实用新型内容
本申请在于提供装配机构、焊接装置及电池生产设备,以解决上述背景技术所提到的技术问题。
本申请采用的技术方案是一种装配机构,用于对载具上所承载的电芯模组、端板以及侧板进行装配,其中,所述端板在所述载具上位于所述电芯模组的相对两端,所述侧板在所述载具上位于所述电芯模组的相对两侧,包括:
支架,具有装配空间;
顶升组件,设置于所述装配空间,当所述载具移动至所述装配空间时,所述顶升组件沿竖直方向将所述载具顶起;
第一定位组件,设置于所述支架上,并对应所述载具被顶起的位置,当所述载具被顶起时,所述第一定位组件沿水平第一方向将所述载具上的端板夹紧于所述电芯模组上,并对所述端板和电芯模组进行水平第一方向的夹紧定位;
第二定位组件,沿水平第二方向分别设置于所述第一定位组件的相对两侧,并且所述第二定位组件可相对于所述第一定位组件沿竖直方向以及水平第二方向移动,所述第二定位组件用于对所述端板和电芯模组进行水平第二方向的夹紧定位,所述水平第二方向与所述水平第一方向垂直;以及
第三定位组件,沿水平第二方向分别设置于所述第一定位组件的相对两侧,并且所述第三定位组件可相对于所述第一定位组件沿竖直方向以及水平第二方向移动,所述第三定位组件用于将所述侧板从所述载具取出,并带动所述侧板与端板进行装配。
可看出,本申请的装配机构中,在第一定位组件的相对两侧分别设置有第二定位组件和第三定位组件,并且使第二定位组件和第三定位组件均能够沿竖直方向以及水平第二方向移动,所以当生产线中同时承载有端板、侧板以及电芯模组的载具移动至装配机构的装配空间时,顶升组件能够将载具顶升至第一定位组件、第二定位组件以及第三定位组件的工作区域,由于端板在载具上恰好位于电芯模组的相对两端,所以第一定位组件和第二定位组件能够同时对电芯模组和端板进行水平第一方向和水平第二方向的定位,定位完成后第三定位组件把从载具中取出的侧板与端板进行装配,该方式由于端板和电芯模组共用相同的定位组件,能够提高定位的效率,同时也能够使装配机构的结构更加简单。
另外,由于第一定位组件设置于载具被顶起的位置,也就是说第一定位组件位于载具的上方,所以通过设置顶升组件能够将生产线中的载具顶起至第一定位组件、第二定位组件以及第三定位组件的工作区域进行装配,该方式使装配机构能够对应厂房中的生产线,使整个电池的加工过程更加自动化。
进一步地,所述第三定位组件设置于所述第二定位组件远离所述第一定位组件的一侧。
进一步地,所述第三定位组件包括侧板吸附结构和侧板定位结构;其中,
所述侧板吸附结构对应所述载具被顶起后的位置设置,并且所述侧板吸附结构可沿水平第二方向移动,用于将所述载具上的侧板转移至所述侧板定位结构,以及将所述侧板定位结构中的侧板转移至与所述端板装配;以及
所述侧板定位结构设置于所述侧板吸附结构的一侧,并且所述侧板定位结构与侧板吸附结构能够在竖直方向上相对移动,所述侧板定位结构用于对侧板进行定位。
进一步地,所述侧板定位结构包括第一侧板支撑件、第二侧板支撑件、第一侧板夹紧件以及侧板定位驱动件;其中,
所述第一侧板支撑件用于对所述侧板的侧面进行支撑;
所述第二侧板支撑件设置于所述第一侧板支撑件上,用于对与所述侧板的侧面相邻的底面进行支撑;
所述第一侧板夹紧件沿水平第一方向分别设置于所述第一侧板支撑件的相对两端并可相向移动,作用于所述侧板中与所述侧面和底面相邻的端面上;以及
所述侧板定位驱动件设置于所述支架上,与所述第一侧板支撑件或第二侧板支撑件传动连接。
进一步地,所述侧板定位结构还包括第二侧板夹紧件,所述第二侧板夹紧件与所述第二侧板支撑件相对设置并可沿竖直方向移动,用于将所述侧板压紧于所述第二侧板支撑件上。
进一步地,所述第三定位组件还包括侧板夹取结构,所述侧板夹紧结构对应所述载具被顶起后侧板的位置设置,并且所述侧板夹紧结构可沿竖直方向移动,用于将所述侧板从载具中取出至所述侧板吸附结构的移动路径上。
进一步地,所述第一定位组件包括第一端板夹紧件和第二端板夹紧件;其中,
