CN105904098B - 一种电芯极耳激光自动切割设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电芯极耳激光自动切割设备，包括安装背板，所述安装背板上安装有放料装置、收料装置、导辊和激光切割组件，所述激光切割组件具有两组激光切割装置，每一组激光切割装置都包括有激光切割滚轮和配合所述激光切割滚轮的激光切割头，所述激光切割头可发射激光切割线并将绕在激光切割滚轮上的极耳原料带切割成预设形状。该种电芯极耳激光自动切割设备具有效率高、产品质量好、产品质量误差小、自动化程度高等现有技术所不具备的优点。

Description

一种电芯极耳激光自动切割设备
技术领域
本发明涉及一种有关自动切割领域的设备，特别是一种电芯极耳激光自动切割设备。
背景技术
电芯极耳是锂电池等电池产品的导电电极。电芯极耳加工有几种方式，其一是将铝带或镍带通过超声波焊接在极片基材上；其二是在极片未涂布的基材上直接加工出极耳。本设备主要适用于第二种极耳加工方式。在极片未涂布的基材上直接加工出极耳目前有冲切及激光切几种方式。冲切采用五金冲压模的形式通过刀模将极耳加工成型，该方式存在刀模易磨损、换型不方便、切口毛刺大等缺点。目前激光切设备虽然避免了刀具磨损、换型不方便的缺点，但切割过程中切割区域极片悬空布置，参照图1，被加工的极片m1绕过两个滚轮m2，由于激光切割极片区域m3极片在走带过程中会抖动，且极片本身存在波浪边等缺陷极易造成激光离焦，从而造成切不断基材、毛刺无法控制等缺陷。为改善这一现象目前激光切割设备只能降低极片走带速度，速度大概在12m/s，而激光切割本身线速度远高于这一速度，造成了极大的浪费。
本发明激光切割设备完全避免了这些缺陷，可在60m/s的线速度下稳定切割，从而大大提高了生产效率降低了生产成本。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种电芯极耳激光自动切割设备，该种激光自动切割设备解决了现有技术效率低下、极耳切割质量差等技术缺陷。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电芯极耳激光自动切割设备，包括安装背板，所述安装背板上安装有放料装置、收料装置、导辊和激光切割组件，所述激光切割组件具有两组激光切割装置，每一组激光切割装置都包括有激光切割滚轮和配合所述激光切割滚轮的激光切割头，所述激光切割头可发射激光切割线并将绕在激光切割滚轮上的极耳原料带切割成预设形状。
作为上述技术方案的进一步改进，所述激光切割组件上包括有用于调整激光切割头偏移位置的位置调整机构和用于调整激光切割头对焦距离的焦距调整机构，所述位置调整机构包括有位置调整导轨位置调整电机，所述焦距调整机构包括焦距调整电机和焦距调整导轨。
作为上述技术方案的进一步改进，所述切割滚轮采用差速辊设计，其由定辊及动辊组成。
作为上述技术方案的进一步改进，所述激光切割组件上设置有负压吸尘机构，所述负压吸尘机构可将激光切割过程中产生的切割屑吸走。
作为上述技术方案的进一步改进，所述激光切割组件上设置有用于清理极片切割废料的切割废料收集机构。
作为上述技术方案的进一步改进，所述安装背板上安装有极片料带的张力检测装置。
作为上述技术方案的进一步改进，所述安装背板上还安装有料带纠偏机构，所述料带纠偏机构用于纠正极耳原料带在移动过程中产生的偏差。
作为上述技术方案的进一步改进，所述两组激光切割装置的激光切割滚轮之间设置有辅助过辊，极耳料带绕过其中一个激光切割滚轮后绕过所述辅助过辊再反向绕设到第二个激光切割滚轮上，所述激光切割头发出的激光切割线的工作区域位于极耳料带贴靠于激光切割滚轮周向表面的区域。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括控制整个设备运转的控制装置，所述控制装置包括安装在设备上的各种传感器和接收传感器信号并发出处理信号的处理器。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种电芯极耳激光自动切割设备，该种激光自动切割设备通过采用两组激光切割头在料带绕设激光切割滚轮处实现自动切割，不仅效率极高，而且切割的质量好，极耳切割的质量稳定，不会损伤极耳料带，有助于提高经济效益。该种电芯极耳激光自动切割设备解决了现有技术效率低下、极耳切割质量差等技术缺陷。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是现有技术的运行原理示意图；
