CN106270109A - 叠片机极片冲切装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种叠片机极片冲切装置，包括极耳模具冲压机构和切断模具冲压机构；其特征是：所述极耳模具冲压机构包括安装在第一支撑架上的阳极成形模具和与阳极成形模具连接的成形驱动机构；所述切断模具冲压机构包括安装在第二支撑架上的阳极切断模具、主驱动机构、以及与阳极切断模具连接的切断驱动机构；所述主驱动机构包括上压辊和下压辊，上压辊和下压辊的轴端分别与动力源连接；所述上压辊和下压辊转动设置在左右支撑座之间，左右支撑座设置于底板上；所述底板滑动设置于第二支撑架上，底板与主驱动纠偏动力机构的输出端连接。本发明能够解决极片在冲切过程中出现偏差导致的极片冲切质量的不合格、冲切效率低等问题。

Description

叠片机极片冲切装置

技术领域

本发明涉及一种叠片机极片冲切装置，属于电池自动化制造设备技术领域。

背景技术

锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，已成为高新技术发展的重点之一。锂离子电池具有以下特点：高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。因其上述特点，锂离子电池已应用到移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多民用及军事领域。

锂电池的极片在生产过程中，需要对电池极片进行冲切，然后把冲切好的极片下料、包装等。现有技术中，采用两套模具对电池的极片进行冲切，采用传送机构对极片进行传送，带状极片经第一套模具时，该第一套模具冲极片的极耳部分，极耳部分冲切完成后，该带状极片再经过第二套模具时，该第二套模具把极片冲断，从而得到极片产品。

现有的冲切模具，在第一套模具和第二套模具冲切极片时，传送机构会停止传送极片，使极片停留在该模具的下方，以便于冲切，这种冲切装置的冲切效率低下，不能满足大批量的生产需求。而且冲切的品种单一，缺少极片的纠偏功能，不能解决由于极片在输送过程中出现偏差导致的冲切质量不合格的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种叠片机极片冲切装置，能够解决极片在冲切过程中出现偏差导致的极片冲切质量的不合格、冲切效率低等问题。

按照本发明提供的技术方案，所述叠片机极片冲切装置，包括极耳模具冲压机构和切断模具冲压机构；其特征是：

所述极耳模具冲压机构包括安装在第一支撑架上的阳极成形模具和与阳极成形模具连接的成形驱动机构；

所述切断模具冲压机构包括安装在第二支撑架上的阳极切断模具、主驱动机构、以及与阳极切断模具连接的切断驱动机构；所述主驱动机构包括上压辊和下压辊，上压辊和下压辊的轴端分别与动力源连接；

所述上压辊和下压辊转动设置在左右支撑座之间，左右支撑座设置于底板上；所述底板滑动设置于第二支撑架上，底板与主驱动纠偏动力机构的输出端连接。

进一步的，在所述上压辊的上方设置压辊座，压辊座与上压辊两端的轴承座相连，压辊座和支撑座之间通过平行微调机构连接；所述平行微调机构包括设置在压辊座上的第一顶块和设置于支撑座上的第二调整块，第一顶块与第二调整块滑动设置。

进一步的，在所述主驱动机构的极片进料方向设置纠偏传感器。

进一步的，所述第一支撑架和第二支撑架相对滑动设置，第一支撑架和/或第二支撑架与品种切换位置调节机构连接，品种切换位置调节机构驱动第一支撑架和第二支撑架相对滑动。

进一步的，所述压辊座的顶部设有气缸，气缸的缸体安装在压辊座上，气缸的活塞杆与和第二支撑架固连的顶盖相连。

进一步的，在所述压辊座和顶盖之间连接导柱导套组件。

进一步的，在所述底板和左右支撑座之间分别设有调节板，调节板与支撑座固连，底板和调节板之间通过微调机构连接；所述微调节机构包括与底板连接的第三调整块和与调节板连接的第二顶块，第二顶块与第三调整块滑动设置。

进一步的，在所述阳极成形模具的前方设有位置可调的辊子组件，在阳极切断模具的后方设有补偿电机，补偿电机的动力输出端设置用于吸附极片的吸附板。

进一步的，在所述阳极成形模具的后方设有气刀和极片除尘组件；在所述上压辊和下压辊的正前方分别设有毛刷除尘装置。

进一步的，所述成形驱动机构和切断驱动机构为曲轴连杆机构，曲轴连杆机构包括曲轴和连杆，曲轴的左端与伺服电机的输出轴相连，曲轴的右端与连杆相连，连杆的下端转动连接冲头，冲头的下端与阳极成形模具或阳极切断模具连接。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明能够在极片传递过程中发生偏移时通过纠偏控制系统实现引偏，避免因偏差导致的极片冲切质量不合格、冲切效率低等问题。

