技术领域
[0001] 本申请涉及电池技术领域,特别是涉及一种贴片装置。
相关背景技术
[0002] 在一些产品的制造的过程中,需要使用贴片装置对产品进行贴片,对便于能够对产品进行保护或者识别等等。以产品为电芯为例,需要利用贴片装置在电芯之间贴上绝缘
片,以降低电芯之间短路的风险,提高了电芯的可靠性,同时绝缘片还可以防止电芯受到外
力损伤,起到保护电芯的作用。
[0003] 对于传统的贴片装置,需要频繁进行上料,影响电池生产线的时间稼动率,导致电池生产线的效率降低。因此,如何提供一种能够提升效率的贴片装置成为亟待解决的问题。
具体实施方式
[0043] 为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申
请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不
违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
[0044] 在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
[0045] 此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三
个等,除非另有明确具体的限定。
[0046] 在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连
接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员
而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0047] 在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0048] 需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”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”、“上”、“下”、“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。
[0049] 请参阅图1及图7,本申请提供了一种贴片装置1,贴片装置1用于将片材4粘贴至待贴片件上,其中,片材4可以是绝缘片或者其他片状材料,待贴片件可以是电芯2或者其他元
件,具体在此处不作限定。为方便说明,以下实施例均以片材4为绝缘片,待贴片件为电芯2
为例进行说明。
[0050] 请再次参阅图1至图5,以及图7,贴片装置具有贴片工位,贴片装置1包括机架10、收放卷机构20、剥片机构30、取片机构40、剔除机构50、视觉检测机构60及控制机构,收放卷
机构20、剥片机构30、取片机构40、视觉检测机构60及控制机构均设置于机架10上,剔除机
构50设置于取片机构40上,且收放卷机构20、剥片机构30、取片机构40、剔除机构50及视觉
检测机构60均与控制机构电连接。
[0051] 剥片机构30包括剥片平台31及放置平台32,剥片平台31与放置平台32间隔设置,并形成供料带5通过的剥片间隙35,收放卷机构20用于释放附着有片材4的料带5,且收放卷
机构20能够带动料带5传输并依次经过剥片平台31及剥片间隙35后向剥片平台31的底侧传
递,料带5向剥片间隙35运动的过程中,片材4与料带5剥离,且片材4由剥片平台31向放置平
台32移动,收放卷机构20还用于收卷剥片后的料带5。取片机构40用于吸取放置平台32上的
片材4,且取片机构40带动片材4移动并进行贴片,具体来说,取片机构40带动片材4移动至
贴片工位进行贴片。剔除机构50并用于在取片机构40将片材4抵压在放置平台32时剔除片
材4上的废料。视觉检测机构60用于对取片机构40及片材4进行拍照并反馈至控制机构,以
对片材4合格与否进行判断,并对片材4的贴片位置进行纠偏,控制机构用于控制收放卷机
构20、剥片机构30、取片机构40、剔除机构50及视觉检测机构60运作。收放卷机构20、剥片机
构30、取片机构40、剔除机构50、视觉检测机构60及控制机构共同配合,实现自动贴片。
