CN110247100A - 电芯正极和负极包胶系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池电芯制作技术领域，提供一种电芯正极和负极包胶系统，包括包胶装置、电芯输送装置和换向装置；包胶装置包括机架、胶带切断机构、电芯旋转机构、胶带放卷机构、拉带机构和电芯提升机构；机架上设有竖直布置的立板，胶带放卷机构安装于立板上；拉带机构沿立板的长度方向移动；胶带切断机构安装于立板上，且位于拉带机构的上方；电芯提升机构安装于拉带机构的下方，且位于胶带切断机构的正下方，电芯旋转机构与电芯提升机构相对设置；电芯输送装置与电芯提升机构垂直布置，且位于拉带机构的下方；换向装置安装在电芯输送装置的一侧。该电芯正极和负极包胶系统不仅包胶效果好，而且可以自动完成电芯的正极和负极包胶。
Description
技术领域
本发明涉及电池电芯制作技术领域，尤其涉及一种电芯正极和负极包胶系统。
背景技术
电池电芯是电池最重要的组件，电池电芯组装在一起之后就成为电池。电池电芯的性能对电池性能起到直接的影响，因此电池组装前电池电芯的制备过程十分重要。电池的电芯结构有多种，其中一种是由若干隔膜和铝膜相间包裹，在包裹好的软包一端安装两个电极，再在外围包围铝片。由于电芯大小和电池外壳大小差不多，电芯装入电池外壳时极易被电池外壳刮伤；此外，当这样的电芯装入电池外壳后，电芯外围的铝片和电池外壳接触，容易导致短路。为此，通常需要对电芯进行包胶处理。
现有的电芯包胶一般使用人工包胶或者使用包胶机对电芯进行包胶，人工包胶效率较低，无法满足生产需要。为了解决人工包胶效率低质量差的技术问题，人们发明了包胶机构，但是，目前现有的包胶机构进行包胶作业时，一方面大部分的电芯包胶过程中，是通过电机直接带动电芯转动，从而导致电芯包胶效果不好；另一方面，无法控制包胶的松紧，导致包胶后被包部分容易翻边，无法满足客户的特定需求，不能保证包胶后电芯的质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以自动完成正负极包胶的电芯正极和负极包胶系统，以解决现有的包胶机包胶效果差和无法自动完成正负极包胶的问题。
本发明实施例提供的电芯正极和负极包胶系统，包括：用于输送电芯的电芯输送装置，还包括包胶装置和用于改变电芯极性朝向的换向装置；所述包胶装置包括机架、用于切断胶带的胶带切断机构、用于驱动电芯360°旋转的电芯旋转机构、用于提供胶带的胶带放卷机构、用于使胶带水平移动的拉带机构和用于改变位于所述电芯输送装置上电芯高度的电芯提升机构；
所述机架上设有竖直布置的立板，所述胶带放卷机构安装于所述立板上；所述拉带机构沿所述立板的长度方向移动；所述胶带切断机构安装于所述立板上，且位于所述拉带机构的上方；所述电芯提升机构安装于所述拉带机构的下方，且位于所述胶带切断机构的正下方，所述电芯旋转机构与所述电芯提升机构相对设置；所述电芯输送装置与所述电芯提升机构垂直布置，且位于所述拉带机构的下方；所述换向装置安装在所述电芯输送装置的一侧。
其中，所述换向装置包括支撑座、升降气缸、旋转气缸、第一伺服气缸和两个第一夹爪；
所述升降气缸的固定端安装在所述支撑座上，所述升降气缸的活动端连接于所述旋转气缸的固定端，所述旋转气缸的活动端连接于连接板，所述连接板上安装有所述第一伺服气缸，两个所述第一夹爪相对设置，并装设在所述第一伺服气缸的输出端。
其中，所述胶带放卷机构包括转轮和至少两个导向轮；所述转轮和所述导向轮分别转动式装设在所述立板上，所述导向轮中至少有一个与所述拉带机构呈水平布设，其他所述导向轮与所述转轮呈水平布设。