所述第一端板夹紧件沿水平第一方向相对设置于所述支架上,并可相向运动,用于将所述端板夹紧于所述电芯模组上,并对所述端板和电芯模组进行水平第一方向的夹紧定位;以及
所述第二端板夹紧件设置于所述第一端板夹紧件相靠近的一侧,并可随所述第一端板夹紧件移动,以及所述第二端板夹紧件可在所述第一端板夹紧件上沿竖直方向移动,用于将所述端板夹紧于所述载具上。
进一步地,所述第一定位组件还包括压紧件,所述压紧件设置于所述支架上,并位于所述第一端板夹紧件和第二端板夹紧件之间,用于在竖直方向上将所述电芯模组压紧于所述载具上。
进一步地,当所述载具通过弹性夹块将所述端板夹紧于所述电芯模组上时,所述装配机构还包括解锁组件,所述解锁组件设置于所述顶升组件的一侧,并可沿竖直方向以及水平第一方向移动,用于使所述弹性夹块脱离所述端板。
一种装配机构,包括:
支架,具有装配空间;
线体以及所述线体上的载具,所述线体使所述载具能够移动至所述装配空间,所述载具用于承载电芯模组、侧板以及端板,并且所述端板在所述载具上位于所述电芯模组的相对两端,所述侧板在所述载具上位于所述电芯模组的相对两侧;
顶升组件,设置于所述装配空间,当所述载具移动至所述装配空间时,所述顶升组件沿竖直方向将所述载具顶起,使所述载具脱离所述线体;
第一定位组件,设置于所述支架上,并位于所述顶升组件的上方,当所述载具被顶起时,所述第一定位组件沿水平第一方向将所述载具上的端板压紧于所述电芯模组上,并对所述端板和电芯模组进行水平第一方向的夹紧定位;
第二定位组件,沿水平第二方向分别设置于所述第一定位组件的相对两侧,所述第二定位组件可相对于所述第一定位组件沿竖直方向以及水平第二方向移动,所述第二定位组件用于对所述端板和电芯模组进行水平第二方向的夹紧定位,所述水平第二方向与所述水平第一方向垂直;以及
第三定位组件,沿水平第二方向分别设置于所述第一定位组件的相对两侧,并且所述第三定位组件可相对于所述第一定位组件沿竖直方向以及水平第二方向移动,所述第三定位组件用于将所述侧板从所述载具取出,并将所述侧板与端板进行装配。
进一步地,所述载具包括支撑件和夹块;其中,
所述支撑件用于与所述线体接触以及承载所述电芯模组、侧板和端板,所述支撑件上设置有限位槽,所述限位槽用于卡持侧板;
所述夹块设置于所述支撑件上,用于将所述端板夹紧于所述电芯模组上以及对所述电芯模组和端板进行夹紧固定。
一种焊接装置,包括以上任意一项所述装配机构。
一种电池生产设备,如以上所述的焊接装置。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,当元结构被称为“固定于”或“设置于”另一个元结构,它可以直接在另一个元结构上或者间接在该另一个元结构上。当一个元结构被称为是“连接于”另一个元结构,它可以是直接连接到另一个元结构或间接连接至该另一个元结构上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“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申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元结构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申请的限制。
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。在一些申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
随着新能源的发展,动力电池作为一种清洁、高效的能源贮备工具,越来越受人们的欢迎。动力电池生产中,一般会在电芯模组的四周装配端板和侧板,然后将端板和侧板通过焊接的方式组成围框对电芯模组进行支撑固定和保护。
