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自动灌胶装置和自动灌胶方法实质审查 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及电池灌胶技术领域,具体而言,涉及一种自动灌胶装置和自动灌胶方法。

相关背景技术

[0002] 随着电动汽车的快速发展,续航要求越来越高,三元锂电池使用越来越多,针对灌胶方式采用设备和手动灌胶方式,现有的手动灌胶方式存在如下缺点:
[0003] (1)胶水浪费太严重:人工灌胶很难控制流量,经常灌多胶水,或者配多胶水没在规定时间用完,固化在桶或壶中,造成耗材浪费严重;
[0004] (2)产品质量一致性差:生产过程不可控因素多,配的胶不好,灌胶量不准,产品洁净度差,客户投诉率高,或者返工成本高;
[0005] (3)人工灌胶速度慢,效率低,并且不好管理。
[0006] 如图6所示,现有设备灌胶工序一般为:胶水搅拌和混合在搅拌系统中进行,保证了胶水的混合比例和混合均匀性,混合后胶水的胶水通过输出管道到模组,此工艺过程为:胶水加热搅拌罐中进行搅拌→人工将模组搬入操作平台→灌胶→人工观察灌胶状态→停止灌胶→人工将模组搬下→下一工序。该工艺面临如下问题:
[0007] ①胶水在搅拌过程中产生微小气泡,导致产品灌胶后表面及内部有气泡,外观不良;
[0008] ②人工搬运耗费大量人工;
[0009] ③人工观察灌胶状态,产品质量一致性差;
[0010] ④设备循环时间增加。
[0011] 针对上述的现有的灌胶方式操作复杂且效率低下的问题技术问题,目前尚未提出有效解决方案。

具体实施方式

[0037] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0038] 需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0039] 需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0040] 现在,将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而,这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施,并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是,提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整,并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员,在附图中,为了清楚起见,有可能扩大了层和区域的厚度,并且使用相同的附图标记表示相同的器件,因而将省略对它们的描述。
[0041] 结合图1至图4所示,根据本申请的具体实施例,提供了一种自动灌胶装置。
[0042] 自动灌胶装置包括胶水搅拌装置1、灌胶工位、灌胶工装3和机器臂4,胶水搅拌装置1至少包括胶水搅拌罐10,胶水搅拌罐10内存储有胶水;灌胶工位为多个,灌胶工位用于放置待灌胶的电池模组2,其中,待灌胶的电池模组2为一个或多个;灌胶工装3与胶水搅拌罐10通过管道连接,灌胶工装3与灌胶工位相邻地设置,灌胶工装3用于对电池模组2进行灌胶工作;机器臂4与灌胶工装3连接,机器臂4用于带动灌胶工装3在多个灌胶工位之间移动。
[0043] 应用本实施例的技术方案,设置多个灌胶工位,可利于进行多次灌胶,从而提升灌胶质量,机器臂4的设置可解决人工搬运问题,避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故,灌胶工装3可进行自动灌胶,节省人力,提升灌胶效率和灌胶质量,本方案有效解决现有技术中灌胶方式操作复杂且效率低下的问题。
[0044] 进一步地,胶水搅拌装置1还包括真空泵11,真空泵11与胶水搅拌罐10连接,真空泵11用于除去胶水中的气泡。
