CN110027904A - 一种锂电芯卷绕机的上料系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锂电芯卷绕机的上料系统，包括储料机构和上料机构；储料机构包括储料框架，储料框架拆卸式设置于储料平台上；储料框架包括储料基板、隔板和挡板，隔板和挡板分别设置于储料基板上，且共同围成一个以上料仓；隔板和/或挡板在储料基板上的位置可调；上料机构包括上料移动组件和上料夹具组件，上料移动组件驱动上料夹具组件在储料平台上往复移动；上料夹具组件包括移动底座、升降气缸和升降连接块；移动底座连接移动螺母，移动底座随移动螺母往复移动；升降气缸设置于移动底座上，升降气缸的活塞杆连接升降连接块；升降连接块上设置有真空吸盘。本上料系统具有性能可靠、生产效率高、通用性和实用性强、上料工作流畅等特点。

Description

一种锂电芯卷绕机的上料系统

技术领域

本发明涉及一种锂电芯卷绕机，具体是一种锂电芯卷绕机的上料系统。

背景技术

传统锂电芯卷绕机大部分需要人工送料，即工人一只手送正极片、另一只手送负极片，所以工人的熟练程度直接影响到了锂电芯的生产效率和产品质量；而少部分锂电芯卷绕机则改为自动上料，但其仍然存在以下缺点：1、用于叠放电极片的料仓不能移动或拆卸，当料仓中的电极片用完时，需要暂停上料工序进行补料，大大降低产生效率；且补料一般在开机状态下进行，所以传统的补料工作存在极大的安全隐患；传统料仓的空间不能调整，导致其只适用于单一尺寸型号的电极片，通用性差，而且需要开发不同尺寸的料仓导致成本提高。2、传统上料机构对电极片的执取效果较差，而且夹具的体积较大，导致占用相当大的空间；传统夹料控制方式是控制夹具逐级下降一定距离（该距离为电极片的厚度），以逐片执取电极片，但实际应用中，由于电极片产生过程中会出现一定误差（尤其是厚度误差），该误差可能会直接影响到夹料效果，导致厚度较薄的电极片可能不能被有效执取，夹料可靠性低。

因此，现有的锂电芯卷绕机需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于降低生产员工的劳动强度、提高产量和品质，并克服上述现有技术存在的不足，而提供一种设计简单、结构合理、性能可靠、生产效率高、通用性和实用性强、上料工作流畅的锂电芯卷绕机的上料系统。

本发明的目的是这样实现的：

一种锂电芯卷绕机的上料系统，包括用于储存电极片的储料机构和用于执取电极片的上料机构；其特征在于：所述储料机构包括一套以上储料框架，储料框架拆卸式设置于储料平台上；所述储料框架包括储料基板、隔板和挡板，隔板和挡板分别设置于储料基板上，且共同围成一个以上料仓；所述隔板和/或挡板在储料基板上的位置可调，使料仓空间可调节；所述上料机构包括上料移动组件和上料夹具组件，上料移动组件驱动上料夹具组件在储料平台上往复移动；所述上料夹具组件包括移动底座、升降气缸和升降连接块；所述移动底座连接移动螺母，移动底座随移动螺母往复移动；所述升降气缸设置于移动底座上，升降气缸的活塞杆连接升降连接块，以驱动升降连接块上下升降；所述升降连接块上设置有真空吸盘。

所述隔板与挡板之间间隙配合形成用于避开电极片上接电端的第一避让槽；所述挡板上设有用于避开夹具的第二避让槽。

所述储料基板上设有若干分别与隔板配套的第一调节孔、及与挡板配套的第二调节孔；所述隔板通过第一紧固单元与相应的第一调节孔连接，通过连接不同的第一调节孔，实现隔板在储料基板上的位置可调；所述挡板通过第二紧固单元与相应的第二调节孔连接，通过连接不同的第二调节孔，实现挡板在储料基板上的位置可调。

