CN104889566B - 一种电池极片激光切割机 - Google Patents

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Abstract

本发明及一种电池极片激光切割机，其技术要点为，包括机座，机座一侧设有用于装卷电池极片原料的转辊；机座上设有切割平台、将电池极片原料夹紧在切割平台上方的夹紧装置和驱动夹紧装置向X轴方向移动的牵引驱动装置；机座上还设有切割头安装架和驱动切割头安装架向X轴方向移动的安装架驱动装置，切割头安装架上设有激光切割头和驱动激光切割头向Y轴方向移动的切割头驱动装置；机座上设有能将切割后的电池极片吸起的吸料装置、装放吸料装置放下的电池极片的装料装置。本发明结构简单，通过激光将电池极片加工，成品率高，提高自动化。

Description

一种电池极片激光切割机
【技术领域】
本发明涉及一种电池极片激光切割头。
【背景技术】
全球各大汽车企业在新能源技术领域展开了一场激烈竞赛，对于动力电池开发生产竞争进入白热化程度，动力电池跟一般电池相比其特点为充放电电流大、容量大，一般有10安·时、50安·时、100安·时、300安·时等不同规格，随着需求增长，可能出现更大功率更大容量的动力电池。现有的切割方法基本采用刀模和冲床结合的方式冲切或者滚切动力电池极片以实现极片分割，无法实现全部自动化，生产效率低，而且通过刀模的方式切割，导致电池极片边缘产生毛刺、极片表面损伤，使成品率低。
【发明内容】
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构简单，自动化程度高，成品率高的电池极片激光切割机。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种电池极片激光切割机，其特征在于：包括机座，所述的机座一侧设有用于装卷电池极片原料的转辊；所述的机座上设有切割平台、将电池极片原料夹紧在所述的切割平台上方的夹紧装置和驱动所述的夹紧装置向X轴方向移动的牵引驱动装置；所述的机座上还设有切割头安装架和驱动所述的切割头安装架向X轴方向移动的安装架驱动装置，所述的切割头安装架上设有激光切割头和驱动所述的激光切割头向Y轴方向移动的切割头驱动装置；所述的机座上设有能将切割后的电池极片吸起的吸料装置、装放所述的吸料装置放下的电池极片的装料装置。
如上所述的一种电池极片激光切割机，其特征在于：所述的机座上设有牵引架，所述的牵引架上设有向X轴方向延伸的第一导轨，所述的夹紧装置包括可滑动的设在所述的第一导轨上的夹紧架，所述的夹紧架上设有将电池极片原料夹紧的上夹板和下夹板以及驱动所述的上夹板和下夹板相对夹紧的夹紧驱动气缸。
如上所述的一种电池极片激光切割机，其特征在于：所述的夹紧架上设有第一螺母座，所述的牵引驱动装置包括安装在所述的牵引架的第一驱动电机，所述的第一驱动电机上的电机轴上设有沿X轴方向延伸用于驱动所述的第一螺母座的第一丝杆。
如上所述的一种电池极片激光切割机，其特征在于：所述的机座上设有沿X轴方向延伸的第二导轨，所述的切割头安装架上设有在所述的第二导轨上导滑的第二导槽，所述的第二导槽下端设有第二螺母座，所述的安装架驱动装置包括设在所述的机座上的第二电机，所述的第二电机的电机轴上设有沿X轴方向延伸用于驱动所述的第二螺母座的第二丝杆。
如上所述的一种电池极片激光切割机，其特征在于：所述的切割头安装架上设有沿Y轴方向延伸的第三导轨，所述的激光切割头上设有能在所述的第三导轨滑动的第三导槽，所述的第三导槽上设有第三螺母座，所述的切割头驱动装置包括第三驱动电机，所述的第三驱动电机的电机轴上设有沿Y轴方向延伸用于驱动所述的第三螺母座的第三丝杆。
