CN106505254A - 叠片机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂电池加工生产领域，特别涉及叠片机，包括极片料库模组、上料模组、贴极片模组、一叠料平台模组、一放隔膜模组以及一壳体，所述极片料库模组、上料模组、贴极片模组、放隔膜模组以及裁切隔膜模组均设置与壳体内，所述料库模组设置于壳体的底板上，所述上料模组设置于料库模组正上方，所述贴极片模组设置于上料模组正上方，所述极片料库模组、所述上料模组以及所述贴极片模组均设置有两个，一个所述极片料库模组、一个所述上料模组以及一个所述贴极片模组构成一组叠片序列，两组叠片序列分别设置于所述叠料平台模组的两侧，并且与所述叠料平台模组的距离相等；该叠片机的加工效率较高。

Description

叠片机

【技术领域】

本实用新型涉及锂电池加工生产领域，特别涉及叠片机。

【背景技术】

锂电池的内部结构包括若干依次层叠的正电极极片和负电极极片，正负电极极片之间以隔膜隔开，正负电极极片的加工需要在不同工位进行，加工的锂电池在两个工位之间进行直线式跑位，跑位距离长，同时由于需要进行多次正负电极极片的贴片，经过多次放大效应后，使得锂电池叠片加工效率不高。

同时，叠片机在获取电极极片前，需要完成从料库获取电极极片、刷吹电极极片、以及电极极片的定位等操作，以方便贴装模组直接获取电极极片后直接贴装，而现有技术中上述操作均在一个工位完成，不利于提高生产效率。

在加工领域，机器的工作效率显得尤为重要，对工作效率的追求被所有制造企业孜孜以求，因此，上述两个两个问题需要进一步得到改善。

【发明内容】

为了克服上述问题，本发明提出±45°圆周式跑位的叠片机。

本发明解决上述技术问题提供的一种技术方案是：提供一种叠片机，用以对电极极片的叠片，包括极片料库模组、上料模组、贴极片模组、一叠料平台模组、一放隔膜模组以及一壳体，所述极片料库模组、上料模组、贴极片模组、放隔膜模组以及裁切隔膜模组均设置与壳体内，所述料库模组设置于壳体的底板上，所述上料模组设置于料库模组正上方，所述贴极片模组设置于上料模组正上方，所述极片料库模组、所述上料模组以及所述贴极片模组均设置有两个，一个所述极片料库模组、一个所述上料模组以及一个所述贴极片模组构成一组叠片序列，两组叠片序列分别设置于所述叠料平台模组的两侧，并且与所述叠料平台模组的距离相等。

优选地，所述叠料平台模组包括一安装座、一叠料平台以及一驱动装置，所述叠料平台设置于所述安装座上，所述驱动装置包括于所述叠料平台固定连接的转轴，所述驱动装置驱动转轴转动，带动叠料平台相对安装座转动。

优选地，所述叠料平台在相对转轴所在的、与安装座相垂直的平面呈±45°的两个工作位上往复摆动，且在±45°的两个工作位完成贴片。

优选地，所述叠料平台包括一平台底板、一平台板、一平台恒压气缸、两个平台填补气缸、一第一叠片组和一第二叠片组，所述平台底板位于两固定板之间，固定于转动电机的转轴上，所述平台恒压气缸设置于平台底板的中心，两个平台填补气缸设置于所述平台恒压气缸的两侧，所述平台板设置于平台恒压气缸上。

优选地，所述平台板包括两平台缺口，从所述平台板较长的一边沿平行于较短的一边的方向延伸，所述平台缺口的长度小于平台板较短的一边，两个平台填补气缸分别对应两个缺口设置，在平台填补气缸的驱动下，一根与平台缺口相适应的填补杠填补于平台缺口的位置。

优选地，第一叠片组和第二叠片组分别对应两个叠片序列的叠片操作，分别设置于平台板较长的一边一侧。

优选地，第二叠片组与第一叠片组结构相同，且第一叠片组和第二叠片组相对平台板的中心对称。

优选地，第一叠片组包括一同步电机、一传动组件、两个压合气缸以及两个压片，两个压片分别固定于两个压合气缸上，分别设置于平台板较长的一边的两端，压合气缸固定于平台底板的上表面，摆动电机固定于平台底板的下表面。

