CN102642150A - 一种极片送片装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种本发明提供一种极片送片装置，包括夹料机械手部件，包括送定长部件，所述夹料机械手部件包括推杆和用于夹住极片前部的第一夹料机构，所述送定长部件包括用于夹住极片中部的第二夹料机构、以及驱动所述第二夹料机构前后运动的送料机构，所述第一夹料机构安装在所述推杆前端，所述第二夹料机构安装在所述推杆后端。本发明的极片送片装置可广泛用于电池极片、超级电容极片等极片的传送和切割，能够克服现有技术中极片在输送过程中容易变形和起皱的问题，同时通过定长送料和纠偏控制等方式避免了送定长超差和左右偏移等现象，减小了极片的尺寸误差，显著改善了极片送片的工艺质量。

Description

一种极片送片装置
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及一种用于传送锂离子电池或超级电容极片的极片送片装置。
背景技术
用于锂离子动力电池的极片通常采用厚度较小的铝箔或铜箔制成，将其传送至激光切割工位进行极片切割的过程中，由于极片较薄，很容易发生变形和起皱等问题，从而导致切割后的极片平整度不符合要求而报废。
现有技术中一般采用双辊式、后夹式或上下皮带夹送等送片方式输送片料，虽然能够在一定程度上解决极片变形和起皱的问题，然而针对较薄的铜箔或铝箔效果较差，仍然容易损坏极片；另外，这些送片方式难以对极片的送片长度和位置进行精确控制，容易出现送定长超差或偏移的现象，这样就不可避免地使激光切出的极片尺寸误差较大，而电池制造工艺对于极片与电芯的尺寸一致性具有严格的要求，尺寸偏差较大的极片显然无法满足这项要求。
因此，现有的极片送片方式亟待改进。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是，提供一种避免极片损坏和送定长超差的问题、改善送片工艺的极片送片装置。
为解决上述技术问题，本发明提供一种极片送片装置，包括夹料机械手部件，包括送定长部件，所述夹料机械手部件包括推杆和用于夹住极片前部的第一夹料机构，所述送定长部件包括用于夹住极片中部的第二夹料机构、以及驱动所述第二夹料机构前后运动的送料机构，所述第一夹料机构安装在所述推杆前端，所述第二夹料机构安装在所述推杆后端。
进一步地，夹料机械手部件还包括基架和吸料机构，所述吸料机构包括吸头和带有吸孔的吸附板，所述吸附板固定在所述基架上方，所述吸头设置在所述吸附板下方且连接负压源。
优选地，所述第一夹料机构包括上升控制汽缸、回退控制汽缸和分别设置在所述吸附板两侧的两组料夹，每组料夹包括气爪和由气爪驱动的上夹和下夹，所述气爪与所述上升控制汽缸的推头相连，所述上升控制汽缸与所述回退控制汽缸的推头相连，所述回退控制汽缸与所述基架之间形成移动副。
进一步地，装置还包括活动连接在所述基架上方的极片切割机械手，所述夹料机械手部件还包括出废料机构和切割底板，所述切割底板固定在所述基架上方且位于所述吸附板的侧部，所述出废料机构设置在所述第一夹料机构前方；所述出废料机构包括废料挡块、下降控制汽缸、退料控制汽缸和废料托板，所述废料托板向所述第一夹料机构延伸且与所述下降控制汽缸的推头相连，所述废料挡块也向所述第一夹料机构延伸且与所述退料控制汽缸的推头相连，所述下降控制汽缸和退料控制汽缸都固定在所述切割底板上。
进一步地，所述送料机构包括伺服驱动装置和用于对所述伺服驱动装置的进行行程控制的位置检测装置。
所述伺服驱动装置包括导轨安装板和驱动所述第二夹料机构前后运动的伺服电机，所述导轨安装板上设有与所述第二夹料机构形成导轨副的导轨。
优选地，所述伺服驱动装置还包括定长送料底板，所述导轨安装板固定在所述定长送料底板上方；所述位置检测装置包括设置在所述定长送料底板顶部的多个光电感应器，以及设置在所述第二夹料机构底部的感应片。
所述送定长部件还包括纠偏机构，所述纠偏机构安装在所述推杆后端且与所述第二夹料机构随动。
所述纠偏机构包括送料滑动板、纠偏托板、寻边对射感应器、以及驱动所述纠偏托板左右运动的纠偏驱动器件；所述送料滑动板固定在所述推杆后端，所述纠偏托板活动安装在所述送料滑动板上方，所述第二夹料机构固定在所述纠偏托板上，所述寻边对射式感应器设置在所述送料滑动板的侧部。
进一步地，所述第二夹料机构包括支架、纠偏压板、上贴胶平板、下贴胶平板和驱动所述纠偏压板上下运动的夹料气缸，所述支架的上下两端分别与所述纠偏压板和纠偏托板固定连接，所述上贴胶平板和下贴胶平板分别设置在所述纠偏压板的下表面和所述纠偏托板的上表面。
