本實用新型涉及電池加工設備技術領域，尤其是一種電池上料機構和具有該機構的全自動環(huán)切機。

背景技術：

參照圖1和圖2所示，所謂環(huán)切是將電池外部已套好的絕緣熱縮管的下部一段呈圓環(huán)狀切掉，露出裸露的負極金屬外殼，以便插入裝在塑料夾具中的彈簧片內實現接觸導電。

一般的圓柱型電池出廠時都套一個完整的熱縮管，將除底而外的金屬負極殼體全部包封絕緣，以防任何導電物體落入電池堆內或無序堆積的電池間導電接觸引起意外的外部短路事故。

一些電池生成企業(yè)使用負極免焊接工藝來組裝電池模塊，要求露出負極殼的下半段，因此必須去除下半段熱縮管。

起初曾試著用刀削，不但速度慢，不均勻，而且容易刮傷電池的金屬外殼。為此，申請人設計了一種手動激光環(huán)切機，用激光打標機的激光束在電池旋轉中灼燒電池上的熱縮管，由于激光束的直徑很小，灼燒只形成很窄的環(huán)狀切線，將熱縮管切斷，又不傷害電池殼。雖然手工送料，手工卸料，手動撥切激光打標機的開關進行灼燒，環(huán)切質量也相對良好，速度也比刀削快了許多，但耗工多，工人雙手操作，勞動強度大，速度慢。

繼而申請人又設計了一種半自動環(huán)切機，手工整盤上料到儲料盤，儲料盤內的六角撥料器不停轉動將電池直立送入帶傳送帶的立行滑道。走到滑道末端由機械手的兩個抓鉗抓起放入激光灼燒工位，同時將燒好的放入收料滑道。激光束從設定的高度水平射入，投射到應切斷的位置，電池被工位夾具夾持繞自身中心軸直立旋轉一周，熱縮管被灼燒一圈。機械手再將切好的電池抓入收料滑道，同時將新電池放入灼燒工位，手工將切好的電池取出放入周轉盤，并將廢熱縮管撕走，投入廢料盒中。半自動機操作者的勞動強度比手動的小了許多。但速度提升并不太突出。而且，無論是手動或半自動，灼燒的煙霧都用吸風機吸走排空。卻由于操作工位結構的限制，必須留足手和機械手的活動區(qū)間，吸風口不能離灼燒點太近，又不能密封，吸風效果較差，車間煙霧較大。

