CN104802535A - 全自动电池喷码分组设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动电池喷码分组设备，用于解决半成品电池的扫码、检测、喷码以及分拣收料工序中人工劳动强度大，效率低、不良品率高等问题。相比以往技术，本发明实现了将半成品电池的上料、扫码、检测、喷码以及分拣收料工序进行在线式生产，实现自动化。效率高、利于产品品质保持一致性。并且，将以往需要多台设备、多人才能完成的多道工序整合到一台设备上就能完成，大大节约了人工；最重要的是，提高了生产效率和良品率，同时，设备的体积小，占地面积小，由于半成品电池的上料、扫码、检测、喷码以及分拣收料工序为一次性完成，无半成品占用宝贵的车间空间问题。利于合并到电池生产线中，用于从电池原材料到电池成品实现在线式生产。

Description

全自动电池喷码分组设备

技术领域

本发明涉及电池设备技术领域，具体是一种能自动对半成品电池一次性进行上料、扫码、检测、喷码以及分拣收料的全自动电池喷码分组设备。

背景技术

目前，在聚合物电池的生产工艺流程中，对聚合物半成品电池的扫码、测试、喷码和分组的工序繁多，需多人工密集劳动。以往，业界全部采用人工操作上述工序，这过程中，人工劳动强度大，效率低，易出现大量不良品，严重依赖人工的操作经验与熟练度。

上述工序中，以往技术的设备只能对应单一的工序进行加工，为单机生产模式，具体的问题为：

以扫码、测试、喷码和分组工序来说，就需要四台对应的设备；在生产时，各设备占用的场地面积大，每一设备所生产出来的半成品会堆积在现场等待周转，造成车间的宝贵空间被占用，大大影响了生产环境；最重要的是人工成本高、效率低和易出现不良品，存在不可避免的人为因素损失。

 随着快速多变的市场需求及企业的发展,改换为流水线生产的模式,用以提高整体效率,减少工序间的在制品,以及追求同步化生产越来越受到重视，决定着企业设备、人员的利用率，并直接关系到产品品质和生产能力的提高。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述不足，提供一种自动化对半成品电池一次性进行上料、扫码、检测、喷码以及分拣收料工序，效率高、利于产品品质保持一致性的全自动电池喷码分组设备。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：一种全自动电池喷码分组设备，包括自动对加工对象进行扫码、检测以及喷码的主机机构、设于主机机构的电池输入端位置的上料机构、设于主机机构的电池输出端位置的分组收料机构，以及控制上述机构实现上料、扫码、检测、喷码和分组过程的控制装置。

所述的主机机构包括底架、设于底架的工作台上的主机机构输送平台、扫码模块、检测模块、喷码模块和分拣机械手组件，所述主机机构输送平台包括输送带支架、设在输送带支架上的输送带驱动组件和水平设置的输送带，所述扫码模块设在输送带支架上，位于输送带的上方位置，所述检测模块和喷码模块根据输送带的输送方向，依次设在输送带支架的同一侧位置上，所述分拣机械手组件设在工作台上，位于输送带的上方位置。

所述分拣机械手组件包括横跨主机机构输送平台设置的横向行走吸取装置，以及设在所述工作台上，对应所述输送带的输送方向做水平往复运动的直向行走吸取装置，横向行走吸取装置与直向行走吸取装置沿输送带的输送方向依次设置，均设有能做下降吸取动作的吸盘组件。

所述扫码模块包括扫码固定座、微调装置和扫码装置，所述扫码固定座横跨在输送带支架上，所述微调装置设在扫码固定座上，用于微调所述扫码装置靠近输送带的输送平面的垂直距离和水平位移；所述喷码模块包括喷码固定座、位移驱动装置和喷码装置，所述喷码固定座设在输送带支架一侧，所述位移驱动装置设在喷码固定座上，用于驱动所述喷码装置相对于电池的喷印面的往复位移；所述检测模块用于与电池的电极进行电连接或断开电连接作业。

所述扫码装置为用于识别电池上喷码信息的图形识别模块。

所述上料机构包括上料机架、X轴组件、Y轴组件、Z轴升降组件，以及上料机械手，所述X轴组件设在上料机架的中部，所述Y轴组件设在上料机架上，位于X轴组件的上方位置，所述Z轴升降组件设在上料机架上，位于X轴组件一侧，所述上料机械手设在上料机架上，位于X轴组件的上方位置，并与Y轴组件平行设置，上料机械手包括直线行走机构、设在直线行走机构上做升降动作的上料机械手吸盘组件，直线行走机构的一端部呈悬臂状对应在Z轴升降组件的上方位置；Y轴组件包括Y轴向行走机构和设在Y轴向行走机构上的上料吸盘组件，所述Y轴向行走机构的一端部呈悬臂状对应在所述输送带一端的上方位置。

