CN109986219B - 一种软包动力电池极耳切割设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力电池生产领域，尤其涉及一种软包动力电池极耳切割设备，其包括机架，设置在机架上的第一上料机构和第二上料机构，设置在第一上料机构一端的第一压紧机构，设置在第二上料机构一端的第二压紧机构，设置在第一压紧机构上部的激光切割头，以及三轴驱动机构。通过第一上料机构可将软包动力电池运输到加工部位，通过第一压紧机构可对软包动力电池极耳进行固定方便切割作业的进行，再通过三轴驱动机构驱动激光切割头运动可完成对极耳各种切割轨迹的切割；再增加第二上料机构和第二压紧机构，可交替对第一上料机构、第二上料机构上的产品进行切割，可以有效的增加激光切割头的出光时间，提高工作效率。

Description

一种软包动力电池极耳切割设备

技术领域

本发明涉及动力电池生产领域，尤其涉及一种软包动力电池极耳切割设备。

背景技术

目前，软包电池极耳的主要加工方式为采用机械刀具对极耳进行裁切，但该加工方式功能单一，也无法自动设定极耳的裁切形状，因此无法满足现有多种规格形状极耳的加工要求，通用性较低。此外，接触式的裁切方式，容易造成极耳的折损和极耳表面的脏污，机械式裁切所使用的裁切刀具为耗材，需要定期打磨和更换。而在动力方面，接触式裁切采用单气缸或双气缸先后动作，效率低下，影响设备产能，增加了操作员工的劳动时间；而且裁切后极耳毛刺大，增加了后续电池转运工位的安全隐患。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种软包动力电池极耳切割设备，解决现有的机械裁切极耳出现的通用性低、加工速度慢、效果差、需要更换刀具、效率低以及毛刺大等问题。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种软包动力电池极耳切割设备，包括机架，设置在机架上的第一上料机构和第二上料机构，设置在第一上料机构一端用于固定软包动力电池极耳的第一压紧机构，设置在第二上料机构上靠近第一压紧机构一端的用于固定软包动力电池极耳的第二压紧机构，设置在第一压紧机构上部的激光切割头，以及用于调整激光切割头位置的三轴驱动机构。

本发明的更进一步优选方案是：所述第一上料机构包括用于固定软包动力电池的定位组件、用于驱使软包动力电池靠近或远离第一压紧机构的平移组件。

本发明的更进一步优选方案是：所述平移组件包括设置在机架上的第一滑轨，沿第一滑轨滑动的滑块，驱动第一滑块运动的第一驱动电机以及连接第一滑块和第一驱动电机的丝杠机构，所述第一滑块与定位组件连接，所述第一压紧机构设置在第一滑轨一端。

本发明的更进一步优选方案是：所述定位组件包括用于放置软包动力电池的支撑板，分别设置在支撑板两侧的第一定位块、第一压紧块，分别设置在支撑板两端的第二定位块、第二压紧块，用于驱使第一压紧块靠近或远离第一定位块的第一压紧驱动组件，以及用于驱使第二压紧块靠近或远离第二定位块的第二压紧驱动组件；所述支撑板设置在第一滑块上。

本发明的更进一步优选方案是：所述第一压紧驱动组件包括设置在支撑板上的压紧安装板，连接压紧安装板和第一压紧块的压缩弹簧，设置在第一压紧块下部的斜面，沿斜面滑动的顶块，以及设置在顶块下部的上顶气缸；所述上顶气缸驱动顶块沿斜面上升时，第一压紧块受顶块驱动远离第一定位块，使压缩弹簧处于压缩状态；所述上顶气缸驱动顶块下降后，第一压紧块在压缩弹簧的作用下压向第一定位块。

本发明的更进一步优选方案是：所述第一压紧机构包括用于压紧固定软包动力电池极耳的极耳下压块，以及与极耳下压块连接的用于驱使极耳下压块做升降运动的极耳下压气缸。

本发明的更进一步优选方案是：所述第一压紧机构还包括用于保护软包动力电池的防护板，所述防护板与极耳下压块连接，所述防护板与极耳下压气缸连接。

本发明的更进一步优选方案是：所述第一压紧机构还包括用于引导极耳下压块运动方向的导向机构，所述导向机构包括安装在机架上且设有轴套的导向架，上下滑动设置在轴套上的导向轴，所述导向轴与防护板连接。

本发明的更进一步优选方案是：所述软包动力电池极耳切割设备还包括设置在第一压紧机构一侧的用于收集切割废料的废料收集盒，以及设置在极耳下压块内部的用于连接真空发生器吸附切割废料的真空吸孔。

