电芯套标系统及其电芯测试套标一体机

摘要

本发明公开一种电芯套标系统及其电芯测试套标一体机。电芯套标系统包括电芯套标平台、标签撑开装置、电芯导入装置、标签切割装置、电芯推出装置、电芯落料流水线。电芯导入装置、电芯推出装置、标签撑开装置、电芯落料流水线依次环绕于电芯套标平台设置，电芯导入装置与标签撑开装置相对设置，电芯推出装置与电芯落料流水线相对设置，标签切割装置位于电芯套标平台的上方。本发明的一种电芯套标系统，通过设置电芯套标平台、标签撑开装置、电芯导入装置、标签切割装置、电芯推出装置、电芯落料流水线，并对各个部件的结构进行优化设计，可以更加顺畅的将电芯套入于标签内，进而提高设备的整体自动化水平。

说明书

技术领域

本发明涉及电池机械自动化生产技术领域，特别是涉及一种电芯套标系统及其电芯测试套标一体机。

背景技术

随着社会不断发展和科技不断进步，机械自动化生产已经成为发展趋势，并逐渐代替传统的手工劳动，为企业可持续发展注入新的动力源。因此，电池生产制造企业也需要与时俱进，通过转型升级，积极推进技术改造，大力发展机械自动化生产，从而提高企业的“智造”水平，实现企业的可持续发展。

电芯在生产过程中，需要在电芯壳体外套设一层标签，以符合相应的生产要求。如何设计一套电芯套标系统，可以更加顺畅的将电芯套入于标签内，进而提高设备的整体自动化水平，这是企业的研发人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种电芯套标系统及其电芯测试套标一体机，可以更加顺畅的将电芯套入于标签内，进而提高设备的整体自动化水平。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种电芯套标系统，包括：电芯套标平台、标签撑开装置、电芯导入装置、标签切割装置、电芯推出装置、电芯落料流水线；所述电芯导入装置、所述电芯推出装置、所述标签撑开装置、所述电芯落料流水线依次环绕于所述电芯套标平台设置，所述电芯导入装置与所述标签撑开装置相对设置，所述电芯推出装置与所述电芯落料流水线相对设置，所述标签切割装置位于所述电芯套标平台的上方。

在其中一个实施例中，

所述标签撑开装置包括：标签放卷轮、标签拉扯驱动部、标签开口撑开结构，所述标签拉扯驱动部位于所述标签放卷轮与所述标签开口撑开结构之间；

所述标签开口撑开结构包括：撑开驱动部、上真空吸盘、下真空吸盘，所述下真空吸盘固定于所述电芯套标平台上，所述撑开驱动部驱动所述上真空吸盘升降，以使得所述上真空吸盘远离或靠近所述下真空吸盘；

所述电芯导入装置包括：电芯入料放置盒、电芯推出杆、电芯导向结构，所述电芯入料放置盒具有电芯推料口及电芯出料口，所述电芯推出杆穿设于所述电芯推料口及所述电芯出料口，所述电芯导向结构包括：电芯导向筒及位于所述电芯导向筒一端的多个电芯导向弹簧片，所述电芯导向筒的另一端与所述电芯出料口贯通，多个所述电芯导向弹簧片环绕于所述电芯导向筒的一端边缘设置，多个所述电芯导向弹簧片远离所述电芯导向筒的一端形成扩口，多个所述电芯导向弹簧片弹性形变，以使所述扩口张开或收缩，所述电芯导向结构还包括平移驱动部，所述平移驱动部驱动所述电芯导向筒水平往复运动，以使得多个所述电芯导向弹簧片所形成的所述扩口靠近或远离所述标签撑开装置。

在其中一个实施例中，所述标签切割装置包括标签切割刀及驱动所述标签切割刀升降的标签切割驱动部。

在其中一个实施例中，所述电芯推出装置包括电芯推出杆及驱动所述电芯推出杆伸缩的电芯推出驱动部。

在其中一个实施例中，所述撑开驱动部为气缸驱动结构。

在其中一个实施例中，所述标签切割驱动部为气缸驱动结构。

在其中一个实施例中，所述电芯推出驱动部为气缸驱动结构。

一种电芯测试套标一体机，包括上述电芯套标系统，还包括电芯上料系统及电芯测试系统。

本发明的一种电芯套标系统，通过设置电芯套标平台、标签撑开装置、电芯导入装置、标签切割装置、电芯推出装置、电芯落料流水线，并对各个部件的结构进行优化设计，可以更加顺畅的将电芯套入于标签内，进而提高设备的整体自动化水平。

