CN108206303A - 一种锂电池卷绕装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电池卷绕装置，连接至控制器，包括卷绕头、第一工位组件、第二工位组件与第三工位组件以及卷绕出针机构，该第一工位组件、第二工位组件与第三工位组件各自包括叠合在一起的第一卷针以及第二卷针，该控制器控制该第一工位组件、第二工位组件与第三工位组件在该卷绕头上旋转，实现每个工位组件在卷绕工位、贴胶工位以及取件工位轮转循环；其中，在该卷绕工位，该卷绕出针机构先将该第一卷针推出将锂电池原材料卷绕在该第一卷针上，然后推出该第二卷针与该第一卷针一起夹持该原材料完成锂电池素子的卷绕。本发明的锂电池卷绕装置生产速度快以及生产效率高。

Description

一种锂电池卷绕装置
技术领域
本发明涉及锂电池生产设备技术领域，特别是涉及一种生产速度高、生产效率高的锂电池卷绕装置。
背景技术
锂电池是一种存储电荷的器件广泛应用于各类电器设备中。
中国专利申请第201420034430.0号披露了一种全自动单卷绕头圆柱形锂电池电芯卷绕机，包括机箱，及设置在机箱顶部左端的控制系移位机构，及设置在控制系移位机构前面的控制***，及设置在控制***右上角的负极片摆臂机构，及设置在负极片摆臂机构右侧的负极片吸尘机构，及设置在负极片吸尘机构下面的负极片放卷纠偏机构，及设置在负极片放卷纠偏机构右侧的卷绕机构，及设置在卷绕机构后面上方的静电消除机构，及设置在静电消除机构右侧的第一隔膜摆臂机构，及设置在第一隔膜摆臂机构右侧的隔膜放卷机构，及设置在隔膜放卷机构下面的正极片吸尘机构，及设置在正极片吸尘机构右侧的正极片摆臂机构。
但是现有的锂电池生产设备采用单卷绕头，采取上下移动方式入片，卷绕完成后，电池通过成品下料机构自然下落单卷绕头生产在一个工位上完成卷绕、切料以及贴胶等工序，作业空间狭窄使得卷绕装置切料装置或者贴胶装置的结构设计较为复杂，并且单卷绕头产品生产速度低，效率也较低。
因此，现有的锂电池制作技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明针对以上存在的技术问题，提供一种生产速度快、生产效率高的锂电池卷绕装置。
本发明实施方式提供的技术方案是：提供一种一种锂电池卷绕装置，连接至控制器，包括卷绕头、第一工位组件、第二工位组件与第三工位组件以及卷绕出针机构，该第一工位组件、第二工位组件与第三工位组件可转动设置在该卷绕头上，该第一工位组件、第二工位组件与第三工位组件各自包括叠合在一起的第一卷针以及第二卷针，该控制器控制该第一工位组件、第二工位组件与第三工位组件在该卷绕头上旋转，实现每个工位组件在卷绕工位、贴胶工位以及取件工位轮转循环；其中，在该卷绕工位，该卷绕出针机构先将该第一卷针推出将锂电池原材料卷绕在该第一卷针上，然后推出该第二卷针与该第一卷针一起夹持该原材料完成锂电池素子的卷绕。
该锂电池卷绕装置还包括中心轴、工位转动机构、卷绕出针机构、脱件机构，该工位转动机构设置在该中心轴后端，该卷绕头安装在该中心轴前端。
该第一工位组件包括第一轴杆以及套设在该第一轴杆外的第一连接头，第一连接头用于推动前方的第一卷针，该第一轴杆用于推动前方的第二卷针；该第二工位组件包括第二轴杆以及套设在该第二轴杆外的第二连接头，该第二连接头用于推动前方的第一卷针，该第二轴杆用于推动前方的第二卷针；该第三工位组件包括第三轴杆以及套设在第三轴杆外的第三连接头，该第三连接头用于推动前方的第一卷针，该第三轴杆用于推动前方的第二卷针。
优选地，该第一卷针通过第一针体装设于连接头，该第二卷针通过第二针体装设于轴杆，该卷绕出针机构包括第一气缸、第一滑块、第一滑轨，该第一滑块推动旋转至卷绕工位的连接头，使与连接头前行，推出该第一卷针，该第一滑块继续前进再推动轴杆接着推出该第二卷针。
