一种圆柱电芯自动装配生产线及其生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及圆柱电芯装配生产技术领域，且公开了一种圆柱电芯自动装配生产线，所述正负极片制片机为整个装配生产线的起始端，所述卷绕机位于正负极片制片机的左侧，所述卷绕机的左侧为加面垫滚槽一体机，所述直线模块式焊盖帽机位于加面垫滚槽一体机的左侧。本发明专利技术实现了圆柱电芯装配的全自动化工序，以及自动输出操作，提高生产效率、减少成本、减少人工参与，很好的解决了传统人工贴胶以及焊接过程中，由于人工参与度过高、自动化程度低而导致的生产成本高、效率低下、人员劳动强度过大、工伤事故频发以及产品合格率低等技术问题，并且可以根据不同的生产需求配套设置生产线，灵活性高。

A Cylindrical Core Automatic Assembly Production Line and Its Production Process

【技术实现步骤摘要】
一种圆柱电芯自动装配生产线及其生产工艺
本专利技术涉及圆柱电芯装配生产
，具体为一种圆柱电芯自动装配生产线及其生产工艺。
技术介绍
电芯分为铝壳电芯、软包电芯(又称“聚合物电芯”)、圆柱电芯三种。通常手机电池采用的为铝壳电芯，蓝牙等数码产品多采用软包电芯，笔记本电脑的电池采用圆柱电芯的串并联组合。圆柱电芯自动装配生产线都是采用人工取料、送料、放料等方式进行，此过程需要大量的工人进行生产底托，依靠一系列半自动设备独立完成各个工序，相互之间没有组合连接成一条生产线。这种单独分开的工艺存在如下不足：各个工序间的半成品需要周转箱进行中间转运，延长了产品的生产周期，并且致整条生产线的自动化程度低，整体生产效率低，增大了工人的劳动强度，在生产过程中容易出现工人受伤的危险事故，同时降低了产品的质量稳定性。
技术实现思路
(一)解决的技术问题本专利技术的目的在于提供了一种圆柱电芯自动装配生产线及其生产工艺，达到了使其他工位仅需人工定时补充物料及回收成品、定期维护即可，同时实现全过程的全自动智能化生产的目的。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种圆柱电芯自动装配生产线，包括正负极片制片机、卷绕机、入壳机、加面垫滚槽一体机和直线模块式焊盖帽机，所述正负极片制片机为整个装配生产线的起始端，所述卷绕机位于正负极片制片机的左侧，所述卷绕机的左侧为加面垫滚槽一体机，所述直线模块式焊盖帽机位于加面垫滚槽一体机的左侧。一种圆柱电芯自动装配生产线的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)、采用正负极片制片机进行制作正极片和负极片，本机用于整卷极片的极耳焊接、极片的贴胶、极片的裁切；人工将极片、极耳料卷分别安装在放卷轴上，在此过程中采用整卷极片、极耳和胶纸进行上料，极片上料后主动放卷、纠偏，同时极耳自动放卷、定长进行裁切操作，对纠偏完成的极片感应涂布边定长牵引，将正负极耳焊接到正负极片上，随后极片牵引出料，在极耳上贴二道保护胶带，经过自动纠偏、裁切和收卷后牵引出料；2)、将完成焊接极耳的正负极片和隔膜一起卷绕成圆柱形状；采用上料机将隔膜、保护胶带和终止胶带等料卷进行自动上料，使其各自存放于放料轴上，同时焊接完成后的正负极片由制片机输送至卷绕机上，然后正负极片和隔膜主动放卷后，经过张力控制、除尘、除静电、纠偏、监测等动作，在导轮、极片导送机的牵送下进入卷绕部件，进行芯棒上料、电芯卷绕、贴终止胶带等工序，电芯由机械手取下，并进行短路测定、光电计数，最终由输送带送出成品电芯；3)、卷绕好的电芯经过流水线，由自动机械手将其抓住放入入壳工位，自