CN107069071A - 电芯烫孔机构及其卷绕机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电芯烫孔机构，包括基板，基板前侧设置有将电芯单个逐次传送的电芯输送部，电芯输送部两侧分别设置有对电芯输送部上传送的每个电芯进行夹持定位的电芯夹持定位部、烫针加热部和对电芯夹持定位部夹持固定的每个电芯进行中心烫圆孔加工的烫针进给部；烫针进给部包括烫孔针、滑轨、设置于滑轨上便于烫孔针安装固定的滑块座和烫针进给气缸，烫针进给气缸推动滑块座及烫孔针沿滑轨前移的插入电芯夹持定位部夹持的电芯中心或后移的退出电芯中心复位；加热位移气缸推动加热块沿滑轨前移至烫孔电芯中心边缘，对插入电芯的烫孔针前部分加热来加快电芯中心的烫孔；本发明还提供一种采用电芯烫孔机构的卷绕机。

Description

电芯烫孔机构及其卷绕机
【技术领域】
本发明涉及锂电池加工技术，尤其涉及电芯烫孔机构及其卷绕机。
【背景技术】
目前，国内的厂商在圆柱形电池在生产中，卷绕完成的电芯与电池壳底焊接过程中，焊针需通过中心孔，或根据需要还需在电池中心孔内插入导电针，故需对卷绕完成的电芯进行铰孔处理并烫孔定型，以保证在焊底和插入导电针的时候，不会将中心孔内的隔膜破坏，造成内阻短路。
现有厂商在此工序的生产过程中，中心孔处铰孔，大多采用卷针圆周挤压扩张方法，该种方法扩张后的中心孔隔膜易反弹，在后续生产中，不能自动入壳焊接工序，且易引起中心孔破坏造成安全隐患和巨大的损失。
【发明内容】
为了解决现有技术中生产效率低、中心铰孔变形反弹的问题，本发明提供一种结构简单，实现了自动化烫孔加工，提高电芯质量和生产效率，烫孔后的电芯可以使电芯放置更久且中心孔不会反弹的电芯烫孔机构及其卷绕机。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
电芯烫孔机构，包括竖直设置的基板，所述基板前侧设置有经卷绕机卷绕后的圆柱形电芯单个逐次传送的电芯输送部，在电芯输送部两侧分别还设置有对电芯输送部上传送的每个电芯进行夹持定位的电芯夹持定位部、烫针加热部和对电芯夹持定位部夹持固定的每个电芯进行中心烫圆孔加工的烫针进给部；
所述电芯夹持定位部包括用于夹持电芯的电芯夹爪、控制电芯夹爪开合的夹爪控制气缸和驱动夹爪控制气缸及电芯夹爪一并移动至电芯夹持定位工位的夹爪移送气缸；
所述烫针进给部包括烫孔针、滑轨、设置于滑轨上便于烫孔针安装固定的滑块座和烫针进给气缸，所述烫针进给气缸的活塞推块与滑块座连接，烫针进给气缸推动滑块座及烫孔针沿滑轨前移的插入电芯夹持定位部夹持的电芯中心或后移的退出电芯中心复位；
在滑块座前侧的滑轨上设置有便于烫孔针插入加热的烫针加热部，该烫针加热部包括设置于滑轨上便于烫孔针穿过的加热座、安装于加热座两侧的侧挡板、安装于加热座上侧穿过的烫孔针进行加热的加热块和加热位移气缸，所述加热位移气缸的活塞推块与侧挡板及加热座连接固定，加热位移气缸推动加热块沿滑轨前移对插入电芯的烫孔针前部分加热来加快电芯中心的烫孔或后移让位。
进一步地，所述烫针进给部底侧还连接有便于安装固定滑轨的底板座，底板座上滑轨的一侧设有限定烫孔针前移的定位块，对应的烫针进给部的滑块座侧面连接有与定位块配合的限位块；所述底板座下侧还连接有位于电芯输送部侧边处的旁侧支撑架，底板座的两侧边与旁侧支撑架连接处分别设有用于调节底板座左右保持烫针进给部上烫孔针的中心和电芯中心一致的侧向调节限位块横向调节限位块。
进一步地，所述旁侧支撑架底侧还设有连接于电芯输送部底部的底部支架座，底部支架座靠近基板侧设有用于固定电芯夹持定位部上夹爪移送气缸的电芯夹持定位板，底部支架座的两端与旁侧支撑架、电芯夹持定位板的连接处分别设有用于调节烫孔针和电芯上下方向来保证烫针进给部上烫孔针的轴线和电芯中心轴线一致的纵向调节限位块。