一套或两套以上所述储料框架并排式设置于储料平台上，储料平台上设置有用于对一套以上储料框架进行定位的定位条，定位条一端或两端设有用于对储料基板一端或两端进行定位的定位拐角。

所述升降连接块呈Z状折弯，升降连接块的低位端连接升降气缸的活塞杆、高位端连接真空吸盘，真空吸盘连接有用于检测真空吸盘受到的吸附阻力的压力检测装置。

所述移动底座上设置有旋转电机，旋转电机的输出轴传动连接升降气缸，旋转电机通过升降气缸驱动升降连接块旋转。

所述上料移动组件包括移动电机、移动螺母和移动丝杆，移动电机的输出轴传动连接移动丝杆，移动丝杆与移动螺母相螺接；

本上料系统还包括用于输送电极片的送料机构；所述送料机构包括送料移动组件和送料夹具组件；所述送料夹具组件包括负压基板和夹具活动块，负压基板和夹具活动块共同组成用于放置电极片的定位槽，定位槽上设有若干连接负压装置的负压孔；送料时，电极片覆盖一个以上负压孔，使其吸附于定位槽上，并由送料移动组件带动。

所述负压基板上设有吸附平面和限位凸台，夹具活动块调节式设置于吸附平面上，夹具活动块、吸附平面和限位凸台共同构成所述定位槽，定位槽的宽度可调。

所述送料移动组件包括无杆气缸，无杆气缸包括固定设置的缸筒和滑动在缸筒上的滑动部件；所述送料夹具组件还包括传动块，送料移动组件中的滑动部件通过传动块连接负压基板。

本发明的有益效果如下：

1.储料机构，储料框架由储料基板、隔板和挡板组成，料仓由储料基板、隔板和挡板共同围成，通过调节隔板和/或挡板的位置可实现料仓的空间可调，满足不同尺寸型号的电极片，通用性和实用性大大提升，且调节操作方便快捷；储料框架整体可拆卸的设置于储料平台上，方便工人拆卸储料框架进行补料，而且储料框架可并排设置多套，当末端的储料框架上的电极片用完时，可将末端空载的储料框架单独拆卸，然后手动或自动补上下一套满载电极片的储料框架，一方面不影响产生设备的正常生产、保证了生产效率，另一方面方便工人在远离设备的位置实施补料、提高安全性。

2.上料机构中，上料夹具组件由升降气缸带动升降连接块上下升降，进而使真空吸盘上下升降，以对叠放的电极片逐片执取；由于升降连接块呈Z形折弯，所以利用了其特殊的结构造型，升降气缸的设置位置可降低，进而减小上料机构的整体体积，且通过升降气缸驱动真空吸盘上下升降、通过移动电机驱动真空吸盘往复移动，使整个夹料动作顺畅连贯，夹料性能可靠，效率高；此外，有别于传统的夹料控制方式，本上料夹具组件通过检测真空吸盘受到的吸附压力进而判定真空吸盘是否执取到电极片，本夹料控制方式能准确判定夹料结果，有效避免电极片自身误差带来的误判，保证真空吸盘能牢固吸附电极片；另外，为配合下工序的倾斜式输送，升降气缸可由旋转电机驱动旋转，通过旋转使升降连接块上的电极片倾斜，以适应倾斜式输送，确保输送位置准确可靠。

3.送料机构中，送料夹具组件利用负压吸附方式使电极片吸附固定，实现夹料，随后由送料移动组件驱使移动，本送料机构性能可靠，而且夹料效果稳定；定位槽的宽度可调，以满足不同宽度尺寸的电极片，因此适用范围广，适应性和实用性强，满足不同的生产需要。