优选地，传动组件包括一主动轮、一从动轮以及一传送带，同步电机驱动主动轮转动，主动轮通过传送带带动从动轮转动，设置于平台板较长的一边的两端的两个压合气缸及设置于其上的压片通过传动组件实现同步操作。

优选地，所述极片料库模组包括一料库驱动电机、一丝杆、一存贮容器、一运载板、两个滑动板以及一底座，所述丝杆连接于所述料库驱动电机，并可在所述料库驱动电机的驱动下转动；所述底座固定于所述壳体的底板上，所述存贮容器13设置于所述底座上，所述运载板设置于所述存贮容器内，且所述运载板可在所述存贮容器内运动，电极极片存放于所述运载板上，随着所述运载板在所述存贮容器内运动而不断输送至上料模组。

与现有技术相比，该叠片机100的上料模组20采用了旋转工位，将现有技术中在一个工位完成的操作分成多个工位，大大提高了叠片的效率，同时在+45°摆动贴片，运动轨迹为90°，圆周式跑位，跑位距离短，完成一个90度周期跑位时间为0.6S；配合整机作业完成一次贴完正负极片为1.2S，使锂电池的生产效率进一步得到提高。

【附图说明】

图1为本发明叠片机的整体结构示意图；

图2为本发明叠片机的极片料库模组结构示意图；

图3为本发明叠片机的上料模组的俯视图；

图4为本发明叠片机的上料模组的立体图；

图5为本发明叠片机的贴极片模组的工作状态示意图；；

图6为本发明叠片机的贴极片模组的立体图；

图7为本发明叠片机的叠料平台模组的立体图之一；

图8为本发明叠片机的叠料平台模组的立体图之二；

图9为本发明叠片机的叠料平台模组的立体图之三。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅限于指定视图上的相对位置，而非绝对位置。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，图1 示例性的示出了叠片机100 的结构示意图，所述叠片机100 用于对锂电池的正负电极片的叠片，其包括极片料库模组10、上料模组20、贴极片模组30、一叠料平台模组40、一放隔膜模组50 以及一壳体60，所述极片料库模组10、上料模组20、贴极片模组30、叠料平台模组40 和放隔膜模组50 均设置与壳体60 内， 所述料库模组设置于壳体60的底板上，用以放置极片，并在叠片时从料库模组10 向外输出极片，所述上料模组20设置于料库模组10 正上方，用以从所述料库模组10 取极片，并将极片进行预定的处理操作后，传送给贴极片模组30 进行贴片，所述贴极片模组30 设置于上料模组20 正上方，并从所述上料模组20 获取极片，进行相应的贴极10 片操作，所述叠料平台模组 40 通过一安装台安装于壳体 60 的底板，所述放隔膜模组50 设置于叠料平台模组40 上方，极片在所述叠料平台模组40 上进行叠片，所述放隔膜模组50 向叠料平台模组40 输送隔膜，使正负电极片之间以隔膜隔开。

所述极片料库模组10、所述上料模组20 以及所述贴极片模组30 均设置有两个，一个所述极片料库模组10、一个所述上料模组20以及一个所述贴极片模组30 构成一组叠片序列，因此所述叠片机共包括两组叠片序列，分别用于正电极极片、负电极极片的叠片操作。所述极片料库模组10、所述上料模组20 以及所述贴极片模组30 构成的两组叠片序列分别设置于所述叠料平台模组40 的两侧，并且与所述叠料平台模组40 的距离相等，即所述叠料平台模组40设置于两组叠片序列的正中间位置。

图2 示例性的示出了极片料库模组10 的结构示意图，所述极片料库模组10 用于贮存极片，两组叠片序列的极片料库模组10 分别存放正电极极片和负电极极片，对应地，进行正电极极片叠片操作的叠片序列对应的料库模组10存放正电极极片，反之，进行负电极极片叠片操作的叠片序列对应的料库模组10存放负电极极片。

