CN106800197B - 收卷装置及收卷方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种收卷装置及收卷方法，包括支撑结构，其特征是：在所述支撑结构上设置换位机构和收卷机构；所述换位机构包括旋转支架，旋转支架的一侧通过旋转主轴连接换位驱动装置，旋转支架的另一侧设置两个工位；所述收卷机构包括转动安装在旋转支架的两个卷绕转轴，卷绕转轴的一端通过传动装置连接收卷驱动装置，卷绕转轴的另一端与气涨轴固定连接；所述传动装置包括两个呈内外轴转动设置的传动轴，外传动轴转动设置在旋转主轴内；内传动轴和外传动轴的一端通过传动件与收卷驱动装置的动力输出轴连接，内传动轴和外传动轴的另一端通过传动件分别与两个卷绕转轴连接。本发明能够实现收卷时的自动换卷，保证收卷工作的连续性，提高效率。

Description

收卷装置及收卷方法
技术领域
本发明涉及一种收卷装置及收卷方法，属于自动化设备技术领域。
背景技术
在自动化设备领域中，很多场合都会需要一个收卷的装置，如在锂电池制造过程中，极片的收卷过程。现有技术中，收卷装置在一卷极片收卷完毕后需要停机卸下料卷，才可以进行下一卷的卷绕，这样会使得收卷效率比较低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种收卷装置及收卷方法，能够实现收卷时的自动换卷，保证收卷工作的连续性，避免停机造成的浪费。
按照本发明提供的技术方案，所述收卷装置，包括支撑结构，其特征是：在所述支撑结构上设置换位机构和收卷机构；
所述换位机构包括旋转支架，旋转支架的一侧连接旋转主轴，旋转支架的另一侧设置两个工位；所述旋转主轴与换位驱动装置连接以实现转动；
所述收卷机构包括转动安装在旋转支架上两个工位处的两个卷绕转轴，卷绕转轴的一端通过传动装置连接收卷驱动装置以实现两个卷绕转轴的自转，卷绕转轴的另一端与用于卷绕收卷物体的气涨轴固定连接；所述传动装置包括两个传动轴，两个传动轴呈内外轴转动设置，外传动轴转动设置在旋转主轴内；所述内传动轴和外传动轴的一端通过传动件与收卷驱动装置的动力输出轴连接，内传动轴和外传动轴的另一端通过传动件分别与两个卷绕转轴连接。
进一步的，在所述支撑结构上设置剪切机构，剪切机构包括切刀，切刀安装在切刀驱动装置的伸出端；所述切刀驱动装置通过支架安装在转轴上，转轴与转轴驱动装置连接，转轴驱动装置驱动转轴转动。
进一步的，在所述旋转支架的两个工位分别安装推料装置，推料装置包括推料叉，推料叉与推料驱动装置的伸出端连接。
进一步的，在所述两个气涨轴之间设置用于测试两个气涨轴上料卷厚度的传感器；在所述两个气涨轴之间设置过辊。
进一步的，所述旋转支架设置为固定在一起的箱体和圆形转盘的形式，旋转支架的箱体与旋转主轴固定连接，传动轴穿过旋转主轴伸入到箱体内；两根卷绕转轴转动设置在旋转支架上，卷绕转轴伸出圆形转盘与气涨轴连接。
进一步的，在所述旋转支架的圆形转盘的圆心位置连接支撑轴，支撑轴的一端与圆形转盘固定连接，支撑轴的另一端与支撑结构转动连接。
进一步的，所述传动轴中的外轴转动支撑在旋转主轴内，内轴一端转动支撑在支撑结构上，另一端转动支撑在支撑轴内。
进一步的，在所述支撑结构的底部设置用于支撑旋转支架的支撑结构。
进一步的，所述收卷装置还包括压辊，压辊与压辊驱动装置的伸出端连接，压辊驱动装置驱动压辊伸出以压住料卷。
所述收卷方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）初始状态，旋转支架保持不动，旋转支架上第一个工位处于卷绕位置，第一个工位的气涨轴转动进行收卷物体的卷绕；同时，在旋转支架上第二个工位处的气涨轴上贴双面胶；
（2）当第一个工位处的料卷已卷到预定长度或料卷直径达到预定厚度时，第一个工位处的气涨轴停止转动；