动冲裁下保护片放置在电芯负极段，压平负极耳，随后对电芯的外表面进行套钢壳、放底垫片、并且装入电池壳中，最后转移至输送带上出料，并且移送至加面垫滚槽一体机上；4)、在该过程中采用人工插针、自动焊底、自动拔针、极耳定位，拉力测试、短路测试、自动冲放面垫、不良品自动分选、滚槽、出料等工序；当插针完成自动进料后电池开始点焊，将已经入完壳的电芯，通过焊接机将负极耳与电池壳底部焊接在一起，如有不合格产品则会收入点底不良的出料流水线上，后冲放上面贴，如检测到无面垫便收入不良不出料流水线上，检测完成后转入滚槽工位电池开始滚槽，完成后进入直线模块式焊盖帽机中；5)、随后振动盘自动送盖板，采用高精度分割器进行工位传送，当送料机完成盖板入工位后，分割器带动工位盘将盖板依次进行检测，铝镍复合带的定位焊接，最后将定位好铝镍复合带的盖板，推至一平台进行定位超声波焊接，焊接完成后检测盖帽，出料机械手便取出电池，流向出料流水线上；此过程能够完成自动找正极耳、自动检测短路、虚焊、自动下盖帽、自动点焊接4点、自动测拉力，即检测不良的盖帽移送到废料盒子、自动收盒等工序。优选的，所述正负极片制片机的动作流程为：整卷极片上料—焊接极耳—贴保护胶纸—收卷或者切段，所述正负极片制片机的工作效率为20～22PCS/min，正负极片制片机极耳长度的精确度范围、极耳焊接位置的误差范围、极耳焊接的偏斜度、保护胶带位置的精度范围和保护胶带的外露长度范围分别为±0.2mm、±0.3mm、1°、±0.5mm、±0.4mm。优选的，所述卷绕机的动作流程为：正负极片、隔膜、胶纸上料—自动卷绕—自动贴终止胶—自动下料，所述卷绕机的工作效率为15/min，即极片的厚度为600mm，所述卷绕机卷绕的整齐度范围为±0.3mm。优选的，所述入壳机的动作流程为：卷绕机出料输送线上取电芯—自动上钢壳—找负极耳、移送电芯、折负极机耳和冲底垫片—套钢壳、放底垫片和电芯入壳，所述入壳机的工作效率为30～38Pcs/min。优选的，所述加面垫滚槽一体机的动作流程为：接上游设备来料自动进料—焊底—拔焊针—找正极耳—焊接及短路检测—加面垫—检测—滚槽—输送线出料，所述加面垫滚槽一体机的工作效率为60～70PPM/min。优选的，所述直线模块式焊盖帽机的动作流程为：上游设备输送线自动进料—找正极耳—焊接及短路检测—焊接盖帽—检测焊接状况—出料—入盒，所述直线模块式焊盖帽机的工作效率为30～35Pcs/min。优选的，所述步骤1)极耳的焊接过程中，应保持极耳与极片的垂直，不能发生斜置，同时极耳尽量靠近附料端，极耳表面状态应良好，并且焊接点数必须点够，最少为两个点，正极耳的点焊点在极片的中下部，以便于焊盖板时正极耳有一定的移动范围。优选的，所述步骤2)中采用交流伺服电机驱动，同时张力控制放卷、张力可调，放卷和卷绕均有纠偏装置，同时对极片有磁性清理装置，除静电装置、刷尘、吸尘装置并回收，同时配备检测装置，实时监控工作的运行状况，如有异常自动报警、停机。优选的，所述步骤5)中盖帽机采用料槽与滚槽工位进行连接的方式，两者进行无缝连接完成自动出料。优选的，所述步骤5)中成卷铝镍复合带通过张力控制后，由上下切刀作用将复合带切至要求长度，最后由带真空的吸咀将切好的复合带片吸至工位盘盖板上，进行铝镍复合带的定位焊接。(三)有益效果本专利技术提供了一种圆柱电芯自动装配生产线及其生产工艺。具备以下有益效果：(1)、本专利技术通过圆柱电芯自动装配生产线及其生产工艺，实现了圆柱电芯装配的全自动化工序，以及自动输出操作，提高生产效率、减少成本、减少人工参与，很好的解决了传统人工贴胶以及焊接过程中，由于人工参与度过高、自动化程度低而导致的生产成本高、效率低下、人员劳动强度过大、工伤事故频发以及产品合格率低等技术问题，并且可以根据不同的生产需求配套设置生产线，灵活性高。