CN107863486A - 一种偏心辊式高速极耳成型机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种偏心辊式高速极耳成型机，包括放卷及纠偏组件，所述放卷及纠偏组件与固定架的左端下侧固定连接，固定架的侧面中部从左到右依次设有纠偏传感器组件、放卷张力组件、过程纠偏组件、前偏心辊组件、模具冲切组件、极耳压痕组件、冲Mark孔组件、后偏心辊组件、编码器辊组件、直线电机夹送组件、非接触式吸尘组件、收卷张力组件，固定架的右端下侧设有收卷及纠偏组件。该偏心辊式高速极耳成型机，简化了机械结构，故障率低，提高了机器的效率和精度，效率为现有技术的2倍以上，通过增加极耳压痕组件，可以保证极耳过辊不翻折，利用非接触式吸尘，解决常规毛刷辊刷粉过程中对极片的损坏以及毛刷掉毛等问题。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池生产技术领域，具体为一种偏心辊式高速极耳成型机。
背景技术
国内市面上应用较广泛的极耳成型机大致可以分为两种：1、用激光器产生激光切断极片箔材的极耳成型机；2、用五金刀模冲切极耳的极耳成型机（常规低速机）。
第一种极耳成型机的基本工作原理是激光器产生激光，通过聚焦镜得到高能量激光束，利用高能量激光束来切割极片。这种类型的切片机优势是极片连续运转无停顿、换型无需更换模具、无模具更换费用，缺陷是激光器价格昂贵、对极片来料要求很高、切割边缘有烧灼及金属熔渣飞溅、有重金属粉尘产生，对吸尘要求很高、激光对人类视网膜的损伤是不可逆的，操作调试时不可直视激光，增加调试难度。
第二种极耳成型机的基本工作原理是利用伺服电机驱动极片走定长，用五金刀模冲切让极耳一次成型，废料掉入废料收集处，冲切后电机再驱动第二个定长，五金模具再冲切第二个极耳，循环完成不同极耳间距的方形卷绕类极片的冲切。这种类型的切片机优势是五金刀模的切断毛刺小、极片掉粉少，缺陷是速度慢、张力波动大、模具对型号的适应范围有限、切片精度低。
长期以来，受设计、功能、材料、加工、成本等多方面影响，国内极耳成型机在生产效率、极片成品毛刺及掉粉、极片尺寸精度、张力波动控制、操作便利性等诸多方面一直没有太大进步，因此，如何提高极耳成型机的生产效率、较少极片毛刺和掉粉、保证极片尺寸精度、提高机器操作便利性等方面成了中国如今锂电池生产领域切片机的瓶颈问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种偏心辊式高速极耳成型机，解决了对辊驱动加速启动和减速停止过程中的极片打滑的问题，完成驱动极片不停，中间极片静止并完成极耳冲切成型的工序，并且大幅度的简化了机械结构，故障率低，提高了机器的效率和精度，效率为现有技术的2倍以上，通过增加极耳压痕组件，可以保证极耳过辊不翻折，利用非接触式吸尘，解决常规毛刷辊刷粉过程中对极片的损坏以及毛刷掉毛等问题，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种偏心辊式高速极耳成型机，包括放卷及纠偏组件，所述放卷及纠偏组件与固定架的左端下侧固定连接，且固定架的侧面中部从左到右依次设有纠偏传感器组件、放卷张力组件、过程纠偏组件、前偏心辊组件、模具冲切组件、极耳压痕组件、冲Mark孔组件、后偏心辊组件、编码器辊组件、直线电机夹送组件、非接触式吸尘组件、收卷张力组件，且固定架的右端下侧设有收卷及纠偏组件。
作为本发明的一种优选技术方案，所述前偏心辊组件和后偏心辊组件结构相同，且前偏心辊组件的偏心辊位于固定架的前侧，前偏心辊组件的偏心辊驱动电机位于固定架的后侧。