2、本发明可根据需求调整极片冲切尺寸，达到极片冲切品种切换的功能。

3、本发明采用两道除尘工序，有效去除极片表面的灰尘，提高极片的合格率。

4、本发明结构紧凑、冲切速度快、可满足大批量生产的需求。

附图说明

图1为本发明所述叠片机极片冲切装置的结构示意图。

图2为本发明所述叠片机极片冲切装置的俯视图。

图3为本发明所述叠片机极片冲切装置的左视图。

图4为本发明所述叠片机极片冲切装置的局部示视图。

图5为所述主驱动纠编动力机构的结构示意图。

图6为所述平行微调机构的结构示意图。

图7为所述曲轴连杆机构的结构示意图。

图8为所述品种切换位置调节机构的主视图。

图9为所述品种切换位置调节机构的俯视图。

图10为本发明所述叠片机极片冲切装置的局部放大图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1～图10所示：所述叠片机极片冲切装置包括极耳模具冲压机构1、切断模具冲压机构2、主驱动机构3、辊子组件4、导柱导套组件5、气缸6、纠偏控制器7、纠偏传感器8、品种切换位置调节机构9、毛刷除尘装置10、第一支撑架100、模具底板101、第一支撑柱102、阳极成形模具103、切断模顶板104、曲轴105、连杆106、第一冲头107、固定块108、料斗109、连杆固定块110、限轨组件111、第二支撑架201、第二支撑柱202、阳极切断模具203、补偿电机204、主驱动纠偏动力机构300、支撑座301、顶盖302、上压辊303、下压辊304、压辊座305、底板306、直线轨道307、第一顶块308、第二冲头309、第一调整块310、第二调整块311、调节板312、丝杠901、丝杠螺母902、丝杠支座903、调节块904。

如图1～图3所示，本发明所述叠片机极片冲切装置包括切断模具冲压机构2和极耳模具冲压机构1；极耳模具冲压机构1包括第一支撑架100、模具底板101、第一支撑柱102、阳极成形模具103和切断模顶板104；本发明所述叠片机极片冲切装置还包括纠偏控制系统，纠偏控制系统包括纠偏控制器7、纠偏传感器8和主驱动纠偏动力机构300。

所述第一支撑架100由左侧板、右侧板、上面板、下面板组成（以图1中垂直纸面向外的方向为左，垂直纸面向内的方向为右），左、右侧板平行相对设置，上、下面板平行相对设置，左侧板、右侧板的上端和下端分别与上面板和下面板垂直连接，左侧板和右侧板侧面还设有加强筋板。第一支撑架100基本上呈盒子状，第一支撑架100的顶部（即上面板）安装有模具底板101，模具底板101的顶部安装有阳极成形模具103，模具底板101的顶部四角分别垂直安装有第一支撑柱102，四根第一支撑柱102的顶部分别与切断模顶板104的底部四角垂直相连。

所述切断模顶板104的顶部安装有曲轴连杆机构，如图7所示，曲轴连杆机构包括曲轴105和连杆106，曲轴105的左端与伺服电机的输出轴相连，曲轴的右端与连杆106相连，连杆106的下端通过销轴连接有第一冲头107，第一冲头107的下端穿过切断模顶板104向下与阳极成形模具103（现有技术）连接，阳极成形模具103位于模具底板101的上部中间位置，阳极成形模具103的后方设有气刀和极片除尘组件，气刀的数量为两个，两个气刀分别设置在极片的上表面和下表面上，气刀安装在气刀底座上，气刀底座呈直角槽形，气刀安装在气刀底座的两个端部上，气刀底座通过固定块108安装在第一支撑架100上，气刀底座上设有气流孔，该气流孔与吸尘口相通，吸尘口的末端连接有料斗109，吸尘口和料斗组成除尘组件。气刀将极片上的灰尘吹下后，灰尘经吸尘口进入料斗109。为了更好的控制连杆106的上下运动，本实施例中，将曲轴连杆机构安装在长方体的壳罩内，长方体壳罩安装在切断模顶板104上，连杆106与连杆固定块110相连，连杆固定块110两侧平行设有限轨组件111，限轨组件111安装在长方体的壳罩内。

所述切断模具冲压机构2包括第二支撑架201（第二支撑架201的结构形状与第一支撑架100相同），第二支撑架201顶部安装有第二支撑柱202、主驱动机构3和阳极切断模具203，主驱动机构3包括支撑座301、顶盖302、上压辊303、下压辊304、压辊座305和底板306，底板306设置在第二支撑架201的顶部（即第二支撑架的上面板上），底板306上部的左右两端平行设置支撑座301，第二支撑柱202的顶部连接有顶盖302，顶盖302与底板306平行，上压辊303和下压辊304通过轴承和轴承座平行相对的设置在左、右支撑座301之间，上压辊303和下压辊304的转轴一端分别与伺服电机的输出轴相连（即伺服电机可以带动上压辊303、下压辊304转动）。

