CN108417904A - 电池制作控制系统及电池制作机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池制作控制系统及电池制作机，所述系统包括：隔膜放卷控制部，其用于在满足预设放卷时机的情况下，控制隔膜的释放；隔膜卷绕控制部，其用于控制隔膜卷绕时所需的隔膜长度；极片送片控制部，其用于控制极片在电池电芯已卷绕部分上的安放位置；极片供料控制部，其用于控制极片的自动供料；本发明控制功能丰富、节省人力、有利于提高电池制作效率和实现全自动化及规模化生产。

Description

电池制作控制系统及电池制作机

技术领域

本发明属于电池制造技术领域，具体为一种电池制作控制系统及电池制作机。

背景技术

电池制作过程中需要将正极片、负极片、隔膜等多种不同材料卷绕成电池电芯。现有技术中的电池制作控制系统具备如下技术问题：控制功能单一、距离实现全自动化及规模化生产较远、人工介入工作不低、与电池制作的实际需求匹配度不佳等。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制一种控制功能丰富、节省人力、有利于提高电池制作效率和实现全自动化及规模化生产的电池制作控制系统及电池制作机。

一种电池制作控制系统，包括：

隔膜放卷控制部，其用于在满足预设放卷时机的情况下，控制隔膜的释放；

隔膜卷绕控制部，其用于控制隔膜卷绕时所需的隔膜长度；

极片送片控制部，其用于控制极片在电池电芯已卷绕部分上的安放位置；

极片供料控制部，其用于控制极片的自动供料；

另外，所述系统还包括隔膜纠偏控制部，其用于在隔膜传送行程中，控制隔膜的纠偏方向；

另外，所述系统还包括电芯完整度检测部，其用于电池电芯卷绕完成后，确定电池电芯是否完整；

另外，所述系统还包括压卷控制部，其用于控制施加在电池电芯已卷绕部分的压力大小；

另外，所述系统还包括隔膜裁切控制部，其用于电池电芯卷绕完成后，控制裁切时隔膜余料量；

另外，所述系统还包括抽针控制部，其用于按照预设抽针流程控制电芯卷针的抽离；

另外，所述系统还包括：

隔膜接头检测部，其用于获知是否存在隔膜接头；

绝缘膜焊接控制部，其用于控制置于隔膜前端的绝缘膜焊接时间；

另外，所述系统还包括：

包装壳供料控制部，其用于在包装壳的运送进程中，控制各包装壳均沿第二预设方向放置；

底垫安放控制部，其用于检测包装壳是否被传送到预设位置，在所述包装壳被传送到预设位置的情况下，控制底垫安放到所述包装壳中；和

电芯入壳控制部，其用于控制将卷绕完成后的电池电芯送入包装壳内；

另外，所述系统还包括：

良品检测部，其用于对入壳后的电池电芯是否满足良品要求进行检测；

与所述良品检测部相连接的装箱控制部，该装箱控制部用于根据良品检测结果控制良品与非良品的分别装箱。

一种电池制作机，包括上述任一项所述的电池制作控制系统。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的电池制作控制系统及电池制作机，所述电池制作控制系统控制功能丰富、节省人力、有利于提高电池制作效率和实现全自动化及规模化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1的电池制作控制系统的结构框图；

图2是本发明实施例2的电池制作控制系统的结构框图；

图3是本发明实施例3的电池制作控制系统的结构框图；

图4是本发明实施例4的电池制作控制系统的结构框图；

图5是本发明实施例5的电池制作控制系统的结构框图；

图6是本发明实施例6的电池制作控制系统的结构框图；

图7是本发明实施例7的电池制作控制系统的结构框图；

图8是本发明实施例8的电池制作控制系统的结构框图；

图9是本发明实施例9的电池制作控制系统的结构框图；

图10是本发明所述隔膜放卷控制部的结构示例图；

图11是本发明所述隔膜卷绕控制部的结构示例图；

图12是本发明所述极片送片控制部的结构示例图；

图13是本发明所述隔膜纠偏控制部的结构示例图；

图14是本发明所述电芯完整度检测部的结构示例图；

图15是本发明所述压卷控制部的结构示例图；

图16是本发明所述隔膜裁切控制部的结构示例图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供了一种电池制作控制系统，图1是本发明实施例1的电池制作控制系统的结构框图，如图1所示，所述系统可以包括：