其中，所述胶带放卷机构还包括与所述拉带机构呈水平布设的胶带夹爪单元，所述胶带夹爪单元包括第二伺服气缸和两个第二夹爪，两个所述第二夹爪相对设置，并装设在所述第二伺服气缸的输出端。
其中，所述拉带机构包括安装于所述立板的滑台、连接块以及与所述胶带夹爪单元呈水平布设的拉带夹紧单元；
所述连接块贯穿所述立板布置，且所述连接块的一端连接于所述滑台，所述连接块的另一端连接于所述拉带夹紧单元。
其中，所述拉带夹紧单元包括第三伺服气缸和两个第三夹爪，两个所述第三夹爪相对设置，并装设在所述第三伺服气缸的输出端。
其中，所述第二夹爪与所述第三夹爪均呈楔形，所述第二夹爪上设置有凹槽，所述第三夹爪上设置有与所述凹槽相适配的夹持部。
其中，所述胶带切断机构包括驱动气缸和切断刀，所述驱动气缸安装于所述立板上，所述切断刀装设在所述驱动气缸的伸缩杆上。
其中，所述电芯提升机构包括一对正对布置的电芯提升单元，任一所述电芯提升单元均包括提升气缸、顶升托轮安装座以及顶升托轮，所述顶升托轮安装座安装于所述提升气缸的活动端，所述顶升托轮安装座上安装有两个位于同一高度且间隔布置的顶升托轮。
其中，所述电芯旋转机构包括电机和滚轮，所述滚轮装设在所述电机的输出轴上，以使所述滚轮与位于所述顶升托轮上的电芯表面相接触。
本发明实施例提供的电芯正极和负极包胶系统，通过电芯提升机构将电芯输送装置上的电芯提升至预定高度，电芯旋转机构使电芯在电芯提升机构上进行360°旋转；与此同时，胶带放卷机构沿着预设路径将胶带放出，拉带机构带动胶带沿着立板的长度方向移动；胶带沿着立板的长度方向移动一段距离后，胶带切断机构沿着立板的宽度方向移动，即垂直于胶带的方向，将胶带切断；此时，胶带的一端粘接在电芯上，通过电芯的旋转，胶带将电芯的正极完全包覆；电芯的正极包覆完成后，电芯提升机构将电芯放置到电芯输送装置上，通过换向装置将电芯输送装置上的电芯换向，换向完成后的电芯重复上述包胶操作，以完成负极的包胶。本发明实施例提供的电芯正极和负极包胶系统能够避免出现由于电机直接驱动电芯转动造成电芯转动过快，进而影响电芯包胶质量的问题；可以自动完成电芯的正极和负极包胶。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明电芯正极和负极包胶系统中包胶装置的结构示意图；
图2为本发明电芯正极和负极包胶系统中包胶装置的侧视图；
图3为本发明电芯正极和负极包胶系统中换向装置的结构示意图。
附图标记说明:
1、切断刀；2、第二夹爪；3、第三夹爪；4、连接块；5、转轮；6、导向轮；7、压力调节轮；8、滑台；9、提升气缸；10、顶升托轮；11、滚轮；12、电机；13、升降气缸；14、旋转气缸；15、连接板；16、第一伺服气缸；17、第一夹爪；18、支撑座。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明电芯正极和负极包胶系统中包胶装置的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的电芯正极和负极包胶系统，包括：用于输送电芯的电芯输送装置、包胶装置和用于改变电芯极性朝向的换向装置；包胶装置包括机架、用于切断胶带的胶带切断机构、用于驱动电芯360°旋转的电芯旋转机构、用于提供胶带的胶带放卷机构、用于使胶带水平移动的拉带机构和用于改变位于电芯输送装置上电芯高度的电芯提升机构；
机架上设有竖直布置的立板，该立板可以为一矩形的立板，胶带放卷机构安装于立板上，胶带放卷机构上设置有胶带；拉带机构沿立板的长度方向移动；胶带切断机构安装于立板上，且位于拉带机构的上方；电芯提升机构安装于拉带机构的下方，且位于胶带切断机构的正下方，电芯旋转机构与电芯提升机构相对设置；电芯输送装置与电芯提升机构垂直布置，且位于拉带机构的下方；换向装置安装在电芯输送装置的一侧。
