需求选取材质或增加过渡结构。例如,校准板2112可以为优力胶,以提高校准板2112的耐磨性,延长使用寿命。
示例性地,请参阅图3,第一校准件211还包括加强筋2113,加强筋2113连接校准板2112和连接块2111,用于加强校准板2112与连接块2111连接的稳定性,以提高第一校准件211夹取电芯时的稳定性。例如,加强筋2113连接校准板2112和第二连接块21112。
一些实施例中,请参阅图3,第一校准机构210还包括中心齿轮216和两个第一齿条217。中心齿轮216可转动设置于第一支撑板212上。两个第一齿条217位于中心齿轮216的两侧并分别与中心齿轮216啮合,每个第一校准件211均连固定接一个第一齿条217。
通过中心齿轮216和第一齿条217啮合,第一校准件211与第一齿条217固定连接,能够使两个第一校准件211同步运动。如此,能够加强第一校准件211移动距离的控制精度,进而提高第一校准机构210的校准精度。
一些实施例中,第一校准机构210还包括随动轮218,每个第一齿条217均与一个或多个随动轮218啮合。
随动轮218用于增加第一校准机构210运动的平稳性,降低齿条长度过长带来的不利影响。
一些实施例中,请参阅图3,第一校准机构210还包括随动块219,每个第一齿条217远离对应的第一校准件211的一端均与一个随动块219的一端固定连接,随动块219的另一端固定连接一个第一滑块214。
可以理解的是,中心齿轮216的齿轮部分高于第一支撑板212,第一齿条217一端与中心齿轮216连接的同时,另一端与第一校准件211固定连接,第一齿条217部分悬空于第一支撑板212上空。
如此,随动块219能够增加第一齿条217的稳定性。通过随动块219和第一齿条217以及第一滑块214固定连接,使随动块219能够跟随第一齿条217和第一滑块214沿第一滑轨213方向运动。能够降低第一齿条217因缺少支撑造成稳定性不足的影响。
一些实施例中,请参阅图4,第二校准机构220还包括第二驱动件2213,第二驱动件2213用于驱动第二校准件2211。每个第二校准件2211可以分别配置一个第二驱动件2213,两个第二校准件2211也可以共用一个第二驱动件2213。
第二驱动件2213用于提供第二校准件2211移动的动力。通过第二驱动件2213控制第二校准件2211,以使校准机构20能够夹持或松开待堆叠的电芯。
示例性地,第二驱动件2213可以包括滑台气缸,以节省安装空间。
一些实施例中,请参阅图2和图4,第二校准机构220包括沿第一轴X设置的两个第二校准组件221,每个第二校准组件221包括第二校准件2211、第二支撑板2212和第二驱动件2213。第二支撑板2212与安装座10固定连接。第二驱动件2213连接第二支撑板2212与第二校准件2211,以驱动第二校准件2211移动。
第二支撑板2212用于安装至安装座10,并将第二校准件2211通过第二驱动件2213连接,以使第二校准件2211能够在第二支撑板2212上移动。
通过第二驱动件2213控制第二校准件2211在第二支撑板2212上移动,以使第二校准组件221能够夹持或松开待堆叠的电芯。
第二校准件2211的具体结构不限。示例性地,请参阅图4,第二校准件2211包括第二校准块22111和第四连接块22112,第二校准块22111固定于第四连接块22112。第二校准块22111的数量不限。例如,第二校准块22111可以设置为三个,三个第二校准块22111沿第四连接块22112间隔设置,相邻两个第二校准块22111之间形成避让空间,避让空间可容纳夹持件314,能够为夹持件314夹持器件提供操作空间。
第二支撑板2212的具体结构不限。示例性地,请参阅图4,第二支撑板2212包括第三连接块22121和过渡板22122。第三连接块22121和过渡板22122垂直设置。第二驱动件2213位于过渡板22122和第二校准件2211之间。例如,第二驱动件2213位于过渡板22122和第四连接块22112之间。
