CN105537154B - 疵品极片单卷机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种疵品极片单卷机构，用于剔除极片中的疵品极片，包括基座板及设置于基座板上的疵品检测模块、卷针平移机构、卷针机构、裁切机构、贴胶机构和卸废机构，其中，卷针机构用于对疵品检测模块检测到的疵品极片进行收卷卷绕；卷针平移机构用于驱动卷针机构进给到需要卷绕疵品极片的工作位置；裁切机构用于裁断卷针机构收卷后的疵品极片；贴胶机构用于对卷针机构裁断的收卷疵品极片进行贴胶包裹；卸废机构用于承接卷针机构抽针后卸下包裹的废极片；通过疵品检测模块检测极片不良标示，并对疵品极片进行单卷卷绕后切断排除不合格极片，减少良品隔膜浪费，自动化程度高、产品更加安全可靠。

Description

疵品极片单卷机构
【技术领域】
本发明涉及锂电池的卷绕设备，尤其涉及疵品极片卷制的疵品极片单卷机构。
【背景技术】
电池的电芯是采用卷绕设备卷绕制成的，现有的电池芯制造一般采用全自动卷绕设备。现有的电池芯自动卷绕装置包括机架、卷绕机构、隔膜机构、极片上料机构、贴胶机构、下料机构、张力控制机构、纠偏控制机构以及电气控制部分，电池的卷芯一般由正、负极片及隔膜按照一定的次序重叠卷绕，最后，贴终止胶带而成电池电芯。
现有电池正、负极极片(经过制片机制作的极片)料卷以及隔膜料卷在主动开卷后，分别经过张力控制、除尘、纠偏、除静电等运作，并在导轮及极片导送机构牵送下，进入卷绕工位，卷绕制作结束后，进入贴终止胶带工位，生产出的电芯再进入下料工位，由机械手取下，进行预压成型(冷压)、短路检测，并经光电计数后，由输送带送出。
但在制作电芯过程中，往往对不合格极片不进行检测，或者即使对不合格极片进行了检测，由于卷绕机的特殊结构，往往只能采取将不合格极片同良品隔膜同卷后，再进行剔废处理，这样就会浪费大量的良品隔膜，同时需要对不合格极片部分进行很多不必要的后续加工步骤，极大的影响生产效率；因此，迫切需要一种对电芯加工过程中的不合格极片进行有效剔除的设备，一方面降低隔膜的浪费，另一方面有效的提高电芯的加工效率。
【发明内容】
本发明提供一种通过色标自动检测接带或光纤检测是有不良品标示，并对疵品极片进行单卷卷绕后切割排除不合格极片，减少良品隔膜浪费，自动化程度高、产品更加安全可靠的疵品极片单卷机构。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
疵品极片单卷机构，用于剔除极片中的疵品极片，包括：
疵品检测模块，设有疵品极片检测传感器和极片头尾部识别传感器，所述疵品极片检测传感器用于检测出极片中贴出不良标示的疵品极片，所述极片头尾部识别传感器用于检测出良极片的头部；
卷针机构，用于对疵品检测模块检测到的疵品极片进行收卷卷绕；
卷针平移机构，用于驱动卷针机构进给到需要卷绕疵品极片的工作位置；
裁切机构，用于裁断卷针机构收卷后的疵品极片；
贴胶机构，用于对卷针机构裁断的收卷疵品极片进行贴胶包裹；
卸废机构，用于承接卷针机构抽针后卸下包裹的废极片；
一基座板，所述疵品检测模块、卷针平移机构、卷针机构、裁切机构、贴胶机构和卸废机构均设置于基座板上；
所述卷针机构采用双工位设置，该卷针机构包括伺服马达、同步带、同步带轮、第一卷针筒、第一卷针、第一卷针定位筒、第二卷针筒、第二卷针、第二卷针定位筒、抽针气缸和气缸座，所述第一卷针定位筒和第二卷针定位筒并排的安装于所述卷针平移机构的滑块下侧，并在第一卷针定位筒和第二卷针定位筒下侧分别设有便于正极片或负极片进入卷绕工位的开口槽；所述第一卷针筒转动的套装于第一卷针定位筒的前端，所述第二卷针筒转动的套装于第二卷针定位筒的前端，第一卷针筒与第二卷针筒之间啮合有相互传动的齿轮组，所述同步带轮同轴安装于第一卷针筒前端，固定于滑块上的伺服马达通过同步带驱动同步带轮转动，转动的第一卷针筒带动第二卷针筒同步转动；所述第一卷针套装于第一卷针筒内，所述第二卷针套装于第二卷针筒内，所述第一卷针上安装有与第一卷针筒滑动配合的滑键，所述第二卷针上也安装有与第二卷针筒滑动配合的滑键；所述第一卷针和第二卷针的顶端同时卡接于气缸座上，抽针气缸通过气缸座同时推动第一卷针和第二卷针分别***同轴的第一卷针定位筒和第二卷针定位筒中；所述第一卷针定位筒侧旁的基座板上设有对收卷后的不良品分别进行裁切和贴胶的第一裁切机构和第一贴胶机构，所述第二卷针定位筒侧旁的基座板上设有对收卷后的疵品极片分别进行裁切和贴胶的第二裁切机构和第二贴胶机构。
