CN105742720A - 电芯卷绕叠片机用卷绕装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池极片加工设备技术领域，具体涉及一种电芯卷绕叠片机用卷绕装置，包括用于两侧分别粘贴有正极片和负极片的隔膜片材上料的片材上料组件、用于对片材的隔膜进行裁切的片材裁切组件、用于夹住片材并带动片材旋转以将片材卷绕成电芯的第一卷绕组件和第二卷绕组件、用于电芯下料的电芯下料组件，所述第一卷绕组件和第二卷绕组件对称设置于片材上料组件和片材裁切组件连线的两侧，且第一卷绕组件和第二卷绕组件均位于片材裁切组件后方，所述电芯下料组件位于第一卷绕组件和第二卷绕组件的后方。本发明结构简单、工作效率高、运行稳定、叠片效果好。
Description
技术领域
本发明涉及电池极片加工设备技术领域，特别是涉及一种电芯卷绕叠片机用卷绕装置。
背景技术
锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，已成为高新技术发展的重点之一。锂离子电池具有以下特点：高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。因其上述特点，锂离子电池已应用到移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多民用及军事领域。
锂电池制造过程中，通常采用叠片机将锂电池电芯的正、负极片与隔膜做Z形叠片装配，制作成电芯。现有技术通用的叠片方式是叠片台来回移动式叠片，锂电池叠片设备的左右两取片机械臂机构在正极、负极两料槽中拾取极片，经过二次定位工作台定位后在叠片台上交替放料，叠片台在两个机械臂之间左右运动配合两个机械臂动作，叠完一片负极后再移动到正极进行叠片，并使隔离膜形成Z形将正负极片隔开，设备如此循环动作实现极组的叠片组装，当叠片数量达到设定的数值后，由电芯转移机械手将极组转至卷绕隔膜工位，卷绕机械手将极组夹紧，在极组外包隔膜，待极组外所包的隔膜达到设定的圈数后，裁刀裁断隔膜进行收尾贴胶，设备进入下一个极组的组装，与此同时在已经外包隔膜的极组上贴终止防松胶纸，形成完整电芯。
一方面，叠片台来回正负极之间，一次只能拾取一个极片，上片时间长导致叠片速度慢，叠片速度为50p/m左右，工作效率低，第二方面，整机结构复杂，叠片台在正负极之间来回运动运行不稳定，导致叠片效果不好。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种结构简单、工作效率高、运行稳定、叠片效果好的电芯卷绕叠片机用卷绕装置。
本发明所采用的技术方案是：电芯卷绕叠片机用卷绕装置，包括用于两侧分别粘贴有正极片和负极片的隔膜片材上料的片材上料组件、用于对片材的隔膜进行裁切的片材裁切组件、用于夹住片材并带动片材旋转以将片材卷绕成电芯的第一卷绕组件和第二卷绕组件、用于电芯下料的电芯下料组件，所述第一卷绕组件和第二卷绕组件对称设置于片材上料组件和片材裁切组件连线的两侧，且第一卷绕组件和第二卷绕组件均位于片材裁切组件后方，所述电芯下料组件位于第一卷绕组件和第二卷绕组件的后方。
对上述技术方案的进一步改进为，所述第一卷绕组件包括第一底座、安装于第一底座上方的第一滑轨、滑设于第一滑轨的第一滑台、安装于第一滑台上用于夹住片材一侧的第一夹持部、驱动第一滑台沿第一滑轨滑动的第一滑动动力单元、驱动第一夹持部旋转的第一旋转动力单元；所述第二卷绕组件包括第二底座、安装于第二底座上方的第二滑轨、滑设于第二滑轨的第二滑台、安装于第二滑台上用于夹住片材背离第一卷绕组件一侧的第二夹持部、驱动第二滑台沿第二滑轨滑动的第二滑动动力单元、驱动第二夹持部旋转的第二旋转动力单元。
对上述技术方案的进一步改进为，所述电芯下料组件包括安装座、位于安装座上的第三滑台、滑设于第三滑台上的连接板、安装于连接板上用于夹取电芯的第三夹持部、驱动连接板沿第三滑台运动的第三动力单元。
对上述技术方案的进一步改进为，所述片材裁切组件包括相对平行设置的两个支撑板、通过固定板安装于两个支撑板之间的上切刀和下切刀、驱动片材在裁切组件中运动的第四动力单元，所述上切刀和下切刀之间设有用于片材通过的间隙。
对上述技术方案的进一步改进为，所述片材裁切组件还包括位于下切刀靠近片材上料组件一侧的转角过纸板、垂直卡设于转角过纸板上的两个定位杆、安装于下切刀上方用于裁切时固定电芯的两个定纸板、连接于两个支撑板之间且平行于上切刀和下切刀用于安装定纸板的固定轴，所述支撑板侧边还安装有光电传感器。
