CN101615689B - 电池电芯双工位卷绕转换装置和卷绕机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池电芯双工位卷绕转换装置，包括第一、二牵引装置，分别耦合到第一、二卷绕装置，所述第一、二牵引装置各自包括X、Y、Z向牵引组件，用于牵引所述第一、二卷绕装置沿X、Y、Z向往复运动，经由相应的所述X、Y、Z向牵引组件的牵引可使所述第一、二卷绕装置互换工位，且在卷绕状态下所述第一、二卷绕装置的卷针机构沿Z向处于同一直线上。还公开了一种电池电芯双工位卷绕机，其具有所述卷绕转换装置。本发明有效地提高了卷绕换位效率，且能够实现操作中的准确定位。

Description

电池电芯双工位卷绕转换装置和卷绕机

技术领域

本发明涉及电池制作设备，特别是一种电池电芯双工位卷绕转换装置以及具有该双工位卷绕转换装置的卷绕机。

背景技术

锂离子电池是目前应用最为广泛的一种能源，由于其具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长、体积小等优点，已被广泛应用于军事和民用小型电器中，如移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等。

电芯为锂离子电池的核心部件，随着锂离子电池的迅速发展，对用于卷绕锂离子电池的电芯的卷绕机要求也越来越高。

中国专利文献CN200510035086.2公开了一种电池卷芯半自动卷绕设备，包括机架、分别与所述机架固定的两极片送料机构、两隔膜送料机构和卷绕换位机构，第一压轮和第二压轮；卷绕换位机构又包括换位电机、主轴、两卷绕电机、两卷轴和两卷针组件，所述两卷针组件包括既可互相贴合又可相对分离的主半针和副半针，两卷针组件的主半针与卷轴相连；所述两卷轴和两卷针组件对称设置于主轴两侧。

另一中国专利文献CN200720057187.4公开了一种锂离子电池半自动卷绕机的卷绕轴传动装置，包括基体座，卷绕头通过轴承安装在基体座上，卷绕头上对称装有两根卷绕轴套，在两根卷绕轴套上分别装有一个齿轮，在卷绕头上连接的马达底板上还对称安装两个步进马达，步进马达的输出轴安装的齿轮与卷绕轴上的齿轮啮合，旋转主轴的一端装在卷绕头中心孔，另一端装在旋转主轴支承板上的主轴支承座上，旋转主轴支撑板用上连接块和下连接块及垫块与基座连接形成一箱体。

由于目前对电芯卷绕的速度及稳定性的要求越来越高，因此对作为卷绕机的核心部件卷绕装置也提出了更高的要求，传统技术面临着如何更好地提高生产效率和产品质量的问题。

发明内容

本发明的主要目的是针对现有技术的不足，提供一种电池电芯双工位卷绕转换装置，能够实现换位操作中的准确定位且提高操作效率。

本发明的另一要目的是提供一种电池电芯双工位卷绕机，其具有具备上述优点的双工位卷绕转换装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电池电芯双工位卷绕转换装置，其特征在于，包括：

第一、二牵引装置，分别耦合到第一、二卷绕装置，所述第一、二牵引装置各自包括X、Y、Z向牵引组件，用于牵引所述第一、二卷绕装置沿X、Y、Z向往复运动，经由相应的所述X、Y、Z向牵引组件的牵引可使所述第一、二卷绕装置互换工位，且在卷绕状态下所述第一、二卷绕装置的卷针机构沿Z向处于同一直线上；

所述Y向牵引组件包括Y向导轨、第一电机、Y向丝杆、丝杆螺母座和下拖板，所述Y向导轨和所述Y向丝杆沿Y向并列固定在所述双工位卷绕转换装置的基座上，所述第一电机耦合到所述Y向丝杆，所述丝杆螺母座设置在所述Y向丝杆上，所述下拖板固定在所述丝杆螺母座上，所述下拖板的底部设置有与所述Y向导轨相配合的滑块，且所述下拖板上开有供所述Z向牵引组件沿Z向活动的通槽；

所述Z向牵引组件包括中拖板、立板、Z向导轨和第一气缸，所述立板与所述下拖板相垂直地固定在所述下拖板上，所述中拖板可活动地穿过所述下拖板上的所述通槽，所述Z向导轨沿Z向固定在所述中拖板上，所述立板上设置有与所述Z向导轨相配合的滑块，所述第一气缸耦合到所述中拖板；

所述X向牵引组件包括卷绕轴承座、X向导轨和第二气缸，所述中拖板为顶部平坦的T形，所述X向导轨沿X向固定在所述中拖板的顶部上，所述卷绕轴承座的底部设置有与所述Z向导轨相配合的滑槽，所述第二气缸耦合到所述卷绕轴承座，所述卷针机构和所述卷绕装置驱动部分固定在所述卷绕轴承座上。

