CN102992073B - 恒张力隔膜放料装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于叠片机的恒张力隔膜放料装置，包括安装隔膜料卷的放卷机构，用于隔膜折叠放料的隔膜叠放机构，与隔膜叠放机构联动保持隔膜缓冲长度的收放连杆机构，提供隔膜放料张力的张力控制机构。张力控制机构包括用于隔膜导向的隔膜固定辊，调节隔膜缓冲长度的隔膜浮动辊，安装浮动辊的滑动导轨，推动浮动辊沿滑动导轨移动改变缓冲长度的张力控制器，及检测浮动辊位置信息的位置传感器。隔膜叠放机构包括带动隔膜放料的滑动辊筒组，安装滑动辊筒组的水平滑轨。收放连杆机构包括隔膜叠放机构控制的收放辊筒，安装收放辊筒的垂直滑轨，连接收放辊筒和滑动辊筒组的收放连杆。其优点是：收放连杆机构配合张力控制机构，实现隔膜的恒张力控制。

Description

恒张力隔膜放料装置

技术领域

本发明涉及电池制造设备技术领域，尤其涉及电池的电芯制造技术领域，具体涉及叠片机的用于电芯叠片工位的隔膜放料的装置。

背景技术

现有技术的叠片机，电芯隔膜放料时隔膜的张力处于不受控状态。

现有技术的叠片机生产电芯的缺点如下。

1. 因隔膜张力不断变化，所生产的电芯不断被变化的力拉扯，精度难以保证。

2. 生产效率很低，因变化的力对隔膜性质的影响，使叠片的速度无法提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述现有叠片机技术存在的不足，提供一种用于叠片机的电芯叠片工位的隔膜放料的装置。

本发明针对上述问题而提出的技术方案是：恒张力隔膜放料装置，包括安装隔膜料卷的放卷机构，带动放卷机构转动的传动机构，用于隔膜折叠放料的隔膜叠放机构，与隔膜叠放机构联动保持隔膜缓冲长度的收放连杆机构，提供隔膜放料张力的张力控制机构，控制隔膜行走精度的纠偏机构，用于隔膜连接的接带机构。

其中，所述放卷机构包括用于安装隔膜料卷的胀轴，控制胀轴松紧的胀紧气缸，与胀紧气缸联动的推杆，推杆带动的置于胀轴内的中心拉杆。

其中，所述传动机构包括驱动胀轴转动的放卷电机，固定在放卷电机输出轴上的小齿轮，与小齿轮啮合的固定在胀轴上的大齿轮。

其中，所述纠偏机构包括检测隔膜行走位置的纠偏感应器，纠偏感应器控制的纠偏电机，纠偏电机驱动的纠偏滚珠丝杆。

其中，所述隔膜接带机构包括接带安装座，安装在接带安装座上的接带导柱，可以在接带导柱上任意位置固定的接带铰链，装在接带铰链上的接带压板，与接带压板配合使用的接带底板等。

其中，所述张力控制机构包括设置张力缓冲区的隔膜固定辊，调节隔膜缓冲长度的隔膜浮动辊，安装浮动辊的滑动导轨，推动浮动辊沿滑动导轨移动保持隔膜张力的张力控制器，及检测浮动辊位置信息的位置传感器。

其中，所述隔膜叠放机构包括带动隔膜放料的滑动辊筒组，安装滑动辊筒组的水平滑轨。

进一步，所述收放连杆机构包括隔膜叠放机构控制的收放辊筒，安装收放辊筒的垂直滑轨，连接收放辊筒和滑动辊筒组的收放连杆。

进一步，所述隔膜叠放机构还包括通过极片上料装置带动的驱动滑动辊筒组左右水平往复移动的放料拨杆。

与现有技术的隔膜放料装置相比，采用本发明技术方案的优点如下。

1. 真正实现隔膜的恒张力控制，提高了电芯的质量和精度。

2. 隔膜张力的稳定，使提高叠片效率不再对电芯产生负面影响。

3. 隔膜叠放机构的滑动辊筒组水平往复移动的动力和收放连杆机构的收放辊筒上下往复升降的动力均来自于叠片机的极片上料装置，节约了制造成本。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明。