如上所述的一种电池极片激光切割机，其特征在于：所述的激光切割头包括壳体，所述的壳体一端上设有传导激光的光纤，所述的壳体的另一端上设有调焦镜筒，所述的调焦镜筒内设有用于对激光聚焦的聚焦镜片，所述的调焦镜筒的一端设有供激光射出的切割嘴，所述的切割嘴可向所述的聚焦镜片一侧移动地安装在所述的调焦镜筒上，所述的切割嘴外套有抽气罩，所述的抽气罩和切割嘴之间设有一端开口且开口端与待加工的电池极片相对的抽气腔，所述的抽气罩上设有与所述的抽气腔连通的抽气通道。
如上所述的一种电池极片激光切割机，其特征在于：所述的抽气罩内设有栅格筒，所述的栅格筒上设有多个连通所述的抽气腔和抽气通道的连通孔，所述的抽气罩上设有与所述的抽气通道相通的抽气口，所述的连通孔在所述的栅格筒上周向布置，所述的连通孔的孔口面积随着所述的连通孔到所述的抽气口的距离由远至近而由大变小；所述的壳体上设有摄像机，所述的壳体内设有能将所述的切割嘴内射出的激光进行切割的影像反射至所述的摄像机的反射镜。
如上所述的一种电池极片激光切割机，其特征在于：所述的吸料装置包括吸料架，所述的吸料架上设有吸料板驱动气缸，所述的吸料板驱动气缸的气缸轴上设有与电池极片相对设置的吸料板，所述的吸料板上设多个与抽气泵连接用于吸起电池极片的吸嘴。
如上所述的一种电池极片激光切割机，其特征在于：所述的机座上设有吸料安装架，所述的吸料安装架上设有沿X方向延伸供所述的吸料架导滑的第四导轨，所述的吸料安装架上设有第四电机，所述的第四电机的电机轴上设有主动轮，所述的吸料安装架上设有从动轮，所述的主动轮通过皮带驱动所述的从动轮，所述的从动轮上设有沿X轴方向延伸的第四丝杆，所述的吸料架设有由所述的第四丝杆驱动的第四螺母座。
如上所述的一种电池极片激光切割机，其特征在于：所述的机座一侧设有用于安装所述的转辊的转辊座，所述的转辊座上设有第一导向辊，所述的机座上设有第二导向辊，所述的转辊座上在第一导向辊和第二导向辊之间设有张紧辊，电池极片原料依次通过第一导向辊、张紧辊、第二导向辊导向，所述的转辊座上设有竖向设置的竖向导轨，所述的张紧辊可滑动的套在所述的竖向导轨上。
本发明的有益效果有：通过夹紧装置夹紧电池极片原料，牵引驱动装置牵引拉动电池极片放卷，激光切割头切割完后，通过吸料装置将切割的电池极片吸走放入到装料装置内，整个过程全自动化生产，生产效率高；通过激光切割，减少毛刺，抽气罩外接抽气泵后，在进行激光切割时，可以抽走切割屑，提高成品率；由于靠近抽气口一侧抽气的压力大，而连通孔的孔口面积至随着连通孔到抽气口的距离由远至近而由大变小，这样平衡各个连通孔的气压，切割屑抽走时的压力均衡，能将切割屑平稳抽走；可以观察通过摄像机的影像，看出切割的质量，从而对切割嘴的高度或者抽气泵进行调节，确保切割稳定。
【附图说明】
图1为本发明的俯视图；
图2为本发明的主视图；
图3为本发明的立体图；
图4为本发明的部件立体图；
图5为本发明的牵引驱动装置和夹紧装置装配的立体图；
图6为本发明的牵引驱动装置和夹紧装置装配的爆炸图；
图7为本发明的切割头安装架、激光切割头和切割头驱动装置装配的立体图；
图8为本发明的切割头驱动装置的立体图；
图9为本发明的切割头安装架和切割头驱动装置装配的部件立体图；
图10为本发明的激光切割头的立体图；
图11为本发明的激光切割头的主剖视图；
图12为本发明的激光切割头的爆炸图；
图13为本发明的吸料装置的立体图；
图14为本发明的吸料装置的爆炸图。