该工位转动机构包括安装在中心轴后端的第一同步轮、第二同步轮以及第三同步轮，该第一同步轮由第一伺服马达与第一同步带传动，再带动该中心轴转动；该第二同步轮由第二伺服马达与第二同步带传动，再带动该中心轴转动；该第三同步轮由第三伺服马达与第三同步带31传动，再带动该中心轴转动。
该脱件机构包括第一抽针组件以及第二抽针组件，该第一抽针组件包括依次联动的第二气缸、退针块以及第二滑轨，用于拉动转动到取件工位的连接头使与该连接头组装的该第一卷针往后滑行。
该第二抽针组件包括依次联动的第三气缸以及拔针块，该第三气缸通过带动该拔针块在第二滑轨往后滑行，使该第二卷针接着缩回将该锂电池素子松开。
优选地，该控制器连接该第一伺服马达、该第二伺服马达、该第三伺服马达、该第一气缸、第二气缸以及第三气缸，从而控制该中心轴的转动角度以及该第一工位组件、第二工位组件与第三工位组件在卷绕头上的送出与抽回。
该卷绕头设置第一工作腔、第二工作腔以及第三工作腔，该第一工位组件穿过该第一工作腔、该第二工位组件穿过该第二工作腔，该第三工位组件穿过该第三工作腔。
本发明实施方式的有益效果是：本实施例的锂电池卷绕装置，通过设置包括三个工位的卷绕头使得锂电池的素子的卷绕、素子的贴胶以及素子的取件等工序可同时工作，提高了生产速度以及生产效率。该锂电池生产设备通过设置同轴的第一工位组件、第二工位组件以及第三工位组件，该第一工位组件、第二工位组件以及第三工位组件同轴并在卷绕工位、贴胶工位以及取件工位之间旋转不断完成锂电池素子的卷绕切料、贴胶以及取料，循环往复高效地进行锂电池素子生产，在第一工位的卷绕和切料时，该贴胶工位的贴胶作业也同时进行，该取件工位的机械臂也同时取料，循环往复高效生产锂电池。
附图说明
图1是本发明实施例锂电池卷绕装置的装配关系图；
图2是本发明实施例锂电池卷绕装置的卷绕头放大视图；
图3是本发明实施例锂电池卷绕装置的第一视角立体图；
图4是本发明实施例锂电池卷绕装置的第二视角立体图；
图5是本发明实施例的锂电池卷绕装置的第三视角立体图；以及
图6是本发明实施例锂电池卷绕装置的电控原理图；
图7是本发明实施例锂电池卷绕装置的卷针结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
请参考图1以及图2，本实施例的锂电池卷绕装置，运用在锂电池生产设备用于将原材料，比如第一箔条和第二箔条，第一电解纸与第二电解纸，卷绕成锂电池素子。
锂电池生产设备包括装设在安装板A上的控制***、箔条放料机构、电解纸放料机构、取件单元、锂电池卷绕装置230、切料机构以及贴胶单元。该控制***包括控制器200。本实施例中，该锂电池卷绕装置230位三工位卷绕机构。
该控制器200与该锂电池卷绕装置230连接，该锂电池卷绕装置230包括卷绕头100、第一工位组件、第二工位组件与第三工位组件以及卷绕出针机构，该第一工位组件、第二工位组件与第三工位组件可转动设置在该卷绕头100上，该第一工位组件、第二工位组件与第三工位组件各自包括叠合在一起的第一卷针以及第二卷针，该控制器200控制该第一工位组件、第二工位组件与第三工位组件在该卷绕头100上旋转，实现每个工位组件在卷绕工位、贴胶工位以及取件工位轮转循环；其中，在该卷绕工位，该卷绕出针机构先将该第一卷针推出将锂电池原材料卷绕在该第一卷针上，然后推出该第二卷针与该第一卷针一起夹持该原材料完成锂电池素子的卷绕。
该锂电池卷绕装置还包括中心轴37、工位转动机构、卷绕出针机构、脱件机构，该工位转动机构设置在该中心轴37后端，该卷绕头100安装在该中心轴37前端。
该卷绕头100设置第一工作腔、第二工作腔以及第三工作腔，该第一工位组件穿过该第一工作腔、该第二工位组件穿过该第二工作腔，该第三工位组件穿过该第三工作腔。
