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关键部件纳米涂层强化的带有振动告警机构的圆柱电池芯的磨铆加工装置

阅读：867发布：2022-04-20

专利汇可以提供关键部件纳米涂层强化的带有振动告警机构的圆柱电池芯的磨铆加工装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及关键部件纳米涂层强化的带有振动告警机构的圆柱电池芯的磨铆加工装置，其用于衔接切片卷绕工序与焊接工序，包括设置在放置有焊机的焊接架右侧的机架总成、设置在机架总成上的四工位中心旋转装置、分别设置在机架总成上的关键部件纳米涂层强化的修磨棱边装置、关键部件纳米涂层强化的铆压装置和出料机械手以及设置在焊接架与机架总成之间的循环输出装置；在四工位中心旋转装置上设置有且按工步衔接的进料工位、修磨工位、铆压工位以及出料工位四个工位，在四工位中心旋转装置上设置有载具装置，载具装置用于成对放置圆柱电池芯；本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。，下面是关键部件纳米涂层强化的带有振动告警机构的圆柱电池芯的磨铆加工装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种关键部件纳米涂层强化的带有振动告警机构的圆柱电池芯的磨铆加工装置，其用于衔接切片卷绕工序与焊接工序，其特征在于：包括设置在放置有焊机(13)的焊接架(3)右侧的机架总成(2)、设置在机架总成(2)上的四工位中心旋转装置(4)、分别设置在机架总成(2)上的关键部件纳米涂层强化的修磨棱边装置(9)、关键部件纳米涂层强化的铆压装置(10)和出料机械手(11)以及设置在焊接架(3)与机架总成(2)之间的循环输出装置(12)；所述关键部件为修磨棱边装置和铆压装置；
在四工位中心旋转装置(4)上设置有且按工步衔接的进料工位(5)、修磨工位(6)、铆压工位(7)以及出料工位(8)四个工位，在四工位中心旋转装置(4)上设置有载具装置(14)，载具装置(14)用于成对放置圆柱电池芯(1)；
在四工位中心旋转装置(4)的自转下, 按工步顺序：位于进料工位(5)处的载具装置(14)上放置有卷绕完成的成对圆柱电池芯(1)，位于修磨工位(6)的关键部件纳米涂层强化的修磨棱边装置(9)对圆柱电池芯(1)修磨棱边，位于铆压工位(7)的关键部件纳米涂层强化的铆压装置(10)对圆柱电池芯(1)铆压，位于出料工位(8)的出料机械手(11)将载具装置(14)上的圆柱电池芯(1)放置到循环输出装置(12)上；
循环输出装置(12)将成对的圆柱电池芯(1)送给焊机(13)进行焊接工序；
循环输出装置(12)包括设置在机架总成(2)一侧的循环机座(49)、设置在循环机座(49)上的循环存料框架(54)、平行设置在循环存料框架(54)正下方的循环第一传送带(64)和循环第二传送带(65)、带动循环第一传送带(64)向左运动的循环输入第一轴(51)、带动循环第二传送带(65)向右运动的循环输入第二轴(53)、分别设置在循环存料框架(54)左右端一侧的循环推动气缸(57)和循环拉动气缸(55)、分别设置在循环第一传送带(64)和循环第二传送带(65)上方的循环第一通道(62)和循环第二通道(63)、设置在循环机座(49)上的循环电机(50)、设置在循环第一传送带(64)和循环第二传送带(65)之间的循环同步换向装置(52)以及分布在循环第一传送带(64)和循环第二传送带(65)上的循环传动座(56)；
循环推动气缸(57)将位于循环第一传送带(64)左端的循环传动座(56)推送到循环第二传送带(65)上，循环拉动气缸(55)将位于循环第二传送带(65)右端的循环传动座(56)拉送到循环第一传送带(64)上，位于循环第一传送带(64)右端的循环传动座(56)用于放置出料机械手(11)送来的成对圆柱电池芯(1)；
循环第一传送带(64)和循环第二传送带(65)通过循环同步换向装置(52)同步同速反向运动；循环电机通过传送带、齿轮机构或联轴器带动循环输入第一轴转动；
循环同步换向装置(52)包括分别设置在循环输入第一轴(51)上的输出轮以及设置在循环输入第二轴(53)上的输入轮，输出轮与输入轮啮合设置；
还包括有现场振动无线告警装置，该现场振动无线告警单元包括振动信号探测器、RC滤波器、告警主控制器，振动信号探测器检测到现场振动信号并通过RC滤波器、A/D信号采样模块输入到告警主控制器，所述的告警主控制器连接有用于现场告警的声光报警器，告警主控制器上还连接有射频收发器I，
还包括有485网关节点，该485网关节点包括有射频收发器II、串口数据通讯模块、485驱动电路、485 接口，所述的射频收发器I和射频收发器II之间无线射频连接，实现振动信号探测器的振动信号与485网关节点之间的信号的无线通信。
2. 根据权利要求1所述的关键部件纳米涂层强化的带有振动告警机构的圆柱电池芯的磨铆加工装置，其特征在于: 四工位中心旋转装置(4)包括设置在机架总成(2)上且放置有载具装置(14)的旋转平台(19)、旋转输出装置(16)以及设置在旋转平台(19)下表面且机架总成(2)上表面滚动接触的旋转支撑滚轮(20)；
旋转输出装置(16)包括设置在机架总成(2)上且带动旋转平台(19)自转的旋转输出转向机(18)以及与旋转输出转向机(18)连接的旋转输出电机(17)。
3. 根据权利要求2所述的关键部件纳米涂层强化的带有振动告警机构的圆柱电池芯的磨铆加工装置，其特征在于: 载具装置(14)包括固定设置在四工位中心旋转装置(4)的旋转平台(19)上的载具座(30)、成对自转设置在载具座(30)上的载具承载头(31)、设置在载具座(30)与相应载具承载头(31)之间的载具固定轴承套(29)以及设置在载具固定轴承套(29)内且带动相应载具承载头(31)自转的载具输入锥套(28)。