[0045] 在本申请的一个示范性实施例中,利用真空泵11将胶水搅拌罐10内部气压抽至真空,利用气压差将胶水内部气泡抽出。胶水内部气泡的大小取决于所受外部压强大小,当外部压强减小时气泡体积将增加,如同往气球里面吹气,使得外部压力比内部更小的时候气球就涨大一样,因此,液体表面的大气压力一旦迅速降低(抽真空)后,液体内部气泡体积迅速增加,浮力自然增加而迅速浮到液体表面,气泡因此加速消失,液体内部溶解的气体也因液体表面压强降低而溶解度降低析出。原理可以用以下公式来表示:Pv
[0046] 进一步地,自动灌胶装置还包括工作台架5,工作台架5为至少一个,工作台架5上放置有至少一个电池模组2,工作台架5可移动地设置,工作台架5可带动电池模组2在多个灌胶工位之间移动。通过设置可移动的工作台架5,可通过工作台架5实现电池模组2的自动上下料,进一步节省人力。
[0047] 在本申请的一个示范性实施例中,工作台架5为可移动工作车,且具备AGV移动装置。
[0048] 优选地,工作台架5为多个。多个工作台架5的设置可使得多个工位连续工作,进一步提升灌胶效率。
[0049] 进一步地,灌胶工装3包括灌胶板30和灌胶嘴31,灌胶板30内部设置有多个灌胶流道,灌胶流道通过管道与胶水搅拌罐10连通,灌胶板30具有灌胶平面,灌胶平面上开设有多个灌胶口301;灌胶嘴31与灌胶口301对应连接,灌胶嘴31用于对电池模组2进行灌胶工作。
[0050] 在本申请的一个示范性实施例中,灌胶板30为矩形截面的板状结构,灌胶平面上设置有多排灌胶口301,例如,可以设置六排灌胶口301,多排灌胶口301的设置可利于胶水均匀灌注。
[0051] 进一步地,管道上设置有流量计,流量计用于检测流入灌胶工装3的胶水量。流量计的设置可便于监控灌胶量,不再需要人工观察灌胶状态,提高产品一致性,从而实现对灌胶量的精准控制,提高产品质量。
[0052] 需要说明的是,为实现对灌胶量的检测和控制的目的,还可以直接采用计量筒连接灌胶工装3和胶水搅拌罐10。
[0053] 进一步地,工作台架5上放置有多个电池模组2。工作台架5上放置多个电池模组2,可利于灌胶工装3对多个电池模组2进行灌胶,提升灌胶速率。
[0054] 上述实施例中的自动灌胶装置,胶水搅拌装置1中增加抽真空装置,可解决搅拌过程中产生的气泡;设置流量计时刻监控灌胶量,解决人工观察灌胶状态引起的人力劳动增加问题,监测更准确,提高产品一致性;机器臂4可解决人工搬运问题。
[0055] 根据本申请的另一具体实施例,提供了一种自动灌胶方法,自动灌胶方法采用上述实施例中的自动灌胶装置进行,灌胶工位包括第一工位和第二工位,如图5所示,方法包括如下步骤:
[0056] 步骤S1,对胶水搅拌罐10内的胶水进行搅拌;
[0057] 步骤S2,将搅拌完成的胶水挤压至灌胶工装3内;
[0058] 步骤S3,对位于第一工位的电池模组2进行第一次灌胶;
[0059] 步骤S4,将完成第一次灌胶的电池模组2移动至第二工位,并将灌胶工装3移动过至第二工位,灌胶工装3对位于第二工位的电池模组2进行第二次灌胶;
[0060] 步骤S5,第二次灌胶完成后,电池模组2的灌胶工作完成。
[0061] 应用步骤S1‑S5的自动灌胶方法,双工位设置可实现连续无缝衔接生产,二次灌胶可解决产品表面外观不良的问题,本实施例中的自动灌胶方法有效解决灌胶过程中的生产效率低,耗费人力大及产品质量及外观问题。
[0062] 进一步地,在步骤S2中,将搅拌完成的胶水挤压至灌胶工装3内之前,方法还包括:
[0063] 步骤S21,对胶水搅拌罐10内的胶水进行真空除泡。
[0064] 通过步骤S21,真空脱泡后可保证胶水无气泡,进而提升产品质量。
[0065] 进一步地,在第一次灌胶过程中,灌胶工装3向电池模组2灌入第一预设量的胶水,在第二次灌胶过程中,灌胶工装3向电池模组2灌入第二预设量的胶水,其中,第一预设量大于第二预设量。
[0066] 在本申请的一个示范性实施例中,第一次灌胶至塑料件上灌胶口溢出,并对灌胶口进行齐平处理,保证模组内部气泡的排除,等待10分钟后进行第二次灌胶,等待目的是排除模组内部气泡,第二次灌胶至集流板上平面。通过二次注塑的方法一体成形,工序简单,成本低廉,产品质量显著提升,零件间无缝结合,视觉效果好,保证了胶面的外观和质量。
[0067] 本申请还提供了一种自动灌胶装置和自动灌胶方法的优选实施例,本实施例中,自动灌胶装置适用于用于对电池模组(以下简称模组)灌胶。