第三连接块22121用于与安装座10固定连接,过渡板22122用于固定第二驱动件2213,第四连接块22112用于固定第二校准件2211。
第二驱动件2213用于提供第四连接块22112移动的动力。通过第二驱动件2213控制第四连接块22112,以使第二校准件2211能够夹持或松开待堆叠的电芯。
示例性地,请参阅图4,第四连接块22112设置为沿第三轴Z投影和沿第一轴X投影均为“E”字形结构,“E”字形结构的三个伸出端之间形成避让空间,每个避让空间均可以用于容纳夹持件314。第二校准件2211包括三个第二校准块22111,三个第二校准块22111沿第四连接块22112的第一轴X投影的“E”字形间隔设置。
一些实施例中,请参阅图5和图6,夹紧机构30设置于安装座10上,包括沿第一轴X布置并能够朝相反方向移动的两夹持组件31,两夹持组件31分别包括夹持件314。夹紧机构30还包括第二滑轨32、第二滑块33和第三驱动件34。第二滑轨32设置于安装座10上。第二滑块33与第二滑轨32可移动连接,每个夹持组件31均与一个或多个第二滑块33固定连接。第三驱动件34,分别连接两夹持组件31,以驱动两夹持组件31能够沿第二滑轨32移动。
第二滑轨32和第二滑块33配合滑动,能够使夹持组件31跟随第二滑块33沿第二滑轨32方向运动。
第三驱动件34用于提供夹持组件31移动的动力。通过第三驱动件34控制夹持组件,以使夹紧机构30能够夹持或松开待堆叠的电芯。
示例性地,第三驱动件34可以包括手指气缸,以提高夹取精度与稳定性。
示例性地,夹持件314与电芯接触的一侧设置为优力胶,以提高夹持件314的耐磨性,延长使用寿命。
示例性地,夹持组件31包括两个夹持件314;第四连接块22112设置为沿第三轴Z投影和沿第一轴X投影均为“E”字形的结构,第二校准件2211包括三个第二校准块22111,三个第二校准块22111沿第四连接块22112的第一轴X投影的“E”字形间隔设置;两个夹持件314能够位于三个第二校准块22111之间。如此,夹持件314夹持第一电芯后,不会干扰第四连接块22112校准第二电芯。夹持件314与第二校准块22111能够同时抵接第一电芯,第二校准块22111能够同时抵接第一电芯和第二电芯,以校准第二电芯的侧板至与第一电芯的侧板对齐。
一些实施例中,图未示出,两侧的夹持组件31均包括第三滑轨311、第三滑块312、抵接座313、夹持件314和第一弹性件315。第三滑轨311与第二滑块33固定连接。第三滑块312与第三滑轨311可移动连接。抵接座313与第二滑块33固定连接。夹持件314用于夹持电芯。第一弹性件315位于抵接座313与夹持件314之间。
一些实施例中,请参阅图5,其中一侧的夹持组件31包括第三滑轨311、第三滑块312、抵接座313、夹持件314和第一弹性件315。第三滑轨311与第二滑块33固定连接。第三滑块312与第三滑轨311可移动连接。抵接座313与第二滑块33固定连接。夹持件314用于夹持电芯。第一弹性件315位于抵接座313与夹持件314之间。
第三滑轨311和第三滑块312配合滑动,能够使夹持件314跟随第三滑块312沿第三滑轨311方向运动。抵接座313用于与夹持件314配合压缩第一弹性件315。第一弹性件315用于平衡夹持件314的夹紧力,防止夹伤电芯。
示例性地,第一弹性件315可以设为弹簧或弹性垫。通过弹簧或弹性垫吸能平衡夹持件314的夹取力,防止夹伤电芯。
一些实施例中,两夹持件314夹取电芯后,两夹持件314位于三个第二校准块22111之间,第二校准块22111能够同时抵接第一电芯和第二电芯的侧板,以使第一电芯和第二电芯的两侧的侧板能够对齐。同时,校准板2112包括第一垂直板21121和第一校准块21122,第一垂直板21121与第一校准块21122固定连接。第一校准块21122能够同时抵接第一电芯和第二电芯的端板,以使第一电芯和第二电芯的两侧的端板能够对齐。如此,第一电芯和第二电芯的侧板能够对齐、端板也能够对齐。