本发明的有益效果是：本发明的极片送片装置可广泛用于锂离子电池和超级电容等产品的极片传送，能够克服现有技术中极片在输送过程中容易变形和起皱的问题，同时通过定长送料和纠偏控制等方式避免了送定长超差和左右偏移等现象，减小了极片的尺寸误差，显著改善了极片送片的工艺质量。
附图说明
图1为本发明一种实施例的极片送片装置立体图；
图2为本发明另一种实施例的极片送片装置开始一次送片的俯视图；
图3为图2沿A-A方向的剖视图；
图4为本发明另一种实施例的极片送片装置完成一次送片的俯视图；
图5为图4沿B-B方向的剖视图；
图6为本发明另一种实施例的夹料机械手部件的俯视示意图；
图7为图6沿C-C方向的剖视图；
图8为本发明另一种实施例的送定长纠偏部件的俯视示意图；
图9为图8沿D-D方向的剖视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
请参考图1，本实施例一种极片送片装置主要包括夹料机械手部件1和送定长部件2，二者固定在同一底座上。如图2至图5所示，夹料机械手部件1主要包括基架4、推杆11、第一夹料机构和吸料机构；送定长部件2主要包括第二夹料机构、纠偏机构、托片机构以及驱动第二夹料机构前后运动的送料机构。第一夹料机构安装在推杆11前端，第二夹料机构安装在推杆11后端。极片3在开始送片时，料辊首先将极片3输送至送片装置后，第一夹料机构夹住极片3前部，第二夹料机构夹住极片中部，送料机构驱动第二夹料机构向前运动一定距离，从而使推杆11带动第一夹料机构运动运动至下一工位即完成一次送片，送片完成后即可进行相应的工艺加工，加工结束后送料机构再次驱动第二加料机构、推杆11和第一加料机构复位以便下一次送片，例如对用于锂离子动力电池的极片3，可采用该装置将极片3传送至激光切割位以便激光切割机械手将极片3切割成一定的大小和形状。
极片3通常采用较薄的铜箔(负极极片)或铝箔(正极极片)制成，本实施方式采用前后两个夹料机构夹持极片3进行定长传送时，一方面能够有效避免极片在运动过程中发生变形和起皱，不易损坏极片，另外，通过送料机构对每次送片长度和位置进行精确控制后，不易出现送定长超差或偏移的现象，减小了极片的尺寸误差，能够保证电池质量。
如图6和图7所示，夹料机械手部件1中的基架4主要用于对推杆11、第一夹料机构、吸料机构和出废料机构等形成支撑，基架4包括位于底部的安装板41和位于顶部的盖板42，安装板41与盖板42之间采用托板固定连接。吸料机构包括固定在基架4上方的吸附板122，吸附板122支撑在盖板42上，且吸附板122上带有多个吸孔能够吸附第一夹料机构移送的极片3。吸附板122底部还设置多个吸头121为吸附板122提供吸附力，这些吸头122采用快插接头，该快捷插头连接负压源，例如负压源为强力风机，能够在较强的风力作用下吸附厚度较薄的极片3避免其发生位置偏移。
第一夹料机构通过连接板和连接支架固定在推杆前端，主要包括上升控制汽缸131、回退控制汽缸132和分别设置在吸附板121两侧的两组料夹，每组料夹包括气爪133和由气爪133驱动的上夹134和下夹135，气爪133与上升控制汽缸131的推头相连，上升控制汽缸131与回退控制汽缸132的推头相连，回退控制汽缸132与基架4形成移动副。上升控制汽缸131和回退控制汽缸132优选采用与导轨相配合的滑台汽缸，上升控制汽缸131通过固定板和汽缸安装座与回退控制汽缸132连接，回退控制汽缸132通过汽缸座与安装板41上的直线滑动副连接。气爪133可采用平行开闭型气爪，通过气爪安装板连接上升控制汽缸131的推头。夹持极片3时，两副上夹134和下夹135分别在气爪133的驱动下夹住极片3前部，气爪133在上升控制气缸131向上的驱动作用下上升而将极片3头部抬起，推杆11向前运动完成极片3移送后，上升控制汽缸131带动料夹下降复位，料夹再松开极片3头部，最后回退控制汽缸132驱动上升控制汽缸131向远离极片3的两侧退让。
