一种锂电电芯绝缘防护膜激光清除系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种锂电电芯绝缘防护膜激光清除系统，包括机架、待料单元、桁架机械手、回转清洗单元和激光复合清洗头运动单元，桁架机械手位于待料单元正上方，回转清洗单元包括中空回转台以及用于对锂电电芯进行装夹定位变向的变位机构，变位机构设于中空回转台上，中空回转台位于待料单元与激光复合清洗头运动单元之间，实现取料工位与清洗工位来回切换，激光复合清洗头运动单元包括复合激光清洗机构和定位复合激光清洗机构工作位置的三维驱动机构。该激光清除系统除人工上下料盘外，其余所有工序均为自动化操作，对比传统的刮除方式或纯激光自动化除膜等现有的方式，降低了工人的劳动强度，节省了人力资源，极大的提高了生产效率和经营成本。了生产效率和经营成本。了生产效率和经营成本。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电电芯绝缘防护膜激光清除系统及方法


[0001]本专利技术属于激光清洗
，具体涉及一种锂电电芯绝缘防护膜激光清除系统及方法。

技术介绍

[0002]随着科技的快速发展，新技术的日趋成熟和人们对环保意识的不断增强，新能源汽车逐步量产化替代传统燃油车，作为新能源汽车动力源的主要原材料，锂离子电池具有更多的优势，产量也越来越高。在锂离子电池的制造工艺过程中，为确保电池的安全性，避免电芯与铝壳体的短路，需在铝壳体的外表面上包裹一层树脂材料作为绝缘防护膜，如图1所示，为锂电电芯的外形示意图，锂电电芯外表面包含A面、B面、C面、D面、E面、F面共6个面，其中A面为极耳所处的顶面，B面为前面，C面为右面，相对应的下面为D面，后面为E面，左面为F面。然而，锂电电芯经过贴膜机包裹后粘贴平整牢固，由于防护膜上还涂覆有一层结构胶，通过常规的人工或机械去除方式，在不损伤电芯壳体表面的情况下，存在难以清除干净、效率低下等问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种锂电电芯绝缘防护膜激光清除系统，至少可以解决现有技术中存在的部分缺陷。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种锂电电芯绝缘防护膜激光清除系统，包括机架以及集成安装于机架上的待料单元、桁架机械手、回转清洗单元和激光复合清洗头运动单元，所述桁架机械手位于待料单元正上方，所述回转清洗单元包括中空回转台以及用于对锂电电芯进行装夹定位变向的变位机构，所述变位机构设置于中空回转台上，所述中空回转台位于待料单元与激光复合清洗头运动单元之间，实现取料工位与清洗工位来回切换，所述激光复合清洗头运动单元包括复合激光清洗机构和定位复合激光清洗机构工作位置的三维驱动机构。
[0005]进一步的，所述待料单元包括用于装载料盘的上下料组件，所述上下料组件包括箱体以及设置于箱体内的抽屉，所述箱体的顶盖与箱体铰接，所述箱体外设有驱动气缸，所述驱动气缸与顶盖连接，用于驱动顶盖运动而掀开顶盖，所述抽屉通过直线滑轨与箱体滑动连接，所述箱体内设有定位气缸，所述定位气缸位于抽屉运动路线端部，所述定位气缸上连接有用于固定料盘的顶杆。
[0006]进一步的，所述上下料组件有两组，分别布置于桁架机械手的两侧。
[0007]进一步的，所述桁架机械手包括桁架、双驱X轴、横梁Y轴、Z轴、对电芯上二维码进行扫码识别的视觉相机以及用于取料的电动夹爪，所述双驱X轴固定安装于桁架上，所述横梁Y轴垂直滑动连接于双驱X轴上，所述Z轴垂直滑动连接于横梁Y轴上，所述视觉相机和电动夹爪连接于Z轴底端。
[0008]进一步的，所述变位机构包括用于对锂电电芯各侧面夹紧并翻转的夹紧翻转组
