CN101908648A - 圆柱锂电池电芯旋压机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池制造技术领域，提供一种圆柱锂电池电芯旋压机。这种圆柱锂电池电芯旋压机，包括机架及设置在其上的传动装置、两套旋压装置、动力驱动装置和控制系统；两套旋压装置分别包括旋压模头，动力驱动装置经传动装置带动两套旋压装置运转使置于两旋压模头之间的电芯的两端径向旋转及轴向压紧以形成倒角。根据本发明的圆柱锂电池电芯旋压机，可通过控制系统实现在达到倒角的深度后上、下旋压模头仍继续旋转，使得倒角更加完全；而且，结构简单，操作方便，既可有效的控制成本，又可提高生产效率，保证产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及电池制造设备，尤其涉及一种用于在圆柱锂电池电芯两端形成倒角的圆柱锂电池电芯旋压机。
背景技术
一般情况下，圆柱锂电池在电芯卷绕完成后要经过套壳工序，即将卷绕好的电池插入电池外壳中。由于电芯的两个端面的尺寸与外壳的内径相差很小，所以在将电芯插入外壳的过程中会造成外侧的隔膜或极片打褶，此种情况不仅影响了电池的质量，而且降低了工人的操作效率。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种方便在圆柱锂电芯的两端制作倒角的圆柱锂电池电芯旋压机。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种圆柱锂电池电芯旋压机，包括机架及设置在其上的传动装置、两套旋压装置、动力驱动装置和控制系统；两套旋压装置各包括一旋压模头，动力驱动装置经传动装置带动两套旋压装置运转使置于两旋压模头之间的电芯的两端径向旋转及轴向压紧以形成倒角。
所述旋压装置分为旋转机构和压紧机构，主要包括旋转压紧的上、下旋压模头及推进压紧的左旋螺杆及右旋螺杆，左旋螺杆与右旋螺杆经旋转轴盖及旋转轴套分别与上旋压模头和下旋压模头连接。两旋压模头及两螺杆通过支撑架固定在主梁上。另外，主梁上固定有一个线性滑轨，上、下旋压模头通过支撑架及滑块固定板与滑轨连接，使得上下旋压模头可在滑轨上滑动。
所述传动装置包括主传动机构、上旋转传动机构、下旋转传动机构、上压紧传动机构和下压紧传动机构；主传动机构带动上旋转传动机构及下旋转传动机构，进一步带动上旋压模头和下旋压模头旋转；上压紧传动机构和下压紧传动机构分别带动左旋螺杆及右旋螺杆旋转前进以推动上、下旋压模头压紧电芯。
所述动力驱动装置为两个电机：压紧电机及旋转电机，压紧电机经传动系统驱动左旋螺杆及右旋螺杆旋转前进，进而驱动上、下旋压模头压紧电芯；旋转电机经传动系统驱动上、下旋压模头旋转。
进一步地，所述上、下旋压模头压紧电芯的部位是一个带倒角的凹槽，表面精度较高，其大小是根据电芯直径大小设计的。相应的，可根据电芯规格不同设计不同尺寸的上、下旋压模头，以适应多种规格电芯的倒角。
进一步地，旋转电机还可分别经两组皮带传动带动上旋压模头和下旋压模头旋转，此时，两旋压模头的方向是相同的。此时，可在设备适当部位安装一机械夹子，在电芯倒角时夹持住电芯，使上、下旋压模头顺利完成电芯的倒角。
所述传动装置中，从动齿轮和从动同步轮均以键与花键轴连接来实现自身的旋转及轴向移动。
倒角时，手动将电芯固定在两旋压模头之间，动力驱动装置经传动系统带动上、下旋压模头旋转；动力驱动装置同时带动左旋螺杆及右旋螺杆旋转前进，两螺杆的旋转前进推动上、下旋压模头同时向电芯方向移动，逐渐压紧电芯，此时松开电芯，上、下旋压模头继续旋转，以保证电芯倒角的完全性。特别地，上、下旋压模头压进电芯的深度，即倒角深度是通过在控制系统中设定参数来完成的。依上所述，上、下旋压模头在逐渐压紧电芯的同时不断旋转，从而实现电芯的倒角。
本发明的有益效果：可通过控制系统实现在达到倒角的深度后上、下旋压模头仍继续旋转，使得倒角更加完全；而且，结构简单，操作方便，既可有效的控制成本，又可提高生产效率，保证产品质量。
附图说明
图1为根据本发明优选实施例的一种圆柱锂电池电芯旋压机的侧视图；
图2为根据本发明优选实施例的一种圆柱锂电池电芯旋压机的旋压装置的侧视图；
图3为根据本发明优选实施例的一种圆柱锂电池电芯旋压机的传动流程图。
具体实施方式
参阅图1，一种锂电池电芯旋压机包括机架1、外罩2、传动装置4、旋压装置5、动力驱动装置6及控制系统。其中，传动装置4又包括主传动机构41、上旋转传动机构42、下旋转传动机构43、上压紧传动机构44和下压紧传动机构45；旋压装置5包括旋转机构和压紧机构，设有上旋压模头5110和下旋压模头5120。传动装置4、旋压装置5、动力驱动装置6及控制系统设置于机架1上。外罩2固定在机架1上并罩住传动装置4、压紧机构、动力驱动装置6。
