CN109860729B - 一种电芯钩取下料方法及与其相适配的下料机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种电芯钩取下料方法，具体如下：至少两件取料件沿着卷针的长度方向穿越电芯，而后取料件沿着卷针的径向进行扩张以撑开电芯，进而借助取料件施加于电芯端部的顶靠力和取料件作用于电芯内壁的摩擦力的共同作用来完成托取电芯的动作。相较于传统做法，在执行本发明所公开的下料方案过程中，取料件与电芯的内壁始终处于压紧状态，有效地避免了隔膜被带出、揉皱等现象的发生，从而确保了电芯的成型质量。再者，动作过程十分简洁。另外，与上述方法相适配的下料机构结构设计十分简单，便于进行动作控制，且有利于电芯卷绕设备的整体结构设计与布局。

Description

一种电芯钩取下料方法及与其相适配的下料机构

技术领域

本发明涉及锂电池卷绕设备技术领域，尤其是一种电芯钩取下料方法及与其相适配的下料机构。

背景技术

在电芯制造卷芯工艺中，通过卷绕设备完成电芯卷制过程后，需要对电芯进行下料操作，然而在卷针抽取过程中，电芯内圈的隔膜容易被带出、揉皱甚至撕裂进而造成电芯质量不合格。中国发明专利CN 207637910 U公开了一种电芯下料装置及卷绕设备，其包括夹持装置、夹持驱动装置，在实际工作过程中，夹持驱动装置驱动夹持装置夹住卷针上的卷绕完成的电芯内外壁，卷针抽出后完成电芯的下料操作。上述方案虽较好地解决了上述存在的问题，然而其亦存在一些缺点，例如：结构较为复杂，执行动作的控制较为困难，且针对于不同卷层圈数的电芯须对夹持驱动装置进行相应地结构调整，另外，在具体实际应用过程中作用于电芯的作用力难以做到精准控制，时常会出现隔膜被带出或隔膜压损现象。因而，亟待技术人员解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种动作过程简洁、适用范围广且下料可靠性高的电芯下料方法。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种与上述电芯下料方法相适配的下料机构。

为了解决上述技术问题，本发明涉及了一种电芯钩取下料方法，具体如下：至少两件取料件沿着卷针的长度方向穿越电芯，而后取料件沿着卷针的径向进行扩张以撑开电芯，进而借助取料件施加于电芯端部的顶靠力和取料件作用于电芯内壁的摩擦力的共同作用来完成托取电芯的动作。

作为实现上述电芯钩取下料方法的一种方案，用于电芯下料的取料件包括前置的延伸臂以及设置于延伸臂自由端的钩挂部。在卷针的外壁开设有供所述延伸臂进入的插入槽。电芯的取料过程包括以下步骤：

a、取料件的位置对应于插入槽，沿着卷针的长度方向进入电芯，直至钩挂部越过电芯的端面；

b、取料件沿着卷针的径向进行向背扩张运动，直至延伸臂与电芯的内壁相压紧；

c、卷针整体后移，与此同时，借助延伸臂作用于电芯内壁的摩擦力和钩挂部作用于电芯端部的顶靠力的共同作用完成托取电芯的动作。

本发明还公开了一种电芯下料机构，包括与上述电芯钩取下料方法相适配的至少两件取料件以及用来驱动上述取料件进行动作以完成电芯下料过程的动力装置。取料件包括延伸臂以及设置于该延伸臂自由端的钩挂部。

