CN101847713B

CN101847713B - 连续冲切制片机

Info

Publication number: CN101847713B
Application number: CN2010101316094A
Authority: CN
Inventors: 喻世民; 罗振国; 张强; 王龙庆
Original assignee: HONGBRO PRECISION MACHINERY MANUFACTURING FACTORY
Current assignee: HONGBRO PRECISION MACHINERY MANUFACTURING FACTORY
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2030-03-23
Also published as: CN101847713A

Abstract

连续冲切制片机，涉及电池极片系统。包括机架、成型机构及其前后端的送料机构、牵引机构，还在成型机构与牵引机构间设置裁切机构，在裁切机构下部设置收片机构，在送料机构的之前还设有放卷机构和张力机构，更进一步地，还可包括一入料机构。该连续冲切制片机，适用于动力电池极片等高厚度材料的自动化制片，具有适应范围广、生产效率高、产品性能稳定、模具寿命长及运行成本低的突出优点。

Description

连续冲切制片机

技术领域

本发明涉及电池极片制造系统，尤指一种模具冲切的连续冲切制片机。

背景技术

叠片式锂电池由多层正负极片单体叠制而成，这些极片单体总是由涂布、轧制好的整条极片分切而成。传统的操作方式是由人工把正、负极片根据涂层及未涂区先将其分段裁切(裁大片)，再将大片用刀模在压力机上制得一个个单体，旧有方式工序繁杂、劳动强度大、刀模寿命低(≤2万次)、效率低(≤8次/分钟)、定位难于准确、极片易受损、产品一致性差等缺点，用于制造小容量的电池勉强可以，但是对新型的大容量动力电池而言，由于其极片较厚(0.25-0.35mm)，电池串、并联多，这对每个单体一致性要求更高，采用传统制造方式其效率、产品性能、刀模寿命(≤1万次)更是难以应对。

发明内容

本发明目的在于摒弃现有技术之缺点，提供一种效率高、产品一致性好、模具寿命长、运行稳定、适用高性能动力电池、甚至能和轧制设备直联使用的自动化连续冲切制片机。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

构造一种连续冲切制片机，包括：

一成型机构，提供动力驱动配套的模具精确冲切出极片外形；

送料机构，设置在成型机构前端，间歇将原料带前送入成型机构及后续工序；

牵引机构，设置在成型机构后端，与送料机构同步牵引原料带前进；

裁切机构，设置于成型机构及牵引机构之间，将送入的极片再次裁切，使极片与原料带分离；

收片机构，位于裁切机构下部，收集制成的极片；

放卷机构，设置在所述送料机构前，装设极片料带卷料，及时供出冲制极片的极片料带，或将从外部直接引入的极片料带顺着极片料带前进的方向继续前送；

张力机构，设置在所述放卷机构、送料机构之间，张紧缓冲料带。

作为一种优选方案，所述成型机构包括压力机构及由其驱动的成型模具，该模具具有和极片产品形状数量适配的上模、下模，其上模和压力机构的动力板连接，受控冲制出极片外形。

更进一步地，所述成型模具冲制的极片具有工艺连接部分，不和原料带完全分离。

作为一种优选方案，所述送料机构包括A主动辊及连接的A伺服电机、A压辊及A气缸，A气缸控制A压辊与A主动辊形成对辊送带结构，伺服前送辊间之极片料带。

作为一种优选方案，所述牵引机构包括B主动辊及连接的B伺服电机、B压辊、B气缸，同步装置及压料带，B气缸控制B压辊与B主动辊形成对辊送带结构，与送料机构同步牵引送出制片后之极片料带的余料，其动力还经同步装置驱动压料带保护极片料带同步运行，防止极片散乱。

作为一种优选方案，所述裁切机构包括C支架、上切刀、下切刀、Y轴气缸、X轴伺服电机及C丝杆副，该C支架由X轴伺服电机及C丝杆副驱动改变其X轴坐标，以补偿裁切位置的误差，Y轴气缸驱动上切刀及下切刀将极片从极片料带切断完全分离。

作为一种优选方案，所述收片机构包括收片盒、升降气缸、吸片板及驱动器，该吸片板位于极片料带下方，并由驱动器驱动绕后端轴转动一角度，该升降气缸控制收片盒的升降，方便收集吸片板送入的极片，收片盒下降后可拉出取出极片。

更进一步地，所述吸片板具有空腔结构，表面开设吸盘或小孔，通入真空并吸持极片。

作为一种优选方案，上述放卷机构包括基座、纠偏电机、D丝杆副、检测器、减速电机、D磁力耦合器、D主动辊、D气缸及D压辊，D气缸带动D压辊，该机构可装放极片料带的料卷，此时D气缸、D压辊去除不用，当极片料带从外部引入时，则D主动辊、D压辊对辊送料。检测器、纠偏电机及D丝杆副组成纠偏系统，使基座的料辊上放出的极片料带保持一直线基准前进，D磁力耦合器接受张力机构反馈的信号，维持料带张力恒定。