【具体实施方式】
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图1至图14所示，一种电池极片激光切割机，包括机座1，机座1一侧设有用于装卷电池极片原料的转辊2，机座1一侧设有用于安装转辊2的转辊座20，转辊座20上设有第一导向辊21，机座1上设有第二导向辊22，转辊座20上在第一导向辊21和第二导向辊22之间设有张紧辊23，电池极片原料依次通过第一导向辊21、张紧辊23、第二导向辊22导向，转辊座20上设有竖向设置的竖向导轨24，张紧辊23可滑动的套在竖向导轨24上，张紧辊23向下移动可以调节电池极片原料的张紧力。机座1上设有切割平台3、将电池极片原料夹紧在切割平台3上方的夹紧装置4和驱动夹紧装置4向X轴方向移动的牵引驱动装置5，牵引驱动装置5设在切割平台3下方，电池极片原料牵引出来后被夹紧装置4夹紧，此时电池极片原料位于切割平台3上方，牵引驱动装置5启动后能拉动电池极片沿X轴方向移动。机座1上设有牵引架51，牵引架51上设有向X轴方向延伸的第一导轨52，夹紧装置4包括可滑动的设在所述的第一导轨52上的夹紧架41，夹紧架41上设有将电池极片原料夹紧的上夹板42和下夹板43以及驱动上夹板42和下夹板43相对夹紧的夹紧驱动气缸44，夹紧驱动气缸44设有两个分别驱动上夹板42和下夹板43，上夹板42、下夹板43和夹紧驱动气缸44设有两组，在夹紧架41的两端，夹紧驱动气缸44启动后，上夹板42和下夹板43将电池极片夹紧。夹紧架41上设有第一螺母座45，牵引驱动装置5包括安装在牵引架51上的第一驱动电机50，第一驱动电机50的电机轴上设有沿X轴方向延伸用于驱动第一螺母座45的第一丝杆53。第一驱动电机50启动后，夹紧架41向X轴方向移动，使电池极片原料沿着X轴方向移动。
机座1上还设有切割头安装架6和驱动切割头安装架6向X轴方向移动的安装架驱动装置61，切割头安装架6上设有激光切割头7和驱动激光切割头7向Y轴方向移动的切割头驱动装置60，以切割头安装架6的长度方向为X轴，垂直于切割头安装架6的方向为Y轴。机座1上设有沿X轴方向延伸的第二导轨11，切割头安装架6上设有在第二导轨11上导滑的第二导槽62，第二导槽62下端设有第二螺母座63，安装架驱动装置61包括设在机座1上的第二电机64，第二电机64的电机轴上设有沿X轴方向延伸用于驱动第二螺母座63的第二丝杆65，第二电机64启动，切割头安装架6向X轴方向移动，激光切割头7也向X轴方向移动切割电池极片原料。切割头安装架6上设有沿Y轴方向延伸的第三导轨66，激光切割头7上设有能在第三导轨66滑动的第三导槽70，第三导槽70上设有第三螺母座71，切割头驱动装置60包括第三驱动电机67，第三驱动电机67的电机轴上设有沿Y轴方向延伸用于驱动第三螺母座71的第三丝杆68。第三驱动电机67启动后，使激光切割头7沿着Y轴方向移动，激光切割头7向Y轴方向切割电池极片原料。
机座1上设有能将切割后的电池极片吸起的吸料装置8、装放吸料装置8放下的电池极片的装料装置9。吸料装置8包括吸料架81，吸料架81上设有吸料板驱动气缸82，吸料板驱动气缸82的气缸轴上设有与电池极片相对设置的吸料板83，吸料板83上设多个与抽气泵连接用于吸起电池极片的吸嘴84。机座1上设有吸料安装架12，吸料安装架12上设有沿X方向延伸供吸料架81导滑的第四导轨13，吸料安装架12上设有第四电机14，第四电机14的电机轴上设有主动轮15，吸料安装架12上设有从动轮16，主动轮15通过皮带17驱动从动轮16，从动轮16上设有沿X轴方向延伸的第四丝杆18，吸料架81设有由第四丝杆18驱动的第四螺母座19。第四电机14启动后驱动吸料架81沿着X周方向移动，将吸嘴84吸走的电池极片移动到装料装置9上方，吸料板驱动气缸82启动使吸料板83下移，吸嘴84连接的气泵停止吸气，将电池极片放下，放到装料装置9上，装料装置9为盒子。
