CN101612696B - 在极片上焊接极耳的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在极片上焊接极耳的装置，包括放卷模块、输送模块、切断模块和焊接模块，所述放卷模块用于安装和放卷出极耳，所述输送模块用于将极耳从所述放卷模块拉出并送至所述焊接模块，所述焊接模块用于将极耳焊接到极片上，所述切断模块用于切断焊接好的极耳，还包括张力控制模块，用于控制极耳在放卷时保持预定的张力。还公开了一种在极片上焊接极耳的方法。本发明的装置与方法能有效保证放卷出的极耳具有稳定张力，提高极耳放卷的精度，并避免极耳在拉动中损伤或者变形。

Description

在极片上焊接极耳的装置和方法

技术领域

本发明涉及电池制造领域，特别是在电池的极片上焊接极耳的装置和方法。

背景技术

电池极片制片时要在极片的铜箔区域焊接极耳。根据现有的方案，极耳卷绕安装在极耳盘上，极耳盘可转动地安装在固定轴上，放卷极耳时，直接拉极耳盘上的极耳卷带动极耳盘转动，极耳在极耳盘的转动过程中放卷出来。然而，这种仅靠极耳盘和固定轴摩擦的方式难以控制所放卷出的极耳的张力大小，无法保证极耳张力的稳定，导致极耳放卷的长度无法精确控制，影响放卷的精度，也很容易使极耳在拉动中损伤或者变形，而且这种方案下极耳盘的大小变化对极耳的张力变化的影响很大。

发明内容

本发明的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种在极片上焊接极耳的装置和方法，能有效保证放卷出的极耳具有稳定张力，提高极耳放卷的精度，并避免极耳在拉动中损伤或者变形。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种在极片上焊接极耳的装置，包括放卷模块、输送模块、切断模块和焊接模块，所述放卷模块用于安装和放卷出极耳，所述输送模块用于将极耳从所述放卷模块拉出并送至所述焊接模块，所述焊接模块用于将极耳焊接到极片上，所述切断模块用于切断焊接好的极耳，其特征在于，还包括张力控制模块，用于控制极耳在放卷时保持预定的张力。

优选地

所述张力控制模块包括驱动单元、摆臂和摆臂摆动角度检测单元，所述驱动单元用于驱动所述放卷模块放卷极耳，所述摆臂经配置位于极耳卷放路径上，且极耳在预定的张力下对所述摆臂施加的力使其达到特定平衡位置，所述摆臂摆动角度检测单元检测所述摆臂是否偏离所述特定平衡位置，并将检测结果反馈至驱动单元，所述驱动单元根据检测结果调整所述放卷模块放卷极耳的速率以使所述摆臂维持在所述特定平衡位置。