所述上压辊303的正上方设置有压辊座305，压辊座305的左右两端分别与上压辊303两端的轴承座相连。为了便于对上压辊303的平行度进行微调，在压辊座305和支撑座301的上部之间通过平行微调机构连接；如图6所示，所述平行微调机构包括第二调整块311和第一顶块308，第一顶块308设置在压辊座305的左右两端（压辊座305的左右两端均设有平行微调机构），第二调整块311设置在左、右支撑座301上部相对的两侧，第二调整块311的位置和第一顶块308的位置一一对应，第一顶块308设置于第二调整块311上的槽体中，第一顶块308可以在第二调整块311的槽体中进行位置调节。对上压辊303进行微调时，将第一顶块308在第二调整块311上的槽体内进行移动，第一顶块308带动压辊座305移动，压辊座305带动上压辊303移动，最终实现上压辊303的微调。

所述顶盖302的顶部设有曲轴连杆机构，如图7所示，曲轴连杆机构包括曲轴和连杆，曲轴的前端与伺服电机的输出轴相连，曲轴的前端和伺服电机的输出轴之间还设有减速器，曲轴的后端与连杆的上端相连，连杆的下端通过销轴连接有第二冲头309，第二冲头309的下端穿过顶盖302并向下与阳极切断模具203（现有技术）相连，阳极切断模具203设于主驱动机构3的后方，阳极切断模具203的底部与模具底座相连，底板306的底部设有与直线轨道307相配合的滑块，直线轨道307安装在第二支撑架201的顶部，主驱动纠偏动力机构300的输出轴端部与第一调整块310的一端相连，主驱动纠偏动力机构300为电缸，电缸的推杆在左右方向上运动，第一调整块310的另一端与底板306相连，电缸推杆通过推动第一调整块310最终推动底板306在直线轨道307上运动。

如图3所示，所述纠偏控制器7安装在切断模顶板104上，纠偏传感器8安装在第二支撑架201的顶部位于主驱动机构3的前方，当纠偏传感器8感应到极片发生偏差后，通过纠偏控制器7控制主驱动纠偏动力机构300带动第一调整块310左右移动实现纠偏功能。

所述阳极切断模具203后方设有补偿电机204，补偿电机204的动力输出端设有用于吸附极片的吸附板，补偿电机204的功能在于对补偿电机204顶部吸附板上的极片进行拉伸拖拽的作用，使极片处于绷紧的状态下被切割，提高极片的切割质量。

所述阳极成形模具103的前方设有辊子组件4，辊子组件4通过设有腰形孔的安装板安装在模具底板101的前侧面上，安装板的正下方设有辊子调节螺栓，辊子调节螺栓安装在螺母座内，螺母座安装在第一支撑架100的顶部前侧面（即上面板的前侧面）上，通过拧动螺栓实现对辊子组件4的位置进行微调。

如图4所示，所述压辊座305的顶部设有导柱导套组件5和气缸6，气缸6的缸体安装在压辊座305的上部，气缸6的活塞杆与顶盖302连接；当需要将上压辊303向上抬的时候，气缸6给压辊座305一个向上的力，进而使上压辊303向上运动；当需要使上压辊303和下压辊304之间保持一个恒定的接触关系时，气缸6给顶盖302一个向上的力，在反作用力的作用下，气缸6的底部给压辊座305一个向下的力，进而实现上压辊303和下压辊304之间保持一个恒定的接触关系，导柱导套组件5在整个过程中起到一个导向的作用。

为了实现极片冲切的品种种类切换，将第一支撑架100和第二支撑架201设置在两个平行设置的滑轨轨道上，第一支撑架100与滑轨轨道之间、第二支撑架201与滑轨轨道之间均设有滑块。如图3所示，滑轨轨道的外侧（左侧和右侧）均设有品种切换位置调节机构9；如图8、图9所示，每个品种切换位置调节机构9包括丝杠901和丝杠螺母902，丝杠901两端安装在丝杠支座903上，丝杠螺母902同轴安装在丝杠901上，丝杠螺母902与调节块904相连，其中一个调节块与第一支撑架100相连，另一个调节块与第二支撑架201相连，通过调节丝杠901实现第一支撑架100和第二支撑架201在滑轨轨道上移动，根据需要调整第一支撑架100和第二支撑架201之间的间距，最终保证冲切后的极片符合要求。