作为本发明的一种优选技术方案，所述模具冲切组件内部的冲切电机、模具和压痕迹气缸均有两个，且两个冲切电机位于模具冲切组件的上端，两个的模具位于模具冲切组件的中部，两个压痕迹气缸位于模具冲切组件的下端。
作为本发明的一种优选技术方案，所述直线电机夹送组件的上端设有单轴双动子直线电机模组，且直线电机夹送组件的上侧左端设有前夹子组件，直线电机夹送组件的上侧有端设有后夹子组件，所述前夹子组件的内部和后夹子组件的内部均设有夹子电机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本偏心辊式高速极耳成型机，利用前夹子组件和后夹子组件交替夹送，驱动极片匀速前进，完全区别于现有技术的对辊间歇驱动方式，解决了对辊驱动加速启动和减速停止过程中的极片打滑的问题，利用同步技术实现了极片在前偏心辊和后偏心辊中间极片的启动-静止循环运动，完成驱动极片不停，中间极片静止并完成极耳冲切成型，且前偏心辊组件和后偏心辊组件一个方向旋转，无停止和方向等动作，偏心辊旋转一圈对应一个极片启动-静止周期，也对应一次极耳冲切成型，并且大幅度的简化了机械结构，故障率低，提高了机器的效率和精度，效率为现有技术的2倍以上，通过增加极耳压痕组件，可以保证极耳过辊不翻折，利用非接触式吸尘，解决常规毛刷辊刷粉过程中对极片的损坏以及毛刷掉毛等问题。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明前偏心辊组件的结构示意图；
图3为本发明模具冲切组件的结构示意图；
图4为本发明直线电机夹送组件的结构示意图。
图中：1放卷及纠偏组件、2纠偏传感器组件、3放卷张力组件、4过程纠偏组件、5前偏心辊组件、6模具冲切组件、7极耳压痕组件、8冲Mark孔组件、9后偏心辊组件、10编码器辊组件、11直线电机夹送组件、12非接触式吸尘组件、13收卷张力组件、14收卷及纠偏组件、15单轴双动子直线电机模组、16前夹子组件、17后夹子组件、18夹子电机、19模具、20冲切电机、21压痕迹气缸、22偏心辊、23偏心辊驱动电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种偏心辊式高速极耳成型机，包括放卷及纠偏组件1，放卷及纠偏组件1与固定架的左端下侧固定连接，且固定架的侧面中部从左到右依次设有纠偏传感器组件2、放卷张力组件3、过程纠偏组件4、前偏心辊组件5、模具冲切组件6、极耳压痕组件7、冲Mark孔组件8、后偏心辊组件9、编码器辊组件10、直线电机夹送组件11、非接触式吸尘组件12、收卷张力组件13，且固定架的右端下侧设有收卷及纠偏组件14，前偏心辊组件5和后偏心辊组件9结构相同，且前偏心辊组件5的偏心辊22位于固定架的前侧，前偏心辊组件5的偏心辊驱动电机23位于固定架的后侧，模具冲切组件6内部的冲切电机20、模具19和压痕迹气缸21均有两个，且两个冲切电机20位于模具冲切组件6的上端，两个的模具19位于模具冲切组件6的中部，两个压痕迹气缸21位于模具冲切组件6的下端，直线电机夹送组件11的上端设有单轴双动子直线电机模组15，且直线电机夹送组件11的上侧左端设有前夹子组件16，直线电机夹送组件11的上侧有端设有后夹子组件17，前夹子组件16的内部和后夹子组件17的内部均设有夹子电机18，当前夹子组件16和后夹子组件17交替夹送极片，驱动极片匀速前进时，放卷及纠偏组件1和收卷及纠偏组件14通过卷径检测计算后，实现极片匀速主动放卷和收卷，同