[0052] 在传统的贴片装置中,片料(包括片材及底材,片材粘贴于底材上)通过弹夹夹住,并采用堆叠式供料。供料数量受片料强度和堆叠方式的影响,每个弹夹单次可供料约600
片,在20ppm的电池生产线中,平均每0.5小时需要人工上料一次片料,影响产线的时间嫁动
率,产线生产效率低,同时造成人力浪费。此外,在传统的贴片装置中,片料呈堆叠式,堆叠
的片料的底部设置有升降气缸推动片料上升,取料机构吸取片材后,平移机构夹住片料的
底材,并带动底材水平运动,与此同时,取料机构带动片材竖向运动,以实现片材与底材的
分离。该种分离方式需要克服片材与底材之间的粘接力,容易损坏片材及底材,因此,需要
使用厚片材及厚底材。而在本申请中,通过设计收放卷机构20,采用卷料3对片材4进行供料
的方式,可以提升储片数量,降低上料频次,从而有利于提升产线的时间稼动率,具有较高
的生产效率。此外,料带5在卷料3放料及收卷时传输,并依次经过剥片平台31及剥片间隙35
后向剥片平台31的底侧传递的过程中,可以实现片材4与料带5的自动剥离,该种方式使用
薄的片材4及料带5即可,有利于节省材料。而且,采用自动剥离片材4与料带5的方式,片材4
剥离过程中各部分的受力较为均衡,降低了片材4褶皱、翘起的问题,从而实现了高效、稳定
的贴片。
[0053] 请再次参阅图1,其中,收放卷机构20包括放卷组件21、放卷驱动组件22及收卷组件23。放卷组件21位于剥片机构30的上游并用于释放附着有片材4的料带5,收卷组件23位
于剥片机构30的下游并用于收卷剥片后的料带5,放卷驱动组件22位于剥片机构30与收卷
组件23之间并用于带动料带5传输。该种设计可以带动料带5自动放卷、传输并收卷。此外,
由于放卷驱动组件22位于剥片机构30与收卷组件23之间,因此,当放卷驱动组件22拉动料
带5传输的过程中,料带5维持一定的张力并通过剥片机构30,以方便剥片。
[0054] 在一些可选实施例中,放卷组件21包括放卷轴211及阻尼器212,放卷轴211可转动地安装于机架10上并用于装配附着有片材4的卷料3,阻尼器212安装于放卷轴211上,以避
免放卷轴211及卷料3因为惯性而空转,这样,需要在一定的拉力作用下才能实现卷料3的释
放,保证了放卷时料带5具有一定张力。
[0055] 在一些可选实施例中,收卷组件23包括收卷轴231及收卷驱动件,收卷驱动件安装于机架10上,并与收卷轴231传动连接,收卷驱动件用于驱动收卷轴231转动,以提供收卷张
力,从而实现剥离片材4后的料带5的收卷。
[0056] 在一些可选实施例中,放卷驱动组件22包括放卷驱动件、放卷辊221及压紧辊222,放卷辊221及压紧辊222沿料带5的厚度方向分布于料带5相对的两侧,且压紧辊222将料带5
压紧于放卷辊221上,放卷驱动件与放卷辊221传动连接,并用于驱动放卷辊221带动料带5
传输。压紧辊222将料带5压紧于放卷辊221上,则在放卷驱动件驱动放卷辊221转动的过程
中,放卷辊221与料带5之间产生滑动摩擦力,而能够拉动料带5运行,以实现料带5的放卷及
传输,该种拉动料带5运行的方式简单且可靠。
[0057] 收放卷机构20还包括放卷张力调节组件24,放卷张力调节组件24位于放卷组件21与剥片机构30之间,并用于调节放卷张力。具体来说,放卷张力调节组件24用于在对料带5
进行放卷的过程中对料带5进行缓存或释放,从而维持料带5的放卷张力。
[0058] 在一些可选实施例中,放卷张力调节组件24包括放卷张力驱动件241及放卷张力辊242,放卷张力驱动件241与放卷张力辊242传动连接并用于驱动放卷张力辊242运动,根
据放卷张力辊242运动的距离,可以释放与该距离对应余量的料带5,从而实现料带5放卷张
力的调整。
[0059] 收放卷机构20还包括收卷张力调节组件25,收卷张力调节组件25位于剥片机构30与收卷组件23之间,并用于调节收卷张力。具体来说,收卷张力调节组件25用于在对料带5
进行收卷的过程中对料带5进行缓存或释放,从而维持料带5的收卷张力。
[0060] 在一些可选实施例中,收卷张力调节组件25包括收卷张力驱动件及收卷张力辊251,收卷张力驱动件与收卷张力辊251传动连接并用于驱动收卷张力辊251运动,根据收卷
