CN107394280A - 一种三工位电池卷绕设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三工位电池卷绕设备，包括中心固定设有旋转主轴的第一转盘、三组卷绕轴、三组卷针、直接驱动第一转盘转动的第一驱动机构、驱动卷绕轴自转的三组第二驱动机构和驱动卷针做直线往复运动的三组顶针机构，卷针固定在卷绕轴上，第二驱动机构包括驱动电机，驱动电机的输出轴与卷绕轴连接，二者之间同步转动且能够相对滑动，顶针机构包括固定在旋转主轴上的直线导轨、固定在卷绕轴上的拨叉、驱动拨叉做直线运动的气缸，拨叉滑动设置在直线导轨上。该三工位电池卷绕设备结构简单、紧凑，第一驱动机构直接驱动第一转盘转动，提高了传递效率和驱动刚度，且装配精度高，从而降低了对操作人员的技术要求，节省了制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及电池生产制造技术领域，具体涉及一种三工位电池卷绕设备。
背景技术
锂电池、超级电容、聚合物及动力电池制造中，通常需要采用电池卷绕设备来实现电池电芯的卷绕制造，电芯卷绕的好坏直接决定着电池产品的性能。
现有技术中的卷绕设备如附图1所示，通常是将卷针1’固定在卷绕轴2’上，由伺服电机3’驱动同步轮4’带动传动轴5’上的齿轮，通过齿轮驱动卷绕轴2’上的卷针1’进行卷绕，属于二级传动机构。同时，由伺服电机（图中未示出）驱动拨叉6’ 进而驱动卷针1’在与直线轴承8’相配合的导向杆7’上往复运动进行出针、卷绕产品、拨针。这种卷绕方式，由于直线轴承8’精度都有不同程度的偏低，使得直线轴承8’与导向杆7’之间的间隙较大，同时结构安装调试复杂，使卷绕设备柔性增加刚性减少，在卷绕设备旋转时有扭曲现象，造成在卷绕的过程中因间隙较大、扭曲现象的差异，影响了卷绕过程中产品质量和精度。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的问题提供一种传递效率高、刚度较好且装配精度较高的三工位电池卷绕设备。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种三工位电池卷绕设备，所述卷绕设备包括：
第一转盘，所述第一转盘的中心固定设有旋转主轴；
卷绕轴，所述卷绕轴设有三组，三组所述卷绕轴绕所述第一转盘的中心等角度间隔穿设在所述第一转盘上，所述卷绕轴能够相对所述第一转盘转动地设置；
卷针，所述卷针设有三组，每组所述卷针固定设置在一组所述卷绕轴的一端部；
第一驱动机构，所述第一驱动机构的输出端直接驱动所述旋转主轴和所述第一转盘转动，从而驱使所述卷绕轴绕所述旋转主轴转动；
第二驱动机构，所述第二驱动机构设有三组，分别驱动三组所述卷绕轴绕自身轴心线转动，每组所述第二驱动机构均包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴与所述卷绕轴的另一端部连接，以使得所述卷绕轴与所述输出轴同步转动，且二者之间能够相对滑动；
顶针机构，所述顶针机构设有三组，分别驱动三组所述卷针沿所述旋转主轴的轴线延伸方向做直线往复运动，所述顶针机构包括固定设置在所述旋转主轴上的直线导轨、固定设置在所述卷绕轴上的拨叉、与所述拨叉配合用于驱动所述拨叉做直线运动的气缸，所述直线导轨沿所述旋转主轴的轴线方向延伸，所述拨叉能够沿所述直线导轨的长度延伸方向滑动地设置在所述直线导轨上。
优选地，所述第一驱动机构为滑环，所述卷绕设备还包括一端部与所述滑环的转动部分相连接的滑环轴，所述滑环轴的另一端部固定连接在所述第一转盘上，所述滑环轴与所述旋转主轴的中心轴线沿同一直线方向延伸，所述滑环与外部电源连接。
进一步地，每组所述第二驱动机构还包括用于控制所述驱动电机动作的驱动器，所述驱动器固定设置在所述滑环轴的一端部，所述驱动器与所述滑环电连接。
更进一步地，三组所述驱动器绕所述滑环轴的中心等角度间隔固定设置在所述滑环轴的一端部，且三组所述驱动器和三组所述驱动电机一一对应于同一相位角位置。
优选地，所述卷绕设备还包括第二转盘，所述第二转盘与所述第一转盘同轴设置，三组所述卷绕轴绕所述第二转盘的中心等角度间隔穿设在所述第二转盘上，所述直线导轨位于所述第一转盘与所述第二转盘之间。
优选地，三组所述驱动电机绕所述第一转盘的中心等角度间隔固定设置在所述第一转盘上。
优选地，所述驱动电机的输出轴与所述卷绕轴的中心轴线沿同一直线方向延伸，且与所述旋转主轴平行设置。