作为一种优选方案，在所述放卷机构之前可以设置一入料机构，该入料机构包括G支架及其上的G电机、G磁力耦合器、G主动辊、G压辊及G气缸，G气缸带动G压辊，G主动辊及G压辊构成对辊由G电机通过G磁力耦合器送进极片料带。当极片料带从外部直接引入时，该入料机构发挥作用。

本发明有益效果是：

设置入料机构、放卷机构、张力机构实现卷料甚至是和轧机等前工序设备自动供料，送料机构、牵引机构伺服追踪同步控制，保证送料快速准确，成型机构采用专用模具冲切，即使应对超厚的动力电池极片也能获得高速(≥30次/分钟)完美的产品性能和百万次以上的冲模寿命，裁切机构将极片和边料分离并通过插入补偿消除涂层位置偏差引起的误差，收片机构设有吸片板吸持极片并将裁落的极片落入收片盒内。其具有适应能力强，模具寿命长，运行速度快，产品性能稳定，员工只需定期备料和收集极片即可持续自动化生产的优点。

附图说明

图1是本发明的主视示意图之一；

图2是发明工作示意图；

图3是本发明的主视示意图之二；

图4是图3的俯视示意图。

附图标号说明：

1 极片料带 2 极片

10 机架 20 成型机构 30 送料机构

40 牵引机构 50 裁切机构 60 放卷机构

70 张力机构 80 收片机构 90 入料机构

21 动力板 22 上模 23 下模

31 A支架 32 A伺服电机 33 A主动辊

34 A压辊 35 A气缸 36 传感器

41 B支架 42 B伺服电机 43 B主动辊

44 B压辊 45 B气缸 46 同步带

47 压料带

51 C支架 52 Y轴气缸 53 上切刀

54 下切刀 55 X轴伺服电机 56 C丝杆副

61 基座 62 纠偏电机 63 D丝杆副

64 检测器 65 减速电机 66 D磁力耦合器

67 D主动辊 68 D气缸 69 D压辊

71 E气缸 72 浮辊 73 导向轴

74 电位器

81 升降气缸 82 收片盒 83 吸片板

84 驱动器

91 G支架 92 G电机 93 G磁力耦合器

94 G主动辊 95 G气缸 96 G压辊

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。

如图1、2、3、4所示，其揭示了本发明之较佳实施例的具体结构，包括有机架10、成型机构20、送料机构30、牵引机构40、裁切机构50、放卷机构60、张力机构70、收片机构80以及当极片料带1直接引入时配置的入料机构90。

所述放卷机构60设置在机架10前端，其包括有基座61、纠偏电机62、D丝杆副63、检测器64、减速电机65、D磁力耦合器66、D主动辊67、D气缸68、D压辊69，该机构可装放极片料带的料卷，此时D气缸68、D压辊69去除不用，当极片料带1从外部引入时，则D主动辊67、D压辊69对辊送料。检测器64、纠偏电机62、丝杆副63组成纠偏系统，使基座的料辊上放出的料带1保持一直线基准前进。

所述张力机构70，设置在上述放卷机构60、送料机构30之间，其包括一E气缸71或弹簧、浮辊72、导向轴73及电位器74，该电位器74检测浮辊72的位置变化并将其反馈至放卷机构60之D磁力耦合器66，改变其力矩保持极片料带1张紧力度恒定；

所述送料机构30设置在成型机构20前端，间歇将原极片料带1前送入成型机构20及后续工序，其包括A基架31、A主动辊33及连接的A伺服电机32、A压辊34及A气缸35，还包括传感器36，A气缸35控制A压辊34与A主动辊33形成对辊送带功能，伺服前送辊间之极片料带1，其送料长度依据传感器36检测极片料带的追色基准精确控制。

所述述成型机构20包括压力机构及由其驱动的成型模具，该模具具有和极片2产品形状数量适配的上模22及下模23，其上模22和压力机构的动力板21连接，受控冲制出极片2外形，该模具冲制的极片2和极片料带1基体具有工艺连接部分，不和极片料带1完全分离，利于极片2往前输送。

所述裁切机构50设置于成型机构20及牵引机构40之间，将送入的极片2再次裁切，使极片2与原料带1分离，包括C支架51、上切刀53、下切刀54、Y轴气缸52、X轴伺服电机55及C丝杆副56，该C支架51由X轴伺服电机55及丝杆副56驱动改变其X轴坐标，以补偿裁切位置的误差，Y轴气缸52驱动上切刀53将极片2从极片料带1切断完全分离。

所述牵引机构40设置在裁切机构50之后，包括B支架41、B主动辊43及连接的B伺服电机42、B压辊44及B气缸45、同步装置46及压料带47，B气缸45控制B压辊44与B主动辊43形成对辊送带结构，由B伺服电机42驱动，与送料机构30同步牵引送出制片后极片料带1之余料，其动力还经同步装置46驱动压料带47保护极片料带1同步运行，防止极片2散乱。