所述极片料库模组10 包括一料库驱动电机11、一丝杆、一存贮容器13、一运载板14、两个滑动板15 以及一底座16，所述丝杆连接于所述料库驱动电机11，并可在所述料库驱动电机11 的驱动下转动；所述底座16 固定于所述壳体60 的底板上，所述存贮容器13设置于所述底座16 上，所述运载板14设置于所述存贮容器13内，且所述运载板14可在所述存贮容器13内运动，电极极片存放于所述运载板14 上，随着所述运载板14 在所述存贮容器13 内运动而不断向外输送。

具体地，所述存贮容器13 与电极极片的形状相适应，大体呈正四棱柱状，所述存贮容器13 的四个侧面均为镂空结构，其包括四根“L”的棱板131，分别对应正四棱柱的四条棱边，四根棱板 131 合围形成所述存贮空间。所述棱板131 包括两个相互垂直设置的侧板133，且侧板133 的中部镂空形成一个滑槽135，相邻棱板131 处于同一侧面的两个侧板133的滑槽135 之间构成一个滑道，两个滑动板15 固定连接于所述运载板14 的相对两侧，并可沿着所述滑槽在滑槽内滑动。

所述丝杆的轴线垂直于所述运载板 14 所在的平面，且所述运载板 14 与所述丝杆螺纹连接，所述料库驱动电机11 驱动丝杆转动，带动所述运载板14沿所述丝杆的轴向进行上下运动。

图3 示例性的示出了上料模组20 的结构示意图，所述上料模组20 为多工位旋转上料模组，其包括一取料定位气缸21、一刷吹装置23、两个极片定位气缸25、一极片感应器27和一旋转工位29，所述旋转工位29包括多个相互独立工作的工位，本实施例中，包括六个相互独立工作的工位：第一工位291、第二工位292、第三工位293、第四工位294、第五工位295 和第六工位296，第一工位291 至第六工位296 沿顺时针方向依次设置，构成一正六边形，每一个工位占据正六边形的一条边。每一工位包括一长方形的工位板297，用以放置和加工电极极片，六个工位的工位板297 合围形成一容纳空间，所述取料定位气缸21 设置于所述容纳空间内，位于旋转工位的中心处；所述刷吹装置23 设置于第二工位292 的工位板297 一侧；两个极片定位气缸25 设置于第三工位293 的工位板的一条对角线两端；所述极片感应器27 设置于第三工位293 和第四工位294 的交界处，用于检测电极极片是否脱落。

所述第一工位291为取极片工位，其设置于所述极片料库模组10的正上方，正对于所述存贮容器13 设置，存贮容器13 内的电极极片不断被第一工位291 获取，具体地，每一工位均具有气缸接口298，用以和取料定位气缸21 相接，当气缸接口298 连接于取料定位气缸21 时，第一工位291 从极片料库模组10 吸附一片电极极片，且在取料定位气缸21 脱离接口后，电极极片仍被吸附在工位板297上。

所述第二工位292 为刷吹工位，第一工位291 获取电极极片后，即将极片转移至第二工位292，在所述第二工位292 对获取的电极极片通过刷吹装置23 以毛刷气吹的方式进行处理，以防止获取多个电极极片，若在第一工位291时获取的电极极片大于一片，则可将多余的极片吹走，仅保留一片电极极片输送至下一工位。本实施例中，所述刷吹装置23设置于第二工位292的工位板297 上端。

所述第三工位293 为定位工位，电极极片在所述第三工位293 被定位，所述定位基于对角线进行定位。两个极片定位气缸25 分别设置于第三工位293的工位板297 一条对角线的两端，用以协助电极极片的定位。