激光切割头7包括壳体72，壳体72一端上设有传导激光的光纤73，光纤73连接激光发生器。壳体72的另一端上设有调焦镜筒74，调焦镜筒74内设有用于对激光聚焦的聚焦镜片75，调焦镜筒74的一端设有供激光射出的切割嘴76，切割嘴76可向聚焦镜片75一侧移动地安装在调焦镜筒74上，调焦镜筒74与切割嘴76螺纹连接，切割嘴76外套有抽气罩77，抽气罩77和切割嘴76之间设有一端开口且开口端与待加工的电池极片相对的抽气腔771，抽气罩77上设有与抽气腔771连通的抽气通道772。抽气罩77内设有栅格筒78，栅格筒78上设有多个连通抽气腔771和抽气通道772的连通孔781，抽气罩77上设有与抽气通道772相通的抽气口773，连通孔781在栅格筒78上周向布置，连通孔781的孔口面积随着连通孔781到抽气口773的距离由远至近而由大变小，抽气口773与抽气泵连接，当抽气泵工作时，抽气腔771形成负压，将切割屑吸走，防止切割过程中切割屑影响切割效果，靠近抽气口773的连通孔781的气压大，因此通过控制孔口的面积控制气压，使抽气腔771内的压力均匀，使切割屑能被均衡吸走。壳体72上设有摄像机79，壳体72内设有能将切割嘴76内射出的激光进行切割的影像反射至摄像机79的反射镜80，可以通过观察摄像机79内的影像判断切割质量，从而确定是否要进行调焦。

Claims (7)

1.一种电池极片激光切割机，其特征在于：包括机座(1)，所述的机座(1)一侧设有用于装卷电池极片原料的转辊(2)；所述的机座(1)上设有切割平台(3)、将电池极片原料夹紧在所述的切割平台(3)上方的夹紧装置(4)和驱动所述的夹紧装置(4)向X轴方向移动的牵引驱动装置(5)；所述的机座(1)上还设有切割头安装架(6)和驱动所述的切割头安装架(6)向X轴方向移动的安装架驱动装置(61)，所述的切割头安装架(6)上设有激光切割头(7)和驱动所述的激光切割头(7)向Y轴方向移动的切割头驱动装置(60)；所述的机座(1)上设有能将切割后的电池极片吸起的吸料装置(8)、装放所述的吸料装置(8)放下的电池极片的装料装置(9)；所述的吸料装置(8)包括吸料架(81)，所述的吸料架(81)上设有吸料板驱动气缸(82)，所述的吸料板驱动气缸(82)的气缸轴上设有与电池极片相对设置的吸料板(83)，所述的吸料板(83)上设多个与抽气泵连接用于吸起电池极片的吸嘴(84)；所述的激光切割头(7)包括壳体(72)，所述的壳体(72)一端上设有传导激光的光纤(73)，所述的壳体(72)的另一端上设有调焦镜筒(74)，所述的调焦镜筒(74)内设有用于对激光聚焦的聚焦镜片(75)，所述的调焦镜筒(74)的一端设有供激光射出的切割嘴(76)，所述的切割嘴(76)可向所述的聚焦镜片(75)一侧移动地安装在所述的调焦镜筒(74)上，所述的切割嘴(76)外套有抽气罩(77)，所述的抽气罩(77)和切割嘴(76)之间设有一端开口且开口端与待加工的电池极片相对的抽气腔(771)，所述的抽气罩(77)上设有与所述的抽气腔(771)连通的抽气通道(772)；所述的抽气罩(77)内设有栅格筒(78)，所述的栅格筒(78)上设有多个连通所述的抽气腔(771)和抽气通道(772)的连通孔(781)，所述的抽气罩(77)上设有与所述的抽气通道(772)相通的抽气口(773)，所述的连通孔(781)在所述的栅格筒(78)上周向布置，所述的连通孔(781)的孔口面积随着所述的连通孔(781)到所述的抽气口(773)的距离由远至近而由大变小；所述的壳体(72)上设有摄像机(79)，所述的壳体(72)内设有能将所述的切割嘴(76)内射出的激光进行切割的影像反射至所述的摄像机(79)的反射镜(80)。
