方形电芯热压机论文和设计-蒋海雄

全文摘要

本实用新型提供方形电芯热压机，应用于电芯的自动上料、自动热压和自动下料，该方形电芯热压机包括机座架、送料装置、上下料输送线、转移机械手、多个电芯热压机构和上下料机械手，送料装置用于电芯的自动上料，上下料输送线包括两排并列设置的上料输送线和下料输送线；转移机械手将送料装置上供给的电芯转移至上料输送线上，多个电芯热压机构呈两排对称排列于上下料输送线两侧，上下料机械手将上料输送线上的多个电芯一次性的转移至一侧的电芯热压机构上、并将另一侧电芯热压机构中热压整形后电芯一次性转移至下料输送线上；整机及加工方法，可以有效分配电芯的上料供给和下料后输出，进出有序，有效提高电芯上下料效率。

主设计要求

1.方形电芯热压机，应用于电芯的自动上料、自动热压和自动下料输出，包括机座架，其特征在于：该方形电芯热压机还包括：送料装置，设置于机座架前侧用于卷绕后电芯的自动上料；上下料输送线，包括两排并列设置于机座架台面中间的上料输送线和下料输送线，上料输送线用于承接送料装置上转移过来电芯并自动上料传送，下料输送线用于承接热压后的电芯并自动下料输出；转移机械手，设置于送料装置上电芯出料侧的机座架台面左侧端上，用于将送料装置上供给的电芯转移至上下料输送线的上料输送线上；多个电芯热压机构，分别用于卷绕后方形电芯的热压整形，且多台呈两排排列且前后对称分布上料输送线和下料输送线两侧的机座架台面上；上下料机械手，横跨于机座架台面的上料输送线及下料输送线上，将上料输送线上的多个电芯一次性的分别转移至两侧成排排列的电芯热压机构上，并将两侧每排电芯热压机构中热压整形后的多个电芯一次性转移至下料输送线上。

设计方案

1.方形电芯热压机，应用于电芯的自动上料、自动热压和自动下料输出，包括机座架，其特征在于：

该方形电芯热压机还包括：

送料装置，设置于机座架前侧用于卷绕后电芯的自动上料；

上下料输送线，包括两排并列设置于机座架台面中间的上料输送线和下料输送线，上料输送线用于承接送料装置上转移过来电芯并自动上料传送，下料输送线用于承接热压后的电芯并自动下料输出；

转移机械手，设置于送料装置上电芯出料侧的机座架台面左侧端上，用于将送料装置上供给的电芯转移至上下料输送线的上料输送线上；

多个电芯热压机构，分别用于卷绕后方形电芯的热压整形，且多台呈两排排列且前后对称分布上料输送线和下料输送线两侧的机座架台面上；

上下料机械手，横跨于机座架台面的上料输送线及下料输送线上，将上料输送线上的多个电芯一次性的分别转移至两侧成排排列的电芯热压机构上，并将两侧每排电芯热压机构中热压整形后的多个电芯一次性转移至下料输送线上。

2.根据权利要求1所述的方形电芯热压机，其特征在于，所述送料装置包括上料座架、料盘下料夹紧机构、上料盘顶料机构、料盘移载机构、出料盘顶料机构、料盘定位机构、空料盘上料夹紧机构和空料盘顶料机构，其中，

料盘下料夹紧机构，设置安装于上料座架的台面左侧，用于上侧放置的多层叠加堆垛的装有电芯的料盘依次逐层向下放料；

上料盘顶料机构，设置于料盘下料夹紧机构下侧，升高顶住料盘下料夹紧机构上多层叠加堆垛料盘的最下层料盘底部，料盘下料夹紧机构松开最下层料盘、升高到上一层料盘并夹紧上一层料盘，上料盘顶料机构下降将最下层料盘送给至料盘横移工位；

料盘移载机构，设置于上料座架的台面上侧且具有两个用于横移料盘的左侧工位和右侧工位，左侧工位将上料顶料盘机构下降到横移工位的放入电芯的料盘横向移送至料盘定位及电芯出料工位，右侧工位将料盘定位及电芯出料工位的电芯取走的空置料盘横向移送至空料盘出料工位；

出料盘顶料机构，设置于上料座架台面中部下侧的料盘定位及电芯出料工位，顶住装有电芯的料盘底部升高后便于料盘上的电芯移取，下降便于料盘移载机构的右侧工位将空置料盘横向移送至空料盘出料工位；

料盘定位机构，设置于机架台面中部的出料顶料盘机构上侧、用于对出料顶料盘机构升高的装有电芯的料盘进行定位固定；

空料盘上料夹紧机构，相对于料盘下料夹紧机构对称设置且安装于上料座架台面另一端的空料盘出料工位，用于承接料盘移载机构右侧工位从料盘定位机构和出料顶料盘机构处移送过来的空置料盘，并将空置料盘多层叠加堆垛后依次上升到预定位置；