(2)、本专利技术通过自动化完成正负极片焊接极耳的动作，并且同时完成极耳包保护胶带及终止胶带等动作，达到了所需人工少、效率高、单价产品的制造成本大幅降低等效果，并且以连续、自动的流水线生产方式代替传统手工装配方式，省去了中间转运环节，降低了工人的劳动强度，避免了人工操作限制，且节约了生产的成本，可以大幅度提高生产效率，并且操作维修简便，性价比高，尤其适合锂电池生产厂家的规模化生产的需要，能够大幅度提高质量，提高生产效率，降低对原材料的配套要求。(3)、本专利技术通过正负极片、隔膜、保护胶带、终止胶带等料卷固定在各自放料轴上，经过自动放卷，自动纠偏定位完成正负极耳的焊接、保护胶带的贴覆、电芯卷绕、贴终止胶及下料到输送带等动作，能够使电芯在制作过程中一次性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆柱电芯自动装配生产线，包括正负极片制片机(1)、卷绕机(2)、入壳机(3)、加面垫滚槽一体机(4)和直线模块式焊盖帽机(5)，其特征在于：所述正负极片制片机(1)为整个装配生产线的起始端，所述卷绕机(2)位于正负极片制片机(1)的左侧，所述卷绕机(2)的左侧为加面垫滚槽一体机(4)，所述直线模块式焊盖帽机(5)位于加面垫滚槽一体机(4)的左侧。一种圆柱电芯自动装配生产线的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)、采用正负极片制片机(1)进行制作正极片和负极片，本机用于整卷极片的极耳焊接、极片的贴胶、极片的裁切；人工将极片、极耳料卷分别安装在放卷轴上，在此过程中采用整卷极片、极耳和胶纸进行上料，极片上料后主动放卷、纠偏，同时极耳自动放卷、定长进行裁切操作，对纠偏完成的极片感应涂布边定长牵引，将正负极耳焊接到正负极片上，随后极片牵引出料，在极耳上贴二道保护胶带，经过自动纠偏、裁切和收卷后牵引出料；2)、将完成焊接极耳的正负极片和隔膜一起卷绕成圆柱形状；采用上料机将隔膜、保护胶带和终止胶带等料卷进行自动上料，使其各自存放于放料轴上，同时焊接完成后的正负极片由制片机输送至卷绕机(2)上，然后正负极片和隔膜主动放卷后，经过张力控制、除尘、除静电、纠偏、监测等动作，在导轮、极片导送机的牵送下进入卷绕部件，进行芯棒上料、电芯卷绕、贴终止胶带等工序，电芯由机械手取下，并进行短路测定、光电计数，最终由输送带送出成品电芯；3)、卷绕好的电芯经过流水线，由自动机械手将其抓住放入入壳工位，自动冲裁下保护片放置在电芯负极段，压平负极耳，随后对电芯的外表面进行套钢壳、放底垫片、并且装入电池壳中，最后转移至输送带上出料，并且移送至加面垫滚槽一体机(4)上；4)、在该过程中采用人工插针、自动焊底、自动拔针、极耳定位，拉力测试、短路测试、自动冲放面垫、不良品自动分选、滚槽、出料等工序；当插针完成自动进料后电池开始点焊，将已经入完壳的电芯，通过焊接机将负极耳与电池壳底部焊接在一起，如有不合格产品则会收入点底不良的出料流水线上，后冲放上面贴，如检测到无面垫便收入不良不出料流水线上，检测完成后转入滚槽工位电池开始滚槽，完成后进入直线模块式焊盖帽机(5)中；5)、随后振动盘自动送盖板，采用高精度分割器进行工位传送，当送料机完成盖板入工位后，分割器带动工位盘将盖板依次进行检测，铝镍复合带的定位焊接，最后将定位好铝镍复合带的盖板，推至一平台进行定位超声波焊接，焊接完成后检测盖帽，出料机械手便取出电池，流向出料流水线上；此过程能够完成自动找正极耳、自动检测短路、虚焊、自动下盖帽、自动点焊接4点、自动测拉力，即检测不良的盖帽移送到废料盒子、自动收盒等工序。...

