CN106239959A - 一种用于高速叠片机的叠片凸轮压紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高速叠片机的叠片凸轮压紧装置，包括用于控制压刀张合、升降的直齿轮对心直动尖顶从动件正反面沟槽凸轮装置，用于叠片时极片安放的叠片升降平台装置，以及用于压紧极片的压刀缓冲装置，叠片升降平台可根据叠片片数自适应降低平台高度，使叠片连续作业时保证极片上表面与压刀下表面保持固定的距离和压力值，同时也保证高速叠片压刀运动时避免损伤极片和隔离膜，以及还保证叠片完成后电芯的密实度；压刀缓冲装置除了起到压紧极片时的缓冲作用，同时也防止极片和隔离膜跑偏，对叠片的整齐度、密实度有至关影响。本申请可克服现有技术叠片平台机构的换型麻烦、体积笨重、叠片效率低、叠片整齐度密实度不足、叠片稳定性差等缺点。

Description

一种用于高速叠片机的叠片凸轮压紧装置

技术领域

本发明属于电池设备制造技术改进领域，尤其涉及一种用于高速叠片机的叠片凸轮压紧装置。

背景技术

传统叠片压紧机构用在高速叠片机中时，会出现以下严重的问题，一、气缸压紧机构反应速度迟缓，跟不上高速叠片的速度，严重影响叠片效率。二、气缸叠片压紧机构由于通过压缩空气输送给气缸运动，压缩空气管路存在回流量差值，会造成压刀动作不一致，在高速叠片过程中压刀动作微小的不一致都会严重影响叠片和隔离膜的整齐度和密实度，特别是隔离膜的整齐度和密实度。三、气缸压刀叠片机构稳定性差，换型麻烦且成本高，同时体积大，占用整机安装空间，不方便布局。四、双凸轮配合压紧机构虽然与单凸轮压紧机构相类似，但是双凸轮压紧机构存在以下缺点：1、和气缸压紧机构一样体积大，占用安装空间，不方便布局；2、驱动运转机构是通过同步轮同步带伺服电机驱动，同步轮同步带增加了机械运动副，从而降低机械效率和机械稳定性。而直齿轮正反面对心直动尖顶从动件沟槽凸轮是通过两直齿轮配合伺服电机驱动，稳定性好，机械效率高。

因为针对传统叠片机压紧机构的换型麻烦、速度慢，效率低，稳定性差，体积大等缺陷难以满足高速叠片机的运动配合需求。所以为了满足高速叠片机叠片速度的需求，传统叠片机压紧机构有待改进和优化，甚至摒弃，然后另辟蹊径设计出一种易换型，速度快，效率高，稳定性强，体积小全新的叠片机压紧机构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高速叠片机的叠片凸轮压紧装置，旨在解决叠片机压紧机构的换型麻烦，速度慢，效率低，稳定性差，体积大的技术问题。

本发明是这样实现的，一种用于高速叠片机的叠片凸轮压紧装置，所述叠片凸轮压紧装置包括用于控制压刀张合、升降的直齿轮对心直动尖顶从动件正反面沟槽凸轮装置，用于叠片时极片安放的叠片升降平台装置，用于压紧极片的压刀缓冲装置，用于安装正反面沟槽凸轮装置的底座，所述正反面沟槽凸轮装置设于所述底座上，所述升降平台装置设于所述正反面沟槽凸轮装置上，所述压刀缓冲装置设于所述正反面沟槽凸轮装置的顶面。

本发明的进一步技术方案是：所述叠片凸轮压紧装置为两个，相对设于所述底座上。

本发明的进一步技术方案是：两个所述叠片凸轮压紧装置相同，其包括底板，设于所述底板上的前固定轴支座，置于所述前固定轴支座中间并设于所述底板上的大板支座，通过轴连接所述前固定轴支座的大直齿轮，所述大直齿轮置于所述大板支座中，连接于所述大板支座上的第一伺服电机，所述第一伺服电机的电机轴连接固定的小直齿轮，所述大直齿轮与所述小直齿轮齿合连接，所述大直齿轮的正、反面分别设有凸轮沟槽，所述大直齿轮的正、反面的凸轮沟槽分别于第一随动器、第二随动器、第三随动器及第四随动器相切配合旋转运动，所述第一随动器分别于连杆的一端、左连杆的一端及右连杆的一端安装连接，所述连杆的另两端分别通过滑座固定安装于大板支座上，所述左连杆的另一端连接所述左摇杆的一端连接，所述右连杆的另一端连接所述右摇杆的一端连接，所述左摇杆的另一端通过所述第二随动器与左压刀滑座连杆的一端连接，所述右摇杆的另一端通过所述第三随动器与右压刀滑座连杆的一端连接，所述顶杆的一端与所述第四随动器安装连接。