本发明的更进一步优选方案是：所述三轴驱动机构包括驱使激光切割头在平面内运动的X轴驱动组件、Y轴驱动组件，以及驱使激光切割头上下运动的Z轴驱动组件。

本发明的有益效果是：通过第一上料机构可将软包动力电池运输到加工部位，通过第一压紧机构可对软包动力电池极耳进行固定方便切割作业的进行，再通过三轴驱动机构驱动激光切割头运动可完成对极耳各种切割轨迹的切割，通用性高；再增加第二上料机构和第二压紧机构，可交替对第一上料机构、第二上料机构上的产品进行切割，可以有效的增加激光切割头的出光时间，提高工作效率。

附图说明

图1是本发明实施例的软包动力电池极耳切割设备的结构示意图；

图2是图1的局部放大示意图；

图3是本发明实施例的定位组件的结构示意图；

图4是本发明实施例的定位组件的剖视图；

图5是图4的局部放大示意图；

图6是本发明实施例的部分定位组件的结构示意图；

图7是本发明实施例的第一压紧机构的结构示意图；

图8是本发明实施例的三轴驱动机构的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种软包动力电池极耳切割设备，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的一种软包动力电池极耳切割设备，一并参见图1至图8，其包括机架1，设置在机架1上的第一上料机构2和第二上料机构3，设置在第一上料机构2一端用于固定软包动力电池8极耳的第一压紧机构4，设置在第二上料机构3上靠近第一压紧机构4一端的用于固定软包动力电池8极耳的第二压紧机构5，设置在第一压紧机构4上部的激光切割头6，以及用于调整激光切割头6位置的三轴驱动机构7。通过第一上料机构2可将软包动力电池8运输到加工部位，通过第一压紧机构4可对软包动力电池8极耳进行固定方便切割作业的进行，再通过三轴驱动机构7驱动激光切割头6运动可完成对极耳各种切割轨迹的切割，通用性高；再增加第二上料机构3和第二压紧机构5，可交替对第一上料机构2、第二上料机构3上的产品进行切割；即在对第一上料机构2上的产品进行切割时，可对第二上料机构3的产品进行上下料，同样的，对第二上料机构3上的产品进行切割时，对第一上料机构的2产品进行上下料；可以有效的增加激光切割头的出光时间，提高工作效率。

进一步的，如图1、图2所示，所述第一上料机构2包括用于固定软包动力电池8的定位组件21、用于驱使软包动力电池8靠近或远离第一压紧机构4的平移组件22。通过平移组件22驱使定位组件21移动到达第一压紧机构4下方，由第一压紧机构4固定软包动力电池8极耳后可进行切割作业；通过平移组件22驱使定位组件21远离第一压紧机构4后，可完成产品的上料或下料工序。本第一上料机构2具有结构简单，工作效率高等特点。本实施例中，所述第一上料机构2和第二上料机构3的结构相同。

进一步的，如图1、图2所示，所述平移组件22包括设置在机架1上的第一滑轨221，沿第一滑轨221滑动的滑块222，驱动第一滑块222运动的第一驱动电机223以及连接第一滑块222和第一驱动电机223的丝杠机构(图中未示出)，所述第一滑块222与定位组件21连接，所述第一压紧机构4设置在第一滑轨221一端。通过第一驱动电机223驱动丝杠机构运动，从而带动滑块222和定位组件21运动，即可实现传送物料的功能，使用丝杠机构进行传动，可以使滑块222运动更加平稳，提高平移组件22工作时的稳定性。

进一步的，如图1、图2、图3、图6所示，所述定位组件21包括用于放置软包动力电池8的支撑板211，分别设置在支撑板211两侧的第一定位块212、第一压紧块213，分别设置在支撑板211两端的第二定位块214、第二压紧块215，用于驱使第一压紧块213靠近或远离第一定位块212的第一压紧驱动组件216，以及用于驱使第二压紧块215靠近或远离第二定位块214的第二压紧驱动组件217；所述支撑板211设置在第一滑块222上。通过第二定位块214、第二压紧块215的配合，以及第二定位块214、第二压紧块215的配合，即可对支撑板211上的软包动力电池8进行固定。优选的，所述支撑板211一侧还开设有避让槽2111，通过增加一个避让槽2111，可以方便软包动力电池8的上料以及下料，提高工作效率。