[0068] 具体地,自动灌胶装置包括胶水搅拌罐10、真空泵11和搅拌电机12,利用真空泵11将胶水搅拌罐10内部气压抽至真空,利用气压差将胶水内部气泡抽出。胶水内部气泡的大小取决于所受外部压强大小,当外部压强减小时气泡体积将增加,如同往气球里面吹气,使得外部压力比内部更小的时候气球就涨大一样,因此,液体表面的大气压力一旦迅速降低(抽真空)后,液体内部气泡体积迅速增加,浮力自然增加而迅速浮到液体表面,气泡因此加速消失,液体内部溶解的气体也因液体表面压强降低而溶解度降低析出。原理可以用以下公式来表示:Pv
[0069] 自动灌胶装置还包括机器臂4和灌胶工装3,机器臂4搭载灌胶工装3进行自动灌胶,提高生产过程中的自动化程度,应用机器臂4可部分或全部代替人共作业,作业过程更安全,使劳动条件得以改善。在较笨重的模组搬运操作中,以机器臂4代替人进行工作,可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。以减少人力和更准确的控制生产的节拍,便于有节奏的进行工作生产。模组到位后,灌胶工装3保证了胶水均匀的灌到模组内。灌胶工装3的流道,保证了胶水均匀出胶,灌胶嘴位置设计,保证模组内部胶水的均匀性。
[0070] 自动灌胶装置还包括双工位设置,即本实施例中,灌胶工位包括第一工位和第二工位,一台机器人分别给两个工位进行灌胶作业,减少了产品转运的时间,第一工位完成灌胶后,可立即进行第二工位的灌胶,成倍提高工作效率,提高企业生产产能。节省放取工作时间。自动化左右工作台设计,可实现上料和灌胶的不间断作业,提高生产效率,人员操作节约更多,工艺实现连续性。本实施例中,设置了两个工作台架5,两个工作台架5均为可移动工作车,均具备AGV移动装置。
[0071] 具体地,在二次灌胶过程中,第一次灌胶至塑料件上灌胶口溢出,并对灌胶口进行齐平处理,保证模组内部气泡的排除,等待10分钟后进行第二次灌胶,等待目的是排除模组内部气泡,第二次灌胶至集流板上平面,完成灌胶后,产品进行下一道工序。本实施例通过二次注塑的方法一体成形,工序简单,成本低廉,产品质量显著提升,零件间无缝结合,视觉效果好,保证了胶面的外观和质量。
[0072] 采用上述实施例中的自动灌胶装置,可实现如下技术效果:
[0073] (1)现有技术中,因胶水的分层严重,需要搅拌速度快,原无真空脱泡,胶水中有大量气泡,采用真空脱泡后保证胶水无气泡,胶水可以选择不可与湿气接触胶水,拓展了胶水选择类型,使用本实施例中的胶水搅拌装置1更能满足产品需求;
[0074] (2)灌胶工装3的应用,在所有新项目上都采用灌胶工装3,现有技术中多采用手动灌胶,需要先灌胶后按照集流板再焊接,灌胶后胶水残留再电池模组正负极需要对电池模组正负全面的进行酒精清洁,花费大量人力,因人员操作无法保证清洁效果导致焊接存在虚焊和炸焊的风险,采用灌胶工装3进行灌胶可以先焊接后灌胶,有效的避免了清洁和焊接问题,灌胶工装3与机器臂4搭配使用,保证灌胶过程的自动化进行。
[0075] (3)双工位的应用,现有技术中,上下料时为了保证安全性设备需要停机,且上下料需要花时间,导致每天有1/5时间停机。采用双工位后,减少换料停机,大大提高效率,使用AGV自动运输实现自动化。
[0076] 为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0077] 除上述以外,还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等,指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说,结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时,所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
[0078] 在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
[0079] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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