CN201038261Y - 一种半自动电池卷绕机 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于电池生产设备技术领域，提供了一种半自动电池卷绕机，它具有放料装置、夹纸装置、控制装置、卷针定心装置和卷针驱动装置，放料装置包括片槽板、纸槽板、拉纸机构和可推动拉纸机构的放料主转气缸，片槽板设置在纸槽板的上方，拉纸机构与该纸槽板活动连接；夹纸装置包括两根可被卷针定心装置固定的卷针，其中一卷针固定连接在驱动主轴上；卷针驱动装置包括电机、与该电机相连接的驱动主轴和可推动另一卷针的主气缸，该卷针活动连接在驱动主轴上。采用这样的结构以后，有效地提高了产品的自动化程度，不仅使得操作更为简便，而且能保证转动的同轴度，提高卷绕的一致性。另外，本实用新型还具有简化结构，降低成本的优点。

Description

一种半自动电池卷绕机

技术领域

本实用新型属于电池生产设备技术领域，尤其涉及一种半自动电池卷绕机。

背景技术

电池的生产过程主要包括电池芯极的卷绕及套壳两大步骤。具体而言，现有技术是先制备好需要的正极片、负极片及单张的隔膜纸，然后将正极片——隔膜纸——负极片——隔膜纸以自上而下的顺序放好，采用六棱卷针经手工卷绕制成电池极芯，再用与该电池极芯相匹配的钢套模具进行套壳。这种纯手工操作的技术，经常会遇到单张隔膜纸放纸定位难、无张力控制以及六棱卷针卷绕时易打滑、难以保证卷齐度等问题，再加上各种人工的偶然性因素的存在，极易造成电池短路，从而导致产品的报废率较高。

中国实用新型专利00231363.4公开了一种锂离子蓄电池半自动卷绕机，它具有张紧轮、放料装置、夹纸装置和卷针驱动装置，其中，放料装置包括片槽板；夹纸装置包括主、从两根卷针，主针的一端设置在主针座上，另一端则可由手动方式通过一拨叉推入副针座，从针的一端设置在从针座上，另一端亦可通过手柄伸入主针座上；卷针驱动装置包括电机和与该电机相连接的驱动主轴，一卷针固定连接在驱动主轴上。工作时，分别将主针***从针座、从针***主针座，并将隔膜纸夹在主、从针之间，并可通过张紧轮调节隔膜纸的张紧度；将极片放置在片槽板上的导轨内，启动电机带动主针进行卷绕。

这种技术的主要缺陷在于：首先，自动化程度过低，不能自动套壳，大部分的步骤仍需人工来操作，极芯报废率不能得到有效控制；其次，未进行卷针定心，且采用的是一端驱动的方式转动卷针，转动的同轴度不能得到很好的保证；最后，该技术依旧存在卷针卷绕时易打滑的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种半自动电池卷绕机，具有较高的自动化程度，不仅操作更为方便，而且能有效避免隔膜纸的跑偏或打滑，达到较高的卷绕一致性。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

一种半自动电池卷绕机，它具有放料装置、夹纸装置、控制装置、卷针定心装置和卷针驱动装置，所述的放料装置包括片槽板、纸槽板、拉纸机构和可推动拉纸机构的放料主转气缸，其中，所述的片槽板设置在纸槽板的上方，拉纸机构与该纸槽板活动连接；所述的夹纸装置包括两根可被卷针定心装置固定的卷针，其中一卷针固定连接在驱动主轴上；所述的卷针驱动装置包括电机、与该电机相连接的驱动主轴和可推动另一卷针的主气缸，该卷针活动连接在驱动主轴上；所述的控制装置分别与拉纸机构、放料主转气缸、电机及主气缸电连接。

采用这样的结构以后，通过控制装置、卷针定心装置及主气缸的动作可以自动完成活动卷针的伸出和定心，从而有效提高了产品的自动化程度，不仅使得操作更为简便，而且能保证转动的同轴度，提高卷绕的一致性。另外，本实用新型采用拉纸机构拉动连续且有张力的隔膜纸，解决了现有技术中隔膜纸定位难、需设专门装置控制张力的问题，因此，还具有结构简单，成本低等优点。

附图说明

图1是本实用新型提供的一较佳实施例的装配示意图；

图2是图1的正视图；

图3是本实用新型提供的一较佳实施例中的压辊组合、卷针定心装置及自动套壳装置的结构示意图；

图4是本实用新型提供的一较佳实施例中的卷针驱动装置的结构示意图；

图5是本实用新型提供的一较佳实施例中的拉纸机构的结构示意图；

图6是本实用新型提供的一较佳实施例中卷针的结构示意图；

图7是本实用新型提供的一较佳实施例中推料顶头的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至7所示的半自动电池卷绕机，它具有工作台1、放料装置、夹纸装置、控制装置、卷针定心装置和卷针驱动装置。