优选地，所述驱动电机为中空伺服电机，所述中空伺服电机的输出轴为中空轴，所述卷绕轴的另一端部配合地插设在所述中空轴中，使得所述卷绕轴与所述输出轴同步转动，且二者之间能够相对滑动。
进一步地，所述卷绕轴上至少插设在所述中空轴中的部分为花键轴，所述花键轴与所述中空轴通过花键连接。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：采用本发明的三工位电池卷绕设备结构简单、紧凑，第一驱动机构直接驱动第一转盘和旋转主轴转动，极大地简化了现有技术中的卷绕设备的结构，提高了传递效率和驱动刚度，而且，该卷绕设备装配精度高，可实现高速卷绕，同时，可降低对操作人员的技术要求，节省了制造成本。
附图说明
附图1为现有技术中三工位电池卷绕设备的结构示意图；
附图2为本发明的三工位电池卷绕设备的结构示意图；
附图3为本发明的三工位电池卷绕设备的主视图。
其中：11、第一转盘；12、第二转盘；2、卷绕轴；3、卷针；4、滑环；5、旋转主轴；6、滑环轴；71、驱动电机；72、驱动器；81、直线导轨；82、拨叉。
具体实施方式
下面结合附图来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
参见图2和图3所示的三工位电池卷绕设备，用于进行电池片的卷绕制作，该卷绕设备包括第一转盘11、第二转盘12、卷绕轴2、卷针3、第一驱动机构、第二驱动机构和顶针机构。
第一转盘11和第二转盘12均用于支撑卷绕轴2、卷针3、第一驱动机构、第二驱动机构和顶针机构，第一转盘11和第二转盘12间隔一定距离同轴设置，第一转盘11和第二转盘12的中心固定设有旋转主轴5。
卷绕轴2设有三组，三组卷绕轴2绕第一转盘11和第二转盘12的中心等角度间隔穿设在第一转盘11和第二转盘12上，卷绕轴2能够相对第一转盘11和第二转盘12转动且滑动地设置，卷绕轴2与旋转主轴5相平行设置。
卷针3也设有三组，每组卷针3固定设置在一组卷绕轴2的一端部上，以使得卷针3能够随卷绕轴2同步转动。
第一驱动机构的输出端直接驱动第一转盘11、第二转盘12和旋转主轴5形成的整体转动，从而驱使卷绕轴2绕旋转主轴5转动。本实施例中，第一驱动机构采用滑环4，卷绕设备还包括一端部与滑环4的转动部分相连接的滑环轴6，滑环轴6的另一端部固定连接在第一转盘11上，滑环轴6与旋转主轴5的中心轴线沿同一直线方向延伸，滑环4与外部电源连接，当滑环4通电后，滑环4的转动部分转动，从而可带动第一转盘11、第二转盘12和旋转主轴5转动，这种通过滑环4直接驱动第一转盘11、第二转盘12和旋转主轴5转动的方式，结构简单紧凑，传递效率高，可提高驱动刚度，同时还可防止电缆扭转。
第二驱动机构设有三组，分别驱动三组卷绕轴2绕自身轴心线转动，每组第二驱动机构均包括驱动电机71和驱动器72。
三组驱动电机71绕第一转盘11的中心等角度间隔固定设置在第一转盘11上，驱动电机71的输出轴与卷绕轴2的另一端部连接，以使得卷绕轴2与输出轴同步转动，且卷绕轴2与输出轴二者之间能够相对滑动。本实施例中，驱动电机71的输出轴与卷绕轴2的中心轴线沿同一直线方向延伸。
一种具体的实施方式，驱动电机71为中空伺服电机，中空伺服电机的输出轴为中空轴，卷绕轴2的另一端部配合地插设在中空轴中，本实施例中，卷绕轴2上至少插设在中空轴中的部分为花键轴，该花键轴与中空轴通过花键连接，这使得卷绕轴2与输出轴同步转动，且二者之间能够相对滑动。
驱动器72用于控制驱动电机71的动作，三组驱动器72绕滑环轴6的中心等角度间隔固定设置在滑环轴6的一端部上，且三组驱动器72和三组驱动电机71分别一一对应于同一相位角位置，驱动器72与滑环4连接，当滑环4与外部电源连通后，可对驱动器72进行供电。
顶针机构设有三组，分别驱动三组卷针3沿旋转主轴5的轴线延伸方向做往复直线运动，以便于实现卷绕设备在卷绕工作状态和下料工作状态之间的转换。
本实施例中，顶针机构包括固定设置在旋转主轴5上的直线导轨81、固定设置在卷绕轴2上的拨叉82、与拨叉82配合用于驱动拨叉82做直线运动的气缸（图中未示出），直线导轨81沿旋转主轴5的轴线方向延伸，拨叉82能够沿直线导轨81的长度延伸方向滑动地设置在直线导轨81上。本实施例中，直线导轨81设置在第一转盘11与第二转盘82之间。本实施例中顶针机构的拨叉82与直线导轨81的配合方式，相较于现有技术中直线轴承8’和导向杆7’的配合方式，其装配精度更高，从而可实现高速卷绕。