优选地，所述卷针平移机构包括底座和支架板，支架板竖直的安装于底座上，支架板下侧平行的连接有滑轨底板，滑轨底板的下侧安装有直线滑轨及滑块，支架板上侧设有推动安装于滑块上的卷针机构沿直线滑轨进给到工作位置的卷针头推送气缸。
优选地，所述第一卷针定位筒和第二卷针定位筒旁侧还分别设有选择性控制正、负极片之其一或两者上的疵品极片进入卷绕工位的辅助机构。
优选地，所述第一卷针定位筒和第二卷针定位筒的开口槽处还分别设有用于压紧已收卷的疵品极片，防止其散开的压簧和压轮。
优选地，所述第一卷针定位筒和第二卷针定位筒的尾端还设有分别与第一卷针和第二卷针顶端配合便于卷针轴向定位的顶针及轴承套。
优选地，所述第一卷针定位筒和第二卷针定位筒的侧面分别安装有便于极片导入的极片导向杆。
优选地，所述第一卷针定位筒和第二卷针定位筒下侧安装有对应的卸废机构，该卸废机构包括下料轨道和料盒。
本发明的有益效果是：
本发明通过在卷绕工序的前一步工序中剔除疵品极片，经过检测模块，精确检测到有不良标示的疵品极片，自动单卷疵品极片，切断后自动排到料盒；减少后续卷绕工序在卷绕过程中造成的隔膜浪费，有效避免了良品隔膜与不合格极片一起被废弃；不仅节约了隔膜，还起到降低了电芯制作过程的生产成本，大大提高了产品的品质，使设备的生产效率得到有效提升，产品更加安全可靠。
【附图说明】
图1是本发明的主视结构示意图；
图2是图1的侧视结构示意图；
图3是本发明卷针平移机构及卷针机构的立体结构示意图；
图4是图3具有极片导入方向的主视结构示意图；
图5是图3的仰视结构示意图；
图6是本发明卷针的放大结构示意图；
图7是本发明顶针的立体放大结构示意图。
【具体实施方式】
疵品极片单卷机构，如图1和图2所示，用于剔除极片中的疵品极片，该卷绕机包括基座板(图中未示)及设置于基座板上的疵品检测模块(图中未示)、卷针平移机构1、卷针机构2、裁切机构3、贴胶机构4和卸废机构5；所述疵品检测模块(图中未示)设有疵品极片检测传感器(图中未示)和极片头尾部识别传感器(图中未示)，所述疵品极片检测传感器用于检测出极片中的疵品极片，所述极片头尾部识别传感器用于检测出良品极片的头部；所述卷针机构2用于对疵品检测模块检测到的疵品极片进行收卷卷绕；卷针平移机构1用于驱动卷针机构进给到需要卷绕疵品极片的工作位置；所述裁切机构3用于裁断卷针机构收卷后的疵品极片；所述贴胶机构4用于对卷针机构2裁断的收卷疵品极片进行贴胶包裹；所述卸废机构5用于承接卷针机构抽针后卸下包裹的废极片。
如图1至图5所示，所述卷针平移机构1包括底座10和支架板11，支架板11竖直的安装于底座10上，支架板11下侧通过三组等高的固定块平行的连接有滑轨底板12，滑轨底板12的下侧安装有直线滑轨13及滑块14，支架板11上侧设有推动安装于滑块14上的卷针机构2沿直线滑轨进给到工作位置的卷针头推送气缸15，支架板11上开设有便于卷针头推送气缸15推动滑块14的推动槽150。
如图1至图7所示，所述卷针机构2采用双工位设置，具体工作时，通过辅助机构选择性控制正、负极片之其一或两者上的疵品极片进入卷针机构的卷绕工位工作，也可采用卷针机构一个工位空转，只对一个的极片进行剔废卷绕；该卷针机构2包括伺服马达20、同步带(图中未示)、同步带轮21、第一卷针筒22、第一卷针23、第一卷针定位筒24、第二卷针筒25、第二卷针26、第二卷针定位筒27、抽针气缸28和气缸座29，所述第一卷针定位筒24和第二卷针定位筒27并排的安装于所述卷针平移机构1的滑块14下侧，并在第一卷针定位筒24和第二卷针定位筒27下侧分