图2是本发明装配示意图；
图3是本发明另一角度的装配示意图；
图4是本发明中激光切割组件的结构示意图；
图5是激光切割组件的切割原理示意图；
图6是极片切割前的结构示意图；
图7是极片切割后的形状示意图；
图8是张力检测装置的原理示意图；
图9是放料装置的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合，参照图2-图3。
具体参照图2-4，一种电芯极耳激光自动切割设备，包括安装背板1，所述安装背板1上安装有放料装置2、收料装置3、导辊4和激光切割组件5，所述激光切割组件5具有两组激光切割装置，每一组激光切割装置都包括有激光切割滚轮51和配合所述激光切割滚轮51的激光切割头52，所述激光切割头52可发射激光切割线并将绕在激光切割滚轮51上的极耳原料带切割成预设形状。
在应用时，极耳原料放置在放料装置2上，极耳料带绕设过导辊4、激光切割滚轮51后卷在收料装置3上，其中料带在绕设两个激光切割滚轮51的过程中被两个激光切割头52进行切割。
参照图5，图5是激光切割组件5的切割原理示意图，极片原材料在张力作用下紧紧绕在切割滚轮51及辅助过辊8上，因此极片在走带过程不会抖动，不会造成激光离焦，进而达到稳定切割的效果，切割质量好。两个切割滚轮51为达到有效切割的效果采用了专门的差速辊设计，即辊轮由定辊及动辊组成。极片涂布部分在动辊上，极耳部分在定辊上，且定辊在切割区域加工有凹槽，凹槽形状专门根据激光切割路径进行设计。切割区域有专门的负压吸尘机构55，防止切割粉尘飞溅，负压大小由精密真空调压阀控制。同样有专门的切割废料收集机构56，将切割废料有效收集防止废料影响下一步切割。
所述双激光头51同时切割即极片两端同时切割出极耳,虽然两激光因空间关系错开布置，但经控制***特殊算法计算可精确保证极片两边极耳对齐度正负0.2mm的要求。
参照图6、图7，图6是极片切割前的结构示意图，图7是极片切割后的形状示意图。
图6中，极片中A区域为极片涂布区，B区域为待加工极耳区；图7中，C为由待加工极耳区加工而成的极耳，极耳上涂布区宽0.5-1mm,且两边极耳上涂布区需关于虚拟中心线D对称，误差控制在正负0.2mm，由于极片在运行过程中会绕过较多辅助过辊，而这些过辊在加工及装配过程中不可避免的会存在误差，所以会导致极片在辊上偏移，为保证误差控制在正负0.2mm这一点特别采用二级纠偏，偏移量信号由CCD追线式传感器采集。
优选地，所述激光切割组件5上包括有用于调整激光切割头52偏移位置的位置调整机构53和用于调整激光切割头52对焦距离的焦距调整机构54，所述位置调整机构53包括有位置调整导轨位置调整电机，所述焦距调整机构54包括焦距调整电机和焦距调整导轨。
优选地，所述激光切割组件5上设置有负压吸尘机构55，所述负压吸尘机构55可将激光切割过程中产生的切割屑吸走，将所述切割屑吸走后可避免切割屑影响激光切割的质量，同时也可保证生产环境的干净整洁，避免碎屑污染环境并对工作人员产生伤害。
优选地，所述激光切割组件5上设置有用于清理极片切割废料的切割废料收集机构56。极耳料带被切割出极耳产品后，料带剩余的废料在切割废料收集机构56的滚刷作用下在设备上对应的废料出口处掉下到相应的废料收集盒中。
优选地，所述安装背板1上安装有极片料带的张力检测装置6，所述张力检测装置6可根据需要调整极耳料带的松紧程度。