4. 根据权利要求3所述的关键部件纳米涂层强化的带有振动告警机构的圆柱电池芯的磨铆加工装置，其特征在于: 关键部件纳米涂层强化的修磨棱边装置(9)包括设置在机架总成(2)上的修磨机座(32)、设置在修磨机座(32)上的修磨翻转电机(33)、设置在修磨翻转电机(33)输出轴的离子渗氮强化的修磨托架(34)、竖直滑动设置在离子渗氮强化的修磨托架(34)上的离子渗氮强化的修磨滑动头架(36)、设置在离子渗氮强化的修磨托架(34)下表面与离子渗氮强化的修磨滑动头架(36)上端面之间的修磨缓冲弹簧(35)以及成对竖直设置在修磨滑动头架(36)下前端的纳米涂层强化的修磨旋转磨头(37)；纳米涂层强化的修磨旋转磨头(37)与自转设置的圆柱电池芯(1)的侧棱边对应。
5. 根据权利要求4所述的关键部件纳米涂层强化的带有振动告警机构的圆柱电池芯的磨铆加工装置，其特征在于: 在四工位中心旋转装置(4)下方设置有上顶起装置(15)，上顶起装置(15)位于修磨工位(6)且与关键部件纳米涂层强化的修磨棱边装置(9)对应。
6. 根据权利要求5所述的关键部件纳米涂层强化的带有振动告警机构的圆柱电池芯的磨铆加工装置，其特征在于: 上顶起装置(15)包括设置在机架总成(2)下端的上顶支撑架(23)、活塞杆与上顶支撑架(23)连接的上顶控制气缸(21)、设置在上顶控制气缸(21)缸体上的上顶输出电机(22)、设置在上顶输出电机(22)的上顶旋转输出轴(24)、套装在上顶旋转输出轴(24)上的上顶旋转输出齿轮(25)、成对自转且伸缩设置在上顶支撑架(23)上的上顶旋转输出锥轴(27)以及设置在相应上顶旋转输出锥轴(27)下端的上顶旋转从动齿轮(26)；上顶旋转从动齿轮(26)与相应的上顶旋转输出齿轮(25)啮合传动；上顶旋转输出锥轴(27)的顶端与载具装置(14)的载具输入锥套(28)下端锥孔对应。
7. 根据权利要求1-6任一项所述的关键部件纳米涂层强化的带有振动告警机构的圆柱电池芯的磨铆加工装置，其特征在于: 关键部件纳米涂层强化的铆压装置(10)包括设置在机架总成(2)上的铆压机座(38)、水平设置在铆压机座(38)上的离子渗氮强化的铆压伸缩气缸(39)、设置在离子渗氮强化的铆压伸缩气缸(39)活塞杆上的纳米涂层强化的铆压伸缩斜楔(40)、设置在铆压机座(38)端部的离子渗氮强化的铆压固定头(41)、设置在离子渗氮强化的铆压固定头(41)上的铆压水平导向孔(42)、设置在离子渗氮强化的铆压固定头(41)下方的离子渗氮强化的铆压下压头(43)以及设置在离子渗氮强化的铆压固定头(41)与离子渗氮强化的铆压下压头(43)之间的铆压提升复位弹簧(44)；
离子渗氮强化的铆压固定头(41)下部设置有竖直导向槽，离子渗氮强化的铆压下压头(43)的上部在竖直导向槽内滑动设置，竖直导向槽与铆压水平导向孔(42)连通，在铆压提升复位弹簧(44)的作用下，离子渗氮强化的铆压下压头(43)的顶端露出于铆压水平导向孔(42)的下表面，纳米涂层强化的铆压伸缩斜楔(40)在铆压水平导向孔(42)内水平插入插出运动，离子渗氮强化的铆压下压头(43)的顶端为左高右低倾斜设置，离子渗氮强化的铆压下压头(43)的顶端与纳米涂层强化的铆压伸缩斜楔(40)的下表面的斜度相同且贴合设置；
纳米涂层强化的铆压伸缩斜楔(40)的下表面为头部高于根部的斜面；铆压下压头(43)的下表面位于铆压工位(7)的圆柱电池芯(1)的正上方。
8. 根据权利要求1-6任一项所述的关键部件纳米涂层强化的带有振动告警机构的圆柱电池芯的磨铆加工装置，其特征在于: 出料机械手(11)包括设置在机架总成(2)上的出料横向移动气缸(46)、设置在出料横向移动气缸(46)上的出料升降移动气缸(47)、设置在出料升降移动气缸(47)下端的出料送料手指(45)以及设置在机架总成(2)上的出料行程限位块(48)；出料机械手的出料横向移动气缸运动轨迹与四工位中心旋转装置旋转轨迹相切；
出料送料手指(45)将出料工位(8)的圆柱电池芯(1)输送到循环输出装置(12)上的循环传动座(56)上。
9.根据权利要求1-6任一项所述的关键部件纳米涂层强化的带有振动告警机构的圆柱电池芯的磨铆加工装置，其特征在于:还包括输出送料装置；
输出送料装置包括设置在焊接架(3)上的输出升降气缸(58)、设置在输出升降气缸(58)活塞杆上的输出平移气缸(59)、设置在输出平移气缸(59)活塞杆上的输出转动电机(60)以及设置在输出转动电机(60)活塞杆右端的输出机械手指(61)；
输出机械手指(61)有第一输出工位、第二焊接工位以及第三卸料工位三个工位，输出转动电机(60)带动输出机械手指(61)在所述三个工位之间转动与停驻，
在第一输出工位：空载的输出机械手指(61)将循环输出装置(12)的循环第二传送带(65)的左端的循环传动座(56)上的圆柱电池芯(1)夹持；
在第二焊接工位：输出机械手指(61)夹持圆柱电池芯(1)进行焊接工序；
在第三卸料工位：输出机械手指(61)将焊接完毕的圆柱电池芯(1)卸料并空载。
10.根据权利要求1-9所述的关键部件纳米涂层强化的带有振动告警机构的圆柱电池芯的磨铆加工装置，其特征在于: 关键部件纳米涂层强化的修磨棱边装置及关键部件纳米涂层强化的铆压装置的核心部件采用离子镀纳米涂层技术进行强化处理，选用的涂层有AlCrN、TiAlN、TiSiN、ALCrSiN、AlTiN、DLC涂层体系，采用电磁场可控电弧离子镀或闭合磁控溅射技术制备,关键部件纳米涂层强化的修磨棱边装置及关键部件纳米涂层强化的铆压装置的核心部件采用弧光增强化学气相沉积技术制备纳米类金刚石复合润滑耐磨涂层进行强化处理,修磨棱边装置及铆压装置的其他部件通过高性能的弧光电子流或空心阴极电子流或热丝电子流强化等离子体渗氮技术对修边单元进行氮化强化处理。