别设有便于A向正极片或B向负极片进入卷绕工位的开口槽270；第一卷针筒22转动的套装于第一卷针定位筒24的前端，第二卷针筒25转动的套装于第二卷针定位筒27的前端，第一卷针筒22与第二卷针筒25之间啮合有相互传动的齿轮组220，所述同步带轮21同轴安装于第一卷针筒22前端，固定于滑块14上的伺服马达20通过同步带驱动同步带轮21转动，转动的第一卷针筒22带动第二卷针筒25同步转动；所述第一卷针23套装于第一卷针筒22内，所述第二卷针26套装于第二卷针筒25内，所述第一卷针23上安装有与第一卷针筒22滑动配合的滑键230，所述第二卷针26上也安装有与第二卷针筒25滑动配合的滑键230。
继续如图1至图7所示，在卷针机构2上，第一卷针23和第二卷针26的顶端同时卡接于气缸座29上，抽针气缸28通过气缸座29同时推动第一卷针23和第二卷针26分别同时***同轴的第一卷针定位筒22和第二卷针定位筒25中或从第一卷针定位筒22和第二卷针定位筒25中抽离。其中，在第一卷针定位筒24侧旁的基座板上设有对收卷后的疵品极片分别进行裁切和贴胶的第一裁切机构30和第一贴胶机构40，在第二卷针定位筒27侧旁的基座板上设有对收卷后的疵品极片分别进行裁切和贴胶的第二裁切机构31和第二贴胶机构41；第一卷针定位筒24和第二卷针定位筒27的尾端还设有分别与第一卷针23和第二卷针26顶端配合便于卷针轴向定位的顶针6及轴承套7，在第一卷针定位筒24和第二卷针定位筒27的侧面分别安装有便于A向正极片或B向负极片导入的极片导向杆8。另外，第一卷针定位筒24和第二卷针定位筒27的开口槽270处还分别设有用于压紧收卷的极片不良品防止其散开的压簧90和压轮9。
继续如图1至图7所示，卸废机构5对应的安装在第一卷针定位筒24和第二卷针定位筒27的开口槽270下侧，该卸废机构5包括下料轨道50和料盒51。
工作原理：
第一工位：向前运动，卷针头推送气缸15把卷针机构2及卷针头推送到该机面板外侧对应的工作位置；
第二工位：送极片，正极片或负极耳分别根据疵品检测模块检测结果，通过辅助机构选择性控制正、负极片之其一或两者上的疵品极片从A向或B向进入卷针机构的卷绕工位，经过极片导向杆8送进卷针缝内；
第三工位：收卷，卷针机构2上伺服马达20带动第一、第二卷针筒(24、27)转动，第一、第二卷针筒(24、27)通过滑键230分别带动第一、第二卷针(23、26)旋转，从而对极片进行收卷；
第四工位：切断复位，收卷结束后，第一、第二裁切机构(30、40)的切刀分别切断极片后(剪切后的良品极片随隔膜通过电芯卷绕机一并卷绕)，卷针头推送气缸15把卷针机构2及卷针头卷绕疵品极片一并上送回该机的面板内；
第五工位：包胶，第一、第二贴胶机构(40、41)的包胶轮向前抵触第一卷针23或\和第二卷针26上已成卷的极片，卷针转动，从而胶带包裹整个疵品极片；
第六工位：落料，抽针气缸28同时把连个卷针抽出，包裹好的掉落在下料轨道50上，直接排到料盒51内；
第五工位：卷针复位，成卷极片掉落后，抽针气缸28复位，卷针重新***轴承套7上的顶针6内，使卷针的同心度得到保证，以便有效重复动作。
采用以上工位操作，在制作电芯过程中，自动检测到不合格极片，只单卷疵品极片，这样大大节约隔膜；大大提高了产品的品质，使设备的生产效率得到有效提升。
以上所述实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，凡依本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.疵品极片单卷机构，用于剔除极片中的疵品极片，其特征在于，包括：
疵品检测模块，设有疵品极片检测传感器和极片头尾部识别传感器，所述疵品极片检测传感器用于检测出极片中的疵品极片，所述极片头尾部识别传感器用于检测出良品极片的头部；
卷针机构，用于对疵品检测模块检测到的疵品极片进行收卷卷绕；
卷针平移机构，用于驱动卷针机构进给到需要卷绕疵品极片的工作位置；
裁切机构，用于裁断卷针机构收卷后的疵品极片；