空料盘顶料机构，设置于空料盘上料夹紧机构下侧，空料盘上料夹紧机构夹紧最下层的空置料盘上升一层，空料盘顶料机构升高顶住料盘移载机构右侧工位移送至的空置料盘、上升后成为料盘上料夹紧机构的最底层，空料盘上料夹紧机构松开倒数第二层的空置料盘并下降一层，空料盘上料夹紧机构夹紧移送至空置料盘，空料盘顶料机构下降将送至空料盘出料工位的空置料盘连续往复升起，空料盘上料夹紧机构松开倒数第二层的空置料盘并下降一层夹紧后续升起的空置料盘形成多层叠加堆垛的空置料盘。

3.根据权利要求1所述的方形电芯热压机，其特征在于，所述转移机械手包括纵向设置的底座板，底座板上设置有控制吸取电芯沿纵向直线位移的纵向位移机构；

所述纵向位移机构上安装有控制吸取电芯的沿横向直线位移、并在纵向位移机构带动下同时沿纵向直线位移的横向位移机构；

所述横向位移机构上安装有控制吸取电芯的沿横向直线位移的电芯升降及吸取机构；

所述纵向位移机构和横向位移机构分别驱动电芯升降及吸取机构沿纵向和横向移动至电芯的上料工位，电芯升降及吸取机构控制吸取头下降后，吸取送给的电芯后再升起，并在纵向位移机构和横向位移机构驱动下移动至电芯热压输送线上时，电芯升降及吸取机构控制吸取的电芯下降并放下，完成一个电芯的转送，以上动作往复进行实现电芯的连续转送。

4.根据权利要求1所述的方形电芯热压机，其特征在于，所述上下料机械手包括吸盘驱动电机、两个纵梁架、吸盘主横梁和多个电芯上料臂及吸盘；

两个纵梁架并列横跨于机座架台面的上料输送线及下料输送线上、且分别设置于机座架上侧台面两端；

所述吸盘主横梁与上料输送线及下料输送线平行设置且两端分别搭接于两个纵梁架上；

多个电芯上料臂及吸盘对称分布于吸盘主横梁两侧、形成两排并列分布、分别将上料输送线上的多个电芯一次性送给至机座架台面两侧成排排列的电芯热压机构任意一侧、并将两侧成排排列的电芯热压机构中任意一侧热压后电芯一次性的同时吸取后放回下料输送线上；

所述吸盘主横梁上还设置有用于两排并列分布的电芯上料臂及吸盘同时升起或下降的吸附升降机构；

所述吸盘驱动电机设置于两个纵梁架中的一侧并安装于机座架的台面下侧，两个纵梁架上及其两者之间设有在吸盘驱动电机驱动下、带动吸盘主横梁和多个电芯上料臂及吸盘在两个纵梁架上前后滑动的传动机构。

5.根据权利要求4所述的方形电芯热压机，其特征在于，所述传动机构包括联结轴、第一同步带、分别位于两个纵梁架内侧的第二同步带和分别位于两个纵梁架上同时带动吸盘主横梁前后滑动的第三同步带；

所述联结轴设置于机座架的台面下侧、并在联结轴上同轴的安装有与第一同步带配合的第一同步带轮，两个纵梁架的两端分别设有便于第三同步带固定于纵梁架上循环转动的定位同步轮；

两个纵梁架上还分别设有便于两者之间的吸盘主横梁滑动的滑轨，对应的每个滑轨上分别装配有用于吸盘主横梁两端下侧承托连接的滑块，吸盘主横梁两端还分别设有与第三同步带连接的牵引块；

两个纵梁架上一端的定位同步轮还同轴连接有便于驱动定位同步轮及第三同步带转动的第二同步带轮，所述联结轴两端分别设有与两端第二同步带分别配合的第三同步带轮，第二同步带安装于第三同步带轮与第二同步带轮之间，所述吸盘驱动电机通过第一同步带驱动第一同步带轮及联结轴同步转动，联结轴两端的第三同步带轮同时驱动两侧的第二同步带同时转动，两侧的第二同步带分别通过第二同步带轮带动同轴的定位同步轮转动，两侧的定位同步轮同时驱动两个纵梁架上的第三同步带转动，同时带动吸盘主横梁沿滑轨前后移动。

6.根据权利要求4所述的方形电芯热压机，其特征在于，所述机座架的台面上侧还分别设有对两个纵梁架内侧的第二同步带进行传动张紧的张紧同步轮。

7.根据权利要求4所述的方形电芯热压机，其特征在于，所述吸附升降机构包括安装于吸盘主横梁上的升降气缸和安装多个电芯上料臂及吸盘的升降板，升降气缸推动升降板和多个电芯上料臂及吸盘同时升起或下降。

设计说明书

【技术领域】

本实用新型涉及电芯的传送技术，尤其涉及方形电芯热压机。

【背景技术】

锂离子电池以其具有电压高、比能量高、循环使用次数多、存储时间长等特有的性能优势已得到普遍应用，如笔记本电脑、摄像机、移动通讯、电动车等，同时，开发的大容量锂离子电池也已在电动汽车中开始试行，预计将成为 21世纪电动汽车的主要动力电源之一，并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。面对市场巨大的需求量，对锂离子电池的性能和安全性的要求越来越高，迫使锂电行业技术不断提升。