一些实施例中,请参阅图1,安装座10包括第一连接板11、第二连接板12和连接柱13。夹紧机构30和第二校准机构220均设置于第二连接板12上,夹持组件31和第二校准件2211的移动方向同向设置。连接柱13两端分别固定连接第一连接板11和第二连接板12,第一校准机构210与连接柱13固定连接。
一些实施例中,请参阅图1,安装座10包括第一连接板11、第二连接板12和连接柱13。夹紧机构30和第二校准机构220均设置于第二连接板12上,夹持组件31和第二校准件2211的移动方向同向设置。连接柱13两端分别固定连接第一连接板11和第二连接板12,第一校准机构210与第二连接板12固定连接。
第一连接板11用于连接其他装置。第二连接板12用于固定夹紧机构30和第二校准机构220。连接柱13用于连接第一连接板11和第二连接板12,以使第一连接板11和第二连接板12之间具备安装空间,以安装第一校准机构210。
安装座10能够作为各部件的安装基础,用于校准机构20、夹紧机构30等各个部件的安装与定位。安装座10的具体结构不限,安装座10与连接在安装座10上的各个部件的连接方式不限。
示例性地,安装座10还包括立板15和加强板16,位于第一连接板11上,立板15和加强板15垂直布置。其中,加强板16的数量不限。例如,加强板16可以设置为两个,位于立板15两端。立板15用于与其他装置连接。
如此,第一连接板11、第二连接板12和连接柱13能够组装成框体,以固定夹紧机构30和校准机构20,并能够为夹紧机构30和校准机构20提供交叉设置的安装空间。
一些实施例中,请参阅图1,安装座10还包括连接座14,设置于第二连接板12上,位于第一连接板11和第二连接板12之间,第一校准机构210设置于连接座14上。
连接座14用于支撑第一校准机构210,还可以设置为调整第一校准机构210的安装高度,使第一校准机构210和第二校准机构220夹持电芯的一端高度一致,以提高夹持稳定性。
本申请实施例还提供一种堆叠设备200,用于堆叠电芯。请参阅图7,堆叠设备200包括机架110、横向移动组件120、竖向移动组件130、顶升机构140、解锁机构150以及根据上述任意一项的校准抓取装置100。横向移动组件120至少部分设置于机架110上,用于驱动校准抓取装置100沿机架110的横向移动。竖向移动组件130至少部分与安装座10固定连接,用于驱动校准抓取装置100沿机架110的竖向移动。顶升机构140设置于机架110上,用于顶升装载电芯的托盘300,以使托盘300脱离输送托盘300的线体。解锁机构150设置于机架110上,用于拉动托盘300的拉动件301,以解除托盘300的限位机构对电芯的限位,使校准抓取装置100对电芯进行校准或夹持。
机架110为各部件的安装基础,用于校准抓取装置100等各部件的安装定位。抓料线体400和堆叠线体500均可以穿设于机架110中。图7中示意性地给出了部分长度的抓料线体400和堆叠线体500。
横向移动组件120用于提供校准抓取装置100移动的动力,使校准抓取装置100抓取电芯后能够沿机架110的横向移动。图7中,第一轴X指的是横向。
一些实施例中,为便于操作,电芯的宽度方向与横向移动组件的移动方向为同一方向。电芯的宽度方向与横向移动组件的移动方向均为第一轴X,电芯沿第一轴X的两侧为端板。可以理解的是,当电芯的宽度方向为第二轴Y时堆叠设备200同样适用。
示例性地,横向移动组件120可以包括伺服驱动器,以进行高精度定位,提高电芯堆叠精度。
竖向移动组件130用于提供校准抓取装置100移动的动力,使校准抓取装置100能够沿机架110的竖向移动。图7中,第三轴Z指的是竖向。
示例性地,竖向移动组件130可以设置为伺服驱动器,以进行高精度定位,提高第一电芯和第二电芯的堆叠精度。