本发明的进一步技术方案是：所述叠片升降平台装置包括第二伺服电机，所述第二伺服电机通过电机座安装与所述底座上，所述第二伺服电机的电机轴通过联轴器连接丝杠，所述丝杠的螺母座连接升降台滑座，所述升降台滑座连接叠片平台，所述叠片平台的侧面安装有检测平台上电芯的传感器。

本发明的进一步技术方案是：所述压刀缓冲装置包括四个设置压刀装置，四个所述压刀装置分别设于所述叠片凸轮压紧装置上，四个所述压刀装置包括两个左压刀装置和两个右压刀装置。

本发明的进一步技术方案是：所述压刀装置包括滑块座，设于滑块座上的压刀，拉簧的两端分别设于所述滑块座的上下两端，所述滑块座还连接摇杆的另一端。

本发明的进一步技术方案是：所述摇杆包括两个左摇杆和两个右摇杆。

本发明的进一步技术方案是：所述滑块座包括滑板，与所述滑板垂直连接的支撑板，与所述滑板和支撑板分别连接所加强座，设于加强座上的限位块，与所述支撑板的上端侧面连接的压刀座，两端分别连接所述压刀座和加强座的拉簧。

本发明的有益效果是：通过第一、二个伺服电机分别驱动两个主动小直齿轮，两个小直齿轮分别带动两个从动大直齿轮（直齿轮对心直动尖顶从动件正反面沟槽凸轮）。正面沟槽凸轮通过连杆、摇杆控制压刀座的张开与闭合，反面沟槽凸轮通过顶杆控制压刀的升与降。第三个伺服电机连接丝杆控制升降平台起落。以上所述机构构建了全新的叠片平台凸轮压紧机构，克服了传统叠片机压紧机构的换型麻烦，速度慢，效率低，稳定性差，体积大等缺陷。

附图说明

图1是本发明实施例提供的叠片凸轮压紧装置的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的正反面沟槽凸轮装置的正面结构示意图。

图3是本发明实施例提供的正反面沟槽凸轮装置的反面结构示意图。

图4是本发明实施例提供的直齿轮正反面对心直动尖顶从动件沟槽凸轮时序图。

图5是本发明实施例提供的升降平台机构的结构示意图。

图6是本发明实施例提供的大直齿轮正面凸轮机构的结构示意图。

图7是本发明实施例提供的大直齿轮反面凸轮机构的结构示意图。

图8是本发明实施例提供的压刀装置结构示意图。

具体实施方式

图1示出了本发明提供的用于高速叠片机的叠片凸轮压紧装置，所述叠片凸轮压紧装置包括用于控制压刀张合、升降的直齿轮对心直动尖顶从动件正反面沟槽凸轮装置10，用于叠片时极片安放的叠片升降平台装置20，用于压紧极片的压刀缓冲装置30，用于安装正反面沟槽凸轮装置的底座40，所述正反面沟槽凸轮装置10设于所述底座40上，所述升降平台装置20设于所述正反面沟槽凸轮装置10上，所述压刀缓冲装置30设于所述正反面沟槽凸轮装置10的顶面。所述叠片升降平台装置20用于叠片时极片的安放以及随着叠片数量的增加自适应下降合适高度。

所述叠片凸轮压紧装置为两个，相对设于所述底座上。

两个所述叠片凸轮压紧装置相同，其包括底板201，设于所述底板201上的前固定轴支座202，置于所述前固定轴支座202中间并设于所述底板201上的大板支座203，通过轴连接所述前固定轴支座202的大直齿轮204，所述大直齿轮204置于所述大板支座203中，连接于所述大板支座203上的第一伺服电机205，所述第一伺服电机205的电机轴连接固定的小直齿轮206，所述大直齿轮与所述小直齿轮齿合连接，所述大直齿轮的正、反面分别设有凸轮沟槽，所述大直齿轮的正、反面的凸轮沟槽分别于第一随动器207、第二随动器208、第三随动器209及第四随动器210相切配合旋转运动，所述第一随动器207分别于连杆211的一端、左连杆212的一端及右连杆213的一端安装连接，所述连杆211的另两端分别通过滑座216固定安装于大板支座203上，所述左连杆212的另一端连接所述左摇杆214的一端连接，所述右连杆213的另一端连接所述右摇杆215的一端连接，所述左摇杆214的另一端通过所述第二随动器208与左压刀滑座连杆301的一端连接，所述右摇杆215的另一端通过所述第三随动器209与右压刀滑座连杆302的一端连接，所述顶杆217的一端与所述第四随动器210安装连接。