在锂电池生产中，在卷绕之后，由于动力锂电池内部的极片及隔膜纸结构比较松散，因此，一般还需要对动力锂电池进行热压整形，即电芯在受热的状态下，对电芯本体施加一定的面压并保持一段时间，将松散的卷芯压平，到达设定时间后，再自动升起压板，使电芯变得更加密实、以确保动力锂电池内部结构的结实牢固。经过热压后的电芯，其极片和隔膜贴合更紧密，如果隔膜或极片有涂胶的情况下，经过热压后的电芯极片和隔膜能够粘粘在一起，使得在后续运输和周转过程，能够有效防止电芯极片和和隔膜之间的错位以及隔膜的褶皱，大大提高锂电池的安全性。

但是，现有在锂电池生产组装中，需要将电芯装至对应的料框内进行搬运以及上料，然后再进行后续的加工组装。而且，现有的电池生产线中，电芯进行上料时，只能将料框连同电芯一起放入生产线，通过夹取机构将料框内的电芯逐一取出，通常需要大量的人工介入，尤其是电芯的取放和输送。上述方式中的夹取过程，采用全部或者部分人工介入，因料框存在的原因，容易发生夹取失败或者夹取不到位导致电芯掉落，引起设备故障，造成电芯损坏，不但大大降低了电芯上料的效率，造成整体生产效率低下，相对成本大且占用生产空间大，严重限制动力电池自动化生产线的排布；而且还会因人员操作的不确定性，导致出现安全问题和质量问题。

因此，如何提高电芯上料的自动化水平，从而提高电芯上料效率、降低不确定性和提高安全性，是业界急需解决的问题。

【实用新型内容】

本实用新型提供一种能够实时监控生产参数并可实时调整，自动化程度高，上料和下料分开输送，热压时采用多批次同步送料和下料，送料和下料速度快、准确可控、性能稳定，有效提高电芯热压的送料和下料效率的方形电芯热压机。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案是：

方形电芯热压机，应用于电芯的自动上料、自动热压和自动下料输出，包括机座架，该方形电芯热压机还包括：

送料装置，设置于机座架前侧用于卷绕后电芯的自动上料；

转移机械手，设置于送料装置上电芯出料侧的机座架台面左侧端上，用于将送料装置上供给的电芯转移至上下料输送线的上料输送线上；

多个电芯热压机构，分别用于卷绕后方形电芯的热压整形，且多台呈两排排列且前后对称分布上料输送线和下料输送线两侧的机座架台面上；

进一步地，所述送料装置包括上料座架、料盘下料夹紧机构、上料盘顶料机构、料盘移载机构、出料盘顶料机构、料盘定位机构、空料盘上料夹紧机构和空料盘顶料机构，其中，

料盘下料夹紧机构，设置安装于上料座架的台面左侧，用于上侧放置的多层叠加堆垛的装有电芯的料盘依次逐层向下放料；

料盘定位机构，设置于机架台面中部的出料顶料盘机构上侧、用于对出料顶料盘机构升高的装有电芯的料盘进行定位固定；

空料盘顶料机构，设置于空料盘上料夹紧机构下侧，空料盘上料夹紧机构夹紧最下层的空置料盘上升一层，空料盘顶料机构升高顶住料盘移载机构右侧工位移送至的空置料盘、上升后成为空料盘上料夹紧机构的最底层，空料盘上料夹紧机构松开倒数第二层的空置料盘并下降一层，空料盘上料夹紧机构夹紧移送至空置料盘，空料盘顶料机构下降将送至空料盘出料工位的空置料盘连续往复升起，空料盘上料夹紧机构松开倒数第二层的空置料盘并下降一层夹紧后续升起的空置料盘形成多层叠加堆垛的空置料盘。