所述分组收料机构包括后置分组收料机构，后置分组收料机构包括后置收料机架、设于后置收料机架上的托料台、XY轴分组吸盘组件、Z轴收料升降组件、直线行走分组组件和后置输送平台，所述托料台设在后置收料机架的中部位置，所述XY轴分组吸盘组件位于托料台的上方位置，所述Z轴收料升降组件位于托料台的一侧位置，所述直线行走分组组件的数量为两组，对应Z轴收料升降组件的上方位置设在托料台与XY轴分组吸盘组件之间，所述后置输送平台位于托料台的另一侧位置，后置输送平台与所述主机机构输送平台首尾相对应。

所述分组收料机构还包括相同结构的第一分组收料机构和第二分组收料机构，呈左右对称位置关系设在所述主机机构的两侧，包括安装架、设在安装架上的收料输送平台、多个的托料台、XY轴收料吸盘组件、多个的Z轴收料升降组件以及多个的直线行走分组组件，所述收料输送平台设在安装架的中部，所述托料台呈对称分布形态位于收料输送平台的两侧，所述XY轴收料吸盘组件位于托料台与收料输送平台的上方，所述的Z轴收料升降组件分别对应托料台的位置设在安装架上，所述直线行走分组组件分别对应Z轴收料升降组件的位置设在托料台与XY轴收料吸盘组件之间；收料输送平台的输送面与主机机构输送平台的输送面同一水平面。

所述微调装置为丝杠传动组件；所述位移驱动装置为直线导轨组件。

本发明的有益效果为：本发明通过控制装置对主机机构、上料机构以及分组收料机构的工作过程进行控制，由软件进行柔性控制，无须人工参与，包括按电池上的喷码信息与产品数据库中的数据进行比对，精确判断出电池的等级，按照预先定义的参数和技术标准，控制电池的电压与内阻检测过程，以及喷上相关信息的喷码，精确控制扫码和喷码的位置区域，并根据扫码判断出的电池等级进行分组分拣，实现自动上料、扫码、检测、喷码和分组分拣完成，整个工作过程在控制装置的控制下由各机构的驱动装置实现全自动。

相比以往技术，本发明实现了将半成品电池的上料、扫码、检测、喷码以及分拣收料工序进行在线式生产，实现自动化。效率高、利于产品品质保持一致性。并且，将以往需要多台设备、多人才能完成的多道工序整合到一台设备上就能完成，大大节约了人工；最重要的是，提高了生产效率和良品率，同时，设备的体积小，占地面积小，由于半成品电池的上料、扫码、检测、喷码以及分拣收料工序为一次性完成，无半成品占用宝贵的车间空间问题。

本发明利于合并到电池生产线中，用于从电池原材料到电池成品实现在线式生产。

下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1是本发明的总装结构示意图。

图2是图1中的主机机构的结构示意图。

图3是图2中的扫码模块的另一结构示意图。

图4是图2中的检测模块的另一结构示意图。

图5是图2中的喷码模块的另一结构示意图。

图6是图2中的横向行走吸取装置的另一结构示意图。

图7是图2中的直向行走吸取装置的另一结构示意图。

图8是图1中的上料机构的结构示意图。

图9是图8中的X轴组件的另一结构示意图。

图10是图8中的Y轴组件的另一结构示意图。

图11是图8中的Z轴升降组件的另一结构示意图。

图12是图8中的上料机械手的另一结构示意图。

图13是图8中的上料吸盘组件的另一结构示意图。

图14是图1中的后置分组收料机构的结构示意图。

图15是图14中的XY轴分组吸盘组件的另一结构示意图。

图16是图14中的Z轴收料升降组件的另一结构示意图。

图17是图14中的直线行走分组组件的另一结构示意图。

图18是图14中的后置输送平台的另一结构示意图。

图19是图1中的第一分组收料机构或第二分组收料机构的结构示意图。

图20是图19中的收料输送平台的另一结构示意图。

图21是图19中的XY轴收料吸盘组件的另一结构示意图。

图22是图19中的Z轴收料升降组件的另一结构示意图。

图23是图19中的直线行走分组组件的另一结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本说明，并不用于限制本发明。