进一步的，钩挂部的凸起高度不小于1mm。

更进一步的，钩挂部与延伸臂以可拆卸方式进行联接。

更进一步的，在钩挂部上开设有用来供螺栓穿过的螺栓孔，相应地，在延伸臂开设有与螺栓相适配的螺纹孔。螺纹孔设置为多组，沿延伸臂的长度方向进行分布。

进一步的，动力装置包括驱动取料件沿着卷针的径向作相向或向背运动的第一驱动部以及通过驱动上述第一驱动部、从而相应地带动取料件进行前伸或后退动作的第二驱动部。

更进一步的，第二驱动部包括电机、固定于第一驱动部的连接块以及驱动连接块进行往复运动、由电机作为动力源的丝杠。

更进一步的，取料件设置为多个，围绕卷针的外壁均匀分布。

相较于传统做法，在执行本发明所公开的下料方案过程中，取料件与电芯的内壁始终处于压紧状态，有效地避免了隔膜被带出、揉皱等现象的发生，从而确保了电芯的成型质量。再者，动作过程十分简洁。另外，与上述方法相适配的下料机构结构设计十分简单，便于进行动作控制，且有利于电芯卷绕设备的整体结构设计与布局。

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是与本发明中电芯钩取下料方法相适配的电芯下料机构的结构示意图。

图2是与本发明中电芯钩取下料方法相适配的卷针第一种实施方式的结构示意图。

图3是与本发明中电芯钩取下料方法相适配的卷针第二种实施方式的结构示意图。

图4是与本发明中电芯钩取下料方法相适配的卷针第三种实施方式的结构示意图。

图5是本发明中电芯钩取下料方法第一种实施方式的步骤流程图。

图6是本发明中与上述电芯钩取下料方法第一种实施方式相适配下料机构的动作示意图。

图7是图6的I局部放大图。

图8是图6的II局部放大图。

图9是图6的III局部放大图。

图10是本发明中电芯钩取下料方法第二种实施方式的步骤流程图。

1-取料件；11-延伸臂；12-钩挂部；2-动力装置；21-第一驱动部；22-第二驱动部。

具体实施方式

在对本发明所公开电芯下料方法的具体实施方式进行正式阐述前，首先对与该下料方法相适配的取料件以及卷针作个简要说明，具体如下：针对于取料件1而言，其包括延伸臂11以及设置于该延伸臂11前端、用于顶靠电芯端面的钩挂部12(如图1中所示)。针对于卷针而言，在卷针的外壁上开设有以供上述取料件1自由穿越、沿其自身长度方向完全贯穿的插入槽(如图2、3中所示)，当然，卷针也可以不开设插入槽，而是使得取料件1穿越两分体卷针之间形成的间隙(即隔膜穿入缝)从而来以完成电芯下料工序(如图4中所示)。

相较于传统做法，本发明公开了一种动作过程完全相异的电芯下料方法，动作原理如下：至少两件取料件1沿着卷针的长度方向穿越电芯的内部，而后该取料件1沿着卷针的径向进行向背扩张运动以撑开电芯，进而借助取料件1作用于电芯内壁的摩擦力和电芯端部的顶靠力完成托取电芯的动作。

图5示出了本发明中电芯钩取下料方法第一种实施方式的步骤流程图，具体如下：

a、取料件1的位置对应于插入槽，沿着卷针的长度方向进入电芯，直至钩挂部12越过电芯的端面；

b、取料件1沿着卷针的径向进行向背扩张运动，直至延伸臂11与电芯的内壁相压紧；

c、卷针整体后移，与此同时，借助延伸臂11作用于电芯内壁的摩擦力和钩挂部12作用于电芯端部的顶靠力的共同作用完成托取电芯的动作。

注：与上述实施方式相对应的卷针如图2、3中所示。

图10示出了本发明中电芯钩取下料方法第二种实施方式的步骤流程图，具体如下：

a、取料件1的位置对应于卷针自身的隔膜穿入缝，沿着卷针的长度方向进入电芯，直至钩挂部12越过电芯的端面；

b、取料件1沿着卷针的径向进行向背扩张运动，直至延伸臂11与电芯的内壁相压紧；

c、卷针整体后移，与此同时，借助延伸臂11作用于电芯内壁的摩擦力和钩挂部12作用于电芯端部的顶靠力的共同作用完成托取电芯的动作。

注：与上述实施方式相对应的卷针如图4中所示。

在上述两种电芯钩取下料的两种实施例中，延伸臂11与电芯的内壁始终处于压紧状态，从而有效地避免了隔膜被带出、揉皱等现象的发生，进而确保了电芯的成型质量。

再者，为了防止在下料过程中电芯的内层隔膜被带出以及揉皱现象，作为上述两种实施方式的进一步优化，在对电芯进行正式下料前需对钩挂部12至电芯后端面的距离进行控制，一般以0.2～0.5mm为宜。当然，也可以在上述两种实施方式的步骤a后即对取料件1沿前后方向进行微调，使得钩挂部12至电芯后端面的距离满足上述要求。