附图说明

图1为本发明一实施例的电芯测试套标一体机的结构图；

图2为图1所示的电芯测试套标一体机的电芯上料系统的结构图；

图3为图1所示的电芯测试套标一体机的电芯测试系统的结构图(一)；

图4为图1所示的电芯测试套标一体机的电芯测试系统的结构图(二)；

图5为图3所示的电芯测试系统的正极检测棒与负极检测棒对电芯进行测试的示意图；

图6为图3所示的电芯测试系统的测试轨迹凸轮的结构图；

图7为图4所示的电芯测试系统在A处的放大图；

图8为图1所示的电芯测试套标一体机的电芯套标系统的结构图(一)；

图9为图1所示的电芯测试套标一体机的电芯套标系统的结构图(二)；

图10为图8所示的电芯套标系统的电芯导入装置的局部图；

图11为图1所示的电芯测试套标一体机的电芯位置校正系统的结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，一种电芯测试套标一体机10，包括：电芯上料系统100、电芯测试系统200、电芯套标系统300、电芯位置校正系统400、电芯封装系统500、电芯冷却系统600、电芯下料系统700。电芯上料系统100、电芯测试系统200、电芯套标系统300、电芯位置校正系统400、电芯封装系统500、电芯冷却系统600、电芯下料系统700依次连接。

电芯上料系统100用于将待测试的电芯上料于电芯测试系统200；电芯测试系统200用于对电芯进行电性能测试，以得到良品电芯或不良品电芯；电芯套标系统300用于对电性能测试后的良品电芯进行套标；电芯位置校正系统400用于对套标后的电芯的位置进行校正，从而顺畅、无阻碍的进入到电芯封装系统500中；电芯封装系统500通过高温气体对标签进行加热，使得标签熔化，进而实现将标签紧紧包裹于电芯的表面上；电芯冷却系统600用于对封装后的电芯进行冷却处理，例如通过设置风扇吹出冷风实现电芯的散热；电芯下料系统700用于对完成冷却处理后的电芯进行下料回收。

电芯依次经过电芯上料系统100、电芯测试系统200、电芯套标系统300、电芯位置校正系统400、电芯封装系统500、电芯冷却系统600、电芯下料系统700，实现上料、测试、套标、校正、封装、冷却、下料的工艺过程。

如图2所示，下面，对电芯上料系统100的具体结构进行说明：

电芯上料系统100包括：上料翻转驱动装置110、电芯取料装置120、电芯上料流水线130。上料翻转驱动装置110用于将装有电芯的料盘由水平状态翻转为竖直状态，或者将料盘由竖直状态复位为水平状态，从而实现将料盘内的电芯由竖直状态变为平躺状态，为方便将电芯从料盘中快速取出作好准备；电芯取出装置120用于将料盘内的电芯取出至电芯上料流水线中；电芯上料流水线130用于将电芯运输至下一工位的电芯测试系统200进行相关的电性能测试。

具体的，上料翻转驱动装置110包括：翻转电机111、翻转板112。翻转板112上设有翻转轴113，翻转电机111的输出端安装有主动齿轮114，翻转轴113的一端具有与主动齿轮114啮合的从动齿轮115，翻转电机111通过翻转轴113驱动翻转板112往复转动。

具体的，电芯取料装置120包括：取料气缸121、取料板122。取料板122上具有取料磁铁(图未示)，取料气缸121驱动取料板122沿水平方向往复伸缩。

具体的，电芯上料流水线130包括：上料传送带131及设于上料传送带131两侧的电芯上料挡板132，其中一侧的电芯上料挡板132开设有电芯入料缺口133。

电芯上料系统100的工作原理如下：

将满置电芯的料盘放置于翻转板112上，此时翻转板112处于水平状态，即电芯处于竖直放置的状态；

翻转电机111通过翻转轴113驱动翻转板112转动，实现将翻转板112翻转90度角，此时翻转板112由水平状态翻转为竖直状态，即电芯处于平躺状态；

紧接着，取料气缸121驱动取料板122沿水平方向往复伸缩，由于取料板122上具有取料磁铁，取料磁铁通过磁力作用并在取料气缸121的作用下实现将料盘内的电芯取出至上料传送带131上，再由上料传送带131将电芯运输至下一个工位；