所述第四工位294为极片取走工位，电极极片经过第一工位291、第二工位292 和第三工位293 的操作后，在第四工位294 被所述贴极片模组30 取走。

所述第五工位295 和第六工位296 为冗余工位，等待获取电极极片。

所述旋转工位29 可在电极的驱动下旋转。需要说明的是，上述第一工位291、第二工位292、第三工位293、第四工位294、第五工位295 和第六工位296与取极片工位、刷吹工位、定位工位、极片取走工位和冗余工位之间的关系为相对地，而非绝对地。仅在图示的静止状态，第一工位291 为取极片工位，第二工位292 为刷吹工位，第三工位293 为定位工位，第四工位294 为极片取走工位，第五工位295 和第六工位296 为冗余工位。在实际操作中，旋转工位在电极的驱动下旋转，例如，沿顺时针方向旋转，则旋转工位的六个工位依次经历在取极片工位获取电极极片，在刷吹工位进行刷吹操作，在定位工位完成电极极片的定位，最终在极片取走工位时电极极片被取走，并在随后的两个冗余工位状态后，再重复上述获取电极极片到电极极片被取走的一个循环，即在同一时刻，所述旋转工位29 的六个工位中各有一个工位处于取极片工位、刷吹工位、定位工位、极片取走工位的状态，同时有两个工位处于冗余工位状态。

在图示的实施例中，第一工位291 当前为取极片工位，在下一个区间即随着旋转工位的旋转转变为刷吹工位，而第二工位292 由当前的刷吹工位转变为定位工位，第三工位293 由当前的定位工位转变为极片取走工位，第四工位294 由当前的极片取走工位转变为冗余工位，第五工位295 仍为冗余工位，而第六工位296则由冗余工位转变为取极片工位，完成一个循环。

在其他实施例中，所述旋转工位29 也可以不是6 工位，仅需满足在同一时刻，旋转工位29 的多个工位中各有一个工位处于取极片工位、刷吹工位、定位工位、极片取走工位的状态，并且至少一个工位处于冗余工位状态即可。

通过将一个加工过程的各个加工操作分摊到各个工位进行，再利用各个工位的旋转操作，相较于在一个工位完成取极片、刷吹操作、定位、极片被取走的所有操作，所述上料模组将时间分摊给多个工位，极大的提高电池的加工效率。

图4 示例性的示出了贴极片模组30 的结构示意图，所述贴极片模组30包括一旋转电机31、一吸附电机33、一摆动臂35 以及一吸附装置37，所述摆动臂35一端固定连接于所述旋转电机31并可在所述旋转电机31的驱动下摆动，所述吸附电机33 设置于所述摆动臂35 上，所述吸附装置37 设置于摆动臂35 远离旋转电机31 一端，并可在吸附电机31 的驱动下沿摆动臂35 长度方向运动，从而吸附电极极片，将电机极片从上料模组20 旋转工位29 的极片取走工位取走。

图5示例性的示出了叠料平台模组40的结构示意图，所述叠料平台模组40 包括一安装座41、一叠料平台43 以及一转动电机45，所述安装座41 固定于连接所述安装台以将所述叠料平台模组40 固定于所述安装台。所述安装座41 相对两侧各设置有一固定版411，所述叠料平台43 设置于两个固定版411之间。安装座41 一端还设置有一电机安装版413，所述转动电机45 安装于电机安装版413上，且转动电机45的转轴依次穿过电机安装版413和两个固定版411，所述转动电机45 驱动转轴转动，带动叠料平台43 相对安装座41 转动，转动的幅度为相对转动电机45 转轴所在的、与安装座41 相垂直的平面呈±90°角。

所述叠料平台43 包括一平台底板431、一平台板432、一平台恒压气缸433、两个平台填补气缸 434、一第一叠片组 435 和一第二叠片组 436，所述平台底板431 位于两固定板411 之间，固定于转动电机45 的转轴上，转动电机45 通过带动平台底板431 进而带动整个叠料平台43 在相对转动电机45 转轴所在的、与安装座41 相垂直的平面呈±45°的两个工作位上往复摆动，且在±45°的两个工作位完成贴片。所述平台恒压气缸433 设置于平台底板431的中心，两个平台填补气缸 434 设置于所述平台恒压气缸 433 的两侧，所述平台板432 设置于平台恒压气缸433 上，所述平台板432包括两平台缺口4321，从所述平台板432 较长的一边沿平行于较短的一边的方向延伸，所述平台缺口4321 的长度小于平台板432 较短的一边，两个平台填补气缸434 分别对应两个平台缺口4321 设置，在平台填补气缸434 的驱动下，一根与平台缺口相适应的填补杠可填补于平台缺口4321的位置。第一叠片组435和第二叠片组436 分别对应两个叠片序列的叠片操作，分别设置于平台板较长的一边一侧。

