CN108568452A - 一种锂离子电池全自动闭合式三辊极片辊轧机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池全自动闭合式三辊极片辊轧机，该辊轧机采用微电脑控制单元为主控器，可以通过显示屏直接输入相关工艺参数，而不需要常规辊压机那样手动调节。由于采用闭合式检测系统，电池极片通过测厚仪后自动定时测试极片厚度，主控将根据测试数据再调整压力和间隙，从而实现全自动闭合式自动化生产，更重要的是该辊轧机采用三辊结构，可以同时辊轧两条极片，产能是普通双辊辊轧机的两倍，生产效率大大提高。

Description

一种锂离子电池全自动闭合式三辊极片辊轧机
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池全自动闭合式三辊极片辊轧机。
背景技术
极片辊轧是锂离子电池生产过程重要工序之一，传统辊压机大都采用2辊装配，只能辊轧一条极片，工作时间长，生产效率低。而且常规辊轧机自动化程度低，需要通过手动调节两辊之间的间隙和压力，主要手段就是用扳手转动大螺丝或者是手动扳动气阀开关，在工业化水平高度发达的现代生产环境下，这种做法实在是原始而又落后。
更原始的是常规辊压机需要测量极片厚度时，得用千分尺手动一个点一个点的测量，尽管如此由于千分尺的长度有限，也只能测量极片的边缘部分，而极片的中间位置厚度根本测不出来，经常导致大量不良品的产生。
为了改善锂离子电池极片辊轧的自动化、智能化水平、高效率化水平，本发明提出了一种锂离子电池全自动闭合式三辊极片辊轧机。
发明内容
本发明公开了一种锂离子电池全自动闭合式三辊极片辊轧机，该辊轧机采用微电脑控制单元为主控制器，可以通过显示屏直接输入相关工艺参数，而不需要常规辊压机那样手动调节。由于采用闭合式检测系统，电池极片通过测厚仪后自动定时测试极片厚度，主控将根据测试数据再调整压力和间隙，从而实现自动化，更重要的是该辊轧机采用三辊结构，可以同时辊轧两条极片，产能、效率是普通双辊辊轧机的两倍，生产效率大大提高。
本发明的技术方案是：一种锂离子电池全自动闭合式三辊极片辊轧机，该辊轧机采用三辊结构，包括主控制器（1）、三辊（三个辊子）、自动间隙调节系统（5）、自动压力调节系统（6）、在线自动测厚系统（20）和动力系统，该辊轧机的工作过程为将极片装配到辊轧机上，在主控器（1）中输入需要辊轧的极片厚度，开始辊轧并通过在线自动测厚系统（20）在线测试辊轧后的极片厚度，然后将测试数据自动输送到主控制器（1）中，主控制器（1）根据所得数据计算极片厚度与要求值之间的差异，然后发指令给自动间隙调整系统（5）和自动压力调节系统（6），调整两辊之间的间隙与压力，然后再继续辊轧，再测试，直到辊轧后的极片厚度符合要求为止，辊轧机连续自动辊轧工作。
所述三辊为固定辊（2）、顶辊（3）和底辊（4），固定辊（2）通过紧固件固定在支架（25）上，顶辊（3）安装在固定辊（2）上方，中间用弹簧（9）撑起，以消除顶辊由于重力产生的压力，顶辊（3）与支架（25）上横梁之间装配有液压泵（15），顶辊（3）与固定辊（2）之间还安装有自动间隙调节系统（5），底辊（4）安装在固定辊（2）的下方，中间安装有自动压力调节系统（6），但没有弹簧（9），底辊（4）与支架（25）底框之间装配有液压泵（15）。
所述自动间隙调节系统（5）由伺服电机（10）、丝杠（11）、导轨（12）、底滑块（13）、上滑块（14）组成，伺服电机（10）固定在支架（25）上，与主控制器（1）电路连接，导轨（12）固定在固定辊（2）上，底滑块（13）有一斜面，并通过各自卡槽与导辊（12）装配，伺服电机（10）和底滑块（13）通过丝杠（11）连接，上滑块（14）固定在顶辊（3）上，上有斜面，底滑块（13）斜面和上滑块（14）斜面面对面平行装配，当伺服电机（10）转动时，底滑块（13）前后移动，两辊之间的间隙随之改变，或变大或变小。
