CN106006134B - 隔膜自动换卷装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的隔膜自动换卷装置，包括竖直设立的基板，隔膜的传送方向与基板垂直；基板的左右两侧分别安装有互为备用的主用料卷机构和备用料卷机构；基板的中部分别安装有便于隔膜穿带的多个滚轮；基板的上部安装有同时控制主用料卷机构和备用料卷机构上的隔膜张力并为卷绕工序提供隔膜缓冲的张紧缓存机构；基板的下部安装有将新隔膜料卷首部粘贴在卷完隔膜尾部的隔膜转接机构；隔膜转接机构上侧的基板上还分别安装有将即将用完料卷的隔膜尾部余料切断压紧的左上隔膜余料切断机构和右上隔膜余料切断机构；隔膜转接机构下侧的基板上还分别安装有将牵引料卷的隔膜前端牵引料切断压紧的左下隔膜牵引料切断机构和右下隔膜牵引料切断机构。
Description
隔膜自动换卷装置 G支术领域】
[0001] 本发明涉及电池制作的卷绕设备，尤其涉及电芯的隔膜自动换卷装置。 【背景技术】
[0002] 现有的电池制造一般采用全自动卷绕设备，但在生产过程中，全自动卷绕、叠片、 制袋等工序包含隔膜卷料放卷的过程，目前一般采用单卷料放卷，料卷用完后停机换料的 方式，料带不能连续使用，特别是在电芯卷绕过程中，隔膜料卷在使用完后需暂停设备运 行，人工更换新隔膜料卷后重新开机运行，现有的隔膜交换带技术并不是完全自动化接带， 其中需要人为辅助，降低了机器的效率，增加了人与隔膜的接触机会造成对隔膜材料的污 染；同时增加了设备空闲时间，严重影响设备效率，造成材料浪费。 【发明内容】
[0003] 本发明适用于圆柱形锂电池或者圆形锂离子电池的全自动卷绕，可以实现隔膜自 动换卷，提供一种换卷过程中不需要停机更换，自动化程度提高，旧料卷使用完毕不需要停 机更换新隔膜料卷，节省了人工等待和更换料卷的时间，提高了设备的工作效率的隔膜自 动换卷装置。
[0004]为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
[0005]隔膜自动换卷装置，用于电芯全自动卷绕机的卷绕工序，包括竖直设立的基板，隔 膜的传送方向与基板垂直；
[0006]所述基板的左右两侧分别安装有互为备用的主用料卷机构和备用料卷机构，主用 料卷机构和备用料卷机构上安装的互为备用的隔膜料卷为卷绕工序轮流提供其释放的隔 膜；
[0007]所述基板的中部分别安装有两列便于主用料卷机构和备用料卷机构上的隔膜分 别进行备料穿带后各自牵引自由悬空的多个滚轮；
[0008]所述基板的上部安装有同时控制主用料卷机构和备用料卷机构上的隔膜张力并 为卷绕工序提供隔膜缓冲的张紧缓存机构；
[0009]所述基板的下部安装有将备用料卷机构上的新隔膜料卷首部粘贴在主用料卷机 构的隔膜尾部或将主用料卷机构上的新料隔膜首部粘贴在备用料卷机构隔膜尾部的隔膜 转接机构；
[0010]所述隔膜转接机构上侧的基板上还分别安装有用于将隔膜转接机构粘贴连接后 的主用料卷机构上即将用完料卷的隔膜尾部余料切断压紧的左上隔膜余料切断机构或用 于将备用料卷机构上即将使用完料卷的隔膜尾部余料切断压紧的右上隔膜余料切断机构； [0011]所述隔膜转接机构下侧的基板上还分别安装有用于将隔膜转接机构粘贴连接前 的主用料卷机构上牵引料卷的隔膜前端牵引料切断压紧的左下隔膜牵引料切断机构和备 用料卷机构上牵引料卷的隔膜前端牵引料切断压紧的右下隔膜牵引料切断机构；