（3）旋转支架旋转180度后继续旋转一定角度，使原第一个工位处的料卷到达切割位置，原第二个工位的气涨轴上的双面胶黏住收卷物体；将处于两个工位之间的收卷物体切断；
（4）原第二个工位的气涨轴开始转动进行收卷物体的卷绕；同时，旋转支架反向旋转前述的一定角度使原第二个工位的气涨轴回到卷绕位置。
本发明所述收卷装置及收卷方法能够实现收卷时的自动换卷，保证收卷工作的连续性，避免停机造成的浪费，提高整机效率。
附图说明
图1为本发明所述收卷装置的主视图。
图2为本发明所述收卷装置的俯视图（未示出部分换位机构）。
图3为本发明所述收卷装置的侧视图。
附图标记说明：料卷1、第一支撑架100、第二支撑架101、底板102、支撑轴103、换位驱动电机200、涡轮201、蜗杆202、旋转主轴203、旋转支架204、收卷驱动电机300、传动轴301、卷绕转轴302、气涨轴303、支撑结构400、驱动气缸500，气缸转板501、转轴502、支架503、切刀气缸504、切刀505、过辊600、推料气缸700、推料叉701。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
以下具体实施方式的描述中，以图1中的左右方向为左右，上下方向为上下，垂直纸面向内的方向为前，垂直纸面向外的方向为后。
本发明所述收卷装置是一种双工位收卷装置，一个工位用来收卷，一个工位用来准备收卷，以实现收卷动作的不停顿。主要包括支撑结构、换位机构、收卷机构和剪切机构。
如图1、图2所示，所述支撑结构包括第一支撑架100、第二支撑架101和底板102。第一支撑架100位于整个收卷装置的左侧，第二支撑架101位于整个收卷装置的右侧，第二支撑架101为支撑板的形式。第一支撑架100和第二支撑架101均固定至底板102。所述换位机构、收卷机构和剪切机构均设置在支撑结构上。
所述换位机构实现将料卷1从一个工位转换至另一个工位。如图1所示，所述换位机构主要包括换位驱动电机200、涡轮201、蜗杆202、旋转主轴203和旋转支架204。换位驱动电机200通过皮带传动带动蜗杆202转动，蜗杆202沿前后方向固定至第一支撑架100的一侧（图1中示出的为第一支撑架100的右侧），蜗杆202带动涡轮201转动，涡轮201与旋转主轴203同轴固定。旋转主轴203一端通过轴承座转动支撑在第一支撑架100上，旋转主轴203另一端固定连接旋转支架204的一侧，旋转支架204的另一侧设置有两个工位。涡轮201带动旋转主轴203转动，旋转主轴203带动与其固定连接的旋转支架204转动，通过旋转支架204旋转180度，即可实现这两个工位的换位。
所述收卷机构负责转动卷芯以收卷。如图1所示，所述收卷机构主要包括收卷驱动电机300、传动轴301、卷绕转轴302和气涨轴303。驱动电机300、传动轴301和卷绕转轴302均设置有两个，分别实现两个工位上的卷绕动作。两个驱动电机300分别固定至第一支撑架100的顶端前后侧，两个传动轴301设置在两个驱动电机300之间，两个传动轴301是内外轴的设置方式，均通过皮带/带轮与各自的驱动电机300动力连接，且两个传动轴301均套设在旋转主轴203内。旋转支架204设置为固定在一起的箱体和圆形转盘的形式，靠近第一支撑架100的一侧为箱体，另一侧是圆形转盘；旋转支架204的箱体与旋转主轴203固定连接，传动轴301穿过旋转主轴203伸入到箱体内，箱体的前后侧分别转动设置有卷绕转轴302，内、外传动轴通过皮带/带轮分别与前后侧的卷绕转轴302连接；两根卷绕转轴302伸出圆形转盘分别与气涨轴303固定连接，气涨轴303用于卷绕极片。
当收卷驱动电机300通过皮带/带轮、传动轴301、皮带/带轮以及卷绕转轴302分别带动设置在转盘前后两侧的气涨轴303自转时，气涨轴303便可以实现收卷的动作。