所述收片机构80位于裁切机构50下部，自动收集制成的极片2。包括收片盒82、升降气缸81、吸片板83、驱动器84，该吸片板83位于极片料带1下方，并由驱动器84驱动绕后端轴转动一角度，气缸81控制收片盒82的升降，方便收集吸片板83送入的极片2，收片盒82下降后可拉出取出极片2。更进一步地，该吸片板83具有空腔结构，表面开设吸盘或小孔，通入真空并吸持极片2。

作为一种自动化生产设备，当极片料带1从其他如轧机等设备直接引入时，本连续冲切制片机还可进一步在其前端配置一入料机构90，该入料机构90包括G支架91及其上的G电机92、G磁力耦合器93、G主动辊94、G压辊96、G气缸95，G气缸95运动G压辊96与G主动辊94构成对辊，由G电机92通过G磁力耦合器93送进极片料带1。

本发明设计重点在于，一方面，其通过设置入料机构、放卷机构、张力机构实现卷料甚至是和轧机等前工序设备直联的自动供料，其送料机构、牵引机构通过伺服追踪同步控制，保证了送料快速准确，另一方面，其成型机构采用专用模具冲切，完美解决超厚动力电池极片高速成型、产品性能一致和超长的冲模寿命等综合性要求，其裁切机构将极片和边料分离，并能通过插入补偿以消除涂层位置偏差引起的误差，获得精确的极片长度，其设置收片机构将裁落的极片自动收集入盒。藉此，本技术构建的连续冲切制片机完美解决了超厚动力电池超厚极片的制片难题，具有适应能力强，模具寿命长，运行速度快，产品性能稳定，可持续自动化生产的优点。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本等同发明技术方案的范围内。

Claims

1.连续冲切制片机，其特征在于，包括：

一成型机构，提供动力驱动配套的模具冲切出极片外形，所述成型机构包括压力机构及由其驱动的成型模具，该模具具有和极片产品形状数量适配的上模、下模，其上模和压力机构的动力板连接，受控冲制出极片外形；

送料机构，设置在成型机构前端，间歇将极片料带送入成型机构及后续工序，所述送料机构包括A主动辊及连接的A伺服电机、A压辊及A气缸，A气缸控制A压辊与A主动辊形成对辊送带结构；

牵引机构，设置在成型机构后端，与送料机构同步牵引极片料带前进，所述牵引机构包括B主动辊及连接的B伺服电机、B压辊、B气缸、同步装置及压料带，B气缸控制B压辊与B主动辊形成对辊送带结构，与送料机构同步牵引送出制片后之极片料带的余料，其动力还经同步装置驱动压料带保护极片料带同步运行，防止极片散乱；

裁切机构，设置于成型机构及牵引机构之间，将送入的极片再次裁切，使极片与原料带分离，所述裁切机构包括C支架、上切刀、下切刀、Y轴气缸、X轴伺服电机及C丝杆副，该C支架由X轴伺服电机及C丝杆副驱动改变其X轴坐标，以补偿裁切位置的误差，Y轴气缸驱动切刀将极片从极片料带切断完全分离；

收片机构，位于裁切机构下部，收集制成的极片，所述收片机构包括收片盒、升降气缸、吸片板及驱动器，该吸片板位于极片料带下方，并由驱动器驱动绕后端轴转动一角度，该升降气缸控制收片盒的升降，方便收集吸片板送入的极片，收片盒下降后可拉出取出极片；

放卷机构，设置在所述送料机构前，装设极片料带的卷料，及时供出冲制极片的极片料带，或将从外部直接引入的极片料带顺着极片料带前进的方向继续前送；所述放卷机构包括基座、纠偏电机、D丝杆副、检测器、减速电机、D磁力耦合器、D主动辊、D气缸及D压辊，D气缸带动D压辊，该机构能装放极片料带的料卷，此时D气缸、D压辊去除不用，当极片料带从外部引入时，则D主动辊、D压辊对辊送料，检测器、纠偏电机及D丝杆副组成纠偏系统，使基座的料辊上放出的极片料带保持一直线基准前进，该D磁力耦合器接受张力机构反馈的信号，维持极片料带张力恒定；

张力机构，设置在所述放卷机构、送料机构之间，张紧缓冲极片料带。

2.如权利要求1所述的连续冲切制片机，其特征在于：所述成型模具冲制的极片具有工艺连接部分，不和极片料带完全分离。

3.如权利要求1所述的连续冲切制片机，其特征在于：所述吸片板具有空腔结构，表面开设吸盘或小孔，通入真空并吸持极片。

4.如权利要求1所述的连续冲切制片机，其特征在于：在所述放卷机构之前设置一入料机构，该入料机构包括G支架及其上的G电机、G磁力耦合器、G主动辊、G压辊及G气缸，G气缸带动G压辊，G主动辊及G压辊构成对辊由G电机通过G磁力耦合器送进极片料带。