本發(fā)明涉及電池制造，具體涉及一種電池模組加工用電芯預堆疊裝置及方法。

背景技術：

1、電池模組加工用電芯預堆疊裝置用于電池生產制造領域的設備，主要用于方形電池模組的裝配過程中。這種裝置的主要功能是在電池模組的裝配前，將電芯和隔板按照要求的位置進行預堆疊，以簡化搬運和生產工藝，縮短產品生產制造時間。

2、在方形電池的生產工藝中，電芯預堆疊是一個關鍵步驟，電芯堆疊過程中，電芯從上料位置輸送到預堆疊機構的抓取位置，預堆疊機構在抓取位置接收電芯，并開始進行預堆疊操作，預堆疊機構還可對電芯做相應調整，一旦預堆疊完成，電池模組會被移動到下一個工序，例如電芯擠壓及鋼帶安裝工位，進行進一步的加工和固定。

3、目前，隨著電芯預堆疊裝置的發(fā)展，電芯預堆疊裝置已具備所夾持的電芯做位置調整，首先采用夾爪對電芯抓取，并帶動上層電芯移動，使上層電芯移動到下層電芯的正上方，隨著上層電芯的緩慢下落，使兩電芯逐漸貼合，實現(xiàn)疊片；但該方案中還存在如下問題：

4、對于電芯的放置一般采用托盤，使托盤移動至預堆疊的位置處，夾爪對電芯抓取，使上層電芯與下層托盤的電芯處于豎向狀態(tài)，由于電芯放置在托盤中，其位置與托盤之間存在間隙，當上層電芯移動下層電芯的正上方時，由于下層電芯與托盤之間存在間隙，極易導致上層電芯位置確定后，下層電芯因縫隙與上層電芯堆疊后存在誤差，導致電芯堆疊的效率和質量均受影響。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種電池模組加工用電芯預堆疊裝置及方法，解決下層電芯與托盤之間存在間隙，導致下層電芯因與托盤之間的縫隙，導致下層電芯因縫隙與上層電芯堆疊后存在誤差的問題。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：

3、一種電池模組加工用電芯預堆疊裝置，包括支撐件以及安裝在支撐件的預堆疊件和側定位件，其特征在于，預堆疊件包括能夠沿y軸和z軸移動的夾持裝置，夾持裝置包括沿x軸移動的端夾爪和沿y軸移動的側夾爪；側定位件包括沿x軸移動的擋塊和沿y軸移動的壓塊；壓塊和擋塊分別對托盤上電芯的側邊和端部擠壓限位，x軸為托盤的上料方向。

4、上述方案中，夾持裝置沿z軸下移，采用一對端夾爪相向移動，即可對電芯的兩端夾緊，隨后夾持裝置沿z軸上移，并通過預堆疊件沿y軸移動，使端夾爪之間的電芯移動至托盤對應的電芯上方，形成上層電芯和下層電芯，便于后續(xù)將上層電芯和下層電芯實現(xiàn)堆疊操作。電芯堆疊開始動作時，壓塊貼靠電芯一側，并擠壓定位電芯，使托盤內側的電芯沿y軸方向位置固定，此時，擋塊貼靠托盤內側電芯，并擠壓使電芯在水平流轉x方向相對固定。擋塊及壓塊貼合下層電芯一面都是部分面接觸，上層電芯疊放時需要貼合緊靠擋塊上部分以此定位，保證兩電芯疊放平整，邊緣對齊。

5、優(yōu)選地，夾持裝置還包括連接板、沿y軸與連接板滑動的第一安裝板、沿x軸與第一安裝板滑動的第二安裝板，第二安裝板沿x軸的兩端均固定安裝有驅動塊，驅動塊能夠驅動端夾爪沿x軸滑動，側夾爪安裝在第二安裝板沿y軸的一端。其中，第二伸縮缸的軸體伸出，其帶動第二安裝板沿x軸朝向擋塊移動，直到端夾爪靠在擋塊上，即將上層電芯沿x軸與下層電芯相平齊，此時上層電芯和下層電芯在x軸和y軸方向均平齊。

6、優(yōu)選地，連接板的頂端均勻安裝有緩沖部件，緩沖部件的頂端安裝有同一個固定板。其中，緩沖部件可采用螺旋彈簧，也可采用其他部件替換彈簧，如鋼板彈簧、橡膠/聚氨酯彈簧、空氣彈簧，優(yōu)選采用螺旋彈簧，保持固定板與連接板之間的緩沖效果，可有效避免電芯受壓過度，造成電芯損壞。

7、優(yōu)選地，預堆疊件包括與支撐件沿y軸滑動的加強板、安裝在加強板上的提升機，提升機的輸出端安裝有底板，底板的底端面安裝至少一個夾持裝置。其中，加強板和底板之間還設有多個導向軸，導向軸的數(shù)量優(yōu)選設置四個，且分別設在加強板和底板的四角，四個導向軸在加強板的套筒中上下滑動，提高夾持裝置移動的穩(wěn)定性。

8、優(yōu)選地，側定位件包括連接在支撐件的第四伸縮缸，第四伸縮缸的輸出端與擋塊固定，支撐件還安裝有第五伸縮缸，第五伸縮缸的輸出端與壓塊固定；其中，壓塊和側夾爪分別設在電芯沿y軸的兩側。

9、上述方案中，第四伸縮缸帶動擋塊伸出，其帶動擋塊與電芯的端部貼合，將托盤上的下層電芯沿x軸方向規(guī)整，第五伸縮缸的軸體伸出，其帶動壓塊伸出，壓塊與電芯的側邊貼合，其帶動電芯沿y軸方向在托盤上規(guī)整，使托盤上的下層電芯位置定位，上層電芯和下層電芯堆疊的準確性。