2.根据权利要求1所述的一种电池极片激光切割机，其特征在于：所述的机座(1)上设有牵引架(51)，所述的牵引架(51)上设有向X轴方向延伸的第一导轨(52)，所述的夹紧装置(4)包括可滑动的设在所述的第一导轨(52)上的夹紧架(41)，所述的夹紧架(41)上设有将电池极片原料夹紧的上夹板(42)和下夹板(43)以及驱动所述的上夹板(42)和下夹板(43)相对夹紧的夹紧驱动气缸(44)。
3.根据权利要求2所述的一种电池极片激光切割机，其特征在于：所述的夹紧架(41)上设有第一螺母座(45)，所述的牵引驱动装置(5)包括安装在所述的牵引架(51)的第一驱动电机(50)，所述的第一驱动电机(50)上的电机轴上设有沿X轴方向延伸用于驱动所述的第一螺母座(45)的第一丝杆(53)。
4.根据权利要求1所述的一种电池极片激光切割机，其特征在于：所述的机座(1)上设有沿X轴方向延伸的第二导轨(11)，所述的切割头安装架(6)上设有在所述的第二导轨(11)上导滑的第二导槽(62)，所述的第二导槽(62)下端设有第二螺母座(63)，所述的安装架驱动装置(61)包括设在所述的机座(1)上的第二电机(64)，所述的第二电机(64)的电机轴上设有沿X轴方向延伸用于驱动所述的第二螺母座(63)的第二丝杆(65)。
5.根据权利要求1所述的一种电池极片激光切割机，其特征在于：所述的切割头安装架(6)上设有沿Y轴方向延伸的第三导轨(66)，所述的激光切割头(7)上设有能在所述的第三导轨(66)滑动的第三导槽(70)，所述的第三导槽(70)上设有第三螺母座(71)，所述的切割头驱动装置(60)包括第三驱动电机(67)，所述的第三驱动电机(67)的电机轴上设有沿Y轴方向延伸用于驱动所述的第三螺母座(71)的第三丝杆(68)。
6.根据权利要求1所述的一种电池极片激光切割机，其特征在于：所述的机座(1)上设有吸料安装架(12)，所述的吸料安装架(12)上设有沿X方向延伸供所述的吸料架(81)导滑的第四导轨(13)，所述的吸料安装架(12)上设有第四电机(14)，所述的第四电机(14)的电机轴上设有主动轮(15)，所述的吸料安装架(12)上设有从动轮(16)，所述的主动轮(15)通过皮带(17)驱动所述的从动轮(16)，所述的从动轮(16)上设有沿X轴方向延伸的第四丝杆(18)，所述的吸料架(81)设有由所述的第四丝杆(18)驱动的第四螺母座(19)。
7.根据权利要求1所述的一种电池极片激光切割机，其特征在于：所述的机座(1)一侧设有用于安装所述的转辊(2)的转辊座(20)，所述的转辊座(20)上设有第一导向辊(21)，所述的机座(1)上设有第二导向辊(22)，所述的转辊座(20)上在第一导向辊(21)和第二导向辊(22)之间设有张紧辊(23)，电池极片原料依次通过第一导向辊(21)、张紧辊(23)、第二导向辊(22)导向，所述的转辊座(20)上设有竖向设置的竖向导轨(24)，所述的张紧辊(23)可滑动的套在所述的竖向导轨(24)上。
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