[0012]所述隔膜转接机构为一对对称设置于隔膜两侧且相向夹紧粘贴主用隔膜和备用 隔膜两侧表面来实现双面胶相连接或相背松开隔膜的左进给粘贴部和右进给粘贴部。
[0013]优选地，所述主用料卷机构与张紧缓存机构之间还设有在张紧缓存机构松开隔膜 时将主用料卷机构输出的隔膜压紧于导辊上的隔膜左上压气缸。
[0014] 优选地，所述备用料卷机构与张紧缓存机构之间还设有在张紧缓存机构松开隔膜 时将备用料卷机构输出的隔膜压紧于导辊上的隔膜右上压气缸。
[0015] 优选地，所述张紧缓存机构包括笔形气缸、滑轨、滑块、张紧板和滚轮，所述滑轨相 对于水平面竖直放置且固定安装于基板上部的中间，张紧板安装于滑块上并沿滑轨上下滑 动，两个滚轮分别安装于张紧板的两端并分别对主用料卷机构和备用料卷机构上的隔膜导 向牵引，所述笔形气缸通过气缸座安装固定于基板上，笔形气缸的活塞杆端部安装有与张 紧板的底侧面浮动触接的浮动接头，所述笔形气缸通过浮动接头推动张紧板及滚轮沿滑轨 向下滑动张紧两个滚轮上分别牵引主用料卷机构和备用料卷机构输出的隔膜或沿滑轨向 上滑动缓存两个滚轮上分别牵引的主用料卷机构和备用料卷机构隔膜。
[0016] 优选地，所述左进给粘贴部和右进给粘贴部均包括固定板、转轴、旋转板、进给气 缸和真空吸盘，所述固定板垂直于基板安装，所述转轴通过轴承和轴承座安装于固定板上 的转轴孔内，所述旋转板安装于转轴顶端，进给气缸安装于旋转板顶端并推动前端连接的 真空吸盘横向进给运动，其中，所述进给气缸活塞端与真空吸盘之间还设有便于两者相互 固定连接的气缸连接板和转接板；当需要在真空吸盘处放置粘贴胶带时，手动扳动进给气 缸和真空吸盘沿转轴旋转90°，在真空吸盘处人工放置粘贴胶带后再旋转90°复位;备用料 卷机构与主用料卷机构的隔膜粘贴连接时，左进给粘贴部和右进给粘贴部各自的进给气缸 分别驱动对应的真空吸盘相向夹紧粘贴隔膜两侧表面来实现隔膜的双面胶相粘接连接，粘 接完各自反向运动复位。
[0017] 优选地，所述左上隔膜余料切断机构、右上隔膜余料切断机构、左下隔膜牵引料切 断机构和右下隔膜牵引料切断机构均包括定位板、剪切气缸、活塞连接板、移动切刀板、片 状切刀、上盖板、上隔膜压紧头、多个自张紧压簧、下隔膜压紧头、下盖板和切刀座，所述剪 切气缸通过定位板安装固定于基板上，移动切刀板通过活塞连接板安装固定于剪切气缸的 活塞端，移动切刀板中间开设有便于安装片状切刀的切刀槽，所述移动切刀板的上侧和下 侧分别向外延伸形成便于上隔膜压紧头和下隔膜压紧头后侧导轨放置的导槽，所述移动切 刀板的上侧和下侧还分别开设有多个便于容纳的自张紧压簧推动对应的上隔膜压紧头和 下隔膜压紧头弹性压紧隔膜的弹簧槽，所述上盖板和下盖板分别安装固定于移动切刀板的 上下侧并对上隔膜压紧头、多个自张紧压簧和下隔膜压紧头进行限位固定，所述切刀座安 装于移动切刀板的片状切刀前侧隔膜对应后侧的基板上，切刀座上对应上隔膜压紧头和下 隔膜压紧头的端部弧形头形成上下两个便于压紧隔膜的弧形槽，切刀座的两个弧形槽之间 开设有便于移动切刀板上的片状切刀穿过并切断隔膜的让位槽。
[0018] 优选地，所述上隔膜压紧头和下隔膜压紧头的端部弧形头为便于压紧隔膜且避免 损伤隔膜表面的胶棒。
[0019] 本发明的有益效果是：
[0020] 本发明适用电池制作的卷绕设备，换卷过程中不需要停机更换，自动化程度提高， 节省了换卷时间，提高了工作效率。