进一步地，所述底板座上滑轨的一侧还安装有便于安装电眼来检测烫针进给气缸控制的烫孔针是否进给到烫孔工位的电眼安装座。
进一步地，所述底板座上还设有便于异侧固定安装烫针进给气缸和加热位移气缸的气缸固定座。
进一步地，所述烫针加热部的加热座的前后端分别设有便于穿过的烫孔针顺畅插入且进行轴向导向的后导向套和前导向套。
进一步地，所述电芯夹持定位部上夹爪移送气缸的活塞自由端与夹爪控制气缸之间还设有便于夹爪控制气缸安装固定的气爪固定板。
进一步地，所述电芯输送部包括传送驱动电机、驱动带、至少两个输送支撑架、传送带及传送带侧板，所述传送带安装于两个传送带侧板之间，通过支撑架通过输送支撑架安装于基板前侧面，传送驱动电机通过驱动带带动传送带周始往复转动，传送带上均匀间隔的设有多个用于承接每个待测电芯并控制每个待测电芯的轴向相对于传送带输送方向垂直放置的V型承放槽座。
一种卷绕机，该卷绕机采用上述的电芯烫孔机构。
本发明的有益效果是：
本发明应用于圆柱形锂离子电池卷绕机或圆柱形锂离子制片卷绕一体机上，增加电芯烫孔机构后，使原来经过铰孔的电芯，经过加热烫孔针后烫孔，使电芯中心孔定型，并且加热的烫孔针在电芯中保持一段时间，使卷针铰孔的隔膜折弯线定型，烫孔后的电芯可以使电芯放置更久，即使长时间放置也不会反弹。
该电芯烫孔机构结构简单，能够实现自动化烫孔加工，从而提高了电芯质量和生产效率；初始状态下，烫孔针在烫针加热部件内的加热块上被加热，烫孔针对电芯进行烫孔加工时，加热位移气缸推动加热块沿滑轨前移至烫孔电芯中心边缘，便于烫孔针前移进行烫孔。
通过应用本发明，可以有效解决电芯中心孔铰孔不良和隔膜反弹等问题，同时可有效避免在焊底工序引起的中心孔扎伤，隔膜破损造成内部短路等一系列问题，不仅减少通孔及焊接过程不良率，节约成本，同时可避免由于中心孔隔膜破损引起的内部短路及电池发热问题，降低了电池潜在的安全风险，提高了电池的安全性。
【附图说明】
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明电芯夹持定位部、烫针加热部和烫针进给部的立体结构示意图；
图3是图2的侧视示意图；
图4是图2的俯视示意图；
图5是本发明电芯夹持定位部的立体爆炸结构示意图；
图6是本发明电芯夹持定位部的立体结构示意图；
图7是本发明烫针进给部的部分部件立体爆炸结构示意图；
图8是本发明烫针加热部的立体爆炸结构示意图。
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。
【具体实施方式】
电芯烫孔机构，主要应用于圆柱形锂离子电池全自动卷绕机或圆柱形锂离子制片卷绕一体机上，如图1至图8所示，包括竖直设置的基板1，在基板前侧设置有经卷绕机卷绕后的圆柱形电芯单个逐次传送的电芯输送部2，在基板1上还设置有对电芯输送部2上传送的每个电芯进行夹持定位的电芯夹持定位部3、烫针加热部4和对电芯夹持定位部3夹持固定的每个电芯进行中心烫圆孔加工的烫针进给部5；通过该电芯烫孔机构后，使原来经过铰孔的电芯，经过加热后的烫孔针烫孔，使电芯中心孔定型，同时，加热的烫孔针在电芯中保持一段时间，使卷针铰孔的隔膜折弯线定型，烫孔后的电芯可以使电芯放置更久，即使长时间放置也不会反弹。
如图1至图6所示，该电芯夹持定位部3包括用于夹持电芯的电芯夹爪30、控制电芯夹爪30开合的夹爪控制气缸31和驱动夹爪控制气缸31及电芯夹爪30一并移动至电芯夹持定位工位的夹爪移送气缸32，在夹爪移送气缸32的活塞自由端与夹爪控制气缸31之间还设有便于夹爪控制气缸31安装固定的气爪固定板33。
如图1至图4、图7所示，该烫针进给部5包括烫孔针50、滑轨51、设置于滑轨51上便于烫孔针50安装固定的滑块座52和烫针进给气缸53，该烫针进给气缸53的活塞推块530与滑块座52连接，该烫孔针50通过推块54安装固定于滑块座52上；烫孔针50的初始状态下，烫孔针50在烫针加热部4内被加热，烫针进给气缸53推动滑块座52及烫孔针50沿滑轨51前移的插入电芯夹持定位部3夹持的电芯中心进行烫孔或后移的退出电芯复位。