时放卷及纠偏组件1通过放卷张力组件3的角度计感应当前张力摆杆摆动位置，实时反馈并微调放卷速度，实现恒张力放卷，同理，收卷及纠偏组件14通过收卷张力组件13的角度计感应当前张力摆杆摆动位置，实时反馈并微调收卷速度，实现恒张力收卷，极片从放卷及纠偏组件1经过纠偏传感器组件2、放卷张力组件3、过程纠偏组件4和前偏心辊组件5等功能组件，被驱动至模具冲切组件6，在这个过程中，极片通过放卷及纠偏组件1和过程纠偏组件4两次纠偏，保证极片位置与基板的距离与理论位置相差不超过±0.1mm，极片在模具冲切组件6完成极耳的冲切成型，然后在极耳压痕组件7完成极耳压痕加强，冲Mark孔组件8完成卷绕极片起始标示的Mark孔冲切，极片经过后偏心辊组件9，在编码器辊组件10处通过光纤检测极片上相邻两个Mark孔的位置来进行极片长度的实时自检，极片在直线电机夹送组件11匀速驱动下，经过非接触式吸尘组件12除静电和除尘处理，再通过收卷张力组件13，最后由收卷及纠偏组件14完成极片匀速收卷，该偏心辊式高速极耳成型机内部电器元件的输入端均与外部控制器的输出端电连接，且外部控制器控制偏心辊式高速极耳成型机内部电器元件的方式均为现有技术中常用的方法，本偏心辊式高速极耳成型机，利用前夹子组件16和后夹子组件17交替夹送，驱动极片匀速前进，完全区别于现有技术的对辊间歇驱动方式，解决了对辊驱动加速启动和减速停止过程中的极片打滑的问题，利用同步技术实现了极片在前偏心辊和后偏心辊中间极片的启动-静止循环运动，完成驱动极片不停，中间极片静止并完成极耳冲切成型，且前偏心辊组件5和后偏心辊组件9一个方向旋转，无停止和换向等动作，偏心辊22旋转一圈对应一个极片启动-静止周期，也对应一次极耳冲切成型，并且大幅度的简化了机械结构，故障率低，提高了机器的效率和精度，效率为现有技术的2倍以上，通过增加极耳压痕组件7，可以保证极耳过辊不翻折，利用非接触式吸尘，解决常规毛刷辊刷粉过程中对极片的损坏以及毛刷掉毛等问题。
在使用时：当前夹子组件16和后夹子组件17交替夹送极片，驱动极片匀速前进时，放卷及纠偏组件1和收卷及纠偏组件14通过卷径检测计算后，实现极片匀速主动放卷和收卷，同时放卷及纠偏组件1通过放卷张力组件3的角度计感应当前张力摆杆摆动位置，实时反馈并微调放卷速度，实现恒张力放卷，同理，收卷及纠偏组件14通过收卷张力组件13的角度计感应当前张力摆杆摆动位置，实时反馈并微调收卷速度，实现恒张力收卷。
极片从放卷及纠偏组件1经过纠偏传感器组件2、放卷张力组件3、过程纠偏组件4和前偏心辊组件5等功能组件，被驱动至模具冲切组件6，在这个过程中，极片通过放卷及纠偏组件1和过程纠偏组件4两次纠偏，保证极片位置与基板的距离与理论位置相差不超过±0.1mm，极片在模具冲切组件6完成极耳的冲切成型，然后在极耳压痕组件7完成极耳压痕加强，冲Mark孔组件8完成卷绕极片起始标示的Mark孔冲切，极片经过后偏心辊组件9，在编码器辊组件10处通过光纤检测极片上相邻两个Mark孔的位置来进行极片长度的实时自检，极片在直线电机夹送组件11匀速驱动下，经过非接触式吸尘组件12除静电和除尘处理，再通过收卷张力组件13，最后由收卷及纠偏组件14完成极片匀速收卷。
在极片匀速驱动过程中，模具冲切极耳成型以及变极耳间距冲切的基本原理如下：