[0021] 由于主用料卷机构和备用料卷机构相对固定在基板上，当某一料卷放卷完需要与 另一料卷粘2妾时，只需要通过隔膜转接机构将主用料卷机构和备用料卷机构上的隔膜粘接 起来，效率高。另外，由于设置有左上隔膜余料切断机构、右上隔膜余料切断机构、左下隔膜 牵引料切断机构和右下隔膜牵引料切断机构，左下隔膜牵引料切断机构和右下隔膜牵引料 切断机构便于手动备料后对牵引料卷的隔膜前端牵引料切断压紧，左上隔膜余料切断机构 和右上隔膜余料切断机构分别切断即将放卷完毕的隔膜，保证主用料卷机构和备用料卷机 构之间的^互顺利切换。因而，实现在不停机下自动更换隔膜料卷、自动接带，接带质量高， 工作效率高，材料损耗减少，大大提高了产品的品质，使设备的生产效率得到有效提升。 [0022]同时1 将张紧缓存机构、完成隔膜交换的隔膜转接机构、切割隔膜的机构和牵引压 紧隔膜的机构融合于一体，大大简化了结构，在有限空间实现多种功能。 【附图说明】
[0023]图1是本发明的立体部分结构示意图；
[0024]图2是本发明的主视结构示意图；
[0025]图3是本发明张紧缓存机构的爆炸结构放大示意图；
[0026]图4是本发明张紧缓存机构的立体结构放大示意图；
[0027]图5是本发明隔膜转接机构上每个进给粘贴部的立体结构放大示意图；
[0028]图6是本发明隔膜转接机构上每个进给粘贴部的立体结构放大示意图；
[0029]图7是本发明用于切断并压紧隔膜机构的爆炸结构放大示意图；
[0030]图8是本发明用于切断并压紧隔膜机构的立体结构放大示意图。 【具体实施方式】
[0031]隔膜自动换卷装置，如图1至图8所示，用于电芯全自动卷绕机的卷绕工序，包括竖 直设立的基板1，隔膜的传送方向与基板1垂直;在基板1的左右两侧分别安装有互为备用 的主用料卷机构2和备用料卷机构3,主用料卷机构2和备用料卷机构3上安装的互为备用的 隔膜料卷为卷绕工序轮流提供其释放的隔膜;基板1的中部分别安装有两列便于主用料卷 机构2和备用料卷机构3上的隔膜分别进行备料穿带后各自牵引自由悬空的多个滚轮4。 [0032]继续如图1至图8所示，基板1的上部安装有同时控制主用料卷机构2和备用料卷 机构3上的隔膜张力并为卷绕工序提供隔膜缓冲的张紧缓存机构5;在主用料卷机构2与张 紧缓存机构5之间、备用料卷机构3与张紧缓存机构5之间还分别设有在张紧缓存机构5松开 隔膜时将主用料卷机构2和备用料卷机构3输出的隔膜分别压紧于导辊6上的隔膜左上压 气缸7和隔膜右上压气缸8，隔膜左上压气缸7和隔膜右上压气缸8直接安装固定于基板1上； 在基板1的下部安装有将备用料卷机构3上的新料隔膜首部粘贴在主用料卷机构2的隔膜尾 部或将主用料卷机构2上的新料隔膜首部粘贴在备用料卷机构3隔膜尾部的隔膜转接机构 9〇
[0033]继续如图1至图8所示，隔膜转接机构9上侧的基板1上还分别安装有用于将隔膜转 接机构9粘贴连接后的主用料卷机构2上即将用完料卷的隔膜尾部余料切断压紧的左上隔 膜余料切断机构10或用于将备用料卷机构3上即将使用完料卷的隔膜尾部余料切断压紧的 右上隔膜余料切断机构11;隔膜转接机构9下侧的基板1上还分别安装有用于将隔膜转接机 构9粘贴连接前的主用料卷机构2上牵引料卷的隔膜前端牵引料切断压紧的左下隔膜牵引 料切断机构12和备用料卷机构3上牵引料卷的瞧前端牵引料切断压紧的右下醒牵引 切断机构13。