本实施方式的极片送片装置用于极片3切割时，还包括活动连接在基架4上方、可沿基架4运动进行极片3切割的极片切割机械手，夹料机械手部件还包括出废料机构和切割底板141，切割底板141固定在基架4上方且位于吸附板121的侧部，例如切割底板141可设置在盖板42的外围。出废料机构设置在第一夹料机构前方用于自动排出切割完成后的剩余废料，本实施方式的出废料机构包括废料挡块142、下降控制汽缸143、退料控制汽缸144和废料托板145。下降控制汽缸143和退料控制汽缸144优选采用与导轨相配合的滑台汽缸，二者之间通过汽缸连接板11相连从而固定在切割底板144上。废料托板145向第一夹料机构延伸且与下降控制汽缸143的推头相连，可通过废料托板架与下降控制汽缸26相连用于托住废料以便将其排出，废料托板架上设置与负压源相连的快接插头，以便为废料托板145提供吸附力。废料挡块142也向第一夹料机构延伸且与退料控制汽缸144的推头相连。极片3切割过程中废料托板145吸附上方的废料，完成需要排除废料时，首先关闭负压源，下降控制汽缸143驱动废料托板145下降至一定高度后，推料控制汽缸144驱动废料挡块142自动拨出废料。
如图8和图9所示，送定长部件2中的送料机构包括伺服驱动装置和用于对伺服驱动装置的行程进行控制的位置检测装置。具体地，伺服驱动装置包括定长送料底板213、导轨安装板211和驱动第二夹料机构前后运动的伺服电机212，导轨安装板211固定在定长送料底板213上方，导轨安装板211上设有与第二夹料机构形成导轨副的导轨。伺服电机212通过电机安装板固定在定长送料底板33上，且伺服电机212通过同步轮、同步带和轴承座驱动滚珠丝杆副216和丝杠螺母固定板，从而使第二夹料机构夹住极片3，并沿固定在导轨安装板211上的导轨在一定的行程范围内前后运动，前后的具体运动行程和位置由单片机或PLC(可编程控制器)控制。位置检测装置用于检测和确保送料机构在前后方向保持定长送料，其包括设置在定长送料底板213顶部的多个光电感应器214，以及设置在第二夹料机构底部的感应片215，光电感应器214能够与感应片215相交互从而检测第二夹料机构的运动位置。
优选地，光电感应器214包括三个，分别设置在定长送料底板213的前端、中部和后端，都通过感应器安装导轨安装在定长送料底板213上以便移动位置，前后两端的光电感应器214用于检测感应片215的前后极限位置，位于中部的光电感应器用于系统归零检测，各光电感应器214可将检测结果输入PLC从而精确控制伺服电机212使其驱动第二夹料机构实现定长送料。当然也可仅在定长送料底板213的前端和后端分别设置两个光电感应器214且其中一个用于系统归零检测，以便简化结构。
纠偏机构用于控制极片3在送料过程中的左右位置，避免其在宽度方向发生偏移，纠偏机构也安装在推杆11后端且与第二夹料机构随动。具体地，纠偏机构包括送料滑动板221、纠偏托板222、寻边对射感应器223、以及驱动纠偏托板222左右运动的纠偏驱动器件224，送料滑动板221固定在推杆11后端，纠偏托板222活动安装在送料滑动板221上方，第二夹料机构固定在纠偏托板222上，寻边对射式感应器223设置在送料滑动板221的侧部。寻边对射感应器223包括位于极片3上下方的发射器和接收器，能够检测极片边缘并输出信号至PLC，以便PLC控制纠偏驱动器件224精确控制纠偏托板222的位置。纠偏驱动器件224可采用伺服电机，其通过电机安装板固定在送料滑动板221上，伺服电机可通过联轴器与滚珠丝杆副等驱动纠偏托板222沿直线滑轨副225左右滑动实现极片3的左右纠偏。
第二夹料机构整个安装在纠偏托板232上，具体包括支架231、纠偏压板232、上贴胶平板233、下贴胶平板234和驱动纠偏压板232上下运动的夹料气缸235，支架231的上下两端分别与纠偏压板232和纠偏托板232固定连接。夹料气缸235通过直线轴承236安装在支架231顶部的压送安装平板上，夹料气缸235通过浮动接头237与纠偏压板232连接，浮动接头237与纠偏压板232之间还具有二根导轴起导向作用。上贴胶平板233和下贴胶平板234分别设置在纠偏压板232的下表面和纠偏托板232的上表面，优选地，二块贴胶平板表面都贴有硅胶以便在夹持极片3时确保其不被夹伤。
托片机构包括导杆241和两个支柱242，导杆241从底部托住极片3以便第二夹料机构夹料，导杆241两端依靠支柱39支撑从而固定在定长送料底板213上。
本发明的极片送片装置可广泛用于电池极片、超级电容极片等极片的传送和切割，能够克服现有技术中极片在输送过程中容易变形和起皱的问题，同时通过定长送料和纠偏控制等方式避免了送定长超差和左右偏移等现象，减小了极片的尺寸误差，显著改善了极片送片的工艺质量。
以上内容是结合具体的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 (10)