进一步的，如图1至图5所示，所述第一压紧驱动组件216包括设置在支撑板211上的压紧安装板2161，连接压紧安装板2161和第一压紧块213的压缩弹簧2162，设置在第一压紧块213下部的斜面2131，沿斜面2131滑动的顶块2163，以及设置在顶块2163下部的上顶气缸2164；所述上顶气缸2164驱动顶块2163沿斜面2131上升时，第一压紧块213受顶块2163驱动远离第一定位块212，使压缩弹簧2162处于压缩状态；所述上顶气缸2164驱动顶块2163下降后，第一压紧块213在压缩弹簧2164的作用下压向第一定位块212。通过上顶气缸2164驱使顶块2163上下运动，再配合压缩弹簧2162弹簧，即可实现第一压紧块213远离或接近第一定位块212的动作，实现松开或压紧的功能。本实施例中，所述上顶气缸2164与顶块2163连接设置在机架1上，在完成夹紧上料的动作后，由压缩弹簧2162驱使第一压紧块213压紧软包动力电池8移动至切割工位，即在切割作业时，减小第一压紧驱动组件216的体积，提高工作效率。

进一步的，如图1至图5所示，所述第一压紧驱动组件216还包括设置在压紧安装板2161上的直线轴承2165，滑动穿设在直线轴承2165上且一端与第一压紧块213连接的导杆2166。所述压缩弹簧2164套设在导杆2166外，一端固定在第一压紧块213上，另一端与压紧安装板2161连接。通过增加直线轴承2165和导杆2166，可以用于引导第一压紧块213的运动方向，提高压紧时的稳定性。优选的，所述直线轴承2165、导杆2166设置有两组，通过两组直线轴承2165、导杆2166同时进行工作，可以更进一步提高压紧时的稳定性。

进一步的，如图1至图5所示，所述顶块2163上转动设置有滚轮2167，所述滚轮2167沿斜面2131滚动。通过在顶块2163与斜面2131之间增加一个滚轮2167，可以将两者之间的滑动摩擦转换为滚动摩擦，有效的减少摩擦力，提高工作效率。本实施例中，所述第一压紧驱动组件216与第二压紧驱动组件217的结构相似，不同点在于电池侧边的不同导致的压紧块的长度不同。

进一步的，如图1、图7所示，所述第一压紧机构4包括用于压紧固定软包动力电池8极耳的极耳下压块41，以及与极耳下压块41连接的用于驱使极耳下压块41做升降运动的极耳下压气缸42。通过极耳下压气缸42驱动极耳下压块41做升降运动，即可实现对软包动力电池8极耳的压紧固定以及松开。

进一步的，如图1、图7所示，所述第一压紧机构4还包括用于保护软包动力电池8的防护板43，所述防护板43与极耳下压块41连接，所述防护板43与极耳下压气缸42连接。通过在极耳下压块41和极耳下压气缸42之间增加一个防护板43，可以对软包动力电池8进行防护，保护激光切割作业时对软包动力电池8(除极耳部分)造成损坏。所述防护板43为设置有避让口的方形板，所述极耳下压块41设置在避让口上。

进一步的，如图1、图7所示，所述第一压紧机构4还包括用于引导极耳下压块41运动方向的导向机构44，所述导向机构44包括安装在机架1上且设有轴套442的导向架441，上下滑动设置在轴套442上的导向轴443，所述导向轴443与防护板43连接。通过增加一个导向机构44，可以用于引导极耳下压块41运动方向，提高装置下压时的稳定性。本实施例中，所述极耳下压气缸42固定在导向架441上，一端与防护板43连接。更进一步的，所述导向机构44设置有两组，分别设置于防护板43的两侧。

进一步的，如图1、图7所示，所述软包动力电池极耳切割设备还包括设置在第一压紧机构4一侧的用于收集切割废料的废料收集盒(图中未示出)，以及设置在极耳下压块41内部的用于连接真空发生器(图中未示出)吸附切割废料的真空吸孔(图中未示出)。通过真空吸孔可以在激光切割作业时，吸附固定切割废料，减少切割废料对切割作业的影响；在切割作业完成后，真空吸孔破真空，切割废料掉落到废料收集盒内，保证工作环境的干净，提高用户体验。本实施例中，所述第一压紧机构4和第二压紧机构5的结构相同。

进一步的，如图1、图8所示，所述三轴驱动机构7包括驱使激光切割头在平面内运动的X轴驱动组件71、Y轴驱动组件72，以及驱使激光切割头上下运动的Z轴驱动组件73。通过X轴驱动组件71、Y轴驱动组件72的配合，即可实现激光切割头6的各种轨迹的切割，同时可以往返于第一压紧机构4和第二压紧机构6之间；再通过Z轴驱动组件73可以实现对激光切割头焦点的调整，提高切割效率。本实施例中，所述X轴驱动组件71、Y轴驱动组件72、Z轴驱动组件73均是通过伺服电机驱动丝杠实现运动，移动效率高，平稳。其中，X轴驱动组件71、Y轴驱动组件72、Z轴驱动组件73的移动速度最高可达500mm/s，切割速度可达120mm/s，相对比于机械式裁切，大大提升了切割效率。