图1是本发明恒张力隔膜放料装置实施例的主视图。

图2是本发明恒张力隔膜放料装置实施例的左视图。

图3是本发明恒张力隔膜放料装置实施例的后视图。

图4是本发明恒张力隔膜放料装置实施例部分结构的立体图。

图5是本发明实施例的张力控制机构的结构示意主视图。

图6是本发明实施例的张力控制机构的结构示意左视图。

图7是本发明实施例的隔膜叠放机构和收放连杆机构的结构示意主视图。

图8是本发明实施例的隔膜叠放机构和收放连杆机构的结构示意左视图。

图中包括：放料基板11、放卷辊筒支撑板12、隔膜导向辊筒13、导柱14、直线轴承15、螺丝压板16；放卷机构、胀轴21、胀紧气缸22、推杆23、轴承套筒25；传动机构、放卷电机31、小齿轮32、大齿轮33；纠偏机构、纠偏感应器41、纠偏电机42、带轮43、皮带44、滚珠丝杆45；接带机构50、接带安装座、接带导柱、接带铰链、接带压板、接带底板55；隔膜叠放机构60、滑动辊筒组61、水平滑轨62、放料拨杆63；张力控制机构70；隔膜固定辊71、隔膜浮动辊72、滑动导轨73、张力控制器74、位置传感器75、浮辊座76、进料导辊77、出料导辊78；收放连杆机构80、收放辊筒81、垂直滑轨82、收放连杆83；隔膜91、隔膜料卷92。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

图1是本发明带有胀紧气缸的隔膜放料装置实施例的主视图，图2是该实施例的左视图，图3是该实施例的后视图。

本发明恒张力隔膜放料装置的实施例，包括安装隔膜料卷92的放卷机构20，带动放卷机构20转动的传动机构30，控制隔膜91行走精度的纠偏机构40，用于隔膜连接的接带机构50；以及往复移动用于隔膜折叠放料的隔膜叠放机构60，提供隔膜放料张力的张力控制机构70，保持隔膜叠放机构60与张力控制机构70之间的隔膜91缓冲长度的收放连杆机构8。

如图1、图2和图3所示，放卷机构20包括用于安装隔膜料卷的胀轴21，控制胀轴松紧的胀紧气缸22，与胀紧气缸联动的推杆23，推杆23带动的置于胀轴21内的中心拉杆24，固定在放料基板11上用于支撑胀轴21的轴承套筒25。胀紧气缸22为两只，分别布置在胀轴21的轴线的两边。整个放卷机构20用轴承套筒25安装在放料基板11上。

传动机构3包括驱动胀轴21转动的放卷电机31，固定在放卷电机31输出轴上的小齿轮32，与小齿轮32啮合的固定在胀轴32上的大齿轮33。

隔膜叠放机构60安装在放料基板11上，位于放卷机构20的下方。隔膜叠放机构60的滑动辊筒组61水平往复直线移动，达到使隔膜91呈“Z”形反复折叠放料。如图6所示，隔膜叠放机构6包括往复移动用于带动隔膜91折叠放料的滑动辊筒组61，安装滑动辊筒组61的水平滑轨62，滑动辊筒组61的外端设置有放料拨杆63。通过叠片机的极片上料装置的拨块带动放料拨杆63，驱动滑动辊筒组61左右水平往复移动。

张力控制机构70安装在放卷辊筒支撑板12上，放卷辊筒支撑板12与安装隔膜料卷92的胀轴21固定在一起，张力控制机构70位于胀轴21的一侧，用于控制隔膜放料装置的隔膜91放料张力。如图5所示，张力控制机构70包括设置张力缓冲区的隔膜固定辊71，调节隔膜缓冲长度的隔膜浮动辊72，安装隔膜浮动辊72的滑动导轨73，推动隔膜浮动辊72沿滑动导轨73移动保持隔膜张力的张力控制器74，检测隔膜浮动辊72的位置传感器75，安装隔膜浮动辊72的浮辊座76，用于隔膜91导向的进料导辊77和出料导辊78。