该卷绕设备的工作流程如下：
卷绕设备开始工作前，三组卷绕轴2分别定位在三个工位：卷绕工位、贴胶工位和下料工位处。当滑环4与外接电源连通后，驱动器72的电源连通，可控制驱动电机71启动并以一定速度转动，从而驱动卷绕轴2绕自身轴心线自转，使得卷针3随卷绕轴2同步转动。另外，当滑环4与外部电源连通后，滑环4工作，其转动部分带动滑环轴6转动，滑环轴6带动第一转盘11、旋转主轴5和第二转盘12同步转动，从而使得每组卷绕轴2均绕旋转主轴5公转，每转动120度，切换一个工位。当其中一组卷绕轴2转动到下料工位时，顶针机构中的气缸动作，通过拨叉82驱使卷针3和卷绕轴2形成的整体沿直线导轨81滑动，从而使卷绕轴2的部分缩进中空伺服电机的中空轴中，以实现下料。下料完成后，顶针机构中的气缸再次动作，通过拨叉82驱使卷针3和卷绕轴2形成的整体沿直线导轨81反向滑动，直至恢复到卷绕工作状态时的位置，如此依次循环进行。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种三工位电池卷绕设备，其特征在于：所述卷绕设备包括：
第一转盘，所述第一转盘的中心固定设有旋转主轴；
卷绕轴，所述卷绕轴设有三组，三组所述卷绕轴绕所述第一转盘的中心等角度间隔穿设在所述第一转盘上，所述卷绕轴能够相对所述第一转盘转动地设置；
卷针，所述卷针设有三组，每组所述卷针固定设置在一组所述卷绕轴的一端部；
第一驱动机构，所述第一驱动机构的输出端直接驱动所述旋转主轴和所述第一转盘转动，从而驱使所述卷绕轴绕所述旋转主轴转动；
第二驱动机构，所述第二驱动机构设有三组，分别驱动三组所述卷绕轴绕自身轴心线转动，每组所述第二驱动机构均包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴与所述卷绕轴的另一端部连接，以使得所述卷绕轴与所述输出轴同步转动，且二者之间能够相对滑动；
顶针机构，所述顶针机构设有三组，分别驱动三组所述卷针沿所述旋转主轴的轴线延伸方向做直线往复运动，所述顶针机构包括固定设置在所述旋转主轴上的直线导轨、固定设置在所述卷绕轴上的拨叉、与所述拨叉配合用于驱动所述拨叉做直线运动的气缸，所述直线导轨沿所述旋转主轴的轴线方向延伸，所述拨叉能够沿所述直线导轨的长度延伸方向滑动地设置在所述直线导轨上。
2.根据权利要求1所述的三工位电池卷绕设备，其特征在于：所述第一驱动机构为滑环，所述卷绕设备还包括一端部与所述滑环的转动部分相连接的滑环轴，所述滑环轴的另一端部固定连接在所述第一转盘上，所述滑环轴与所述旋转主轴的中心轴线沿同一直线方向延伸，所述滑环与外部电源连接。
3.根据权利要求2所述的三工位电池卷绕设备，其特征在于：每组所述第二驱动机构还包括用于控制所述驱动电机动作的驱动器，所述驱动器固定设置在所述滑环轴的一端部，所述驱动器与所述滑环电连接。
4.根据权利要求3所述的三工位电池卷绕设备，其特征在于：三组所述驱动器绕所述滑环轴的中心等角度间隔固定设置在所述滑环轴的一端部，且三组所述驱动器和三组所述驱动电机一一对应于同一相位角位置。
5.根据权利要求1所述的三工位电池卷绕设备，其特征在于：所述卷绕设备还包括第二转盘，所述第二转盘与所述第一转盘同轴设置，三组所述卷绕轴绕所述第二转盘的中心等角度间隔穿设在所述第二转盘上，所述直线导轨位于所述第一转盘与所述第二转盘之间。
6.根据权利要求1所述的三工位电池卷绕设备，其特征在于：三组所述驱动电机绕所述第一转盘的中心等角度间隔固定设置在所述第一转盘上。
7.根据权利要求1所述的三工位电池卷绕设备，其特征在于：所述驱动电机的输出轴与所述卷绕轴的中心轴线沿同一直线方向延伸，且与所述旋转主轴平行设置。
8.根据权利要求1或7所述的三工位电池卷绕设备，其特征在于：所述驱动电机为中空伺服电机，所述中空伺服电机的输出轴为中空轴，所述卷绕轴的另一端部配合地插设在所述中空轴中，使得所述卷绕轴与所述输出轴同步转动，且二者之间能够相对滑动。
9.根据权利要求8所述的三工位电池卷绕设备，其特征在于：所述卷绕轴上至少插设在所述中空轴中的部分为花键轴，所述花键轴与所述中空轴通过花键连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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