贴胶机构，用于对卷针机构裁断的收卷疵品极片进行贴胶包裹；
卸废机构，用于承接卷针机构抽针后卸下包裹的废极片；
一基座板，所述疵品检测模块、卷针平移机构、卷针机构、裁切机构、贴胶机构和卸废机构均设置于基座板上；
所述卷针机构采用双工位设置，该卷针机构包括伺服马达、同步带、同步带轮、第一卷针筒、第一卷针、第一卷针定位筒、第二卷针筒、第二卷针、第二卷针定位筒、抽针气缸和气缸座，所述第一卷针定位筒和第二卷针定位筒并排的安装于所述卷针平移机构的滑块下侧，并在第一卷针定位筒和第二卷针定位筒下侧分别设有便于正极片或负极片进入卷绕工位的开口槽；所述第一卷针筒转动的套装于第一卷针定位筒的前端，所述第二卷针筒转动的套装于第二卷针定位筒的前端，第一卷针筒与第二卷针筒之间啮合有相互传动的齿轮组，所述同步带轮同轴安装于第一卷针筒前端，固定于滑块上的伺服马达通过同步带驱动同步带轮转动，转动的第一卷针筒带动第二卷针筒同步转动；所述第一卷针套装于第一卷针筒内，所述第二卷针套装于第二卷针筒内，所述第一卷针上安装有与第一卷针筒滑动配合的滑键，所述第二卷针上也安装有与第二卷针筒滑动配合的滑键；所述第一卷针和第二卷针的顶端同时卡接于气缸座上，抽针气缸通过气缸座同时推动第一卷针和第二卷针分别***同轴的第一卷针定位筒和第二卷针定位筒中；所述第一卷针定位筒侧旁的基座板上设有对收卷后的疵品极片分别进行裁切和贴胶的第一裁切机构和第一贴胶机构，所述第二卷针定位筒侧旁的基座板上设有对收卷后的疵品极片分别进行裁切和贴胶的第二裁切机构和第二贴胶机构。
2.根据权利要求1所述的疵品极片单卷机构，其特征在于，所述卷针平移机构包括底座和支架板，支架板竖直的安装于底座上，支架板下侧平行的连接有滑轨底板，滑轨底板的下侧安装有直线滑轨及滑块，支架板上侧设有推动安装于滑块上的卷针机构沿直线滑轨进给到工作位置的卷针头推送气缸。
3.根据权利要求1所述的疵品极片单卷机构，其特征在于，所述第一卷针定位筒和第二卷针定位筒旁侧还分别设有选择性控制正、负极片之其一或两者上的疵品极片进入卷绕工位的辅助机构。
4.根据权利要求1所述的疵品极片单卷机构，其特征在于，所述第一卷针定位筒和第二卷针定位筒的开口槽处还分别设有用于压紧收卷的疵品极片防止其散开的压簧和压轮。
5.根据权利要求1所述的疵品极片单卷机构，其特征在于，所述第一卷针定位筒和第二卷针定位筒的尾端还设有分别与第一卷针和第二卷针顶端配合便于卷针轴向定位的顶针及轴承套。
6.根据权利要求1所述的疵品极片单卷机构，其特征在于，所述第一卷针定位筒和第二卷针定位筒的侧面分别安装有便于极片导入的极片导向杆。
7.根据权利要求1所述的疵品极片单卷机构，其特征在于，所述第一卷针定位筒和第二卷针定位筒下侧安装有对应的卸废机构，该卸废机构包括下料轨道和料盒。
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Address after: High tech Zone Hua Guan Tangjiawan Town Road 519000 Guangdong city of Zhuhai province No. 1

Applicant after: Zhuhai Hua Guan Polytron Technologies Inc

Address before: 519000 Hua Guan science and Technology Industrial Park, No. 1, Jinding Road, Zhuhai, Guangdong, China

Applicant before: Zhuhai Higrand Electronics Technology Co., Ltd.

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GR01 Patent grant
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