顶升机构140用于顶升装载电芯的托盘300,以使托盘300脱离输送托盘300的线体,以便进行下一步解锁。
解锁机构150用于释放托盘300对电芯的夹持,使校准抓取装置100能够夹取电芯。
如此,第一电芯在托盘300中解锁前位置能够固定,校准抓取装置100抓取第一电芯后能够跟随横向移动组件120运动至第二电芯上方,对第二电芯位置校正后,第一电芯再跟随竖向移动组件130堆叠至第二电芯上方,以提高堆叠精度。
一些实施例中,请参阅图8,解锁机构150包括安装支架151、第四驱动件152和勾动件153。安装支架151设置于机架110上。第四驱动件152设置于安装支架151上。勾动件153与第四驱动件152连接,第四驱动件152驱动勾动件153抽出托盘300对电芯限位的拉动件301。
安装支架151用于安装第四驱动件152。勾动件153用于抽出拉动件301。拉动件301能够将电芯固定于托盘300。第四驱动件152用于提供勾动件153抽出拉动件301的动力。通过第四驱动件152控制勾动件153抽出拉动件301,解除托盘300对电芯的限位,以释放电芯。
示例性地,第四驱动件152可以包括滑台气缸,以节省安装空间。
一些实施例中,请参阅图9,顶升机构140包括顶升板141、顶升座142、支撑柱143和第五驱动件144。顶升座142与机架110固定连接。支撑柱143设置于顶升板141上,用于支撑托盘300。第五驱动件144设置于顶升座142,用于驱动顶升板141沿竖直方向移动。
顶升板141用于设置支撑柱143,支撑柱143能够支撑托盘300。顶升座142用于连接机架110。第五驱动件144用于提供顶升板141沿竖直方向移动的动力,以将托盘300顶升到顶升位。
示例性地,第五驱动件144可以包括驱动气缸、驱动油缸或驱动电缸。
一些实施例中,请参阅图9,顶升机构140还包括定位销145,设置于顶升板141上,用于对托盘300定位。
请参阅图10,托盘300具有定位孔300a,定位销145插入定位孔300a能够对托盘300进行定位。通过定位销145以精确地定位托盘300,提高堆叠的精度和效率。
一些实施例中,请参阅图9,顶升机构140还包括导向套146和导向柱147,导向套146与顶升座142固定连接。导向柱147与顶升板141固定连接,能够穿设于导向套146。
导向套146和导向柱147用于对顶升板141起到导向作用,使托盘300沿导向方向到达顶升位。
一些实施例中,请参阅图9,顶升机构140还包括传感器148,用于检测托盘300位置。
示例性地,请参阅图9,传感器包括第一传感器1481和第二传感器1482。第一传感器1481用于检测托盘300位置是否到达顶升位。第二传感器1482用于检测托盘300位置是否到达顶升前的初始位置。
一些实施例中,顶升机构140还包括定位销145、导向套146和导向柱147。定位销145设置于顶升板141上,用于对托盘300定位。导向套146与顶升座142固定连接。导向柱147与顶升板141固定连接,能够穿设于导向套146。
通过定位销145、导向套146和导向柱147能够使托盘300定位后沿导向方向到达顶升位,使托盘300与线体脱离。
本申请实施例还提供一种电芯的生产线,请参阅图7,包括托盘300、抓料线体400、堆叠线体500以及根据上述任意一项的堆叠设备200。托盘300用于承载电芯,托盘300包括对电芯进行限位的限位机构302和对电芯解除限位的拉动件301。抓料线体400设置于机架110上,用于输送托盘300。堆叠线体500与抓料线体400并排设置于机架110上,用于输送托盘300。其中,抓料线体400和堆叠线体500均对应设置有顶升机构140和解锁机构150;校准机构20分别用于对抓料线体400和堆叠线体500上的待堆叠的电芯进行校准,夹紧机构30用于夹持抓料线体400上的待堆叠的电芯堆叠至堆叠线体500上的待堆叠的电芯上。