所述叠片升降平台装置包括第二伺服电机501，所述第二伺服电机501通过电机座安装502与所述底座40上，所述第二伺服电机501的电机轴通过联轴器连接丝杠503，所述丝杠503的螺母座连接升降台滑座，所述升降台滑座连接叠片平台，所述叠片平台的侧面安装有检测平台上电芯的传感器504。

所述压刀缓冲装置包括四个设置压刀装置，四个所述压刀装置分别设于所述叠片凸轮压紧装置上，四个所述压刀装置包括两个左压刀装置和两个右压刀装置。

所述压刀装置包括滑块座，设于滑块座上的压刀307，拉簧的两端分别设于所述滑块座的上下两端，所述滑块座还连接摇杆的另一端。

所述摇杆包括两个左摇杆和两个右摇杆。

所述滑块座包括滑板301，与所述滑板301垂直连接的支撑板302，与所述滑板301和支撑板302分别连接所加强座303，设于加强座303上的限位块304，与所述支撑板302的上端侧面连接的压刀座305，两端分别连接所述压刀座305和加强座303的拉簧306307。

一种用于高速叠片机的叠片凸轮压紧机构，包括用于控制压刀缓冲机构张合、升降的直齿轮对心直动尖顶从动件正反面沟槽凸轮装置，用于叠片时极片安放的叠片升降平台装置。所述叠片升降平台装置用于叠片时极片的安放以及随着叠片数量的增加自适应下降合适高度。

通过左右两组对称直齿轮对心直动尖顶从动件正反面沟槽凸轮装置控制四把压刀缓冲机构的张合、升降。所述正面沟槽大凸轮控制压刀缓冲机构的张合，反面沟槽小凸轮控制压刀缓冲机构的升降。所述叠片升降平台装置处在四把压刀缓冲机构中间。

正、反面沟槽凸轮槽内相切配合凸轮随动器，所述凸轮随动器与顶杆、连杆一端安装连接。所述连杆另一端与摇杆一端安装连接，所述摇杆另一端与小凸轮随动器安装固定。所述小凸轮随动器与左右压刀滑动连杆腰型槽滚动相切配合。所述左右压刀滑动连杆安装固定于压刀左右滑动座。所述左右滑动连杆与左右压刀缓冲滑动座安装。

通过改变更换所述左右压刀滑动座的长度尺寸，即可改变压刀张合的尺寸大小。运动核心部分直齿轮对心直动尖顶从动件正反面沟槽凸轮不需要更换，保证做到换型后机械运动的稳定性。

四把压刀缓冲机构包括压刀、压刀上下移动滑块滑轨、压刀左右移动滑块滑轨、压刀上下滑动座、压刀左右滑动座、压刀上下滑轨固定座、压刀左右滑轨固定座、拉簧、优力胶缓冲限位块。所述拉簧一端安装固定在上下滑动座，另一端安装固定在左右滑动座。所述优力胶缓冲限位块安装于压刀上下移动滑块滑轨底部，可进行上下位置的微调。