优选地，还包括设置于所述Y向导轨附近的位置感应器和设置于所述下拖板上的感应片。

优选地，还包括设置于所述立板上部的气缸固定板，所述第一气缸与所述气缸固定板固定连接，所述气缸固定板上设置有用于对所述中拖板的Z向运动进行缓冲及限位的缓冲器。

优选地，还包括设置于所述卷绕轴承座的朝向X向的外侧上的缓冲固定块，所述缓冲固定块上设置有用于对所述卷绕轴承座的X向运动进行缓冲及限位的缓冲器。

一种电池电芯双工位卷绕机，包括第一、二卷绕装置，其各自包括卷针机构和耦合到所述卷针机构的卷绕装置驱动部分，其特征在于，还包括前述的电池电芯双工位卷绕转换装置。

本发明有益的技术效果是：

本发明的电池电芯双工位卷绕转换装置包括分别耦合到第一、二卷绕装置的第一、二牵引装置，第一、二牵引装置各自包括X、Y、Z向牵引组件，用于牵引第一、二卷绕装置沿X、Y、Z向往复运动，第一、二卷绕装置可经由相应的X、Y、Z向牵引组件的牵引而互换工位，在卷绕状态下其各自的卷针机构沿Z向处于同一直线上。与以往的电池电芯卷绕装置相比，本发明通过较简单的结构巧妙地实现了双工位卷绕的转换，通过双头双驱动形式，更有效地提高了电池电芯的卷绕效率，同时，本发明能够实现操作中的准确定位，提高电池电芯的卷绕精度。

附图说明

图1为本发明一种实施例的双工位卷绕转换装置及卷绕装置的整体轴测图；

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

如图1所示，双工位卷绕机包含基座、第一、二卷绕装置和双工位卷绕转换装置，双工位卷绕转换装置包括第一、二牵引装置。第一卷绕装置包括卷绕装置驱动部分200和卷针机构500，第二卷绕装置包括卷绕装置驱动部分400和卷针机构600。第一、二牵引装置固定安装在基座上，并分别对应耦合到第一、二卷绕装置。第一、二牵引装置各自包括X、Y、Z向牵引组件，用于牵引第一、二卷绕装置沿X、Y、Z向往复运动。第一、二卷绕装置可经由相应的X、Y、Z向牵引组件的牵引而互换工位，在卷绕状态下，第一、二卷绕装置各自的卷针机构沿Z向处于同一直线上。

本文中的X、Y、Z向具有通常的三维坐标系下的含义。

如图1所示，基座包含底板001以及与该底板001垂直设置的四导轨垫板、两轴承座以及一后挡板。第一牵引装置的Y向牵引组件包括导轨垫板101、102、Y向的第一导轨103、第二导轨104、轴承(未标示)、轴承座105、丝杆106、第一电机107、联轴器(未标示)、丝杆螺母座(未标示)、后挡板(未标示)、下拖板108、传感器109、110和感应片111。第一牵引装置的Z向牵引组件包括中拖板112、Z向的第三导轨113、第四导轨(未标示)、立板114、气缸垫板115、第一气缸(未标示)、缓冲器(未标示)。第一牵引装置的X向牵引组件包括第二气缸117、X向的第五导轨118、第六导轨119、缓冲固定块120、缓冲器(未标示)。

关于Y向牵引组件，导轨垫板101、102垂直固定连接在底板001上，后挡板固定连接在底板001上，并与底板001及导轨垫板101、102互相垂直；轴承座105垂直固定连接在底板001上，并通过轴承与丝杆106连接；丝杆106通过联轴器与第一电机107固定连接，并在第一电机107的驱动作下旋转时作Y向直线往复运动；丝杆螺母座固定连接在下拖板108上，并通过第一电机107的驱动，带动下拖板108在第一导轨103、第二导轨104上作直线往复运动，进而带动整个第一卷绕装置作Y向往复运动。下拖板108上开设有一大型通槽，供Z向牵引组件从其中穿过而可沿Z向活动。在底板001的外侧面上沿Y向导轨设有两个感应器，且在下拖板的相应面上设有一组感应片，用于卷绕装置在作Y向往复运动时的限位。

关于Z向牵引组件，立板114固定连接在下拖板108上，且其第一侧面固定安装与第三导轨113及第四导轨相配合的滑块，第三导轨113、第四导轨固定连接在中拖板112上，第三导轨113、第四导轨以及中拖板112作Z向(即图1中所示的上下方向)往复运动时穿过下拖板108的通槽；立板114上方与气缸垫板115固定连接，且气缸垫板115上设有两个缓冲器，用于中拖板112在作上下往复运动时的缓冲及限位；第一气缸设置在第三导轨113及第四导轨之间，第一气缸的活塞部分固定连接在气缸垫板115上，中拖板112在第一气缸的驱动下实现Z向往复运动。