技術實現要素：

本實用新型目的是：為了克服上述問題，提出一種電池上料機構和具有該機構的全自動環(huán)切機，以提高電池熱縮套的環(huán)切質量和環(huán)切效率。

本實用新型的技術方案是：

本實用新型所提出的這種電池上料機構，包括：

Y向進退組件，其包括支撐在電池供料盤的下方的料盤支撐座、以及帶動所述料盤支撐座在機架上沿Y軸方向前后移動的Y向驅動組件；

X軸導軌，其水平固定在所述機架上、且位于所述Y向進退組件的上方；

Z軸導軌，其豎直連接在所述X軸導軌上、并能夠沿著所述X軸導軌在X軸方向左右移動；

能夠抓取和釋放電池的抓料機械手，其連接在所述Z軸導軌上、并能夠沿著所述Z軸導軌在Z軸方向上下移動；

X向驅動組件，其連接在所述X軸導軌和Z軸導軌之間、以帶動所述Z軸導軌沿著所述X軸導軌在X軸方向左右移動；

Z向驅動組件，其連接在所述抓料機械手和Z軸導軌之間、以帶動所述抓料機械手沿著所述Z軸導軌在Z軸方向上下移動；

電池轉向組件，其包括用于接收所述抓料機械手抓取的電池的翻轉架和帶動所述翻轉架翻轉的翻轉驅動設備，所述翻轉架上設置有若干個電池放置槽；以及

電池脫料組件，其包括能沿Y軸方向前后移動的帶有磁鐵的吸持架、帶動所述吸持架移動的吸持架驅動設備、以及設于電池傳送線上的擋板。

本實用新型這種電池上料機構在上述技術方案的基礎上，還包括以下優(yōu)選方案：

所述X軸導軌是通過倒立布置的U型支撐架固定在所述機架上。

所述抓料機械手為負壓吸附式機械手。

所述抓料機械手具有沿X軸方向成排均勻分布的16個電池吸附嘴。

所述料盤支撐座的頂部設置有用于固定所述電池供料盤位置的料盤定位結構。

所述抓料機械手包括：其內貫通設置有豎直導向孔的機械手本體、可上下移動設置在所述豎直導向孔中的磁鐵、以及帶動所述磁鐵上下移動的驅動氣缸。

本實用新型所提出的這種全自動環(huán)切機，包括機架，所述機架上設置有：

存放待加工的電池的電池供料盤；

存放已加工的電池的電池下料盤；

用于直線傳送電池的電池傳送線；以及

沿著所述電池傳送線的電池傳送方向依次布置的：將所述電池供料盤內存放的電池搬運至所述電池傳送線上的電池上料機構，對所述電池傳送線上電池對應部位的熱縮管進行灼燒的熱縮管灼燒機構，將電池上被灼燒的熱縮管廢料吹除的氣動剝皮機構，以及將剝皮后的電池從所述電池傳送線上搬運至所述電池下料盤中的電池下料機構；

所述電池上料機構采用上述結構。

本實用新型這種全自動環(huán)切機在上述技術方案的基礎上，還包括以下優(yōu)選方案：

所述電池供料盤共設置有兩個，并且這兩個電池供料盤沿著X軸方向并列布置。

本實用新型的優(yōu)點是：

1、本實用新型這種電池上料機構的結構十分巧妙，其能夠快速而精準地將待處理的電池按照固定方位送至電池傳送線上，不僅節(jié)省了人力，也更加有利于后序加工設備對電池的處理。將其應用在電池環(huán)切機上，可大大提高電池環(huán)切質量和環(huán)切效率。

2、除上下料盤外全部自動工作，僅需一人操作，8小時可完成約46000只，相當于半自動機的9倍，節(jié)省人力，提高了加工速度。

3、本實用新型這種全自動環(huán)切機設置灼燒加工三臺激光打標機，有六個灼燒工位，加工速度快。激光切割的切口整齊，尺寸一致，對電池無損傷。

4、熱縮管廢料用壓縮空氣吹走，通過管道進入多孔收集箱，不需手工撕掉，不但勞動強度低而且廢料管理容易。

5、本實用新型關鍵傳動部分均采用伺服控制，位置精確可達正負0.02mm，保證了設備運行的精度和穩(wěn)定性。

6、本實用新型電氣控制部分采用故障自我檢測技術，方便現場操作人員可快速、準確的排除設備故障。

7、本實用新型激光控制部分采用多套激光自由切換技術，能夠實現用一套顯示器、鍵盤和鼠標控制多套激光。

8、本實用新型關鍵結構部分，如自動上料和自動下料采用系統(tǒng)自適應技術。能讓設備能夠根據其中任意一結構部分的生產節(jié)拍，自動調節(jié)其余結構部分的生產節(jié)拍。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為常規(guī)電池的結構示意圖；

圖2為對圖1所示的電池進行環(huán)切處理而使其上的熱縮管去除后的結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例中全自動環(huán)切機的整體結構立體圖；

圖4為本實用新型實施例中全自動環(huán)切機的整體結構主視圖；

圖5為本實用新型實施例中全自動環(huán)切機的整體結構側視圖；

圖6為本實用新型實施例中全自動環(huán)切機的局部結構示意圖之一；

圖7為本實用新型實施例中全自動環(huán)切機的局部結構示意圖之二；

圖8為本實用新型實施例中全自動環(huán)切機的局部結構示意圖之三；

圖9為本實用新型實施例中全自動環(huán)切機的局部結構示意圖之四；

圖10為本實用新型實施例中全自動環(huán)切機的局部結構示意圖之五；

其中：1-機架，2-電池傳送線，201-電池定位槽，3-電池上料機構，301-Y向進退組件，302-X軸導軌，303-Z軸導軌，304-抓料機械手，305-電池轉向組件，306-U型支撐架，307-電池脫料組件，4-熱縮管灼燒機構，401-電池夾持組件，402-激光燒割組件，403-旋轉驅動組件，403a-同步輪，403b-伺服電機，404-升降驅動組件，404a-轉軸支撐座，404b-升降氣缸，405-旋轉氣接頭，5-氣動剝皮機構，501-氣管，502-噴吹氣嘴，503-高速閥，6-電池下料機構，7-電池供料盤，8-電池下料盤。