参阅图1，机架1包括底座100、主梁101、固定主梁101的支撑座102、固定动力驱动装置6的支撑架103及支撑架104、固定主传动机构41的支撑架111、固定上旋转传动机构42的支撑架105、固定下旋转传动机构43的支撑架106，固定上压紧机构的支撑架107及支撑架109、固定下压紧机构的支撑架108及支撑架110。主梁101经支撑座102固定在底座100上，支撑架103固定在底座100上，支撑架104固定连接在主梁101与支撑架103之间。其余各支撑架均固定在主梁101上。
参阅图1及图2，动力驱动装置6由旋转电机61、压紧电机62、联轴器63及联轴器64组成。旋转电机61驱动上旋压模头5110和下旋压模头5120作旋转运动，压紧电机62驱动左旋螺杆5211和右旋螺杆5221旋转前进。联轴器63上部经轴承4103与支撑架111连接。联轴器64由下到上依次穿过支撑架110、支撑架106、支撑架111、支撑架105及支撑架109，其上部经轴承与支撑架109连接。
控制系统包括可编程控制器及其它机电元件。在控制系统中设置参数控制倒角的深度及倒角时间。采用本领域常规的控制系统，在此不赘述。
参阅图1及图2，旋压装置5及传动装置4是实现电芯倒角的关健所在，以下将详细叙述：
旋转机构及压紧机构综合定义为旋压机构5，旋转机构包括上旋转机构及下旋转机构，压紧机构包括上压紧机构和下压紧机构。其中，上旋转机构的组成及各元件依次连接顺序为：起旋转及压紧电芯作用的上旋压模头5110插入旋压轴5111内，旋压轴5111外径上安装有轴承5112、垫圈5113及同步轮4204，垫块5114固定在同步轮4204上，垫块5114上端面连接有旋压轴盖5115，整个上旋压机构固定在支撑架105上，同时滑动固定块5116固定在支撑架105上且与滑块5117连接，滑轨5118及支撑架105与主梁101连接，主梁101被固定在底座100上。下旋压机构与上旋压机构结构相同，对称布置。上压紧机构的组成及各元件依次连接顺序为：左旋螺杆5211的纸面上段开有键槽，牵引轴套5212以键形式与左旋螺杆5211的键槽段连接，牵引轴套5212外径上依次连接轴承5213、垫圈5214及同步轮4403，同步轮4403外侧安装有牵引轴盖5215。左旋螺杆5211螺纹段插入左旋螺母5210内，左旋螺母5210固定在支撑架107上，支撑架107固定在主梁101上。下压紧机构与上压紧机构结构相同，对称布置。特别地，左旋螺杆5211和右旋螺杆5221分别插入到旋压轴盖5115及旋转压盖5125内。
传动装置4又分为主传动机构41、上旋转传动机构42、下旋转传动机构43、上压紧传动机构44、下压紧传动机构45。其中主传动机构41包括齿轮4105与齿轮4107、4108和4109构成的一组齿轮传动及同步轮4101和同步轮4102与皮带4110构成的一组皮带传动，齿轮4105由齿轮盖4106及4104固定在联轴器63上端。齿轮4105与齿轮4109旋转方向相反，再经一组皮带传动后，使得上旋压模头5110与下旋压模头5120旋转方向相反。另外，这一组齿轮传动可换为皮带传动，此时，上旋压模头5110与下旋压模头5120旋转方向相同。优选为齿轮传动。上旋转传动机构42包括传动轴4201、同步轮4202及4204和皮带4203，传动轴4201经轴承连接在支撑架111及支撑架105上，同步轮4202经键固定在传动轴4201上，同步轮4202及4204与皮带4203构成一组皮带传动。下旋转传动机构43包括传动轴4301、同步轮4302及4304和皮带4303，传动轴4301经轴承连接在支撑架111及支撑架106上，同步轮4302经键固定在传动轴4301上，同步轮4302及4304与皮带4303构成一组皮带传动。上压紧传动机构44包括同步轮4401及4403与皮带4402构成的一组皮带传动，同步轮4401经键固定在联轴器64上端。下压紧传动机构45包括同步轮4501及4503与皮带4502构成的一组皮带传动，同步轮4501经键固定在联轴器64下端。
参阅附图1、附图2及附图3，圆柱锂电池电芯旋压机分为以下几个工作过程：
A下旋转过程：旋转电机61经联轴器63带动同步轮4101旋转，经皮带4110带动同步轮4102旋转，因同步轮4102与传动轴4301通过键连接，所以同步轮4102可带动传动轴4301旋转，同时带动同步轮4302旋转，同步轮4302旋转经皮带4303带动同步轮4304旋转，同步轮4304带动旋压轴5121旋转，旋压轴5121带动下旋压模头5120旋转。