张力辊251运动的距离,可以释放与该距离对应余量的料带5,从而实现料带5收卷张力的调
整。
[0061] 收放卷机构20还包括张力隔断组件26,张力隔断组件26位于放卷张力调节组件24与剥片机构30之间,并用于在剥片机构30剥片时隔断放卷张力及剥片张力,以避免放卷张
力与剥片张力相互影响,确保剥片的顺利进行。
[0062] 通常来说,料带5放卷时的张力小于片材4与料带5剥离时的张力,通过设计张力隔断组件26,经张力隔断组件26分开后,放卷张力不会影响剥片张力,可以将放卷张力与剥片
张力分开,避免剥片时放卷张力影响剥片张力,保证了剥片的顺利进行。
[0063] 在一些可选实施例中,张力隔断组件26包括隔断块261、压块262及隔断驱动件263,隔断块261及压块262沿料带5的厚度方向分布于料带5相对的两侧,且隔断驱动件263
驱动压块262运动以使压块262与隔断块261抵接,进而,料带5的放卷张力及剥片张力被隔
断,不会相互影响。
[0064] 收放卷机构20还包括过渡辊组件27,过渡辊组件27设置于机架10上,且包括多个过渡辊271,各过渡辊271设置在放卷机构与收卷机构之间,并用于承载料带5,且能够改变
料带5的传输方向。
[0065] 请再次参阅图1,并同时参阅图5至图7,在一些可选实施例中,放置平台32上构造形成有第一定位块321及第二定位块322,第一定位块321沿片材4向放置平台32移动的方向
设置,第二定位块322沿与片材4向放置平台32移动的方向(如图7中X方向所指)相交的方向
(如图7中Y方向所指)间隔设置于第一定位块321的两侧,且第一定位块321与第二定位块
322共同界定形成定位片材4的定位区域。诸如,第二定位块322沿与片材4向放置平台32移
动的方向垂直的方向间隔设置于第一定位块321的两侧。第一定位块321能够沿片材4向放
置平台32移动的方向对片材4进行限位及定位,第二定位块322能够沿与片材4向放置平台
32移动的方向相交的方向对片材4进行限位及定位,从而使得片材4能够固定在放置平台32
上执行后续工序。
[0066] 在一些可选实施例中,放置平台32放置片材4的表面敷设有防粘涂层。放置平台32放置片材4的表面即为放置平台32的顶面。防粘涂层的设置,使得片材4在移动至放置平台
32后不会粘黏在放置平台32上,以方便取片机构40吸取片材4。
[0067] 在一些可选实施例中,剥片机构30还包括第一检测件33,第一检测件33用于在料带5进入剥片平台31前检测料带5的厚度,以判断料带5上是否存在片材4;和/或,剥片机构
30还包括第二检测件34,第二检测件34用于检测片材4是否剥离至放置平台32,取片机构40
用于在片材4剥离至放置平台32后吸取片材4。
[0068] 其中,第一检测件33可以为超声波传感器,第二检测件34可以为激光传感器。当然,第一检测件33及第二检测件34的具体形式不限于上述一种,还可以为其他形式,具体可
以根据需求设定。
[0069] 第一检测件33及第二检测件34与控制机构电连接,第一检测件33检测料带5的厚度并反馈至控制机构,控制机构通过第一检测件33反馈的厚度来判断料带5进入剥片平台
31前是否存在片材4。举例来说,以片材4为绝缘片为例,绝缘片的厚度大致为0.05mm,料带5
的厚度大致为0.03mm,当第一检测件33检测到的厚度接近0.08mm时,说明料带5上存在片材
4,则控制机构控制其他各机构维持原有的工作状态正常工作;当第一检测件33检测到的厚
度接近0.03mm时,说明料带5上不存在片材4,则控制机构控制料带5继续走带,直至第一检
测件33检测到的厚度接近0.08mm。
[0070] 第二检测件34检测片材4是否剥离至放置平台32并反馈至控制机构,若是,则控制机构控制料带5暂停走带,并同时控制取片机构40运动至放置平台32上,并对片材4进行吸
取;若否,则控制机构控制其他各机构维持原有的工作状态,且料带5继续走带,直至第二检
测件34检测到片材4剥离至放置平台32。
[0071] 通过设置第一检测件33和/或第二检测件34,可以对剥片机构30的工作进行实时监控,确保剥片精度及剥片的可靠性。
[0072] 请参阅图1至图4,并同时参阅图8至图10,取片机构40包括三轴驱动组件、旋转驱动组件及真空吸盘41,旋转驱动组件设置于三轴驱动组件上,真空吸盘41设置于旋转驱动