进一步地，所述转移机械手包括纵向设置的底座板，底座板上设置有控制吸取电芯沿纵向直线位移的纵向位移机构；

所述纵向位移机构上安装有控制吸取电芯的沿横向直线位移、并在纵向位移机构带动下同时沿纵向直线位移的横向位移机构；

所述横向位移机构上安装有控制吸取电芯的沿横向直线位移的电芯升降及吸取机构；

进一步地，所述上下料机械手包括吸盘驱动电机、两个纵梁架、吸盘主横梁和多个电芯上料臂及吸盘；

两个纵梁架并列横跨于机座架台面的上料输送线及下料输送线上、且分别设置于机座架上侧台面两端；

所述吸盘主横梁与上料输送线及下料输送线平行设置且两端分别搭接于两个纵梁架上；

所述吸盘主横梁上还设置有用于两排并列分布的电芯上料臂及吸盘同时升起或下降的吸附升降机构；

进一步地，所述传动机构包括联结轴、第一同步带、分别位于两个纵梁架内侧的第二同步带和分别位于两个纵梁架上同时带动吸盘主横梁前后滑动的第三同步带；

进一步地，所述机座架的台面上侧还分别设有对两个纵梁架内侧的第二同步带进行传动张紧的张紧同步轮。

进一步地，所述吸附升降机构包括安装于吸盘主横梁上的升降气缸和安装多个电芯上料臂及吸盘的升降板，升降气缸推动升降板和多个电芯上料臂及吸盘同时升起或下降。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的送料装置，通过料盘下料夹紧机构、上料盘顶料机构、料盘移载机构、出料盘顶料机构、料盘定位机构、空料盘上料夹紧机构和空料盘顶料机构，将多层叠加堆垛的装有电芯的料盘依次逐层向下放料，依次经过料盘横移、顶出定位、电芯出料、料盘下降复位后；料盘移载机构右侧工位将料盘定位机构和出料顶料盘机构处的空置料盘移送至空料盘出料工位，空料盘顶料机构将空置料盘顶起后，由空料盘上料夹紧机构依次上升到预定位置后形成空置料盘的多层叠加堆垛；代替人工装盘，节省人力成本，集多种功能为一体，提高夹取稳定性，有效提高电芯上料效率。

上下料机械手，在上下料及电芯热压整形过程中，多个电芯上料臂及吸盘对称分布于吸盘主横梁两侧、分别将上料输送线上的多个电芯一次性送给至机座架台面两侧成排排列的电芯热压机构任意一侧、并将两侧成排排列的电芯热压机构中任意一侧热压后电芯一次性的同时吸取后放回下料输送线上；有效分配电芯热压前的上料供给和下料后输出，进出有序，有效提高电芯上下料效率。

而且，两个纵梁架之间的吸盘主横梁跨度有2.8米，通过两个纵梁架上便于吸盘主横梁滑动的滑轨和滑块，吸盘主横梁两端分别设有与第三同步带连接的牵引块，并通过一个吸盘驱动电机，在传动机构传动下，带动吸盘主横梁和多个电芯上料臂及吸盘在两个纵梁架上前后滑动，有效解决了大跨度龙门架式式机械手同步性差的问题，相比传统纵梁架分别有两个动力、采用两个网络伺服电机进行同步控制的双轴驱动，本实用新型采用单电机驱动配合双同步皮带进行驱动，实现同步控制，成本大大降低。

同时，设置的上料输送线和下料输送线，上下料分别采用各自专属的输送线，便于电芯的自动上料传送和热压后的电芯自动下料输出，并通过自动化的控制，实时监控生产参数和实时调整，有效分配电芯热压前上料供给和下料后输出，进出有序，有效提高电芯上下料效率。

【附图说明】

图1是本实用新型的前视立体结构示意图；

图2是本实用新型的左上前视立体结构示意图；

图3是本实用新型的俯视结构示意图；

图4是本实用新型的主视结构示意图；

图5是本实用新型中送料装置的立体结构放大示意图；

图6是本实用新型中送料装置的主视结构放大示意图；

图7是本实用新型中送料装置的侧视结构放大示意图；

图8是本实用新型中送料装置的料盘下料夹紧机构的立体结构放大图；

图9是本实用新型中送料装置的料盘下料夹紧机构中夹紧气缸的前视立体结构放大图；

图10是本实用新型中送料装置的料盘下料夹紧机构中夹紧气缸的后视立体结构放大图；

图11是本实用新型中送料装置的上料盘顶料机构、出料盘顶料机构和空料盘顶料机构的立体结构放大图；

图12是本实用新型中送料装置的上料盘顶料机构、出料盘顶料机构和空料盘顶料机构的侧视结构放大图；

图13是本实用新型中送料装置的料盘移载机构的立体结构放大图；

图14是本实用新型中送料装置的料盘移载机构的俯视结构放大图；

图15是本实用新型中送料装置的料盘定位机构的立体结构放大图；

图16是本实用新型中送料装置的料盘定位机构的俯视结构放大图；

图17是本实用新型中送料装置的料盘定位机构的侧视结构放大图；

图18是本实用新型中转移机械手的前视立体结构示意图；

图19是本实用新型中转移机械手的后视立体结构示意图；

图20是本实用新型中转移机械手上电芯升降及吸取机构的立体放大结构图；

图21是本实用新型上下料机械手的主体结构的立体示意图；

图22是本实用新型上下料机械手的立体结构示意图；

图23是本实用新型上下料机械手与输送线及热压机构的转配结构示意图。

【具体实施方式】

方形电芯热压机，如图1至图4所示，应用于电芯的自动上料、自动热压和自动下料输出，包括机座架1、送料装置2、上下料输送线、转移机械手5、电芯热压机构6和上下料机械手7；送料装置2设置于机座架1前侧用于卷绕后电芯的自动上料。

如图1至图4所示，上下料输送线，包括两排并列设置于机座架1台面中间的上料输送线3和下料输送线4，上料输送线3用于承接送料装置2上转移过来电芯并自动上料传送，下料输送线4用于承接热压后的电芯并自动下料输出。

如图1至图4所示，转移机械手5设置于送料装置2上电芯出料侧的机座架1台面左侧端上，用于将送料装置2上供给的电芯转移至上下料输送线4的上料输送线3上；10个电芯热压机构6，分别用于卷绕后20个方形电芯的热压整形，且10台呈两排排列且前后5台对称分布上料输送线3和下料输送线4 两侧的机座架1台面上，每台电芯热压机构6采取双工设计，每次热压整形2 个方形电芯；上下料机械手7，横跨于机座架1台面的上料输送线3及下料输送线4上，将上料输送线3上的多个电芯一次性的分别转移至两侧成排排列的电芯热压机构6上，并将两侧每排电芯热压机构6中热压整形后的多个电芯一次性转移至下料输送线4上。