所述放卷模块包括极耳盘和至少两根过渡辊，极耳卷绕安装在所述极耳盘上，且在所述输送模块的牵引下张紧地绕过所述过渡辊和所述摆臂。

所述摆臂摆动角度检测单元包括电位计，用于检测所述摆臂偏离所述特定平衡位置的角度，所述驱动单元包括第一电机，用于根据电位计检测到的角度信号来相应驱动所述放卷模块。

所述输送模块包括用于拉动极耳并进行极耳输送长度误差控制的第二电机。

还包括导轨和锁紧装置，所述导轨朝向所述焊接模块延伸，所述输送模块以可沿所述导轨移动的方式安装在所述导轨上，所述锁紧装置用于限位所述输送模块。

一种在极片上焊接极耳的方法，其特征在于，在将极耳从其安装位拉出并送往焊接位焊接的过程中，使极耳以预定的张力进行放卷。

优选地

实现所述以预定的张力进行放卷包括以下步骤：

a.设置摆臂在极耳卷放路径上，使放卷出的极耳张紧地绕过于所述摆臂，并取极耳在保持预定的张力时所述摆臂的位置为特定平衡位置；

b.放卷过程中检测所述摆臂是否偏离所述特定平衡位置，并根据检测结果调整放卷极耳的速率以使所述摆臂维持在所述特定平衡位置。

所述步骤b中，通过电位计检测所述摆臂偏离所述特定平衡位置的角度，由第一电机根据所述电位计检测到的角度信号来相应提供放卷的动力，控制极耳放卷速率。

使用第二电机将极耳从其安装位拉出并送至焊接位，并进行极耳输送长度的误差控制。

本发明有益的技术效果是：

根据本发明，在将极耳从放卷模块拉出并送往焊接模块的过程中，通过设置张力控制模块，控制极耳在放卷时保持预定的张力，从而能够避免传统方案仅靠拉力和极耳盘摩擦力进行放卷而造成极耳张力不稳定、控制开卷精度低的弊端，由于极耳在整个输送过程都带有特定张力，例如始终维持某一恒定张力，提高了极耳放卷的精度，并避免极耳在拉动中损伤或者变形。

附图说明

图1为本发明一种实施例的在极片上焊接极耳的装置的立体结构图；

图2示意性展示了图1所示装置的摆臂的初始状态；

图3示意性展示了图1所示装置在极耳输送时张力摆臂被拉动后的状态；

图4为本发明一种实施例的在极片上焊接极耳的方法的流程图。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

具体实施方式

请参考图1，在一种实施例中，在极片上焊接极耳的装置包括放卷模块、输送模块8、切断模块7、焊接模块9以及张力控制模块，其中，放卷模块用于安装和放卷出极耳13，输送模块8用于将极耳从放卷模块拉出并送至焊接模块9，焊接模块9用于将极耳焊接到极片上，切断模块7用于切断焊接好的极耳，于以往的方案不同，本发明的装置中所增加的张力控制模块使得放卷出的极耳保持预定的张力，从而能够实现在整个放卷过程中的恒张力控制，保持适当的张力不但提高了卷料开卷精度，还能防止极耳被拉伤和发生变形。

请参考图1至3，在优选的实施例中，张力控制模块包括驱动单元、摆臂11和摆臂摆动角度检测单元。驱动单元用于驱动放卷模块放卷极耳13。摆臂11可以是具有弹性的机构，弹性摆臂11经配置位于极耳卷放路径上，依张力而变化的极耳作用力以及弹性作用力可使其摆动到不同位置。极耳在保持预定的张力时对摆臂11施加的力使其达到特定平衡位置。摆臂摆动角度检测单元检测摆臂是否偏离该特定平衡位置，并将检测结果反馈至驱动单元，驱动单元根据检测结果调整放卷模块放卷极耳的速率以使摆臂维持在该特定平衡位置。优选地，放卷模块包括极耳盘1和至少两根如两根过渡辊14，极耳卷绕安装在极耳盘1上，且在输送模块8的牵引下张紧地绕过两根过渡辊14和摆臂11，例如，两根过渡辊14分别设置上下方，摆臂11位于两根过渡辊之间的右侧或左侧(需要相应调整过渡辊相对于极耳盘1的位置)，摆臂11可以是类似于曲柄的结构，从极耳盘1上放出的极耳在两根过渡辊14和摆臂11上以类Z形折绕后后延引至输送模块8。本文中所称的摆臂，包括任何能当在其上绕过的极耳恢复到一定的张力时回复到特定位置的机构。又优选地，摆臂摆动角度检测单元包括电位计12，用于检测摆臂11偏离特定平衡位置的角度，驱动单元包括驱动放卷模块转动的第一电机，其可采用如伺服电机或步进电机。如图2所示，在预定张力下，摆臂11初始位于特定平衡位置。如图3所示，工作过程中，当输送装置8拉极耳往前输送时，增大的张力使摆臂11往左边摆动，此时，摆臂11摆动的角度由电位计12识别出来，电位计12将检测到的信号反馈给第一电机，第一电机根据角度的大小驱动放卷模块，控制极耳放卷的速率，使其达到使极耳保持预定张力的水平，从而使摆臂11迅速回复到的初始状态。通常，摆臂11摆动的角度越大，极耳放卷的速度越快。