第一伺服电机的电机轴与小直齿轮安装固定，所述小直齿轮与直齿轮对心直动尖顶从动件正反面沟槽凸轮配合。

所述直齿轮对心直动尖顶从动件正反面沟槽凸轮通过两侧固定轴支座固定。所述固定轴支座安装于底板。

第一伺服电机安装固定于大板支座上。所述大板支座安装固定于底板。

摇杆安装连接于外侧轴支座上。

所述顶杆另一端与压刀左右滑轨固定座安装固定。所述压刀左右滑轨固定座两端分别与两个滑块座安装固定。所述滑块滑轨安装固定在大板支座外侧上。

所述压刀左右移动滑块滑轨安装于压刀左右滑动座上。

第二伺服电机驱动控制升降平台装置。所述伺服电机其固定座下表面与底板连接，上表面固定支撑升降平台。

直齿轮对心直动尖顶从动件正反面沟槽凸轮内侧小凸轮外圆边缘装有感应片，用于感应直齿轮对心直动尖顶从动件正反面沟槽凸轮的周期圆周运动。

光电传感器固定在大板支座上。

如图1所示，本发明提供的一种用于高速叠片机的叠片凸轮压紧装置，包括用于控制压刀张合、升降的直齿轮对心直动尖顶从动件正反面沟槽凸轮装置，用于叠片时极片安放的叠片升降平台装置，以及用于压紧极片的压刀缓冲装置。所述叠片升降平台可根据叠片片数自适应降低平台高度，满足高速连续作业的叠片要求，同时使叠片连续作业时保证极片上表面与压刀下表面保持固定距离值和压力值，从而保证压刀运动时不损伤极片和隔离膜；所述压刀缓冲装置除了起到压紧极片时的缓冲作用，同时也对叠片完成后电芯的整齐度、密实度有影响。

所述直齿轮对心直动尖顶从动件正反面沟槽凸轮装置控制压刀缓冲机构的张合、升降，如图2、3所示。第一伺服电机安装固定于大板支座上，所述电机轴端连接固定小直齿轮；所述小直齿轮与大直齿轮（直齿轮对心直动尖顶从动件正反面沟槽凸轮）配合；所述大直齿轮正、反面的沟槽凸轮与分别于大、小凸轮随动器相切配合旋转运动；所述大凸轮随动器与连杆、左连杆、右连杆一端安装连接；所述小凸轮随动器与顶杆一端安装固定；所述连杆两端分别装固定于两块滑座上，随大凸轮随动器的上下移动而上下滑动；所述左连杆、右连杆另一端分别于左摇杆、右摇杆一端安装连接；所述左摇杆、右摇杆另一端分别与凸轮随动器安装连接；所述凸轮随动器分别与左、右压刀滑座连杆安装连接；所述左、右压刀左右滑座连杆分别与左、右压刀缓冲装置安装固定。当伺服电机带动小直齿轮运转时，所述小直齿轮会带动大直齿轮运转，所述大直齿轮的运转会使正面沟槽凸轮也圆周运转，所述正面沟槽凸轮圆周运转时大凸轮随动器就会上下周期性的运动，所述大凸轮随动器上下周期运动时通过连杆，左、右连杆，左、右摇杆，左、右压刀滑座连杆间的机械安装连接运动使左、右缓冲压刀装置周期性的张开、闭合。

所述顶杆另一端与压刀左右滑轨固定座安装固定；所述压刀左右滑轨固定座两端分别与两块滑座安装固定，随大小轮随动器的上下移动而上下滑动。当伺服电机带动小直齿轮运转时，所述小直齿轮会带动大直齿轮运转，所述大直齿轮的运转会使反面沟槽凸轮也圆周运转，所述反面沟槽凸轮圆周运转时小凸轮随动器就会上下周期性的运动，所述小凸轮随动器上下周期运动时通过顶杆与压刀左右滑轨固定座连接安装运动会使左、右缓冲压刀装置周期性的上下移动。

由于所述左、右缓冲压刀装置的上下、左右周期性的工作是通过控制所述伺服电机的运动旋转，则所述压刀的工作效率可以通过控制所述伺服电机转速速率提高压刀的工作速率；且直齿轮对心直动尖顶从动件正反面沟槽凸轮设计发明大大缩小机构的体积；合理的设计凸轮运动轨迹及应用验证，保证了压刀工作的稳定性、可靠性。所以综合所述此凸轮压紧机构速度快，效率高，稳定性强，体积小，及其适合运用在当今乃至今后的高速叠片机叠片平台压紧机构中。

如图4所示为本发明的直齿轮对心直动尖顶从动件正反面沟槽凸轮时序图。

如图5所示，本发明提供的一种用于高速叠片机的叠片升降平台装置机构。伺服电机通过电机底座安装在底板上，同时左右大板支座也安装于所述底板上面；所述伺服电机通过联轴器与丝杆连接安装；所述丝杆螺母座与升降平台滑座安装；所述升降平台滑座与平台安装；所述平台侧面装有传感器来检测平台上电芯（或极片）的有无，避免叠片时的冲突干涉。

当进行叠片时，叠片升降平台会随着叠片数量的增加而在伺服电机驱动下自适应的向下移动，保证极片和隔膜与压刀间的压力值。

如图6、7，是本发明提供的一种用于高速叠片机叠片压紧凸轮机构的直齿轮对心直动尖顶从动件正反面沟槽凸轮，左、右缓冲压刀装置周期性的左右、上下移动就是通过所述直齿轮对心直动尖顶从动件正反面沟槽凸轮的周期性运转实现。