如图5至图7所示，该送料装置2包括上料座架21、料盘下料夹紧机构 22、上料盘顶料机构23、料盘移载机构24、出料盘顶料机构25、料盘定位机构26、空料盘上料夹紧机构27和空料盘顶料机构28，该料盘下料夹紧机构22 设置安装于上料座架21的台面左侧，用于上侧放置的多层叠加堆垛的装有电芯的料盘依次逐层向下放料；上料盘顶料机构23设置于料盘下料夹紧机构22 下侧，升高顶住料盘下料夹紧机构22上多层叠加堆垛料盘的最下层料盘底部，料盘下料夹紧机构22松开最下层料盘、升高到上一层料盘并夹紧上一层料盘，上料盘顶料机构23下降将最下层料盘送给至料盘横移工位。

继续如图5至图8所示，料盘移载机构24设置于上料座架21的台面上侧且具有两个用于横移料盘的左侧工位和右侧工位，左侧工位将上料盘顶料机构 23下降到横移工位的放入电芯的料盘横向移送至料盘定位及电芯出料工位，右侧工位将料盘定位及电芯出料工位的电芯取走的空置料盘横向移送至空料盘出料工位。

继续如图5至图7所示，出料盘顶料机构25设置于上料座架21台面中部下侧的料盘定位及电芯出料工位，顶住装有电芯的料盘底部升高后便于料盘上的电芯移取，下降便于料盘移载机构24的右侧工位将空置料盘横向移送至空料盘出料工位；料盘定位机构26设置于上料座架21台面中部的出料顶料盘机构上侧、用于对出料顶料盘机构升高的装有电芯的料盘进行定位固定。

继续如图5至图7所示，空料盘上料夹紧机构27，相对于料盘下料夹紧机构22对称设置且安装于上料座架21台面另一端的空料盘出料工位，用于承接料盘移载机构24右侧工位从料盘定位机构26和出料顶料盘机构处移送过来的空置料盘，并将空置料盘多层叠加堆垛后依次上升到预定位置；空料盘顶料机构28设置于空料盘上料夹紧机构27下侧，升高顶住料盘下料夹紧机构22上最下层的空置料盘底部，空料盘上料夹紧机构27松开最下层的空置料盘，空料盘顶料机构28继续升高顶住最下层的空置料盘并将空置料盘升高到上一层，空料盘上料夹紧机构27夹紧上升一层的空置料盘，空料盘顶料机构28下降将送至空料盘出料工位的空置料盘连续往复升起，空料盘上料夹紧机构27夹紧升起的空置料盘并形成多层叠加堆垛的空置料盘。

如图5至图10所示，该料盘下料夹紧机构22和空料盘上料夹紧机构27 分别对称的设置于上料座架21的两端，该料盘下料夹紧机构22和空料盘上料夹紧机构27均包括竖直放置的料盘堆垛架220、对称设置于料盘堆垛架220 前后两侧分别用于夹紧最下层料盘前后两侧的夹紧气缸221和带动夹紧气缸 221上下移动的上下升降气缸222，每个夹紧气缸221的活塞杆端连接有在滑轨2210上滑动的夹持臂223，夹持臂223两端设有穿过料盘堆垛架220底部下侧承接于料盘底侧及外缘的L形承接座224，上下升降气缸222带动夹紧气缸 221及连接的夹持臂223、L形承接座224同步沿导柱2220上下移动。

如图11和图12所示，该上料盘顶料机构23、出料盘顶料机构25和空料盘顶料机构28均包括升降驱动气缸230、驱动板231和四个穿出或收回上料座架21台面且可承接于料盘底面的料盘支撑柱232，升降驱动气缸230安装固定于上料座架21台面下侧，驱动板231安装于升降驱动气缸230的活塞轴上，四个料盘支撑柱232安装于驱动板231的四角上且上端平齐设置；升降驱动气缸230通过驱动板231带动四个料盘支撑柱232沿竖直方向运动向上运动穿出上料座架21台面用于承托上侧放置的料盘、来进行料盘一层升降后的夹紧固定、或料盘升起后定位出料，升降驱动气缸230通过驱动板231带动多个料盘支撑柱232沿竖直方向运动向下运动收回于上料座架21台面、或同时将支撑柱顶端承托的料盘放置于料盘移载机构24上移载架的料盘承接台上用于料盘的平移传送。

如图13和图14所示，该料盘移载机构24包括一对并列固定于上料座架 21顶端台面X上且水平放置的直线导轨240、移载架241和平移驱动部(图中未示)，移载架241在平移驱动部的驱动下沿直线导轨240往复的横向移动；该移载架241上双工位的设有一对并列分布、沿横向依次连续递进的将左侧工位处下降送给至的装有电芯的料盘平移至料盘定位及电芯出料工位、并将右侧工位处电芯取走的空置料盘横向移送至空料盘出料工位的料盘承接台2410。