为了保证收卷装置的整体结构强度，在旋转支架204的圆形转盘的圆心位置和第二支撑板101之间固定有支撑轴103，支撑轴103的一端与旋转支架204的圆形转盘固定连接，支撑轴103的另一端与第二支撑板101转动连接。传动轴301中的外轴转动支撑在旋转主轴203内，内轴一端用支撑板转动支撑在第一支撑板100上，另一端转动支撑在外支撑轴内。
此外，还可以在底板102的对应圆形转盘的位置设置有支撑结构400，用以加强对旋转支架204以及与其相关的零件的支撑，减小料卷导致的装置的变形。
所述剪切机构设置在底板102上，用以实现当卷绕进行到预定程度时切断极片。如图3所示，所述剪切机构主要包括转轴驱动气缸500、气缸转板501、转轴502、支架503、切刀气缸504和切刀505。转轴502通过轴承、轴承座转动支撑在底板102上，驱动气缸500设置在底板102上，通过气缸转板501连接转轴502，气缸500的活塞杆与气缸转板501的一端转动连接，气缸转板501的另一端与转轴502固定连接，以控制转轴502旋转；转轴502与支架503一端固定连接，转轴502的转动会带动支架503旋转；在支架503的另一端固定有切刀气缸504，切刀气缸504通过连接板连接有切刀505，切刀505可以随着切刀气缸504的运动而移动，在支架503上还设置有护罩，切刀505不使用的时候，护罩用于防止切刀505与其他零件的干涉。且护罩可以做成漏斗型，用于在切刀505切割极片的时候联通真空装置进行真空吸尘。此外，为了辅助切刀505对料带进行切割，还可以设置一个压辊（图中未示出），在滑切料带之前压辊压向气涨轴303压住料带。
为了便于卷绕完毕后进行卸料，本发明所述收卷装置中还设置有推料装置，推料装置主要包括推料气缸700和推料叉701（俯视图中为了避免图示繁杂，仅示出一个推料装置，实际中每个卷绕料卷的气涨轴303都对应设置一套推料装置），推料气缸700固定在圆形转盘上，通过推料气缸700的气缸杆控制推料叉701的运动。为了使结构紧凑，推料气缸700可以选择两级气缸。
在两个气涨轴303之间的圆形转盘上设置两个传感器，分别测试两个气涨轴303上极片料卷的厚度。此外，为了避免极片与传感器干涉，可以在两个气涨轴303之间的底板102上设置两个过辊600。
本发明所述收卷装置的具体工作流程：在一个气涨轴303进行极片的卷绕时，在另一个气涨轴303上贴双面胶；当传感器检测到极片料卷已卷到预定长度（或者传感器检测到极片料卷直径已卷到预定厚度），换位驱动电机200动作，通过涡轮201、蜗杆202、旋转主轴203带动旋转支架204旋转，进而带动设置在旋转支架204上的气涨轴303、料卷旋转；旋转180度后继续旋转一定角度，角度的大小以保证切刀505将料带切断后，料带不会拖地为基准，此时极片料带也被即将进行卷绕的气涨轴505上的双面胶黏住；压辊压紧料卷，同时，驱动气缸500动作，通过气缸转板501、转轴502、支架503将切刀气缸504抬起到预定高度，切刀气缸504动作，带动切刀505沿料带的宽度方向运动，切断料带；压辊松开，剪切机构回复到初始状态，卷绕到预定长度的料卷收尾料、贴胶，新的一卷开始卷绕，同时，旋转支架204反向旋转前述的一定角度回到水平位置。
本发明在旋转支架进行旋转使两个工位进行调换的过程，通过将旋转支架旋转旋转超过180度（即先旋转至水平，再继续旋转过一定角度）以避免被剪断后的被卷绕物体（极片）拖地，保证了操作紧凑、高效的同时防止被卷绕物体拖地污染，提高卷成品的质量；在被卷绕物体（极片）被切断的同时或稍前，被卷绕物体（极片）正好通过气涨轴上的双面胶粘附在气涨轴上，作为当前气涨轴进行卷绕的开始，剪切机构切断被卷绕物体（极片）。切断后，处于即将完成卷绕的气涨轴与即将进入卷绕的气涨轴之间的被卷绕物体（极片）被切割后大部分被卷绕物体（极片）与即将完成卷绕的气涨轴上的被卷绕物体（极片）相连接，旋转支架旋转超过180度能够保证即将完成卷绕的气涨轴离地距离高，保证了被切断的尚未被卷好的被卷绕物体（极片）不会拖地，保障了被卷绕物体（极片）的干净整洁，保证卷成品的质量。