组件上,三轴驱动组件带动真空吸盘41实现三个自由度的平移,以实现真空吸盘41位置的
变换,旋转驱动组件带动吸盘旋转,以实现吸盘吸附角度的变换。三轴驱动组件与旋转驱动
组件配合,方便吸盘吸附片材4。
[0073] 在一些可选实施例中,三轴驱动组件包括升降驱动组件,横向驱动组件及纵向驱动组件,升降驱动组件包括升降气缸42及升降安装板,升降气缸42与升降安装板传动连接,
并用于驱动升降安装板带动横向驱动组件、纵向驱动组件、旋转驱动组件及真空吸盘41升
降。纵向驱动组件包括纵向气缸43及纵向安装板,纵向驱动电机与纵向安装板固定连接,并
用于通过纵向安装板驱动横向驱动组件、旋转驱动组件及真空吸盘41升降沿料带5的宽度
方向运动。横向驱动组件包括横向电机44、横向传动齿轮45及横向传动齿条46,横向电机44
与横向传动齿轮45传动连接,且横向传动齿轮45与横向传动齿条46啮合,旋转驱动组件及
真空吸盘41均安装于横向传动齿条46上,横向电机44工作时,带动横向传动齿条46、旋转驱
动组件及真空吸盘41在片材4向放置平台32移动的方向,以及与该移动的方向相反的方向
往复运动。
[0074] 在一些可选实施例中,旋转驱动组件包括旋转驱动电机47及旋转安装板48,真空吸盘41及剔除机构50均安装于旋转安装板48上,旋转驱动电机47通过旋转安装板48带动真
空吸盘41及剔除机构50旋转。
[0075] 在一些可选实施例中,真空吸盘41为环形吸盘且具有中心孔;剔除机构50包括剔除驱动件52以及剔除推杆51,剔除驱动件52与剔除推杆51传动连接,且剔除推杆51穿设于
真空吸盘41的中心孔,并在剔除驱动件52的作用下能够凸出于真空吸盘41以抵落片材4上
的废料。
[0076] 实际工作时,剔除驱动件52驱动剔除推杆51凸出于真空吸盘41抵压片材4的表面,从而将片材4上的废料抵落。之后,剔除驱动件52驱动剔除推杆51内缩至真空吸盘41抵压片
材4的表面的上方,以避免剔除推杆51对真空吸盘41吸附片材4造成干扰。
[0077] 剔除机构50将片材4上的废料抵落,以形成具有镂空区域401的片材4,该镂空区域401用于在后续贴片过程中避让电芯2的极柱。
[0078] 贴片装置1还包括废料收集机构70,废料收集机构70位于放置平台32的下方,并用于接收抵落的废料。具体来说,例如,可以在放置平台32上设计避空孔,片材4定位于放置平
台32时,片材4上的废料位置与避空孔相对设置,当剔除机构50将废料抵落时,废料可以经
避空孔掉落并收集在废料收集机构70中。
[0079] 举例来说,废料收集机构70可以为收集桶、收集盆或者其他形式的收集容器,具体在此处不作限定。
[0080] 请参阅图1至图4,并同时参阅图11至图12,贴片装置1还包括视觉检测机构60,视觉检测机构60与控制机构电连接,视觉检测机构60用于在真空吸盘41吸取片材4后对真空
吸盘41及片材4拍照,控制机构根据视觉检测机构60拍摄的图像获取真空吸盘41与片材4之
间的相对位置,并根据相对位置对片材4的贴片位置进行纠偏,且控制机构根据视觉检测机
构60拍摄的图像判断片材4是否合格,并在片材4不合格时控制真空吸盘41重新取片。
[0081] 具体地,片材4上的废料被剔除后,取片机构40吸附片材4,并带动片材4运动至视觉检测机构60的检测区域内。视觉检测机构60对真空吸盘41及片材4进行拍照,并反馈至控
制机构,控制机构根据图像,获取真空吸盘41与片材4之间的相对位置,并能够判断片材4是
否合格。若真空吸盘41与片材4之间的相对位置满足要求,例如,真空吸盘41的中心孔的中
心轴线与镂空区域401的中心轴线两者重合,则控制机构控制吸盘带动片材4按照预设路径
运动至贴片工位直接进行贴片。若真空吸盘41与片材4之间的相对位置不满足要求,例如,
真空吸盘41的中心孔的中心轴线与镂空区域401的中心轴线两者不重合,则控制机构控制
吸盘带动片材4按照预设路径运动至贴片工位后,控制机构根据偏差程度控制吸盘带动片
材4在贴片工位再进行小幅度移动,以对片材4在电芯2上的贴片位置进行纠偏,确保贴片的
精准度。
[0082] 另外,控制机构根据图像,还并能够判断片材4是否合格。例如,若片材4上存在裂纹、黑点、缺口等判定为不合格。控制机构判定片材4不合格时,控制机构控制取片机构40带