第一叠片组435 包括一同步电机4351、一传动组件4353、两个压合气缸4355 以及两个压片4357，两个压片4357 分别固定于两个压合气缸4355 上，分别设置于平台板432较长的一边的两端，压合气缸4355 固定于平台底板431的上表面，同步电机 4351 固定于平台底板 431 的下表面，传动组件 4353 包括一主动轮435a、一从动轮435b 以及一传送带435c，同步电机4351 驱动主动轮435a 转动，主动轮435a 通过传送带435c 带动从动轮435b 转动，从而使得设置于平台板较长的一边的两端的两个压合气缸4355 及设置于其上的压片4357 实现同步操作。

第二叠片组436与第一叠片组435结构相同，且第一叠片组4435和第二叠片组436相对平台板432 的中心对称。

可以理解，尽管上文以及下文中叠料平台被转动电机驱动在±45°两个工作位之间摆动，但是这不应理解位限制性的，任何可以驱动转轴转动的动力驱动装置，只要可以实现驱动转轴转动，使叠料平台在±45°两个工作位之间摆动即可，包括但不限于连杆驱动机构、齿轮驱动机构、气缸等。

叠料平台模组40 转动的操作按如下方式实现：在初始状态下，与平台填补气缸434 相连的填补杆填补于平台缺口4321，第一叠片组435 和第二叠片组436 的四个压片4357 压住平台板432；转动电机45 开始工作，通过转轴和平台底板431 的驱动，使叠料平台43 往第一方向（此处以第一叠片组435所处位置为第一方向）摆动，摆动到+45°的幅度后，第一叠片组435 的两个压片4357 拉开，第一叠片组435 的两个压合气缸4355 同步松开，贴极片模组30 对应进行贴电极极片（如正电极极片）操作，贴极片模组30 的吸附装置37 离开平台板432 后，第一叠片组435 的两个压片4357 拉回，第一叠片组435 的两个压合气缸4355 同步压合，转动电机45驱动迭料平台43往第二方向（第二叠片组436的方向）摆动，摆动到-45°位置时，第二叠片组436 的两个压片拉开，第二叠片组436 的两个压合气缸同步松开，贴极片模组30 对应进行贴电极极片（如负电极极片）操作，贴极片模组30 的吸附装置37 离开平台板后，第二叠片组436 的两个压片拉回，第二叠片组436 的两个压合气缸同步压合，转动电机45 驱动迭料平台43 回到初始位置，电极极片叠完后，四个压片4357压住电极极片，此时恒压气缸433被压下，重复上述过程直至叠片预置层数，叠片完成后，摆动电机45 将叠料平台43 摆动90°至电极极片被竖立，电极极片被取走，填补平台气缸434松开，填补杆离开平台缺口4321。

所述放隔膜模组50 设置于叠料平台模组40 上方，并向叠料平台43 输送10 隔膜，以使得在正负电极极片之间以隔膜隔开。

所述叠片机100 工作时，极片料库模组10 存贮电极极片，并在料库驱动电机11和运载板14 的作用下向上料模组20 输送电极极片，电极极片在上料模组20 依次经过取极片工位、刷吹工位、定位工位的处理后，在极片取走工位被贴极片模组30 取走，贴极片模组30 的吸附装置37 在吸附电机33 驱动下从极片取走工位吸附电极极片，随后旋转电机31驱动摆动臂35摆动45°，此时转动电机45 刚好驱动叠料平台43 转动到靠近该贴极片模组30 的方向，贴极片模组30 贴片，贴片后旋转电机31 驱动摆动臂35 带动吸附装置37 远离叠料平台43，完成一个叠片序列的叠片，转动电机45 驱动叠料平台43 前往另一叠片序列完成叠片。