其中，该第一工位组件包括第一轴杆50以及套设在第一轴杆50外的第一连接头40A，第一连接头40A用于推动前方的第一卷针411，该第一轴杆50用于推动前方的第二卷针412，该组第一卷针411与第二卷针构成第一卷针架41。该第二工位组件包括第二轴杆(图未示)以及套设在第二轴杆外的第二连接头40B，第二连接头40B用于推动前方的第一卷针411，该第二轴杆用于推动前方的第二卷针412，该组第一卷针411与第二卷针构成第二卷针架42。同样的，该第三工位组件包括第三轴杆49以及套设在第三轴杆49外的第三连接头40C，该第三连接头40C用于推动前方的第一卷针411，该第三轴杆49用于推动前方的第二卷针412，该组第一卷针411与第二卷针构成第三卷针架43。
请参考图2及图7，本实施例中，该第一卷针411通过第一针体420装设于连接头，比如第一连接头40A。该第二卷针通过第二针体422装设于轴杆，比如第一轴杆50。该卷绕出针机构包括第一气缸51、第一滑块38、第一滑轨39，该第一滑块38推动旋转至卷绕工位的连接头，使连接头前行，先推出该第一卷针411，该第一滑块39继续前进再推动轴杆接着推出该第二卷针412。
该工位转动机构包括安装在中心轴37后端的第一同步轮28、第二同步轮29以及第三同步轮30，该第一同步轮28由第一伺服马达25与第一同步带26传动，再带动该中心轴37转动；该第二同步轮29由第二伺服马达35与第二同步带33传动，再带动该中心轴3转动；该第三同步轮30由第三伺服马达36与第三同步带31传动，再带动该中心轴37转动。
该脱件机构包括第一抽针组件以及第二抽针组件，该第一抽针组件包括依次联动的第二气缸44、退针块45以及第二滑轨46，用于拉动转动到取件工位的连接头使与该连接头连接的第一卷针411往后滑行。
该第二抽针组件包括依次联动的第三气缸47以及拔针块48，该第三气缸47通过带动该拔针块48在第二滑轨46往后滑行，使第二卷针412接着缩回将该锂电池素子松开。
该控制器连接该第一伺服马达25、该第二伺服马达35、该第三伺服马达36、该第一气缸51、第二气缸44以及第三气缸47，从而控制该中心轴37的转动角度以及该第一工位组件、第二工位组件与第三工位组件在卷绕头100上的送出与抽回。
请再次参考图1，该切料机构包括位于设备左侧的第一凸轮组件、位于设备右侧的第二凸轮组件、正箔切料组件、负箔切料组件、第一电解纸切料组件以及第二电解质切料组件。该第一凸轮组件驱动第一摇杆组件460、第二摇杆组件462以及第三摇杆组件463，该第二凸轮组件480驱动第四摇杆组件471、第五摇杆组件472以及第六摇杆组件473。
该锂电池卷绕装置的工作工作过程为：
第一伺服马达25带动第一齿轮27，通过第一同步带26带动第一同步轮28，从而联动带动该中心轴杆37转动。第二伺服马达35带动第二齿轮34，通过第二同步带33带动第二同步轮30，从而联动带动该中心轴杆37转动。第三伺服马达36带动第三齿轮32，通过第三同步带31带动第三同步轮29，从而联动带动该中心轴杆37转动。
第一气缸51推动第一滑块38在滑轨39向前滑行，把第一轴杆50向前推，使第一卷针架41推出，进行卷绕原材料。
当卷绕头400针架卷绕到规定规格后，完成切料作业。然后卷绕头100旋转，比如旋转至第二卷针架42的贴胶工位，完成贴胶工序。
完成贴胶后，卷绕头100旋转，比如旋转至第三卷针架43的取件工位。
卷绕头旋转至第三卷针架43的脱件工位。第二气缸44带动退针块45在滑轨46往后滑行，拉动第三连接头40C往后滑行，抽回第一卷针411；第三气缸47通过带动拔针块48在滑轨46往后滑行，拉动第三轴杆49往后滑行，带动第三卷针架43的第二卷针412缩回，抽回该第二卷针412，从而松开已完成的产品。
