CN106429431A - 锂电池电芯叠片机极片上料装置 - Google Patents

锂电池电芯叠片机极片上料装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及锂电池电芯叠片机技术领域，具体为一种锂电池电芯叠片机极片上料装置。现有的锂电池电芯叠片机上料时，由于极片非常薄并带有静电，经常会出现极片粘连，机械臂拾取就会出现一次拾取多张极片的情况，如果将多张极片叠放在电芯结构中，将会出现严重电池故障。为了解决上述问题，本发明提供一种能够防止极片粘连，有效防止静电和去除静电的锂电池电芯叠片机极片上料装置，包括自上而下依次设置于机架上的取片机构、盛放极片的料盒和顶升机构，所述取片机构用于抓取料盒内的极片，所述顶升机构用于驱动料盒内的极片向上移动，其特征在于：机架上还设有毛刷和离子风刀，所述毛刷和离子风刀均位于料盒口边沿，所述离子风刀位于毛刷下方。

Description

锂电池电芯叠片机极片上料装置
技术领域
本发明涉及锂电池电芯叠片机技术领域，具体为一种锂电池电芯叠片机极片上料装置。
背景技术
现有的锂电池电芯叠片机，上料时普遍采用的方式是：将多张极片放置在料盒内，然后通过机械手拾取最上层的一张极片并将其放置在下一道工序的工位上，由于极片非常薄并带有静电，经常会出现极片重叠粘连，机械臂拾取时就会出现一次拾取多张极片的情况，如果将多张极片叠放在电芯结构中，将会出现严重电池故障。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种能够防止极片粘连，有效防止静电和去除静电的锂电池电芯叠片机极片上料装置。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种锂电池电芯叠片机极片上料装置，包括自上而下依次设置于机架上的取片机构、放置极片的料盒和顶升机构，所述取片机构用于抓取料盒内的极片，所述顶升机构用于驱动料盒内的极片向上移动，机架上还设有毛刷和离子风刀，所述毛刷和离子风刀均位于料盒口边沿，所述离子风刀位于毛刷下方。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
利用离子风刀吹动位于料盒口的上层极片，使上层极片浮动，达到分离，并除去极片上的静电和粉尘，取片机构的吸盘抓取极片向上移动，移动过程中毛刷刷片，再次分离极片，从而实现了单张极片的抓取，避免了多片重叠粘连时一次抓取多张的情况。离子风刀和毛刷配合作用于极片，提高了极片分离效率，分离效果好。
作为优选，所述料盒为铝制。铝制料盒易于静电传导放电。
作为优选，所述毛刷包括左毛刷和右毛刷，所述左毛刷位于料盒口左侧边沿，所述右毛刷位于料盒口右侧边沿，所述离子风刀位于左毛刷或者右毛刷下方。料盒口两侧均设有毛刷，刷片效果好，离子风刀仅设于一侧毛刷下方，单向吹片。
作为优选，所述取片机构包括伺服电机、同步带、丝杆、滑块、滑轨、滑块连接板、连接竖板、连接横板、左梁、右梁、吸盘支架和吸盘，所述伺服电机通过同步带、丝杆驱动滑块沿滑轨上下移动，所述滑块连接板的两面分别与滑块和连接竖板连接、所述连接横板连接于连接竖板底部，所述左梁连接于连接横板的左端，所述右梁连接于连接横板的右端，所述吸盘通过吸盘支架设在左梁和右梁上；吸盘与传动机构连接结构稳定，不易产生吸盘抖动。
作为改进，所述取片机构还包括折片气缸，所述连接横板包括活动连接的左横板和右横板，所述左梁连接于左横板的左端，所述右梁连接于右横板的右端，所述折片气缸设在连接竖板上，用于驱动左横板向下弯折；利用翻折气缸驱动左横板弯折，从而使得极片微折，当抓取的极片为两张或更多时，通过折弯极片实现多张极片的分离。
作为优选，所述顶升机构包括直线电机、齿条和直线导轨，料盒内部设有极片放置板，极片放置在极片放置板上，直线电机通过齿条、直线导轨驱动极片放置板上下移动，从而实现极片上下移动；利用顶升机构使得待抓取极片始终处于同一位置高度，便于取片机构的吸盘取片和离子风机吹片。
作为改进，还包括用于驱动离子风刀上下移动的离子风刀气缸；离子风刀上下移动，促使位于料盒上部区域的的极片浮动，实现极片分离，同时去除极片上的静电和粉尘。
作为改进，还包括集尘机构，所述集尘机构包括集尘管和风机，所述风机与集尘管相连，所述集尘管进口位于料盒下部，出口位于装置外部；通过集尘机构搜集极片产生的粉尘，避免粉尘污染设备。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的局部结构示意图；