Claims (8)

1.一种收卷装置，包括支撑结构，其特征是：在所述支撑结构上设置换位机构和收卷机构；
所述换位机构包括旋转支架（204），旋转支架（204）的一侧连接旋转主轴（203），旋转支架（204）的另一侧设置两个工位；所述旋转主轴（203）与换位驱动装置连接以实现转动；
所述收卷机构包括转动安装在旋转支架（204）上两个工位处的两个卷绕转轴（302），卷绕转轴（302）的一端通过传动装置连接收卷驱动装置以实现两个卷绕转轴（302）的自转，卷绕转轴（302）的另一端与用于卷绕收卷物体的气涨轴（303）固定连接；所述传动装置包括两个传动轴（301），两个传动轴（301）呈内外轴转动设置，外传动轴转动设置在旋转主轴（203）内；内传动轴和所述外传动轴的一端通过传动件与收卷驱动装置的动力输出轴连接，内传动轴和外传动轴的另一端通过传动件分别与两个卷绕转轴（302）连接；
所述旋转支架（204）设置为固定在一起的箱体和圆形转盘的形式，旋转支架（204）的箱体与旋转主轴（203）固定连接，传动轴（301）穿过旋转主轴（203）伸入到箱体内；两根卷绕转轴（302）转动设置在旋转支架（204）上，卷绕转轴（302）伸出圆形转盘与气涨轴（303）连接；
在所述旋转支架（204）的圆形转盘的圆心位置连接支撑轴（103），支撑轴（103）的一端与圆形转盘固定连接，支撑轴（103）的另一端与支撑结构转动连接。
2.如权利要求1所述的收卷装置，其特征是：在所述支撑结构上设置剪切机构，剪切机构包括切刀（505），切刀（505）安装在切刀驱动装置的伸出端；所述切刀驱动装置通过支架（503）安装在转轴（502）上，转轴（502）与转轴驱动装置连接，转轴驱动装置驱动转轴（502）转动。
3.如权利要求1所述的收卷装置，其特征是：在所述旋转支架（204）的两个工位分别安装推料装置，推料装置包括推料叉（701），推料叉（701）与推料驱动装置的伸出端连接。
4.如权利要求1所述的收卷装置，其特征是：在所述两个气涨轴（303）之间设置用于测试两个气涨轴（303）上料卷厚度的传感器；在所述两个气涨轴（303）之间设置过辊（600）。
5.如权利要求1所述的收卷装置，其特征是：所述传动轴（301）中的外轴转动支撑在旋转主轴（203）内，内轴一端转动支撑在支撑结构上，另一端转动支撑在支撑轴（103）内。
6.如权利要求1所述的收卷装置，其特征是：在所述支撑结构的底部设置用于支撑旋转支架（204）的支撑结构（400）。
7.如权利要求2所述的收卷装置，其特征是：所述收卷装置还包括压辊，压辊与压辊驱动装置的伸出端连接，压辊驱动装置驱动压辊伸出以压住料卷。
8.一种收卷方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）初始状态，旋转支架（204）保持不动，旋转支架（204）上第一个工位处于卷绕位置，第一个工位的气涨轴（303）转动进行收卷物体的卷绕；同时，在旋转支架（204）上第二个工位处的气涨轴（303）上贴双面胶；
（2）当第一个工位处的料卷已卷到预定长度或料卷直径达到预定厚度时，第一个工位处的气涨轴（303）停止转动；
（3）旋转支架（204）旋转180度后继续旋转一定角度，使原第一个工位处的料卷到达切割位置，原第二个工位的气涨轴（303）上的双面胶黏住收卷物体；将处于两个工位之间的收卷物体切断；
（4）原第二个工位的气涨轴（303）开始转动进行收卷物体的卷绕；同时，旋转支架（204）反向旋转前述的一定角度使原第二个工位的气涨轴回到卷绕位置。
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