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CN109119710B - 一种单体废旧电池的正负电极端壳剥离方法及装置 - Google Patents

一种单体废旧电池的正负电极端壳剥离方法及装置 Download PDF

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CN109119710B CN201810729584.4A CN201810729584A CN109119710B CN 109119710 B CN109119710 B CN 109119710B CN 201810729584 A CN201810729584 A CN 201810729584A CN 109119710 B CN109119710 B CN 109119710B
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Abstract

本发明创造公开了一种单体废旧电池的正负电极端壳的剥离方法及装置，方法具体为所述电池壳体的正极端和负极端切割后，通过紧固装置固定以及定位电池，然后利用爪型运动机构的两个气爪抓住电池的正极端壳和负极端壳往外拉拨以使得正极端壳和负极端壳脱落，从而将电池分为正极端壳、负极端壳和电池主体部分，爪型运动机构向PLC反馈拉力，当拉力达到极限拉力时，在PLC的控制下，爪型运动机构放弃拉拔，气爪张开，爪型运动机构回归原位，当拉力小于极限拉力时，在PLC的控制下，爪型运动机构继续拉拔，所述极限拉力的设定范围是10N‑80N。本方法和装置提高工作效率高，并通过反馈拉力来检测切割效果。

Description

一种单体废旧电池的正负电极端壳剥离方法及装置
技术领域
本发明创造涉及一种单体废旧电池的回收技术领域，尤其涉及一种对切割后的电池的正负极端壳进行自动剥离方法。
背景技术
废旧电池的处理方法一般是直接碾碎电池，然后磁选和分选，最后提出正极材料，正极材料是废旧电池的最有价值的部分且含在电池内芯中，此处理方法污染大，正极材料提取率低。
发明创造内容
本发明创造的目的是提供一种单体废旧电池的正负电极端壳的剥离方法，以将电池的外壳的正负极端壳剥离，便于后道工序实施。
为了实现上述目的，本发明创造采取的技术方案是：一种单体废旧电池的正负电极端壳剥离方法，所述电池壳体的正极端和负极端切割后，通过紧固装置固定以及定位电池，然后利用爪型运动机构的两个气爪抓住电池的正极端壳和负极端壳往外拉拨以使得正极端壳和负极端壳脱落，从而将电池分为正极端壳、负极端壳和电池主体部分，爪型运动机构向PLC反馈拉力，当拉力达到极限拉力时，在PLC的控制下，爪型运动机构放弃拉拔，气爪张开，爪型运动机构回归原位，当拉力小于极限拉力时，在PLC的控制下，爪型运动机构继续拉拔，所述极限拉力的设定范围是10N-80N。
进一步地，所述爪型运动机构是一个由伺服电机驱动的爪型运动机构，且由伺服电机反馈拉力给PLC。
进一步地，所述爪型运动机构是一个由液压缸或者气压缸驱动的爪型运动机构，液压缸与爪型运动机构之间安装有力传感器或者气压缸与爪型运动机构之间安装有力传感器，由力传感器反馈拉力给PLC。
进一步地，所述极限拉力的设定范围是35-45N。
一种电池正负电极端壳剥离装置，包括紧固装置和爪型运动机构，所述爪型运动机构包括第一气爪、第二气爪、第一气爪安装座、第二气爪安装座、第一直线运动机构、第二直线运动机构和固定座，所述紧固装置包括气缸、摆臂、底座、上压块和下压块，所述底座用于安装在操作台上，所述底座的上端面安装有下压块，所述下压块的上端设有第一弧形凹槽，所述上压块下端设有第二弧形凹槽，所述第一压块的第一弧形凹槽和第二压块的第二弧形凹槽相互配合以用于夹持电池，所述摆臂具有三个支臂，所述摆臂的第一支臂与底座转动连接，所述下压块的上端与摆臂的第二支臂的下端面固定相接，所述摆臂的第三个支臂与气缸的输出轴转动连接，所述气缸的壳体与底座固定相接，所述固定座位于底座正上