托盘300用于承载电芯,请参阅图10,托盘300包括拉动件301和限位机构302。如此,在托盘300移动过程中,限位机构302能够固定电芯防止其晃动而造成损伤。通过拉动件301能够解除限位机构302对电芯的固定作用。
一些实施例中,请参阅图10,限位机构302包括第一夹紧块3021、第二夹紧块3022和第三夹紧块3023。第一夹紧块3021和第三夹紧块3023共同作用夹紧电芯的侧板,第二夹紧块3022用于夹紧电芯的端板。
示例性地,请参阅图10,第一夹紧块3021为两个,布置于电芯的一侧,临近电芯侧板。第三夹紧块3023为两个,布置于电芯的另一侧,临近电芯侧板。
示例性地,请参阅图10,第二夹紧块3022为两个,布置于电芯的两端,临近电芯的端板。
可以理解的是,当堆叠设备200中勾动件153对拉动件301进行拉动作业时,第一夹紧块3021、第二夹紧块3022解除对电芯的限制。
一些实施例中,请参阅图10,限位机构302还包括限位滑轨3024,以使限位机构302能够与底板310产生相对滑动。
示例性地,请参阅图10,限位滑轨3024包括第四滑轨30241和第五滑轨(图中未示)。第四滑轨30241与第一夹紧块3021滑动配合,第五滑轨与第二夹紧块3022滑动配合,便于第一夹紧块3021和第二夹紧块3022在底板310上运动,以夹紧或松开电芯。
示例性地,请参阅图10,托盘300还包括底板310和支架303,支架303固定于底板310上,底板310和支架303用于支撑电芯和限位机构302。
示例性地,请参阅图10,支架303包括第一支撑件3031和第二支撑件3032,第一支撑件3031用于放置电芯,第二支撑件3032用于将第一支撑件3031支撑起高度,便于在第一支撑件3031下面提供其他机构的安装空间。
示例性地,请参阅图10,托盘300还包括第二弹性件304,用于连接支架303和第二夹紧块3022,以减轻第二夹紧块3022对电芯的夹力,降低对电芯的伤害。例如,第二弹性件304位于第二夹紧块3022和第二支撑件3032之间,在第二夹紧块3022作用于电芯时,第二弹性件304能够发生弹性形变吸能,降低对电芯的伤害。
抓料线体400与堆叠线体500均用于输送托盘300。
可以理解的是,抓料线体400输送载有第一电芯的托盘300,堆叠线体500输送载有第二电芯的托盘300。堆叠设备200移动第一电芯离开抓料线体400后,抓料线体400继续运动以进行输送其他电芯。第一电芯与第二电芯堆叠完整后,堆叠线体500继续运动以输送堆叠后的电芯。
如此,电芯生产线运用本申请实施例的堆叠设备200,通过抓料线体400与堆叠线体500输送托盘,能够持续地进行电芯堆叠。提高堆叠精度的同时能够提高堆叠效率。
本申请实施例还提供一种电池的堆叠方法,请参阅图11,应用于上述生产线,编号步骤的顺序不做限制,部分步骤的顺序可以根据实际情况调整,具体包括如下步骤:
S1:分别顶升位于抓料线体和堆叠线体上的托盘;
S2:分别解除抓料线体上的托盘对待堆叠的第一电芯的限位,以及堆叠线体上的托盘对待堆叠的第二电芯的限位;
S3:夹持第一电芯移动至堆叠线体的上方;
S4:对第二电芯进行校准;
S5:将第一电芯堆叠至第二电芯上。
可以理解的是,抓料线体与堆叠线体进入堆叠设备后,第一电芯与第二电芯停留在沿第一轴X的同一直线上,第一电芯与第二电芯的侧板分别对齐。顶升机构顶升托盘后,解锁机构释放第一电芯与第二电芯。夹紧机构夹取第一电芯,移动至堆叠线体上方,校准机构夹起第二电芯后放下,对第二电芯校准,使第二电芯与此时夹紧机构夹持的第一电芯沿第三轴Z对齐,松开第二电芯,再将竖向移动组件驱动夹紧机构下移,将第一电芯与第二电芯堆叠。
电池生产线运用本申请实施例的堆叠方法,解除托盘对第一电芯的限位,将第一电芯夹持移至堆叠线体的上方,对第二电芯进行校准至与第一电芯对齐后放下,将第一电芯堆叠至第二电芯上。能够有效提高电芯堆叠精度,提高电池生产质量。
一些实施例中,请参阅图12,堆叠方法包括如下步骤:
T1:分别顶升位于抓料线体和堆叠线体上的托盘;
T2:分别解除抓料线体上的托盘对待堆叠的第一电芯的限位,以及堆叠线体上的托盘对待堆叠的第二电芯的限位;
T3:对第一电芯进行校准;
T4:夹持第一电芯移动至堆叠线体的上方;
T5:对第二电芯进行校准;
T6:将第一电芯堆叠至第二电芯上。
可以理解的是,抓料线体具有抓取位,堆叠线体具有堆叠位。抓料线体与堆叠线体进入堆叠设备后,抓取位与堆叠位沿第一轴X对齐。如此,第一电芯与第二电芯能够沿第一轴X对齐。校准抓取装置的夹紧机构跟随横向移动组件在抓取位和堆叠位之间移动。
如此,在夹取第一电芯前先对第一电芯进行校准,调整第一电芯位置至夹紧机构便于夹持的位置,能够提高夹持稳定性,同时能够降低托盘的限位机构打开释放电芯时对电芯位置的影响,进而提高堆叠精度。夹紧机构能够夹取到第一电芯的同一位置,能够减少夹紧机构的位置变动,进一步提高堆叠精度。
以某一具体实施方式为例,对本申请实施例的堆叠设备200的部分堆叠过程进行说明。为便于理解,将抓料线体400运输的托盘300称为第一托盘,第一托盘中承载的电芯称为第一电芯,将堆叠线体500运输的托盘300称为第二托盘,第二托盘中承载的电芯称为第二电芯。抓料线体400具有抓取位,堆叠线体500具有堆叠位。第一电芯跟随抓料线体400移至堆叠设备200。对第一电芯校准,抓取第一电芯移动至堆叠位上方。对第二电芯校准,使第二电芯与第一电芯沿第三轴Z对齐,校准后松开,将第一电芯下移放置第二电芯上。
1)第一电芯与第二电芯进入堆叠设备200,顶升至顶升位。
抓料线体400运输承载第一电芯的第一托盘进入堆叠设备200,顶升机构140将第一托盘定位。堆叠线体500运输承载第二电芯的第二托盘进入堆叠设备200。第一电芯与第二电芯表面均贴有双面胶。
第一托盘在夹紧状态下带着第一电芯到达顶升位。
第五驱动件144伸出,推动顶升板141,在导向柱147和导向套146的导向作用下,使顶升板141到达顶升位,定位销145插入第一托盘的定位孔300a,支撑柱143支撑起第一托盘,使第一托盘与抓料线体400脱离,第一传感器1481感应到信号,此时顶升完成。
第二托盘同样进行顶升动作。第五驱动件144伸出,推动顶升板141,在导向柱147和导向套146的导向作用下,使顶升板141到达顶升位,定位销145插入第二托盘的定位孔300a,支撑柱143支撑起第二托盘,使第二托盘与堆叠线体500脱离,第一传感器1481感应到信号,此时顶升完成。
2)解锁第一托盘和第二托盘。
第一托盘顶升完成后,抓料线体400上的第四驱动件152对第一托盘进行解锁,释放第一电芯自由度。第四驱动件152缩回,勾动件153拉动第一托盘上的拉动件301,第一托盘的限位机构302同时打开,此时,第一电芯在第一轴X与第二轴Y的自由度被释放。
第二托盘顶升完成后,堆叠线体500上的第四驱动件152对第二托盘进行解锁,释放第二电芯自由度。解锁机构150的第四驱动件152缩回,勾动件153拉动第二托盘上的拉动件301,第二托盘的限位机构302同时打开,此时,第二电芯在第一轴X与第二轴Y的自由度被释放。
3)对第一电芯校准后抓取第一电芯。
横向移动组件120带动校准抓取装置100沿第一轴X运动到抓料线体400上方,竖向移动组件130带动校准抓取装置100下移至抓取位。
校准机构20中第一驱动件215驱动第一校准机构210,第二驱动件2213驱动第二校准机构220,夹紧第一电芯校准后再松开,实现对第一电芯位置的校准。
4)第一电芯移至堆叠位上方。
夹紧机构30中第三驱动件34驱动夹持件314,夹紧第一电芯,在横向移动组件120驱动下,使第一电芯沿第一轴X到达堆叠线体500的堆叠位上方位置,在竖向移动组件130驱动下,使第一电芯沿第三轴Z下移至下表面距离第二电芯上表面5mm高度。
5)校准第二电芯。
第一驱动件215驱动第一校准机构210,第二驱动件2213驱动第二校准机构220,校准第二电芯至与第一电芯对齐后再松开第二电芯,实现对第二电芯位置的校准。