现有的在电芯模组四周装配端板和侧板的方式有多种。其中一种方式是先分别将电芯、端板和侧板上料至对应的定位工位上进行定位,然后再将定位完成的端板和侧板转移至电芯出进行装配和焊接。
然而该方式由于需要分别将电芯、端板和侧板上料至对应的定位工位进行定位,定位完成后再将端板和侧板转移至电芯处进行装配和焊接,造成上料效率低,进而影响焊接的效率,装配机构的结构复杂、成本高。
为了解决上料效率低,结构复杂的问题,本申请提供一种装配机构,可同时对载具上所承载的电芯模组、端板和侧板进行定位,并可将端板和侧板装配在电芯模组的四周。其中,端板在载具上可位于电芯模组的相对两端,侧板在载具上可位于电芯模组的相对两侧。在一些实施方式中,电芯模组的相对两端可以是电芯模组长度方向上的两端,电芯模组的相对两侧可以是电芯模组宽度方向上的两侧。
参阅图1,装配机构包括支架100、顶升组件200、第一定位组件300、第二定位组件400和第三定位组件500。
支架100具有装配空间,载具700可带动电芯模组、端板和侧板移动至装配空间处,以对电芯模组、端板和侧板进行定位,并可将端板和侧板装配至电芯模组的四周。
在一些实施例中,生产车间的线体800可连通至装配空间,载具700可在线体800的作用下移动至装配空间。
顶升组件200设置于装配空间,顶升组件200可安装于支架100上,当载具700移动至装配空间处时,顶升组件200可沿竖直方向将载具700顶起。
第一定位组件300设置于支架100上,并对应载具700被顶起的位置,当载具700被顶升组件200顶起时,第一定位组件300可沿水平第一方向将载具700上的端板夹紧于电芯模组上,并在将端板夹紧与电芯模组的过程中同时对端板和电芯模组进行水平第一方向的夹紧定位。其中,水平第一方向可以是电芯模组的长度方向。
第二定位组件400沿第二方向分别设置于第一定位组件300的相对两侧,并且第二定位组件400可相对于第一定位组件300沿水平第二方向移动,第二定位组件400用于对端板和电芯模组进行水平第二方向的夹紧定位,水平第二方向与水平第一方向垂直。其中,水平第二方向可以是电芯模组的宽度方向。
进一步地,第二定位组件400还可相对于第一定位组件300沿竖直方向移动。具体地,当第二定位组件400对端板和电芯模组进行水平第二方向的定位后,第二定位组件400可沿竖直方向升起,以便于后续工序中第三定位组件500将侧板与端板进行装配。
第三定位组件500可沿水平第二方向分别设置于第一定位组件300的相对两侧,并且第三定位组件500可相对于第一定位组件300沿竖直方向以及水平第二方向移动,第三定位组件500用于将侧板从载具700中取出,并且带动侧板与端板进行装配。
例如,在一些实施方式的装配过程中,当有载具700承载端板、侧板以及电芯模组移动至装配空间后,位于装配空间处顶升组件200将载具700顶起至第一定位组件300的定位区域。
接着,第三定位组件500可沿竖直方向和水平第二方向移动将侧板从载具700中取下,并且第三定位组件500可带动侧板移动至载具700的一侧,当侧板被取下后,第二定位组件400可沿竖直向下的方向移动至电芯模组和端板的相对两侧,沿可沿水平第二方向移动同时对电芯模组和端板进行水平第二方向的夹紧,定位完成后,第二定位组件400可恢复初始位置(即第二定位组件400沿竖直向上的方向移动)。
然后,第一定位组件300可沿水平第一方向将端板夹紧于电芯模组上,并且第一定位组件300在将端板夹紧于电芯模组的过程中,同时对端板和电芯模组进行水平第一方向的夹紧定位。
最后,第三定位组件500可带动从载具700中取出的侧板移动至电芯模组的一侧,与端板进行装配,并且端板与侧板进行装配过程中,可以保持第一定位组件300对端板和侧板的夹紧状态。
需要说明的是,上述第一定位组件300、第二定位组件400以及第三定位组件500之间的工作顺序仅表示一种装配过程,并不对此过程进行限定。