方，所述第一直线运动机构和第二直线运动机构分别固定在固定座的两侧且第一直线运动机构和第二直线运动机构的运动轴可朝上下方向往复直线运动，所述固定座的下端面设有一对安装耳，所述第一气爪安装座的一端设有开有轴孔的第一连接部，所述第二气爪安装座的一端设有开有轴孔的第二连接部，所述第一气爪安装座的第一连接部和第二气爪安装座的第二连接部通过一个销轴铰接，且销轴的两端固定在两个安装耳上，所述第一气爪安装在第一气爪安装座的另一端部的内侧面上，所述第二气爪安装在第二气爪安装座的另一端部的内侧面上，所述第一气爪和第二气爪分别位于下压块的两侧旁，所述第一气爪安装座的另一端部的外表面上固定有第一铰接件，所述第二气爪安装座的另一端部的外表面上固定有第二铰接件，所述第一铰接件与第一直线运动机构的运动轴固定相接，所述第二铰接件与第二直线运动机构的运动轴固定相接。
进一步地，所述第一直线运动机构和第二直线运动机构均为伺服电缸、液压缸或者气压缸。
进一步地，所述第一气爪安装座和第二气爪安装座均为90°折弯板。
进一步地，所述底座包括安装板和支撑座，所述安装板的下端面通过螺丝垂直固定在支撑座上，所述支撑座上开有用于连接操作台的连接孔，所述安装板的上端面具有一个开有通孔的凹形安装部和两个以上螺纹孔，所述下压块上开有通孔，螺钉从下压块的通孔拧入到安装板的上端面的螺纹孔中从而将下压块固定在与安装板的上端面，所述摆臂的第一支臂与连接板上端面的凹形安装部铰接，所述气缸的壳体通过抱箍与第二支架的侧面固定相接。
与现有技术相比，本发明创造的有益效果是：本发明创造对单体废旧电池经切割后通过自动化工艺将正极端壳、负极端壳剥开，为下到工序做好准备，本方法和装置提高工作效率高，并通过反馈拉力来检测切割效果，当拉力大于极限拉力时，切割效果差，反之，切割效果良好。
附图说明
图1所示为本发明创造的三维示意图。
图2所示为本发明创造的左视图。
图3所示为支撑座的结构示意图。
图4所示为安装板的结构示意图。
图5所示为下压块的结构示意图。
图6所示摆臂的结构示意图。
图7所示为上压块的结构示意图。
图中标识为，第一气爪1、第二气爪2、第一气爪安装座3、第二气爪安装座4、气缸5、摆臂6、底座7、上压块8、下压块9、第一直线运动机构10、第二直线运动机构11 和固定座12。
具体实施方式
为使本发明创造的内容更加清楚，下面结合附图，对本发明创造的具体实施方式作进一步详细描述。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明创造无关的、本领域普通技术人员已知的部件的表示和描述。
本发明创造提供了一种单体废旧电池的正负电极端壳剥离方法，具体为：所述电池壳体的正极端和负极端切割后，通过紧固装置固定以及定位电池，然后利用爪型运动机构的两个气爪抓住电池的正极端壳和负极端壳往外拉拨以使得正极端壳和负极端壳脱落，从而将电池分为正极端壳、负极端壳和电池主体部分，爪型运动机构向PLC反馈拉力，当拉力达到极限拉力时，在PLC的控制下，爪型运动机构放弃拉拔，气爪张开，爪型运动机构回归原位，当拉力小于极限拉力时，在PLC的控制下，爪型运动机构继续拉拔，所述极限拉力的设定范围是10N-80N。
实现力反馈的两种具体方式为：第一，所述爪型运动机构是一个由伺服电机驱动的爪型运动机构，且由伺服电机反馈拉力给PLC。该方法采用伺服电机驱动爪型运动机构，伺服电机由PLC控制，在PLC控制下，爪型运动机构的两个气爪抓住电池的正极端壳和负极端壳往外拉拨以使得正极端壳和负极端壳脱落，在爪型运动机构拔出正极端壳和负极端壳的过程中，伺服电机实时检测到拉力，反馈给PLC，当拉力达到极限拉力时，PLC判定超载，电池切割效果差，在PLC控制下，伺服电机驱动爪型运动机构放弃拉拔，气爪张开，爪型运动机构回归原位，当拉力小于极限拉力时，PLC判定正常，电池切割效果良好，在PLC的控制下，伺服电机驱动爪型运动机构继续拉拔，经过实验测试，适应于单体废旧电池的极限拉力的设定范围是10N-80N。最佳的，所述极限拉力的设定范围是35-45N。此极限拉力可保证在电池切割效果差的情况下，爪型运动机构不会强行拉拨，如果强行拉拨，则会破坏剥离装置，因此，本方法可以实现电池的正负极端壳剥离，又保证装置的安全性，检测电池的切割效果。