具體實施方式

以下結合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，這些實施例是用于說明本實用新型而不限于限制本實用新型的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據具體廠家的條件做進一步調整，未注明的實施條件通常為常規(guī)實驗中的條件。

圖3～圖10示出了本實用新型這種全自動環(huán)切機的一個具體實施例，該全自動環(huán)切機用于對圓柱形電池A對應部位的熱縮管進行切除加工，以裸露出電池的負極金屬外殼，以便電池負極端插入裝在塑料夾具中的彈簧片內實現接觸導電。

該全自動環(huán)切機包括機架1，該機架1上設置有：電池供料盤7、電池下料盤8、電池傳送線2、電池上料機構3、熱縮管灼燒機構4、氣動剝皮機構5和電池下料機構6。其中：

電池供料盤7具有用于存放待加工電池A的電池存放空間，實際應用時在該電池供料盤7內裝入待加工的電池A。為了方便下述電池上料機構3對該電池供料盤7內待加工的電池進行抓取，本實施例中，該電池供料盤7內設置有許多個縱橫均勻排布的豎向插槽，使用時，電池A被整齊地豎直插設在這些豎向插槽中。

電池下料盤8具有用于存放已加工(已經完成環(huán)切去皮)電池A的內部空間，實際應用時利用該電池供料盤7收集已加工的電池A。

電池傳送線2用于帶動電池A直線傳送。為了保證電池在該電池傳送線上傳送的穩(wěn)定性，同時便于上述電池上料機構3、熱縮管灼燒機構4、氣動剝皮機構5和電池下料機構6的設置，該電池傳送線2采用沿水平布置的回轉傳送帶，并在該回轉傳送帶的傳送面上設置有沿回轉傳送帶長度方向均勻間隔分布的眾多電池定位槽201，電池定位槽201用于將電池A水平垂直(即電池水平布置且與回轉傳送帶的長度相垂直)定位在該回轉傳送帶上。為了進一步使電池能夠穩(wěn)定限位與所述電池定位槽201中，避免在電池傳送過程中電池脫離電池定位槽的限制，本實施例在電池定位槽201內鑲嵌有磁鐵，通過該磁鐵吸附住電池。

電池上料機構3、熱縮管灼燒機構4、氣動剝皮機構5和電池下料機構6沿著所述電池傳送線2的電池傳送方向依次布置。其中，電池上料機構3用于將電池供料盤7內存放的電池A搬運至電池傳送線2上。熱縮管灼燒機構4對電池傳送線2上電池A對應部位的熱縮管進行灼燒4。氣動剝皮機構5噴射高壓氣體以將電池A上被灼燒的熱縮管廢料吹除。電池下料機構6用于將剝皮后的電池A(即其上的熱縮管廢料吹除后的電池)從電池傳送線2上搬運至電池下料盤8中。

上述熱縮管灼燒機構4的結構可參照圖6和圖8所示，它包括：既能夠夾持又能夠松開電池A的電池夾持組件401，與所述電池夾持組件401相連、以帶動該電池夾持組件圍繞被其夾持住的所述電池A的中軸線作旋轉運動的旋轉驅動組件403，與所述電池夾持組件401相連、以帶動該電池夾持組件升降的升降驅動組件404，以及設于所述電池夾持旋轉組件401附近、且與所述機架相對固定的激光燒割組件402。

本實施例中，上述旋轉驅動組件403的具體結構可參照圖10所示，其包括轉軸和伺服電機403b。其中，伺服電機403b與轉軸傳動連接、以帶動該轉軸繞自身軸線作旋轉運動，上述電池夾持組件401固定在轉軸上。