B上旋转过程：旋转电机61经联轴器63带动同步轮齿轮4105旋转，经四级齿轮传动带动传动轴4201旋转，同时带动同步轮4202旋转，同步轮4202旋转经皮带4203带动同步轮4204旋转，同步轮4204带动旋压轴5111旋转，旋压轴5111带动上旋压模头5110旋转。上旋转过程与下旋转过程同时进行。
C下压紧过程：压紧电机62经联轴器64带动同步轮4501旋转，经皮带4502带动同步轮4503旋转，同步轮4503带动旋压轴5222旋转，因旋压轴5222与右旋螺杆5221以键连接，所以旋压轴5222带动右旋螺杆5221旋转前进，直至达到电芯倒角的深度。
D上压紧过程：压紧电机62经联轴器64带动同步轮4401旋转，经皮带4402带动同步轮4403旋转，同步轮4403带动牵引轴套5212旋转，因牵引轴套5212与左旋螺杆5211以键连接，所以牵引轴套5212带动左旋螺杆5211旋转前进，直至达到电芯倒角的深度。上压紧过程与下压紧过程同时进行。
综合步骤A、B、C、D圆柱锂电池电芯旋压机的工作过程为：手动将电芯300放在上、下旋压模头之间，扶住不动，待上旋转机构及下旋转机构被上压紧机构及下压紧机构推动在滑轨5118上同时向电芯300移动压紧电芯300时松开，同时压紧电机62停止。上旋压模头5110及下旋压模头5120继续旋转达到倒角时间后停止，同时旋转电机61停止。此时，压紧电机62反向启动，带动左旋螺杆5211和右旋螺杆5221旋转，带动上旋压模头5110及下旋压模头5120向远离电芯300的方向移动，以此带动上旋压模头5110及下旋压模头5120松开电芯300，上旋压模头5110及下旋压模头5120将电芯300松开的同时手动取下电芯300。左旋螺杆5211和右旋螺杆5221继续旋转，直至达到极限位置。此时压紧电机62停止，倒角完成。
特别地，当主传动机构41中的齿轮传动改为皮带传动时，上旋压模头5110与下旋压模头5120旋转方向相同。此时，将手动放置电芯，倒角时靠上旋压模头5110和下旋压模头5120压紧电芯，改为在倒角时用机械夹子夹持电芯，实现电芯的倒角。
特别地，所述上旋压模头5110及下旋压模头5120压紧电芯300的部位是一个带倒角的凹槽，其大小是根据电芯300直径大小设计的，因此可根据电芯规格不同设计不同尺寸的上旋压模头5110和下旋压模头5120，以适应多种规格电芯的倒角。
Claims (10)
1.一种圆柱锂电池电芯旋压机，其特征在于：包括机架及设置在其上的传动装置、两套旋压装置、动力驱动装置和控制系统；两套旋压装置各包括一旋压模头，动力驱动装置经传动装置带动两套旋压装置运转使置于两旋压模头之间的电芯的两端径向旋转及轴向压紧以形成倒角。
2.根据权利要求1所述的圆柱锂电池电芯旋压机，其特征在于：所述两套旋压装置上下对称的设置于所述机架上，分别包括上、下旋压模头及推进的左旋螺杆及右旋螺杆，左旋螺杆与右旋螺杆经旋转轴盖及旋转轴套分别与上旋压模头和下旋压模头连接。
3.根据权利要求2所述的圆柱锂电池电芯旋压机，其特征在于：还包括设置于机架上的线性滑轨，上、下旋压模头通过滑块固定板与滑轨连接，使得上、下旋压模头可在滑轨上滑动。
4.根据权利要求2或3所述的圆柱锂电池电芯旋压机，其特征在于：所述上、下旋压模头压紧电芯的部位是一个带倒角的凹槽。
5.根据权利要求2或3所述的圆柱锂电池电芯旋压机，其特征在于：所述传动装置包括主传动机构、上旋转传动机构、下旋转传动机构、上压紧传动机构和下压紧传动机构；主传动机构带动上旋转传动机构及下旋转传动机构，进一步带动上旋压模头和下旋压模头旋转；上压紧传动机构和下压紧传动机构分别带动左旋螺杆及右旋螺杆旋转前进以推动上、下旋压模头压紧电芯。
6.根据权利要求4所述的圆柱锂电池电芯旋压机，其特征在于：所述传动装置包括主传动机构、上旋转传动机构、下旋转传动机构、上压紧传动机构和下压紧传动机构；主传动机构带动上旋转传动机构及下旋转传动机构，进一步带动上旋压模头和下旋压模头旋转；上压紧传动机构和下压紧传动机构分别带动左旋螺杆及右旋螺杆旋转前进以推动上、下旋压模头压紧电芯。
7.根据权利要求5所述的圆柱锂电池电芯旋压机，其特征在于：所述主传动机构包括一组齿轮传动及一组皮带传动，该齿轮组包括一主动轮及若干从动轮且最后的从动轮转向与主动轮转向相反，再经一组皮带传动，使得上旋压模头与下旋压模头旋转方向相反。