对上述技术方案的进一步改进为，两个支撑板上对称开设有U形槽，所述上切刀和下切刀均通过螺钉螺接于U形槽以调整上切刀和下切刀之间的间隙。
对上述技术方案的进一步改进为，所述片材上料组件包括用于输送片材的上料输送带、驱动片材沿上料输送带运动的上料驱动单元。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过片材上料组件上料，片材经片材裁切组件传输后被第一卷绕组件和第二卷绕组件对称夹住，并旋转叠片，当片材卷绕达到预设层数时，停止卷绕，片材裁切组件切断隔膜，得到电芯，再通过电芯下料组件将电芯转移至下一工作站。一方面，本发明自动化程度高，且采用卷绕叠片的方式，工作效率高，第二方面，第一卷绕组件和第二卷绕组件对称卷绕，片材两侧受力均匀，叠片效果好，有利于提高产品质量。
2、第一卷绕组件包括第一底座、安装于第一底座上方的第一滑轨、滑设于第一滑轨的第一滑台、安装于第一滑台上用于夹住片材一侧的第一夹持部、驱动第一滑台沿第一滑轨滑动的第一滑动动力单元、驱动第一夹持部旋转的第一旋转动力单元；第二卷绕组件包括第二底座、安装于第二底座上方的第二滑轨、滑设于第二滑轨的第二滑台、安装于第二滑台上用于夹住片材背离第一卷绕组件一侧的第二夹持部、驱动第二滑台沿第二滑轨滑动的第二滑动动力单元、驱动第二夹持部旋转的第二旋转动力单元。第一滑动动力单元和第二滑动动力单元分别驱动第一夹持部和第二夹持部沿第一滑轨和第二滑轨滑动至片材处，第一夹持部和第二夹持部对称夹住片材两侧，第一旋转动力单元和第二旋转动力单元分别驱动第一夹持部和第二夹持部旋转，以不断卷绕片材以进行卷绕叠片，当达到预定卷绕层数时，停止卷绕，第一夹持部和第二夹持部松开片材并移动至下一片材处去夹持下一片材，而卷绕后的片材被后续电芯下料组件夹住，第一卷绕组件和第二卷绕组件工作效率高，卷绕叠片效果好。
3、电芯下料组件包括安装座、位于安装座上的第三滑台、滑设于第三滑台上的连接板、安装于连接板上用于夹取电芯的第三夹持部、驱动连接板沿第三滑台运动的第三动力单元。第三夹持部随连接板直接在第三滑台滑动以夹取和放置电芯，结构简单，下料效率高。
4、片材裁切组件包括相对平行设置的两个支撑板、通过固定板安装于两个支撑板之间的上切刀和下切刀、驱动片材在裁切组件中运动的第四动力单元，上切刀和下切刀之间设有用于片材通过的间隙。通过上切刀和下切刀相互配合切断隔膜，切割速度快，且裁切后切边整齐。
5、片材裁切组件还包括位于下切刀靠近片材上料组件一侧的转角过纸板、垂直卡设于转角过纸板上的两个定位杆、安装于下切刀上方用于裁切时固定电芯的两个定纸板、连接于两个支撑板之间且平行于上切刀和下切刀用于安装定纸板的固定轴，支撑板侧边还安装有光电传感器。通过转角过纸板对片材进行支撑，防止片材在裁切过程中坍塌；通过定位杆对片材进行作用限位，防止片材输送过程中发生偏移，保证裁切时切边平齐；通过两个定纸板在裁切时固定片材，防止片材裁切时发生移动，以保证裁切效果；通过光电传感器检测通过片材的长度以确定需裁切的位置，进一步保证裁切的准确性，以提高产品质量。
6、两个支撑板上对称开设有U形槽，上切刀和下切刀均通过螺钉螺接于U形槽以调整上切刀和下切刀之间的间隙。上切刀和下切刀之间的间隙可根据产品的大小进行调整，保证一次切割能彻底切断隔膜，提高裁切效率，也扩大了本发明的适用范围。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的主视图；
图3为本发明的第一卷绕组件的立体图；
图4为本发明的第一卷绕组件的另一视角的立体图；
图5为本发明的第二卷绕组件的立体图；
图6为本发明的第二卷绕组件的另一视角的立体图；
图7为本发明的电芯下料组件的立体图；
图8为本发明的电芯下料组件的另一视角的立体图；
图9为本发明的片材裁切组件的立体图；
图10为本发明的片材裁切组件的另一视角的立体图；
图11为本发明的片材上料组件的立体图；
图12为本发明的片材上料组件的主视图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1和图2所示，分别为本发明的立体图和主视图。