隔膜放卷控制部1，其用于在满足预设放卷时机的情况下，控制隔膜的释放；

隔膜卷绕控制部3，其用于控制隔膜卷绕时所需的隔膜长度；

极片送片控制部2，其用于控制极片在电池电芯已卷绕部分上的安放位置；

极片供料控制部4，其用于控制极片的自动供料。

本实施例所述系统可以自动实现隔膜放卷控制、隔膜卷绕时的隔膜长度控制、极片送片时极片安放位置控制、以及极片供料控制；本实施例节省人力、有利于提高电池制作效率和实现全自动化及规模化生产；本发明适用于电池制作控制、电池制作，所述电池可以为镍电池，如镍氢电池等。

作为实施例1的优选实施例，图10示出了本发明所述隔膜放卷控制部1的结构示例图，该优选实施例实现了隔膜自动放卷、提升了隔膜放卷效率，如图10所示，所述隔膜放卷控制部1可以包括：

放卷检测部件17，其用于检测是否满足预设放卷时机；具体地，所述放卷检测部件17可以为用于检测隔膜使用量是否达到预设使用量，或者检测隔膜传送位置是否达到预设位置的传感器；

用于驱动隔膜放卷机构进行隔膜释放的放卷驱动部件18；所述放卷驱动部件18可以为放卷电机；

与放卷检测部件17和放卷驱动部件18相连接的放卷控制部件19，该放卷控制部件19根据放卷检测部件17输出的满足预设放卷时机的检测结果，来控制放卷驱动部件18动作，进而隔膜放卷机构进行隔膜释放；具体地，所述放卷控制部件19可以直接控制放卷驱动部件18的供电电源通断，比如放卷控制部件19经由一继电器控制放卷驱动部件18的供电电源通断。

作为实施例1的优选实施例，图11示出了本发明所述隔膜卷绕控制部3的结构示例图，该优选实施例通过对卷绕所需的隔膜长度进行自动控制和调整，提高了隔膜卷绕效率，有利于隔膜卷绕参数的保证，且能够适配不同的产品要求，如图11所示，所述隔膜卷绕控制部3至少可以包括第一隔膜卷绕控制部31和第二隔膜卷绕控制部32；

所述第一隔膜卷绕控制部31用于控制卷绕在电芯卷针外侧和极片之间的隔膜长度；所述第一隔膜卷绕控制部31可以包括：

第一长度设定部件311，其用于对卷绕在电芯卷针外侧和极片之间的隔膜长度进行设定；

第一长度检测部件312，其用于检测卷绕在电芯卷针外侧和极片之间的隔膜长度；

与第一长度设定部件311和第一长度检测部件312相连接的第一长度控制部件313，该第一长度控制部件313用于在所述第一长度检测部件312输出的隔膜长度检测结果满足第一长度设定部件311设定的隔膜长度的情况下，暂停隔膜输送至电芯卷针处；具体地，根据不同电池电芯的产品工艺要求，再未进行极片卷绕之前，卷绕在电芯卷针上的隔膜的长度可以根据实际需求进行设定和卷绕，第一长度检测部件312可以为检测卷绕在电芯卷针上的隔膜卷数的编码器，当根据编码器输出结果确定卷绕在电芯卷针上的隔膜长度满足要求后，暂停隔膜至电芯卷针处的输送操作，进行极片放料；

