CN109562900B - 加工设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加工设备，包括剪切单元，该剪切单元从上游的输送装置接收待加工的物料并将其交付下游的输送装置，其中待剪切的物料通过连续的供应运动前进，其中每个输送装置包括闭环几何形状可变的可滑动柔性元件，其中剪切单元被限制为与两个输送装置的两个可移动部分一起以交替运动的方式移动。该设备可以加工用于生产电能储存设备的卷材状物料。

Description

加工设备
技术领域
本发明涉及一种加工设备，特别是用于加工以连续供应运动前进的物料(例如以连续卷材的形式)。
特别地但非排他地，本发明可以应用于电能储存装置的生产。
现有技术的问题之一是提供一种适用于加工物料的装置，该装置以连续的供给运动前进，而不会中断供给的连续性。专利公开WO2012/110915A1示出了解决上述问题的示例。
发明内容
本发明的一个目的是提供对现有技术的上述问题的替代解决方案。
一个优点是通过具有相对高生产率的加工设备解决上述问题。
一个优点是获得在物料前进方向上具有相对紧凑尺寸的加工设备。
一个优点是使得能够加工以相对高的供应速度前进的物料。
一个优点是允许在以连续供应运动前进的物料上执行分度加工，其中加工步骤可以相对减少。
一个优点是制造可用于生产电能储存装置的加工设备。
一个优点是提供一种结构简单且便宜且高度可靠的加工设备。
一个优点是制造一种适合于加工连续卷材形式的物料的加工设备。
一个优点是允许加工其中连续卷材形式的物料被分成多个不连续的部分。
一个优点是提供一种能够剪切连续卷材形式的物料的加工设备。
通过根据下面阐述的一个或多个权利要求的设备和/或方法实现这些目的和优点以及其他目的。
在一个实施例中，一种加工设备包括具有闭环可滑动柔性元件的至少一个输送装置，其中输送装置包括至少一个可移动部分，可移动部分的运动使得闭环的几何形状能够变化，其中加工设备包括加工单元，加工单元布置为从输送装置接收待加工的物料，其中加工单元被限制为与输送装置的上述可移动部分一起以交替的前进和返回运动移动。
加工设备可以以包括至少一个前进步骤的工作周期操作，在前进步骤中，加工单元沿着与物料相同的连续前进方向前进，并且加工单元在前进步骤的至少一部分期间接合物料。
加工单元可以在与物料接合的同时以与物料相同的连续前进速度前进。
在前进步骤中加工单元在前进期间，输送装置的可移动部分可以与加工单元(以相同速度)一起移动，从而改变闭环的几何形状。输送装置可以包括用于物料的出口(物料通过该出口输送到加工单元)，其中在前进步骤中加工单元在前进期间，出口可以与加工单元一起移动，以保持与加工单元的距离不变。
工作循环可包括至少一个返回步骤，在返回步骤中，加工单元(通过使物料脱离)沿与物料前进方向相反的方向返回以返回到初始位置并开始新的循环。在返回步骤中返回期间，输送装置的可移动部分与加工单元(以相同速度)一起移动，从而改变闭环的几何形状。输送装置可以包括用于物料的出口(物料通过该出口输送到加工单元)，其中该出口在返回步骤中加工单元返回期间可以按照与加工单元保持不变距离的方式与加工单元一起移动。
附图说明
参考附图，可以通过非限制性示例的方式更好地理解和实现本发明，附图通过非限制性示例的方式示出了本发明的实施例，在附图中：
图1是可用于本发明的具有可变几何形状的输送装置的实施例的图示；
图2和图3示出了图1的输送装置的两种不同的操作配置，其特征在于两种不同的几何形状；
图4是根据本发明制造的加工设备的一个实施例的图，该加工设备使用各种输送装置，每个输送装置如图1至3所示制造；
图5A至5C以三个不同的连续操作顺序示出了图4的加工设备的一部分。
具体实施方式
总体上用1示出了加工设备(参见图4)，该加工设备尤其包括至少一个加工单元2，该加工单元可以配置为例如将物料的各部分从连续的物料卷材中分离。加工单元2可以配置为接收待加工的具有单个连续卷材形式的物料，并且交付已加工的具有与连续卷材分离的离散部分形式的物料。加工单元2尤其可以包括至少一个剪切单元，该剪切单元具有至少一个剪切工具。