附图说明

图1为本发明一实施例中锂电芯卷绕机的局部示意图。

图2为本发明一实施例中上料系统的结构示意图。

图3为本发明一实施例中电极片的结构示意图。

图4为本发明一实施例中两满载电极片的储料框架的分解图。

图5为本发明一实施例中储料框架的结构示意图。

图6为本发明一实施例中储料框架的爆炸图。

图7为本发明一实施例中上料机构的结构示意图。

图8为本发明一实施例中上料机构工作状态的截面图。

图9为本发明一实施例中上料机构局部示意图。

图10为本发明一实施例中送料机构的结构示意图。

图11为本发明一实施例中负压基板与夹具活动块的分解图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

参见图1-图11，本实施例涉及的锂电芯卷绕机中上料系统上下对应的设置两套，以对正负极电极片E进行上料，上料系统设置于卷绕机本体D上，上料系统下方设置有配套的隔膜卷F。

上料系统包括用于储存电极片E的储料机构A、用于执取电极片E的上料机构B和用于输送电极片E的送料机构C；其中，储料机构A包括两套储料框架1，储料框架1拆卸式设置于储料平台2上；储料框架1包括一块储料基板101、四块隔板102和四块挡板103，隔板102和挡板103分别设置于储料基板101上，且共同围成四个用于叠放储存电极片E的料仓106；隔板102和挡板103在储料基板101上的位置分别可调，使料仓106空间可调节，以适应不同尺寸的电极片E，通用性和实用性提升；上料机构包括上料移动组件和上料夹具组件，上料移动组件驱动上料夹具组件在储料平台2上往复移动；上料夹具组件包括移动底座9、升降气缸12和升降连接块13；移动底座9连接移动螺母7，移动底座9随移动螺母7往复移动，使上料夹具组件往复移动；升降气缸12设置于移动底座9上，升降气缸12的活塞杆连接升降连接块13，以驱动升降连接块13上下升降；升降连接块13上设置有真空吸盘1301，真空吸盘1301连接抽真空装置；送料机构C包括送料移动组件和送料夹具组件，送料移动组件驱动送料夹具组件在储料工位与卷绕工位之间往复移动；送料夹具组件包括负压基板17和夹具活动块18，负压基板17和夹具活动块18共同组成用于放置电极片E的定位槽，定位槽上设有若干连接负压装置的负压孔1701；送料时，电极片E覆盖一个以上负压孔1701，使其吸附于定位槽上，并由送料移动组件带动。

进一步说，隔板102一侧面与挡板103一端面之间间隙配合形成用于避开电极片E的接电端E1的第一避让槽107，该第一避让槽107至少顶部开口设置；挡板103上加工有用于避开上下运动的夹具的第二避让槽1031，第二避让槽1031至少顶部开口设置。

进一步说，储料基板101上设有若干分别与隔板102配套的第一调节孔1011、及与挡板103配套的第二调节孔1012；隔板102通过第一紧固单元104与相应的第一调节孔1011连接，通过连接不同的第一调节孔1011，实现隔板102在储料基板101上的位置可调，进而使料仓106的横向空间可调；挡板103通过第二紧固单元105与相应的第二调节孔1012连接，通过连接不同的第二调节孔1012，实现挡板103在储料基板101上的位置可调，进而使料仓106的纵向空间可调。具体地，第二调节孔1012为纵向延伸的条形长孔，挡板103的位置沿第二调节孔1012长度方向可调，进而可调整料仓106的纵向空间；储料基板101包括彼此呈L形配合的立板1013和横板1014，第一调节孔1011开设于立板1013上，隔板102一端面与立板1013贴合，第二调节孔1012开设于横板1014上，挡板103底端面与横板1014贴合。

进一步说，两套储料框架1并排式设置于储料平台2上，储料平台2上设置有用于对末端的储料框架1进行定位的定位条3，定位条3一端设有用于对储料基板101一端进行定位的定位拐角301；储料基板101由可磁吸的金属材料制成，定位条3具有一定磁性，定位条3对储料基板101进行磁吸定位，使储料框架1整体实现磁吸定位。