图1示出了根据本发明的一种实施方式的总装结构示意图。其中，分组收料机构设有三组，用于将不同参数等级的半成品电池进行精确分拣分类。

本实施例中的半成品电池为薄片形聚合物电池，电池的电极位于电池的一侧位置。

本实施例中的喷码信息包括阿拉伯数字、一维条形码、二维条形码。

参见图1，本实施例提供的一种全自动电池喷码分组设备，包括自动对加工对象进行扫码、检测以及喷码的主机机构1、设于主机机构1的电池输入端位置的上料机构2、设于主机机构1的电池输出端位置的分组收料机构，以及控制上述机构实现上料、扫码、检测、喷码和分组过程的控制装置5；控制装置5采用PLC编程，对主机机构1、上料机构2以及分组收料机构的工作过程进行控制，由软件进行柔性控制，无须人工参与，包括按电池上的喷码信息与产品数据库中的数据进行比对，精确判断出电池的等级;按照预先定义的参数和技术标准，控制电池的电压与内阻检测过程，以及喷上相关信息的喷码,精确控制扫码和喷码的位置区域;并根据扫码判断出的电池等级进行分组分拣，实现自动上料、扫码、检测、喷码和分组分拣完成。整个工作过程在控制装置5的控制下由各机构的驱动装置实现全自动。

本实施例的主机机构1包括底架11、设于底架11的工作台上的主机机构输送平台12、扫码模块13、检测模块14、喷码模块15和分拣机械手组件16，参见图2至图7，所述主机机构输送平台12包括输送带支架、设在输送带支架上的输送带驱动组件（图中未示）和水平设置的输送带，所述扫码模块13设在输送带支架上，位于输送带的上方位置，所述检测模块14和喷码模块15根据输送带的输送方向，依次设在输送带支架的同一侧位置上，所述分拣机械手组件16设在工作台上，位于输送带的上方位置。主机机构1实现对半成品电池进行在线式扫码、检测和喷码工序，以及通过分拣机械手组件16对检测到的电池等级进行分拣动作。工作效率高，在控制装置5的控制下，工作精确。

本实施例的分拣机械手组件16包括横跨主机机构输送平台12设置的横向行走吸取装置161，以及设在所述工作台上，对应所述输送带的输送方向做水平往复运动的直向行走吸取装置162，横向行走吸取装置161与直向行走吸取装置162沿输送带的输送方向依次设置，均设有能做下降吸取动作的吸盘组件17；吸盘组件17组配在横向行走吸取装置161上，与真空发生设备连接，用于提取输送带上的半成品电池，通过横向行走吸取装置161中的水平行走机构1611，将判断出等级的半成品电池向输送带的两侧方向分流；直向行走吸取装置162位于输送带的上方位置，组配有所述吸盘组件17，将判断出另一等级的半成品电池向设在输送带的输送方向的分组收料机构分流。设计合理，机构紧凑。

所述扫码模块13包括扫码固定座131、微调装置132和扫码装置133，所述扫码固定座131横跨在输送带支架上，所述微调装置132设在扫码固定座131上，用于微调所述扫码装置133靠近输送带的输送平面的垂直距离和水平位移；所述喷码模块15包括喷码固定座141、位移驱动装置142和喷码装置143，所述喷码固定座141设在输送带支架一侧，所述位移驱动装置142设在喷码固定座141上，用于驱动所述喷码装置143相对于电池的喷印面的往复位移；所述检测模块14用于与半成品电池的电极进行电连接或断开电连接作业，检测出半成品电池的电压与内阻值。

本实施例的微调装置132为丝杠传动组件，包括水平轴与垂直轴，扫码装置133组配在垂直轴上，用于微调扫码装置133对应半成品电池喷码区域的最佳位置；微调装置132可加装微电机，通过控制装置5进行对扫码装置133水平轴向与垂直轴向的微调；所述位移驱动装置152为直线导轨组件，通过驱动装置（图中未示）带动喷码装置153（喷头）在半成品电池的喷码区域做水平往复位移，喷码完成。

本实施例的扫码装置133为用于识别电池上喷码信息的图形识别模块，包括传感器与摄像模组，工作时，传感器检测到半成品电池时，触发摄像模组扫码工作，并将扫码数据传送到控制装置5中进行与产品数据库中的数据进行比对，判断出半成品电池的等级；