在本发明实施中，通过电芯提升机构将电芯输送装置上的电芯提升至预定高度，电芯旋转机构使电芯在电芯提升机构上进行360°旋转；与此同时，胶带放卷机构沿着预设路径将胶带放出，拉带机构带动胶带沿着立板的长度方向移动；胶带沿着立板的长度方向移动一段距离后，胶带切断机构沿着立板的宽度方向移动，即垂直于胶带的方向，将胶带切断；此时，胶带的一端粘接在电芯上，通过电芯的旋转，胶带将电芯的正极完全包覆；电芯的正极包覆完成后，电芯提升机构将电芯放置到电芯输送装置上，通过换向装置将电芯输送装置上的电芯换向，换向完成后的电芯重复上述包胶操作，以完成负极的包胶。本发明实施例提供的电芯正极和负极包胶系统能够避免出现由于电机直接驱动电芯转动造成电芯转动过快，进而影响电芯包胶质量的问题；可以自动完成电芯的正极和负极包胶。
可以理解的是，电芯输送装置可以为电芯输送线。换向装置位于电芯输送线的左侧或者右侧。
如图3所示，换向装置包括支撑座18、升降气缸13、旋转气缸14、第一伺服气缸16和两个第一夹爪17；
升降气缸的固定端安装在支撑座18上，升降气缸的活动端连接于旋转气缸的固定端，旋转气缸的活动端连接于连接板15，连接板15上安装有第一伺服气缸16，两个第一夹爪17相对设置，并装设在第一伺服气缸的输出端。
在本发明实施中，支撑座18包括支撑杆以及与支撑杆垂直布置的安装板，升降气缸的固定端安装在安装板上，升降气缸的活动端连接于固定块上，旋转气缸的固定端安装于固定块的下表面，固定块与安装板之间安装有两根导位杆，两根导位杆关于升降气缸的活动端对称布置；旋转气缸的活动端连接于连接板15，连接板15的下表面安装有第一伺服气缸16，两个第一夹爪17相对设置，并装设在第一伺服气缸的输出端。
在上述实施例的基础上，胶带放卷机构包括转轮5和至少两个导向轮6；转轮和导向轮分别转动式装设在立板上，导向轮中至少有一个与拉带机构呈水平布设，其他导向轮与转轮呈水平布设。
在本发明实施中，转轮5上安装有胶带，转轮5安装于立板的第一侧面，转轮5安装在电机的输出轴上，转轮5通过电机驱动，可以保证胶带的张力一致；多个导向轮6均安装在立板的第一侧面，以下以立板的第一侧面安装有4个导向轮6为例进行说明，4个导向轮6依次命名为第一导向轮、第二导向轮、第三导向轮以及第四导向轮，第一导向轮、第二导向轮以及第三导向轮位于同一高度，三者之间相互间隔一定距离，第一导向轮、第二导向轮以及第三导向轮均与转轮5呈水平布设，第四导向轮位于第三导向轮的正下方，第四导向轮和第三导向轮之间间隔一定距离，第四导向轮与拉带机构位于同一高度。通过设置多个导向轮可有效确保胶带输出后的平展性，防止胶带扭转，影响包胶质量。
在上述实施例的基础上，还包括胶带张力控制机构，胶带张力控制机构包括沿立板的高度方向移动的压力调节轮7，压力调节轮7布置在位于同一高度的相邻的两个导向轮6之间。
在本发明实施中，压力调节轮7布置在第二导向轮和第三导向轮之间，在立板上设置有竖直方向的通孔，即该通孔位于第二导向轮和第三导向轮之间，压力调节轮7沿着通孔的长度方向移动，通过控制压力调节轮7沿着通孔的长度方向移动距离来调节胶带的张紧力，从而进一步的防止胶带扭转的问题，提高包胶质量。
在上述实施例的基础上，胶带放卷机构还包括与拉带机构呈水平布设的胶带夹爪单元，胶带夹爪单元包括第二伺服气缸和两个第二夹爪2，两个第二夹爪2相对设置，并装设在第二伺服气缸的输出端。
在本发明实施中，胶带夹爪单元、第四导向轮以及拉带机构位于同一高度，第二伺服气缸安装在立板的第一侧面，两个第二夹爪2上下相对设置，胶带位于两个第二夹爪2之间，通过第二伺服气缸调节两个第二夹爪2之间的间距。
