CN109088106A - 切叠一体机 - Google Patents
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Abstract
一种切叠一体机,用以堆叠隔膜、电池的负极片以及电池的正极片。所述切叠一体机包括叠片台、位于所述叠片台的一侧的纠偏机构、位于所述叠片台的另一侧的切刀机构、以及用以往复摆动以实现铺展所述隔膜的摆辊。所述纠偏机构能够检测隔膜位置的准确性,并且在所述隔膜位置有偏移时,调整所述隔膜位置。所述切刀机构用以在叠片完成后切断所述隔膜。如此设置,提高了设备的精确度,保证了电芯叠片的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种切叠一体机,属于锂电池自动化设备技术领域。
背景技术
EV电池,即动力电池,其叠片的工艺要求是负极片比正极片多一片。叠片时,隔膜首先从右向左铺开(也可以从左往右,仅是举例方便说明),在第一层隔膜上放负极片,然后隔膜从左向右覆盖负极片,再放正极片,然后隔膜从右向左覆盖正极片,如此反复。为了满足工艺要求,叠片结束时,最上面的也是负极片,此时,为了覆盖负极片,隔膜需要从左向右,最终停在右侧。
传统的叠片台在隔膜铺张的时候,难以准确调控隔膜的起始位置,从而不能保证电芯叠片的质量,可能导致电池的性能不佳。另外,由于隔膜质地较软,尤其是在刚铺展的时候,如何将其调整到预定的位置也是业界需要解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够调整隔膜定位的切叠一体机。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种切叠一体机,用以堆叠隔膜、电池的负极片以及电池的正极片,所述切叠一体机包括叠片台、位于所述叠片台的一侧的纠偏机构、位于所述叠片台的另一侧的切刀机构、以及用以往复摆动以实现铺展所述隔膜的摆辊;其中所述纠偏机构能够检测隔膜位置的准确性,并且在所述隔膜位置有偏移时,调整所述隔膜位置至正确的位置;所述切刀机构用以在叠片完成后切断所述隔膜。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述纠偏机构包括纠偏台、纠偏传感器以及纠偏驱动组件,所述纠偏台设有将所述隔膜吸附以进行定位的通孔,所述纠偏传感器对应于所述隔膜的宽度以判断所述隔膜是否偏移,所述纠偏驱动组件用以驱动所述纠偏台以将偏移的隔膜调整到正确的位置,所述纠偏驱动组件包括驱动件和导向件,所述纠偏台与所述导向件滑动连接,所述导向件沿所述隔膜的宽度方向延伸。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述纠偏传感器包括两个,这两个纠偏传感器之间的距离正好对应于所述隔膜的宽度。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述切刀机构包括切刀以及切刀驱动组件,所述切刀位于所述叠片台的另一侧,所述切刀驱动组件驱动所述切刀升降。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述叠片台设有对所述隔膜吸附固定的穿孔。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述切叠一体机还包括驱动所述叠片台升降的叠片台升降机构。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述摆辊设有吹气装置,当所述隔膜被切断时,隔膜的断头所朝的方向正好与起始方向相反,所述吹气装置用于将所述隔膜吹向起始侧,以方便新一轮的叠片。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述摆辊上还设有压料机构,所述压料机构包括压料过辊、压板以及驱动件,其中所述压板与所述压料过辊相对设置以形成间隙,所述隔膜自所述间隙中穿过并流向所述叠片台;所述驱动件连接并驱动所述压板压紧或远离所述压料过辊,从而压紧或松开所述隔膜。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述切叠一体机还包括压刀机构,所述压刀机构能够配合所述叠片台动作,以压紧电芯组件,实现电池的叠片。