其中，当扫码装置133扫描到喷码信息不完整或无法分辨时，通过控制装置5发出声光预警，由人工将不良品拣出，实现提高半成品电池的良品率。

参见图8至图13，所述上料机构2包括上料机架21、X轴组件22、Y轴组件23、Z轴升降组件24，以及上料机械手25，所述X轴组件22设在上料机架21的中部，所述Y轴组件23设在上料机架21上，位于X轴组件22的上方位置，所述Z轴升降组件24设在上料机架21上，位于X轴组件22一侧，所述上料机械手25设在上料机架21上，位于X轴组件22的上方位置，并与Y轴组件23平行设置，上料机械手25包括直线行走机构251、设在直线行走机构251上做升降动作的上料机械手吸盘组件252，直线行走机构251的一端部呈悬臂状对应在Z轴升降组件24的上方位置；Y轴组件23包括Y轴向行走机构和设在Y轴向行走机构上的上料吸盘组件26，所述Y轴向行走机构的一端部呈悬臂状对应在所述输送带一端的上方位置。

本实施例中的Y轴组件23组配有吸盘组件26，X轴组件22上用于放置一周转盘27，工作时，吸盘组件26能将半成品电池从周转盘27的任一格中取出；上料机构2的工作流程为：半成品电池装放在周转盘27中，多个周转盘27叠放在Z轴升降组件24的托板241上，上料机械手26由Z轴升降组件24位置将周转盘27连同其中的半成品电池移到X轴组件22上，吸盘组件26将半成品电池从周转盘27的任一格中取出，往主机机构输送平台12的输送带上按预定的间隔和位置摆放好，实现取料上料全自动。

本发明的分组收料机构设有三组，包括：后置分组收料机构3、第一分组收料机构4和第二分组收料机构4。

参见图14至图18，本实施例的后置分组收料机构3包括后置收料机架31、设于后置收料机架31上的托料台32、XY轴分组吸盘组件33、Z轴收料升降组件34、直线行走分组组件35和后置输送平台36，所述托料台32设在后置收料机架31的中部位置，所述XY轴分组吸盘组件33位于托料台32的上方位置，所述Z轴收料升降组件34位于托料台32的一侧位置，所述直线行走分组组件35的数量为两组，对应Z轴收料升降组件34的上方位置设在托料台32与XY轴分组吸盘组件33之间，所述后置输送平台36位于托料台32的另一侧位置，后置输送平台36与所述主机机构输送平台12首尾相对应。

本实施例中后置分组收料机构3的托料台32、Z轴收料升降组件34和直线行走分组组件35的数量相对应，数量各为两组；后置输送平台36包括水平轴调节机构361和设在水平轴调节机构361上的后置输送带装置362，通过进行微调水平轴调节机构361，用于消除后置输送带装置362的输送公差，更好与XY轴分组吸盘组件33工作配合。后置输送带装置362的输送面与主机机构输送平台12的输送面同一水平面。

参见图19至图23，本实施例的第一分组收料机构4和第二分组收料机构4为相同结构，呈左右对称位置关系设在所述主机机构1的两侧，包括安装架41、设在安装架41上的收料输送平台42、多个的托料台43、XY轴收料吸盘组件44、多个的Z轴收料升降组件45以及多个的直线行走分组组件46，所述收料输送平台42设在安装架41的中部，所述托料台43呈对称分布形态位于收料输送平台42的两侧，所述XY轴收料吸盘组件44位于托料台43与收料输送平台42的上方，所述的Z轴收料升降组件45分别对应托料台43的位置设在安装架41上，所述直线行走分组组件46分别对应Z轴收料升降组件45的位置设在托料台43与XY轴收料吸盘组件44之间；收料输送平台42的输送面与主机机构输送平台12的输送面同一水平面。

本实施例中的第一分组收料机构4或第二分组收料机构4中的托料台43、XY轴收料吸盘组件44、Z轴收料升降组件45和直线行走分组组件46的数量相对应，数量各为四组。第一分组收料机构4或第二分组收料机构4为多工位设计，利于后续工序中将尽可能多的已分好等级的电池成品一次性转移，减少转移次数与工作量。

本发明设计精巧，在控制原理、结构配置、操作方式上更加合理，自动化程度高，改变了以往加工中需多人工参与的状况；其中，各分组收料机构中的XY轴收料吸盘组件均相同构造；各Z轴收料升降组件与各Z轴升降组件均相同构造。

相比以往技术，本发明实现了将半成品电池的上料、扫码、检测、喷码以及分拣收料工序进行在线式生产，实现自动化。效率高、利于产品品质保持一致性。并且，将以往需要多台设备、多人才能完成的多道工序整合到一台设备上就能完成，大大节约了人工；最重要的是，提高了生产效率和良品率，同时，设备的体积小，占地面积小，由于半成品电池的上料、扫码、检测、喷码以及分拣收料工序为一次性完成，无半成品占用宝贵的车间空间问题。

本发明利于合并到电池生产线中，用于从电池原材料到电池成品实现在线式生产。

以上具体实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (9)