所述自动压力调节系统（6）由伺服电机（16）、丝杠（17）、减压阀旋钮（18）、减压阀（19）、液压泵（15）组成，伺服电机（16）和减压阀（19）固定在底座上，伺服电机（16）与主控制器（1）电路连接，与减压阀旋钮（18）之间通过丝杠（17）连接，减压阀（19）与液压泵（15）连接，并通过调节减压阀（19）气压大小来控制液压泵（15）输出压力大小，当主控制器（1）发指令给伺服电机（16）定量转动时，减压阀旋钮（18）即被定量转动，通过减压阀（19）的气压大小发生变化，同时液压泵（15）输出压力大小发生变化，顶辊（3）与固定辊（2）以及底辊（4）与固定辊（2）之间的压力发生变化，辊轧极片的压力最终发生变化。
所述在线自动测厚系统（20）由压力传感器（21）、伺服电机（22）、压块（23）、支架（24）组成，压力传感器（21）安装在压块（23）上，与主控制器（1）电路连接，压块（23）与伺服电机（22）通过丝杠等连接，并保证伺服电机（22）转动时压块（23）只有上下运动，伺服电机（22）固定在支架（25）上，并与主控制器（1）电路连接，当极片通过压块（23）与支架（25）横杠之间的间隙时，主控制器（1）发指令给伺服电机（22）测试极片厚度，伺服电机（22）即转动带动压块（23）下压极片，压力传感器（21）同时压在极片上，当压力传感器（21）接受的压力达到指定值时，主控制器（1）命令伺服电机（22）停止转动，同时通过伺服电机（22）转动的距离计算极片的厚度。
所述动力系统分布为三个辊子（2、3、4）的一端装配有齿轮，它们互相咬合，主电机（7）固定在底座上，通过皮带与变速箱（8）连接，变速箱（8）与固定辊（2）通过轴连接，由固定辊（2）的转动，带动其他两辊（3、4）的转动。
附图说明
附图1为本发明的辊轧机结构示意图。
附图2为主控制器位置，图中1-主控制器。
附图3为辊轧机内部结构示意图，图中2-固定辊、3-顶辊、4-底辊、5-自动间隙调节系统、6-自动压力调节系统、7-主电机、8-变速箱、25-支架。
附图4为弹簧装配位置图，图中2-固定辊、9-弹簧。
附图5为滑块装配位置图，图中10-伺服电机、11-丝杠、12-导轨、13-底滑块、14-上滑块。
附图6 为液压泵位置装配图，图中15-液压泵。
附图7 为自动压力调节系统，图中16-伺服电机、17-丝杠、18-减压阀旋钮、19-减压阀。
附图8 为在线自动测厚系统（20），图中21-压力传感器、22-伺服电机、23-压块、24-支架。
附图9 为本发明的辊轧机的工作流程图，图中2-固定辊、3-顶辊、4-底辊、20-在线自动测厚系统、24-收放卷。
具体实施方式
下文所述的实施例是对本发明的补充说明，而非对本发明的限制。
一种锂离子电池全自动闭合式三辊极片辊轧机，该辊轧机采用三辊结构，包括主控制器（1）、三辊（三个辊子）、自动间隙调节系统（5）、自动压力调节系统（6）、在线自动测厚系统（20）和动力系统，该辊轧机的工作过程为将极片装配到辊轧机上，在主控制器（1）中输入需要辊轧的极片厚度，开始辊轧并通过在线自动测厚系统（20）在线测试辊轧后的极片厚度，然后将测试数据自动输送到主控制器（1）中，主控器（1）根据所得数据计算极片厚度与要求值之间的差异，然后发指令给自动间隙调整系统（5）和自动压力调节系统（6），调整两辊之间的间隙与压力，然后再继续辊轧，再测试，直到辊轧后的极片厚度符合要求为止，辊轧机连续自动辊轧工作，如图1-9所示。