如图1至图4、图8所示，在滑块座52前侧的滑轨51上设置有便于烫孔针50插入加热的烫针加热部4，该烫针加热部4包括设置于滑轨51上便于烫孔针50穿过的加热座40、安装于加热座40两侧的侧挡板41、安装于加热座40上侧穿过的烫孔针50进行加热的加热块42和加热位移气缸43，该加热位移气缸43的活塞推块430与侧挡板41及加热座40连接固定，加热座40的前后端分别设有便于穿过的烫孔针50顺畅插入且进行轴向导向的后导向套400和前导向套401，加热位移气缸43推动加热块42沿滑轨前移至烫孔电芯中心边缘后，烫针进给气缸53推动滑块座52及烫孔针50沿滑轨51前移的插入电芯夹持定位部3夹持的电芯中心进行烫孔定型。
继续如图1至图8所示，烫针进给部5底侧还连接有便于安装固定滑轨51的底板座6，底板座6上滑轨51的一侧设有限定烫孔针50前移的定位块7，对应的烫针进给部5的滑块座52侧面连接有与定位块7配合的限位块8；在底板座6上滑轨51的另一侧还安装有便于安装电眼来检测烫针进给气缸53控制的烫孔针50是否进给到烫孔工位的电眼安装座9，对应的限位块8上设有便于电眼安装座9上的电眼感测的感应片90；底板座6上还设有便于异侧固定安装烫针进给气缸53和加热位移气缸43的气缸固定座10。在底板座6下侧还连接有位于电芯输送部2侧边处的旁侧支撑架11，底板座6的两侧边与旁侧支撑架11顶端连接处分别设有用于调节底板座6左右保持烫针进给部5上烫孔针50的中心和电芯中心一致的横向调节限位块12。
如图1至图8所示，在旁侧支撑架11底侧还设有连接于电芯输送部2底部的底部支架座13，底部支架座13靠近基板1侧连接有用于固定电芯夹持定位部3上夹爪移送气缸32的电芯夹持定位板34，底部支架座13的两端与旁侧支撑架11、电芯夹持定位板34的连接处分别设有用于调节烫孔针50和电芯前后保持烫针进给部5上烫孔针50的轴线和电芯中心轴线一致的纵向调节限位块14。使用时，通过横向调节限位块12和纵向调节限位块14，调整烫孔针50的高度，调整夹持电芯的高度，使得烫孔针50的中心轴线和电芯中心轴线有效重合，保证烫孔准确度。
如图1所示，电芯输送部2包括传送驱动电机(图中未示)、驱动带(图中未示)、两个输送支撑架20、传送带21和传送带侧板23，在传送带21安装于两个传送带侧板23之间，两个输送支撑架20垂直安装于基板1前侧面，电芯输送机构2安装于两个输送支撑架20的上方，传送驱动电机通过驱动带带动传送带21周始往复转动，传送带21上均匀间隔的设有多个用于承接每个待测电芯并控制每个待测电芯的轴向相对于传送带输送方向垂直放置的V型承放槽座22。
工作时，在初始位置，夹爪移送气缸32收回状态、电芯夹爪30张开状态、加热位移气缸43收回状态、烫针进给气缸53收回状态；烫孔针50的初始状态在烫针加热部4内的加热块42中加热到烫孔预设温度，保持恒温；
首先，夹爪移送气缸32伸出，带动气爪固定板33向下移动，从而带动夹爪控制气缸31和电芯夹爪30向下运行至可夹住电芯位置；夹爪控制气缸31驱动电芯夹爪30夹紧，夹取电芯并定位电芯。
然后，加热位移气缸43伸出，使加热块42沿滑轨前移至烫孔电芯中心边缘。
接着，烫针进给气缸53的活塞杆伸出，把烫孔针50推出，使被加热的烫孔针50沿电芯卷针孔插入，保持设定的时间；烫针进给气缸53缩回，把烫孔针50退出电芯并复位。
然后，加热位移气缸43收回，控制加热块42复位，使电芯移动时极耳不与烫针加热部4相撞，复位后继续加热烫针到预设温度，保持恒温；接着，夹爪控制气缸31控制电芯夹爪30张开，放开电芯。