可以理解的是，第二伺服气缸上还设置有限位板，胶带依次通过第四导向轮和限位板后再进入两个第二夹爪2之间。
在上述实施例的基础上，拉带机构包括安装在立板的第二侧面的滑台8、连接块4以及与胶带夹爪单元呈水平布设的拉带夹紧单元；
连接块4贯穿立板布置，且连接块4的一端连接于滑台8，连接块的另一端连接于拉带夹紧单元。
在本发明实施中，立板上还设置有水平布置的通孔，通过滑台8带动连接块4沿着通孔的长度方向移动进而带动拉带夹紧单元沿着立板的长度方向移动。
在上述实施例的基础上，拉带夹紧单元包括第三伺服气缸和两个第三夹爪3，两个第三夹爪3相对设置，并装设在第三伺服气缸的输出端。
在本发明实施中，第三伺服气缸安装在连接块4上，两个第三夹爪3上下相对设置，两个第三夹爪3的中心线和两个第二夹爪2的中心线重合布置。两个第三夹爪3位于两个第二夹爪2的右侧，第四导向轮位于两个第二夹爪2的左侧。
在上述实施例的基础上，第二夹爪2为一楔形的第二夹爪，且第二夹爪2上设置有凹槽；第三夹爪3为一楔形的第三夹爪，且第三夹爪3上设置有与凹槽相适配的夹持部。
在本发明实施中，通过在第三夹爪3上设置有与第二夹爪2上的凹槽相适配的夹持部，可以保证胶带的连续供料。
在上述实施例的基础上，胶带切断机构包括驱动气缸和切断刀1，驱动气缸安装于立板的第一侧面上，切断刀1装设在驱动气缸的伸缩杆上。
在本发明实施中，切断刀1为一矩形的切断刀，切断刀1的运动方向垂直于胶带的运动方向，并且切断刀1位于第二夹爪2和第三夹爪3的接触处的正上方。该切断刀可以保证将胶带一次性切断，同时胶带不会粘接在切断刀上。
在上述实施例的基础上，如图2所示，电芯提升机构包括一对正对布置的电芯提升单元，任一电芯提升单元均包括提升气缸9、顶升托轮安装座以及顶升托轮10，顶升托轮安装座安装于提升气缸的活动端，顶升托轮安装座上安装有两个位于同一高度且间隔布置的顶升托轮10。
在本发明实施中，电芯垂直于立板的第一侧面，通过提升气缸9带动顶升托轮安装座上升进而带动电芯上升，电芯的一端位于两个顶升托轮10之间。并且，电芯的中心轴线和切断刀1的运动方向重合布置。
在上述实施例的基础上，电芯旋转机构包括电机12和滚轮11，滚轮11装设在电机的输出轴上，以使滚轮11与位于四个顶升托轮10上的电芯的表面相接触。
在本发明实施中，电机的输出轴的中心轴线和电芯的中心轴线平行布置，通过电机带动滚轮11旋转进而带动电芯进行360°旋转。需要说明的是，滚轮11与电芯的接触位置远离电芯需要包胶的一端一定距离。电芯需要包胶的一端靠近立板的第一侧面布置，当电芯放置于顶升托轮10上时，电芯需要包胶的一端位于第二夹爪2和第三夹爪3的接触处的正下方。
需要说明的是，第一夹爪、第二夹爪以及第三夹爪均为绝缘材料制备，以防止电芯的正负极之间导通造成短路。例如第一夹爪、第二夹爪以及第三夹爪可以通过塑料制备。
本发明实施提供的电芯正极和负极包胶系统，通过提升气缸9带动顶升托轮安装座上升，进而通过顶升托轮带动位于电芯输送线上的电芯上升至预定高度，通过电机带动滚轮11旋转进而带动电芯在顶升托轮10进行360°旋转；转轮5进行旋转，以使胶带依次通过多个导向轮之后，达到两个第二夹爪2，通过滑台8带动连接块4沿着通孔的长度方向移动，两个第三夹爪3带动两个第二夹爪2处的胶带沿着立板的长度方向移动；胶带沿着立板的长度方向移动一段距离后，切断刀1沿着立板的宽度方向移动，即垂直于胶带的方向，将胶带切断；此时，胶带的一端粘接在电芯的正极上，通过电芯的旋转，胶带将电芯的正极完全包覆。电芯的正极包覆完成后，提升气缸9带动顶升托轮安装座下降，进而使顶升托轮上的电芯放置到电芯输送线上，通过换向装置将电芯输送线上的电芯换向，换向完成后的电芯重复上述包胶操作，以完成电芯负极的包胶。