上述升降驅動組件也參照圖10所示，其包括轉軸支撐座404a和升降氣缸404b。其中，轉軸支撐座404a與上述轉軸旋轉連接，即轉軸旋轉支撐于該轉軸支撐座404a上。升降氣缸404b與轉軸支撐座404a相連、以帶動該轉軸支撐座升降。更具體地，所述升降氣缸404b的氣缸缸體固定在機架1上，其具有豎直向上伸出的氣缸軸，并且該氣缸軸與所述轉軸支撐座404a固定連接。

實際應用時，上述升降驅動組件帶動電池夾持組件401下降到預定位置停止，電池夾持組件401夾持電池傳送線2上對應的電池A后，升降驅動組件帶動電池夾持組件401上升至激光燒割組件402附近，激光燒割組件402發(fā)出匯聚于電池外熱縮管上的激光，在上述升降驅動組件的帶動下，被夾持的電池A以180-720°/S的速度繞自身軸線勻速旋轉數周(電池的旋轉速度，太快切不斷，太慢速度低，效益低。最優(yōu)選為120-360°/s)，在距離電池端部約10mm處，激光對熱縮管灼燒一周，并通過調節(jié)激光聚集點的位置，從此灼燒圓周處至電池端部，再縱向灼燒熱至熱縮管尾部，均勻劃出1-10條劃痕(以方便被灼燒熱縮管廢料的去除)。之后，上述升降驅動組件再帶動電池夾持組件401下降到預定位置停止，電池夾持組件401松開經過灼燒處理的電池A，而將電池A放回電池傳送線2上。

在本實施例中，所述電池夾持組件401為氣動夾持爪，所述轉軸內開設一通氣孔，該通氣孔的一端與所述氣動夾持爪相連，另一端通過旋轉氣接頭405與供氣源相連。工作時，通過對氣動夾持爪充氣/泄氣而使得氣動夾持爪來堅持/松開電池，這種僅具有一路進排氣通道(一個通氣孔)的氣動夾持爪俗稱單作用氣動夾持爪。

為了提高對電池熱縮管的灼燒處理效率，本實施例中該熱縮管灼燒機構4一共設置有六個灼燒工位，可同時對六顆電池進行灼燒。具體如下：

所述轉軸支撐座404a上共設置有六個所述轉軸，每個所述轉軸均固定連接有一個所述氣動夾持爪。所述伺服電機403b共設置有三個，每一個所述伺服電機403b通過同步輪403a與其中兩個所述轉軸傳動連接、以帶動這兩個轉軸同步轉動。三個伺服電機403b對應六個轉軸。

所述激光燒割組件402共設置有三套，每一套所述激光燒割組件402分別為一臺二氧化碳激光打標機(共三臺二氧化碳激光打標機，如圖8)。每一臺所述二氧化碳激光打標機具有兩個激光灼燒頭，三臺所述二氧化碳激光打標機的一共六個激光灼燒頭分別對應六個所述氣動夾持爪。

本實施例中，作為激光燒割組件402的二氧化碳激光打標機，其發(fā)出的激光波長為10-20μm，優(yōu)選10.6μm，功率為10-50W，優(yōu)選30W。

本實施例中，上述氣動剝皮機構5包括：提供壓縮空氣的氣源、以及通過氣管501與所述氣源相連的噴吹氣嘴502，并且氣管501和噴吹氣嘴502連接處設置有高速閥503，噴吹氣嘴502的噴吹方向朝向所述電池傳送線2。實際應用時，氣源提供的高壓壓縮空氣通過噴吹氣嘴吹向電池傳送線2上經過灼燒處理的電池A，已將切開的熱縮管廢料從電池本體上吹落。

為了對電池A上被灼燒熱縮管廢料的吹除效果，本實施例的氣動剝皮機構5一共設置了多個噴吹氣嘴，這些噴吹氣嘴沿著電池傳送線2的傳送方向依次間隔排布，而且各個噴吹氣嘴噴吹方向各不相同(不平行)，從而使電池到達不同噴吹氣嘴位置時所受到的噴吹力方向不同，這樣更利于電池上熱縮管廢料的吹除。