所述三辊为固定辊（2）、顶辊（3）和底辊（4），固定辊（2）通过紧固件固定在支架（25）上，顶辊（3）安装在固定辊（2）上方，中间用弹簧（9）撑起，以消除顶辊由于重力产生的压力，顶辊（3）与支架（25）上横梁之间装配有液压泵（15），顶辊（3）与固定辊（2）之间还安装有自动间隙调节系统（5），底辊（4）安装在固定辊（2）的下方，中间安装有自动压力调节系统（6），但没有弹簧（9），底辊（4）与支架（25）底框之间装配有液压泵（15），如图2、3、4、5、6所示。
所述自动间隙调节系统（5）由伺服电机（10）、丝杠（11）、导轨（12）、底滑块（13）、上滑块（14）组成，伺服电机（10）固定在支架（25）上，与主控制器（1）电路连接，导轨（12）固定在固定辊（2）上，底滑块（13）有一斜面，并通过各自卡槽与导辊（12）装配，伺服电机（10）和底滑块（13）通过丝杠（11）连接，上滑块（14）固定在顶辊（3）上，上有斜面，底滑块（13）斜面和上滑块（14）斜面面对面平行装配，当伺服电机（10）转动时，底滑块（13）前后移动，两辊之间的间隙随之改变，或变大或变小。
所述自动压力调节系统（6）由伺服电机（16）、丝杠（17）、减压阀旋钮（18）、减压阀（19）、液压泵（15）组成，伺服电机（16）和减压阀（19）固定在底座上，伺服电机（16）与主控制器（1）电路连接，与减压阀旋钮（18）之间通过丝杠（17）连接，减压阀（19）与液压泵（15）连接，并通过调节减压阀（19）气压大小来控制液压泵（15）输出压力大小，当主控制器（1）发指令给伺服电机（16）定量转动时，减压阀旋钮（18）即被定量转动，通过减压阀（19）的气压大小发生变化，同时液压泵（15）输出压力大小发生变化，顶辊（3）与固定辊（2）以及底辊（4）与固定辊（2）之间的压力发生变化，辊轧极片的压力最终发生变化，如图3、6、7所示。
所述在线自动测厚系统（20）由压力传感器（21）、伺服电机（22）、压块（23）、支架（24）组成，压力传感器（21）安装在压块（23）上，与主控制器（1）电路连接，压块（23）与伺服电机（22）通过丝杠等连接，并保证伺服电机（22）转动时压块（23）只有上下运动，伺服电机（22）固定在支架（25）上，并与主控制器（1）电路连接，当极片通过压块（23）与支架（25）横杠之间的间隙时，主控制器（1）发指令给伺服电机（22）测试极片厚度，伺服电机（22）即转动带动压块（23）下压极片，压力传感器（21）同时压在极片上，当压力传感器（21）接受的压力达到指定值时，主控制器（1）命令伺服电机（22）停止转动，同时通过伺服电机（22）转动的距离计算极片的厚度，如图8、9所示。
所述动力系统分布为三个辊子（2、3、4）的一端装配有齿轮，它们互相咬合，主电机（7）固定在底座上，通过皮带与变速箱（8）连接，变速箱（8）与固定辊（2）通过轴连接，由固定辊（2）的转动，带动其他两辊（3、4）的转动，如图3所示。

Claims (6)

1.一种锂离子电池全自动闭合式三辊极片辊轧机，该辊轧机采用三辊结构，包括主控制器（1）、三辊（三个辊子）、自动间隙调节系统（5）、自动压力调节系统（6）、在线自动测厚系统（20）和动力系统，其特征在于，该辊轧机的工作过程为将极片装配到辊轧机上，在主控器（1）中输入需要辊轧的极片厚度，开始辊轧并通过在线自动测厚系统（20）在线测试辊轧后的极片厚度，然后将测试数据自动输送到主控制器（1）中，主控制器（1）根据所得数据计算极片厚度与要求值之间的差异，然后发指令给自动间隙调整系统（5）和自动压力调节系统（6），调整两辊之间的间隙与压力，然后再继续辊轧，再测试，直到辊轧后的极片厚度符合要求为止，辊轧机连续自动辊轧工作。