作为本发明进一步改进的技术方案,所述切叠一体机还包括直线模组,所述叠片台的底部与所述直线模组的滑座相连,所述直线模组能够驱动所述叠片台移动。
相较于现有技术,本发明通过设置纠偏机构,其能够检测隔膜位置的准确性,并且在所述隔膜位置有偏移时,调整所述隔膜位置。
附图说明
图1是本发明切叠一体机的叠片台、纠偏机构以及切刀机构于一种实施方式中的俯视图。
图2是图1的仰视图。
图3是图1的主视图。
图4是图1的左视图。
图5是本发明切叠一体机的叠片台以及叠片台升降机构于一种实施方式中的右视图,其中纠偏机构未图示出来。
图6是本发明切叠一体机的叠片台以及叠片台升降机构于一种实施方式中的左视图,其中除了切刀驱动组件,切刀机构的其他部分未图示出来。
图7是本发明切叠一体机的叠片部分于一种实施方式中的示意图。
图8是本发明切叠一体机的压料机构于一种实施方式中的俯视示意图。
具体实施方式
请参图1至图8所示,本发明揭示了一种切叠一体机,用以依次堆叠隔膜(未图示)、电池的负极片(未图示)以及电池的正极片(未图示)。所述切叠一体机包括叠片台100、位于所述叠片台100的一侧的纠偏机构200、位于所述叠片台100的另一侧的切刀机构300、驱动所述叠片台100升降的叠片台升降机构400、用以往复摆动以实现铺展所述隔膜的摆辊500、用以压住电芯组件的压刀机构600以及能够驱动所述叠片台100移动的直线模组700。在本实施方式的描述中,电芯组件指的是隔膜、负极片以及正极片在叠片过程中相互堆叠在一起所形成的组件;当叠片完成之后,该组件被称之为电芯。
请参图1所示,纠偏机构200设于叠片台100的一侧(例如图中的左侧),在本发明图示的实施方式中,该侧为隔膜铺展的起始侧。切刀机构300设于叠片台100的另一侧(例如图中的右侧)。压刀机构600在叠片台100的两侧。使用时,隔膜首先落到纠偏机构200上,然后向切刀机构300所在的一侧铺展。纠偏机构200能够检测隔膜位置的准确性,当隔膜位置有偏移时,还能调整隔膜位置;电芯叠片完成后,切刀机构300切断最后的隔膜,电芯被夹取机构(未图示)带走,新的隔膜开始铺展。
请参图1所示,在本发明图示的实施方式中,所述叠片台100设有若干相互连通穿孔101,这些穿孔101用以与外部抽气装置相连。使用时,抽气装置能够对穿孔101进行抽气,从而形成孔内负压,穿孔101通过负压能够吸住隔膜,从而实现对所述隔膜的固定。
请参图1及图2所示,纠偏机构200包括纠偏台210、纠偏传感器220以及纠偏驱动组件230。其中,纠偏台210设于叠片台100隔膜起头的一侧,隔膜先铺展在纠偏台210上。纠偏台210设有与外部抽气装置连接的通孔211,使用时通过通孔211能够利用负压吸住隔膜,从而实现对所述隔膜的定位。所述通孔211的使用原理与穿孔101相同,在此不再赘述。
纠偏传感器220设于叠片台100上。在本发明图示的实施方式中,纠偏传感器220有两个,这两个纠偏传感器220之间的距离正好对应隔膜的宽度。通过这两个纠偏传感器220能够判断隔膜是否偏移。例如,当隔膜落在叠片台100上时,如果其宽度没有完全覆盖两个纠偏传感器220,就是位置有偏移。当然,在其他实施方式中所述纠偏传感器220也可以通过其发出的光线来检测隔膜是否偏移。这种纠偏传感器220一般有两个信号单元,一个是投光单元,发出信号;另一个是受光单元,接收信号。当隔膜在这两个信号单元之间且覆盖部分光线的时候,未被覆盖的光源信号就会被受光单元接收,并将其传递回系统的控制装置。系统根据未被覆盖的光源信号的长度等信息,计算出隔膜的位置以及需要纠偏的距离等,再控制纠偏机构200动作,进行纠偏。