為了防止從電池上吹除的熱縮管廢料落至地面而影響生產環(huán)境，本實施例在所述機架1上安裝了可以拆卸的熱縮管廢料收集箱，而且該熱縮管廢料收集箱處于所述噴吹氣嘴的噴吹方向上?？紤]到氣動剝皮機構5噴吹的氣體吹入熱縮管廢料收集箱內后若難以排出的話，會導致箱體內的熱縮管廢料亂竄，故本實施例在該熱縮管廢料收集箱的箱壁上密布開設了許多小孔，以保證氣流能夠迅速排出。

本實施例中，所述電池上料機構3的結構可參照圖8和圖9所示，它主要包括：Y向進退組件301、X軸導軌302、Z軸導軌303、抓料機械手304、X向驅動組件、Z向驅動組件、電池轉向組件305和電池脫料組件。其中：

Y向進退組件301包括支撐在電池供料盤7的下方的料盤支撐座以及帶動該料盤支撐座沿Y軸方向前后移動的Y向驅動組件，其中Y向驅動組件采用伺服電機結構，料盤支撐座的底部滑動連接在機架上。為了防止電池供料盤7在料盤支撐座上晃動，而導致抓料機械手304不能準確夾取電池供料盤7內的電池，本實施例在所述料盤支撐座的頂部設置有用于固定電池供料盤7位置的料盤定位結構。

X軸導軌302通過倒立布置的U型支撐架306水平固定在機架1上，并且且X軸導軌302位于上述Y向進退組件301的上方。

Z軸導軌303豎直連接在上述X軸導軌302上，并且Z軸導軌303能夠沿著X軸導軌302在X軸方向左右移動，即Z軸導軌303與X軸導軌302滑動連接。

抓料機械手304既能夠抓取又能夠釋放電池A，其連接在上述Z軸導軌303上，并且能夠沿著Z軸導軌303在Z軸方向上下移動，即抓料機械手304與Z軸導軌303滑動連接。抓料機械手304包括：其內貫通設置有豎直導向孔的機械手本體、可上下移動設置在所述豎直導向孔中的磁鐵、以及帶動所述磁鐵上下移動的驅動氣缸。其中，驅動氣缸的缸體固定在機械手本體的上部，驅動氣缸的氣缸軸豎直向下伸出而與所述磁鐵相連，通過氣缸軸的伸縮動作帶動磁鐵上下移動。豎直導向孔的孔徑小于電池的直徑。具體在本實施例中，該抓料機械手304內一共設置有16個磁鐵，一次可以吸附住16顆電池A。對應地，上述電池供料盤7內用于放置電池的豎向插槽，每一排有16個。

使用時，驅動氣缸的氣缸軸下移而使磁鐵向下伸出吸附住電池，驅動氣缸的氣缸軸向上縮回，而使電池被小口徑的豎直導向孔擋在豎直導向孔外，電池與磁鐵脫離，從抓料機械手304上落下。

X向驅動組件連接在所述X軸導軌302和Z軸導軌303之間，以用于帶動Z軸導軌303沿著X軸導軌302在X軸方向左右移動。該X向驅動組件一般采用伺服電機結構。

Z向驅動組件連接在所述抓料機械手304和Z軸導軌303之間，以用于帶動抓料機械手304沿著Z軸導軌303在Z軸方向上下移動。該Z向驅動組件一般采用伺服電機結構。

電池轉向組件305包括用于接收所述抓料機械手304抓取的電池A的翻轉架和帶動所述翻轉架翻轉的翻轉驅動設備，其中翻轉架上設置有多個電池放置槽，這些電池放置槽的結構與上述抓料機械手內磁鐵的位置相對應，翻轉驅動設備采用氣缸結構。

電池脫料組件包括能夠沿Y軸方向前后移動的帶有磁鐵的吸持架、帶動所述吸持架移動的吸持架驅動設備、以及固定在機架1上的擋板，擋板布置在所述電池傳送線2的側部，吸持架驅動設備采用氣缸結構。

本實施例中，所述電池下料機構6與上述電池上料機構的結構基本相同，其包括電池轉向組件(包括翻轉架)，電池脫料組件(不具有擋板)、Y向進退組件、X軸導軌、Z軸導軌、抓料機械手、X向驅動組件、Z向驅動組件。