10、優(yōu)選地，側定位件還包括安裝在支撐件的側接板、固定在側接板的第三伸縮缸以及固定在第三伸縮缸的輸出端并與側接板沿y軸滑動的伸縮板，伸縮板與第四伸縮缸固定。其中，上層電芯和下層電芯堆疊完成后，通過第三伸縮缸和伸縮板將第四伸縮缸和擋塊沿y軸移動，使擋塊和第四伸縮缸遠離輸送架，此時可避免擋塊和第四伸縮缸對托盤的轉運造成干涉，有助于托盤的上下料。

11、優(yōu)選地，托盤包括盤體和設在盤體頂端的凸臺，電芯的四角放置于凸臺的臺階上。其中，四個凸臺所在的槽體相對，其可放置一個電芯，電芯沿x軸方向擠壓至凸臺的側壁，同時在第五伸縮缸帶動壓塊對電芯的側邊擠壓，使電芯沿y軸方向緊靠在凸臺的側壁，使下層電芯在托盤上的位置固定，有助于上層電芯和下層電芯堆疊成型。

12、優(yōu)選地，擋塊面向電芯的一側與凸臺相互嵌補，擋塊的頂端設有與端夾爪嵌補的槽，當端夾爪貼合至擋塊的槽壁，使一對端夾爪之間的電芯與擋塊底端側壁平齊。其中，第二伸縮缸的軸體通過第二安裝板帶動端夾爪與擋塊的槽體貼合，使上層電芯和下層電芯沿x方向的端部平齊，有助于上層電芯和下層電芯的位置規(guī)整。

13、優(yōu)選地，支撐件包括安裝架、貫穿安裝架的輸送架以及位于輸送架下方輔助架，預堆疊件和側定位件的部分均設在安裝架上，托盤在輸送架上轉運。其中，預堆疊件與安裝架通過直線電機和平行滑軌來回移動，保持滑動的穩(wěn)定性，也可通過在安裝架的頂端開設槽體，以保證預堆疊件的來回移動；側定位件的部分在安裝架的柱體固定，并使擋塊在下層電芯的端部能夠沿x軸方向來回移動；側定位件內的壓塊設在輔助架上，壓塊能夠沿y軸朝向電芯的側邊移動，并將電芯擠壓后靠在托盤。

14、一種電池模組加工用電芯預堆疊生產方法，應用上述電池模組加工用電芯預堆疊裝置，該生產方法包括如下步驟：

15、步驟s1：托盤轉運至預堆疊件處，預堆疊件沿x軸方向移動至托盤外側的兩個電芯處，夾持裝置沿z軸下移，并采用側夾爪對托盤外側的兩個電芯端部夾持；

16、步驟s2：夾持裝置沿z軸上移，并帶動側夾爪上的兩個電芯上移，預堆疊件沿y軸反向移動，側夾爪夾持的上層電芯移動至托盤下層電芯的正上方；

17、步驟s3：擋塊將下層電芯擠壓并沿x軸靠在托盤上，壓塊將下層電芯擠壓并沿y軸靠在托盤上；

18、步驟s4：端夾爪沿x軸靠在擋塊上，使上層電芯與下層電芯沿x軸平齊，側夾爪對上層電芯沿y軸的側邊擠壓，上層電芯沿y軸靠在壓塊上，使上層電芯和下層電芯沿y軸平齊；

19、步驟s5：預堆疊件沿z軸將上層電芯下移，并將上層電芯和下層電芯貼合，完成電芯堆疊，托盤將堆疊完成的電芯從支撐件下料。

20、對于該方法中，其通過端夾爪對電芯抓取，使托盤余下的電芯為下層電芯，端夾爪夾持的電芯為上層電芯，預堆疊件對上層電芯轉運，使上層電芯與下層電芯處于同一z軸方向，在擋塊和壓塊的作用下，使下層電芯在托盤的水平方向限位，其次上層電芯在擋塊和壓塊的作用下，也跟隨下層電芯在水平方向限位，使上層電芯和下層電芯處在同一豎直方向，后續(xù)上層電芯僅需沿z軸方向與下層電芯堆疊，保證上層電芯和下層電芯堆疊的準確性，以免托盤上的下層電芯偏移，影響堆疊效果。

21、由以上技術方案可知，本發(fā)明具有如下有益效果：

22、本發(fā)明采用擋塊沿x軸對托盤的下層電芯擠壓，同時采用壓塊對下層電芯沿y軸擠壓，使下層電芯在托盤上的位置固定，上層電芯通過側夾爪移動至與壓塊貼合，使上層電芯與下層電芯沿y軸方向平齊，端夾爪沿x方向緊靠在擋塊上，即將上層電芯和下層電芯沿x軸方向平齊，使上層電芯和下層電芯沿x軸和y軸均處于平齊狀態(tài)，保證后續(xù)堆疊的準確性，避免下層電芯因與托盤之間因間隙，導致堆疊存在誤差，使電芯堆疊的效率和質量受影響。

23、擋塊與凸臺相互嵌補，擋塊從兩凸臺之間穿過，并對電芯的端部擠壓，同時擋塊的槽體與端夾爪貼合，第二伸縮缸的軸體通過第二安裝板帶動端夾爪與擋塊的槽體貼合，使上層電芯和下層電芯沿x方向的端部平齊，有助于上層電芯和下層電芯的位置規(guī)整。