动片材4进行回收,而后,控制机构再控制取片机构40按照之前的步骤重新取片并进行拍照
检测,直至控制机构判定片材4合格。之后,控制机构控制取片机构40带动片材4运动至贴片
工位贴片。
[0083] 在一些可选实施例中,视觉检测机构60包括照相机61及光源62,照相机61用于进行拍照,光源62发出光束并照亮照相机61的拍照区域,以获得清晰的图像。可理解,此处的
拍照区域即为上述视觉检测机构60的检测区域。
[0084] 在一些可选实施例中,贴片装置1还包括片材收集机构80,片材收集机构80用于收集控制机构判定为不合格的片材4。具体来说,片材收集机构80可以为具有收集腔的收集容
器,或者也可以为收集平台,真空吸盘41带动片材4粘贴到收集平台,以实现片材4的收集。
[0085] 下面,对整个贴片装置1的具体工作过程进行详细说明。
[0086] 人工将卷料3安装到放卷组件21的放卷轴211上,并完成穿带,即将料带5通过各过渡辊271后将料带5卷绕到收卷组件23上。控制机构控制张力隔断组件26压紧料带5,并控制
放卷张力调节组件24的放卷张力驱动件241及收卷张力调节组件25的收卷张力驱动件动
作,以实现放卷张力及收卷张力的调整。之后,控制机构控制张力隔断组件26松开料带5,并
控制放卷驱动组件22的放卷驱动件动作,以实现料带5的传输。料带5经过剥片平台31时,料
带5贴着剥片平台31、并经过剥片平台31与放置平台32之间的剥片间隙35向剥片平台31底
侧运动,位于料带5的片材4自剥片平台31向放置平台32移动,以实现料带5与片材4的剥离。
[0087] 之后,第二检测件34检测到放置平台32上具有片材4,反馈到控制机构,停止剥片。接着,控制机构控制取片机构40的真空吸盘41将片材4抵在放置平台32上,而后,剔除驱动
件52驱动剔除推杆51将片材4上的废料抵落,并被废料收集机构70收集。
[0088] 接着,真空吸盘41带动片材4运动至视觉检测机构60的检测区域拍照检测并反馈至控制机构。控制机构根据视觉检测机构60拍摄的图像,判断片材4是否合格,且获取真空
吸盘41与片材4之间的相对位置。若片材4不合格,则控制机构控制真空吸盘41带动片材4运
动至片材收集机构80进行回收,而后,再重新于放置平台32拾取新的片材4后再重新进行检
测,直至片材4合格。接着,真空吸盘41带动片材4运动至贴片工位进行贴片。若真空吸盘41
与片材4之间的相对位置满足要求,例如,真空吸盘41的中心孔的中心轴线与镂空区域401
的中心轴线两者重合,则控制机构控制吸盘带动片材4按照预设路径运动至贴片工位直接
进行贴片。若真空吸盘41与片材4之间的相对位置不满足要求,例如,真空吸盘41的中心孔
的中心轴线与镂空区域401的中心轴线两者不重合,则控制机构控制吸盘带动片材4按照预
设路径运动至贴片工位后,控制机构控制吸盘带动片材4在贴片工位再进行小幅度移动,以
对片材4在电芯2上的贴片位置进行纠偏,确保贴片的精准度。
[0089] 上述贴片装置1,通过设计收放卷机构20,采用卷料3对片材4进行供料的方式,可以提升储片数量,降低上料频次,从而有利于提升产线的时间稼动率,具有较高的生产效
率。此外,料带5在卷料3放料及收卷时传输,并依次经过剥片平台31及剥片间隙35后向剥片
平台31的底侧传递的过程中,可以实现片材4与料带5的自动剥离,该种方式使用薄的片材4
及料带5即可,有利于节省材料。而且,采用自动剥离片材4与料带5的方式,片材4剥离过程
中各部分的受力较为均衡,降低了片材4褶皱、翘起的问题,从而实现了高效、稳定的贴片。
[0090] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存
在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0091] 以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来
说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护
范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。