可看出,本申请的装配机构中,在第一定位组件300的相对两侧分别设置有第二定位组件400和第三定位组件500,并且使第二定位组件400和第三定位组件500均能够沿竖直方向以及水平第二方向移动,所以当生产线中同时承载有端板、侧板以及电芯模组的载具700移动至装配机构的装配空间时,顶升组件200能够将载具700顶升至第一定位组件300、第二定位组件400以及第三定位组件500的工作区域,由于端板在载具700上恰好位于电芯模组的相对两端,所以第一定位组件300和第二定位组件400能够同时对电芯模组和端板进行水平第一方向和水平第二方向的定位,定位完成后第三定位组件500把从载具700中取出的侧板与端板进行装配,该方式由于端板和电芯模组共用相同的定位组件,能够提高定位的效率,同时也能够使装配机构的结构更加简单。
另外,由于第一定位组件300设置于载具700被顶起的位置,也就是说第一定位组件300位于载具700的上方,所以通过设置顶升组件200能够将生产线中的载具700顶起至第一定位组件300、第二定位组件400以及第三定位组件500的工作区域进行装配,该方式使装配机构能够对应厂房中的生产线,使整个电池的加工过程更加自动化。
参阅图1,在一些实施方式中,第三定位组件500设置于第二定位组件400远离第一定位组件300的一侧。
第三定位组件500从载具700上对侧板继续取料后,可带动侧板移动至第二定位组件400远离第一定位组件300的一侧,此时,第二定位组件400可对端板和电芯模组进行定位,在定位过程中能够防止第二定位组件400与第三定位组件500发生干涉。
参阅图2,第三定位组件500可包括侧板吸附结构510和侧板定位结构520。
其中,侧板吸附结构510对应载具700被顶起后的位置设置,并且侧板吸附结构510可沿水平第二方向移动,用于将载具700上的侧板转移至侧板定位结构520,以及将侧板定位结构520中的侧板转移至与端板装配。
侧板定位结构520设置于侧板吸附结构510的一侧,并且侧板定位结构520与侧侧板吸附结构510能够在竖直方向上相对移动,侧板定位结构520用于对侧板进行定位。
具体地,在一些实施方式中,侧板吸附结构510设置于支架100上,并且侧板吸附结构510可在支架100上沿水平第二方向移动,侧板定位结构可设置于侧板吸附结构510靠近第一定位组件300的一侧,并且侧板定位结构520可沿竖直方向移动,以及使侧板吸附结构510与侧板定位结构520能够在竖直方向上相对移动。
例如,侧板装配时,侧板定位结构520可先沿竖直向上的方向移动,以防止侧板吸附结构510沿水平第二方向转移侧板时与侧板定位结构520发生干涉,当侧板吸附结构510吸附侧板并回到初始位置后,侧板定位结构520可先沿竖直向下的方向移动侧板吸附结构510的移动路径上,此时,侧板吸附结构510可将侧板转移至侧板定位结构520处进行侧板的定位,当侧板定位完成后,侧板吸附结构510可将侧板从侧板定位结构520中取出,接着侧板定位结构520可先沿竖直向上的方向移动,侧板吸附结构510沿水平第二方向移动使侧板与端板进行装配。也就是说,上述第三定位组件500能够将侧板从载具700中取出,并对侧板进行定位,以及还能够使定位完成侧板与端板进行装配。
另外,在一些实施方式中,由于第三定位组件500设置于第二定位组件400远离第一定位组件300的一侧,所以在第三定位组件500将侧板从载具700中取出后并对侧板进行定位过程中,第二定位组件400可以同步对端板以及电芯模组进行定位,当端板以及电芯模组定位完成后,第三定位组件500即可使定位完成的侧板与端板进行装配。该方式能够提高装配的效率。
当然,其它一些实施方式中,侧板吸附结构510也可沿竖直方向移动,使侧板吸附结构510与侧板定位结构520能够在竖直方向上相对移动。
参阅图2,侧板定位结构520还可包括第一侧板支撑件710521、第二侧板支撑件710522、第一侧板夹紧件523以及侧板定位驱动件524。