本发明实施例提供的电芯正极和负极包胶系统能够避免出现由于电机直接驱动电芯转动造成电芯转动过快，进而影响电芯包胶质量的问题；可以自动完成电芯的正极和负极包胶。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种电芯正极和负极包胶系统，包括：用于输送电芯的电芯输送装置，其特征在于，还包括包胶装置和用于改变电芯极性朝向的换向装置；所述包胶装置包括机架、用于切断胶带的胶带切断机构、用于驱动电芯360°旋转的电芯旋转机构、用于提供胶带的胶带放卷机构、用于使胶带水平移动的拉带机构和用于改变位于所述电芯输送装置上电芯高度的电芯提升机构；
所述机架上设有竖直布置的立板，所述胶带放卷机构安装于所述立板上；所述拉带机构沿所述立板的长度方向移动；所述胶带切断机构安装于所述立板上，且位于所述拉带机构的上方；所述电芯提升机构安装于所述拉带机构的下方，且位于所述胶带切断机构的正下方，所述电芯旋转机构与所述电芯提升机构相对设置；所述电芯输送装置与所述电芯提升机构垂直布置，且位于所述拉带机构的下方；所述换向装置安装在所述电芯输送装置的一侧。
2.根据权利要求1所述的电芯正极和负极包胶系统，其特征在于，所述换向装置包括支撑座、升降气缸、旋转气缸、第一伺服气缸和两个第一夹爪；
所述升降气缸的固定端安装在所述支撑座上，所述升降气缸的活动端连接于所述旋转气缸的固定端，所述旋转气缸的活动端连接于连接板，所述连接板上安装有所述第一伺服气缸，两个所述第一夹爪相对设置，并装设在所述第一伺服气缸的输出端。
3.根据权利要求1所述的电芯正极和负极包胶系统，其特征在于，所述胶带放卷机构包括转轮和至少两个导向轮；
所述转轮和所述导向轮分别转动式装设在所述立板上，所述导向轮中至少有一个与所述拉带机构呈水平布设，其他所述导向轮与所述转轮呈水平布设。
4.根据权利要求3所述的电芯正极和负极包胶系统，其特征在于，所述胶带放卷机构还包括与所述拉带机构呈水平布设的胶带夹爪单元，所述胶带夹爪单元包括第二伺服气缸和两个第二夹爪，两个所述第二夹爪相对设置，并装设在所述第二伺服气缸的输出端。
5.根据权利要求4所述的电芯正极和负极包胶系统，其特征在于，所述拉带机构包括安装于所述立板的滑台、连接块以及与所述胶带夹爪单元呈水平布设的拉带夹紧单元；
所述连接块贯穿所述立板布置，且所述连接块的一端连接于所述滑台，所述连接块的另一端连接于所述拉带夹紧单元。
6.根据权利要求5所述的电芯正极和负极包胶系统，其特征在于，所述拉带夹紧单元包括第三伺服气缸和两个第三夹爪，两个所述第三夹爪相对设置，并装设在所述第三伺服气缸的输出端。
7.根据权利要求6所述的电芯正极和负极包胶系统，其特征在于，所述第二夹爪与所述第三夹爪均呈楔形，所述第二夹爪上设置有凹槽，所述第三夹爪上设置有与所述凹槽相适配的夹持部。
8.根据权利要求1所述的电芯正极和负极包胶系统，其特征在于，所述胶带切断机构包括驱动气缸和切断刀，所述驱动气缸安装于所述立板上，所述切断刀装设在所述驱动气缸的伸缩杆上。
9.根据权利要求1所述的电芯正极和负极包胶系统，其特征在于，所述电芯提升机构包括一对正对布置的电芯提升单元，任一所述电芯提升单元均包括提升气缸、顶升托轮安装座以及顶升托轮，所述顶升托轮安装座安装于所述提升气缸的活动端，所述顶升托轮安装座上安装有两个位于同一高度且间隔布置的顶升托轮。
10.根据权利要求9所述的电芯正极和负极包胶系统，其特征在于，所述电芯旋转机构包括电机和滚轮，所述滚轮装设在所述电机的输出轴上，以使所述滚轮与位于所述顶升托轮上的电芯表面相接触。
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