所述第二隔膜卷绕控制部32用于控制电池电芯卷绕过程中所需的隔膜长度；所述第二隔膜卷绕控制部32可以包括：

第二长度设定部件321，其用于对电池电芯卷绕过程中所需的隔膜长度进行设定；

第二长度检测部件322，其用于检测电池电芯卷绕过程中已完成卷绕的隔膜长度；

与第二长度设定部件321和第二长度检测部件322相连接的第二长度控制部件323，该第二长度控制部件323用于在所述第二长度检测部件322输出的隔膜长度检测结果满足第二长度设定部件321设定的隔膜长度的情况下，控制隔膜卷绕机构停止卷绕；具体地，根据不同电池电芯的产品工艺要求，其所需的隔膜长度可以是不同的，并可以根据实际需求进行设定和卷绕，第二长度检测部件322可以为检测电池电芯卷绕过程中已完成卷绕的隔膜卷数的编码器，当根据编码器输出结果确定隔膜长度满足要求后，控制隔膜卷绕机构停止卷绕。

作为实施例1的优选实施例，图12是本发明所述极片送片控制部2的结构示例图，该优选实施例便于准确实现极片送片操作和极片卷绕的位置要求，操作方便；如图12所示，所述极片送片控制部2可以包括：

位置检测部件21，其用于检测安放极片的基准位置；所述基准位置可以为在电池电芯上已卷绕的隔膜前端的位置；

位置设定部件22，其用于设定安放在电池电芯上的极片相当于所述基准位置的位置参数；

与所述位置检测部件21、位置设定部件22相连接的位置控制部件23，该位置控制部件23用于根据所述基准位置和所述位置参数，控制极片送片机构将送过来的极片安放在电池电芯已卷绕部分上。

作为实施例1的优选实施例，所述极片供料控制部4可以通过控制极片吸料、极片转料和极片送料各工序的衔接和执行，来控制极片的自动供料；具体地，所述极片吸料工序可以由吸料驱动机构带动吸料手实现，所述极片转料工序可以由转料驱动机构带动转料手实现，所述极片送料工序可以由送料驱动机构带动送料手实现，极片供料控制部4分别通过控制吸料驱动机构、转料驱动机构、送料驱动机构来实现吸料手、转料手、送料手的动作控制和衔接，进而实现吸料手吸到极片后，由转料手将吸到的极片移至送料手上，再由送料手将极片送至极片卷绕工位的自动供料过程；有利于保证极片的自动和连续供料，提高了极片供料效率。

图2是本发明实施例2的电池制作控制系统的结构框图，该实施例是在实施例1基础上进一步改进的优选实施例，进一步地，如图2所示，所述系统还可以包括隔膜纠偏控制部5，其用于在隔膜传送行程中，控制隔膜的纠偏方向。作为实施例2的优选实施例，图13示出了本发明所述隔膜纠偏控制部5的结构示例图，如图13所示，所述隔膜纠偏控制部5可以包括：

隔膜偏移检测部件51，其用于检测隔膜传送过程中是否发生隔膜偏移和相应的隔膜偏移方向；所述隔膜传送过程可以指隔膜放料后将隔膜运送至隔膜卷绕工作的过程；

与隔膜偏移检测部件51相连接的隔膜纠偏控制部件52；该隔膜纠偏控制部件52根据所述隔膜偏移检测部件51的检测结果，控制隔膜纠偏机构是否执行纠偏操作以及相应的纠偏方向，从而调整隔膜的偏移位置。

图3是本发明实施例3的电池制作控制系统的结构框图；该实施例是在实施例1基础上进一步改进的优选实施例，进一步地，如图3所示，所述系统还可以包括电芯完整度检测部6，其用于电池电芯卷绕完成后，确定电池电芯是否完整；通过电芯完整度的自动检测，有利于产品质量的保证。作为实施例2的优选实施例，图14示出了本发明所述电芯完整度检测部6的结构示例图，如图14所示，所述电芯完整度检测部6可以包括：