本实施例的锂电池卷绕装置，通过设置包括三个工位的卷绕头100使得锂电池的素子的卷绕、素子的贴胶以及素子的取件等工序可同时工作，提高了生产速度以及生产效率。该锂电池生产设备通过设置同轴的第一工位组件、第二工位组件以及第三工位组件，该第一工位组件、第二工位组件以及第三工位组件同轴并在卷绕工位、贴胶工位以及取件工位之间旋转不断完成锂电池素子的卷绕切料、贴胶以及取料，循环往复高效地进行锂电池素子生产，在第一工位的卷绕和切料时，该贴胶工位的贴胶作业也同时进行，该取件工位的机械臂也同时取料，循环往复高效生产锂电池。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种锂电池卷绕装置，连接至控制器，其特征在于，包括卷绕头、第一工位组件、第二工位组件与第三工位组件以及卷绕出针机构，所述第一工位组件、第二工位组件与第三工位组件可转动设置在所述卷绕头上，所述第一工位组件、第二工位组件与第三工位组件各自包括叠合在一起的第一卷针以及第二卷针，所述控制器控制所述第一工位组件、第二工位组件与第三工位组件在所述卷绕头上旋转，实现每个工位组件在卷绕工位、贴胶工位以及取件工位轮转循环；其中，在所述卷绕工位，所述卷绕出针机构先将所述第一卷针推出将锂电池原材料卷绕在所述第一卷针上，然后推出所述第二卷针与所述第一卷针一起夹持所述原材料完成锂电池素子的卷绕。
2.根据权利要求1所述的锂电池卷绕装置，其特征在于，还包括中心轴、工位转动机构、卷绕出针机构、脱件机构，所述工位转动机构设置在所述中心轴后端，所述卷绕头安装在所述中心轴前端。
3.根据权利要求1所述的锂电池卷绕装置，其特征在于，所述第一工位组件包括第一轴杆以及套设在所述第一轴杆外的第一连接头，第一连接头用于推动前方的第一卷针，所述第一轴杆用于推动前方的第二卷针；所述第二工位组件包括第二轴杆以及套设在所述第二轴杆外的第二连接头，所述第二连接头用于推动前方的第一卷针，所述第二轴杆用于推动前方的第二卷针；所述第三工位组件包括第三轴杆以及套设在第三轴杆外的第三连接头，所述第三连接头用于推动前方的第一卷针，所述第三轴杆用于推动前方的第二卷针。
4.根据权利要求1所述的锂电池卷绕装置，其特征在于，所述第一卷针通过第一针体装设于连接头，所述第二卷针通过第二针体装设于轴杆，所述卷绕出针机构包括第一气缸、第一滑块、第一滑轨，所述第一滑块推动旋转至卷绕工位的连接头，使与连接头前行，推出所述第一卷针，所述第一滑块继续前进再推动轴杆接着推出所述第二卷针。
5.根据权利要求2所述的锂电池卷绕装置，其特征在于，所述工位转动机构包括安装在中心轴后端的第一同步轮、第二同步轮以及第三同步轮，所述第一同步轮由第一伺服马达与第一同步带传动，再带动所述中心轴转动；所述第二同步轮由第二伺服马达与第二同步带传动，再带动所述中心轴转动；所述第三同步轮由第三伺服马达与第三同步带31传动，再带动所述中心轴转动。
6.根据权利要求2所述的锂电池卷绕装置，其特征在于，所述脱件机构包括第一抽针组件以及第二抽针组件，所述第一抽针组件包括依次联动的第二气缸、退针块以及第二滑轨，用于拉动转动到取件工位的连接头使与所述连接头组装的所述第一卷针往后滑行。
7.根据权利要求6所述的锂电池卷绕装置，其特征在于，所述第二抽针组件包括依次联动的第三气缸以及拔针块，所述第三气缸通过带动所述拔针块在第二滑轨往后滑行，使所述第二卷针接着缩回将所述锂电池素子松开。
8.根据权利要求7所述的锂电池卷绕装置，其特征在于，所述控制器连接所述第一伺服马达、所述第二伺服马达、所述第三伺服马达、所述第一气缸、第二气缸以及第三气缸，从而控制所述中心轴的转动角度以及所述第一工位组件、第二工位组件与第三工位组件在卷绕头上的送出与抽回。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的锂电池卷绕装置，其特征在于，所述卷绕头设置第一工作腔、第二工作腔以及第三工作腔，所述第一工位组件穿过所述第一工作腔、所述第二工位组件穿过所述第二工作腔，所述第三工位组件穿过所述第三工作腔。
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