附图标记：1.取片机构、2.料盒、3.顶升机构、4.毛刷、5.离子风刀、6.伺服电机、7.同步带、8.丝杆、9.滑块、10.滑轨、11.滑块连接板、12.连接竖板、13.连接横板、14.左梁、15.右梁、16.吸盘支架、17.吸盘、18.折片气缸、19.直线电机、20.离子风刀气缸、21.集尘管、41.左毛刷、42.右毛刷、131.左横板、132.右横板。
具体实施方式
结合图1和图2，详细说明本发明的一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。
现有的锂电池电芯叠片机，通常是将正极片、负极片和隔膜做Z字形叠片装配。正极片和负极片都要用到极片上料装置，且装置结构相同。
如图1所示，一种锂电池电芯叠片机极片上料装置，包括自上而下依次设置于机架上的用于抓取料盒2内极片的取片机构1、盛放极片的料盒2、用于驱动料盒2内极片向上移动的顶升机构3、毛刷4和离子风刀5，毛刷4和离子风刀5均位于料盒口边沿，离子风刀5位于毛刷4下方。
毛刷4包括左毛刷41和右毛刷42，左毛刷41位于料盒2口左侧边沿，右毛刷42位于料盒2口右侧边沿。左毛刷41和右毛刷42均可以有多个。毛刷4的具体设置位置只要满足吸盘抓取极片上移时毛刷刷头能够接触极片侧边即可。
料盒2为铝制，利于将极片产生的静电传导到大地。料盒2的结构为框架形，只包括围栏和底板，极片放入料盒时，极片侧边暴露在外。料盒2的结构并不限于此结构，只要能够满足当多张极片放入料盒时，位于料盒口边沿的离子风刀5能够吹到上层的几张极片的条件即可。
如图2所示，为离子风刀5和左毛刷41的局部结构示意图。
离子风刀5位于左毛刷41下方，离子风刀5的位置也可以是右毛刷42下方，只要保证离子风刀只向一个方向吹风即可。离子风刀5可以有多个。
为了便于显示毛刷刷片和离子风刀吹片效果，图1中只显示了料盒2内最上层待抓取的一张极片，实际为堆叠的多张极片置于料盒中。
为了提高离子风刀的吹片效果，还可增设用于驱动离子风刀5上下移动的离子风刀气缸20，离子风刀在一定高度范围内上下移动吹风，促使位于料盒上部区域的极片浮动，实现极片分离，同时去除极片上的静电和粉尘。
取片机构1包括伺服电机6、同步带7、丝杆8、滑块9、滑轨10、滑块连接板11、连接竖板12、连接横板13、左梁14、右梁15、吸盘支架16和吸盘17，伺服电机6通过同步带7、丝杆8驱动滑块9沿滑轨10上下移动，滑块连接板11的两面分别与滑块9和连接竖板12连接、连接横板13连接于连接竖板12底部，左梁14连接于连接横板13的左端，右梁15连接于连接横板13的右端，吸盘17通过吸盘支架16设在左梁14和右梁15上,吸盘15为多个。伺服电机6通过同步带7、丝杆8驱动滑块9沿滑轨10上下移动，从而带动连接竖板和连接横板上下移动，使得设在左梁和右梁上的吸盘上下移动，实现抓取极片。
为了进一步保证极片分离，取片机构1还包括设在连接竖板12上的折片气缸18，同时将连接横板13分为活动连接的左横板131和右横板132，左梁14连接于左横板131的左端，右梁15连接于右横板132的右端。折片气缸18驱动左横板131向下弯折，从而使吸盘17抓取的极片左侧轻微弯折，若抓取的为多张极片，则多张极片分离。
顶升机构3包括直线电机19、齿条和直线导轨。料盒2内部设有极片放置板，极片放置在极片放置板上。直线电机19通过齿条、直线导轨驱动极片放置板上下移动，从而实现极片上下移动。
由于极片带有粉尘，移取时粉尘脱落容易污染设备，增设集尘机构，集尘机构包括集尘管21和风机，风机与集尘管21相连，集尘管21进口位于料盒下部，出口位于装置外部。粉尘通过集尘管21出口排出，粉尘的后续处理可以采用在装置外单独架构集尘处理***的方式，也可以采用与现有的企业集尘处理***连接的方式。风机工作，粉尘被抽取到集尘管21内，然后通过集尘管21出口排出，然后进入后续处理工艺。
本发明所述技术方案的工作过程为：
1.料盒2口边沿的离子风刀5在离子风刀气缸20的驱动下，在一定高度范围内上下移动，使得属于该高度范围内的位于料盒2内的极片浮动，极片分离，同时离子风刀去除极片上的静电和粉尘；
2.然后吸盘17在伺服电机6的驱动下向下移动，抓取最顶层的极片后，向上移动，向上移动过程中接触料盒2口边沿的毛刷4，毛刷4刷片，再一次对抓取的极片进行分离和除尘，若抓取的极片出现多张粘连重叠，则此时分离；