2.根据权利要求1所述的，一种锂离子电池全自动闭合式三辊极片辊轧机，其特征在于，所述三辊为固定辊（2）、顶辊（3）和底辊（4），固定辊（2）通过紧固件固定在支架（25）上，顶辊（3）安装在固定辊（2）上方，中间用弹簧（9）撑起，以消除顶辊由于重力产生的压力，顶辊（3）与支架（25）上横梁之间装配有液压泵（15），顶辊（3）与固定辊（2）之间还安装有自动间隙调节系统（5），底辊（4）安装在固定辊（2）的下方，中间安装有自动压力调节系统（6），但没有弹簧（9），底辊（4）与支架（25）底框之间装配有液压泵（15）。
3.根据权利要求1所述的，一种锂离子电池全自动闭合式三辊极片辊轧机，其特征在于，所述自动间隙调节系统（5）由伺服电机（10）、丝杠（11）、导轨（12）、底滑块（13）、上滑块（14）组成，伺服电机（10）固定在支架（25）上，与主控制器（1）电路连接，导轨（12）固定在固定辊（2）上，底滑块（13）有一斜面，并通过各自卡槽与导辊（12）装配，伺服电机（10）和底滑块（13）通过丝杠（11）连接，上滑块（14）固定在顶辊（3）上，上有斜面，底滑块（13）斜面和上滑块（14）斜面面对面平行装配，当伺服电机（10）转动时，底滑块（13）前后移动，两辊之间的间隙随之改变。
4.根据权利要求1所述的，一种锂离子电池全自动闭合式三辊极片辊轧机，其特征在于，所述自动压力调节系统（6）由伺服电机（16）、丝杠（17）、减压阀旋钮（18）、减压阀（19）、液压泵（15）组成，伺服电机（16）和减压阀（19）固定在底座上，伺服电机（16）与主控制器（1）电路连接，与减压阀旋钮（18）之间通过丝杠（17）连接，减压阀（19）与液压泵（15）连接，并通过调节减压阀（19）气压大小来控制液压泵（15）输出压力大小，当主控制器（1）发指令给伺服电机（16）定量转动时，减压阀旋钮（18）即被定量转动，通过减压阀（19）的气压大小发生变化，同时液压泵（15）输出压力大小发生变化，顶辊（3）与固定辊（2）以及底辊（4）与固定辊（2）之间的压力发生变化，辊轧极片的压力最终发生变化。
5.根据权利要求1所述的，一种锂离子电池全自动闭合式三辊极片辊轧机，其特征在于，所述在线自动测厚系统（20）由压力传感器（21）、伺服电机（22）、压块（23）、支架（24）组成，压力传感器（21）安装在压块（23）上，与主控制器（1）电路连接，压块（23）与伺服电机（22）通过丝杠等连接，并保证伺服电机（22）转动时压块（23）只有上下运动，伺服电机（22）固定在支架（25）上，并与主控制器（1）电路连接，当极片通过压块（23）与支架（25）横杠之间的间隙时，主控制器（1）发指令给伺服电机（22）测试极片厚度，伺服电机（22）即转动带动压块（23）下压极片，压力传感器（21）同时压在极片上，当压力传感器（21）接受的压力达到指定值时，主控制器（1）命令伺服电机（22）停止转动，同时通过伺服电机（22）转动的距离计算极片的厚度。
6.根据权利要求1所述的，一种锂离子电池全自动闭合式三辊极片辊轧机，其特征在于，所述动力系统分布为三个辊子（2、3、4）的一端装配有齿轮，它们互相咬合，主电机（7）固定在底座上，通过皮带与变速箱（8）连接，变速箱（8）与固定辊（2）通过轴连接，由固定辊（2）的转动，带动其他两辊（3、4）的转动。
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