8.根据权利要求6所述的圆柱锂电池电芯旋压机，其特征在于：所述主传动机构包括一组齿轮传动及一组皮带传动，该齿轮组包括一主动轮及若干从动轮且最后的从动轮转向与主动轮转向相反，再经一组皮带传动，使得上旋压模头与下旋压模头旋转方向相反。
9.根据权利要求6所述的圆柱锂电池电芯旋压机，其特征在于：所述主传动组件包括两组皮带传动，上旋压模头与下旋压模头旋转方向相同。
10.根据权利要求2或3所述的圆柱锂电池电芯旋压机，其特征在于：所述动力驱动装置包括压紧电机及旋转电机，压紧电机经传动装置驱动左旋螺杆及右旋螺杆旋转前进以推动上、下旋压模头压紧电芯，旋转电机经传动装置驱动上、下旋压模头旋转。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 518109 Guangdong City, Baoan District province big wave Street wins with the community to win industrial park, 1-2,, layer 2, layer 1-3, 1 Applicant after: Shenzhen YingHe Technology Co., Ltd. Address before: 518109 Guangdong city of Shenzhen province Baoan District Dalang street Langkou community Hua Chang Lu Hua Chang Industrial Zone second 1-3 Applicant before: Shenzhen City Yinghe Technology Co., Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: SHENZHEN YINGHE TECHNOLOGY CO., LTD. TO: SHENZHEN YINGHE TECHNOLOGY CO., LTD. |
|
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Xu Xiaoping Inventor before: Cui Suolao Inventor before: Wang Shengling Inventor before: Wang Weidong |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: CUI SUOLAO WANG SHENGLING WANG WEIDONG TO: XU XIAOPING |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170911 Address after: 516000 Guangdong city of Huizhou province huiao Avenue South High-tech Industrial Park Huitailu plant No. 7 A Patentee after: Huizhou tripod Intelligent Equipment Co., Ltd. Address before: 518109 Guangdong City, Baoan District province big wave Street wins with the community to win industrial park, 1-2,, layer 2, layer 1-3, 1 Patentee before: Shenzhen YingHe Technology Co., Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 516000 Guangdong city of Huizhou province huiao Avenue South High-tech Industrial Park Huitailu plant No. 7 A Patentee after: Huizhou long Technology Co., Ltd. Address before: 516000 Guangdong city of Huizhou province huiao Avenue South High-tech Industrial Park Huitailu plant No. 7 A Patentee before: Huizhou tripod Intelligent Equipment Co., Ltd. |