进一步说，升降连接块13呈Z状（也可以是之字形）折弯，升降连接块13的低位端连接升降气缸12的活塞杆、高位端连接真空吸盘1301，利用升降连接块13特殊的结构形状，升降气缸12的设置位置可降低，进而减小夹具整体体积。真空吸盘1301连接有用于检测真空吸盘1301受到的吸附阻力的压力检测装置；工作时，升降气缸12通过升降连接块13驱动真空吸盘1301向下移动，当压力检测装置检测真空吸盘1301受到的吸附阻力大于第一设定值时，控制系统判定真空吸盘1301已经执取电极片E，进而控制升降气缸12将电极片E提升，再由移动电机4驱动电极片E向下一工序移动；当压力检测装置检测真空吸盘1301受到的吸附阻力小于第二设定值时，控制系统判定真空吸盘1301没有执取到电极片E，所以升降气缸12继续控制真空吸盘1301下降，直至真空先1301执取到电极片E或下降至极限位置，升降气缸12才驱动真空吸盘1301上升。

进一步说，为了配合送料机构C的倾斜输送，移动底座9上固定设置有旋转电机10，旋转电机10的输出轴通过一旋转连接块11传动连接升降气缸12，旋转电机10依次通过旋转连接块11和升降气缸12驱动升降连接块13旋转。当上料夹具组件移动至指定位置时，控制系统控制旋转电机10工作将真空吸盘1301上的电极片E旋转至倾斜度与送料机构C一致，随后控制真空吸盘1301下降，抽真空装置停机，电极片E平稳落在倾斜输送线4上，保证电极片E被稳固的吸附。

进一步说，上料移动组件包括移动电机4、移动螺母7和移动丝杆6，移动电机4的输出轴传动连接移动丝杆6，移动丝杆6与移动螺母7相螺接，移动电机4工作时驱动移动丝杆6转动，在螺纹作用下，移动螺母7沿移动丝杆6移动；移动丝杆6一端转动连接有第一轴承座5、另一端转动连接有第二轴承座8，保证移动丝杆6相对储料平台2定位转动，第一轴承座5和第二轴承座8分别固定设置于储料平台2上。上料平台2上固定设置有第一直线导轨，移动底座9底部固定设置有第一导向滑块，第一导向滑块在第一直线导轨上滑动，移动螺母7上固定有中间套20，移动螺母7通过中间套20连接第一导向滑块。

进一步说，负压基板17上设有吸附平面1702和限位凸台1703，夹具活动块18调节式设置于吸附平面1702上，夹具活动块18、吸附平面1702和限位凸台1703共同构成定位槽，通过调整夹具活动块18的相对位置，实现定位槽的宽度可调。具体地，负压孔1701设置于吸附平面1702上，电极片E定位放置于夹具活动块18与限位凸台1703之间；若干负压孔1701线性排布形成一负压线，负压线设置一条以上；负压基板17侧部开设有用于连接负压装置的负压连接气孔1705，各负压孔1701分别连通负压连接气孔1705；负压基板17上设有调节长孔1704，夹具活动块18和调节长孔1704共同贯穿有调节螺钉19，调节螺钉19将夹具活动块18调松或将夹具活动块18紧锁在吸附平面1702上，使定位槽的宽度可调。

进一步说，送料移动组件包括无杆气缸15，无杆气缸15包括固定设置的缸筒1501和滑动在缸筒1501上的滑动部件1502；送料夹具组件还包括传动块16，送料移动组件中的滑动部件1502通过传动块16连接负压基板17，滑动部件1502通过中间板21连接传动块16。卷绕机本体D上设置有第二直线导轨，第二直线导轨上滑动有第二导轨滑块，移动组件中的滑动部件1502和传动块105分别通过中间板21固定连接第二导轨滑块。