[0034]如图1至图4所示，该张紧缓存机构5包括笔形气缸5〇、滑轨5丨、滑块52、张紧板53和 滚轮54，、滑轨51相对于水平面竖直放置且固定安装于基板丄上部的中间，张紧板5按装于滑 块52上并沿滑轨51上下滑动，两个滚轮54分别安装于张紧板53的两端并分别对主用料卷机 和备用料卷机构3上的隔膜导向牵引，笔形气缸5〇通过气缸座5〇〇安装固定于基板1上， 笔形气缸50的活塞杆端部安装有与张紧板53的底侧面浮动触接的浮动接头5〇1，笔形气缸 50通过浮动接头501推动张紧板53及滚轮54沿滑轨51向下滑动，张紧两个滚轮54上分别牵 引主用料卷机构2和备用料卷机构3输出的隔膜或沿滑轨51向上滑动缓存两个滚轮54上分 别牵引的主用料卷机构2和备用料卷机构3隔膜。
[0035]如图1、图2、图5和图6所示，隔膜转接机构9为一对对称设置于隔膜两侧且相向夹 紧粘贴主用隔膜和备用隔膜两侧表面来实现双面胶相连接或相背松开隔膜的左进给粘贴 部9a和右进给粘贴部％，左进给粘贴部ga和右进给粘贴部％均包括固定板9〇、转轴91、旋 转板92、进给气缸93和真空吸盘94,固定板90垂直于基板1安装；转轴91通过两个轴承95 和轴承座96安装于固定板90上的转轴孔内，并通过挡圈97对转轴91下端的轴承95限位固 定;旋转板92安装于转轴91顶端，进给气缸93安装于旋转板92顶端并推动前端连接的真空 吸盘94横向进给运动，其中，进给气缸93活塞端与真空吸盘94之间还设有便于两者相互固 定连接的气缸连接板98和转接板99;当需要在真空吸盘94处放置粘贴胶带时，手动扳动进 给气缸93和真空吸盘94沿转轴91旋转90°使其吸孔侧正对操作者，在真空吸盘94处人工放 置粘贴胶带后再旋转9〇°复位;备用料卷机构3与主用料卷机构2的隔膜粘贴连接时，左进 给粘贴部9a和右进给粘贴部％各自的进给气缸分别驱动对应的真空吸盘相向夹紧粘贴隔 膜两侧表面来实现隔膜的双面胶相粘接连接，粘接完各自反向运动复位。
[0036]如图1、图2、图7和图8所示，左上隔膜余料切断机构1〇、右上隔膜余料切断机构1K 左下隔膜牵引料切断机构I2和右下隔膜牵引料切断机构13均包括定位板100、剪切气缸 101、活塞连接板102、移动切刀板103、片状切刀104、上盖板105、上隔膜压紧头106、多个自 张紧压簧107、下隔膜压紧头108、下盖板109和切刀座110,剪切气缸101通过定位板1〇〇安 装固定于基板1上，移动切刀板103通过活塞连接板102安装固定于剪切气缸101的活塞端， 移动切刀板103中间开设有便于安装片状切刀104的切刀槽1030,移动切刀板103的上侧和 下侧分别向外延伸形成便于上隔膜压紧头106和下隔膜压紧头108后侧导轨C放置的导槽 1031，移动切刀板103的上侧和下侧还分别开设有多个便于容纳的自张紧压簧1〇7推动对应 的上隔膜压紧头106和下隔膜压紧头108弹性压紧隔膜的弹簧槽1032,上盖板105和下盖板 109分别安装固定于移动切刀板103的上下侧并对上隔膜压紧头106、多个自张紧压簧107和 下隔膜压紧头108进行限位固定;所述切刀座110安装于移动切刀板103的片状切刀104前侧 隔膜对应后侧的基板1上，切刀座110上对应上隔膜压紧头10和下隔膜压紧头108的端部弧 形头形成上下两个便于压紧隔膜的弧形槽1100,其中，上隔膜压紧头10和下隔膜压紧头 108的端部弧形头为便于压紧隔膜且避免损伤隔膜表面的胶棒d;切刀座110的两个弧形槽 1100之间开设有便于移动切刀板103上的片状切刀104穿过并切断隔膜的让位槽1101。
