CN104972509B - 用于连续涂布工艺极片的全自动精确纠偏冲切机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于连续涂布工艺极片的全自动精确纠偏冲切机，包括机身、控制机构、供电机构、电机、气胀轴、纠偏放料机构、送料机械手、压料组件、上模座、激光刀模、取料机械手和料盒，在上模座前面设有CCD纠偏机构，上模座安装有刀模纠偏机构；CCD纠偏机构包括CCD图像传感器以及其微调机构；刀模纠偏机构包括伺服电机，伺服电机连接激光刀模。本发明采用CCD图像传感器记录来料箔材和极片涂层相邻之间C点处走料的偏摆位移量数值，并将数值反馈给伺服电机，由伺服电机带动激光刀模根据反馈的数值向前或向后移动，通过刀模的移动来纠正材料在送料进去时造成的偏摆，保证刀模冲切时的C点位置精确地与箔材及涂层相邻之间的C点位置重合。

Description

用于连续涂布工艺极片的全自动精确纠偏冲切机

技术领域

本发明涉及锂电池生产设备技术领域，具体涉及一种用于对锂离子电池极片进行冲切的设备。

背景技术

锂离子电池生产工艺，分为叠片工艺和卷绕工艺两种，在叠片工艺中，极片的涂布可分为间隙涂布与连续涂布两种，连续涂布工艺由于涂布速度更快，涂层厚度精度高一致性好，因此被更多的生产厂家采用。

在冲切机上冲切连续涂布的极片来料时，都要求必须保证极片的极耳冲切位置在箔材与涂层相接之处（即C点位置精确），在来料为间隙涂布的卷材时，材料送料过程经过纠偏后，C点位置可通过伺服电机送料（送料机械手）精确控制。然而在冲切连续涂布工艺时，卷材在放料过程中有纠偏传感器进行纠偏，但还是会有少量的前后偏摆，这个时候伺服电机送料（送料机械手）就保证不了C点的精确度了。

进行连续涂布工艺极片的冲切时，送料过程必须要保证完全直线，才能保证冲切时C点位置的精确，以往的设备在连续涂布工艺中，只有放料的过程中有进行纠偏的动作，而这些纠偏机构都是在上模座（用来固定激光胶板刀模）之外的位置安装的，距离上模座还有一段较长的距离，这样在材料放料纠偏到送进上模座进行冲切时，这中间一段的材料还是会有一定量的前后偏摆，不能保证完全直线型的送料进去，这样使得冲切的C点位置会不够精确，造成产品不合格，报废率高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构合理、自动定位纠偏、刀模自动移动、精度高的用于连续涂布工艺极片的全自动精确纠偏冲切机。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种用于连续涂布工艺极片的全自动精确纠偏冲切机，包括机身，及安装于机身上的控制机构、供电机构、电机、气胀轴、纠偏放料机构、送料机械手、压料组件、上模座、激光刀模、取料机械手和料盒，卷材挂放于气胀轴上，气胀轴连接电机，纠偏放料机构位于气胀轴之后，送料机械手位于纠偏放料机构后面，压料组件位于送料机械手后面，上模座位于压料组件后面，上模底板安装在上模座下面，激光刀模安装在上模底板下面；取料机械手位于上模座后面，料盒设于取料机械手旁边，其特征在于：在上模座前面设有CCD纠偏机构，上模座安装有刀模纠偏机构；CCD纠偏机构安装于压料组件上，位于上模座与压料组件之间，其包括CCD图像传感器（中文全称：电荷耦合元件）以及针对CCD图像传感器的微调机构；刀模纠偏机构包括伺服电机，伺服电机连接激光刀模，伺服电机与上模底板连接固定。