除了设置弹性的摆臂，也可以采用其它任何在极耳张力变化时在极耳的作用下摆动到不同位置的机构，例如利用重力和极耳作用力达到平衡的摆动机构。

在一种优选的实施例中，输送模块包括第二电机，第二电机将极耳从放卷模块拉出并输送至焊接模块，且在输送过程中进行极耳输送长度的误差控制。第二电机也可采用如伺服电机或步进电机。

在一种优选的实施例中，在极片上焊接极耳的装置还包括校直模块2，从放卷模块放卷出的极耳先经校直模块2的校直后再由输送模块8送往焊接模块9。校直模块2的主要作用是消除极耳的金属内应力。

在一种优选的实施例中，在极片上焊接极耳的装置还包括贴小胶纸模块4和包小胶纸模块5，焊接前先在极耳上包胶纸，输送模块8再将包好胶纸的极耳连续不断的输送至焊接模块9。也可以根据工艺要求的不同而选择设置在极耳上进行模压的装置，以花纹压制来代替包胶纸工艺。

在一种优选的实施例中，焊接模块9以超声波实现焊接，包括超声波焊接上模块9和超声波焊接下模块10。超声波焊接下模块10也就是超声波焊接底模固定，超声波焊接上模块9包括超声波焊接焊头，焊头是活动的，可由气缸的伸缩来实现焊头的上下运动，极片位于焊接底模的上方，极耳位于极片的上方，极片和极耳两者位于焊头和底模的中间，焊接时，焊头下压极耳和极片以及底模，发出超声波，使之高频摩擦，所产生的高温将极耳和极片两者熔合在一起。

切断模块7可以包括气动切刀，极耳在焊接模块9上焊接完成后，焊好的部分与极耳其它部分的连接通过气动切刀切断。

在又一种优选的实施例中，  还包括配合输送模块设置的导轨和锁紧装置，导轨例如为朝向焊接模块延伸的直线导轨，输送模块以可沿该直线导轨移动的方式安装在直线导轨上，锁紧装置锁紧时对输送模块在直线导轨上进行限位，松开时输送模块可移动。这种结构使得输送模块的调试和维护更加方便、快捷。由于输送模块可在导轨移位，一方面适于根据不同宽度范围的极耳进行型号调整，有利于获得稳定精度，另一方面，可在调试和维护时使输送模块离焊接模块较远，防止出现误操作时焊接模块造成不良影响。

在另一方面，本发明还提供一种在极片上焊接极耳的方法，根据该方法，在将极耳从其安装位拉出并送往焊接位焊接的过程中，使极耳以预定的张力进行放卷。如图4所示，在优选的实施例中，实现以预定的张力进行放卷包括以下步骤：

步骤a.设置摆臂在极耳卷放路径上，使放卷出的极耳张紧地绕过于摆臂，并取极耳在保持预定的张力时摆臂的位置为特定平衡位置；

步骤b.放卷过程中检测摆臂是否偏离特定平衡位置，并根据检测结果调整放卷极耳的速率以使摆臂维持在特定平衡位置。

优选地，步骤b中，通过电位计检测摆臂偏离特定平衡位置的角度，由第一电机根据电位计检测到的角度信号来相应提供放卷的动力，控制极耳放卷速率。

进一步地，使用第二电机将极耳从其安装位拉出并送至焊接位，并进行极耳输送长度的误差控制。

本发明方法的多种实施例均可参考前述装置实施例的内容来具体实施，此处不再赘述。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。例如，本发明创造性地提出了使用张力控制模块以控制极耳在放卷时保持预定的张力，该张力控制模块可以采用但是不限于本发明实施例中的特定结构，也包括任何通过直接或间接检测放卷张力来进行张力控制、调节的机构，又例如，根据本文所述的保持预定的张力，在较优的实施例中可控制极耳始终维持某一恒张力，也可以选择在某几个预定的张力之间进行调整，或保持在预定张力范围内。