[0037] 工作原理：
[0038] 工作时，如图2所示，此时主用料卷机构2正在供给隔膜，备用料卷机构3的隔膜依 据图示备料隔膜穿带方式，通过滚轮4牵引自由悬空，隔膜右上压气缸8的活塞杆伸出，压住 隔膜，右下隔膜牵引料切断机构13上的剪切气缸进给，带动片状切刀进给，切断备用料卷机 构3牵引端的隔膜并压住隔膜，同时手动取下前端料头。
[0039]然后，手动备胶:手动将隔膜转接机构9的左右两侧的进给气缸和真空吸盘同时旋 转90°，手动备好胶带分别放入两侧真空吸盘各自的吸胶块上，再手动将两侧的进给气缸和 真空吸盘回转90°，回到初始状态，完成隔膜转接机构9的备胶。
[0040]接着，换卷:主用料卷机构2上即将用完的料卷通过滚轮牵引走带，依据图2所示的 方式正常走带时，控制张紧缓存机构5上的笔形气缸50伸出，带动滑块52通过滑轨51向上位 移，隔膜处于松弛状态；隔膜左上压气缸7和隔膜右上压气缸8的活塞杆伸出，压住隔膜；左 上隔膜余料切断机构10上的片状切刀104进给，切断主用料卷机构2上即将用完的隔膜并压 住隔膜;然后，隔膜转接机构9的左右两侧的进给气缸同时驱动各自的真空吸盘同时相向进 给，对主用料卷机构2和备用料卷机构3上的隔膜侧面进行贴胶带、粘合，完成后，隔膜转接 机构9的左右两侧的真空吸盘同时退回;进而，左上隔膜余料切断机构10与右下隔膜牵引料 切断机构同时后退，张紧缓存机构5上的笔形气缸50缩回，隔膜又处于张紧状态，隔膜正常 走带，隔膜左上压气缸7和隔膜右上压气缸8缩回，主用料卷机构2上的废料卷轴反向旋转， 回收废料，自动换卷完毕。反之，当备用料卷机构3进行隔膜换卷操作时，反向控制对应的切 刀机构即可完成隔膜的控制。
[0041]以上所述实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范 围，凡依本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.隔膜自动换卷装置，用于电芯全自动卷绕机的卷绕工序，包括竖直设立的基板，隔膜 的传送方向与基板垂直;其特征在于： 所述基板的左右两侧分别安装有互为备用的主用料卷机构和备用料卷机构，主用料卷 机构和备用料卷机构上安装的互为备用的隔膜料卷为卷绕工序轮流提供其释放的隔膜； 所述基板的中部分别安装有两列便于主用料卷机构和备用料卷机构上的隔膜分别进 行备料穿带后各自牵引自由悬空的多个滚轮； 所述基板的上部安装有同时控制主用料卷机构和备用料卷机构上的隔膜张力并为卷 绕工序提供隔膜缓冲的张紧缓存机构； 所述基板的下部安装有将备用料卷机构上的新隔膜料卷首部粘贴在主用料卷机构的 隔膜尾部或将主用料卷机构上的新料隔膜首部粘贴在备用料卷机构隔膜尾部的隔膜转接 机构； 所述隔膜转接机构上侧的基板上还分别安装有用于将隔膜转接机构粘贴连接后的主 用料卷机构上即将用完料卷的隔膜尾部余料切断压紧的左上隔膜余料切断机构或用于将 备用料卷机构上即将使用完料卷的隔膜尾部余料切断压紧的右上隔膜余料切断机构； 所述隔膜转接机构下侧的基板上还分别安装有用于将隔膜转接机构粘贴连接前的主 用料卷机构上牵引料卷的隔膜前端牵引料切断压紧的左下隔膜牵引料切断机构和备用料 卷机构上牵引料卷的隔膜前端牵引料切断压紧的右下隔膜牵引料切断机构； 所述隔膜转接机构为一对对称设置于隔膜两侧且相向夹紧粘贴主用隔膜和备用隔膜 两侧表面来实现双面胶相连接或相背松开隔膜的左进给粘贴部和右进给粘贴部。