1.一种极片送片装置，包括夹料机械手部件(1)，其特征在于，还包括送定长部件(2)，所述夹料机械手部件(1)包括推杆(11)和用于夹住极片(3)前部的第一夹料机构，所述送定长部件(2)包括用于夹住极片(3)中部的第二夹料机构、以及驱动所述第二夹料机构前后运动的送料机构，所述第一夹料机构安装在所述推杆(11)前端，所述第二夹料机构安装在所述推杆(11)后端。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述夹料机械手部件(1)还包括基架(4)和吸料机构，所述吸料机构包括吸头(121)和带有吸孔的吸附板(122)，所述吸附板(121)固定在所述基架(4)上方，所述吸头(122)设置在所述吸附板(121)下方且连接负压源。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一夹料机构包括上升控制汽缸(131)、回退控制汽缸(132)和分别设置在所述吸附板(121)两侧的两组料夹，每组料夹包括气爪(133)和由气爪(133)驱动的上夹(134)和下夹(135)，所述气爪(133)与所述上升控制汽缸(131)的推头相连，所述上升控制汽缸(131)与所述回退控制汽缸(132)的推头相连，所述回退控制汽缸(132)与所述基架(4)之间形成移动副。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述极片送片装置还包括活动连接在所述基架(4)上方的极片切割机械手，所述夹料机械手部件还包括出废料机构和切割底板(141)，所述切割底板(141)固定在所述基架(4)上方且位于所述吸附板(121)的侧部，所述出废料机构设置在所述第一夹料机构前方；所述出废料机构包括废料挡块(142)、下降控制汽缸(143)、退料控制汽缸(144)和废料托板(145)，所述废料托板(145)向所述第一夹料机构延伸且与所述下降控制汽缸(143)的推头相连，所述废料挡块(142)也向所述第一夹料机构延伸且与所述退料控制汽缸(144)的推头相连，所述下降控制汽缸(143)和退料控制汽缸(144)都固定在所述切割底板(144)上。
5.如权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述送料机构包括伺服驱动装置和用于对所述伺服驱动装置进行行程控制的位置检测装置。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述伺服驱动装置包括导轨安装板(211)和驱动所述第二夹料机构前后运动的伺服电机(212)，所述导轨安装板(211)上设有与所述第二夹料机构形成导轨副的导轨。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述伺服驱动装置还包括定长送料底板(213)，所述导轨安装板(211)固定在所述定长送料底板(213)上方；所述位置检测装置包括设置在所述定长送料底板(213)顶部的多个光电感应器(214)，以及设置在所述第二夹料机构底部的感应片(215)。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述送定长部件还包括纠偏机构，所述纠偏机构安装在所述推杆(11)后端且与所述第二夹料机构随动。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述纠偏机构包括送料滑动板(221)、纠偏托板(222)、寻边对射感应器(223)、以及驱动所述纠偏托板(222)左右运动的纠偏驱动器件(224)；所述送料滑动板(221)固定在所述推杆(11)后端，所述纠偏托板(222)活动安装在所述送料滑动板(221)上方，所述第二夹料机构固定在所述纠偏托板(222)上，所述寻边对射式感应器(223)设置在所述送料滑动板(221)的侧部。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二夹料机构包括支架(231)、纠偏压板(232)、上贴胶平板(233)、下贴胶平板(234)和驱动所述纠偏压板(232)上下运动的夹料气缸(235)，所述支架(231)的上下两端分别与所述纠偏压板(232)和纠偏托板(232)固定连接，所述上贴胶平板(233)和下贴胶平板(234)分别设置在所述纠偏压板(232)的下表面和所述纠偏托板(232)的上表面。
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