件，对锂电电芯下表面托举并水平旋转锂电电芯的托举组件，以及用于压紧锂电电芯上表面的下压组件；所述夹紧翻转组件包括直线滑台、回转摆缸和平行抓手，所述回转摆缸有两个，沿直线滑台的长度方向滑动连接于直线滑台上，所述平行抓手转动连接于回转摆缸上；所述托举组件包括托板、转轴、升降驱动件和水平旋转驱动件，所述转轴由上转轴和下转轴构成，所述托板连接于上转轴顶部，所述水平旋转驱动件与上转轴连接，驱动上转轴绕其轴线转动，所述升降驱动件与下转轴下端连接，驱动下转轴带动上转轴整体升降运动；所述下压组件包括垂直位移气缸、垂直导轨、连接滑块、水平位移气缸、水平直线导轨、滑动连接板、防压偏气缸和压板，所述连接滑块滑动连接于垂直导轨上，所述垂直位移气缸与连接滑块连接，驱动连接滑块沿垂直导轨上下移动，所述水平位移气缸和水平直线导轨均安装于连接滑块上，所述滑动连接板滑动连接于水平直线导轨上，所述水平位移气缸与滑动连接板连接，驱动滑动连接板沿水平直线导轨水平移动，所述压板连接于滑动连接板一端下方，所述防压偏气缸安装于滑动连接板上，且与压板连接。
[0009]进一步的，所述变位机构有两套，通过回转连接架连接于中空回转台上，两套变位机构分别对应待料单元和激光复合清洗头运动单元布置。
[0010]进一步的，所述复合激光清洗机构包括CO2激光加工头、光纤激光加工头、辅助吹气组件和随动吸尘头，所述CO2激光加工头通过导光臂连接CO2激光器，所述光纤激光加工头通过光纤连接光纤激光器，所述CO2激光加工头和光纤激光加工头安装于三维驱动机构上，所述辅助吹气组件和随动吸尘头安装于CO2激光加工头和光纤激光加工头旁边。
[0011]进一步的，所述三维驱动机构包括X轴滑板、X轴滑台、Y轴滑台、Z轴升降台和支腿，所述X轴滑板安装于X轴滑台上，所述X轴滑台垂直安装于Y轴滑台上，所述Y轴滑台垂直安装于Z轴升降台上，所述Z轴升降台通过支腿连接于机架上，所述复合激光清洗机构安装于X轴滑板上。
[0012]进一步的，上述锂电电芯绝缘防护膜激光清除系统还包括半包围集尘机构，所述半包围集尘机构设置于回转清洗单元和激光复合清洗头运动单元，用于收集激光复合清洗产生的烟尘。
[0013]另外，本专利技术还提供了一种利用上述锂电电芯绝缘防护膜激光清除系统的激光清除方法，具体包括如下步骤：1)将装满锂电电芯的料盘放入待料单元中；2)桁架机械手移动到待料单元上方，对待料单元中锂电电芯进行二维码识别并抓取，将锂电电芯搬运到回转清洗单元的取料工位上；3)回转清洗单元的变位机构将锂电电芯夹紧定位，通过中空回转台转动，将锂电电芯旋转到回转清洗单元的清洗工位上，对应激光复合清洗头运动单元；4)变位机构夹紧并调节锂电电芯的位置，使锂电电芯其中一侧面朝向激光复合清洗头运动单元的复合激光清洗机构，复合激光清洗机构对该侧面进行激光清洗，同时通过三维驱动机构调节复合激光清洗机构位置，以对锂电电芯整个侧面位置清洗；5)待锂电电芯的一个侧面清洗完成后，变位机构调节锂电电芯另一侧面朝向复合激光清洗机构进行清洗，依次重复；6)待锂电电芯所有侧面清洗完成后，中空回转台转动将锂电电芯从清洗工位回到取料工位，桁架机械手从取料工位上将清洗完成的锂电电芯搬运到待料单元的原位置上；
7)重复上述步骤2)～6)，完成料盘中所有锂电电芯清洗。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：(1)本专利技术提供的这种锂电电芯绝缘防护膜激光清除系统除人工上下料盘外，其余所有工序均为自动化操作，对比传统的刮除方式或纯激光自动化除膜等现有的方式，降低了工人的劳动强度，节省了人力资源，极大的提高了生产效率和经营成本。