纠偏驱动组件230包括驱动件231、导向件232以及限位组件233。在本发明图示的实施方式中,驱动件231包括伺服电机2311以及丝杆2312。导向件232包括导轨2321。导轨2321直接或者间接安装在叠片台100的下方,例如,导轨2321可以通过安装座2322与叠片台100连接。纠偏台210通过滑块2323与导轨2321滑动连接。当然,在其他实施方式中,导向件232也可以包括导杆,通过导套与导杆滑动连接来实现纠偏台210与所述导向件232的滑动连接。请参图4所示,纠偏台210通过一连接板212,与丝杆螺母213相连;而丝杆螺母213与丝杆2312滑动连接,能够将丝杆2312的旋转运动转化为自身的直线运动,当连接板212与丝杆螺母213相连时,丝杆螺母213就能带动连接板212沿着丝杆2312做直线运动,此时,导向件232的延伸方向平行于丝杆2312的轴向,也就是隔膜的宽度方向;伺服电机2311驱动丝杆2312,最终带动连接板212、纠偏台210沿导轨2321运动。在本发明图示的实施方式中,导轨2321沿隔膜的宽度方向延伸。
为了提高设备运行的稳定性,保证设备的运行安全,本发明的切叠一体机还包括限位组件233。所述限位组件233包括光电传感器240和感应片250。感应片250设于纠偏台210的一侧。当纠偏台210沿隔膜的宽度方向移动时,带动感应片250随之运动。光电传感器240设于安装座2322上,可与感应片250感应接触,实现限位。具体地,光电传感器240有三个,其中两个位于极限位置,一个位于原点。位于原点的光电传感器240用作基准,方便设备启动时找到起点。位于极限位置的光电传感器240用于限制纠偏台210的运动,保证纠偏台210始终在极限位置之间运动。若纠偏台210运动出极限位置,感应片250与该位置的光电传感器240感应接触,就会触发警报。另外,限位组件233一般还包括位于导向件232两端的限位块,以进一步保证纠偏台210在预定范围内运动。
使用时,当检测到隔膜位置有偏离时,纠偏驱动组件230驱动纠偏台210沿隔膜的宽度方向进行调整(哪个传感器信号未被覆盖,即向该传感器方向进行纠偏),使隔膜最终完全覆盖两个纠偏传感器220。
切刀机构300包括切刀310以及切刀驱动组件320。切刀310位于叠片台100相对于纠偏台210的另一侧。切刀驱动组件320驱动切刀310升降。在一种实施方式中,切刀驱动组件320为气缸,气缸连接并驱动切刀310升降。一般而言,切刀310有两个工位,一个工位低于叠片台100,另一个工位高于叠片台100。切刀310不动作时,始终低于叠片台100。待电芯叠片完毕,电芯被夹出叠片台100,电芯转移的方向就是切刀310所在的方位。电芯被移出叠片台100后,气缸驱动切刀310上升,切断最上层的隔膜。
请参图5及图6所示,在本发明图示的实施方式中,叠片台升降机构400包括伺服电机410、导轨420、叠片台安装架430、叠片台安装座440以及限位组件450。其中,叠片台100设于叠片台安装架430上,叠片台安装架430通过滑块与导轨420滑动连接。导轨420安装在叠片台安装座440上。伺服电机410连接并驱动叠片台安装架430,进而带动叠片台100沿导轨420升降。所述限位组件450包括由光电传感器451和感应片452,其中,光电传感器451安装在叠片台安装座440上;感应片452设于叠片台安装架430上,并随着叠片台安装架430的升降而运动。限位组件450的功能在于进一步保证设备的运行在一定范围内往复,保证使用安全。
请参图7所示,摆辊500设于叠片台100的正上方,并可左右往复摆动实现隔膜的铺展。优选地,摆辊500的出料端设有吹气装置510,当隔膜被切刀310切断时,隔膜的断头所朝的方向正好与起始方向相反,吹气装置510用于将隔膜吹向起始侧,以方便新一轮的叠片。