如图15至图17所示，该料盘定位机构26包括安装于料盘移载机构24 上侧的定位框架260、上侧夹紧气缸261、上侧夹爪262、下侧夹紧气缸263 和下侧夹爪264，上侧夹爪262安装于上侧夹紧气缸261上，下侧夹爪64安装于下侧夹紧气缸263上，上侧夹紧气缸261和下侧夹紧气缸263分别对称的安装于定位框架260的上下两侧；上侧夹紧气缸261和下侧夹紧气缸263分别同步驱动上侧夹爪262与下侧夹爪264动作，上侧夹爪262与下侧夹爪264相近动作用于夹紧出料盘顶料机构25从料盘移载机构24上顶起的料盘便于料盘上的电芯出料，上侧夹爪262与下侧夹爪264同步相背动作松开料盘用于出料盘顶料机构25下降将空置料盘放置于料盘移载机构24上进行后续横移。

如图18至图20所示，如图18至图20所示，该转移机械手5包括纵向设置的底座板51，在底座板51上设置有控制吸取电芯52沿纵向直线位移的纵向位移机构53；在纵向位移机构53上安装有控制吸取电芯52的沿横向直线位移、并在纵向位移机构53带动下同时沿纵向直线位移的横向位移机构54；在横向位移机构54上安装有控制吸取电芯的沿横向直线位移的电芯升降及吸取机构55。

如图20所示，该电芯升降及吸取机构55包括立座板550、升降气缸551、升降滑块552和两个并列设置用于吸附及放下电芯的负压吸盘553，该升降滑块552装配于立座板550上设置的直线升降滑轨54上、并在升降气缸551的驱动下沿直线升降滑轨上下升降运动，两个负压吸盘553连接于升降滑块552 下侧用于吸取送给的电芯并将移动到位的电芯52下降后放置到下一步工序的电芯热压输送线上。

如图18和图19所示，该横向位移机构54包括横向设置的悬挂板540、横移驱动电机541、横向同步带542、横移同步带轮543、横向滑轨544和横向滑块545，该电芯升降及吸取机构55通过其上的立座板550安装于横向滑块545 上，该悬挂板540两端分别安装有用于固定横向同步带542的横移同步带轮 543，该横移驱动电机541安装于悬挂板右端并通过驱动一个横移同步带轮543 带动横向同步带542往复转动，该横向滑块545连接于横向同步带542上，该横向滑块545在横向同步带542联动带动下在横向滑轨544上横向往复移动、并带动电芯升降及吸取机构55在横向同步往复移动。

如图18和图19所示，该纵向位移机构53包括纵移驱动电机530、纵向同步带531、纵移同步带轮532、纵向滑轨533和纵向滑块534，该电芯升降及吸取机构55和横向位移机构54通过悬挂板540安装于纵向滑块534上，在底座板51两端分别安装有用于固定纵向同步带531的纵移同步带轮532，该纵移驱动电机530安装于底座板51外侧端并通过驱动一个纵移同步带轮532带动纵向同步带531往复转动，该纵向滑块534连接于纵向同步带531上，纵向滑块534在纵向同步带531联动带动下在纵向滑轨533上纵向往复移动、并带动电芯升降及吸取机构55和横向位移机构54在纵向同步往复移动。

如图21至图23所示，该上下料机械手7包括吸盘驱动电机75、两个纵梁架76、吸盘主横梁77和多个电芯上料臂及吸盘78；两个纵梁架76并列横跨于机座架1台面的上料输送线3及下料输送线4上、且分别设置于机座架1上侧台面两端；吸盘主横梁77与上料输送线3及下料输送线4平行设置且两端分别搭接于两个纵梁架76上；多个电芯上料臂及吸盘78对称分布于吸盘主横梁77两侧、形成两排并列分布、分别将上料输送线3上的多个电芯一次性送给至机座架1台面两侧成排排列的电芯热压机构4任意一侧、并将两侧成排排列的电芯热压机构4中任意一侧热压后电芯一次性的同时吸取后放回下料输送线4上。

如图1和图2所示，在吸盘主横梁77上还设置有用于两排并列分布的电芯上料臂及吸盘78同时升起或下降的吸附升降机构79，该吸附升降机构79 包括安装于吸盘主横梁上的升降气缸790和安装多个电芯上料臂及吸盘78的升降板791，升降气缸790推动升降板791和多个电芯上料臂及吸盘78同时升起或下降；在吸盘驱动电机75设置于两个纵梁架76中的一侧并安装于机座架 1的台面下侧，两个纵梁架76上及其两者之间设有在吸盘驱动电机75驱动下、带动吸盘主横梁77和多个电芯上料臂及吸盘78在两个纵梁架76上前后滑动的传动机构710。