其中,第一侧板支撑件710521用于对侧板的侧面进行支撑。第二侧板支撑件710522设置于第一侧板支撑件710521上,用于对与侧板的侧面相邻的底面进行支撑。第一侧板夹紧件523沿水平第一方向分别设置于第一侧板支撑件710521的相对两端并可相向移动,作用于侧板中与侧面和底面相邻的端面上。侧板定位驱动件524可设置于支架100上,并与第一侧板支撑件710521或第二侧板支撑件710522传动连接。
具体地,在一些实施方式中,第一侧板支撑件710521和第二侧板支撑件710522整体可呈一个类“L”字型结构,以实现对侧板的底面和侧面进行支撑。
侧板定位时,当侧板吸附结构510将侧板从载具700取出并转移至载具700的一侧之后,侧板定位结构520可在侧板定位驱动件524的作用下移动至侧板吸附结构510的移动路径上,侧板吸附结构510将侧板转移至侧板定位结构520处,并使侧板分别与第一侧板支撑件710521和第二侧板支撑件710522接触,当侧板分别与第一侧板支撑件710521和第二侧板支撑件710522接触后,侧板吸附结构510破真空,不再对侧板进行吸附,此时,侧板恰好被第一侧板支撑件710521、第二侧板支撑件710522以及侧板吸附结构510所形成的类“U”字型结构所支撑,第一侧板夹紧件523对侧板进行水平第一方向的夹紧定位。
侧板定位完成后,侧板吸附结构510可再次对侧板进行吸附,当侧板再次被吸附后,第一侧板夹紧件523可松开工件,此时侧板吸附结构510可对定位完成的侧板从侧板定位结构520移出,当侧板定位结构520沿竖直方向升起后,侧板吸附结构510沿水平第二方向移动使侧板与端板进行装配。
参阅图2,侧板定位结构520还包括第二侧板夹紧件525,第二侧板夹紧件525与第二侧板支撑件710522相对设置并可沿竖直方向移动,用于将侧板压紧于第二侧板支撑件710522上,对侧板实现竖直方向的定位。
具体地,第二侧板夹紧件525可设置于第一侧板支撑件710521上。
参阅图2,第三定位组件500还可包括侧板夹取结构,侧板夹紧结构530对应载具700被顶起后侧板的位置设置,并且侧板夹紧结构530可沿竖直方向移动,用于将侧板从载具700中取出至侧板吸附结构510的移动路径上,以便于侧板吸附结构510沿水平第二方向移动后能够准确对侧板进行吸附。
可理解,在一些实施方式中,为了防止载具700输送侧板过程中侧板脱离载具700,在载具700上可设置有限位槽730用于对侧板进行卡持,所以沿竖直方向移动的侧板夹取结构可对限位槽730的侧板进行夹持,并沿竖直方向移动将侧板从限位槽730中取出。
参阅图3,第一定位组件300可包括第一端板夹紧件310和第二端板夹紧件320。
其中,第一端板夹紧件310沿水平第一方向相对设置于支架100上,并可相向运动,用于将端板夹紧于电芯模组上,并对端板和电芯模组进行水平第一方向的夹紧定位。
第二端板夹紧件320设置于第一端板夹紧件310相靠近的一侧,并可随第一端板夹紧件310移动,以及第二端板夹紧件320可在第一端板夹紧件310上沿竖直方向移动,用于将端板夹紧于载具700上。
端板和电芯模组定位时,第一端板夹紧件310可沿水平第一方向上相向运动,将电芯模组两端的端板夹紧于电芯模组上,于此同时,第二端板夹紧件320可随着第一端板夹紧件310同步移动,第二端板夹紧件320可将端板夹紧于载具700上。
可看出,上述结构可实现端板和电芯模组在水平第一方向上定位的同时,还能够实现端板在竖直方向上的定位。
可理解,由于端板需要与侧板进行装配,后续还需要焊接,所以将端板压紧于载具700上,可提高装配的精度以及后续焊接精度。
参阅图3,第一定位组件300还可包括压紧件330,压紧件330设置于支架100上,并位于第一端板夹紧件310和第二端板夹紧件320之间,用于在竖直方向上将电芯模组压紧于载具700上。
具体地,顶升组件200可将载具700顶起至使电芯模组与压紧件330接触,实现在竖直方向上将电芯模组压紧与载具700上。