2.根据权利要求1所述的隔膜自动换卷装置，其特征在于，所述主用料卷机构与张紧缓 存机构之间还设有在张紧缓存机构松开隔膜时将主用料卷机构输出的隔膜压紧于导辊上 的隔膜左上压气缸。
3. 根据权利要求1所述的隔膜自动换卷装置，其特征在于，所述备用料卷机构与张紧缓 存机构之间还设有在张紧缓存机构松开隔膜时将备用料卷机构输出的隔膜压紧于导辊上 的隔膜右上压气缸。
4. 根据权利要求1所述的隔膜自动换卷装置，其特征在于，所述张紧缓存机构包括笔形 气缸、滑轨、滑块、张紧板和滚轮，所述滑轨相对于水平面竖直放置且固定安装于基板上部 的中间，张紧板安装于滑块上并沿滑轨上下滑动，两个滚轮分别安装于张紧板的两端并分 别对主用料卷机构和备用料卷机构上的隔膜导向牵引，所述笔形气缸通过气缸座安装固定 于基板上，笔形气缸的活塞杆端部安装有与张紧板的底侧面浮动触接的浮动接头，所述笔 形气缸通过浮动接头推动张紧板及滚轮沿滑轨向下滑动张紧两个滚轮上分别牵引主用料 卷机构和备用料卷机构输出的隔膜或沿滑轨向上滑动缓存两个滚轮上分别牵引的主用料 卷机构和备用料卷机构隔膜。
5.根据权利要求1所述的隔膜自动换卷装置，其特征在于，所述左进给粘贴部和右进给 粘贴部均包括固定板、转轴、旋转板、进给气缸和真空吸盘，所述固定板垂直于基板安装，所 述转轴通过轴承和轴承座安装于固定板上的转轴孔内，所述旋转板安装于转轴顶端，进给 气缸安装于旋转板顶端并推动前端连接的真空吸盘横向进给运动；当需要在真空吸盘处放 置粘贴胶带时，手动扳动进给气缸和真空吸盘沿转轴旋转90。，在真空吸盘处人工放置粘贴 胶带后再旋转90°复位;备用料卷机构与主用料卷机构的隔膜粘贴连接时，左进给粘贴部和 右进给粘贴部各自的进给气缸分别驱动对应的真空吸盘相向夹紧粘贴隔膜两侧表面来实 现隔I吴的双面I父相粘接连接，粘接完各自反向运动复位。
6. 根据权利要求1所述的隔膜自动换卷装置，其特征在于，所述左上隔膜余料切断机 构、右上隔膜余料切断机构、左下隔膜牵引料切断机构和右下隔膜牵引料切断机构均包括 定位板、剪切气缸、活塞连接板、移动切刀板、片状切刀、上盖板、上隔膜压紧头、多个自张紧 压簧、下隔膜压紧头、下盖板和切刀座，所述剪切气缸通过定位板安装固定于基板上，移动 切刀板通过活塞连接板安装固定于剪切气缸的活塞端，移动切刀板中间开设有便于安装片 状切刀的切刀槽，所述移动切刀板的上侧和下侧分别向外延伸形成便于上隔膜压紧头和下 隔膜压紧头后侧导轨放置的导槽，所述移动切刀板的上侧和下侧还分别开设有多个便于容 纳的自张紧压簧推动对应的上隔膜压紧头和下隔膜压紧头弹性压紧隔膜的弹簧槽，所述上 盖板和下盖板分别安装固定于移动切刀板的上下侧并对上隔膜压紧头、多个自张紧压簧和 下隔膜压紧头进行限位固定，所述切刀座安装于移动切刀板的片状切刀前侧隔膜对应后侧 的基板上，切刀座上对应上隔膜压紧头和下隔膜压紧头的端部弧形头形成上下两个便于压 紧隔膜的弧形槽，切刀座的两个弧形槽之间开设有便于移动切刀板上的片状切刀穿过并切 断隔膜的让位槽。
7. 根据权利要求6所述的隔膜自动换卷装置，其特征在于，所述上隔膜压紧头和下隔膜 压紧头的端部弧形头为便于压紧隔膜且避免损伤隔膜表面的胶棒。
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