请参图8所示,摆辊500上还设有压料机构520。压料机构520包括压料过辊521、压板522、驱动件523(例如气缸)。压板522与压料过辊521相对设置以形成间隙524,隔膜自二者的间隙524中穿过并流向叠片台100。驱动件523连接并驱动压板522压紧或远离压料过辊521,从而压紧或松开隔膜。切刀310切断隔膜之前,驱动件523驱动压板522压住压料过辊521,以压紧或松开绕经压料过辊521的隔膜。
压刀机构600能够配合叠片台100动作,以压紧电芯组件,实现电池的叠片。在一种实施方式中,压刀机构600包括两组,其中每一组压刀机构600都能够在驱动件的作用下沿垂直于叠片台100的方向升降运动以及沿平行于叠片台100的方向水平运动,以压紧电芯组件。具体地,两组压刀机构600分别设于纠偏机构200一侧和切刀310一侧。一组压刀机构600包括压刀,以及驱动压刀运动的水平移动机构和竖直移动机构。压刀正对叠片台100设置,隔膜在叠片台100上叠片时,压刀能够压紧叠片台100上叠片出来的电芯组件;隔膜准备变向时,变向一侧的压刀在水平移动机构的驱动下松开电芯组件,在竖直移动机构的驱动下上升避位、再下降压紧电芯组件,便于隔膜变向。
叠片台100的底部与所述直线模组700的滑座相连,直线模组700能够驱动叠片台100移动,以方便下料。
本发明切叠一体机的工作流程大致如下:
开始叠片时,隔膜首先从纠偏机构200一侧向切刀310一侧铺展(参照图7,也就是从左向右铺展)。隔膜的初始端落在纠偏台210上,并慢慢铺到叠片台100上。此时,纠偏台210上的通孔211形成负压吸,将隔膜吸在纠偏台210上;而叠片台100上的穿孔101不对隔膜进行吸附,方便对隔膜进行纠偏。若隔膜位置不正确,纠偏驱动组件230启动。纠偏完成后,纠偏台210上的通孔211撤去负压吸,直线模组700驱动整个叠片台100向左移动,直到叠片台100靠近纠偏机构200的左初始端接触到隔膜的起头端。叠片台100上的穿孔101形成负压吸,将隔膜吸在叠片台100的表面。
位置准确的隔膜铺好后,搬运机构将第一片负极片置于隔膜上,右侧的压刀机构600抽出,叠片台升降机构400启动,伺服电机410驱动叠片台100下降一定高度,保持叠片台100的最高位置不变,一方面,便于压刀机构600重复动作以压住电芯组件;另一方面,避免随着叠片的进程,电芯组件叠得过高而对摆辊500产生位置干涉,影响叠片。然后,右侧的压刀机构600压住负极片。压紧后,摆辊500带动隔膜自右向左,逐渐覆盖负极片,随后,搬运机构将第一片正极片放在隔膜上,左侧的压刀机构600抽出,叠片台升降机构400驱动叠片台100下降一定高度,然后,左侧的压刀机构600压住正极片。如此往复,叠出电芯。当最后一片负极片到位后,摆辊500带动隔膜自右向左,逐渐覆盖负极片,完成电芯的叠片。此时,摆辊500在左侧工位。电芯成型后,直线模组700带动叠片台100向右、朝向下料工位的夹取机构运动(此时,摆辊500在左侧不动,隔膜被拉出来)。到位后,夹取机构夹住叠片台100上的电芯,压刀机构600松开,叠片台100向右移动,夹取机构不动,使得夹取机构将电芯拉离叠片台100。电芯离开叠片台100后,叠片台升降机构400驱动叠片台100回到初始位置。优选地,该初始位置与电芯等高。
为了方便切刀机构300切断隔膜,压料机构520首先启动,驱动件523驱动压板522压向压料过辊521,将绕经压料过辊521的隔膜压紧。这样,切刀310切断隔膜后,隔膜不会因为一端失力回弹。隔膜被压紧后,切刀机构300启动,切刀驱动组件320驱动切刀310上升,切断隔膜。夹取机构将切断后的电芯转移到下一个工位,直线模组700带动叠片台100继续向左,回到初始工位。
叠片台100到位后,吹气装置510启动,将在右侧下料时被拉向右侧的隔膜吹回左侧;同时,隔膜的起头端落在纠偏台210上。由于隔膜是被吹回来的,容易吹歪,纠偏机构200能够矫正隔膜的位置。