进一步地，所述CCD图像传感器安装于CCD安装板上，CCD安装板固定于一纵向板上，纵向板固定于一滑块上，滑块安装在一直线导轨上，直线导轨安装于横梁侧面；在纵向板上固定有螺母座，螺母座安装于微调螺杆上，微调螺杆两端通过轴承固定于轴承固定座上，轴承固定座固定于一横梁上，横梁通过其一端安装于固定座上，固定座安装于压料组件上；微调螺杆的其中一端穿过轴承固定座与微调旋钮连接；横梁表面设有刻度标尺，螺母座上面设有指针，指针对准刻度标尺。

进一步地，在纵向板的背面固定有一参照固定板，参照固定板上安装有光源安装件，光源安装件上安装有光源。

进一步地，所述伺服电机安装于电机安装座上，电机安装座固定于纠偏固定板上；伺服电机通过联轴器连接滚珠丝杆，滚珠丝杆穿过纠偏固定板安装于丝杆螺母中，丝杆螺母安装于上模底板上；上模底板另一侧设有刀模锁定手柄，刀模锁定手柄卡于激光刀模上。

进一步地，所述纠偏固定板与上模底板之间设有左右两组纠偏导向轴，纠偏导向轴一端固定于纠偏固定板上，另一端通过直线轴承安装于上模底板上；纠偏导向轴上套有弹簧，弹簧一端连接纠偏固定板，另一端连接直线轴承；在纠偏固定板的靠近两端位置设有刀模限位块，从两边对激光刀模进行限位。

进一步地，在纠偏固定板上安装有限位传感器，限位传感器位于滚珠丝杆旁，在滚珠丝杆的整体移动时起到安全限位作用。

进一步地，整个刀模纠偏机构由一防护罩遮盖，防护罩固定于纠偏固定板上。

本设备的定位纠偏原理为，用微调旋钮将CCD图像传感器微调到极片的涂层与箔材（箔材分为正极材料和负极材料，一般为铝箔和铜箔）相邻的C点位置，CCD图像传感器检测记录涂层与C点在送料过程中出现的前后偏摆，并将记录的偏摆数值反馈给伺服电机，伺服电机带动滚珠丝杆推动激光刀模移动，激光刀模向前或向后的微量移动使得在下一刻冲切时能精确地切到箔材与涂层相邻的C点处，确保刀模的C点边缘刚好和箔材与涂层相邻的C点边缘相重叠；刀模限位块从两边对激光刀模进行限位。

本发明采用CCD图像传感器记录来料箔材和极片涂层相邻之间（C点）的走料的偏摆位移量数值，并将偏摆的数值反馈给伺服电机，由伺服电机带动激光刀模直接根据反馈的数值进行向前或向后移动，通过刀模的移动来纠正材料在送料进去时造成的偏摆，这样就能保证刀模的C点位置刚好能精确无误的冲切到箔材与涂层相邻之间的C点位置处，来料涂布蛇形误差≤±0.2 mm（1米范围内）时，刀模纠偏可精确到±0.15mm，整个过程完全自动化。

附图说明

图1为本发明俯视图；

图2为图1的A部放大图；

图3为图1的B部放大图；

图4为CCD检测机构分解结构图；

图5为刀模纠偏机构分解结构图。

图中，1为马达，2为气胀轴，3为纠偏放料机构，4为涂层，5为送料机械手，6为压料组件，7为上模座，8为激光刀模，9为刀模锁定手柄，10为右顶升料盒，11为左顶升料盒，12为箔材，13为上模底板，A1为CCD图像传感器，A2为固定座，A3为微调螺杆，A4为微调旋钮，A5为螺母座，A6为横梁，A7为刻度标尺，A8为直线导轨，A9为轴承固定座，A10为纵向板，A11为CCD安装板，A12为参照固定板，A13为光源安装件，B1为伺服电机，B2为电机安装座，B3为纠偏固定板，B4为滚珠丝杆，B5为丝杆螺母，B6为纠偏导向轴，B7为刀模限位块，B8为限位传感器，B9为联轴器，B10为直线轴承，B11为防护罩。