加工单元2可以是另一种类型，特别是具有其他类型的工具。加工单元2可以配置为例如以单个连续卷材的形式接收待加工的物料并且仍然以单个连续卷材的形式交付已加工的物料，或者可以配置为以一个接一个排列的离散部分的形式接收待加工的物料。
加工设备1尤其可以用于致动用于制造电能储存装置的方法。特别地，加工设备1可以用于加工包括至少一个电极分离器的物料(以卷材的形式)。
加工设备1尤其可以包括至少一个第一输送装置3(位于加工单元的上游)，该第一输送装置包括至少一个用于物料的第一入口4和至少一个用于物料的第一出口5。
如在本实施例中，第一输送装置3可包括至少一个第一柔性元件6(带、链、腹板、绳索、缆索、垫等)，该第一柔性元件可在闭环中滑动。
第一柔性元件6尤其可以布置为将物料从第一入口4输送到第一出口5。第一输送装置3尤其可以包括用于驱动第一柔性元件6的滑动的驱动装置(例如至少一个第一电机)。
如在本实施例中，第一柔性元件6可以配置为具有可变几何形状。可以控制第一柔性元件6的几何形状以至少改变第一出口5的位置(第一入口4的位置可以保持固定)。
第一输送装置3尤其可以包括支撑闭合环形的第一柔性元件6的至少一个第一支撑系统。第一支撑系统尤其可以包括至少一个运动传递构件7的系统，例如可绕其自身旋转轴旋转的构件(滑轮)。该系统可包括例如至少一个驱动构件，该驱动构件连接到驱动轴以命令运动；和/或一个或多个引导或传动构件，该引导或传动构件可围绕其自身轴线自由旋转。
第一支撑系统可包括可移动的第一部分8，该第一部分可以受控的方式移动，以改变第一柔性元件6的闭环的几何形状，从而保持其长度基本恒定。第一支撑系统的可移动第一部分8可以布置成改变第一出口5的位置。可移动第一部分8可以包括例如(一体地)连接至少两个运动传递构件7的旋转轴的(刚性)连接元件。可移动的第一部分8可以连接到驱动系统(具有至少一个电机，未示出)，该驱动系统用于控制可移动的第一部分8的移动，并因此控制第一柔性元件6的闭环的几何形状的变化。
第一支撑系统可以配置为使得第一部分8的运动(以及随后的至少两个运动传递构件7的旋转轴的一体运动)引起闭环的几何形状的变化，而不改变其长度。第一支撑系统可以设置有张紧装置(未示出)，该张紧装置用于控制第一柔性元件6的张紧(保持恒定)。
图1至图3示出了具有闭环的三种不同几何形状的可移动第一部分8的三个不同位置。
加工设备1尤其可以配置为使得前述加工单元2布置在第一出口5附近，以接收来自第一输送装置3的物料。
加工单元2可以是可驱动的，特别是可以采用至少一个接合位置(在图5B中示意)，例如物料切割位置，在该接合位置，该加工单元接合物料。加工单元2可以是可驱动的，特别是可以采用至少一个脱离位置(图5A和5C中示意)，在脱离位置，该加工单元使物料自由。
如在本实施例中，加工单元2可以与第一出口5一起(一体地)移动。
加工设备1尤其可以包括控制装置，该控制装置配置为控制组件的移动，该组件包括加工单元2和第一出口5和/或可移动的第一部分8。特别地，加工单元2可以连接到可移动的第一部分8，以便与其一体地移动。在特定实施例中，第一部分8和加工单元2通过机械连接而连接在一起，但是也可以提供电子连接(通过电子控制装置)。
加工单元2可包括例如固定到运动传递构件7的至少一个的旋转轴的第一端，可移动的第一部分8被约束在该第一端上，使得第一支撑系统的第一部分8可以与加工单元2一体地移动。
加工设备1尤其可以包括至少一个第二输送装置9(位于加工单元2的下游)，该第二输送装置包括至少一个用于物料的第二入口10和至少一个用于物料的第二出口11。如在本实施例中，第二输送装置9可包括至少一个第二柔性元件12，该第二柔性元件可在闭合环中滑动并且尤其可布置为将物料从第二入口10输送到第二出口11。第二柔性元件12可以配置有可变控制的几何形状，例如以改变第二入口10的位置的方式(第二出口11的位置可以保持固定)。