对隔膜进行纠偏后,直线模组700驱动整个叠片台100向左移动,直到叠片台100靠近纠偏机构200的左初始端接触到隔膜的起头端;叠片台100上的穿孔101形成负压,将隔膜吸在叠片台100的表面;随后,压料机构520机构松开隔膜,隔膜重新被释放出来,新一轮叠片开始。
以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案,对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础,例如对“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方向性的描述,尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明,但是,本领域的普通技术人员应当理解,所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换,而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进,均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种切叠一体机,用以堆叠隔膜、电池的负极片以及电池的正极片,其特征在于:所述切叠一体机包括叠片台、位于所述叠片台的一侧的纠偏机构、位于所述叠片台的另一侧的切刀机构、以及用以往复摆动以实现铺展所述隔膜的摆辊;其中所述纠偏机构能够检测隔膜位置的准确性,并且在所述隔膜位置有偏移时,调整所述隔膜位置至正确的位置;所述切刀机构用以在叠片完成后切断所述隔膜。
2.如权利要求1所述的切叠一体机,其特征在于:所述纠偏机构包括纠偏台、纠偏传感器以及纠偏驱动组件,所述纠偏台设有将所述隔膜吸附以进行定位的通孔,所述纠偏传感器对应于所述隔膜的宽度以判断所述隔膜是否偏移,所述纠偏驱动组件用以驱动所述纠偏台以将偏移的隔膜调整到正确的位置,所述纠偏驱动组件包括驱动件和导向件,所述纠偏台与所述导向件滑动连接,所述导向件沿所述隔膜的宽度方向延伸。
3.如权利要求2所述的切叠一体机,其特征在于:所述纠偏传感器包括两个,这两个纠偏传感器之间的距离正好对应于所述隔膜的宽度。
4.如权利要求1所述的切叠一体机,其特征在于:所述切刀机构包括切刀以及切刀驱动组件,所述切刀位于所述叠片台的另一侧,所述切刀驱动组件驱动所述切刀升降。
5.如权利要求1所述的切叠一体机,其特征在于:所述叠片台设有对所述隔膜吸附固定的穿孔。
6.如权利要求1所述的切叠一体机,其特征在于:所述切叠一体机还包括驱动所述叠片台升降的叠片台升降机构。
7.如权利要求1所述的切叠一体机,其特征在于:所述摆辊设有吹气装置,当所述隔膜被切断时,隔膜的断头所朝的方向正好与起始方向相反,所述吹气装置用于将所述隔膜吹向起始侧,以方便新一轮的叠片。
8.如权利要求7所述的切叠一体机,其特征在于:所述摆辊上还设有压料机构,所述压料机构包括压料过辊、压板以及驱动件,其中所述压板与所述压料过辊相对设置以形成间隙,所述隔膜自所述间隙中穿过并流向所述叠片台;所述驱动件连接并驱动所述压板压紧或远离所述压料过辊,从而压紧或松开所述隔膜。
9.如权利要求1所述的切叠一体机,其特征在于:所述切叠一体机还包括压刀机构,所述压刀机构能够配合所述叠片台动作,以压紧电芯组件,实现电池的叠片。
10.如权利要求1所述的切叠一体机,其特征在于:所述切叠一体机还包括直线模组,所述叠片台的底部与所述直线模组的滑座相连,所述直线模组能够驱动所述叠片台移动。
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2018
- 2018-09-16 CN CN201811077876.0A patent/CN109088106A/zh active Pending
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