上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种锂电芯卷绕机的上料系统，包括用于储存电极片（E）的储料机构和用于执取电极片（E）的上料机构；其特征在于：所述储料机构包括一套以上储料框架（1），储料框架（1）拆卸式设置于储料平台（2）上；所述储料框架（1）包括储料基板（101）、隔板（102）和挡板（103），隔板（102）和挡板（103）分别设置于储料基板（101）上，且共同围成一个以上料仓（106）；所述隔板（102）和/或挡板（103）在储料基板（101）上的位置可调，使料仓（106）空间可调节；所述上料机构包括上料移动组件和上料夹具组件，上料移动组件驱动上料夹具组件在储料平台（2）上往复移动；所述上料夹具组件包括移动底座（9）、升降气缸（12）和升降连接块（13）；所述移动底座（9）连接移动螺母（7），移动底座（9）随移动螺母（7）往复移动；所述升降气缸（12）设置于移动底座（9）上，升降气缸（12）的活塞杆连接升降连接块（13），以驱动升降连接块（13）上下升降；所述升降连接块（13）上设置有真空吸盘（1301）。

2.根据权利要求1所述锂电芯卷绕机的上料系统，其特征在于：所述隔板（102）与挡板（103）之间间隙配合形成用于避开电极片（E）上接电端（5）的第一避让槽（107）；所述挡板（103）上设有用于避开夹具的第二避让槽（1031）。

3.根据权利要求1所述锂电芯卷绕机的上料系统，其特征在于：所述储料基板（101）上设有若干分别与隔板（102）配套的第一调节孔（1011）、及与挡板（103）配套的第二调节孔（1012）；所述隔板（102）通过第一紧固单元（104）与相应的第一调节孔（1011）连接，通过连接不同的第一调节孔（1011），实现隔板（102）在储料基板（101）上的位置可调；所述挡板（103）通过第二紧固单元（105）与相应的第二调节孔（1012）连接，通过连接不同的第二调节孔（1012），实现挡板（103）在储料基板（101）上的位置可调。

4.根据权利要求1所述锂电芯卷绕机的上料系统，其特征在于：一套或两套以上所述储料框架（1）并排式设置于储料平台（2）上，储料平台（2）上设置有用于对一套以上储料框架（1）进行定位的定位条（3），定位条（3）一端或两端设有用于对储料基板（101）一端或两端进行定位的定位拐角（301）。

5.根据权利要求1所述锂电芯卷绕机的上料系统，其特征在于：所述升降连接块（13）呈Z状折弯，升降连接块（13）一端连接升降气缸（12）的活塞杆、另一端连接真空吸盘（1301）。

6.根据权利要求1所述锂电芯卷绕机的上料系统，其特征在于：所述移动底座（9）上设置有旋转电机（10），旋转电机（10）的输出轴传动连接升降气缸（12），旋转电机（10）通过升降气缸（12）驱动升降连接块（13）旋转。

7.根据权利要求1所述锂电芯卷绕机的上料系统，其特征在于：所述上料移动组件包括移动电机（4）、移动螺母（7）和移动丝杆（6），移动电机（4）的输出轴传动连接移动丝杆（6），移动丝杆（6）与移动螺母（7）相螺接。

8.根据权利要求1所述锂电芯卷绕机的上料系统，其特征在于：还包括用于输送电极片（E）的送料机构（C）；所述送料机构（C）包括送料移动组件和送料夹具组件；所述送料夹具组件包括负压基板（17）和夹具活动块（18），负压基板（17）和夹具活动块（18）共同组成用于放置电极片（E）的定位槽，定位槽上设有若干连接负压装置的负压孔（1701）；送料时，电极片（E）覆盖一个以上负压孔（1701），使其吸附于定位槽上，并由送料移动组件带动。

9.根据权利要求8所述锂电芯卷绕机的上料系统，其特征在于：所述负压基板（17）上设有吸附平面（1702）和限位凸台（1703），夹具活动块（18）调节式设置于吸附平面（1702）上，夹具活动块（18）、吸附平面（1702）和限位凸台（1703）共同构成所述定位槽，定位槽的宽度可调。

10.根据权利要求8所述锂电芯卷绕机的上料系统，其特征在于：所述送料夹具组件还包括传动块（16），送料移动组件通过传动块（16）连接负压基板（17）。