如在本实施例中，加工单元2可以布置在第二入口10附近，以能够将物料输送到第二输送装置9。加工单元2尤其可以与第二入口10一体地移动。
第二输送装置9尤其可以包括支撑闭环第二柔性元件12的至少一个第二支撑系统。如在本实施例中，第二支撑系统可以包括至少一个第二部分13，该第二部分以受控的方式可移动并且配置为改变第二柔性元件12的闭环的几何形状以保持其长度基本恒定。
如在本实施例中，可移动的第二部分13可以以改变第二入口13的位置的方式布置。第二部分13尤其可以与加工单元2一体地移动。
特别地，包括加工单元2和第一部分8(连同第一出口5)的前述组件还可包括第二部分13(与第二入口10一起)。
第一输送装置3(位于加工单元的上游)尤其可以包括第三柔性元件14，该第三柔性元件可以在闭环中滑动并且如在本实施例中那样可以包括与第一柔性元件6的支路连接的支路。物料前进，由第一输送装置3拖动，在第一柔性元件6的前述支路和第三柔性元件14的前述支路之间通过。
如在本实施例中，第三柔性元件14可以配置为具有可变受控的几何形状，特别是具有与第一柔性元件6的几何形状的变化协调的几何形状的变化。
第一输送装置3尤其可以包括至少一个第三支撑系统，如在本实施例中，该第三支撑系统可以支撑闭环第三柔性元件14。第三支撑系统尤其可以包括至少一个可移动的第三部分15，该第三部分是可移动的，以改变第三柔性元件14的闭环的几何形状，从而保持其长度基本恒定。如在本实施例中，可移动的第三部分15可以以改变第一出口5的位置的方式布置。第三部分15尤其可以与加工单元2一体地移动。
特别地，可包括加工单元2和/或第一部分8(与第一出口5一起)和/或第二部分13(与第二入口10一起)的前述组件可包括第三部分15。
如在本实施例中，第二输送装置9(位于加工单元的下游)可包括至少一个第四柔性元件16，该第四柔性元件可在闭环中滑动并且尤其可包括与第二柔性元件12的至少一个支路连接的至少一个支路。由第二输送装置9拖动的前进物料可以在第二柔性元件12的上述支路和第四柔性元件16的上述支路之间通过。
如在本实施例中，第四柔性元件16可以配置为具有可变几何形状，其中几何形状的变化尤其可以与第二柔性元件12的几何形状的变化相协调地被控制。
第二输送装置9尤其可以包括支撑闭环第四柔性元件16的第四支撑系统。如在本实施例中，第四支撑系统可以包括第四部分17，该第四部分是可移动的以改变闭环的几何形状，从而保持其长度基本恒定。可移动的第四部分17尤其可以以改变第二入口10的位置的方式布置。
特别地，第四部分17可以随着加工单元2的移动而一体地移动。
特别地，可包括加工单元2和/或第一部分8(与第一出口5一起)和/或第二部分13(与第二入口10一起)和/或第三部分15(与第一出口5一起)的前述组件可包括第四部分17。
第二支撑系统和/或第三支撑系统和/或第四支撑系统均可以以与上面公开的第一支撑系统类似的方式配置。
特别地，可移动的第二部分13和/或可移动的第三部分15和/或可移动的第四部分17可各自包括(刚性的)连接元件，该连接元件(一体地)连接相应的第二和/或第三和/或第四柔性元件的支撑系统的至少两个运动传递构件的旋转轴。加工单元2可包括例如固定到至少一个运动传递构件的旋转轴的第二端和/或第三端和/或第四端，第二部分13和/或第三部分15和/或第四部分17被第二端和/或第三端和/或第四端限制。
控制装置可配置为控制第一柔性元件6的滑动(特别是用于驱动第一柔性元件6的支撑系统的驱动构件的旋转)和/或驱动加工单元2(特别是在上述接合物料的位置或工作位置以及脱离物料的位置或息止位置之间的运动)。
特别地，控制装置可以配置为以相协调的方式控制第一柔性元件6的滑动(特别是控制用于驱动运动传递构件7系统的驱动构件的旋转)、加工单元2的驱动(特别是加工工具在工作位置和息止位置之间的移动)和包括加工单元2和/或可移动的第一部分8(特别是确定闭环的几何形状的变化的运动，以及加工单元2的向前和/或向后运动)和/或一个或多个其他可移动部分13、15、17的上述组件的运动。