第二，所述爪型运动机构是一个由液压缸或者气压缸驱动的爪型运动机构，液压缸与爪型运动机构之间安装有力传感器或者气压缸与爪型运动机构之间安装有力传感器，由力传感器反馈拉力给PLC。此方法是由力传感器反馈拉力，反馈给PLC，当拉力达到极限拉力时，PLC判定超载，电池切割效果差，在PLC控制下，爪型运动机构放弃拉拔，气爪张开，爪型运动机构回归原位，当拉力小于极限拉力时，PLC判定正常，电池切割效果良好，在PLC的控制下，爪型运动机构继续拉拔，经过实验测试，适应于单体废旧电池的极限拉力的设定范围是0N-80N。最佳的，所述极限拉力的设定范围是35-45N。此极限拉力可保证在电池切割效果差的情况下，爪型运动机构不会强行拉拨，如果强行拉拨，则会破坏剥离装置，因此，本方法可以实现电池的正负极端壳剥离，又保证装置的安全性，检测电池的切割效果，需要说明的是，由PLC控制液压缸或者气压缸运动是现有技术，在此不具体累述。
本发明创造还提供了一种电池外壳剥离装置，以实施上述方法，参考图1-图7，剥离装置具体为包括第一气爪1、第二气爪2、第一气爪安装座3、第二气爪安装座4、气缸5、摆臂6、底座7、上压块8、下压块9、第一直线运动机构10、第二直线运动机构11和固定座12，所述底座7用于安装在操作台上，所述底座7的上端面安装有下压块8，所述下压块8的上端设有第一弧形凹槽8-1，所述上压块9下端设有第二弧形凹槽9-1，所述上压块9的第二弧形凹槽9-1和下压块8的第一弧形凹槽8-1相互配合以用于夹持电池，所述摆臂6具有三个支臂，所述摆臂6的第一支臂与底座7转动连接，所述下压块8的上端与摆臂6的第二支臂的下端面固定相接，所述摆臂6的第三个支臂与气缸5的输出轴转动连接，所述气缸5的壳体与底座7固定相接，所述固定座12位于底座7正上方，所述第一直线运动机构10和第二直线运动机构11分别固定在固定座12的两侧且第一直线运动机构10和第二直线运动机构11的运动轴可朝上下方向往复直线运动，所述固定座12的下端面设有一对安装耳12-1，所述第一气爪安装座3的一端设有开有轴孔的第一连接部3-1，所述第二气爪安装座4的一端设有开有轴孔的第二连接部4-1，所述第一气爪安装座3的第一连接部3-1和第二气爪安装座4的第二连接部4-1通过一个销轴13铰接，且销轴13的两端固定在两个安装耳12-1上，所述第一气爪1安装在第一气爪安装座3的另一端部的内侧面上，所述第二气爪2安装在第二气爪安装座4的另一端部的内侧面上，所述第一气爪1和第二气爪2分别位于下压块8的两侧旁，所述第一气爪安装座3的另一端部的外表面上固定有第一铰接件3-1，所述第二气爪安装座4的另一端部的外表面上固定有第二铰接件4-1，所述第一铰接件3-1与第一直线运动机构10的运动轴固定相接，所述第二铰接件4-1与第二直线运动机构11的运动轴固定相接。
在使用时，将壳体两端切割后的单体废旧电池放置在下压块的第一弧形槽中，气缸通过摆臂驱动上压块下压，下压块通过第二弧形槽保住电池，从而压紧电池的中部，第一直线运动机构10和第二直线运动机构11的运动轴下降，推动第一气爪安装座3和第二气爪安装座4向内旋转，在第一气爪安装座3和第二气爪安装座4的作用下，第一气爪1和第二气爪2运动到电池的两端，第一气爪1、第二气爪2工作，夹紧电池的两端，然后第一直线运动机构10和第二直线运动机构11的运动轴上降，带动第一气爪安装座3和第二气爪安装座4向外旋转，在第一气爪安装座3和第二气爪安装座4的作用下，第一气爪1和第二气爪2将电池的两端的壳体剥离。在安装时，底座7和固定座12均安装在操作台上。
为了精确控制运动过程，所述第一直线运动机构10和第二直线运动机构11均为伺服电缸，伺服电机控制拉力，同时进行力反馈，通过力反馈可以检测电池的切割效果，从而判定是否剥离了电池的端壳，另一方面，保证装置的安全性。值得注意的是，所述第一直线运动机构10和第二直线运动机构11采用液压缸或者气压缸，均可以实现驱动气爪的功能，只不过力传感器需要安装在液压缸或者气压缸的运动轴上，来反馈拉力。
具体的，所述第一气爪安装座3和第二气爪安装座4均为90°折弯板。
