CN201207414Y - 一种自动叠片机 - Google Patents

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Abstract

该自动叠片机包括：机架，设于机架上、用于运送待叠片正、负极片的送片机构，其特征在于，进一步包括：设于机架上、用于与所述送片机构连接的、用于压实极片以形成极芯的压片机构，设于压片机构下方、用于顶出极片压实后形成的极芯的顶出机构，以及与所述送片机构、压片机构及顶出机构电连接的、并控制上述机构顺序工作的控制单元。本实用新型设置有两送片机构便于调节送片行程及位置。理片机构调整经送片机构送来的极片的位置。通过压片机构进一步压紧极片。通过顶出机构顶出极芯。且通过控制单元进行自动控制，能达到较高要求的定位，整齐度较好，不褶皱，劳动强度降低且人工界面触摸屏的使用使员工操作更加方便简单。

Description

一种自动叠片机
技术领域
本实用新型涉及电池制造设备领域，尤其涉及一种用于制造锂离子电池的自动叠片机。
背景技术
目前一些锂离子动力电池的叠片主要是依靠手工叠片、机械缠绕法等完成。其中手工叠片方式是员工用手把正负极片按照既定的要求交替叠放到夹具中进行叠片，由于这种方法在生产过程中要多次用手接触极片，极片受损严重，且由于员工的劳动强度较大，极片叠多，叠少，叠重的现象时有发生，这种方法叠片的整齐度受人为因素影响大，成品的一致性比较低，这种情况极大的制约了动力电池的发展。
现另有一种机械缠绕法用机器生产代替手工大大改善了生产条件，提高了生产效率。如中国实用新型专利申请公开说明书中公开号“CN2687855Y”名称为“电芯叠片机”的专利公开了一种叠片机，其在一机架上分别设有工作台、电芯片输送机构、隔离膜摆动机构及隔离膜压紧机构；其中电芯片输送机构由两个可做水平和垂直运动的真空吸盘构成，真空吸盘位于工作台上方；隔离膜摆动机构由位于同一垂直面内、且可做水平运动的两组辊子构成，辊子组亦位于工作台上方；隔离膜压紧机构则由两根可做水平运动的压条构成，压条位于工作台台面上方两侧，其水平运动的与真空吸盘和以及辊子组所做的水平运动的方向垂直。
其通过一个气缸控制两个吸盘的运动同时进行两个工位的操作，当一个吸盘吸取极片时，另一个吸盘将极片送到工作台，这样要求一个吸盘吸取极片与另一个吸盘将极片运送到工作台两工位的动作与气缸的移动之间定位精度很高，要达到这么高定位精度在实际操作中很困难，且由一个气缸同时控制两个工位动作其工作行程固定好了就不能进行调节，其一个工位的偏移必然导致另一个工位的偏移，在实际操作中很难控制，且调节过程费时费力，再者当极片送到工作台时，隔离膜在辊子组的牵引下翻折而盖住上一块极片，如此完成极芯的制作。其当极片送到工作台时，如此翻折叠片其极片的位置及极片的极片之间的位置不易控制，其叠片时也没有另外采用机构进行压实极片，极易造成极片间压制不紧，且没有设置顶料装置将已制作好的极芯顶出，不方便员工的操作，增加了其操作难度。
实用新型内容
本实用新型的一种自动叠片机，包括：机架，设于该机架上、用于运送待叠片正、负极片的送片机构，其中，进一步包括：设于该机架上、用于与所述送片机构连接的、用于压实极片以形成极芯的压片机构，设于压片机构下方、用于顶出极片压实后形成的极芯的顶出机构，以及与所述送片机构、压片机构及顶出机构电连接的、用于控制所述机构顺序工作的控制单元。
该种自动叠片机通过压片机构进一步压紧极片，以使在一定空间内压制更多极片，使电池获得更大的容量；通过顶出机构顶出极芯，便于员工操作；且本实用新型通过控制单元对叠片过程进行自动控制，不仅能够达到较高要求的定位，整齐度较好，不褶皱，劳动强度也有显着降低。
进一步，所述压片机构包括用于容置送片机构运送的极片的叠片盒；所述的一种自动叠片机进一步包括：设置在所述机架上、用于整理该叠片盒中极片的理片机构。
进一步，所述送片机构包括：用于容置待叠片极片的料盒，与该料盒连接的、用于传送料盒中极片至所述叠片盒中的传动装置，可随该传动装置运动而移动的吸盘架以及固定于吸盘架上的吸盘。