特别地，控制装置可以配置为以与第一柔性元件6的滑动、加工单元2的驱动和前述组件的移动相协调的方式控制第二柔性元件12的滑动。
控制装置尤其可以包括可编程电子控制装置(例如电子处理器)和可在电子控制装置上实现的计算机程序指令。
控制装置尤其可以配置为执行工作循环，在工作循环中，物料(通过第一柔性元件的滑动的作用)沿前进方向连续前进。如在本实施例中，工作循环可以包括加工单元在前进方向上前进的至少一个前进步骤和在相反方向上向后移动的至少一个返回步骤。
在图5A至5C中，示出了前进步骤的三个不同时刻，其中包括加工单元2的组件与物料S一起前进(以相同的速度，至少在大部分前进步骤中)，具有初始时刻(图5A)、中间时刻(图5B)和最终时刻(图5C)。返回步骤(未示出)包含使上述组件从图5C的位置向图5A的位置向后移动，其方向与物料前进方向S相反，同时上述组件继续前进(特别是对于至少一部分以恒定的前进速度前进)。
如在本实施例中，在(编程的)工作循环中，加工单元2可以在前进步骤的至少一部分期间采用接合状态(图5B)并在返回步骤的至少一部分期间(特别是在整个返回步骤期间)采用脱离状态(图5A和5C)。控制装置可以以相协调的方式控制第一柔性元件6(和/或第二柔性元件12和/或第三柔性元件14和/或第四柔性元件16)的滑动、加工单元2的驱动和加工单元2的移动(与组件的剩余部分一起)，使得加工单元2可以接合物料S，同时加工单元2以与物料S相同的速度前进。
可以如此控制该设备，使得分离后的(被切割的)物料至少在一段时间内以大于物料的剩余部分的速度前进。例如，在加工单元进行分离(剪切)并且加工单元处于物料的脱离位置之后就可以立刻对第一柔性元件6(和/或第三柔性元件14)的滑动持续(相对较短的)一定时间的加快和/或对第二柔性元件12(和/或第四柔性元件16)的滑动持续(相对较短的)一定时间的减慢，特别地，以将分离的物料与该物料的剩余部分分开。
特别地，可以命令物料S在前进步骤的至少一部分以恒定的前进速度前进和/或在返回步骤的至少一部分以恒定的返回速度向后移动。可以命令组件(包括加工单元2)在前进步骤的至少一部分中以与物料S相同的速度前进，并且在返回步骤中以相对于前进步骤的速度更大的返回速度向后移动(以恢复前一工作循环的相同初始位置)。
在前进步骤(其中加工单元2可以执行物料S的加工)中，加工单元2然后可以以与物料S相同的速度前进至少一部分，使得其可以加工物料S，同时物料前进，使加工单元2和物料S之间在前进方向上的相对速度最小化或基本上减小到零。
特别地，如在本实施例中，第一入口4可以保持固定。特别地，如在本实施例中，第二出口11可以保持固定。以这种方式，特别便于待加工物料的供应和/或已加工物料的排空。
更特别地，第一输送装置3(位于加工单元2的上游)可包括用于物料的出口(第一出口5)，该出口在加工单元2在前进步骤中前进期间可与加工单元2一起移动，以与加工单元2保持不变的距离。更特别地说，第一输送装置3可包括用于物料的出口(第一出口5)，该出口在加工单元2在返回步骤中向后移动期间可以与加工单元2一起移动，以与加工单元2保持不变的距离。
更特别地，第二输送装置9(位于加工单元2的下游)可包括用于物料的入口(第二入口10)，该入口在加工单元2在前进步骤中前进期间可与加工单元2一起移动，以与加工单元2保持不变的距离。更特别地说，第二输送装置9可包括用于物料的入口(第二入口10)，该入口在加工单元2在返回步骤中向后移动期间的可以与加工单元2一起移动，以与加工单元2保持不变的距离。
第一输送装置3(位于加工单元2的上游)可包括用于物料的入口(第一入口4)，该入口在加工单元2在前进步骤中前进期间可始终保持固定在同一位置。第一输送装置3可包括用于物料的入口(第一入口4)，该入口在加工单元2在返回步骤中向后移动期间可始终保持固定在同一位置。