實際應用時，先在電池供料盤7中裝滿縱橫均勻排布且豎立的電池A，再將裝滿電池的電池供料盤7放置在Y向進退組件301的料盤支撐座上。抓料機械手304下移，其內的磁鐵下移而吸附住電池供料盤7中的一排(共16顆)電池后上升到預定高度。當電池供料盤7中的這一排電池被取出后，Y向進退組件301帶動電池供料盤7前移一小段距離，使電池供料盤7中的另一排電池到達抓料機械手304正下方，為該排電池的取料做好準備。電池轉向組件305的翻轉架由水平位轉為豎直位，從而使得翻轉架中的電池放置槽剛好處于抓料機械手304的下方，抓料機械手304內的磁鐵上移而脫離電池A，電池A被豎直放入電池轉向組件305的翻轉架中。在翻轉驅動設備(氣缸)的帶動下翻轉架繞水平軸翻轉90°，將電池A由豎直位轉換為水平位。電池脫料組件上帶磁鐵的吸持架沿Y軸朝翻轉架方向移動而抵住電池A的端部，從而使電池A與吸持架吸附在一起上。之后吸持架沿Y軸遠離翻轉架移動，從而將翻轉架上的電池A向電池傳送線2拖動，在此拖移過程中，固定在機架1上的上述擋板會擋住電池的端部而將電池從吸持架上撥下，使電池落入電池傳送線2上，并且被水平限位在電池傳送線的電池定位槽201中，同時由電池定位槽內鑲嵌的磁鐵吸附住。電池傳送線2前進一段距離，而使其上的6顆電池A分別處于上述6套熱縮管灼燒機構4位置，由這六套熱縮管灼燒機構4分別夾持住電池傳送線上的這6顆電池并對電池上的熱縮管進行灼燒，灼燒完成后再由熱縮管灼燒機構將這6顆電池放回電池傳送線2上。電池傳送線2再前進一段距離，由熱縮管灼燒機構灼燒下一組的6顆電池。與此同時，氣動剝皮機構5將電池上切開的熱縮管廢料吹入熱縮管廢料收集箱內。之后，電池傳送線2將去皮后的一排(16顆)電池送到電池下料機構6的翻轉架位置，電池下料機構6上電池脫料組件的吸持架將這16顆電池送入翻轉架，翻轉架反轉成立位，再由抓料機械手將這一排16顆電池一次裝入電池下料盤8，電池下料盤8滿后手工取下。

為了保證電池傳送線2上的電池A在到達熱縮管灼燒機構4、氣動剝皮機構5和電池下料機構6位置時，熱縮管灼燒機構4、氣動剝皮機構5和電池下料機構6能夠對電池進行精確處理，本實施例在機架1上設置有位于電池傳送線2左右兩側的多個電池導向限位塊，這些電池導向限位塊分別布置在上述熱縮管灼燒機構4、氣動剝皮機構5和電池下料機構6位置處。這樣，當電池到達熱縮管灼燒機構4、氣動剝皮機構5和電池下料機構6位置時，在電池導向限位塊的導向和限位作用下，電池A在電池傳送線2寬度方向的位置被確定，進而熱縮管灼燒機構4、氣動剝皮機構5和電池下料機構6能夠對電池進行相應的精確處理。

為了提高生產效率，本實施例一共設置有兩個電池供料盤7，這電池供料盤7沿著X軸方向并列布置，實際應用時，可通過上述Z軸導軌在X軸導軌上的橫向移動，來保證抓料機械手304對這兩個電池供料盤7內的電池均能進行抓取。

此外，本實施例在機架1上可拆地安裝有將所述電池供料盤7、電池下料盤8、電池傳送線2、電池上料機構3、熱縮管灼燒機構4、氣動剝皮機構5和電池下料機構6罩于其內的防護罩，該防護罩的外頂部安裝有通過風管與該防護罩內腔相連通的抽風機，如此保證灼燒廢氣很好地排出車間。

上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓人們能夠了解本實用新型的內容并據以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據本實用新型主要技術方案的精神實質所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。