电芯卷绕叠片机用卷绕装置100，包括用于两侧分别粘贴有正极片和负极片的隔膜片材上料的片材上料组件110、用于对片材的隔膜进行裁切的片材裁切组件120、用于夹住片材并带动片材旋转以将片材卷绕成电芯的第一卷绕组件130和第二卷绕组件140、用于电芯下料的电芯下料组件150，第一卷绕组件130和第二卷绕组件140对称设置于片材上料组件110和片材裁切组件120连线的两侧，且第一卷绕组件130和第二卷绕组件140均位于片材裁切组件120后方，电芯下料组件150位于第一卷绕组件130和第二卷绕组件140的后方，片材上料组件110、片材裁切组件120、第一卷绕组件130、第二卷绕组件140和电芯下料组件150均安装于底板160上。
如图3和图4所示，分别为本发明的第一卷绕组件不同视角的立体图。
第一卷绕组件130包括第一底座131、安装于第一底座131上方的第一滑轨132、滑设于第一滑轨132的第一滑台133、安装于第一滑台133上用于夹住片材一侧的第一夹持部134、驱动第一滑台133沿第一滑轨132滑动的第一滑动动力单元135、驱动第一夹持部134旋转的第一旋转动力单元136。
如图5和图6所示，分别为本发明的第二卷绕组件不同视角的立体图。
第二卷绕组件140包括第二底座141、安装于第二底座141上方的第二滑轨142、滑设于第二滑轨142的第二滑台143、安装于第二滑台143上用于夹住片材背离第一卷绕组件130一侧的第二夹持部144、驱动第二滑台143沿第二滑轨142滑动的第二滑动动力单元145、驱动第二夹持部144旋转的第二旋转动力单元146。第一滑动动力单元135和第二滑动动力单元145分别驱动第一夹持部134和第二夹持部144沿第一滑轨132和第二滑轨142滑动至片材处，第一夹持部134和第二夹持部144对称夹住片材两侧，第一旋转动力单元136和第二旋转动力单元146分别驱动第一夹持部134和第二夹持部144旋转，以不断卷绕片材以进行卷绕叠片，当达到预定卷绕层数时，停止卷绕，第一夹持部134和第二夹持部144松开片材并移动至下一片材处去夹持下一片材，而卷绕后的片材被后续电芯下料组件150夹住，第一卷绕组件130和第二卷绕组件140工作效率高，卷绕叠片效果好。
如图7和图8所示，分别为本发明的电芯下料组件不同视角的立体图。
电芯下料组件150包括安装座151、位于安装座151上的第三滑台152、滑设于第三滑台152上的连接板153、安装于连接板153上用于夹取电芯的第三夹持部154、驱动连接板153沿第三滑台152运动的第三动力单元155。第三夹持部154随连接板153直接在第三滑台152滑动以夹取和放置电芯，结构简单，下料效率高。
如图9和图10所示，分别为本发明的片材裁切组件不同视角的立体图。
片材裁切组件120包括相对平行设置的两个支撑板121、通过固定板安装于两个支撑板121之间的上切刀122和下切刀123、驱动片材在裁切组件中运动的第四动力单元124，上切刀122和下切刀123之间设有用于片材通过的间隙。通过上切刀122和下切刀123相互配合切断隔膜，切割速度快，且裁切后切边整齐。
片材裁切组件120还包括位于下切刀123靠近片材上料组件110一侧的转角过纸板125、垂直卡设于转角过纸板125上的两个定位杆126、安装于下切刀123上方用于裁切时固定电芯的两个定纸板127、连接于两个支撑板121之间且平行于上切刀122和下切刀123用于安装定纸板127的固定轴128，支撑板121侧边还安装有光电传感器121a。通过转角过纸板125对片材进行支撑，防止片材在裁切过程中坍塌；通过定位杆126对片材进行作用限位，防止片材输送过程中发生偏移，保证裁切时切边平齐；通过两个定纸板127在裁切时固定片材，防止片材裁切时发生移动，以保证裁切效果；通过光电传感器121a检测通过片材的长度以确定需裁切的位置，进一步保证裁切的准确性，以提高产品质量。
两个支撑板121上对称开设有U形槽121b，上切刀122和下切刀123均通过螺钉螺接于U形槽121b以调整上切刀122和下切刀123之间的间隙。上切刀122和下切刀123之间的间隙可根据产品的大小进行调整，保证一次切割能彻底切断隔膜，提高裁切效率，也扩大了本发明的适用范围。
如图11和图12所示，分别为本发明的片材上料组件的立体图和主视图。
片材上料组件110包括用于输送片材的上料输送带111、驱动片材沿上料输送带111运动的上料驱动单元112。