所述底座7包括安装板和支撑座，所述安装板的下端面通过螺丝垂直固定在支撑座上，所述支撑座上开有用于连接操作台的连接孔，所述安装板的上端面具有一个开有通孔的凹形安装部和两个以上螺纹孔，所述下压块上开有通孔，螺钉从下压块的通孔拧入到安装板的上端面的螺纹孔中从而将下压块固定在与安装板的上端面，所述摆臂的第一支臂与连接板上端面的凹形安装部铰接，所述气缸的壳体通过抱箍与第二支架的侧面固定相接。
所述摆臂9呈“T”型状且其每个支臂上均设有安装孔。
在上述技术方案中，所有部件采用金属材质制成，优选铁材质或者不锈钢材质。
以上仅表达了本发明创造的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明创造专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明创造的保护范围。因此，本发明创造专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种电池正负电极端壳剥离装置，所述电池壳体的正极端和负极端切割后，通过紧固装置固定以及定位电池，然后利用爪型运动机构的两个气爪抓住电池的正极端壳和负极端壳往外拉拨以使得正极端壳和负极端壳脱落，从而将电池分为正极端壳、负极端壳和电池主体部分，爪型运动机构向PLC反馈拉力，当拉力达到极限拉力时，在PLC的控制下，爪型运动机构放弃拉拔，气爪张开，爪型运动机构回归原位，当拉力小于极限拉力时，在PLC的控制下，爪型运动机构继续拉拔，所述极限拉力的设定范围是10N-80N；所述爪型运动机构是一个由伺服电机驱动的爪型运动机构，且由伺服电机反馈拉力给PLC；在PLC控制下，爪型运动机构的两个气爪抓住电池的正极端壳和负极端壳往外拉拨以使得正极端壳和负极端壳脱落，在爪型运动机构拔出正极端壳和负极端壳的过程中，伺服电机实时检测到拉力，反馈给PLC，当拉力达到极限拉力时，PLC判定超载，电池切割效果差，在PLC控制下，伺服电机驱动爪型运动机构放弃拉拔，气爪张开，爪型运动机构回归原位，当拉力小于极限拉力时，PLC判定正常，电池切割效果良好，在PLC的控制下，伺服电机驱动爪型运动机构继续拉拔，其特征在于，包括紧固装置和爪型运动机构，所述爪型运动机构包括第一气爪（1）、第二气爪（2）、第一气爪安装座（3）、第二气爪安装座（4）、第一直线运动机构（10）、第二直线运动机构（11）和固定座（12），所述紧固装置包括气缸（5）、摆臂（6）、底座（7）、上压块（8）和下压块（9），所述底座（7）用于安装在操作台上，所述底座（7）的上端面安装有下压块（9），所述下压块（9）的上端设有第一弧形凹槽，所述上压块（8）下端设有第二弧形凹槽，所述下压块（9）的第一弧形凹槽和上压块（8）的第二弧形凹槽相互配合以用于夹持电池，所述摆臂（6）具有三个支臂，所述摆臂（6）的第一支臂与底座（7）转动连接，所述上压块（8）的上端与摆臂（6）的第二支臂的下端面固定相接，所述摆臂（6）的第三个支臂与气缸（5）的输出轴转动连接，所述气缸（5）的壳体与底座（7）固定相接，所述固定座（12）位于底座（7）正上方，所述第一直线运动机构（10）和第二直线运动机构（11）分别固定在固定座（12）的两侧且第一直线运动机构（10）和第二直线运动机构（11）的运动轴可朝上下方向往复直线运动，所述固定座（12）的下端面设有一对安装耳（12-1），所述第一气爪安装座（3）的一端设有开有轴孔的第一连接部，所述第二气爪安装座（4）的一端设有开有轴孔的第二连接部，所述第一气爪安装座（3）的第一连接部和第二气爪安装座（4）的第二连接部通过一个销轴（13）铰接，且销轴（13）的两端固定在两个安装耳（12-1）上，所述第一气爪（1）安装在第一气爪（1）安装座的另一端部的内侧面上，所述第二气爪（2）安装在第二气爪安装座（4）的另一端部的内侧面上，所述第一气爪（1）和第二气爪（2）分别位于下压块（9）的两侧旁，所述第一气爪安装座（3）的另一端部的外表面上固定有第一铰接件（3-1），所述第二气爪安装座（4）的另一端部的外表面上固定有第二铰接件（4-1），所述第一铰接件（3-1）与第一直线运动机构（10）的运动轴固定相接，所述第二铰接件（4-1）与第二直线运动机构（11）的运动轴固定相接。
2.如权利要求1所述的电池正负电极端壳剥离装置，其特征在于，所述极限拉力的设定范围是35-45N。