继续如图1和图2所示，该传动机构710包括联结轴7100、第一同步带 7101、分别位于两个纵梁架76内侧的第二同步带7102和分别位于两个纵梁架 76上同时带动吸盘主横梁77前后滑动的第三同步带7103；联结轴7100设置于机座架1的台面下侧、并在联结轴7100上同轴的安装有与第一同步带7101 配合的第一同步带轮7104，两个纵梁架76的两端分别设有便于第三同步带 7103固定于纵梁架76上循环转动的定位同步轮7105；在机座架1的台面上侧还分别设有对两个纵梁架76内侧的第二同步带7102进行传动张紧的张紧同步轮7106。

继续如图1和图2所示，两个纵梁架76上还分别设有便于两者之间的吸盘主横梁77滑动的滑轨7107，对应的每个滑轨7107上分别装配有用于吸盘主横梁77两端下侧承托连接的滑块7108，吸盘主横梁77两端还分别设有与第三同步带7103连接的牵引块770；两个纵梁架76上一端的定位同步轮7105还同轴连接有便于驱动定位同步轮7105及第三同步带7103转动的第二同步带轮 7109，该联结轴7100两端分别设有与两端第二同步带7102分别配合的第三同步带轮110，第二同步带7102安装于第三同步带轮110与第二同步带轮7109 之间，吸盘驱动电机75通过第一同步带7101驱动第一同步带轮7104及联结轴7100同步转动，联结轴7100两端的第三同步带轮110同时驱动两侧的第二同步带7102同时转动，两侧的第二同步带7102分别通过第二同步带轮7109 带动同轴的定位同步轮7105转动，两侧的定位同步轮7105同时驱动两个纵梁架76上的第三同步带7103转动，同时带动吸盘主横梁77沿滑轨7107前后移动。

该方形电芯热压机对应的加工方法，包括以下步骤：

一、送料装置2的送料

步骤一，设置于上料座架21的台面左侧的料盘下料夹紧机构22，将上侧放置的多层叠加堆垛的装有电芯的料盘依次逐层向下放料；

步骤二，设置于料盘下料夹紧机构22下侧的上料盘顶料机构23，先升高顶住料盘下料夹紧机构22上多层叠加堆垛料盘的最下层料盘底部，然后，料盘下料夹紧机构22松开最下层料盘、升高到上一层料盘并夹紧上一层料盘，上料盘顶料机构23下降将最下层料盘送给至料盘横移工位；

步骤三，设置于上料座架21的台面上侧的料盘移载机构24，通过两个用于横移料盘的左侧工位和右侧工位，左侧工位将上料顶料盘机构下降到横移工位的放入电芯的料盘横向移送至料盘定位及电芯出料工位，右侧工位将料盘定位及电芯出料工位的电芯取走的空置料盘横向移送至空料盘出料工位；

步骤四，设置于上料座架21台面中部下侧的出料盘顶料机构25，在料盘定位及电芯出料工位处，升起顶住装有电芯的料盘底部、并升高；

步骤五，设置于机架台面中部的出料顶料盘机构上侧的料盘定位机构26，对出料顶料盘机构升高的装有电芯的料盘进行定位固定，便于料盘上的电芯移取

步骤六，料盘上电芯移取完后，料盘定位机构26松开定位的空置料盘，出料盘顶料机构25带动空置料盘下降复位，料盘移载机构24的右侧工位将空置料盘横向移送至空料盘出料工位；

步骤七，在空料盘出料工位，空料盘上料夹紧机构27夹紧最下层的空置料盘上升一层，空料盘顶料机构28升高顶住料盘移载机构24右侧工位移送至的空置料盘、上升后成为空料盘上料夹紧机构27的最底层，空料盘上料夹紧机构27松开倒数第二层的空置料盘并下降一层，空料盘上料夹紧机构27夹紧移送至的空置料盘，空料盘顶料机构28下降将送至空料盘出料工位的空置料盘连续往复升起，空料盘上料夹紧机构27松开倒数第二层的空置料盘并下降一层夹紧后续升起的空置料盘形成多层叠加堆垛的空置料盘；

二、转移机械手5的转送

步骤八，在机座架1台面左侧端上的转移机械手5，从送料装置2上电芯出料侧处，经纵向位移机构、横向位移机构和电芯升降及吸取机构分别在纵向、横向和上下升降运动后，将送料装置2上供给的电芯转移至上下料输送线的上料输送线3上；

三、上下料输送线的连续上料

步骤九，上下料输送线的上料输送线3的上料输送带，承接转移机械手5 转移过来电芯，并连续自动的向前进给，将多个电芯沿上料输送带运动方向呈直线状的排列；

四、上下料机械手的上下料及电芯热压整形

步骤十，上料输送线3将转移过来的多个电芯依次有序的输送，并呈一排线状排列；

步骤十一，吸盘驱动电机75通过传动机构带动吸盘主横梁77和两排并列的电芯上料臂及吸盘78在两个纵梁架76上滑动；

步骤十二，一排与机座架1台面同侧排列的电芯热压机构6相对应的电芯上料臂及吸盘78，移动至上料输送线3正上方时，吸附升降机构79驱动该排电芯上料臂及吸盘78同时下降，到位后同时吸附上料输送线3上的多个电芯后，吸附升降机构79驱动该排电芯上料臂及吸盘78吸附的电芯同时升起；