在上述结构的技术上进一步，所述料盒上设有与控制单元连接的、用于判断料盒里是否还有极片的接近传感器。
进一步，所述传动装置上设有与控制单元连接的、用于确定所述传动装置的传动位置的位置传感器。
进一步，所述吸盘架上设有与控制单元连接的、用于判断吸盘是否吸住极片的光纤传感器。
进一步，所述吸盘上设有用于在吸取极片时弹性调节吸盘位置的弹性体。
进一步，所述理片机构包括：分别设置在叠片盒长度方向和宽度方向上、用于推动调整所述叠片盒中极片位置的理片块。
进一步，所述理片机构中的理片块为分别设置在叠片盒长度方向和宽度方向上的四个理片块，所述理片机构还包括：与所述四个理片块分别对应连接、用于带动所述四个理片块沿叠片盒长度和宽度方向作相同行程往复运动的前预理片动力单元、后预理片动力单元、左预理片动力单元、右预理片动力单元。
所述理片机构还包括：以及与所述四个理片块分别对应连接、用于带动所述四个理片块沿叠片盒长度和宽度方向作相同行程往复运动的前理片动力单元、后理片动力单元、左理片动力单元、右理片动力单元，该前、后、左、右理片动力单元与所述前、后、左、右预理片动力单元的往复行程不等。
进一步，所述送片机构包括：结构相同的、用于输送正极片的正极片输送机构和用输送负极片的负极片输送机构。
本实用新型的一种自动叠片机设有两个送片机构方便进行送片行程和位置的调节，且各自相对独立其一个动作不影响另一个的动作。其极片经送片机构送过来进行堆叠时，会出现极片堆叠不齐，其设立理片机构调整其位置，进一步定位。通过压片机构进一步压紧极片。通过顶出机构顶出极芯，便于员工操作。且本实用新型通过控制单元对叠片过程进行自动控制，不仅能够达到较高要求的定位，整齐度较好，不褶皱，劳动强度有显着降低且可采用人工界面触摸屏使员工操作更加方便简单。
附图说明
为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。
图1为该自动叠片机的整体模型图；
图2为该自动叠片机的送片机构；
图3为该自动叠片机的理片机构；
图4为该自动叠片机的理片机构另一视角图；
图5为该自动叠片机的压片机构；
图6为该自动叠片机的电气原理图；
图7为该自动叠片机的时序图。
具体实施方式
请参阅图1至图5所示，本实用新型的一种自动叠片机，其包括：送片机构1、理片机构2、压片机构3、顶出机构4及控制单元。控制单元可采用单片机、开关柜、可编程控制器等一切具有控制的功能的元器件。本实施例中控制单元采用可编程控制器(PLC)(未图示)进行说明。可编程控制器(PLC)电性连接所述自动叠片机各个部分即送片机构1、理片机构2、压片机构3及顶出机构4，并对整个叠片过程进行自动控制。送片机构1、理片机构2、压片机构3、顶出机构4都固定在一个平台上，该自动叠片机设置有两个送片机构1，所述送片机构1设置在平台的左右两边，用于传输两种不同极性的极片，左右两个送片机构1通过连接板与压片结构3连接。
本自动叠片机的送片机构1包括：立柱10、料盒12、底座18、传动装置11、吸盘架14、吸盘15等。所述传动装置11包括左夹持气缸110、右夹持气缸111、左辅助气缸112、右辅助气缸113。吸盘15固定在吸盘架14上，吸盘15在吸盘架14的相对位置是固定的，每个吸盘架14上的吸盘15的数量根据极片外形尺寸大小和重量来确定的，吸盘15用于在送片过程中吸取极片，其采用超软硅胶，避免在取片过程中极片受损。所述吸盘架14上设有光纤传感器17，其与可编程控制器(PLC)连接，用于判断吸盘15在取片过程是否吸住极片并将信息反馈给可编程控制器(PLC)。