说明书全文

关键部件纳米涂层强化的带有振动告警机构的圆柱电池芯的

磨铆加工装置

技术领域

[0001] 本发明涉及关键部件纳米涂层强化的带有振动告警机构的圆柱电池芯的磨铆加工装置。

背景技术

[0002] 目前，随着二十世纪微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。非水电解质溶液电池随之进入了大规模的实用阶段。最早得以应用的非水电解质溶液电池是锂亚原电池，用于心脏起搏器中。由于锂亚电池的自放电率极低，放电电压十分平缓。使得起搏器植入人体长期使用成为可能。非水电解质溶液电池大量应用在手机、笔记本电脑、电动工具、电动车、路灯备用电源、航灯、家用小电器上，可以说是最大的应用群体。比如，锂二氧化硫电池和锂亚硫酰氯电池就非常有特点。非水电解质溶液电池芯的形状为圆柱形，其加工工艺一般如下：搅拌→涂布→对锟→连续分条切片→卷绕→焊接→封口→清洗→套标→喷码→化成→分容→OCV测试→分组→扫描/测电压/看外观出货等工序；但是卷绕后的外形会存在不规则，有棱边，严重影响后续加工和电池芯的品质。因此需要对卷绕后的棱边进行修磨及铆压处理。现有的修磨及铆压处理一般是人工用修边机、电磨头、抛光机、手砂轮等设备打磨修棱，然后手工铆压，一般都是钳工带着防护镜手工操作，存在安全隐患，加工时间长，不适合大批量生产，人工成本高昂，而且修磨和铆压工序加入了人为因素，质量无法标准化统一制定，检查员的水平与责任心成为控制质量的关键因素。

[0003] 同时，在修磨和铆压过程中，传统的修磨棱边装置及铆压装置部件磨损严重，需要经常更换修磨棱边装置及铆压装置关键零部件，严重影响了效率和可靠性，通过合理的选材及热处理，依然难以提升修磨棱边装置及铆压装置的性能和使用寿命，因此，通过高性能的纳米涂层强化技术对修磨棱边装置及铆压装置核心部件进行强化处理，使得修磨棱边装置及铆压装置关键部件外硬内韧，达到硬度、强度、耐疲劳性能以及韧性综合提高。修磨棱边装置及铆压装置的其他部件通过高性能的弧光电子流或空心阴极电子流或热丝电子流强化等离子体渗氮技术对修边单元进行氮化强化处理，提升整机运行性能。

[0004] 另外，修磨及铆压加工的现场在没有维护人员值守时，需要防止非法入侵，以避免人员被机器误伤或者机器被人为破坏，目前较为有效的防止非法入侵的手段是采用振动探测，通过振动探测器来感知非法入侵时发出的振动信号，通过电路对振动信号进行处理后发出现场告警，以提高其运行稳定性。

发明内容

[0005] 针对上述内容，本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种关键部件纳米涂层强化的带有振动告警机构的圆柱电池芯的磨铆加工装置；详细解决的技术问题以及取得有益效果在后述内容以及结合具体实施方式中内容具体描述。通过在卷绕与焊接之间设计自动修磨棱边与自动铆压工序，提高非水电解质溶液电池芯的品质，提到集电效果，延长的电池的寿命与性能。通过自动铆压减少了人工操作，另外，极大的减少占地面积。另外，本发明还具有现场振动无线告警，防止非法入侵和靠近，同时还可以通过无线方式将振动信号无线传输给与485 接口相连的上位机，实现振动信号数据的记录和无线远程告警功能。修磨棱边装置及铆压装置的关键部件通过高性能纳米涂层强化技术行强化处理。修磨棱边装置及铆压装置的其他部件通过高性能的弧光电子流或空心阴极电子流或热丝电子流强化等离子体渗氮技术进行氮化强化处理。