用于检测电池电芯尺寸的电芯检测部件61；所述电芯检测部件61可以选用区域光纤；

与所述电芯检测部件61相连接的完整度确定部件62，该完整度确定部件62用于基于所述电芯检测部件61的检测结果，判断电池电芯的尺寸是否满足预设尺寸范围，若电池电芯的尺寸超出预设尺寸范围，则电池电芯不完整；所述电池电芯尺寸可以为电池电芯直径。

图4是本发明实施例4的电池制作控制系统的结构框图，该实施例是在实施例1基础上进一步改进的优选实施例，进一步地，如图4所示，所述系统还可以包括压卷控制部7，其用于控制施加在电池电芯已卷绕部分的压力大小；本实施例可以自动实现电池电芯压卷控制，且可以根据实际需求调节压卷压力，有利于保证产品卷绕质量，压力调整便利；作为实施例4的优选实施例，图15示出了本发明所述压卷控制部7的结构示例图，如图15所示，所述压卷控制部7可以包括：

压力设定部件71，其用于设定施加在电池电芯已卷绕部分的压力大小；

与所述压力设定部件71相连接的压卷控制部件72，该压卷控制部件72根据所述压力设定部件71的设定情况，控制压卷机构施加在电池电芯已卷绕部分上的压力；所述压卷机构可以包括气缸和由气缸带动的压轮或压辊。

图5是本发明实施例5的电池制作控制系统的结构框图，该实施例是在实施例1基础上进一步改进的优选实施例，进一步地，如图5所示，所述系统还可以包括隔膜裁切控制部8，其用于电池电芯卷绕完成后，控制裁切时隔膜余料量；本实施例可以能够适配不同产品的余料要求，自动实现隔膜余料的预留和裁切；作为实施例4的优选实施例，图16示出了本发明所述隔膜裁切控制部8的结构示例图，如图16所示，所述隔膜裁切控制部8可以包括：

余料设定部件81，其用于设定隔膜余料量；具体地，不同系列的电池产品根据具体的工艺要求，对电池电芯卷绕完成后需要预留的隔膜余料量的要求可能不同，因此用户可以通过余料设定部件81在电池电芯制作之前，事先预设隔膜余料量；

与隔膜卷绕机构相连接的余料控制部件82，该余料控制部件82根据所述余料设定部件81设定的隔膜余料量，来控制隔膜卷绕机构的卷绕卷数；具体地，不同的隔膜余料量可以对应不同的卷绕卷数，若隔膜的卷绕卷数多，则隔膜余料量少，若隔膜的卷绕卷数少，则隔膜余料量多；在隔膜卷绕机构完成所述卷绕卷数的隔膜卷绕后，隔膜裁切部件进行隔膜裁切操作，进而完成裁切时隔膜余料量的控制，这里的隔膜裁切部件可以为切刀。

图6是本发明实施例6的电池制作控制系统的结构框图，该实施例是在实施例1基础上进一步改进的优选实施例，进一步地，如图6所示，所述系统还可以包括抽针控制部9，其用于按照预设抽针流程控制电芯卷针的抽离；作为实施例6的优选实施例，所述预设抽针流程可以包括：A、卷绕完成的电池电芯移至抽针工位；B、电芯卷针朝第一预设方向转动；所述第一预设方向为与电芯卷绕方向相反的方向；C、电芯卷针抽离；若电池电芯上的电芯卷针大于1个，则各电芯卷针依次抽出或同时抽出；D、所述抽针控制部9可以按照上述预设抽针流程控制电芯卷针的抽离；按照上述预设抽针流程进行抽针控制，有利于产品质量的保证。