3.吸盘17继续上移，上移过程中折片气缸18驱动左横板131弯折从而带动极片弯折，若抓取的极片中仍有多张粘连重叠的情况，则又一次进行分离，粘连的多余极片掉落回料盒2中；
4.最后吸盘将抓取的极片放置到后续工艺的工位中。
5.完成上述步骤后，顶升机构3上移，将料盒2中的极片向上推，最上层极片始终保持在料盒口适于吸盘抓取的位置，开始下一轮取片。
上述过程中，一共包括三次分离极片的步骤，第一次为离子风刀吹片分离，第二次为毛刷刷片分离，第三次为折片气缸折片分离。经过三次分离极片的步骤，避免了多张极片重叠粘连时，吸盘一次抓取多张的情况，保证了吸盘每次只抓取一张极片。
综上所述，本发明具有以下优点：
1.利用离子风刀吹动位于料盒口的上层极片，使上层极片浮动，达到分离，并除去极片上的静电和粉尘，取片机构的吸盘抓取极片向上移动，移动过程中毛刷刷片，再次分离极片，从而实现了单张极片的抓取，避免了多片重叠粘连时一次抓取多张的情况。离子风刀和毛刷配合作用于极片，提高了极片分离效率，分离效果好；
2.铝制料盒利于静电传导放电。
3.取片机构中，吸盘与传动机构连接结构稳定，不易产生吸盘抖动；
4.利用翻折气缸驱动左横板弯折，从而使得极片微折，若吸盘抓取的极片为多张，则多张分离；
5.利用顶升机构使得待抓取极片始终处于同一位置高度，便于取片机构的吸盘取片和离子风机吹片；
6.利用离子风刀气缸驱动离子风刀在一定高度范围内上下移动吹风，促使位于料盒上部区域的的极片浮动，实现极片分离，同时去除极片上的静电和粉尘；
7.利用集尘机构实现粉尘搜集排出，有效避免污染设备。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种锂电池电芯叠片机极片上料装置，包括自上而下依次设置于机架上的取片机构(1)、盛放极片的料盒(2)和顶升机构(3)，所述取片机构(1)用于抓取料盒(2)内的极片，所述顶升机构(3)用于驱动料盒(2)内的极片向上移动，其特征在于：机架上还设有毛刷(4)和离子风刀(5)，所述毛刷(4)和离子风刀均位于料盒(2)口边沿，所述离子风刀(5)位于毛刷(4)下方。
2.根据权利要求1所述的锂电池电芯叠片机极片上料装置，其特征在于：所述料盒(2)为铝制。
3.根据权利要求1所述的锂电池电芯叠片机极片上料装置，其特征在于：所述毛刷(4)包括左毛刷(41)和右毛刷(42)，所述左毛刷(41)位于料盒口左侧边沿，所述右毛刷(42)位于料盒口右侧边沿，所述离子风刀(5)位于左毛刷(41)或者右毛刷(42)下方。
4.根据权利要求1所述的锂电池电芯叠片机极片上料装置，其特征在于：所述取片机构(1)包括伺服电机(6)、同步带(7)、丝杆(8)、滑块(9)、滑轨(10)、滑块连接板(11)、连接竖板(12)、连接横板(13)、左梁(14)、右梁(15)、吸盘支架(16)和吸盘(17)，所述伺服电机(6)通过同步带(7)、丝杆(8)驱动滑块(9)沿滑轨(10)上下移动，所述滑块连接板(11)的两面分别与滑块(9)和连接竖板(12)连接、所述连接横板(13)连接于连接竖板(12)底部，所述左梁(14)连接于连接横板(13)的左端，所述右梁(15)连接于连接横板(13)的右端，所述吸盘(17)通过吸盘支架(16)设在左梁(14)和右梁(15)上。
5.根据权利要求4所述的锂电池电芯叠片机极片上料装置，其特征在于：所述取片机构(1)还包括折片气缸(18)，所述连接横板(13)包括活动连接的左横板(131)和右横板(132)，所述左梁(14)连接于左横板(131)的左端，所述右梁(15)连接于右横板(132)的右端，所述折片气缸(18)设在连接竖板(12)上，用于驱动左横板(131)向下弯折。
6.根据权利要求1所述的锂电池电芯叠片机极片上料装置，其特征在于：所述顶升机构(3)包括直线电机(19)、齿条和直线导轨，料盒2内部设有极片放置板，极片放置在极片放置板上，直线电机(19)通过齿条、直线导轨驱动极片放置板上下移动。
7.根据权利要求1所述的锂电池电芯叠片机极片上料装置，其特征在于：还包括用于驱动离子风刀(5)上下移动的离子风刀气缸(20)。
8.根据权利要求1所述的锂电池电芯叠片机极片上料装置，其特征在于：还包括集尘机构，所述集尘机构包括集尘管(21)和风机，所述风机与集尘管(21)相连，所述集尘管(21)进口位于料盒(2)下部，出口位于装置外部。
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