可理解,电芯模组一般由多个电芯排列所组成,所以当第一端板夹紧件310对电芯模组进行夹紧定位时,电芯模组的中部可能会翘起,因此通过压紧件330与载具700的作用,能够防止翘起情况的发生,保证定位的精度。
在一些实施方式中,压紧件330具体还可包括滚轮331和弹性件332。滚轮331可通过弹性件332设置于支架100上,滚轮331用于与电芯模组接触。
第一端板夹紧件310对电芯模组进行夹紧定位时,电芯模组可被弹性压紧,防止电芯模组被压坏,以及电芯模组可与滚轮331进行滚动摩擦,能够减小电芯模组与压紧件330之间的相对摩擦力。
参阅图1,装配机构还可包括解锁组件600,解锁组件600设置于顶升组件200的一侧,并可沿竖直方向以及水平第一方向移动,使载具700能够脱离端板,进而使端板和电芯模组松开,以便于后续第一定位组件300和第二定位组件400对端板和电芯模组进行定位。
可理解,在一些实施方式中,在载具700移动时为了防止端板和电芯模组脱离载具700或者在载具700上发生偏移,载具700上可设置有弹性夹块720,弹性夹块720将端板夹紧于电芯模组上并实现对端板和电芯模组的固定。所以当升降组件将载具700沿竖直方向顶起后,解锁组件600可同样沿竖直方向升起至弹性夹块720靠近端板的一侧,然后解锁组件600沿水平第一方向移动弹性夹块720朝远离端板的方向移动脱离端板,进而使端板和电芯模组松开。
具体地,参阅图1,解锁组件600可包括解锁件610、第一解锁驱动件620和第二解锁驱动件630。解锁件610用于与弹性夹块720接触,使弹性夹块720脱离端板。第一解锁驱动件620与解锁件610传动连接,第一解锁驱动件620驱动解锁件610沿竖直方向移动。第二解锁驱动件630与解锁件610传动连接,第二解锁驱动件630驱动解锁件610沿水平第一方向移动。
当然,在一些实施方式中,为了避免第一端板夹紧件310在定位时与弹性夹块720发生干涉,在弹性夹块720上还可设置有避空孔,第一端板夹紧件310通过避空孔作用在端板上。
参阅图1,本申请还提供一种装配机构包括,支架100、线体800、载具700、顶升组件200、第一定位组件300、第二定位组件400以及第三定位组件500。
其中,线体800能够使载具700移动至装配空间,载具700用于承载电芯模组、侧板以及端板,并且端板在载具700上位于电芯模组的相对两端,侧板在载具700上位于电芯模组的相对两侧。线体800可以是厂房中的生产线,该生产线可从其它工序连接至装配机构的装配空间处。
顶升组件200、第一定位组件300、第二定位组件400以及第三定位组件500可采用上述实施方式中的结构,在此不再赘述。
进一步地,参阅图4,载具700可包括支撑件710和夹块720。
其中,支撑件710用于与线体800接触以及承载电芯模组、侧板和端板,支撑件710上可设置有限位槽730,限位槽730用于卡持侧板。夹块720设置于支撑件710上,用于将端板夹紧于电芯模组上以及对电芯模组和端板进行夹紧固定。
在一些实施方式中,夹块720可以是弹性夹块720,即夹块720通过弹性件332例如弹簧将端板和电芯模组夹紧。此时,在顶升组件200的一侧可设置有解锁组件600,用于使弹性夹块720脱离端板。
在其它实施方式中,夹块720可以是夹爪,即夹块720通过电驱动的方式实现对端板和电芯模组的夹紧或松开。
此外,本申请还提供一种焊接装置,包括以上实施方式中的装配机构。
焊接装置还可包括焊接机器人,焊接机器人对装配机构所装配的端板和侧板进行焊接。
本申请还提供一种电池生产设备,包括以上实施方式中的焊接装置。
以上仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在一些申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在一些申请的保护范围之内。