关于X向牵引组件，中拖板112优选为T字型，X向的第五导轨118及第六导轨119以及第二气缸117安装在中拖板112的与下拖板108平行设置的平面上，中拖板112上安装有卷绕轴承座，其通过底部设置的滑槽与第五导轨118及第六导轨119相配合安装，第一卷绕装置的卷绕装置驱动部分200及卷针机构500固定安装在卷绕轴承座上。缓冲固定块120固定安装在卷绕轴承座的第一侧面(图中朝X向正向的外侧面)，缓冲器固定安装在缓冲固定块120上。当第二气缸117驱动卷绕装置驱动部分200及卷针机构500在第五导轨118、第六导轨119上作X向往复运动时，缓冲器起限位及缓冲的作用。

第一、二卷绕装置和第一、二牵引装置对应部件可以完全一致。根据一实施例，具体地，第一、二卷绕装置和第一、二牵引装置整体上沿X向呈左右对称设置，且动作方式相同。

本发明的工作原理进一步说明如下：

当卷绕装置处于卷绕状态时，第一、二卷绕装置的卷针机构处在Z方面的同一直线上(如图1所示)；当需转换工位时，由第一牵引装置的第一电机驱动丝杆旋转，以带动第一牵引装置的下拖板作Y向的直线运动，当感应片运行到前一个感应器上方后，第一电机停止驱动；设置在第一卷绕装置的卷绕轴承座下方的第二气缸驱动卷绕轴承座作X向的正向运动，到达指定的地点；再由第一气缸驱动第一牵引装置的中拖板向上运动；同时，第二牵引装置的中拖板上设置的气缸驱动该中拖板向下运动，直到该中拖板接触到缓冲器后停止。当第一牵引装置的中拖板向上运动到指定的高度后，第一电机驱动丝杆旋转以带动第一牵引装置的下拖板作反向回位运动；最后再由设置在第一卷绕装置的卷绕轴承座下方的气缸驱动卷绕轴承座作X向回位运动，到达卷绕位置，完成工换工作动作。

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。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，还可以做出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 (5)

1.一种电池电芯双工位卷绕转换装置，其特征在于，包括：

第一、二牵引装置，分别耦合到第一、二卷绕装置，所述第一、二牵引装置各自包括X、Y、Z向牵引组件，用于牵引所述第一、二卷绕装置沿X、Y、Z向往复运动，经由相应的所述X、Y、Z向牵引组件的牵引可使所述第一、二卷绕装置互换工位，且在卷绕状态下所述第一、二卷绕装置的卷针机构沿Z向处于同一直线上；

所述Y向牵引组件包括Y向导轨、第一电机、Y向丝杆、丝杆螺母座和下拖板，所述Y向导轨和所述Y向丝杆沿Y向并列固定在所述双工位卷绕转换装置的基座上，所述第一电机耦合到所述Y向丝杆，所述丝杆螺母座设置在所述Y向丝杆上，所述下拖板固定在所述丝杆螺母座上，所述下拖板的底部设置有与所述Y向导轨相配合的滑块，且所述下拖板上开有供所述Z向牵引组件沿Z向活动的通槽；

所述Z向牵引组件包括中拖板、立板、Z向导轨和第一气缸，所述立板与所述下拖板相垂直地固定在所述下拖板上，所述中拖板可活动地穿过所述下拖板上的所述通槽，所述Z向导轨沿Z向固定在所述中拖板上，所述立板上设置有与所述Z向导轨相配合的滑块，所述第一气缸耦合到所述中拖板；

所述X向牵引组件包括卷绕轴承座、X向导轨和第二气缸，所述中拖板为顶部平坦的T形，所述X向导轨沿X向固定在所述中拖板的顶部上，所述卷绕轴承座的底部设置有与所述Z向导轨相配合的滑槽，所述第二气缸耦合到所述卷绕轴承座，所述卷针机构和所述卷绕装置驱动部分固定在所述卷绕轴承座上。

2.如权利要求1所述的双工位卷绕转换装置，其特征在于，还包括设置于所述Y向导轨附近的位置感应器和设置于所述下拖板上的感应片。

3.如权利要求1所述的双工位卷绕转换装置，其特征在于，还包括设置于所述立板上部的气缸固定板，所述第一气缸与所述气缸固定板固定连接，所述气缸固定板上设置有用于对所述中拖板的Z向运动进行缓冲及限位的缓冲器。

4.如权利要求1所述的双工位卷绕转换装置，其特征在于，还包括设置于所述卷绕轴承座的朝向X向的外侧上的缓冲固定块，所述缓冲固定块上设置有用于对所述卷绕轴承座的X向运动进行缓冲及限位的缓冲器。

5.一种电池电芯双工位卷绕机，包括第一、二卷绕装置，其各自包括卷针机构和耦合到所述卷针机构的卷绕装置驱动部分，其特征在于，还包括根据权利要求1-4任一项所述的电池电芯双工位卷绕转换装置。

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