取料板122每一次动作，实现将料盘内的一整排电芯取出至上料传送带131中，其余的电芯便会在重力的作用下下落，填补被取走的整排电芯所留下的空位。

要说明的是，上料传送带131的两侧设有电芯上料挡板131，通过设置电芯上料挡板132，可以使得电芯在运输的过程中稳定收容于两块电芯上料挡板132之间，防止电芯掉落，提高了电芯运输的稳定性。进一步的，其中一侧的电芯上料挡板132开设有电芯入料缺口133，通过开设电芯入料缺口133，方便将料盘内的电芯直接拖动到上料传送带131，将电芯由料盘平移至上料传送带131中，使得电芯入料时没有高度差的存在，提高了良品率。

如图3及图4所示，下面，对电芯测试系统200的具体结构进行说明：

电芯测试系统200包括：电芯测试驱动部210、电芯上料转盘220、电芯测试转盘230、电芯筛选转盘240、电芯下料转盘250。电芯上料转盘220的边缘与电芯测试转盘230的边缘相切式配合，电芯测试转盘230的边缘与电芯筛选转盘240的边缘相切式配合，电芯筛选转盘240的边缘与电芯下料转盘250的边缘相切式配合，电芯测试驱动部210驱动电芯上料转盘220、电芯测试转盘230、电芯筛选转盘240及电芯下料转盘250转动，电芯上料转盘220、电芯测试转盘230、电芯筛选转盘240及电芯下料转盘250的边缘局部设有包裹挡墙260。电芯上料转盘220、电芯测试转盘230、电芯筛选转盘240及电芯下料转盘250的转动轴相互平行且沿水平面延伸。

电芯上料转盘220的边缘开设有电芯上料收容槽221，电芯测试转盘230的边缘开设有电芯测试收容槽231，电芯筛选转盘240的边缘开设有电芯筛选收容槽241，电芯下料转盘250的边缘开设有电芯下料收容槽251。

如图5及图6所示，进一步的，电芯测试系统200还包括电芯测试装置270。

具体的，电芯测试装置270包括：测试轨迹凸轮271、正极检测棒272、负极检测棒273、弹性结构274。测试轨迹凸轮271固定安装于电芯测试转盘230的一侧，正极检测棒272活动设于电芯测试收容槽231的一端，负极检测棒273固定设于电芯测试收容槽231的另一端，正极检测棒272通过弹性结构274抵持于测试轨迹凸轮271的凸轮面上。

如图7所示，进一步的，电芯测试系统200还包括不良品落料装置280。

具体的，不良品落料装置280包括：不良品落料驱动部281、不良品落料封堵块282、不良品落料通道283。位于电芯筛选转盘240边缘的包裹挡墙260开设有不良品落料闸口242，不良品落料驱动部281驱动不良品落料封堵块282伸缩，以使得不良品落料封堵块282堵塞或脱离不良品落料闸口242，不良品落料通道283的一端衔接于不良品落料闸口242处。

在本实施例中，所述不良品落料驱动部为气缸驱动结构，所述弹性结构为弹簧结构，所述电芯上料收容槽为圆弧形凹槽结构，所述电芯测试收容槽为圆弧形凹槽结构，所述电芯筛选收容槽为圆弧形凹槽结构，所述电芯下料收容槽为圆弧形凹槽结构。

电芯测试系统200的工作原理如下：

上一工位的上料传送带将电芯运输至电芯上料转盘220的电芯上料收容槽221中，电芯上料转盘220转动，带动电芯上料收容槽221中的电芯转移至电芯测试转盘230的电芯测试收容槽231中，电芯测试转盘230转动，带动电芯测试收容槽231中的电芯转移至电芯筛选转盘240中的电芯筛选收容槽241中，电芯筛选转盘240转动，带动电芯筛选收容槽241中的电芯转移至电芯下料转盘250的电芯下料收容槽251中，电芯下料转盘250转动，带动电芯下料收容槽251中的电芯到达指定位置处进行下料；

要说明的是，电芯上料转盘220、电芯测试转盘230、电芯筛选转盘240及电芯下料转盘250的转动轴相互平行且沿水平面延伸，即各个转盘呈立起状态，然后，通过在电芯上料转盘220、电芯测试转盘230、电芯筛选转盘240及电芯下料转盘250的边缘局部设有包裹挡墙260，这样，可以防止电芯在各个转盘转动式转移的过程中发生掉落，提高了电芯转移的稳定性；