夹爪移送气缸32的活塞杆缩回，从而带动夹爪控制气缸31及电芯夹爪30收回至初始状态，避让电芯输送部2上的电芯，已烫孔的电芯沿传送带21输送到下一个工位，通过传送驱动电机运转，下一个电芯流转至烫孔工位，重复上述的动作，完成电芯烫孔功能。
以上所述实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，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 (9)

1.电芯烫孔机构，包括竖直设置的基板，其特征在于：
所述基板前侧设置有经卷绕机卷绕后的圆柱形电芯单个逐次传送的电芯输送部，在电芯输送部的两侧分别设置有对电芯输送部上传送的每个电芯进行夹持定位的电芯夹持定位部、烫针加热部和对电芯夹持定位部夹持固定的每个电芯进行中心烫圆孔加工的烫针进给部；
所述电芯夹持定位部包括用于夹持电芯的电芯夹爪、控制电芯夹爪开合的夹爪控制气缸和驱动夹爪控制气缸及电芯夹爪一并移动至电芯夹持定位工位的夹爪移送气缸；
所述烫针进给部包括烫孔针、滑轨、设置于滑轨上便于烫孔针安装固定的滑块座和烫针进给气缸，所述烫针进给气缸的活塞推块与滑块座连接，烫针进给气缸推动滑块座及烫孔针沿滑轨前移的插入电芯夹持定位部夹持的电芯中心或后移的退出电芯中心复位；
在滑块座前侧的滑轨上设置有便于烫孔针插入加热的烫针加热部，该烫针加热部包括设置于滑轨上便于烫孔针穿过的加热座、安装于加热座两侧的侧挡板、安装于加热座上侧穿过的烫孔针进行加热的加热块和加热位移气缸，所述加热位移气缸的活塞推块与侧挡板及加热座连接固定，加热位移气缸推动加热块沿滑轨前移对插入电芯的烫孔针前部分加热来加快电芯中心的烫孔或后移让位。
2.根据权利要求1所述的电芯烫孔机构，其特征在于，所述烫针进给部底侧还连接有便于安装固定滑轨的底板座，底板座上滑轨的一侧设有限定烫孔针前移的定位块，对应的烫针进给部的滑块座侧面连接有与定位块配合的限位块；所述底板座下侧还连接有位于电芯输送部侧边处的旁侧支撑架，底板座的两侧边与旁侧支撑架连接处分别设有用于调节底板座左右保持烫针进给部上烫孔针的中心和电芯中心一致的横向调节限位块。
3.根据权利要求2所述的电芯烫孔机构，其特征在于，所述旁侧支撑架底侧还设有连接于电芯输送部底部的底部支架座，底部支架座靠近基板侧设有用于固定电芯夹持定位部上夹爪移送气缸的电芯夹持定位板，底部支架座的两端与旁侧支撑架、电芯夹持定位板的连接处分别设有用于调节烫孔针和电芯上下方向来保证烫针进给部上烫孔针的轴线和电芯中心轴线一致的纵向调节限位块。
4.根据权利要求2所述的电芯烫孔机构，其特征在于，所述底板座上滑轨的一侧还安装有便于安装电眼来检测烫针进给气缸控制的烫孔针是否进给到烫孔工位的电眼安装座。
5.根据权利要求2所述的电芯烫孔机构，其特征在于，所述底板座上还设有便于异侧固定安装烫针进给气缸和加热位移气缸的气缸固定座。
6.根据权利要求1所述的电芯烫孔机构，其特征在于，所述烫针加热部的加热座的前后端分别设有便于穿过的烫孔针顺畅插入且进行轴向导向的后导向套和前导向套。
7.根据权利要求1所述的电芯烫孔机构，其特征在于，所述电芯夹持定位部上夹爪移送气缸的活塞自由端与夹爪控制气缸之间还设有便于夹爪控制气缸安装固定的气爪固定板。
8.根据权利要求1所述的电芯烫孔机构，其特征在于，所述电芯输送部包括传送驱动电机、驱动带、至少两个输送支撑架、传送带及传送带侧板，所述传送带安装于两个传送带侧板之间，通过输送支撑架水平的安装于基板前侧面，传送驱动电机通过驱动带带动传送带周始往复转动，传送带上均匀间隔的设有多个用于承接每个待测电芯并控制每个待测电芯的轴向相对于传送带输送方向垂直放置的V型承放槽座。
9.一种卷绕机，该卷绕机采用如权利要求1至8任意一项权利要求所述的电芯烫孔机构。
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