图7是本发明实施例7的电池制作控制系统的结构框图，该实施例是在实施例1基础上进一步改进的优选实施例，进一步地，如图7所示，所述系统还可以包括：

隔膜接头检测部10，其用于获知是否存在隔膜接头；若获知存在隔膜接头，则进行接头提示，以便用户进行接头处理；

绝缘膜焊接控制部11，其用于控制置于隔膜前端的绝缘膜焊接时间；

不同的产品工艺要求，对所述绝缘膜的焊接时间要求可以不同，本实施例通过针对性的绝缘膜焊接时间控制，有利于保证焊接质量；作为实施例7的优选实施例，所述绝缘膜可以采用隔膜，所述绝缘膜焊接在下隔膜前端；电池电芯卷绕时，下隔膜、正极片、上隔膜、负极片自下而上放置；更进一步地，绝缘膜焊接控制部11还可以用于对所述绝缘膜的焊接长度进行控制。

图8是本发明实施例8的电池制作控制系统的结构框图，该实施例是在实施例1基础上进一步改进的优选实施例，进一步地，如图8所示，所述系统还可以包括：

包装壳供料控制部12，其用于在包装壳的运送进程中，控制各包装壳均沿第二预设方向放置；

底垫安放控制部13，其用于检测包装壳是否被传送到预设位置，在所述包装壳被传送到预设位置的情况下，控制底垫安放到所述包装壳中；和

电芯入壳控制部14，其用于控制将卷绕完成后的电池电芯送入包装壳内；

本实施例实现了包装壳供料的自动控制、底垫安放的自动控制、以及电芯入壳的自动控制，有利于全自动化及规模化生产。

作为实施例8的优选实施例，在实际应用中，可以用一容纳装置比如箱体放置包装壳，所述包装壳可以为钢壳，进一步地，可以在箱体上方设置一导向通道，通过推料机构将容纳装置内的包装壳推送至所述导向通道中，所述导向通道的宽度只能容纳一沿导向通道竖直放置的包装壳，进一步地，导向通道将包装壳依次输送至转盘周缘，各包装壳沿所述转盘的转动方向依次排布，通过设置在所述转盘上的方向检测部件对所述包装壳的放置方向进行检测，若所述包装壳的放置方向与第二预设方向相反，则控制所述包装壳的放置方向调整为第二预设方向；所述方向检测部件可以为接近开关；所述第二预设方向可以为包装壳底部朝向机器(里面)，包装壳开口朝向外面。

作为实施例8的优选实施例，所述底垫安放控制部13可以包括：

包装壳到位检测部件，其用于检测包装壳是否被传送到预设位置；所述预设位置可以为底垫安放工位；

与包装壳到位检测部件相连接的底垫安放控制部件，该底垫安放控制部件用于在所述包装壳被传送到预设位置的情况下，控制底垫安放到所述包装壳中；具体地，所述底垫安放控制部件可以通过打底垫机构实现将底垫安放到所述包装壳中；

进一步地，所述底垫安放控制部件还可以用于对已安放底垫的包装壳内有无正确的安放底垫进行检测；

作为实施例8的优选实施例，具体地，还可以，在电池电芯卷绕完成后，以及送入包装壳内之前，还用于对电池电芯进行是否完整的检测，针对正常的电池电芯即不存在不完整的问题，才送入包装壳内；电芯入壳控制部14可以通过控制气缸来完成电芯入壳的操作。

图9是本发明实施例9的电池制作控制系统的结构框图，该实施例是在实施例1基础上进一步改进的优选实施例，进一步地，如图9所示，所述系统还可以包括：

良品检测部15，其用于对入壳后的电池电芯是否满足良品要求进行检测；

与所述良品检测部15相连接的装箱控制部16，该装箱控制部16用于根据良品检测结果控制良品与非良品的分别装箱。

本实施例自动实现了产品的良品检测和装箱，保证了全自动电池制作生产线的实施，操作方便，节省人力，利于提高产品质量；作为实施例9的优选实施例，进一步地，所述良品检测部15具体可以为用于对入壳后的电池电芯进行短路检测的短路检测部件；若电池电芯存在短路问题，则为不良品，直接控制不良品装入放置不良品的箱子进行剔除；若电池电芯不存在短路问题则为良品，控制良品进行自动装箱，并当装箱装满后，进行装满提示；具体地，可以事先设定箱子可装入的电池电芯排数，当装够这些排则表示已装满。