所述的放料装置包括片槽板21、纸槽板22、拉纸机构23和放料主转气缸24，其中，片槽板21、纸槽板22、拉纸机构23均设置在工作台1的上方，所述的片槽板21设置在纸槽板22的上方，拉纸机构23与该纸槽板22活动连接；放料主转气缸24设置在工作台1的下方，并可向上顶起拉纸机构23。具体实施时，如图5所示，所述的拉纸机构23包括气动手指231、可拉动该气动手指231的主拉气缸232、旋转滑板233和浮动滑台234，其中，气动手指231和主拉气缸232设置在旋转滑板233的上方，而浮动滑台234则活动设置在该旋转滑板233的下方，放料主转气缸24则设置在旋转滑板233的下方，并可向上顶起该旋转滑板233。这样，可以使气动手指231夹住的隔膜纸与夹纸装置贴合，方便下一步的夹纸工作。

请参阅图4，所述的卷针驱动装置包括电机31(如图1所示)、与该电机31相连接的驱动主轴32和主气缸33，其中，主气缸33可推动夹纸装置中活动连接在驱动主轴32上的活动卷针，使其在驱动主轴32上来回移动。作为一种优选实施例，请参阅图4，所述的电机31采用的是步进电机，所述的卷针驱动装置还包括拨叉34、机座35和传动轮36，其中，所述的驱动主轴32穿设在机座35上，拨叉34活动设置在该驱动主轴32上，传动轮36固定在驱动主轴32上，并与所述的电机31相连接。

请一同参阅图6，所述的夹纸装置包括两根可被卷针定心装置固定的卷针，其中一卷针为固定卷针42，将其固定连接在驱动主轴32上；另一卷针为活动卷针，其活动连接在该驱动主轴32上，可通过控制卷针驱动装置来使其在主轴上移动。具体实施时，可选择横截面为半圆形的卷针，防止卷绕时出现打滑，以确保卷齐度。

如图3所示，所述的卷针定心装置包括机架51、旋转板52、可旋转该旋转板52的转动气缸53、可推动该转动气缸53及旋转板52的移动气缸54、定心主轴55、顶针56和传动带轮57，其中，移动气缸54、转动气缸53及定心主轴55均设置在机架51上，旋转板52和传动带轮57设置在定心主轴55上，定心主轴55与所述的电机31相连接，顶针56则与传动带轮57同轴连接，且该顶针56可以固定所述两根卷针。具体实施时，可先在机架51上安装活动底板511，再将所述的定心主轴55和转动气缸53设置在该活动底板511。这样，当开动电机31时，两根卷针的两端所连接的传动带轮57和驱动主轴32同时转动，从而可以进一步保证卷绕时两根卷针均同轴转动，不打滑；所述的传动带轮57包括主带轮571和从带轮572，其中，主带轮571设置在定心主轴55上，从带轮572与该主带轮571相连接，所述的顶针56则与该从带轮572同轴连接。

所述的控制装置分别与拉纸机构23、放料主转气缸24、电机31及主气缸33电连接。

采用这样的结构以后，通过控制装置、卷针定心装置及主气缸33的动作可以自动完成活动卷针的伸出和定心，从而有效提高了产品的自动化程度，不仅使得操作更为简便，而且能保证转动的同轴度，提高卷绕的一致性。另外，本实用新型采用拉纸机构23拉动连续且有张力的隔膜纸，解决了现有技术中膜纸定位难、需设专门装置控制张力的问题。

如图3所示，为了进一步保证卷绕时的卷圆度，作为前述实施方式的改进，所述的机架51上还设有压辊机构，该压辊机构包括两对压辊61和主、副两对气缸62，该主、副两对气缸62可分别推两对压辊61向中间方向压合，该主、副两对气缸62可与所述的控制装置电连接。

为了进一步改善本实用新型的结构和控制，使其变得更简单和更方便，作为前述技术方案的改进。请参见图1和图2，该半自动电池卷绕机还包括切纸装置，该切纸装置包括热刀71和可推动热刀71的切断气缸72，所述的热刀71设置在所述的纸槽板22的下方，所述的切断气缸72则设置在工作台1的下方，且其还与所述的控制装置电连接。

为了解决以往技术中手工套壳难的问题，本实用新型还可设置相应的自动套壳装置。具体而言，如图3所示，在所述的卷针定心装置中的旋转板52上设置相应的钢套58，所述的卷针驱动装置还设有推料顶头37和可推动该推料顶头37的推料气缸38，该推料气缸38与所述的控制装置电连接。作为一种优选方式，还可在所述的卷针驱动装置上设置支座351，所述的推料顶头37则设置在支座351上，推料气缸38通过推动支座351来推动推料顶头37来回移动。