[0006] 为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：一种关键部件纳米涂层强化的带有振动告警机构的圆柱电池芯的磨铆加工装置，其用于衔接切片卷绕工序与焊接工序，包括设置在放置有焊机的焊接架右侧的机架总成、设置在机架总成上的四工位中心旋转装置、分别设置在机架总成上的关键部件纳米涂层强化的修磨棱边装置、关键部件纳米涂层强化的铆压装置和出料机械手以及设置在焊接架与机架总成之间的循环输出装置；在四工位中心旋转装置上设置有且按工步衔接的进料工位、修磨工位、铆压工位以及出料工位四个工位，在四工位中心旋转装置上设置有载具装置，载具装置用于成对放置圆柱电池芯；在四工位中心旋转装置的自转下，按工步顺序：位于进料工位处的载具装置上放置有卷绕完成的成对圆柱电池芯，位于修磨工位的关键部件纳米涂层强化的修磨棱边装置对圆柱电池芯修磨棱边，位于铆压工位的关键部件纳米涂层强化的铆压装置对圆柱电池芯铆压，位于出料工位的出料机械手将载具装置上的圆柱电池芯放置到循环输出装置上；循环输出装置将成对的圆柱电池芯送给焊机进行焊接工序。本申请通过旋转的四工位中心旋转装置实现各工位同时按顺序工作，相比于传统长条传送带结构，节约空间，提高工作效率，动力负荷小，占地面积小，通过PLC、时间继电器或行程开关等，实现自动化智能化控制，作为优选四工位可以等分阵列设计。

[0007] 还包括有现场振动无线告警装置，该现场振动无线告警单元包括振动信号探测器、RC滤波器、告警主控制器，振动信号探测器检测到现场振动信号并通过RC滤波器、A/D信号采样模块输入到告警主控制器，所述的告警主控制器连接有用于现场告警的声光报警器，告警主控制器上还连接有射频收发器I，还包括有485网关节点，该485网关节点包括有射频收发器II、串口数据通讯模块、485驱动电路、485接口，所述的射频收发器I和射频收发器II之间无线射频连接，实现振动信号探测器的振动信号与485网关节点之间的信号的无线通信。

[0008] 另外，本发明还具有现场振动无线告警，防止非法入侵和靠近，同时还可以通过无线方式将振动信号无线传输给与485接口相连的上位机，实现振动信号数据的记录和无线远程告警功能。

[0009] 作为上述技术方案的进一步改进：四工位中心旋转装置包括设置在机架总成上且放置有载具装置的旋转平台、旋转输出装置以及设置在旋转平台下表面且机架总成上表面滚动接触的旋转支撑滚轮；旋转输出装置包括设置在机架总成上且带动旋转平台自转的旋转输出转向机以及与旋转输出转向机连接的旋转输出电机。作为常见结构，旋转平台可以有电机、马达或齿轮等常见结构控制输出，通过旋转支撑滚轮起到支撑作用，从而使得传动链与受力点分开，使得传动系统仅仅负责输入动力，而其重力与负荷通过旋转支撑滚轮传递给机架总成，同时减少摩擦阻力，减少噪音，并起到导向支撑作为。旋转输出转向机起到增大扭矩、换向与减速的作用，从而减少竖直方向的体积。可以用伞齿轮或蜗轮蜗杆等结构代替。

[0010] 载具装置包括固定设置在四工位中心旋转装置的旋转平台上的载具座、成对自转设置在载具座上的载具承载头、设置在载具座与相应载具承载头之间的载具固定轴承套以及设置在载具固定轴承套内且带动相应载具承载头自转的载具输入锥套。本申请的载具装置具有定位与自转的双重功能，结构合理，设计巧妙。

[0011] 关键部件纳米涂层强化的修磨棱边装置包括设置在机架总成上的修磨机座、设置在修磨机座上的修磨翻转电机、设置在修磨翻转电机输出轴的修磨托架、竖直滑动设置在离子渗氮强化的修磨托架上的离子渗氮强化的修磨滑动头架、设置在离子渗氮强化的修磨托架下表面与离子渗氮强化的修磨滑动头架上端面之间的修磨缓冲弹簧以及成对竖直设置在离子渗氮强化的修磨滑动头架下前端的纳米涂层强化的修磨旋转磨头；纳米涂层强化的修磨旋转磨头与自转设置的圆柱电池芯的侧棱边对应。当工件达到该工位后，修磨翻转电机带动离子渗氮强化的修磨托架上摆动，使得纳米涂层强化的修磨旋转磨头位于工件的上方，通过竖直滑动以及纳米涂层强化的修磨旋转磨头与工具棱边的接触实现修磨滑动头架自定位，通过修磨缓冲弹簧实现减震缓冲的作用。通过上顶起装置带动工件自转实现磨削，类似立式车床的加工原理，当纳米涂层强化的修磨旋转磨头磨损后，在自重的作用下实现其进一步下降，从而始终保证对棱边的修磨。进一步提高修磨旋转磨头的使用寿命。

[0012] 在四工位中心旋转装置下方设置有上顶起装置，上顶起装置位于修磨工位且与修磨棱边装置对应。

[0013] 上顶起装置包括设置在机架总成下端的上顶支撑架、活塞杆与上顶支撑架连接的上顶控制气缸、设置在上顶控制气缸缸体上的上顶输出电机、设置在上顶输出电机的上顶旋转输出轴、套装在上顶旋转输出轴上的上顶旋转输出齿轮、成对自转且伸缩设置在上顶支撑架上的上顶旋转输出锥轴以及设置在相应上顶旋转输出锥轴下端的上顶旋转从动齿轮；上顶旋转从动齿轮与相应的上顶旋转输出齿轮啮合传动；上顶旋转输出锥轴的顶端与载具装置的载具输入锥套下端锥孔对应。通过上顶控制气缸带动上顶旋转输出锥轴插入相应的载具输入锥套下端锥孔内，通过摩擦力带动转动，从而避免过载过负荷，避免机械传动中需要设计离合器或安全销的麻烦，简化结构，设计合理。工作时候，上顶输出电机-上顶旋转输出齿轮-上顶旋转从动齿轮-上顶旋转输出锥轴-载具输入锥套-载具承载头-圆柱电池芯自转与修磨旋转磨头磨削。

