CN103231935A - 制片卷绕衔接装置 - Google Patents

Abstract

本发明制片卷绕衔接装置，用于电芯全自动卷绕机的制片***与卷绕***之间极片的过程控制；包括：竖直设置的全自动卷绕机的基板，极片的传送方向与基板平行；安装在基板上的摆动纠偏部，连接在制片工序之后，内置极片的蛇形缓冲区，对完成制片工序的极片进行摆动纠偏；顺序连接的极片驱动机构和张力控制机构，用于牵引蛇形缓冲区的极片，并对进入卷绕工序的极片进行张力控制。其优点是；摆动纠偏机构有效消除极片与竖直基板的垂直偏差，使极片边沿定位精度高，平行精确进入卷绕部分；张力控制机构控制极片张力，对不同宽度的极片，采用不同的张力，防止极片起皱、断带。

Description

制片卷绕衔接装置

技术领域

本发明属于电池制造技术领域，涉及电池的电芯生产设备，尤其涉及电芯制片卷绕机中的制片***与卷绕***衔接时极片的缓冲、纠偏、驱动和张力控制的联动装置。

背景技术

现有技术的电芯生产设备中制片与卷绕工序之间的极片过渡装置，一般是（1）没有极片摆动纠偏机构不能消除极片与竖直基板的垂直偏差，极片边沿难以精确定位，极片难以平行精确进入卷绕部分；（2）没有极片蛇形缓冲机构，极片张力不稳定、行进阻滞；（3）没有极片驱动及极片张力控制机构控制极片张力；。

现有技术的极片纠偏装置的缺点是：1、极片边沿定位定精度差；2、极片张力不稳定、行进阻滞、极片容易起皱、断带。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述现有技术存在的不足，提供一种用于电芯生产设备的极片纠偏装置。

本发明针对上述问题而提出的技术方案是：制片卷绕衔接装置，用于电芯全自动卷绕机的制片***与卷绕***之间极片的过程控制；包括：基板，全自动卷绕机的主件，竖直设置，极片的传送方向与基板平行；摆动纠偏部，安装在基板上，连接在制片工序之后，内置极片的蛇形缓冲区，对完成制片工序的极片进行初步摆动纠偏；驱动张力部，安装在基板上，与摆动纠偏部顺序连接，内置极片驱动机构和张力控制机构，用于牵引蛇形缓冲区的极片，并对进入卷绕工序的极片进行张力控制。

所述摆动纠偏部包括：摆动纠偏轴，水平安装在基板的正面，与基板平行；摆动纠偏板，竖直设置在基板的正面，与基板基本平行，其底边安装在摆动纠偏轴上，纠偏方向为相对于基板摆动；摆动驱动机构，安装在基板上，调整摆动纠偏板相对于基板摆动的夹角；摆动纠偏感应器，安装在基板的正面，检测从摆动纠偏板输出的极片相对于基板的横向位置，用于控制摆动驱动机构；蛇形缓冲机构，布置在摆动纠偏板的正面，调整极片的缓冲长度；滑轮组牵引机构，安装在基板的背面，为蛇形缓冲机构提供张力。

其中，所述摆动驱动机构包括：纠偏推杆副，垂直穿过基板，带动摆动纠偏板相对于基板的纠偏摆动；摆动纠偏电机，安装在基板的背面，通过纠偏推杆副与摆动纠偏板连接，用于推动摆动纠偏板相对于基板前、后摆动；摆动丝杠副，设置在基板的背面，连接在摆动纠偏电机与纠偏推杆副之间，将摆动纠偏电机的转动变换为摆动纠偏板的纠偏摆动。

其中，所述蛇形缓冲机构包括：线性长滑轨，滑动方向与基板平行，安装在基板正面的摆动纠偏板上；固定辊组，设置在线性长滑轨一端的近处，为蛇形缓冲区的始端；浮动辊组，安装在线性长滑轨上，与固定辊组配合构成极片的蛇形缓冲区：张力牵引带，一端与浮动辊组连接，用于拖动浮动辊组沿线性长滑轨移动，另一端穿过基板，由基板背面的滑轮组牵引机构牵引。