参照图8，图8是张力检测装置6的原理示意图，结合张力检测辊61，张力检测装置6可实时反馈张力大小，并将张力值反馈给张力控制***，张力控制***根据反馈实时调整张力大小行成闭环控制，达到恒张力的控制效果。恒张力下极片运行平稳，无抖动并能有效控制极片在驱动滚上的打滑，从而精确控制极耳间距，有助于提高极片切割的效果和提升精确度。
优选地，所述安装背板1上还安装有料带纠偏机构7，所述料带纠偏机构7用于纠正极片原料本身及放卷过程中产生的偏差。
参照图9，图9是放料装置2的结构示意图，所述放料装置2为双工位放卷装置，采用双工位放卷可减少换料等待时间，提高生产效率。双工位放卷共用一套纠偏传感器21，保证基准统一，有效减小换卷带来的极片偏移，采用气动式压紧接带平台22具有操作方便快捷的优点，可减少接带时间。
优选地，所述两组激光切割装置的激光切割滚轮51之间设置有辅助过辊8，极耳料带绕过其中一个激光切割滚轮51后绕过所述辅助过辊8再反向绕设到第二个激光切割滚轮51上，所述激光切割头52发出的激光切割线的工作区域位于极耳料带贴靠于激光切割滚轮51周向表面的区域。
由于极耳料带被切割时的工作区域位于绕设在激光切割滚轮51的周向位置，该位置紧靠在激光切割滚轮51的侧壁，从而在激光切割过程中不会产生位置的松动，切割的精度更高，切割出来的极耳产品质量更好，极耳产品质量不会出现参差不齐。
优选地，还包括控制整个设备运转的控制装置，所述控制装置包括安装在设备上的各种传感器和接收传感器信号并发出处理信号的处理器。整个设备在控制装置的自动控制下实现自动化运作，自动化程度高，工作效率极高。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种电芯极耳激光自动切割设备，其特征在于：包括安装背板(1)，所述安装背板(1)上安装有放料装置(2)、收料装置(3)、导辊(4)和激光切割组件(5)，所述激光切割组件(5)具有两组激光切割装置，每一组激光切割装置都包括有激光切割滚轮(51)和配合所述激光切割滚轮(51)的激光切割头(52)，所述激光切割头(52)可发射激光切割线并将绕在激光切割滚轮(51)上的极耳原料带切割成预设形状，
其中，所述两组激光切割装置的激光切割滚轮(51)之间设置有辅助过辊(8)，极耳原料带绕过其中一个激光切割滚轮(51)后绕过所述辅助过辊(8)再反向绕设到第二个激光切割滚轮(51)上，所述激光切割头(52)发出的激光切割线的工作区域位于极耳原料带贴靠于激光切割滚轮(51)周向表面的区域。
2.根据权利要求1所述的一种电芯极耳激光自动切割设备，其特征在于：所述激光切割组件(5)上包括有用于调整激光切割头(52)偏移位置的位置调整机构(53)和用于调整激光切割头(52)对焦距离的焦距调整机构(54)，所述位置调整机构(53)包括有位置调整导轨位置调整电机，所述焦距调整机构(54)包括焦距调整电机和焦距调整导轨。
3.根据权利要求1所述的一种电芯极耳激光自动切割设备，其特征在于：所述切割滚轮(51)采用差速辊设计，其由定辊及动辊组成。
4.根据权利要求1所述的一种电芯极耳激光自动切割设备，其特征在于：所述激光切割组件(5)上设置有负压吸尘机构(55)，所述负压吸尘机构(55)可将激光切割过程中产生的切割屑吸走。
5.根据权利要求1所述的一种电芯极耳激光自动切割设备，其特征在于：所述激光切割组件(5)上设置有用于清理极片切割废料的切割废料收集机构(56)。
6.根据权利要求1所述的一种电芯极耳激光自动切割设备，其特征在于：所述安装背板(1)上安装有极耳原料带的张力检测装置(6)。
7.根据权利要求1所述的一种电芯极耳激光自动切割设备，其特征在于：所述安装背板(1)上还安装有料带纠偏机构(7)，所述料带纠偏机构(7)用于纠正极耳原料带在移动过程中产生的偏差。
8.根据权利要求1所述的一种电芯极耳激光自动切割设备，其特征在于：还包括控制整个设备运转的控制装置，所述控制装置包括安装在设备上的各种传感器和接收传感器信号并发出处理信号的处理器。
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