[0014] 关键部件纳米涂层强化的铆压装置包括设置在机架总成上的铆压机座、水平设置在铆压机座上的离子渗氮强化的铆压伸缩气缸、设置在离子渗氮强化的铆压伸缩气缸活塞杆上的纳米涂层强化的铆压伸缩斜楔、设置在铆压机座端部的离子渗氮强化的铆压固定头、设置在离子渗氮强化的铆压固定头上的铆压水平导向孔、设置在离子渗氮强化的铆压固定头下方的离子渗氮强化的铆压下压头以及设置在离子渗氮强化的铆压固定头与离子渗氮强化的铆压下压头之间的铆压提升复位弹簧；离子渗氮强化的铆压固定头下部设置有竖直导向槽，离子渗氮强化的铆压下压头的上部在竖直导向槽内滑动设置，竖直导向槽与铆压水平导向孔连通，在铆压提升复位弹簧的作用下，离子渗氮强化的铆压下压头的顶端露出于铆压水平导向孔的下表面，纳米涂层强化的铆压伸缩斜楔在铆压水平导向孔内水平插入插出运动，离子渗氮强化的铆压下压头的顶端为左高右低倾斜设置，离子渗氮强化的铆压下压头的顶端与纳米涂层强化的铆压伸缩斜楔的下表面的斜度相同且贴合设置；纳米涂层强化的铆压伸缩斜楔的下表面为头部高于根部的斜面；铆压下压头的下表面位于铆压工位的圆柱电池芯的正上方。在该工位工作时候，铆压伸缩气缸带动纳米涂层强化的铆压伸缩斜楔伸入铆压水平导向孔，通过斜面下压离子渗氮强化的铆压下压头的顶端，从而克服铆压提升复位弹簧的作用，实现下压动作；铆压完毕通过铆压伸缩斜楔缩回，通过弹簧力实现离子渗氮强化的铆压下压头上升。其结构简单，造价低廉，使用效果好，通过双斜面设计，实现平稳接触，动作平滑，发力均匀，防止压偏。

[0015] 关键部件纳米涂层强化的修磨棱边装置及关键部件纳米涂层强化的铆压装置的核心部件采用离子镀纳米涂层技术进行强化处理，选用的涂层有AlCrN、TiAlN、TiSiN、ALCrSiN、AlTiN、DLC等涂层体系，采用电磁场可控电弧离子镀或闭合磁控溅射技术制备。关键部件纳米涂层强化的修磨棱边装置及关键部件纳米涂层强化的铆压装置的核心部件采用弧光增强化学气相沉积技术制备纳米类金刚石复合润滑耐磨涂层进行强化处理。修磨棱边装置及铆压装置的其他部件通过高性能的弧光电子流或空心阴极电子流或热丝电子流强化等离子体渗氮技术对修边单元进行氮化强化处理。

[0016] 出料机械手包括设置在机架总成上的出料横向移动气缸、设置在出料横向移动气缸上的出料升降移动气缸、设置在出料升降移动气缸下端的出料送料手指以及设置在机架总成上的出料行程限位块；出料机械手的出料横向移动气缸运动轨迹与四工位中心旋转装置旋转轨迹相切；出料送料手指将出料工位的圆柱电池芯输送到循环输出装置上的循环传动座上。通过出料机械手实现圆柱电池芯与载具的分离，进入下一工步。出料机械手的出料横向移动气缸方向与四工位中心旋转装置旋转方向相切，从而更有效的节约空间，减少占地面积。

[0017] 循环输出装置包括设置在机架总成一侧的循环机座、设置在循环机座上的循环存料框架、平行设置在循环存料框架正下方的循环第一传送带和循环第二传送带、带动循环第一传送带向左运动的循环输入第一轴、带动循环第二传送带向右运动的循环输入第二轴、分别设置在循环存料框架左右端一侧的循环推动气缸和循环拉动气缸、分别设置在循环第一传送带和循环第二传送带上方的循环第一通道和循环第二通道、设置在循环机座上的循环电机、设置在循环第一传送带和循环第二传送带之间的循环同步换向装置以及分布在循环第一传送带和循环第二传送带上的循环传动座；循环推动气缸将位于循环第一传送带左端的循环传动座推送到循环第二传送带上，循环拉动气缸将位于循环第二传送带右端的循环传动座拉送到循环第一传送带上，位于循环第一传送带右端的循环传动座用于放置出料机械手送来的成对圆柱电池芯；循环第一传送带和循环第二传送带通过循环同步换向装置同步同速反向运动；循环同步换向装置包括分别设置在循环输入第一轴上的输出轮以及设置在循环输入第二轴上的输入轮，输出轮与输入轮啮合设置。循环输出装置的工作原理如下：循环电机通过传送带、齿轮机构或直接带动循环输入第一轴转动带动循环第一传送带向左运动，同时循环输入第一轴-循环同步换向装置-循环输入第二轴-循环第二传送带向右运动，通过循环拉动气缸带动循环机座从循环第二传送带经循环第一通道到达循环第一传送带，通过循环推动气缸带动循环机座从循环第一传送带经循环第二通道到达循环第二传送带，实现循环作业，效率高，更好的节省空间，结构合理，设计巧妙。