其中，所述滑轮组牵引机构包括：滑轮组安装板，固定在基板的背面，与基板垂直；线性短滑轨，滑动方向与基板平行，安装在滑轮组安装板上；定滑轮组，设置在线性短滑轨一端的近处；动滑轮组，安装在线性短滑轨上，与定滑轮组配合构成牵引长度的倍增区；牵引气缸，设置在线性短滑轨另一端的延伸处，用于拖动动滑轮组沿线性短滑轨移动。

穿过基板的滑轮组牵引机构牵引的所述张力牵引带，穿梭在定滑轮组和动滑轮组之间，另一端固定在滑轮组安装板上；所述牵引气缸的有效行程，通过牵引长度的倍增区成倍的放大，用于调整极片缓冲机构的浮动辊组相对于固定辊组的距离。

其中，所述极片驱动机构包括：极片驱动辊，与基板1垂直安装，周向缠绕极片，通过摩擦力带动极片传送；极片驱动电机，与极片驱动辊传动连接，为其提供旋转动力；包胶压辊，作用在极片驱动辊上，用于增加极片驱动辊与极片的摩擦力；压辊气缸，为包胶压辊提供压力。

其中，所述张力控制机构包括：卷绕缓冲区，其中的极片张力气缸带动极片浮动辊相对于极片固定辊滑动，保持极片驱动机构与卷绕工序之间的极片张力；电子尺，其磁环与极片浮动辊相连，测量极片浮动辊的位置信息，反馈到极片驱动电机，进行极片驱动电机的速度控制。

与现有技术的极片过渡装置相比，采用本发明技术方案的优点是：

1、 摆动纠偏部有效消除极片与竖直基板的垂直偏差，使极片边沿定位精度高，平行精确进入卷绕***；

2、 蛇形缓冲机构使极片张力稳定、平缓行进，为卷绕工序储备较多的缓冲极片； 

3、 张力控制机构控制极片张力，对不同宽度的极片，采用不同的张力，防止极片起皱、断带。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明。

图1是本发明极片复合纠偏装置实施例的主视图。

图2是图1实施例的摆动纠偏部A向的局部左视图。

图中包括：

基板1；

摆动纠偏部2；

摆动纠偏轴21、摆动纠偏板22、摆动驱动机构23、摆动纠偏感应器24、蛇形缓冲机构25、滑轮组牵引机构26；

极片过辊221；

纠偏推杆副231、摆动纠偏电机232、摆动丝杠副233；

过渡过辊241；

线性长滑轨251、固定辊组252、浮动辊组253、张力牵引带254；

滑轮组安装板261、线性短滑轨262、定滑轮组、动滑轮组264、牵引气缸265；

驱动张力部3；

驱动张力板31、极片驱动机构32、张力控制机构33、极片测长机构36、压极片机构37；

极片驱动辊321、极片驱动电机、包胶压辊323、压辊气缸324；

极片张力气缸331、极片浮动辊332、极片固定辊333、称重传感器334、电子尺335、磁环336；

极片7、极片入料端71、极片出料端72。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

本发明制片卷绕衔接装置，用于电芯全自动卷绕机的制片***与卷绕***之间极片的过程控制。

图1是本发明制片卷绕衔接装置实施例的主视图；图2是该实施例的摆动纠偏部的局部左视图。

图中，制片卷绕衔接装置包括：全自动卷绕机的主件竖直设置基板1，极片7的传送方向与基板1平行；安装在基板1上的摆动纠偏部2，连接在全自动卷绕机的制片工序之后，内置极片的蛇形缓冲区，对完成制片工序的极片7初步进行摆动纠偏；安装在基板上的驱动张力部3，与摆动纠偏部1顺序连接，内置极片驱动机构31和张力控制机构33，用于牵引蛇形缓冲区的极片7，并对进入全自动卷绕机的卷绕工序的极片7进行张力控制。

