CN101714667B - 一种锂电池卷绕机的凸轮随动张力控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电池卷绕机的凸轮随动张力控制装置，包括卷针、张力压辊和气缸，其特征在于：所述的张力压辊和气缸之间设置有凸轮随动机构，该凸轮随动机构的转动速度与卷针的转动速度保持一致。所述的凸轮随动机构包括步进电机、随动凸轮、定位轴承、随动板、拉伸弹簧、气缸安装板、直线导轨，其特征在于：所述的随动凸轮外沿与定位轴承的外沿为紧密接触，所述的随动板前端与直线导轨安装在一起，尾端安装定位轴承，中部通过拉伸弹簧与底板连接。所述的气缸安装板固定在随动板的前面并与气缸连接。所述的随动凸轮椭圆形为可更换部件，具有不同型号的备用件。所述的气缸还连接有一个气压控制调节阀。

Description

一种锂电池卷绕机的凸轮随动张力控制装置
技术领域
本发明涉及一种锂电池制造设备，尤其是一种锂电池卷绕机的凸轮随动张力控制装置。
背景技术
在锂离子电池卷绕生产工序种，张力控制是影响电芯卷绕质量的一个关键因素。张力控制不好，容易造成以下几点问题：
1)电芯松紧度不一致，局部对极片造成过度挤压，导致极片破损或电芯短路；
2)电芯外型尺寸的一致性不好，达不到工艺要求的标准尺寸；
3)电芯的两正、负极耳相对位置公差大，达不到工艺要求。
目前国内锂离子电池卷绕机，所采用的普通卷绕张力控制方式有两种：一种是利用弹簧的形变产生的反作用力，顶住张力压辊以压紧卷芯，达到对卷芯施加张力的目的，如图1所示：从中可以看出，当卷针由左图旋转至右图位置时，由于弹簧的形变量由A变化到A′，导致张力压辊施加在卷针上的压力也由F增大到F′；另一种是利用机械部件的自身重力作用在卷芯上，达到对卷芯施加张力对目的。以上两种方式都能够达到“施加”张力都目的，但是更重要都一点：对张力对控制，却无法做到。在不同型号的电芯卷绕时，所需要的张力也是不同的，因此就要求卷绕机的张力机构对张力有控制的能力。因此以上两种张力模式有以下缺点：
1)由于弹簧形变量的不同，电芯在卷绕时，所施加在电芯不同部位的张力不一致。
2)于弹簧形变恢复时间、机械压紧重物惯性的存在，导致张力压辊无法跟随卷针转动的节奏，因此在卷绕过程中，张力压辊不能无间断的压紧电芯，造成电芯时松时紧。
发明内容
本发明的研制目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，而提供一种可以使电芯在卷绕时得到恒定张力和控制张力随不同型号电芯对应变化的凸轮随动张力控制装置。
本发明的一种锂电池卷绕机的凸轮随动张力控制装置，包括卷针、张力压辊和气缸，其特征在于：所述的张力压辊和气缸之间设置有凸轮随动机构，该凸轮随动机构的转动速度与卷针的转动速度保持一致。
所述的凸轮随动机构包括步进电机、随动凸轮、定位轴承、随动板、拉伸弹簧、气缸安装板、直线导轨，其特征在于：所述的随动凸轮外沿与定位轴承的外沿为紧密接触，所述的随动板前端与直线导轨安装在一起，尾端安装定位轴承，中部通过拉伸弹簧与底板连接。
所述的气缸安装板固定在随动板的前面并与气缸连接。
所述的随动凸轮椭圆形为可更换部件，具有不同型号的备用件。
所述的气缸还连接有一个气压控制调节阀。
本发明的工作原理是：步进电机带动随动凸轮转动，其转动速度与卷针的转动速度保证一致，通过随动凸轮转动的外型曲线的变化，拉伸弹簧将张力压辊通过定位轴承与随动凸轮外沿为紧密接触贴附在一起运动，可以控制张力压辊在直线导轨上的上下移动距离，从而使张力压辊始终与卷针的最低点保持恒定的距离，再通过气缸将张力压辊以一定的气压力压紧在电芯上，达到施加恒定张力于电芯的目的。