[0018] 还包括输出送料装置；输出送料装置包括设置在焊接架上的输出升降气缸、设置在输出升降气缸活塞杆上的输出平移气缸、设置在输出平移气缸活塞杆上的输出转动电机以及设置在输出转动电机活塞杆右端的输出机械手指；输出机械手指有第一输出工位、第二焊接工位以及第三卸料工位三个工位，输出转动电机带动输出机械手指在所述三个工位之间转动与停驻，在第一输出工位：空载的输出机械手指将循环输出装置的循环第二传送带的左端的循环传动座上的圆柱电池芯夹持；在第二焊接工位：输出机械手指夹持圆柱电池芯进行焊接工序；在第三卸料工位：输出机械手指将焊接完毕的圆柱电池芯卸料并空载。输出送料装置通过输出升降气缸、输出平移气缸、输出转动电机组合实现输出机械手指的升降、平移与转动。减少了中转装置，提高的简化的结构，通过转动输出转动电机进一步节约空间，使得本装置的机构紧凑，降低了成本，提高工作效率。

[0019] 本发明的有益效果不限于此描述，为了更好的便于理解，在具体实施方式部分进行了更佳详细的描述。附图说明

[0020] 图1是本发明俯视的结构示意图；图2是本发明第一视角的结构示意图；
图3是本发明第二视角的结构示意图；
图4是本发明机架总成的具体结构示意图。

[0021] 图5是本发明机架总成的具体结构爆炸第一视角示意图；图6是本发明机架总成的具体结构爆炸第二视角示意图；
图7是本发明各个工位的爆炸第一视角爆炸结构示意图；
图8是本发明各个工位的爆炸第二视角爆炸结构示意图；
图9是本发明各个工位的爆炸第三视角爆炸结构示意图；
图10是本发明上顶起装置的结构示意图；
图11是本发明上顶起装置的立体结构示意图；
图12是本发明关键部件纳米涂层强化的修磨棱边装置的结构示意图；
图13是本发明关键部件纳米涂层强化的铆压装置的爆炸结构示意图；
图14是本发明出料机械手与循环输出装置的爆炸结构示意图；
图15 是本发明现场振动告警单元的原理框图；
其中：1、圆柱电池芯；2、机架总成；3、焊接架；4、四工位中心旋转装置；5、进料工位；6、修磨工位；7、铆压工位；8、出料工位；9、关键部件纳米涂层强化的修磨棱边装置；10、关键部件纳米涂层强化的铆压装置；11、出料机械手；12、循环输出装置；13、焊机；14、载具装置；
15、上顶起装置；16、旋转输出装置；17、旋转输出电机；18、旋转输出转向机；19、旋转平台；
20、旋转支撑滚轮；21、上顶控制气缸；22、上顶输出电机；23、上顶支撑架；24、上顶旋转输出轴；25、上顶旋转输出齿轮；26、上顶旋转从动齿轮；27、上顶旋转输出锥轴；28、载具输入锥套；29、载具固定轴承套；30、载具座；31、载具承载头；32、修磨机座；33、修磨翻转电机；34、离子渗氮强化的修磨托架；35、修磨缓冲弹簧；36、离子渗氮强化的修磨滑动头架；37、纳米涂层强化的修磨旋转磨头；38、铆压机座；39、离子渗氮强化的铆压伸缩气缸；40、纳米涂层强化的铆压伸缩斜楔；41、离子渗氮强化的铆压固定头；42、铆压水平导向孔；43、离子渗氮强化的铆压下压头；44、铆压提升复位弹簧；45、出料送料手指；46、出料横向移动气缸；47、出料升降移动气缸；48、出料行程限位块；49、循环机座；50、循环电机；51、循环输入第一轴；
52、循环同步换向装置；53、循环输入第二轴；54、循环存料框架；55、循环拉动气缸；56、循环传动座；57、循环推动气缸；58、输出升降气缸；59、输出平移气缸；60、输出转动电机；61、输出机械手指；62、循环第一通道；63、循环第二通道；64、循环第一传送带；65、循环第二传送带。

具体实施方式

[0022] 如图1-14所示，本申请的关键部件纳米涂层强化的带有振动告警机构的圆柱电池芯的磨铆加工装置，其用于衔接切片卷绕工序与焊接工序，包括设置在放置有焊机13的焊接架3右侧的机架总成2、设置在机架总成2上的四工位中心旋转装置4、分别设置在机架总成2上的关键部件纳米涂层强化的修磨棱边装置9、关键部件纳米涂层强化的铆压装置10和出料机械手11以及设置在焊接架3与机架总成2之间的循环输出装置12；在四工位中心旋转装置4上设置有且按工步衔接的进料工位5、修磨工位6、铆压工位7以及出料工位8四个工位，在四工位中心旋转装置4上设置有载具装置14，载具装置14用于成对放置圆柱电池芯1；在四工位中心旋转装置4的自转下，按工步顺序：位于进料工位5处的载具装置14上放置有卷绕完成的成对圆柱电池芯1，位于修磨工位6的关键部件纳米涂层强化的修磨棱边装置9对圆柱电池芯1修磨棱边，位于铆压工位7的关键部件纳米涂层强化的铆压装置10对圆柱电池芯1铆压，位于出料工位8的出料机械手11将载具装置14上的圆柱电池芯1放置到循环输出装置12上；循环输出装置12将成对的圆柱电池芯1送给焊机13进行焊接工序。

[0023] 如图1-7所示，本申请通过旋转的四工位中心旋转装置4实现各工位同时按顺序工作，相比于传统长条传送带结构，节约空间，提高工作效率，动力负荷小，占地面积小，通过PLC、时间继电器或行程开关等，实现自动化智能化控制，作为优选四工位可以等分阵列设计。

[0024] 如图4-8所示，四工位中心旋转装置4包括设置在机架总成2上且放置有载具装置14的旋转平台19、旋转输出装置16以及设置在旋转平台19下表面且机架总成2上表面滚动接触的旋转支撑滚轮20；旋转输出装置16包括设置在机架总成2上且带动旋转平台19自转的旋转输出转向机18以及与旋转输出转向机18连接的旋转输出电机17。