如图1所示，摆动纠偏部2包括：水平安装在基板1正面的摆动纠偏轴21，与基板1平行；竖直设置在基板1正面的摆动纠偏板22，与基板1基本平行，其底边安装在摆动纠偏轴21上，纠偏方向为相对于基板1摆动；安装在基板上的摆动驱动机构23，调整摆动纠偏板22相对于基板1摆动的夹角；安装在基板1正面的摆动纠偏感应器24，检测从摆动纠偏板22输出的极片7相对于基板1的横向位置，用于控制摆动驱动机构23的纠偏动作；布置在摆动纠偏板22正面的蛇形缓冲机构23，调整极片7的缓冲长度；安装在基板1背面的滑轮组牵引机构26，为蛇形缓冲机构25提供张力。该实施例的摆动纠偏感应器24为光纤纠偏感应器。

如图2所示，摆动驱动机构23包括：垂直穿过基板1的纠偏推杆副231，带动摆动纠偏板22相对于基板1的纠偏摆动；安装在基板1背面的摆动纠偏电机232，通过纠偏推杆副231与摆动纠偏板22连接，用于推动摆动纠偏板22相对于基板1前、后摆动；设置在基板1背面的摆动丝杠副233，连接在摆动纠偏电机232与纠偏推杆副231之间，将摆动纠偏电机232的转动变换为摆动纠偏板22的纠偏摆动。

蛇形缓冲机构25包括：滑动方向与基板1平行的线性长滑轨251，安装在基板1正面的摆动纠偏板22上；设置在线性长滑轨251一端近处的固定辊组252，为蛇形缓冲区的始端；安装在线性长滑轨251上的浮动辊组253，与固定辊组252配合构成极片7的蛇形缓冲区：一端与浮动辊组253连接的张力牵引带254，用于拖动浮动辊组253沿线性长滑轨251移动，另一端穿过基板1，由基板1背面的滑轮组牵引机构26进行收、放牵引。

滑轮组牵引机构26包括：固定在基板1背面的滑轮组安装板261，与基板1垂直；滑动方向与基板1平行的线性短滑轨262，安装在滑轮组安装板261上；设置在线性短滑轨262一端近处的定滑轮组；安装在线性短滑轨262上的动滑轮组264，与定滑轮组配合构成牵引长度的倍增区；设置在线性短滑轨262另一端延伸处的牵引气缸265，用于拖动动滑轮组264沿线性短滑轨262移动。

穿过基板1的滑轮组牵引机构26牵引的张力牵引带254，穿梭在定滑轮组和动滑轮组264之间，另一端固定在滑轮组安装板261上。牵引气缸265拖动动滑轮组264时，在牵引长度倍增区内，通过动滑轮组264相对于定滑轮组之间距离的变化，将牵引气缸265的气缸行程成倍的放大为张力牵引带254的牵引行程，用于大范围的调整极片缓冲机构25的浮动辊组253相对于固定辊组252的距离。

该实施例的滑轮组牵引机构26的定滑轮组和动滑轮组264，分别含有三个滑轮，可以将张力牵引带254的牵引行程，放大到牵引气缸265的气缸行程的六倍。该实施例的张力牵引带254为平带，故滑轮组安装板261与基板1垂直。若张力牵引带254为圆带，滑轮组安装板261可以与基板1平行。

驱动张力部3包括：极片驱动机构32用于牵引蛇形缓冲区的极片7, 以及与极片驱动机构32顺序连接的进入卷绕工序极片的张力控制机构33。

极片驱动机构32包括：设置在基板1正面的驱动张力板31，与基板1平行安装；垂直安装在驱动张力板31上的极片驱动辊321，周向缠绕极片7，通过摩擦力带动极片传递；与极片驱动辊321传动连接的极片驱动电机，为极片驱动辊321提供旋转动力；作用在极片驱动辊321上的包胶压辊323，用于增加极片驱动辊321与极片7的摩擦力；为包胶压辊323提供压力的压辊气缸324。