对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，所做出的若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种在极片上焊接极耳的装置，包括放卷模块、输送模块、切断模块和焊接模块，所述放卷模块用于安装和放卷出极耳，所述输送模块用于将极耳从所述放卷模块拉出并送至所述焊接模块，所述焊接模块用于将极耳焊接到极片上，所述切断模块用于切断焊接好的极耳，其特征在于，还包括张力控制模块，用于控制极耳在放卷时保持预定的张力，还包括导轨和锁紧装置，所述导轨朝向所述焊接模块延伸，所述输送模块以可沿所述导轨移动的方式安装在所述导轨上，所述锁紧装置用于限位所述输送模块。

2.如权利要求1所述的在极片上焊接极耳的装置，其特征在于，所述张力控制模块包括驱动单元、摆臂和摆臂摆动角度检测单元，所述驱动单元用于驱动所述放卷模块放卷极耳，所述摆臂经配置位于极耳卷放路径上，且极耳在预定的张力下对所述摆臂施加的力使其达到特定平衡位置，所述摆臂摆动角度检测单元检测所述摆臂是否偏离所述特定平衡位置，并将检测结果反馈至驱动单元，所述驱动单元根据检测结果调整所述放卷模块放卷极耳的速率以使所述摆臂维持在所述特定平衡位置。

3.如权利要求2所述的在极片上焊接极耳的装置，其特征在于，所述放卷模块包括极耳盘和至少两根过渡辊，极耳卷绕安装在所述极耳盘上，且在所述输送模块的牵引下张紧地绕过所述过渡辊和所述摆臂。

4.如权利要求2所述的在极片上焊接极耳的装置，其特征在于，所述摆臂摆动角度检测单元包括电位计，用于检测所述摆臂偏离所述特定平衡位置的角度，所述驱动单元包括第一电机，用于根据电位计检测到的角度信号来相应驱动所述放卷模块。

5.如权利要求1至4任一项所述的在极片上焊接极耳的装置，其特征在于，所述输送模块包括用于拉动极耳并进行极耳输送长度误差控制的第二电机。

6.一种在极片上焊接极耳的方法，其特征在于，在将极耳从其安装位拉出并送往焊接位焊接的过程中，使极耳以预定的张力进行放卷，其中用输送模块将极耳从放卷模块拉出并送至焊接模块进行焊接，配合所述输送模块设置有导轨和锁紧装置，所述导轨朝向所述焊接模块延伸，所述输送模块以可沿所述导轨移动的方式安装在所述导轨上，所述锁紧装置在其锁紧时限位所述输送模块。

7.如权利要求6所述的在极片上焊接极耳的方法，其特征在于，实现所述以预定的张力进行放卷包括以下步骤：

a.设置摆臂在极耳卷放路径上，使放卷出的极耳张紧地绕过于所述摆臂，并取极耳在保持预定的张力时所述摆臂的位置为特定平衡位置；

b.放卷过程中检测所述摆臂是否偏离所述特定平衡位置，并根据检测结果调整放卷极耳的速率以使所述摆臂维持在所述特定平衡位置。

8.如权利要求7所述的在极片上焊接极耳的方法，其特征在于，所述步骤b中，通过电位计检测所述摆臂偏离所述特定平衡位置的角度，由第一电机根据所述电位计检测到的角度信号来相应提供放卷的动力，控制极耳放卷速率。

9.如权利要求6-8中任一项所述的在极片上焊接极耳的方法，其特征在于，使用第二电机将极耳从其安装位拉出并送至焊接位，并进行极耳输送长度的误差控制。

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