具体实施方式

本实施例中，参照图1、图2、图3、图4和图5，所述用于连续涂布工艺极片的全自动精确纠偏冲切机，包括机身，及安装于机身上的控制机构、供电机构、电机1、气胀轴2、纠偏放料机构3、送料机械手5、压料组件6、上模座7、激光刀模8、取料机械手和料盒，表面具有涂层4的卷材挂放于气胀轴2上，气胀轴2连接电机1，纠偏放料机构3位于气胀轴2之后，送料机械手5位于纠偏放料机构3后面，压料组件6位于送料机械手5后面，上模座7位于压料组件6后面，上模底板13安装于上模座7下面，激光刀模8安装上模底板13下面；取料机械手位于上模座7后面，右顶升料盒10和左顶升料盒11设于取料机械手旁边；在上模座7前面设有CCD纠偏机构，上模座7安装有刀模纠偏机构；CCD纠偏机构安装于压料组件6上，位于上模座7与压料组件6之间，其包括CCD图像传感器A1以及针对CCD图像传感器A1的微调机构；刀模纠偏机构包括伺服电机B1，伺服电机B1连接激光刀模8，伺服电机B1与上模底板13连接固定。

所述CCD图像传感器A1安装于CCD安装板A11上，CCD安装板A11固定于一纵向板A10上，纵向板A10固定于一滑块上，滑块安装在一直线导轨A8上，直线导轨A8安装于横梁A6侧面；在纵向板A10上固定有螺母座A5，螺母座A5安装于微调螺杆A3上，微调螺杆A3两端通过轴承固定于轴承固定座A9上，轴承固定座A9固定于一横梁A6上，横梁A6通过其一端安装于固定座A2上，固定座A2安装于压料组件6上；微调螺杆A3的其中一端穿过轴承固定座A9与微调旋钮A4连接；横梁A6表面设有刻度标尺A7，螺母座A5上面设有指针，指针对准刻度标尺A7。

在纵向板A10的背面固定有一参照固定板A12，参照固定板A12上安装有光源安装件A13，光源安装件A13上安装有光源。

所述伺服电机B1安装于电机安装座B2上，电机安装座B2固定于纠偏固定板B3上；伺服电机B1通过联轴器B9连接滚珠丝杆B4，滚珠丝杆B4穿过纠偏固定板B3安装于丝杆螺母B5中，丝杆螺母B5安装于上模底板13上；上模底板13另一侧设有刀模锁定手柄9，刀模锁定手柄9卡于激光刀模8上。

所述纠偏固定板B3与上模底板13之间设有左右两组纠偏导向轴B6，纠偏导向轴B6一端固定于纠偏固定板B3上，另一端通过直线轴承B10安装于上模底板上13；纠偏导向轴B6上套有弹簧，弹簧一端连接纠偏固定板B3，另一端连接直线轴承B10；在纠偏固定板B3的靠近两端位置处设有刀模限位块B7，从两边对激光刀模8进行限位。

在纠偏固定板B3上安装有限位传感器B8，限位传感器B8位于滚珠丝杆B4旁，在滚珠丝杆B3的整体移动时起到安全限位作用。

整个刀模纠偏机构由防护罩B11遮盖，防护罩B11固定于纠偏固定板B3上。

本设备的定位纠偏原理为，用微调旋钮A4将CCD图像传感器A1微调到极片的涂层4与两侧箔材12相邻的C点位置，CCD图像传感器A1检测记录涂层与C点在送料过程中出现的前后偏摆，并将记录的偏摆数值反馈给伺服电机B1，伺服电机B1带动滚珠丝杆B4推动激光刀模8移动，激光刀模8向前或向后的微量移动使得在下一刻冲切时能精确地切到箔材12与涂层4相邻的C点处，确保刀模的C点边缘刚好和箔材12与涂层4相邻的C点边缘相重叠；刀模限位块B7从两边对激光刀模8进行限位。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (8)