张力控制机构33包括：卷绕缓冲区，通过极片张力气缸331带动极片浮动辊332相对于极片固定辊333滑动，保持极片驱动机构32与卷绕工序之间的极片7张力的恒定；电子尺335，电子尺的磁环336与极片浮动辊332相连，动态测量极片浮动辊332位置信息，反馈到极片驱动电机，根据不同的位置信息，进行极片驱动电机的速度控制；设置在极片驱动机构32与卷绕缓冲区之间的称重传感器334，测量、显示极片7的动态张力。

本发明制片卷绕衔接装置的工作原理。

1.、极片7由极片入料端71进入摆动纠偏部2，通过蛇形缓冲机构25实现极片的长距离的缓冲。蛇形缓冲机构25的浮动辊组253由滑轮组牵引机构26的张力牵引带254拖动，滑轮组牵引机构26的动滑轮组264由牵引气缸265拖动。

2、极片7从蛇形缓冲机构25输出，经摆动纠偏板22上的极片过辊221，进入摆动纠偏感应器24和过渡过辊241实现极片的初次纠偏。过渡过辊机构241靠近摆动纠偏感应器24，可以消除极片7的抖动，使进入摆动纠偏感应器24内的极片7伸直，实现极片7的光纤纠偏更精确。

3、摆动纠偏板22以摆动纠偏轴21为轴心，由摆动驱动机构23驱动纠偏推杆副231，纠偏推杆副231推动摆动纠偏板22，摆动纠偏板22绕着摆动纠偏轴21作摆动运动，即相对于基板1前、后摆动，实现极片7的摆动纠偏。

4、 随后，极片7进入驱动张力部3，驱动张力板31上的极片驱动机构31，由压辊气缸314带动包胶压辊313与极片驱动辊311压紧极片，实现极片7的驱动。

5、 紧接着，极片7经过称重传感器334，实现极片张力的动态测量、显示，根据测量参数，可以调整极片张力气缸351的拉力。

6、最后，紧接着极片7进入张力控制机构35的卷绕工序前的缓冲区，由极片张力气缸351带动极片浮动辊351相对于极片固定辊353滑动，保持极片7的张力恒定。

本发明制片卷绕衔接装置的实施例，应用在一种锂电池的电芯全自动卷绕机上，衔接在制片***与卷绕***之间。极片的摆动纠偏部2和驱动张力部3顺序连续布局在一起，可使极片先进行前、后摆动的初步纠偏，极片纠偏的效果更好。驱动张力部3的张力控制机构33控制极片7的张力，防止极片起皱、断带。

极片摆动纠偏部作为极片制片后的纠偏，蛇形缓冲机构25安装在摆动纠偏板22上。根据摆动纠偏感应器24的检测参数，在摆动驱动机构23的推动下，可实现极片7整体前、后摆动，达到纠偏的效果。

张力控制机构33的电子尺335的磁环336与浮动辊332相连，动态测量浮动辊332的位置信息，反馈到极片驱动电机的转速上，控制卷绕缓冲区的范围。

上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.制片卷绕衔接装置，用于电芯全自动卷绕机的制片***与卷绕***之间极片的过程控制；其特征在于，包括：

基板(1)，全自动卷绕机的主件，竖直设置，极片(7)的传送方向与基板(1)平行；

摆动纠偏部(2)，安装在基板(1)上，连接在制片工序之后，内置极片(7)的蛇形缓冲区，对完成制片工序的极片(7)进行摆动纠偏；

驱动张力部(3)，安装在基板(1)上，与摆动纠偏部(2)顺序连接，内置极片驱动机构(32)和张力控制机构(33)，用于牵引蛇形缓冲区的极片(7)，并对进入卷绕工序的极片(7)进行张力控制。