设备在初始状态下，模具冲切组件6的冲切电机20，前偏心辊组件5和后偏心辊组件9的偏心辊驱动电机23都回到零位，其中冲切电机20最高点为零位，前侧的偏心辊驱动电机23最低点为零位，后侧的偏心辊驱动电机23最高点为零位，开始启动时，前偏心辊组件5从最低点往最高点转动，缓存极片，后偏心辊组件9从最高点往最低点转动，释放缓存的极片，当后偏心辊组件9释放极片速度与驱动的匀速速度一致时，前偏心辊组件5和后偏心辊组件9之间的极片就会完全静止，当前偏心辊组件5缓存极片速度与匀速放卷速度一致时，放卷张力组件3和前偏心辊组件5之间的极片还是保持稳定的匀速运行，保证了放卷张力组件3的张力摆杆静止不动，与此同时，模具冲切组件6的冲切电机20驱动模具19完成极耳冲切成型，然后返回零位，冲切完成后，前偏心辊组件5从最高点往最低点旋转释放极片并返回零位，后偏心辊组件9从最低点往最高点旋转缓存极片并回到零位，上述三个电机每时每刻同步，从而保证了驱动精度和冲切精度，因为极片在不停的匀速驱动前进，同步电机每个周期对应一个极耳的冲切成型，假设极片匀速驱动速度为V，同步电机旋转一圈的周期时间为T，当周期不变，则冲切出来的极耳间距D的计算公式为：D=V×T，由公式可以，在已知极片驱动速度V的情况下，要实现极耳间距D的变化，只要改变同步周期时间T即可。
本发明利用前夹子组件16和后夹子组件17交替夹送，驱动极片匀速前进，完全区别于现有技术的对辊间歇驱动方式，解决了对辊驱动加速启动和减速停止过程中的极片打滑的问题，利用同步技术实现了极片在前、后偏心辊中间极片的启动-静止循环运动，完成驱动极片不停，中间极片静止并完成极耳冲切成型，且前偏心辊组件5和后偏心辊组件9一个方向旋转，无停止和方向等动作，偏心辊22旋转一圈对应一个极片启动-静止周期，也对应一次极耳冲切成型，并且大幅度的简化了机械结构，故障率低，提高了机器的效率和精度，效率为现有技术的2倍以上，通过增加极耳压痕组件7，可以保证极耳过辊不翻折，利用非接触式吸尘，解决常规毛刷辊刷粉过程中对极片的损坏以及毛刷掉毛等问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种偏心辊式高速极耳成型机，包括放卷及纠偏组件（1），其特征在于：所述放卷及纠偏组件（1）与固定架的左端下侧固定连接，且固定架的侧面中部从左到右依次设有纠偏传感器组件（2）、放卷张力组件（3）、过程纠偏组件（4）、前偏心辊组件（5）、模具冲切组件（6）、极耳压痕组件（7）、冲Mark孔组件（8）、后偏心辊组件（9）、编码器辊组件（10）、直线电机夹送组件（11）、非接触式吸尘组件（12）、收卷张力组件（13），且固定架的右端下侧设有收卷及纠偏组件（14）。
2.根据权利要求1所述的一种偏心辊式高速极耳成型机，其特征在于：所述前偏心辊组件（5）和后偏心辊组件（9）结构相同，且前偏心辊组件（5）的偏心辊（22）位于固定架的前侧，前偏心辊组件（5）的偏心辊驱动电机（23）位于固定架的后侧。
3.根据权利要求1所述的一种偏心辊式高速极耳成型机，其特征在于：所述模具冲切组件（6）内部的冲切电机（20）、模具（19）和压痕迹气缸（21）均有两个，且两个冲切电机（20）位于模具冲切组件（6）的上端，两个的模具（19）位于模具冲切组件（6）的中部，两个压痕迹气缸（21）位于模具冲切组件（6）的下端。
4.根据权利要求1所述的一种偏心辊式高速极耳成型机，其特征在于：所述直线电机夹送组件（11）的上端设有单轴双动子直线电机模组（15），且直线电机夹送组件（11）的上侧左端设有前夹子组件（16），直线电机夹送组件（11）的上侧右端设有后夹子组件（17），所述前夹子组件（16）的内部和后夹子组件（17）的内部均设有夹子电机（18）。
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