[0025] 作为常见结构，旋转平台19可以有电机、马达或齿轮等常见结构控制输出，通过旋转支撑滚轮20起到支撑作用，从而使得传动链与受力点分开，使得传动系统仅仅负责输入动力，而其重力与负荷通过旋转支撑滚轮20传递给机架总成，同时减少摩擦阻力，减少噪音，并起到导向支撑作为。旋转输出转向机18起到增大扭矩、换向与减速的作用，从而减少竖直方向的体积。可以用伞齿轮或蜗轮蜗杆等结构代替。

[0026] 如图11所示：载具装置14包括固定设置在四工位中心旋转装置4的旋转平台19上的载具座30、成对自转设置在载具座30上的载具承载头31、设置在载具座30与相应载具承载头31之间的载具固定轴承套29以及设置在载具固定轴承套29内且带动相应载具承载头31自转的载具输入锥套28。载具输入锥套28的锥度可以为7:24或1:5或1:10实现快换，拆卸方便，通过淬火防止研伤，提高使用寿命。当然，锥度为1:2000-1:5000，定位更加精准。固定轴承套29优选压力轴承，提高承载能力。

[0027] 本申请的载具装置14具有定位与自转的双重功能，结构合理，设计巧妙。

[0028] 如图12：关键部件纳米涂层强化的修磨棱边装置9包括设置在机架总成2上的修磨机座32、设置在修磨机座32上的修磨翻转电机33、设置在修磨翻转电机33输出轴的离子渗氮强化的修磨托架34、竖直滑动设置在离子渗氮强化的修磨托架34上的修磨滑动头架36、设置在离子渗氮强化的修磨托架34下表面与离子渗氮强化的修磨滑动头架36上端面之间的修磨缓冲弹簧35以及成对竖直设置在离子渗氮强化的修磨滑动头架36下前端的纳米涂层强化的修磨旋转磨头37；纳米涂层强化的修磨旋转磨头37与自转设置的圆柱电池芯1的侧棱边对应。

[0029] 当工件达到该工位后，修磨翻转电机33带动修磨托架34上摆动，使得修磨旋转磨头37位于工件的上方，通过竖直滑动以及纳米涂层强化的修磨旋转磨头37与工具棱边的接触实现修磨滑动头架36自定位，通过修磨缓冲弹簧35实现减震缓冲的作用。通过上顶起装置带动工件自转实现磨削，类似立式车床的加工原理，当纳米涂层强化的修磨旋转磨头37磨损后，在自重的作用下实现其进一步下降，从而始终保证对棱边的修磨。进一步提高修磨旋转磨头37的使用寿命。

[0030] 如图10-11，在四工位中心旋转装置4下方设置有上顶起装置15，上顶起装置15位于修磨工位6且与修磨棱边装置9对应。上顶起装置15包括设置在机架总成2下端的上顶支撑架23、活塞杆与上顶支撑架23连接的上顶控制气缸21、设置在上顶控制气缸21缸体上的上顶输出电机22、设置在上顶输出电机22的上顶旋转输出轴24、套装在上顶旋转输出轴24上的上顶旋转输出齿轮25、成对自转且伸缩设置在上顶支撑架23上的上顶旋转输出锥轴27以及设置在相应上顶旋转输出锥轴27下端的上顶旋转从动齿轮26；上顶旋转从动齿轮26与相应的上顶旋转输出齿轮25啮合传动；上顶旋转输出锥轴27的顶端与载具装置14的载具输入锥套28下端锥孔对应。

[0031] 通过上顶控制气缸21带动上顶旋转输出锥轴27插入相应的载具输入锥套28下端锥孔内，通过摩擦力带动转动，从而避免过载过负荷，避免机械传动中需要设计离合器或安全销的麻烦，简化结构，设计合理。

[0032] 工作时候，上顶输出电机22-上顶旋转输出齿轮25-上顶旋转从动齿轮26-上顶旋转输出锥轴27-载具输入锥套28-载具承载头31-圆柱电池芯1自转与修磨旋转磨头37磨削。

[0033] 如图13：关键部件纳米涂层强化的铆压装置10包括设置在机架总成2上的铆压机座38、水平设置在铆压机座38上的离子渗氮强化的铆压伸缩气缸39、设置在离子渗氮强化的铆压伸缩气缸39活塞杆上的纳米涂层强化的铆压伸缩斜楔40、设置在铆压机座38端部的离子渗氮强化的铆压固定头41、设置在离子渗氮强化的铆压固定头41上的铆压水平导向孔42、设置在离子渗氮强化的铆压固定头41下方的离子渗氮强化的铆压下压头43以及设置在离子渗氮强化的铆压固定头41与离子渗氮强化的铆压下压头43之间的铆压提升复位弹簧
44；离子渗氮强化的铆压固定头41下部设置有竖直导向槽，离子渗氮强化的铆压下压头43的上部在竖直导向槽内滑动设置，竖直导向槽与铆压水平导向孔42连通，在铆压提升复位弹簧44的作用下，离子渗氮强化的铆压下压头43的顶端露出于铆压水平导向孔42的下表面，纳米涂层强化的铆压伸缩斜楔40在铆压水平导向孔42内水平插入插出运动，离子渗氮强化的铆压下压头43的顶端为左高右低倾斜设置，离子渗氮强化的铆压下压头43的顶端与纳米涂层强化的铆压伸缩斜楔40的下表面的斜度相同且贴合设置；纳米涂层强化的铆压伸缩斜楔40的下表面为头部高于根部的斜面；离子渗氮强化的铆压下压头43的下表面位于铆压工位7的圆柱电池芯1的正上方。