与现有技术相比，该叠片机100的上料模组20采用了旋转工位，将现有技术中在一个工位完成的操作分成多个工位，大大提高了叠片的效率，同时在+45°摆动贴片，运动轨迹为90°，圆周式跑位，跑位距离短，完成一个90 度周期跑位时间为0.6S；配合整机作业完成一次贴完正负极片为1.2S，使锂电池的生产效率进一步得到提高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思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专利保护范围内。

Claims (10)

1.片模组、一叠料平台模组、一放隔膜模组以及一壳体，所述极片料库模组、上料模组、贴极片模组、放隔膜模组以及裁切隔膜模组均设置与壳体内，其特征在于，所述料库模组设置于壳体的底板上，所述上料模组设置于料库模组正上方，所述贴极片模组设置于上料模组正上方，所述极片料库模组、所述上料模组以及所述贴极片模组均设置有两个，一个所述极片料库模组、一个所述上料模组以及一个所述贴极片模组构成一组叠片序列，两组叠片序列分别设置于所述叠料平台模组的两侧，并且与所述叠料平台模组的距离相等。

2.如权利要求1 所述的叠片机，其特征在于，所述叠料平台模组包括一安装座、一叠料平台以及一驱动装置，所述叠料平台设置于所述安装座上，所述驱动装置包括于所述叠料平台固定连接的转轴，所述驱动装置驱动转轴转动，带动叠料平台相对安装座转动。

3.如权利要求2所述的叠片机，其特征在于：所述叠料平台在相对转轴所在的、与安装座相垂直的平面呈±45°的两个工作位上往复摆动，且在±45°的两个工作位完成贴片。

4.如权利要求3 所述的叠片机，其特征在于，所述叠料平台包括一平台底板、一平台板、一平台恒压气缸、两个平台填补气缸、一第一叠片组和一第二叠片组，所述平台底板位于两固定板之间，固定于转轴上，所述平台恒压气缸设置于平台底板的中心，两个平台填补气缸设置于所述平台恒压气缸的两侧，所述平台板设置于平台恒压气缸上。

5.如权利要求4 所述的叠片机，其特征在于，所述平台板包括两平台缺口，从所述平台板较长的一边沿平行于较短的一边的方向延伸，所述平台缺口的长度小于平台板较短的一边，两个平台填补气缸分别对应两个缺口设置，在平台填补气缸的驱动下，一根与平台缺口相适应的填补杠填补于平台缺口的位置。

6.如权利要求4 所述的叠片机，其特征在于，第一叠片组和第二叠片组分别对应两个叠片序列的叠片操作，分别设置于平台板较长的一边一侧。

7.如权利要求4所述的叠片机，其特征在于，第二叠片组与第一叠片组结构相同，且第一叠片组和第二叠片组相对平台板的中心对称。

8.如权利要求7 所述的叠片机，其特征在于，第一叠片组包括一同步电机、一传动组件、两个压合气缸以及两个压片，两个压片分别固定于两个压合气缸上，分别设置于平台板较长的一边的两端，压合气缸固定于平台底板的上表面，摆动电机固定于平台底板的下表面。

9.如权利要求8 所述的叠片机，其特征在于，传动组件包括一主动轮、一从动轮以及一传送带，同步电机驱动主动轮转动，主动轮通过传送带带动从动轮转动，设置于平台板较长的一边的两端的两个压合气缸及设置于其上的压片通过传动组件实现同步操作。

10.如权利要求1 所述的叠片机，其特征在于，所述极片料库模组包括一料库驱动电机、一丝杆、一存贮容器、一运载板、两个滑动板以及一底座，所述丝杆连接于所述料库驱动电机，并可在所述料库驱动电机的驱动下转动；所述底座固定于所述壳体的底板上，所述存贮容器13 设置于所述底座上，所述运载板设置于所述存贮容器内，且所述运载板可在所述存贮容器内运动，电极极片存放于所述运载板上，随着所述运载板在所述存贮容器内运动而不断输送至上料模组。