3.一种电池正负电极端壳剥离装置，所述电池壳体的正极端和负极端切割后，通过紧固装置固定以及定位电池，然后利用爪型运动机构的两个气爪抓住电池的正极端壳和负极端壳往外拉拨以使得正极端壳和负极端壳脱落，从而将电池分为正极端壳、负极端壳和电池主体部分，爪型运动机构向PLC反馈拉力，当拉力达到极限拉力时，在PLC的控制下，爪型运动机构放弃拉拔，气爪张开，爪型运动机构回归原位，当拉力小于极限拉力时，在PLC的控制下，爪型运动机构继续拉拔，所述极限拉力的设定范围是10N-80N；所述爪型运动机构是一个由液压缸或者气压缸驱动的爪型运动机构，液压缸与爪型运动机构之间安装有力传感器或者气压缸与爪型运动机构之间安装有力传感器，由力传感器反馈拉力给PLC；由力传感器反馈拉力，反馈给PLC，当拉力达到极限拉力时，PLC判定超载，电池切割效果差，在PLC控制下，爪型运动机构放弃拉拔，气爪张开，爪型运动机构回归原位，当拉力小于极限拉力时，PLC判定正常，电池切割效果良好，在PLC的控制下，爪型运动机构继续拉拔，其特征在于，包括紧固装置和爪型运动机构，所述爪型运动机构包括第一气爪（1）、第二气爪（2）、第一气爪安装座（3）、第二气爪安装座（4）、第一直线运动机构（10）、第二直线运动机构（11）和固定座（12），所述紧固装置包括气缸（5）、摆臂（6）、底座（7）、上压块（8）和下压块（9），所述底座（7）用于安装在操作台上，所述底座（7）的上端面安装有下压块（9），所述下压块（9）的上端设有第一弧形凹槽，所述上压块（8）下端设有第二弧形凹槽，所述下压块（9）的第一弧形凹槽和上压块（8）的第二弧形凹槽相互配合以用于夹持电池，所述摆臂（6）具有三个支臂，所述摆臂（6）的第一支臂与底座（7）转动连接，所述上压块（8）的上端与摆臂（6）的第二支臂的下端面固定相接，所述摆臂（6）的第三个支臂与气缸（5）的输出轴转动连接，所述气缸（5）的壳体与底座（7）固定相接，所述固定座（12）位于底座（7）正上方，所述第一直线运动机构（10）和第二直线运动机构（11）分别固定在固定座（12）的两侧且第一直线运动机构（10）和第二直线运动机构（11）的运动轴可朝上下方向往复直线运动，所述固定座（12）的下端面设有一对安装耳（12-1），所述第一气爪安装座（3）的一端设有开有轴孔的第一连接部，所述第二气爪安装座（4）的一端设有开有轴孔的第二连接部，所述第一气爪安装座（3）的第一连接部和第二气爪安装座（4）的第二连接部通过一个销轴（13）铰接，且销轴（13）的两端固定在两个安装耳（12-1）上，所述第一气爪（1）安装在第一气爪（1）安装座的另一端部的内侧面上，所述第二气爪（2）安装在第二气爪安装座（4）的另一端部的内侧面上，所述第一气爪（1）和第二气爪（2）分别位于下压块（9）的两侧旁，所述第一气爪安装座（3）的另一端部的外表面上固定有第一铰接件（3-1），所述第二气爪安装座（4）的另一端部的外表面上固定有第二铰接件（4-1），所述第一铰接件（3-1）与第一直线运动机构（10）的运动轴固定相接，所述第二铰接件（4-1）与第二直线运动机构（11）的运动轴固定相接。
4.如权利要求3所述的电池正负电极端壳剥离装置，其特征在于，所述极限拉力的设定范围是35-45N。
5.如权利要求3所述的电池正负电极端壳剥离装置，其特征在于，所述第一直线运动机构（10）和第二直线运动机构（11）均为伺服电缸。
6.如权利要求5所述的电池正负电极端壳剥离装置，其特征在于，所述第一气爪安装座（3）和第二气爪安装座（4）均为90°折弯板。
7.如权利要求6所述的电池正负电极端壳剥离装置，其特征在于，所述底座（7）包括安装板和支撑座，所述安装板的下端面通过螺丝垂直固定在支撑座上，所述支撑座上开有用于连接操作台的连接孔，所述安装板的上端面具有一个开有通孔的凹形安装部和两个以上螺纹孔，所述下压块（9）上开有通孔，螺钉从下压块（9）的通孔拧入到安装板的上端面的螺纹孔中从而将下压块（9）固定在与安装板的上端面，所述摆臂（6）的第一支臂与连接板上端面的凹形安装部铰接，所述气缸（5）的壳体通过抱箍与第二支架的侧面固定相接。
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