[0034] 在该工位工作时候，离子渗氮强化的铆压伸缩气缸39带动纳米涂层强化的铆压伸缩斜楔40伸入铆压水平导向孔42，通过斜面下压离子渗氮强化的铆压下压头43的顶端，从而克服铆压提升复位弹簧44的作用，实现下压动作；铆压完毕通过纳米涂层强化的纳米涂层强化的铆压伸缩斜楔40缩回，通过弹簧力实现铆压下压头43上升。其结构简单，造价低廉，使用效果好，通过双斜面设计，实现平稳接触，动作平滑，发力均匀，防止压偏。

[0035] 关键部件纳米涂层强化的修磨棱边装置及关键部件纳米涂层强化的铆压装置的核心部件采用离子镀纳米涂层技术进行强化处理，选用的涂层有AlCrN、TiAlN、TiSiN、ALCrSiN、AlTiN、DLC等涂层体系，采用电磁场可控电弧离子镀或闭合磁控溅射技术制备。关键部件纳米涂层强化的修磨棱边装置及关键部件纳米涂层强化的铆压装置的核心部件采用弧光增强化学气相沉积技术制备纳米类金刚石复合润滑耐磨涂层进行强化处理。修磨棱边装置及铆压装置的其他部件通过高性能的弧光电子流或空心阴极电子流或热丝电子流强化等离子体渗氮技术对修边单元进行氮化强化处理。

[0036] 如图14：出料机械手11包括设置在机架总成2上的出料横向移动气缸46、设置在出料横向移动气缸46上的出料升降移动气缸47、设置在出料升降移动气缸47下端的出料送料手指45以及设置在机架总成2上的出料行程限位块48；出料送料手指45将出料工位8的圆柱电池芯1输送到循环输出装置12上的循环传动座56上。机械手可以通过多个气缸控制动作或通过气缸配合杠杆类似剪刀一样的实现夹持动作，是显而易见。

[0037] 通过出料机械手11实现圆柱电池芯1与载具的分离，进入下一工步。出料机械手11的出料横向移动气缸46方向与四工位中心旋转装置4旋转方向相切，从而更有效的节约空间，减少占地面积。

[0038] 如图14：循环输出装置12包括设置在机架总成2一侧的循环机座49、设置在循环机座49上的循环存料框架54、平行设置在循环存料框架54正下方的循环第一传送带64和循环第二传送带65、带动循环第一传送带64向左运动的循环输入第一轴51、带动循环第二传送带65向右运动的循环输入第二轴53、分别设置在循环存料框架54左右端一侧的循环推动气缸57和循环拉动气缸55、分别设置在循环第一传送带64和循环第二传送带65上方的循环第一通道62和循环第二通道63、设置在循环机座49上的循环电机50、设置在循环第一传送带64和循环第二传送带65之间的循环同步换向装置52以及分布在循环第一传送带64和循环第二传送带65上的循环传动座56；循环推动气缸57将位于循环第一传送带64左端的循环传动座56推送到循环第二传送带65上，循环拉动气缸55将位于循环第二传送带65右端的循环传动座56拉送到循环第一传送带64上，位于循环第一传送带64右端的循环传动座56用于放置出料机械手11送来的成对圆柱电池芯1；循环第一传送带64和循环第二传送带65通过循环同步换向装置52同步同速反向运动；循环同步换向装置52包括分别设置在循环输入第一轴51上的输出轮以及设置在循环输入第二轴53上的输入轮，输出轮与输入轮啮合设置。

[0039] 循环输出装置12的工作原理如下：循环电机50通过传送带、齿轮机构或直接带动循环输入第一轴51转动带动循环第一传送带64向左运动，同时循环输入第一轴51-循环同步换向装置52-循环输入第二轴53-循环第二传送带65向右运动，通过循环拉动气缸55带动循环机座49从循环第二传送带65经循环第一通道62到达循环第一传送带64，通过循环推动气缸57带动循环机座49从循环第一传送带64经循环第二通道63到达循环第二传送带65，实现循环作业，效率高，更好的节省空间，结构合理，设计巧妙。其中图14中的循环机座49数量为优选方案。

[0040] 如图14：本申请还包括输出送料装置；输出送料装置包括设置在焊接架3上的输出升降气缸58、设置在输出升降气缸58活塞杆上的输出平移气缸59、设置在输出平移气缸59活塞杆上的输出转动电机60以及设置在输出转动电机60活塞杆右端的输出机械手指61；输出机械手指61有第一输出工位、第二焊接工位以及第三卸料工位（图中省略）三个工位，输出转动电机60带动输出机械手指61在三个工位之间转动与停驻，在第一输出工位：空载的输出机械手指61将循环输出装置12的循环第二传送带65的左端的循环传动座56上的圆柱电池芯1夹持；在第二焊接工位：输出机械手指61夹持圆柱电池芯1进行焊接工序；在第三卸料工位：输出机械手指61将焊接完毕的圆柱电池芯1卸料并空载。

[0041] 输出送料装置通过输出升降气缸58、输出平移气缸59、输出转动电机60组合实现输出机械手指61的升降、平移与转动。减少了中转装置，提高的简化的结构，通过转动输出转动电机60进一步节约空间，使得本装置的机构紧凑，降低了成本，提高工作效率。

[0042] 如图15所示，本发明还具有振动告警机构，包括振动信号探测器、RC滤波器、告警主控制器，振动信号探测器检测到现场振动信号并通过RC滤波器输入到告警主控制器，所述的告警主控制器连接有用于现场告警的声光报警器。另外，所述的主控制器上还连接有LCD显示屏、键盘接口和存储单元。本实施例所述的告警主控制器采用NXP公司的ARM7TDMI-S微控制器LPC2368。

[0043] 本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、高效耐磨、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

[0044] 本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不在一一例举。

[0045] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

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