1.一种用于连续涂布工艺极片的全自动精确纠偏冲切机，包括机身，及安装于机身上的控制机构、供电机构、电机、气胀轴、纠偏放料机构、送料机械手、压料组件、上模座、激光刀模、取料机械手和料盒，卷材挂放于气胀轴上，气胀轴连接电机，纠偏放料机构位于气胀轴之后，送料机械手位于纠偏放料机构后面，压料组件位于送料机械手后面，上模座位于压料组件后面，上模底板安装在上模座下面，激光刀模安装上模底板下面；取料机械手位于上模座后面，料盒设于取料机械手旁边，其特征在于：在上模座前面设有CCD纠偏机构，上模座安装有刀模纠偏机构；CCD纠偏机构安装于压料组件上，位于上模座与压料组件之间，其包括CCD图像传感器以及针对CCD图像传感器的微调机构；刀模纠偏机构包括伺服电机，伺服电机连接激光刀模，伺服电机与上模底板连接固定。

2.根据权利要求1所述的用于连续涂布工艺极片的全自动精确纠偏冲切机，其特征在于：所述CCD图像传感器安装于CCD安装板上，CCD安装板固定于一纵向板上，纵向板固定于一滑块上，滑块安装在一直线导轨上，直线导轨安装于横梁侧面；在纵向板上固定有螺母座，螺母座安装于微调螺杆上，微调螺杆两端通过轴承固定于轴承固定座上，轴承固定座固定于一横梁上，横梁通过其一端安装于固定座上，固定座安装于压料组件上；微调螺杆的其中一端穿过轴承固定座与微调旋钮连接；横梁表面设有刻度标尺，螺母座上面设有指针，指针对准刻度标尺。

3.根据权利要求2所述的用于连续涂布工艺极片的全自动精确纠偏冲切机，其特征在于：在纵向板的背面固定有一参照固定板，参照固定板上安装有光源安装件，光源安装件上安装有光源。

4.根据权利要求1所述的用于连续涂布工艺极片的全自动精确纠偏冲切机，其特征在于：所述伺服电机安装于电机安装座上，电机安装座固定于纠偏固定板上；伺服电机通过联轴器连接滚珠丝杆，滚珠丝杆穿过纠偏固定板安装于丝杆螺母中，丝杆螺母安装于上模底板上；上模底板另一侧设有刀模锁定手柄，刀模锁定手柄卡于激光刀模上。

5.根据权利要求4所述的用于连续涂布工艺极片的全自动精确纠偏冲切机，其特征在于：所述纠偏固定板与上模底板之间设有左右两组纠偏导向轴，纠偏导向轴一端固定于纠偏固定板上，另一端通过直线轴承安装于上模底板上；纠偏导向轴上套有弹簧，弹簧一端连接纠偏固定板，另一端连接直线轴承；在纠偏固定板的靠近两端位置设有刀模限位块。

6.根据权利要求4所述的用于连续涂布工艺极片的全自动精确纠偏冲切机，其特征在于：在纠偏固定板上安装有限位传感器，限位传感器位于滚珠丝杆旁。

7.根据权利要求4所述的用于连续涂布工艺极片的全自动精确纠偏冲切机，其特征在于：整个刀模纠偏机构由一防护罩遮盖，防护罩固定于纠偏固定板上。

8.一种用于连续涂布工艺极片的全自动精确纠偏冲切机，其特征在于：其纠偏原理为，用微调旋钮将CCD图像传感器微调到极片的涂层与箔材相邻的C点位置，CCD图像传感器检测记录涂层与C点在送料过程中出现的前后偏摆，并将记录的偏摆数值反馈给伺服电机，伺服电机带动滚珠丝杆推动激光刀模移动，激光刀模向前或向后的微量移动使得在下一刻冲切时能精确地切到箔材与涂层相邻的C点处，确保刀模的C点边缘刚好和箔材与涂层相邻的C点边缘相重叠；刀模限位块从两边对激光刀模进行限位。