第二输送装置9(位于加工单元2的下游)可包括用于物料的出口(第二出口11)，该出口在加工单元2在前进步骤中前进期间可始终保持固定在同一位置。第二输送装置9可包括用于物料的出口(第二出口11)，该出口在加工单元2在返回步骤中向后移动期间可始终保持固定在同一位置。
代替位于加工单元2上游的第一输送装置3，可以使用任何其他输送装置，特别是包括用于物料的第一物料入口(例如固定位置入口)和可以与加工单元2一体地移动(具有向前和向后运动)的第一出口。代替位于加工单元2下游的第二输送装置9，可以使用任何其他输送装置，特别是包括可以与加工单元2一体地移动(具有向前和向后运动)的第二入口和第二出口(例如固定位置出口)。
在第一输送装置3(和/或第二输送装置9)中，物料通过摩擦、特别是通过穿过两个配合在一起的可滑动元件的两个耦合的支路被输送。然而，可以使用其他类型的输送装置，例如具有单个(特别是闭环)滑动元件，例如传送带、或抽吸类型或其他类型的输送机。
可以提供另一个实施例(未示出)，其中图4的示例的两个柔性元件6和12彼此集成(例如，连接图4中的两个上部支路)，以形成限定第一出口5和第二入口10的单个闭环柔性元件(单个闭环元件限定两个入口4和10以及两个出口5和11)。
作为补充或替代，图4的示例的两个柔性元件14和16也可以彼此集成(例如通过连接图4中的两个下部支路)，以形成限定第一出口5和第二入口10的单个闭环柔性元件(单个闭环元件限定两个入口4和10以及两个出口5和11)。

Claims (20)

1.一种加工设备(1)，包括：
第一输送装置(3)，所述第一输送装置包括第一入口(4)、第一出口(5)和环状可滑动的第一柔性元件(6)，所述第一柔性元件(6)布置为将物料(S)从所述第一入口(4)输送到所述第一出口(5)，所述第一柔性元件(6)配置有可变几何形状，该可变几何形状能够被控制以至少改变所述第一出口(5)的位置；
加工单元(2)，所述加工单元靠近所述第一出口(5)布置并且用于从所述第一输送装置(3)接收物料(S)，所述加工单元(2)能够在至少一个接合位置和至少一个脱离位置之间被驱动，所述加工单元在所述接合位置与所述物料(S)接合，所述加工单元(2)能够与所述第一出口(5)一起移动；
控制装置，所述控制装置配置为以相协调的方式控制所述第一柔性元件(6)的滑动、所述加工单元(2)的驱动以及所述加工单元(2)与所述第一出口(5)的运动，以执行加工循环，在所述加工循环中所述物料(S)以向前方向连续前进，其中，所述加工循环包括至少一个前进步骤和至少一个返回步骤，在所述前进步骤中所述加工单元(2)与所述第一出口(5)一起沿所述向前方向前进，在所述返回步骤中所述加工单元(2)与所述第一出口(5)一起沿相反方向返回，其中，当与所述物料(S)一起前进时，所述加工单元(2)在所述前进步骤的至少一部分期间处于所述接合位置以接合同一物料，其中，所述加工单元(2)在所述返回步骤的至少一部分期间处于所述脱离位置。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一输送装置(3)包括第一支撑系统，所述第一支撑系统支撑所述第一柔性元件(6)并且包括第一部分(8)，所述第一部分能够以受控方式移动以改变所述第一柔性元件(6)的几何形状同时保持所述第一柔性元件(6)的长度基本恒定，所述第一支撑系统的所述第一部分(8)布置为改变所述第一出口(5)的位置。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第一部分(8)被限制为与所述加工单元(2)一起移动。
4.根据权利要求1所述的设备，包括第二输送装置(9)，所述第二输送装置包括第二入口(10)、第二出口(11)和环状可滑动的第二柔性元件(12)，所述第二柔性元件布置为将物料从所述第二入口(10)输送到所述第二出口(11)并且配置有可变几何形状，该可变几何形状能够被控制以改变所述第二入口(10)的位置。