步骤十三，吸盘驱动电机75，再通过传动机构带动吸盘主横梁77和一排电芯上料臂及吸盘78吸附的电芯，向同侧排列的电芯热压机构6移动，到位后，吸附升降机构79驱动该排电芯上料臂及吸盘78的电芯同时下降，到位后将多个电芯分别放置于同侧排列的每个电芯热压机构6内，然后，吸附升降机构79驱动该排电芯上料臂及吸盘78升起，吸盘驱动电机75再次通过传动机构带动吸盘主横梁77和一排电芯上料臂及吸盘78后移退位，电芯热压机构6 同时工作对电芯热压整形；

步骤十四，吸盘驱动电机75再次通过传动机构带动吸盘主横梁77后移退位的同时，上料输送线3再次将转移过来的多个电芯依次有序的呈一排线状排列，吸盘主横梁77另一侧一排排列的电芯上料臂及吸盘78，移动至上料输送线3正上方时，吸附升降机构79驱动另一排电芯上料臂及吸盘78同时下降，到位后同时吸附上料输送线3上的多个电芯后，吸附升降机构79驱动另一排电芯上料臂及吸盘78吸附的电芯同时升起；

步骤十五，吸盘驱动电机75，再通过传动机构带动吸盘主横梁77和另一排电芯上料臂及吸盘78吸附的电芯，向另一侧排列的电芯热压机构6移动，到位后，吸附升降机构79驱动另一排电芯上料臂及吸盘78的电芯同时下降，到位后将多个电芯分别放置于另一侧排列的每个电芯热压机构6内，然后，吸附升降机构79驱动该排电芯上料臂及吸盘78升起，吸盘驱动电机75再次通过传动机构带动吸盘主横梁77和另一排电芯上料臂及吸盘78后移退位，电芯热压机构6同时工作对电芯热压整形；

步骤十六，吸盘驱动电机75通过传动机构带动吸盘主横梁77不断后移退位，并将吸盘主横梁77对侧一排电芯上料臂及吸盘78，再次伸入步骤五中热压整形电芯后的电芯热压机构6中，吸附升降机构79驱动电芯上料臂及吸盘 78同时下降，到位后同时吸附热压整形后电芯升起，并在吸盘驱动电机75驱动下移动至下料输送线4正上方，吸附升降机构79驱动电芯上料臂及吸盘78 同时下降，将多个热压整形后的电芯放置于下料输送线4上有序输出；

步骤十七，吸盘驱动电机75再次通过传动机构带动吸盘主横梁77移动，再次通过电芯上料臂及吸盘78升降来吸附上料输送线3上呈一排线状排列的多个电芯，并再次放入步骤四中进行热压整形；

步骤十八，吸盘驱动电机75通过传动机构带动吸盘主横梁77不断后移退位，并将吸盘主横梁77另一排的电芯上料臂及吸盘78，再次伸入步骤六中热压整形电芯后的电芯热压机构6中，吸附升降机构79驱动电芯上料臂及吸盘 78同时下降，到位后同时吸附热压整形后电芯升起，并在吸盘驱动电机75驱动下移动至下料输送线4正上方，吸附升降机构79驱动电芯上料臂及吸盘78 同时下降，将多个热压整形后的电芯放置于下料输送线4上；

五、上下料输送线的连续下料

步骤十九，下料输送线4上的下料输送带，承接上下料机械手转移过来热压整形后的电芯，并连续自动的向前进给，将多个电芯沿下料输送带运动方向呈直线状的排列输出；

以上步骤，连续不断的进行，将上料输送线3送给的电芯连续的上料和将热压整形后下料至下料输送线4上输出。

工作时，上下料分别采用各自专属的上料输送线3和下料输送线4，便于电芯的自动上料传送和热压后的电芯自动下料输出，并通过自动化的控制，实时监控生产参数和实时调整，有效分配电芯热压前上料供给和下料后输出。

而且，多个电芯上料臂及吸盘78对称分布于吸盘主横梁77两侧、分别将上料输送线3上的多个电芯一次性送给至机座架1台面两侧成排排列的电芯热压机构6任意一侧、并将两侧成排排列的电芯热压机构6中任意一侧热压后电芯一次性的同时吸取后放回下料输送线4上，有效提高电芯上下料效率。

同时，两个纵梁架之间的吸盘主横梁跨度有2.8米，通过两个纵梁架上便于吸盘主横梁滑动的滑轨和滑块，吸盘主横梁两端分别设有与第三同步带连接的牵引块，并通过一个吸盘驱动电机，在传动机构传动下，带动吸盘主横梁和多个电芯上料臂及吸盘在两个纵梁架上前后滑动，有效解决了大跨度龙门架式式机械手同步性差的问题，相比传统纵梁架分别有两个动力、采用两个网络伺服电机进行同步控制的双轴驱动，本实用新型采用单电机驱动配合双同步皮带进行驱动，实现同步控制，成本大大降低。

以上所述实施例只是为本实用新型的较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，除了具体实施例中列举的情况外，凡依本实用新型之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围内。

设计图

方形电芯热压机论文和设计

方形电芯热压机论文和设计-蒋海雄

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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