电芯测试驱动部210驱动电芯上料转盘220、电芯测试转盘230、电芯筛选转盘240及电芯下料转盘250转动，相邻之间的两个转盘的转动方向相反，即一个呈顺时针转动，另一个呈逆时针转动，由一个驱动部驱动电芯上料转盘220、电芯测试转盘230、电芯筛选转盘240及电芯下料转盘250同时转动，简化了结构设置，提高了整体的运行效率；

当电芯到达电芯测试转盘230的电芯测试收容槽231时，由电芯测试装置270对电芯进行相应的电性能测试；

具体的，电芯测试转盘230转动，带动电芯测试收容槽231中的电芯转动，电芯在转动的过程中，由于正极检测棒272通过弹性结构274抵持于测试轨迹凸轮271的凸轮面上，凸轮面具有此起彼伏的弯曲面，凸轮面通过弹性结构274推动正极检测棒272与电芯的正极接触，进而促使电芯的负极与负极检测棒273接触，从而实现对电芯的电性能测试；

电芯测试转盘230继续转动，在测试轨迹凸轮的作用下，弹性结构274恢复弹性形变，于是，正极检测棒272脱离与电芯正极的接触，电芯的电性能测试结束；

电芯在完成电性能测试后，得到良品与不良品，良品电芯及不良品电芯均进入到电芯筛选转盘240的电芯筛选收容槽241内；

假设当前的电芯为不良品时，不良品落料驱动部281驱动不良品落料封堵块282动作，使得不良品落料封堵块282脱离不良品落料闸口242，不良品落料闸口242被打开，于是，不良品电芯便可以通过不良品落料闸口242落入不良品落料通道283中；

假设当前的电芯为良品时，不良品落料封堵块282维持原状态不动，即不良品落料封堵块282将不良品落料闸口242堵塞，电芯筛选转盘240继续转动，将电芯筛选收容槽241中的良品转移至电芯下料转盘250的电芯下料收容槽251中。

如图8及图9所示，下面，对电芯套标系统300的具体结构进行说明：

电芯套标系统300包括：电芯套标平台310、标签撑开装置320、电芯导入装置330、标签切割装置340、电芯推出装置350、电芯落料流水线360。电芯导入装置330、电芯推出装置350、标签撑开装置320、电芯落料流水线360依次环绕于电芯套标平台310设置，电芯导入装置330与标签撑开装置320相对设置，电芯推出装置350与电芯落料流水线360相对设置，标签切割装置340位于电芯套标平台310的上方。电芯套标平台310用于为电芯套入标签内提供套标平台；标签撑开装置320用于将呈扁平带状的标签的开口撑开，为电芯套入标签内作好准备；电芯导入装置330用于将电芯套入于标签内；标签切割装置340用于将套有电芯的带状标签进行切割，将连续的带状标签割断，为电芯的出料作好准备；电芯推出装置350用于将切割后套有标签的电芯推出至电芯落料流水线中；电芯落料流水线360用于对套有标签的电芯运输至下一工位。

具体的，标签撑开装置320包括：标签放卷轮321、标签拉扯驱动部322、标签开口撑开结构323。标签拉扯驱动部322位于标签放卷轮321与标签开口撑开结构323之间，标签拉扯驱动部322用于将标签放卷轮321处成卷的标签拉扯至标签开口撑开结构323处，标签开口撑开结构323用于将标签的开口撑开，以备入电芯。标签开口撑开结构323包括：撑开驱动部(图未示)、上真空吸盘(图未示)、下真空吸盘(图未示)，下真空吸盘固定于电芯套标平台310上，撑开驱动部驱动上真空吸盘升降，以使得上真空吸盘远离或靠近下真空吸盘。

如图10所示，具体的，电芯导入装置330包括：电芯入料放置盒331、电芯推出杆332、电芯导向结构333。电芯入料放置盒331具有电芯推料口(图未示)及电芯出料口(图未示)，电芯推出杆332穿设于电芯推料口及电芯出料口。电芯导向结构333包括：电芯导向筒333a及位于电芯导向筒333a一端的多个电芯导向弹簧片333b，电芯导向筒333a的另一端与电芯出料口贯通，多个电芯导向弹簧片333b环绕于电芯导向筒333a的一端边缘设置，多个电芯导向弹簧片333b远离电芯导向筒333a的一端形成扩口333c，多个电芯导向弹簧片333b弹性形变，以使扩口333c张开或收缩。电芯导向结构333还包括平移驱动部333d，平移驱动部333d驱动电芯导向筒333a水平往复运动，以使得多个电芯导向弹簧片333b所形成的扩口333c靠近或远离标签撑开装置320。