当电芯的型号变化导致电芯外型尺寸改变时，只需要更换相应型号的随动凸轮，即可以保证张力压辊始终与卷针的最低点保持恒定的距离，从而达到张力恒定的目的；对于不同的电芯，需要不同的张力时，只需要通过调节气体压力控制阀来调节气压的大小，就可以轻松实现。
本发明的有益效果在于：采用凸轮随动机构与气压控制阀配合使用，不仅可以实现电芯卷绕时受到恒定的张力，还可以通过调节气压的大小，达到对张力控制的目的。使卷绕机生产的电芯性能更好，更符合工艺要求，也使卷绕机的产品适应能力更强。
附图说明
图1是一种现有卷绕机的张力结构示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明立体结构示意图。
图中：01：卷针；02：张力压辊；03：压缩弹簧；04：气缸；05：直线导轨；06：气缸安装板；07：拉伸弹簧；08：定位轴承；09：随动凸轮；10：步进电机；11：底板；12：气体压力控制调节阀；13：随动板；A/A′：压缩弹簧的变化量；F/F′：压力变化量。
具体实施方式
实施例：
如图2、3所示：本发明的一种锂电池卷绕机的凸轮随动张力控制装置，包括卷针01、张力压辊02和气缸04，其特征在于：所述的张力压辊02和气缸04之间设置有凸轮随动机构，该凸轮随动机构的转动速度与卷针01的转动速度保持一致。
所述的凸轮随动机构包括步进电机10、随动凸轮09、定位轴承08、随动板13、拉伸弹簧07、气缸安装板06、直线导轨05，其特征在于：所述的随动凸轮09外沿与定位轴承08的外沿为紧密接触，所述的随动板13前端与直线导轨05安装在一起，尾端安装定位轴承08，中部通过拉伸弹簧07与底板11连接。
所述的气缸安装板06固定在随动板13的前面并与气缸04连接。
所述的随动凸轮09椭圆形为可更换部件，具有不同型号的备用件。
所述的气缸04还连接有一个气压控制调节阀12。
本发明的工作原理是：步进电机10带动随动凸轮09转动，其转动速度与卷针01的转动速度保证一致，通过随动凸轮09转动的外型曲线的变化，拉伸弹簧07将张力压辊02通过定位轴承08与随动凸轮09外沿为紧密接触贴附在一起运动，可以控制张力压辊02在直线导轨05上的上下移动距离，从而使张力压辊02始终与卷针01的最低点保持恒定的距离，再通过气缸04将张力压辊02以一定的气压力压紧在电芯上，达到施加恒定张力于电芯的目的。
当电芯的型号变化导致电芯外型尺寸改变时，只需要更换相应型号的随动凸轮09，即可以保证张力压辊02始终与卷针02的最低点保持恒定的距离，从而达到张力恒定的目的；对于不同的电芯，需要不同的张力时，只需要通过调节气体压力控制阀12来调节气压的大小，就可以轻松实现。

Claims (3)

1.一种锂电池卷绕机的凸轮随动张力控制装置，包括卷针、底板、张力压辊和气缸，其特征在于：所述的张力压辊和气缸之间设置有凸轮随动机构，该凸轮随动机构的转动速度与卷针的转动速度保持一致，所述的凸轮随动机构包括步进电机、随动凸轮、定位轴承、随动板、拉伸弹簧、气缸安装板和直线导轨，所述的随动凸轮外沿与定位轴承的外沿为紧密接触，所述的随动板前端与直线导轨安装在一起，尾端安装定位轴承，中部通过拉伸弹簧与底板连接，所述的气缸安装板固定在随动板的前面并与气缸连接。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池卷绕机的凸轮随动张力控制装置，其特征在于：所述的随动凸轮为椭圆形可更换部件，具有不同型号的备用件。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池卷绕机的凸轮随动张力控制装置，其特征在于：所述的气缸还连接有一个气压控制调节阀。
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