如图8所示，是本发明提供的一种用于高速叠片机压刀缓冲装置机构。压刀固定在滑块座上，所述滑块座与拉簧一端安装连接；所述拉簧另一端与左（右）压刀滑块座安装连接。当所述压刀与极片和隔膜没有相互作用力时，也就是说当压刀没有叠压极片和隔膜时，所述压刀在所述拉簧拉力作用下使所述滑块座底部限位贴合于限位优力胶表面；而当所述压刀与极片和隔膜有相互作用力时，也就是说当压刀有叠压极片和隔膜时，拉簧起到了当压刀叠压隔膜瞬时的缓冲作用，同时拉簧也起到压紧隔膜和极片的作用，使隔膜和极片在左右压刀交替压紧时，隔膜和极片不松弛、不跑偏，从而能保证极片和隔膜的密实度和平整度。当更换极片型号时，只需相应更换左右滑动座尺寸即可完成换型，不需要做换型后的调试，方便简洁。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于高速叠片机的叠片凸轮压紧装置，其特征在于，所述叠片凸轮压紧装置包括用于控制压刀张合、升降的直齿轮对心直动尖顶从动件正反面沟槽凸轮装置，用于叠片时极片安放的叠片升降平台装置，用于压紧极片的压刀缓冲装置，用于安装正反面沟槽凸轮装置的底座，所述正反面沟槽凸轮装置设于所述底座上，所述升降平台装置设于所述正反面沟槽凸轮装置上，所述压刀缓冲装置设于所述正反面沟槽凸轮装置的顶面。

2.根据权利要求1所述的叠片凸轮压紧装置，其特征在于，所述叠片凸轮压紧装置为两个，相对设于所述底座上。

3.根据权利要求2所述的叠片凸轮压紧装置，其特征在于，两个所述叠片凸轮压紧装置相同，其包括底板，设于所述底板上的前固定轴支座，置于所述前固定轴支座中间并设于所述底板上的大板支座，通过轴连接所述前固定轴支座的大直齿轮，所述大直齿轮置于所述大板支座中，连接于所述大板支座上的第一伺服电机，所述第一伺服电机的电机轴连接固定的小直齿轮，所述大直齿轮与所述小直齿轮齿合连接，所述大直齿轮的正、反面分别设有凸轮沟槽，所述大直齿轮的正、反面的凸轮沟槽分别于第一随动器、第二随动器、第三随动器及第四随动器相切配合旋转运动，所述第一随动器分别于连杆的一端、左连杆的一端及右连杆的一端安装连接，所述连杆的另两端分别通过滑座固定安装于大板支座上，所述左连杆的另一端连接所述左摇杆的一端连接，所述右连杆的另一端连接所述右摇杆的一端连接，所述左摇杆的另一端通过所述第二随动器与左压刀滑座连杆的一端连接，所述右摇杆的另一端通过所述第三随动器与右压刀滑座连杆的一端连接，所述顶杆的一端与所述第四随动器安装连接。

4.根据权利要求3所述的叠片凸轮压紧装置，其特征在于，所述叠片升降平台装置包括第二伺服电机，所述第二伺服电机通过电机座安装与所述底座上，所述第二伺服电机的电机轴通过联轴器连接丝杠，所述丝杠的螺母座连接升降台滑座，所述升降台滑座连接叠片平台，所述叠片平台的侧面安装有检测平台上电芯的传感器。

5.根据权利要求4所述的叠片凸轮压紧装置，其特征在于，所述压刀缓冲装置包括四个设置压刀装置，四个所述压刀装置分别设于所述叠片凸轮压紧装置上，四个所述压刀装置包括两个左压刀装置和两个右压刀装置。

6.根据权利要求4所述的叠片凸轮压紧装置，其特征在于，所述压刀装置包括滑块座，设于滑块座上的压刀，拉簧的两端分别设于所述滑块座的上下两端，所述滑块座还连接摇杆的另一端。

7.根据权利要求6所述的叠片凸轮压紧装置，其特征在于，所述摇杆包括两个左摇杆和两个右摇杆。

8.根据权利要求7所述的叠片凸轮压紧装置，其特征在于，所述滑块座包括滑板，与所述滑板垂直连接的支撑板，与所述滑板和支撑板分别连接所加强座，设于加强座上的限位块，与所述支撑板的上端侧面连接的压刀座，两端分别连接所述压刀座和加强座的拉簧。