所述底板306与支撑座301之间还设有调节板312，底板306与调节板312之间通过微调机构连接，微调机构包括第三调整块和第二顶块，第二顶块与调节板312相连，第三调整块与底板306相连，第二顶块设置于第三调整块的调节槽中，第二顶块可以在第三调整块的调节槽中移动，并通过螺栓固定。

如图10所示，在所述上压辊303和下压辊304的正前方分别设有毛刷除尘装置10，毛刷除尘装置10包括表面设有螺旋型毛刷的毛刷辊和与毛刷辊相连的料斗，毛刷辊通过皮带与上压辊303和下压辊304同步转动，上压辊303前方的毛刷辊通过连接件与压辊座305相连，下压辊304前方的毛刷辊通过连接件与支撑座301相连。

本发明纠偏的工作原理：极片经过辊子组件4后进入阳极成形模具103，然后经过气刀和极片除尘组件除尘后，通过纠偏传感器8进入阳极切断模具203，当纠偏传感器8检测出极片出现偏差后，通过纠偏控制器7控制主驱动纠偏动力机构300，主驱动纠偏动力机构300通过第一调整块310带动底板306在直线轨道307上左右移动最终实现纠偏功能。

Claims (10)

1.一种叠片机极片冲切装置，包括极耳模具冲压机构（1）和切断模具冲压机构（2）；其特征是：

所述极耳模具冲压机构（1）包括安装在第一支撑架（100）上的阳极成形模具（103）和与阳极成形模具（103）连接的成形驱动机构；

所述切断模具冲压机构（2）包括安装在第二支撑架（201）上的阳极切断模具（203）、主驱动机构（3）、以及与阳极切断模具（203）连接的切断驱动机构；所述主驱动机构（3）包括上压辊（303）和下压辊（304），上压辊（303）和下压辊（304）的轴端分别与动力源连接；

所述上压辊（303）和下压辊（304）转动设置在左右支撑座（301）之间，左右支撑座（301）设置于底板（306）上；所述底板（306）滑动设置于第二支撑架（201）上，底板（306）与主驱动纠偏动力机构（300）的输出端连接。

2.如权利要求1所述的叠片机极片冲切装置，其特征是：在所述上压辊（303）的上方设置压辊座（305），压辊座（305）与上压辊（303）两端的轴承座相连，压辊座（305）和支撑座（301）之间通过平行微调机构连接；所述平行微调机构包括设置在压辊座（305）上的第一顶块（308）和设置于支撑座（301）上的第二调整块（311），第一顶块（308）与第二调整块（311）滑动设置。

3.如权利要求1所述的叠片机极片冲切装置，其特征是：在所述主驱动机构（3）的极片进料方向设置纠偏传感器（8）。

4.如权利要求1所述的叠片机极片冲切装置，其特征是：所述第一支撑架（100）和第二支撑架（201）相对滑动设置，第一支撑架（100）和/或第二支撑架（201）与品种切换位置调节机构（9）连接，品种切换位置调节机构（9）驱动第一支撑架（100）和第二支撑架（201）相对滑动。

5.如权利要求1所述的叠片机极片冲切装置，其特征是：所述压辊座（305）的顶部设有气缸（6），气缸（6）的缸体安装在压辊座（305）上，气缸（6）的活塞杆与和第二支撑架（201）固连的顶盖（302）相连。

6.如权利要求5所述的叠片机极片冲切装置，其特征是：在所述压辊座（305）和顶盖（302）之间连接导柱导套组件（5）。

7.如权利要求1所述的叠片机极片冲切装置，其特征是：在所述底板（306）和左右支撑座（301）之间分别设有调节板（312），调节板（312）与支撑座（301）固连，底板（306）和调节板（312）之间通过微调机构连接；所述微调节机构包括与底板（306）连接的第三调整块和与调节板（312）连接的第二顶块，第二顶块与第三调整块滑动设置。

8.如权利要求1所述的叠片机极片冲切装置，其特征是：在所述阳极成形模具（103）的前方设有位置可调的辊子组件（4），在阳极切断模具（203）的后方设有补偿电机（204），补偿电机（204）的动力输出端设置用于吸附极片的吸附板。

9.如权利要求1所述的叠片机极片冲切装置，其特征是：在所述阳极成形模具（103）的后方设有气刀和极片除尘组件；在所述上压辊（303）和下压辊（304）的正前方分别设有毛刷除尘装置（10）。

10.如权利要求1所述的叠片机极片冲切装置，其特征是：所述成形驱动机构和切断驱动机构为曲轴连杆机构，曲轴连杆机构包括曲轴和连杆，曲轴的左端与伺服电机的输出轴相连，曲轴的右端与连杆相连，连杆的下端转动连接冲头，冲头的下端与阳极成形模具（103）或阳极切断模具（203）连接。