其中，张力控制器74为电/气比例阀控制的张力气缸，张力气缸的活塞杆与浮辊座76连接。张力气缸可以采用一个推力气缸和一个拉力气缸，位置传感器75可以采用电子尺或拉杆式电位器。推力气缸是压出受力，拉力气缸是缩回受力。推力气缸和拉力气缸的力共同通过浮辊座76传递给浮动辊74，二力的合力即为浮动辊74所受力，此力与浮动辊74的重力再次合成形成的力，即为隔膜91的张力。浮动辊74将此力传递给隔膜91，形成隔膜张力。

推力气缸通过调压阀与气源连接；拉力气缸通过电气比例阀与气源连接。分别由精密调压阀和精密电气比例阀的控制，可精确调整隔膜91张力的大小。推力气缸的推力大小可调节，用来平衡浮动辊72的重力，使浮动辊72的重力对隔膜91不在产生影响。拉力气缸产生的拉力大小可精确调整，此拉力通过浮动辊72作用于隔膜91上，使隔膜91无论在任何状态都只受此恒定拉力的影响而产生恒定的张力。

当隔膜91从引导隔膜走出缓冲区的出料导辊78拉出的速度，与从引导隔膜进入缓冲区的进料导辊77进入的速度不一致时，也就是张力控制机构的张力缓冲区内的隔膜长度发生变化时，浮动辊31就会在隔膜91和张力控制器的作用下沿滑动导轨12上下滑动。

隔膜浮动辊72的位置信息由位置传感器75精确地传输给放卷电机31的控制电路，使放卷电机31根据浮动辊72的位置进行收放卷或改变收放卷的速度，调节张力缓冲区内的隔膜缓冲长度。

收放连杆机构80安装在放料基板11上，与隔膜叠放机构60联动，用于隔膜叠放机构60与张力控制机构7之间缓冲区隔膜91的收、放。如图6所示，收放连杆机构80包括隔膜叠放机构60控制的收放辊筒81，安装收放辊筒81的垂直滑轨82，连接收放辊筒81和滑动辊筒组61的收放连杆83。

滑动辊筒组61沿水平滑轨62左右往复水平直线移动时，收放连杆4将滑动辊筒组61往复直线移动的动力传递给与收放连杆4连在一起的隔膜收放辊筒81，使隔膜收放辊筒81随着滑动辊筒组61的往复直线移动而沿垂直滑轨82往复上下移动。从而在滑动辊筒组61的放料缓冲距离瞬时变化时，适时地将松掉的隔膜91“收”起来，以保持隔膜91的有效张力；在隔膜91拉紧的过程中再适时地“放”出来，以保护隔膜91不被拉伤，对隔膜91实现“收”和“放”的功能。滑动辊筒组61与隔膜料卷92之间分布隔膜91区间的有效距离基本保持不变，有利于确保隔膜91的恒定张力，并有利于提升隔膜的放料速度，提高叠片效率。解决了滑动辊筒组61在从水平滑轨62的两端向中间滑动过程中，滑动辊筒组61与隔膜料卷92之间的隔膜91松弛，无张力的问题(如隔膜放料装置的张力控制机构来不及反应）；同时，也解决了滑动辊筒组61在从水平滑轨62的中间向两端滑动的过程中，滑动辊筒组61与隔膜料卷92之间的隔膜91拉长，张力过大的问题。

因为隔膜收放辊筒81通过收放连杆83与滑动辊筒组61连在了一起，所以不管滑动辊筒组61运行速度是快还是慢，隔膜收放辊筒81都能与之同步动作将隔膜91“收”和“放”，真正的实现了隔膜91的“恒张力控制”。