[0015](2)本专利技术提供的这种锂电电芯绝缘防护膜激光清除系统采用CO2激光器和脉冲光纤激光器两种激光复合的形式对电芯防护膜进行清除，充分利用CO2激光器和脉冲光纤激光器所发出的不同波长的激光对绝缘防护膜及粘胶吸收率的不同，使绝缘防护膜能瞬间气化和分解，再在激光清洗头旁边配以辅助吹气，能快速彻底的清除绝缘防护膜，达到既没有残留物又不会损伤电芯的壳体基材的目的。
[0016]以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0017]图1是锂电电芯结构示意图；图2是本专利技术锂电电芯绝缘防护膜激光清除系统的布局示意图；图3是本专利技术锂电电芯绝缘防护膜激光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电电芯绝缘防护膜激光清除系统，其特征在于：包括机架以及集成安装于机架上的待料单元、桁架机械手、回转清洗单元和激光复合清洗头运动单元，所述桁架机械手位于待料单元正上方，所述回转清洗单元包括中空回转台以及用于对锂电电芯进行装夹定位变向的变位机构，所述变位机构设置于中空回转台上，所述中空回转台位于待料单元与激光复合清洗头运动单元之间，实现取料工位与清洗工位来回切换，所述激光复合清洗头运动单元包括复合激光清洗机构和定位复合激光清洗机构工作位置的三维驱动机构。2.如权利要求1所述的锂电电芯绝缘防护膜激光清除系统，其特征在于：所述待料单元包括用于装载料盘的上下料组件，所述上下料组件包括箱体以及设置于箱体内的抽屉，所述箱体的顶盖与箱体铰接，所述箱体外设有驱动气缸，所述驱动气缸与顶盖连接，用于驱动顶盖运动而掀开顶盖，所述抽屉通过直线滑轨与箱体滑动连接，所述箱体内设有定位气缸，所述定位气缸位于抽屉运动路线端部，所述定位气缸上连接有用于固定料盘的顶杆。3.如权利要求2所述的锂电电芯绝缘防护膜激光清除系统，其特征在于：所述上下料组件有两组，分别布置于桁架机械手的两侧。4.如权利要求1所述的锂电电芯绝缘防护膜激光清除系统，其特征在于：所述桁架机械手包括桁架、双驱X轴、横梁Y轴、Z轴、对电芯上二维码进行扫码识别的视觉相机以及用于取料的电动夹爪，所述双驱X轴固定安装于桁架上，所述横梁Y轴垂直滑动连接于双驱X轴上，所述Z轴垂直滑动连接于横梁Y轴上，所述视觉相机和电动夹爪连接于Z轴底端。5.如权利要求1所述的锂电电芯绝缘防护膜激光清除系统，其特征在于：所述变位机构包括用于对锂电电芯各侧面夹紧并翻转的夹紧翻转组件，对锂电电芯下表面托举并水平旋转锂电电芯的托举组件，以及用于压紧锂电电芯上表面的下压组件；所述夹紧翻转组件包括直线滑台、回转摆缸和平行抓手，所述回转摆缸有两个，沿直线滑台的长度方向滑动连接于直线滑台上，所述平行抓手转动连接于回转摆缸上；所述托举组件包括托板、转轴、升降驱动件和水平旋转驱动件，所述转轴由上转轴和下转轴构成，所述托板连接于上转轴顶部，所述水平旋转驱动件与上转轴连接，驱动上转轴绕其轴线转动，所述升降驱动件与下转轴下端连接，驱动下转轴带动上转轴整体升降运动；所述下压组件包括垂直位移气缸、垂直导轨、连接滑块、水平位移气缸、水平直线导轨、滑动连接板、防压偏气缸和压板，所述连接滑块滑动连接于垂直导轨上，所述垂直位移气缸与连接滑块连接，驱动连接滑块沿垂直导轨上下移动，所述水平位移气缸和水平直线导轨均安装于连接滑块上，所述滑动连接板滑动连接于水平直线导轨上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：程传亮，靳伦平，曾毅，高章锐，胡纯，段涛，谢家辉，韩锋，谢智琦，吴远明，吴苶，
申请(专利权)人：华工法利莱切焊系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：