1.一种全自动电池喷码分组设备，其特征在于，包括自动对加工对象进行扫码、检测以及喷码的主机机构、设于主机机构的电池输入端位置的上料机构、设于主机机构的电池输出端位置的分组收料机构，以及控制上述机构实现上料、扫码、检测、喷码和分组过程的控制装置。

2.如权利要求l所述全自动电池喷码分组设备，其特征在于，所述的主机机构包括底架、设于底架的工作台上的主机机构输送平台、扫码模块、检测模块、喷码模块和分拣机械手组件，所述主机机构输送平台包括输送带支架、设在输送带支架上的输送带驱动组件和水平设置的输送带，所述扫码模块设在输送带支架上，位于输送带的上方位置，所述检测模块和喷码模块根据输送带的输送方向，依次设在输送带支架的同一侧位置上，所述分拣机械手组件设在工作台上，位于输送带的上方位置。

3.如权利要求2所述全自动电池喷码分组设备，其特征在于，所述分拣机械手组件包括横跨主机机构输送平台设置的横向行走吸取装置，以及设在所述工作台上，对应所述输送带的输送方向做水平往复运动的直向行走吸取装置，横向行走吸取装置与直向行走吸取装置沿输送带的输送方向依次设置，均设有能做下降吸取动作的吸盘组件。

4.如权利要求2所述全自动电池喷码分组设备，其特征在于，所述扫码模块包括扫码固定座、微调装置和扫码装置，所述扫码固定座横跨在输送带支架上，所述微调装置设在扫码固定座上，用于微调所述扫码装置靠近输送带的输送平面的垂直距离和水平位移；

所述喷码模块包括喷码固定座、位移驱动装置和喷码装置，所述喷码固定座设在输送带支架一侧，所述位移驱动装置设在喷码固定座上，用于驱动所述喷码装置相对于电池的喷印面的往复位移；

所述检测模块用于与电池的电极进行电连接或断开电连接作业。

5.如权利要求4所述全自动电池喷码分组设备，其特征在于，所述扫码装置为用于识别电池上喷码信息的图形识别模块。

6.如权利要求5所述全自动电池喷码分组设备，其特征在于，所述上料机构包括上料机架、X轴组件、Y轴组件、Z轴升降组件，以及上料机械手，所述X轴组件设在上料机架的中部，所述Y轴组件设在上料机架上，位于X轴组件的上方位置，所述Z轴升降组件设在上料机架上，位于X轴组件一侧，所述上料机械手设在上料机架上，位于X轴组件的上方位置，并与Y轴组件平行设置，上料机械手包括直线行走机构、设在直线行走机构上做升降动作的上料机械手吸盘组件，直线行走机构的一端部呈悬臂状对应在Z轴升降组件的上方位置；

Y轴组件包括Y轴向行走机构和设在Y轴向行走机构上的上料吸盘组件，所述Y轴向行走机构的一端部呈悬臂状对应在所述输送带一端的上方位置。

7.如权利要求6所述全自动电池喷码分组设备，其特征在于，所述分组收料机构包括后置分组收料机构，后置分组收料机构包括后置收料机架、设于后置收料机架上的托料台、XY轴分组吸盘组件、Z轴收料升降组件、直线行走分组组件和后置输送平台，所述托料台设在后置收料机架的中部位置，所述XY轴分组吸盘组件位于托料台的上方位置，所述Z轴收料升降组件位于托料台的一侧位置，所述直线行走分组组件的数量为两组，对应Z轴收料升降组件的上方位置设在托料台与XY轴分组吸盘组件之间，所述后置输送平台位于托料台的另一侧位置，后置输送平台与所述主机机构输送平台首尾相对应。

8.如权利要求7所述全自动电池喷码分组设备，其特征在于，所述分组收料机构还包括相同结构的第一分组收料机构和第二分组收料机构，呈左右对称位置关系设在所述主机机构的两侧，包括安装架、设在安装架上的收料输送平台、多个的托料台、XY轴收料吸盘组件、多个的Z轴收料升降组件以及多个的直线行走分组组件，所述收料输送平台设在安装架的中部，所述托料台呈对称分布形态位于收料输送平台的两侧，所述XY轴收料吸盘组件位于托料台与收料输送平台的上方，所述的Z轴收料升降组件分别对应托料台的位置设在安装架上，所述直线行走分组组件分别对应Z轴收料升降组件的位置设在托料台与XY轴收料吸盘组件之间；收料输送平台的输送面与主机机构输送平台的输送面同一水平面。

9.如权利要求5所述全自动电池喷码分组设备，其特征在于，所述微调装置为丝杠传动组件；所述位移驱动装置为直线导轨组件。