【技术特征摘要】
1.一种圆柱电芯自动装配生产线，包括正负极片制片机(1)、卷绕机(2)、入壳机(3)、加面垫滚槽一体机(4)和直线模块式焊盖帽机(5)，其特征在于：所述正负极片制片机(1)为整个装配生产线的起始端，所述卷绕机(2)位于正负极片制片机(1)的左侧，所述卷绕机(2)的左侧为加面垫滚槽一体机(4)，所述直线模块式焊盖帽机(5)位于加面垫滚槽一体机(4)的左侧。一种圆柱电芯自动装配生产线的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)、采用正负极片制片机(1)进行制作正极片和负极片，本机用于整卷极片的极耳焊接、极片的贴胶、极片的裁切；人工将极片、极耳料卷分别安装在放卷轴上，在此过程中采用整卷极片、极耳和胶纸进行上料，极片上料后主动放卷、纠偏，同时极耳自动放卷、定长进行裁切操作，对纠偏完成的极片感应涂布边定长牵引，将正负极耳焊接到正负极片上，随后极片牵引出料，在极耳上贴二道保护胶带，经过自动纠偏、裁切和收卷后牵引出料；2)、将完成焊接极耳的正负极片和隔膜一起卷绕成圆柱形状；采用上料机将隔膜、保护胶带和终止胶带等料卷进行自动上料，使其各自存放于放料轴上，同时焊接完成后的正负极片由制片机输送至卷绕机(2)上，然后正负极片和隔膜主动放卷后，经过张力控制、除尘、除静电、纠偏、监测等动作，在导轮、极片导送机的牵送下进入卷绕部件，进行芯棒上料、电芯卷绕、贴终止胶带等工序，电芯由机械手取下，并进行短路测定、光电计数，最终由输送带送出成品电芯；3)、卷绕好的电芯经过流水线，由自动机械手将其抓住放入入壳工位，自动冲裁下保护片放置在电芯负极段，压平负极耳，随后对电芯的外表面进行套钢壳、放底垫片、并且装入电池壳中，最后转移至输送带上出料，并且移送至加面垫滚槽一体机(4)上；4)、在该过程中采用人工插针、自动焊底、自动拔针、极耳定位，拉力测试、短路测试、自动冲放面垫、不良品自动分选、滚槽、出料等工序；当插针完成自动进料后电池开始点焊，将已经入完壳的电芯，通过焊接机将负极耳与电池壳底部焊接在一起，如有不合格产品则会收入点底不良的出料流水线上，后冲放上面贴，如检测到无面垫便收入不良不出料流水线上，检测完成后转入滚槽工位电池开始滚槽，完成后进入直线模块式焊盖帽机(5)中；5)、随后振动盘自动送盖板，采用高精度分割器进行工位传送，当送料机完成盖板入工位后，分割器带动工位盘将盖板依次进行检测，铝镍复合带的定位焊接，最后将定位好铝镍复合带的盖板，推至一平台进行定位超声波焊接，焊接完成后检测盖帽，出料机械手便取出电池，流向出料流水线上；此过程能够完成自动找正极耳、自动检测短路、虚焊、自动下盖帽、自动点焊接4点、自动测拉力，即检测不良的盖帽移送到废料盒子、自动收盒等工序。2.根据权利要求1所述的一种圆柱电芯自动装配生产线及其生产工艺，其特征在于：所述正负极片制片...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭勇强，黄仁华，
申请(专利权)人：惠州市鑫能自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44