6)堆叠第一电芯和第二电芯。
竖向移动组件130带动校准抓取装置100沿第三轴Z下移,将第一电芯堆叠至第二电芯上,双面胶将第一电芯和第二电芯固定。
7)第一托盘离开堆叠设备200。
第五驱动件144缩回,使顶升板141离开顶升位,使第一托盘回到抓料线体400,第二传感器1482感应到信号,抓料线体400运输没有电芯的第一托盘离开堆叠设备200。
8)第二托盘离开堆叠设备200。
第四驱动件152伸出,勾动件153推动第二托盘上的拉动件301,第二托盘的限位机构302关闭。此时,堆叠后的第一电芯和第二电芯粘在一起,在第一轴X与第二轴Y被固定。
第五驱动件144缩回,使顶升板141离开顶升位,使第二托盘回到堆叠线体500,第二传感器1482感应到信号,堆叠线体500运输装有第一电芯和第二电芯的第二托盘离开堆叠设备200。
以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例。
Claims (19)
1.一种校准抓取装置,其特征在于,包括:
安装座;
校准机构,设置于所述安装座上,包括至少沿第一轴布置并能够朝相反方向移动的两校准件;以及
夹紧机构,设置于所述安装座上,包括沿第一轴布置并能够朝相反方向移动的两夹持件,两所述夹持件位于沿第一轴布置的两所述校准件的内侧,所述校准件沿第三轴凸出于所述夹持件,所述校准件凸出于所述夹持件的一端远离所述安装座;
其中,第三轴垂直于第一轴。
2.根据权利要求1所述的校准抓取装置,其特征在于,所述校准机构包括第一校准机构和第二校准机构,分别设置于所述安装座上;
所述第一校准机构包括沿第二轴布置并能够朝相反方向移动的两第一校准件,所述第二校准机构包括能够沿第一轴布置并能够朝相反方向移动的两第二校准件,所述第一校准件和所述第二校准件均为所述校准件;
其中,第二轴垂直于第一轴,第二轴垂直于第三轴。
3.根据权利要求2所述的校准抓取装置,其特征在于,所述第一校准机构还包括:
第一支撑板,与所述安装座固定连接;
第一滑轨,设置于所述第一支撑板上;
第一滑块,与所述第一滑轨可移动连接,每个所述第一校准件均与一个或多个所述第一滑块固定连接;以及
第一驱动件,两端分别连接两个所述第一校准件,以驱动两个所述第一校准件能够沿所述第一滑轨移动。
4.根据权利要求3所述的校准抓取装置,其特征在于,所述第一校准件包括固定连接的连接块和校准板;
所述连接块包括固定连接的第一连接块和第二连接块,所述第一连接块与所述第一驱动件连接;
所述校准板包括固定连接的第一垂直板和第一校准块,所述第一垂直板与所述第二连接块连接。
5.根据权利要求3所述的校准抓取装置,其特征在于,所述第一校准机构还包括:
中心齿轮,可转动设置于所述第一支撑板上;以及
两个第一齿条,位于所述中心齿轮的两侧并分别与所述中心齿轮啮合,每个所述第一校准件均固定连接一个所述第一齿条。
6.根据权利要求5所述的校准抓取装置,其特征在于,所述第一校准机构还包括随动轮,每个所述第一齿条均与一个或多个所述随动轮啮合;和/或,
所述第一校准机构还包括随动块,每个所述第一齿条远离对应的所述第一校准件的一端均与一个所述随动块的一端固定连接,所述第一齿条的另一端固定连接一个所述第一滑块。
7.根据权利要求2所述的校准抓取装置,其特征在于,所述第二校准机构包括沿第一轴布置的两个第二校准组件,每个所述第二校准组件包括:
所述第二校准件;
第二支撑板,与所述安装座固定连接;以及
第二驱动件,连接所述第二支撑板与所述第二校准件,以驱动所述第二校准件移动。
8.根据权利要求7所述的校准抓取装置,其特征在于,所述第二校准件包括第二校准块和第四连接块,所述第四连接块与所述第二驱动件连接,三个所述第二校准块沿所述第四连接块间隔设置。
9.根据权利要求2所述的校准抓取装置,其特征在于,所述夹紧机构还包括:
两夹持组件,沿第一轴布置并能够朝相反方向移动,分别包括所述夹持件;