所述料盒12上设有接近传感器16，其与可编程控制器(PLC)连接，用于判断料盒12里是否还有极片并将信息反馈给可编程控制器(PLC)，提醒员工及时添加极片，从而提高生产效率。左夹持气缸110、右夹持气缸111各自引导送片机构1左、右两边的吸盘架14上下运动吸附极片，左辅助气缸112带动左夹持气缸110及右辅助气缸113带动右夹持气缸111各自引导左右两边的吸盘架14做左右运动传送极片。所述传动装置11所属的左辅助气缸112、右辅助气缸113上设有位置传感器13，其与可编程控制器(PLC)连接，用于确定左辅助气缸112、右辅助气缸113上滑块(未图示)的位置，从而确定传动装置11的传动位置，并将信息反馈给可编程控制器的。本实施例中位置传感器13为左辅助气缸112、右辅助气缸113自带的磁性开关。
本自动叠片机的理片机构2包括：四个理片块207、208、209、210，四个预理片单元即前预理片动力单元、后预理片动力单元、左预理片动力单元、右预理片动力单元，四个理片单元即前理片动力单元、后理片动力单元、左理片动力单元、右理片动力单元，导向轴206，无油衬套203，面板24。所有动力单元可为气缸、马达、液压缸等动力元件。本实施例中均采用气缸加以说明，即前预理片动力单元、后预理片动力单元、左预理片动力单元、右预理片动力单元分别为前预理片气缸205、后预理片气缸201、左预理片气缸215、右预理片气缸212；前理片动力单元、后理片动力单元、左理片动力单元、右理片动力单元分别为前理片气缸204、后理片气缸202、左理片气缸214、右理片气缸213。
四个理片块207、208、209、210设置在叠片盒长度方向和宽度方向上，用于推动叠片盒中极片，调整极片在叠片盒内长度方向和宽度方向上位置。
四个预理片单元即前预理片气缸205、后预理片气缸201、左预理片气缸215、右预理片气缸212与所述四个理片块209、208、207、210分别对应连接、用于带动所述四个理片块207、208、209、210，并沿叠片盒长度和宽度方向作相同行程往复运动。
四个理片单元即前理片气缸204、后理片气缸202、左理片气缸214、右理片气缸213也与所述四个理片块209、208、207、210分别对应连接，带动四个理片块沿叠片盒长度和宽度方向作相同行程往复运动的。
送片机构1将极片送到位后，首先后预理片气缸201、前预理片气缸205、左预理片气缸215、右预理片气缸212动作，带动四个理片块210、209、208和210预理极片，然后左理片气缸214、右理片气缸213、后理片气缸202、前理片气缸204依次动作，带动四个理片块208、210、210、209进一步整理极片，进一步调整极片在叠片盒(未图示)内的位置，再回位，最后后预理片气缸201、前预理片气缸205、左预理片气缸215、右预理片气缸212回位。
本自动叠片机的压片机构3包括：用于压实极片的压片气缸30、托板31，导向轴32，压板33。极片放置好后，由压片气缸30把极片压实紧密。压片气缸30的压力根据需要自由调整(0～1.2Mpa)，保证极芯厚度满足工艺标准和产品一致性。本实施例中压片气缸30为一标准气缸。在下压过程中改变气压，使压片气缸30下压的速度分为高低两段：接触极片前快速下降以提高生产效率，接触极片后慢速以防止压爆极片。
本自动叠片机的顶出机构4包括：一个方形座双轴的顶出气缸(未图示)及托板(未图示)。顶出机构4用于极芯做完后顶出极芯，便于员工操作。
请参阅图6所示，本实用新型的一种叠片机的电气原理图。主要由断路器Q1、接触器KM1、开关电源、和可编程控制器PLC控制单元组成。其实现可编程控制器(PLC)对叠片过程的自动控制。
请参阅图7所示，本实用新型的一种自动叠片机的时序图，表示整个叠片的逻辑过程。员工根据需要设定左右的叠片数量，然后可以选择手动或自动方式开始叠片过程。其自动叠片过程如下：左夹持气缸110、右夹持气缸111分别带动左、右两边的吸盘架14引导吸盘15各自进行取片——左右两边各自检测极片(利用吸盘架14上设有的光纤传感器17检测吸盘15在取片过程是否吸住极片，若没有，继续取片)——得到左分时送片信号，左辅助气缸112带动左夹持气缸110送片至叠片盒，右夹持气缸111保持状态——左检测极片(检测左边的送片机构是否将极片送至叠片盒，若没有，继续取片)——左叠片，左返回，发出右分时送片的信号，右辅助气缸113带动右夹持气缸111送片至叠片盒，左夹持气缸110保持状态——右检测极片(检测左边的送片机构是否将极片送至叠片盒，若没有，继续取片)——右叠片，右返回，左右两边各自进行左叠片数比较和右叠片数比较，如此循环，整个过程是由数个小的闭环***构成，有效避免误动作的发生，提高生产效率。