作为实施例7和/或实施例9的优选实施例，所述系统还可以包括与隔膜接头检测部10和/或装箱控制部16相连接的提示部；所述提示部用于进行接头提示和/或装箱装满提示等。

更进一步的，本发明所述隔膜接头检测部10、余料控制部件82、位置控制部件23、压卷控制部件72、完整度确定部件62、第二长度控制部件323、电芯入壳控制部14、抽针控制部9可以集成在第一控制器中；所述包装壳供料控制部12、底垫安放控制部件、绝缘膜焊接控制部11和装箱控制部16可以集成在第二控制器中；所述放卷控制部件19和极片供料控制部4可以集成在第三控制器中；所述隔膜纠偏控制部件52和第一长度控制部件313可以集成在第四控制器中；所述第一控制器、第二控制器、第三控制器和第四控制器均采用可编程控制器。

本发明所述电池制作控制系统应用于电池制作机，该电池制作机可以包括隔膜放卷机构、隔膜卷绕机构、隔膜裁切部件、电芯卷针、极片送片机构、吸料驱动机构、转料驱动机构、送料驱动机构、吸料手、转料手、送料手、压卷机构、隔膜纠偏机构、容纳装置、推料机构、导向通道、转盘等。

本发明还提供了一种电池制作机，其包括上述任一实施例所述的电池制作控制系统。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种电池制作控制系统，其特征在于，包括：

隔膜放卷控制部，其用于在满足预设放卷时机的情况下，控制隔膜的释放；

隔膜卷绕控制部，其用于控制隔膜卷绕时所需的隔膜长度；

极片送片控制部，其用于控制极片在电池电芯已卷绕部分上的安放位置；

极片供料控制部，其用于控制极片的自动供料。

2.根据权利要求1所述的电池制作控制系统，其特征在于所述系统还包括隔膜纠偏控制部，其用于在隔膜传送行程中，控制隔膜的纠偏方向。

3.根据权利要求1所述的电池制作控制系统，其特征在于所述系统还包括电芯完整度检测部，其用于电池电芯卷绕完成后，确定电池电芯是否完整。

4.根据权利要求1所述的电池制作控制系统，其特征在于所述系统还包括压卷控制部，其用于控制施加在电池电芯已卷绕部分的压力大小。

5.根据权利要求1所述的电池制作控制系统，其特征在于所述系统还包括隔膜裁切控制部，其用于电池电芯卷绕完成后，控制裁切时隔膜余料量。

6.根据权利要求1所述的电池制作控制系统，其特征在于所述系统还包括抽针控制部，其用于按照预设抽针流程控制电芯卷针的抽离。

7.根据权利要求1所述的电池制作控制系统，其特征在于所述系统还包括：

隔膜接头检测部，其用于获知是否存在隔膜接头；

绝缘膜焊接控制部，其用于控制置于隔膜前端的绝缘膜焊接时间。

8.根据权利要求1所述的电池制作控制系统，其特征在于所述系统还包括：

包装壳供料控制部，其用于在包装壳的运送进程中，控制各包装壳均沿第二预设方向放置；

底垫安放控制部，其用于检测包装壳是否被传送到预设位置，在所述包装壳被传送到预设位置的情况下，控制底垫安放到所述包装壳中；和

电芯入壳控制部，其用于控制将卷绕完成后的电池电芯送入包装壳内。

9.根据权利要求1所述的电池制作控制系统，其特征在于所述系统还包括：

良品检测部，其用于对入壳后的电池电芯是否满足良品要求进行检测；

与所述良品检测部相连接的装箱控制部，该装箱控制部用于根据良品检测结果控制良品与非良品的分别装箱。

10.一种电池制作机，其特征在于包括权利要求1至9任一项所述的电池制作控制系统。