需要注意的是，取料件1的整体刚性对执行上述电芯下料方法至关重要。另外，在延伸臂11与电芯内壁顶靠的过程中需要严格控制张紧力的大小。

为了适配上述下料方法，本发明还公开了一种电芯下料机构(如图1中所示)，其包括上述的取料件1以及用来驱动该取料件1进行动作以完成电芯下料过程的动力装置2。上述动力装置2包括驱动取料件1沿着卷针的径向作相向或向背运动的第一驱动部21以及通过驱动上述第一驱动部21、从而相应地带动取料件1进行前伸或后退动作的第二驱动部22。为了取得良好的电芯下料效果，设置于取料件1上的钩挂的凸起高度不宜小于1mm。

图6、图7、图8以及图9示出了本发明中与电芯下料方法中第一种实施方式相适配下料机构的动作示意图以及局部放大图，其中，图7对应于步骤a；图8对应于步骤b；图9对应于步骤c。

与电芯钩取下料方法第二种实施方式相适配的下料机构的具体结构以及动作原理与上述的动作过程相雷同，区别点仅在于供取料件1穿越的空间位置及设置形式的不同在此不再赘述。

再者，为了使得钩挂部12靠近电芯后端面的运动过程更加稳定，且使得两者之间的间隙控制更加精准，上述第二驱动部22可以作如下设置：其由电机、连接块以及设置于两者之间、用来传递动力的丝杠等几部分构成，其中，连接块212可拆卸地固定于第一驱动部21上。

上述第一驱动部21优选气缸或扭矩电机，从而可以便于将各取料件1的延伸臂11作用于电芯内壁的贴合力控制在合理范围内。

再者，为了防止卷针在回退的过程中，钩挂部12对电芯的端面造成冲击，还可以在在钩挂部12上、正对于电芯的后端面设置有弹性缓冲垫(图中未示出)，材质优选弹性橡胶，从而确保电芯的成型质量。

再者，为了扩大取料件1的适用范围，钩挂部12与延伸臂11之间可以设计为可拆卸联接方式，具体如下：在钩挂部12上开设有用来供螺栓穿过的螺栓孔，相应地，在延伸臂11开设有与上述螺栓相适配的螺纹孔。螺纹孔设置为多组，沿延伸臂11的长度方向进行分布。

最后，为了使得电芯在托取的过程中受力平衡，便于下料进程的顺利进行，取料件1可以设置为多件(两件以上)，在实际下料过程中其沿着电芯的内壁周向均布。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是需要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (1)

1.一种电芯钩取下料方法，其特征在于，至少两件取料件沿着卷针的长度方向穿越电芯，而后所述取料件沿着所述卷针的径向进行扩张以撑开所述电芯，进而借助所述取料件施加于所述电芯端部的顶靠力和所述取料件作用于所述电芯内壁的摩擦力的共同作用来完成托取电芯的动作；

用于电芯下料的所述取料件包括前置的延伸臂以及设置于所述延伸臂自由端的钩挂部；在所述卷针的外壁开设有供所述延伸臂进入的插入槽；所述电芯的取料过程包括以下步骤：

a、所述取料件的位置对应于所述插入槽，沿着卷针的长度方向进入电芯，直至所述钩挂部越过电芯的端面；

b、所述取料件沿着卷针的径向进行向背扩张运动，直至所述延伸臂与电芯的内壁相压紧；

c、卷针整体后移，与此同时，借助所述延伸臂作用于电芯内壁的摩擦力和所述钩挂部作用于电芯端部的顶靠力的共同作用完成托取电芯的动作。