以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动叠片机，包括：机架，设于机架上、用于运送待叠片正、负极片的送片机构，其特征在于，进一步包括：设于机架上、用于与所述送片机构连接的、用于压实极片以形成极芯的压片机构，设于压片机构下方、用于顶出极片压实后形成的极芯的顶出机构，以及与所述送片机构、压片机构及顶出机构电连接的、用于控制上述机构顺序工作的控制单元。
2.根据权利要求1所述的自动叠片机，其特征在于：所述压片机构包括用于容置送片机构运送的极片的叠片盒；所述的一种自动叠片机还包括：设置在所述机架上、用于整理该叠片盒中极片的理片机构。
3.根据权利要求2所述的自动叠片机，其特征在于：所述送片机构包括：用于容置待叠片极片的料盒，与该料盒连接的、用于传送料盒中极片至所述叠片盒中的传动装置，可随该传动装置运动而移动的吸盘架以及固定于该吸盘架上的吸盘。
4.根据权利要求3所述的自动叠片机，其特征在于：所述料盒上设有与控制单元连接的、用于判断料盒里是否还有极片的接近传感器。
5.根据权利要求3所述的自动叠片机，其特征在于：所述传动装置上设有与控制单元连接的、用于确定所述传动装置的传动位置的位置传感器。
6.根据权利要求3所述的自动叠片机，其特征在于：所述吸盘架上设有与控制单元连接的，用于判断吸盘是否吸住极片的光纤传感器。
7.根据权利要求3所述的自动叠片机，其特征在于：所述吸盘上设有用于在吸取极片时弹性调节吸盘位置的弹性体。
8.根据权利要求2所述的自动叠片机，其特征在于：所述理片机构包括：分别设置在待叠片极片长度方向和宽度方向上、用于推动调整叠片盒中极片位置的理片块。
9.根据权利要求8所述的自动叠片机，其特征在于：所述理片机构中的理片块为分别设置在叠片盒长度方向和宽度方向上的四个理片块，所述理片机构还包括：与所述四个理片块分别对应连接、用于带动所述四个理片块沿叠片盒长度和宽度方向作相同行程往复运动的前预理片动力单元、后预理片动力单元、左预理片动力单元、右预理片动力单元。
10.根据权利要求9所述的自动叠片机，其特征在于：所述理片机构还包括：以及与所述四个理片块分别对应连接、用于带动所述四个理片块沿叠片盒长度和宽度方向作相同行程往复运动的前理片动力单元、后理片动力单元、左理片动力单元、右理片动力单元，该前、后、左、右理片动力单元与所述前、后、左、右预理片动力单元的往复行程不等。
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Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Shenzhen BYD Lithium Battery Co., Ltd.

Assignor: Biyadi Co., Ltd.

Contract record no.: 2011440020249

Denomination of utility model: Automatic laminator and an automatic laminating method

Granted publication date: 20090311

License type: Exclusive License

Record date: 20110623

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Granted publication date: 20090311

Termination date: 20160514

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