隔膜接带机构包括接带安装座，安装在接带安装座上的接带导柱，可以在接带导柱上任意位置固定的接带铰链，装在接带铰链上的接带压板，与接带压板配合使用的接带底板等。

本发明恒张力隔膜放料装置实施例的结构原理说明如下。

1. 两个胀紧气缸22动作时，可推动推杆23，同时推杆23又带动胀轴21内的中心拉杆24轴向移动，从而使胀轴21胀紧或松开隔膜料卷82。

2. 放卷电机31动作时，带动小齿轮32同时带动大齿轮33旋转，大齿轮33与胀轴21装在一起，于是胀轴21也跟着旋转，从而达到放卷或收卷的目的。

3. 隔膜导向辊筒13固定在放卷辊筒支撑板12上，放卷辊筒支撑板12与胀轴21用螺丝压板16固连在一起。

4. 纠偏电机42接收到纠偏感应器41的信号工作时，通过带轮43和皮带44，带动滚珠丝杆45转动。滚珠丝杆45的螺母与胀轴21固连一起，当滚珠丝杆45转动时，就会带动胀轴21部分连同放卷辊筒支撑板12及其板上的张力控制机构70等一起沿滚珠丝杆45的轴线方向移动，从而起到纠偏的作用。

5. 在放卷机构2工作的过程中，隔膜91的张力由张力控制机构7提供恒张力；而收放连杆机构8负责隔膜91的收、放。

6. 当一卷隔膜接近用完时，可将下一卷隔膜的始端与正在工作的上一卷隔膜的尾端通过接带机构5连接在一起。

张力控制机构7用两个出力方向相反的气缸加隔膜浮动辊72，来实现张力的恒定，解决只用浮动辊无法实现张力控制的问题。收放连杆机构8采用收放辊筒81，实现瞬时的隔膜91“收”、“放”配合张力控制机构7动作，使隔膜放料的张力控制更加完美。

上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.恒张力隔膜放料装置，其特征在于：包括安装隔膜料卷的放卷机构，用于隔膜折叠放料的隔膜叠放机构，与隔膜叠放机构联动保持隔膜缓冲长度的收放连杆机构，提供隔膜放料张力的张力控制机构；

所述张力控制机构包括设置张力缓冲区的隔膜固定辊，调节隔膜缓冲长度的隔膜浮动辊，安装浮动辊的滑动导轨，推动浮动辊沿滑动导轨移动保持隔膜张力的张力控制器，及检测浮动辊位置信息的位置传感器；

所述张力控制器为电/气比例阀控制的张力气缸，张力气缸采用一个推力气缸和一个拉力气缸，推力气缸和拉力气缸的力共同传递至隔膜浮动辊；推力气缸用来平衡浮动辊的重力。

2．依据权利要求1所述的隔膜放料装置，其特征在于，所述放卷机构包括用于安装隔膜料卷的胀轴，控制胀轴松紧的胀紧气缸，与胀紧气缸联动的推杆，推杆带动的置于胀轴内的中心拉杆。

3．依据权利要求1所述的隔膜放料装置，其特征在于，所述隔膜叠放机构包括带动隔膜放料的滑动辊筒组，安装滑动辊筒组的水平滑轨。

4．依据权利要求3所述的隔膜放料装置，其特征在于，所述收放连杆机构包括隔膜叠放机构控制的收放辊筒，安装收放辊筒的垂直滑轨，连接收放辊筒和滑动辊筒组的收放连杆。

5．依据权利要求4所述的隔膜放料装置，其特征在于，所述隔膜叠放机构还包括通过极片上料装置带动的驱动滑动辊筒组左右水平往复移动的放料拨杆。

6．依据权利要求1所述的隔膜放料装置，其特征在于，该放料装置还包括带动放卷机构转动的传动机构，控制隔膜行走精度的纠偏机构，用于隔膜连接的接带机构。

7．依据权利要求6所述的隔膜放料装置，其特征在于，所述传动机构包括驱动胀轴转动的放卷电机，固定在放卷电机输出轴上的小齿轮，与小齿轮啮合的固定在胀轴上的大齿轮。

8．依据权利要求6所述的隔膜放料装置，其特征在于，所述纠偏机构包括检测隔膜行走位置的纠偏感应器，纠偏感应器控制的纠偏电机，纠偏电机驱动的纠偏滚珠丝杆。

9. 依据权利要求6所述的隔膜放料装置，其特征在于，所述隔膜接带机构包括接带安装座，安装在接带安装座上的接带导柱，可以在接带导柱上任意位置固定的接带铰链，装在接带铰链上的接带压板，与接带压板配合使用的接带底板。