第二滑轨,设置于所述安装座上;
第二滑块,与所述第二滑轨可移动连接,每个所述夹持组件均与一个或多个所述第二滑块固定连接;以及
第三驱动件,分别连接两个所述夹持组件,以驱动两个所述夹持组件能够沿所述第二滑轨移动。
10.根据权利要求9所述的校准抓取装置,其特征在于,至少其中一侧的所述夹持组件包括:
第三滑轨,与所述第二滑块固定连接;
第三滑块,与所述第三滑轨可移动连接;
抵接座,与所述第二滑块固定连接;以及
第一弹性件,位于所述抵接座与所述夹持件之间。
11.根据权利要求2至10任意一项所述的校准抓取装置,其特征在于,所述安装座包括:
第一连接板;
第二连接板,所述夹紧机构和所述第二校准机构均设置于所述第二连接板上;
连接柱,两端分别固定连接所述第一连接板和所述第二连接板,所述第一校准机构与所述连接柱固定连接或与所述第二连接板固定连接。
12.根据权利要求11所述的校准抓取装置,其特征在于,所述安装座还包括连接座,设置于所述第二连接板上,位于所述第一连接板和所述第二连接板之间,所述第一校准机构设置于所述连接座上。
13.一种堆叠设备,用于堆叠电芯,其特征在于,包括:
机架;
根据权利要求1至12任意一项所述的校准抓取装置;
横向移动组件,至少部分设置于所述机架上,用于驱动所述校准抓取装置沿所述机架的横向移动;
竖向移动组件,至少部分与所述安装座固定连接,用于驱动所述校准抓取装置沿所述机架的竖向移动;
顶升机构,设置于所述机架上,用于顶升装载所述电芯的托盘,以使所述托盘脱离输送所述托盘的线体;以及
解锁机构,设置于所述机架上,用于拉动所述托盘的拉动件,以解除所述托盘的限位机构对所述电芯的限位,使所述校准抓取装置能够对所述电芯进行校准或夹持。
14.根据权利要求13所述的堆叠设备,其特征在于,所述解锁机构包括:
安装支架,设置于所述机架上;
第四驱动件,设置于所述安装支架上;以及
勾动件,与所述第四驱动件连接,所述第四驱动件驱动所述勾动件抽出对所述电芯限位的所述拉动件。
15.根据权利要求13所述的堆叠设备,其特征在于,所述顶升机构包括:
顶升板;
顶升座,与所述机架固定连接;
支撑柱,设置于所述顶升板上,用于支撑所述托盘;以及
第五驱动件,设置于所述顶升座,用于驱动所述顶升板沿竖直方向移动。
16.根据权利要求15所述的堆叠设备,其特征在于,所述顶升机构还包括定位销,设置于所述顶升板上,用于对所述托盘定位;和/或,
所述顶升机构还包括导向套和导向柱,所述导向套与所述顶升座固定连接;所述导向柱与所述顶升板固定连接,能够穿设于所述导向套。
17.一种电池的生产线,其特征在于,包括:
根据权利要求13至16任意一项所述的堆叠设备;
托盘,用于承载电芯,所述托盘包括对所述电芯进行限位的限位机构和对所述电芯解除限位的拉动件;
抓料线体,设置于所述机架上,用于输送所述托盘;以及
堆叠线体,与所述抓料线体并排设置于所述机架上,用于输送所述托盘;
其中,所述抓料线体和所述堆叠线体均对应设置有所述顶升机构和所述解锁机构;所述校准机构分别用于对所述抓料线体和所述堆叠线体上的待堆叠的所述电芯进行校准,所述夹紧机构用于夹持所述抓料线体上的待堆叠的所述电芯堆叠至所述堆叠线体上的待堆叠的所述电芯上。
18.一种电池的堆叠方法,其特征在于,应用于权利要求17所述的生产线,所述堆叠方法包括:
分别顶升位于所述抓料线体和所述堆叠线体上的所述托盘;
分别解除所述抓料线体上的所述托盘对待堆叠的第一电芯的限位,以及堆叠线体上的所述托盘对待堆叠的第二电芯的限位;
夹持所述第一电芯移动至所述堆叠线体的上方;
对所述第二电芯进行校准;
将所述第一电芯堆叠至所述第二电芯上。
19.根据权利要求18所述的堆叠方法,其特征在于,夹持所述第一电芯移动至所述堆叠线体的上方之前,所述堆叠方法还包括:
对所述第一电芯进行校准。
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