工作时，首先将机器启动，各机构自动复位到工作状态等待。将隔膜纸从纸槽板22中穿出，一般而言穿出的距离是20mm左右，通过控制装置驱动拉纸机构23中主拉气缸232，由该主拉气缸232推动气动手指231沿着旋转滑板233向前移动，将隔膜纸夹住，然后再使气动手指231后退将隔膜纸拉出至预定长度；控制装置驱动放料主转气缸24将旋转滑板233顶起，使隔膜纸与固定卷针42贴合，同时浮动滑台234自动向后移动；通过控制装置启动卷针驱动装置中的主气缸33，推动拨叉34进而带动活动卷针伸出与固定卷针42一起将隔膜纸夹住；卷针定心机构中的移动气缸54推动活动底板511和旋转板52整体移动，使得定心顶针56将固定卷针42和活动卷针的另一端同时固定，实现定心功能；松开气动手指231，启动电机31预卷一圈后停止，将负极片放入片槽板21中，再将隔膜纸对折放到该负极片上，最后将正极片放在隔膜纸上；同时启动电机31进行卷绕，卷绕的过程中只需人工用手压住片槽板21中的极片即可；卷绕预定圈数后，由控制装置将电机31关闭，并驱动切纸装置中的切断气缸72推动热刀71冲出，将隔膜纸切断后，自动复位，并自动完成剩余的卷绕工作，通过控制装置驱动主、副两对气缸62，使相应的两对压辊61夹置卷绕好的极芯；启动自动套壳装置中的移动气缸54推动活动底板511及旋转板52移动，再驱动转动气缸53带动旋转板52转动使设置在旋转板52上的钢套58刚好对准卷绕好的极芯；先将一对副气缸打开，由移动气缸54带动旋转板52继续移动，直到钢套58恰好套到极芯一半处，再将一对主气缸33也打开，启动卷针驱动装置中的推料气缸38，由其推动机座35进而带动推料顶头37，将极芯全部推入钢套58中，这样就完成了整个卷绕和套壳工作。

本实用新型可通过更换不同卷针，来卷不同型号的电池。经实验证明，卷绕的电池一致性很好。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半自动电池卷绕机，它具有放料装置、夹纸装置和卷针驱动装置，其中，放料装置包括片槽板；夹纸装置包括两根卷针；卷针驱动装置包括电机和与该电机相连接的驱动主轴，一卷针固定连接在驱动主轴上；其特征在于：该半自动电池卷绕机还包括控制装置和可固定所述的两根卷针的卷针定心装置；所述的放料装置还包括纸槽板、拉纸机构和可推动拉纸机构的放料主转气缸，其中，所述的片槽板设置在纸槽板的上方，拉纸机构与该纸槽板活动连接；所述的卷针驱动装置还包括可推动另一卷针的主气缸，该卷针活动连接在驱动主轴上；所述的控制装置分别与拉纸机构、放料主转气缸、电机及主气缸电连接。

2.根据权利要求1所述的半自动电池卷绕机，其特征在于：所述的拉纸机构包括气动手指、可拉动该气动手指的主拉气缸、可被所述的放料主转气缸推动的旋转滑板和浮动滑台，其中，气动手指和主拉气缸设置在旋转滑板的上方，而浮动滑台则活动设置在该旋转滑板的下方。

3.根据权利要求1或2所述的半自动电池卷绕机，其特征在于：所述的卷针定心装置包括机架、旋转板、可旋转该旋转板的转动气缸、可推动该转动气缸及旋转板的移动气缸、定心主轴、可固定所述两根卷针的顶针和传动带轮，其中，移动气缸、转动气缸及定心主轴均设置在机架上，旋转板和传动带轮设置在定心主轴上，定心主轴与所述的电机相连接，顶针则与传动带轮同轴连接。

4.根据权利要求3所述的半自动电池卷绕机，其特征在于：所述的机架上还设有压辊机构，该压辊机构包括两对压辊和可分别推动该两压辊的主、副两对气缸，该压辊机构与所述的控制装置电连接。

5.根据权利要求1或2所述的半自动电池卷绕机，其特征在于：该半自动电池卷绕机还包括切纸装置，该切纸装置包括热刀和可推动热刀的切断气缸，所述的热刀设置在所述的纸槽板的下方，所述的切断气缸还与所述的控制装置电连接。

6.根据权利要求3所述的半自动电池卷绕机，其特征在于：在所述的旋转板上还设有相应的钢套。

7.根据权利要求6所述的半自动电池卷绕机，其特征在于：所述的卷针驱动装置还设有推料顶头和可推动该推料顶头的推料气缸，该推料气缸与所述的控制装置电连接。

8.根据权利要求1或2所述的半自动电池卷绕机，其特征在于：所述的卷针的横截面为半圆形。

9.根据权利要求7所述的半自动电池卷绕机，其特征在于：所述的卷针驱动装置还包括可推动一卷针的拨叉、机座、可被所述的推料气缸推动的支座和传动带轮，其中，所述的驱动主轴穿设在机座上，支座及拨叉均活动设置在该驱动主轴上，所述的推料顶头则设置在支座上，传动带轮固定在驱动主轴上，并与所述的电机相连接。

10.根据权利要求9所述的半自动电池卷绕机，其特征在于：所述的传动带轮包括主带轮和从带轮，其中，主带轮设置在主轴上，从带轮与该主带轮相连接，所述的顶针则与该从带轮同轴连接。

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