本发明的优点：

1、激光加工属于无接触式加工，可以有效避免接触式加工存在的种种弊端，不会造成极耳的折损和极耳表面的脏污。

2、相对比于传统的机械式裁切，激光切割可以得到更高的切割质量，极耳断面毛刺小，质量高。

3、通过三轴驱动机构7与切割系统来实现极耳的异形切割。可兼容性有了明显的增强，通过更换不同的极耳下压板和调整切割轨迹可以适应任何形状的极耳切割，包括机械式裁切无法兼容的异形极耳，灵活性强。

4、相对比于传统的机械式裁切，激光切割在使用过程中避免了刀具的磨损和更换，不会因为定期更换刀具影响生产，从长远的角度看，避免了耗材的损耗，可以大幅度降低使用成本。

5、采用激光切割形式来取代机械式刀具裁切，可以有效的提高裁切质量和工作效率，对整线效率的提高有着积极的意义。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种软包动力电池极耳切割设备，其特征在于，包括机架，设置在机架上的第一上料机构和第二上料机构，设置在第一上料机构一端用于固定软包动力电池极耳的第一压紧机构，设置在第二上料机构上靠近第一压紧机构一端的用于固定软包动力电池极耳的第二压紧机构，设置在第一压紧机构上部的激光切割头，以及用于调整激光切割头位置的三轴驱动机构；所述第一压紧机构包括用于压紧固定软包动力电池极耳的极耳下压块，与极耳下压块连接的用于驱使极耳下压块做升降运动的极耳下压气缸，以及设置在极耳下压块和极耳下压气缸之间的用于保护软包动力电池的防护板；所述软包动力电池极耳切割设备还包括设置在第一压紧机构下侧的用于收集切割废料的废料收集盒，以及设置在极耳下压块内部的用于连接真空发生器吸附固定切割废料的真空吸孔。

2.根据权利要求1所述的软包动力电池极耳切割设备，其特征在于，所述第一上料机构包括用于固定软包动力电池的定位组件、用于驱使软包动力电池靠近或远离第一压紧机构的平移组件。

3.根据权利要求2所述的软包动力电池极耳切割设备，其特征在于，所述平移组件包括设置在机架上的第一滑轨，沿第一滑轨滑动的第一滑块，驱动第一滑块运动的第一驱动电机以及连接第一滑块和第一驱动电机的丝杠机构，所述第一滑块与定位组件连接，所述第一压紧机构设置在第一滑轨一端。

4.根据权利要求3所述的软包动力电池极耳切割设备，其特征在于，所述定位组件包括用于放置软包动力电池的支撑板，分别设置在支撑板两侧的第一定位块、第一压紧块，分别设置在支撑板两端的第二定位块、第二压紧块，用于驱使第一压紧块靠近或远离第一定位块的第一压紧驱动组件，以及用于驱使第二压紧块靠近或远离第二定位块的第二压紧驱动组件；所述支撑板设置在第一滑块上。

5.根据权利要求4所述的软包动力电池极耳切割设备，其特征在于，所述第一压紧驱动组件包括设置在支撑板上的压紧安装板，连接压紧安装板和第一压紧块的压缩弹簧，设置在第一压紧块下部的斜面，沿斜面滑动的顶块，以及设置在顶块下部的上顶气缸；所述上顶气缸驱动顶块沿斜面上升时，第一压紧块受顶块驱动远离第一定位块，使压缩弹簧处于压缩状态；所述上顶气缸驱动顶块下降后，第一压紧块在压缩弹簧的作用下压向第一定位块。

6.根据权利要求1-5任一所述的软包动力电池极耳切割设备，其特征在于，所述第一压紧机构还包括用于引导极耳下压块运动方向的导向机构，所述导向机构包括安装在机架上且设有轴套的导向架，上下滑动设置在轴套上的导向轴，所述导向轴与防护板连接。

7.根据权利要求1-5任一所述的软包动力电池极耳切割设备，其特征在于，所述三轴驱动机构包括驱使激光切割头在平面内运动的X轴驱动组件、Y轴驱动组件，以及驱使激光切割头上下运动的Z轴驱动组件。

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