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述加工单元(2)靠近所述第二入口(10)布置，以将所述物料(S)交付到所述第二输送装置(9)。
6.根据权利要求4或5所述的设备，其中，所述加工单元(2)能够与所述第二入口(10)一起移动。
7.根据权利要求4所述的设备，其中，所述第二输送装置(9)包括第二支撑系统，所述第二支撑系统支撑所述第二柔性元件(12)并且包括第二部分(13)，所述第二部分能够以受控方式移动以改变所述第二柔性元件(12)的几何形状同时保持所述第二柔性元件的长度基本恒定，所述第二部分(13)布置为改变所述第二入口(10)的位置。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述第二部分(13)被限制为与所述加工单元(2)一起移动。
9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一输送装置(3)包括环状可滑动的第三柔性元件(14)，所述第三柔性元件包括与所述第一柔性元件(6)的支路连接的支路，其中，所述物料(S)在所述第一柔性元件(6)的所述支路和所述第三柔性元件(14)的所述支路之间通过。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述第三柔性元件(14)配置有可变几何形状，该可变几何形状能够协调于所述第一柔性元件(6)被控制。
11.根据权利要求9所述的设备，其中，所述第一输送装置(3)包括第三支撑系统，所述第三支撑系统支撑所述第三柔性元件(14)并且包括第三部分(15)，所述第三部分能够移动以改变所述第三柔性元件(14)的几何形状同时保持所述第三柔性元件的长度基本恒定，所述第三部分(15)布置为改变所述第一出口(5)的位置。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述第三部分(15)被限制为与所述加工单元(2)一起移动。
13.根据权利要求4所述的设备，其中，所述第二输送装置(9)包括环状可滑动的第四柔性元件(16)，所述第四柔性元件包括与所述第二柔性元件(12)的支路连接的支路，其中，所述物料(S)在所述第二柔性元件(12)的所述支路和所述第四柔性元件(16)的所述支路之间通过。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述第四柔性元件(16)配置有可变几何形状，该可变几何形状能够协调于所述第二柔性元件(12)被控制。
15.根据权利要求13所述的设备，其中，所述第二输送装置(9)包括第四支撑系统，所述第四支撑系统支撑所述第四柔性元件(16)并且包括第四部分(17)，所述第四部分能够移动以改变所述第四柔性元件(16)的几何形状同时保持所述第四柔性元件的长度基本恒定，所述第四部分(17)布置为改变所述第二入口(10)的位置。
16.根据权利要求15所述的设备，其中，所述第四部分(17)被限制为与所述加工单元(2)一起移动。
17.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个加工单元(2)配置为将物料的各部分与具有连续条带形式的物料分离。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，所述控制装置配置为使得分离的物料部分在分离后以比剩余的物料部分更高的速度前进，以使分离的部分与剩余的物料隔开。
19.根据权利要求17所述的设备，其中，所述至少一个加工单元(2)包括至少一个剪切单元。
20.一种用于制造电能储存装置的方法，其特征在于使用根据前述权利要求中任一项所述的加工设备(1)来加工物料(S)，所述物料包括用于电极的至少一个分离器。
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