2.依据权利要求1所述的制片卷绕衔接装置，其特征在于，所述摆动纠偏部(2)包括：

摆动纠偏轴(21)，水平安装在基板(1)的正面，与基板(1)平行；

摆动纠偏板(22)，竖直设置在基板(1)的正面，与基板(1)基本平行，其底边安装在摆动纠偏轴(21)上，纠偏方向为相对于基板(1)摆动；

摆动驱动机构(23)，安装在基板(1)上，调整摆动纠偏板(22)相对于基板(1)摆动的夹角；

摆动纠偏感应器(24)，安装在基板(1)的正面，检测从摆动纠偏板(22)输出的极片(7)相对于基板(1)的横向位置，用于控制摆动驱动机构(23)；

蛇形缓冲机构(25)，布置在摆动纠偏板(22)的正面，调整极片(7)的缓冲长度；

滑轮组牵引机构(26)，安装在基板(1)的背面，为蛇形缓冲机构(25)提供张力。

3.依据权利要求2所述的制片卷绕衔接装置，其特征在于，所述摆动驱动机构(23)包括：

纠偏推杆副(231)，垂直穿过基板(1)，带动摆动纠偏板(22)相对于基板(1)的纠偏摆动；

摆动纠偏电机(232)，安装在基板(1)的背面，通过纠偏推杆副(231)与摆动纠偏板(22)连接，用于推动摆动纠偏板(22)相对于基板(1)前、后摆动；

摆动丝杠副(233)，设置在基板(1)的背面，连接在摆动纠偏电机(232)与纠偏推杆副(231)之间，将摆动纠偏电机(232)的转动变换为摆动纠偏板(22)的纠偏摆动。

4.依据权利要求2所述的制片卷绕衔接装置，其特征在于，所述蛇形缓冲机构(25)包括：

线性长滑轨(251)，滑动方向与基板(1)平行，安装在基板(1)正面的摆动纠偏板(22)上；

固定辊组(252)，设置在线性长滑轨(251)一端的近处，为蛇形缓冲区的始端；

浮动辊组(253)，安装在线性长滑轨(251)上，与固定辊组(252)配合构成极片(7)的蛇形缓冲区：

张力牵引带(254)，一端与浮动辊组(253)连接，用于拖动浮动辊组(253)沿线性长滑轨(251)移动，并穿过基板(1)，由基板(1)背面的滑轮组牵引机构(26)牵引。

5.依据权利要求4所述的制片卷绕衔接装置，其特征在于，所述滑轮组牵引机构(26)包括：

滑轮组安装板(261)，固定在基板(1)的背面，与基板(1)垂直；

线性短滑轨(262)，滑动方向与基板(1)平行，安装在滑轮组安装板(261)上；

定滑轮组，设置在线性短滑轨(262)一端的近处；

动滑轮组(264)，安装在线性短滑轨(262)上，与定滑轮组配合构成牵引长度的倍增区；

牵引气缸(265)，设置在线性短滑轨(262)另一端的延伸处，用于拖动动滑轮组(264)沿线性短滑轨(262)移动；

穿过基板1的滑轮组牵引机构牵引(1)的所述张力牵引带(254)，穿梭在定滑轮组和动滑轮组(264)之间，另一端固定在滑轮组安装板(261)上；

所述牵引气缸(265)的有效行程，通过牵引长度的倍增区成倍的放大，用于调整极片缓冲机构(1)的浮动辊组(253)相对于固定辊组(252)的距离。

6.依据权利要求2所述的制片卷绕衔接装置，其特征在于，所述极片驱动机构(32)包括：

极片驱动辊(321)，与基板(1)垂直安装，周向缠绕极片，通过摩擦力带动极片(7)传送；

极片驱动电机，与极片驱动辊(321)传动连接，为其提供旋转动力；

包胶压辊(323)，作用在极片驱动辊(321)上，用于增加极片驱动辊(321)与极片(7)的摩擦力；

压辊气缸(324)，为包胶压辊(323)提供压力。

7.依据权利要求6所述的制片卷绕衔接装置，其特征在于，所述张力控制机构(33)包括：

卷绕缓冲区，其中的极片张力气缸(331)带动极片浮动辊(332)相对于极片固定辊(333)滑动，保持极片驱动机构(32)与卷绕工序之间的极片(7)张力；

电子尺(335)，其磁环(336)与极片浮动辊(332)相连，测量极片浮动辊(332)的位置信息，反馈到极片驱动电机，进行极片驱动电机的速度控制。

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