具体的，标签切割装置340包括标签切割刀341及驱动标签切割刀341升降的标签切割驱动部342。具体的，电芯推出装置350包括电芯推出杆351及驱动电芯推出杆351伸缩的电芯推出驱动部(图未示)。

在本实施例中，所述撑开驱动部为气缸驱动结构，所述标签切割驱动部为气缸驱动结构，所述电芯推出驱动部为气缸驱动结构。

电芯套标系统300的工作原理如下：

标签撑开装置320动作，成卷的呈扁平状态的标签放置于标签放卷轮321上，标签拉扯驱动部322对标签放卷轮321上的成卷标签进行拉扯，使得标签可以到达标签开口撑开结构333处；

当成卷的标签到达标签开口撑开结构333时，标签开口撑开结构333动作，撑开驱动部驱动上真空吸盘升降，上真空吸盘及下真空吸盘同时抽真空，在撑开驱动部的作用下，将标签原本扁平状的开口撑开，为电芯套入标签内作好准备；

上一工序的电芯在流水线的作用下，落入电芯入料放置盒331内，接着，电芯推出杆332在相关驱动源的作用下穿设电芯推料口及电芯出料口，从而将电芯入料放置盒331内的电芯从电芯出料口推出；与此同时，平移驱动部333d驱动电芯导向筒333a水平运动，使得多个电芯导向弹簧片333b所形成的扩口333c靠近并伸入标签的撑开口内；

由电芯出料口出来的电芯进入电芯导向筒333a内，并在电芯推出杆332的继续作用下向外推出，进而促使多个电芯导向弹簧片333b所形成的扩口333c由原来的收缩状态扩展为张开状态，于是，扩口333c将标签的撑开口作进一步撑开；

电芯在电芯推出杆332的继续作用下，从扩口处出来，并进入到标签内，从而实现了将电芯套入于标签内，可知，通过设置多个电芯导向弹簧片333b，并使得多个电芯导向弹簧片333b形成扩口333c，扩口333c一方面可以将标签的撑开口作进一步撑开，另一方面还可以使得电芯顺畅的套入于标签内，防止套标签不到位的现象发生；

电芯套入于标签后，标签切割装置340动作，标签切割驱动部342驱动标签切割刀341，使得标签切割刀341将电芯尾端的成卷的标签割断，为电芯的落料作好做准备；

完成标签切割的电芯，在电芯推出杆332的作用下，将电芯由电芯套标平台310推出至电芯落料流水线360中，再由电芯落料流水线360将电芯输送至下一工位。

如图11所示，下面，对电芯位置校正系统400的具体结构进行说明：

电芯位置校正系统400包括：第一校正轮410、第二校正轮420、第一校正转轴430、第二校正转轴440、校正主动齿轮450、校正从动齿轮460。第一校正轮410及校正主动齿轮450分别设于第一校正转轴430的两端，第二校正轮420及校正从动齿轮460分别位于第二校正转轴440的两端，校正主动齿轮450与校正从动齿轮460相互啮合，第一校正轮410与第二校正轮420之间形成电芯校正通道470。由电芯落料流水线360出来的电芯经过电芯位置校正系统400进行位置校正，使得电芯可以顺畅的进入到电芯封装系统进行封装。

电芯位置校正系统400的工作原理如下：

校正主动齿轮450通过第一校正转轴430带动第一校正轮410转动，校正从动齿轮460通过第二校正转轴440带动第二校正轮420转动，由于校正主动齿轮450与校正从动齿轮460相互啮合，一方面，可以使得简化结构的设计，另一方面，可以使得第一校正轮410及第二校正轮420分别向相反的方向转动，即，第一校正轮410顺时针转动，第二校正轮420则逆时针转动，这样，电芯在进入电芯校正通道后，在第一校正轮410与第二校正轮420的转动作用下实现位置的校正，为后续的电芯封装作好准备。

本发明的一种电芯测试套标一体机10，通过设置电芯上料系统100、电芯测试系统200、电芯套标系统300、电芯位置校正系统400、电芯封装系统500、电芯冷却系统600、电芯下料系统700，并对各个系统的结构进行优化设计，实现上料、测试、套标、校正、封装、冷却、下料的工艺过程。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。