本发明通过片材上料组件110上料，片材经片材裁切组件120传输后被第一卷绕组件130和第二卷绕组件140对称夹住，并旋转叠片，当片材卷绕达到预设层数时，停止卷绕，片材裁切组件120切断隔膜，得到电芯，再通过电芯下料组件150将电芯转移至下一工作站。一方面，本发明自动化程度高，且采用卷绕叠片的方式，工作效率高，第二方面，第一卷绕组件130和第二卷绕组件140对称卷绕，片材两侧受力均匀，叠片效果好，有利于提高产品质量。
本发明的工作原理为：
首先，两侧分别粘贴有正极片和负极片的隔膜片材，在上料驱动单元112的的作用下，随上料输送带111被输送至片材裁切组件120；
然后，片材上料至片材裁切组件120，经转角过纸板125后在第四动力单元124的作用下通过上切刀122和下切刀123之间的间隙；
然后，片材通过片材裁切组件120后到达第一卷绕组件130和第二卷绕组件140中间，第一滑动动力单元135和第二滑动动力单元145分别驱动第一夹持部134和第二夹持部144沿第一滑轨132和第二滑轨142滑动至片材处，第一夹持部134和第二夹持部144对称夹住片材两侧，第一旋转动力单元136和第二旋转动力单元146分别驱动第一夹持部134和第二夹持部144旋转，以不断卷绕片材以进行卷绕叠片，当达到预定卷绕层数时，停止卷绕，第一夹持部134和第二夹持部144松开片材并移动至下一片材处去夹持下一片材，而卷绕后的片材被后续电芯下料组件150夹住，
然后，片材裁切组件120的上切刀122和下切刀123切断电芯的隔膜，
最后，裁切后，电芯下料组件150的第三动力单元155驱动第三夹持部154沿滑台滑动以将电芯转运至下一工作站。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。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，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.电芯卷绕叠片机用卷绕装置，其特征在于：包括用于两侧分别粘贴有正极片和负极片的隔膜片材上料的片材上料组件、用于对片材的隔膜进行裁切的片材裁切组件、用于夹住片材并带动片材旋转以将片材卷绕成电芯的第一卷绕组件和第二卷绕组件、用于电芯下料的电芯下料组件，所述第一卷绕组件和第二卷绕组件对称设置于片材上料组件和片材裁切组件连线的两侧，且第一卷绕组件和第二卷绕组件均位于片材裁切组件后方，所述电芯下料组件位于第一卷绕组件和第二卷绕组件的后方。
2.根据权利要求1所述的电芯卷绕叠片机用卷绕装置，其特征在于：所述第一卷绕组件包括第一底座、安装于第一底座上方的第一滑轨、滑设于第一滑轨的第一滑台、安装于第一滑台上用于夹住片材一侧的第一夹持部、驱动第一滑台沿第一滑轨滑动的第一滑动动力单元、驱动第一夹持部旋转的第一旋转动力单元；所述第二卷绕组件包括第二底座、安装于第二底座上方的第二滑轨、滑设于第二滑轨的第二滑台、安装于第二滑台上用于夹住片材背离第一卷绕组件一侧的第二夹持部、驱动第二滑台沿第二滑轨滑动的第二滑动动力单元、驱动第二夹持部旋转的第二旋转动力单元。
3.根据权利要求2所述的电芯卷绕叠片机用卷绕装置，其特征在于：所述电芯下料组件包括安装座、位于安装座上的第三滑台、滑设于第三滑台上的连接板、安装于连接板上用于夹取电芯的第三夹持部、驱动连接板沿第三滑台运动的第三动力单元。
4.根据权利要求3所述的电芯卷绕叠片机用卷绕装置，其特征在于：所述片材裁切组件包括相对平行设置的两个支撑板、通过固定板安装于两个支撑板之间的上切刀和下切刀、驱动片材在裁切组件中运动的第四动力单元，所述上切刀和下切刀之间设有用于片材通过的间隙。
5.根据权利要求4所述的电芯卷绕叠片机用卷绕装置，其特征在于：所述片材裁切组件还包括位于下切刀靠近片材上料组件一侧的转角过纸板、垂直卡设于转角过纸板上的两个定位杆、安装于下切刀上方用于裁切时固定电芯的两个定纸板、连接于两个支撑板之间且平行于上切刀和下切刀用于安装定纸板的固定轴，所述支撑板侧边还安装有光电传感器。
6.根据权利要求5所述的电芯卷绕叠片机用卷绕装置，其特征在于：两个支撑板上对称开设有U形槽，所述上切刀和下切刀均通过螺钉螺接于U形槽以调整上切刀和下切刀之间的间隙。
7.根据权利要求6所述的电芯卷绕叠片机用卷绕装置，其特征在于：所述片材上料组件包括用于输送片材的上料输送带、驱动片材沿上料输送带运动的上料驱动单元。
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