CN110459814A - 圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机，包括卷绕头，卷绕头包括本体和沿本体周向分布的三个卷针单元，本体的前端设置有连接座，卷针单元包括共轴设置的第一卷针和第二卷针，第一卷针的第一针体和第二卷针的第二针体可相向或相背移动；卷绕头还包括外推针单元、外抽针单元和抽推针单元，外推针单元驱动卷绕工位处的第二针体向第一针体移动，外抽针单元驱动下料工位处的第二针体背向第一针体移动，抽推针单元驱动下料工位处的第一针体背向或朝向第二针体移动。该圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机具有可避免纽扣式电芯下料时发生变形且卷绕质量高的优点。

Description

圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机

技术领域

本发明涉及电芯生产设备技术领域，具体地说，是涉及一种圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机。

背景技术

锂电池被广泛应用于笔记本电脑、电动工具、新能源汽车等行业，且随着这些行业的发展，锂电池的需求量不断的增大，但这也使得对锂电池的要求越来越高。目前，市面上圆柱形电芯制片卷绕机的卷绕头的卷针为包括筒体和设置于筒体内的两根针体，两根针体均可沿筒体的轴向与筒体可滑动地连接。当卷绕出的电芯需要从卷绕头上卸下时，需要先抽出卷针的第一根针体，然后再抽出卷针的第二根针体，而由于卷针的固有结构设计，导致在进行针体抽离时，针体容易带动极片、隔膜一同移动，使得针体抽离后的电芯发生变形，尤其是对于纽扣式电芯而言，由于纽扣式电芯的极片宽度窄，使得卷制出的电芯轴向厚度薄，导致当采用现有的卷针对纽扣式电芯进行卷绕加工时，在进行卷针的抽离过程中，纽扣式电芯发生变形的几率会更大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的主要目的是提供一种可避免纽扣式电芯下料时发生变形且卷绕质量高的圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机。

为了本发明的主要目的，本发明提供一种圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机，包括机架和安装在机架上的极片插入裁切装置、送隔膜装置、切隔膜装置、贴胶装置、卷绕头、换向装置、下料装置，卷绕头具有卷绕工位、贴胶工位和下料工位，卷绕头包括本体和沿本体周向分布的三个卷针单元，极片插入裁切装置、送隔膜装置向卷绕工位处的卷针单元上料，切隔膜装置设置在卷绕工位处，贴胶装置设置在贴胶工位处，下料装置设置在下料工位处，下料装置对下料工位处的卷针单元下料，换向装置驱动本体转动，其中，本体的前端设置有连接座，卷针单元包括第一卷针和第二卷针，第一卷针包括第一筒体和可滑动地设置于第一筒体内的第一针体，第一筒体绕自身的轴线可转动地安装在本体上，第二卷针与第一卷针共轴设置，第二卷针包括第二筒体和可滑动地设置于第二筒体内的第二针体，第二筒体绕自身的轴线可转动地安装在连接座上，第二针体和第一针体相向地设置；卷绕头还包括外推针单元、外抽针单元和抽推针单元，外推针单元驱动卷绕工位处的第二针体向第一针体移动，外抽针单元驱动下料工位处的第二针体背向第一针体移动，抽推针单元驱动下料工位处的第一针体背向或朝向第二针体移动。

由上可见，卷针单元的结构设计使得电芯在进行下料时，卷针单元的第一针体和第二针体能够呈相反方向移动，以在电芯下料过程中使极片、隔膜受到相反的摩擦力，从而使极片、隔膜受力平衡，避免下料后的电芯发生变形。而在卷绕工位处设置的外推针单元能够在当需要对极片和隔膜进行卷绕时，推动卷绕工位处的第二针体向第一针体移动，使第二针体和第一针体闭合，以对极片和隔膜进行夹持。下料工位处设置的外抽针单元用于与抽推针单元相配合，以在当电芯需要进行下料时，同时对第二针体和第一针体进行抽离，使电芯进行下料，并避免电芯在针体抽离过程中发生变形，此外，抽推针单元还在电芯完成下料后，对下料工位处的第一针体进行复位。

一个优选的方案是，第一筒体上套装有第一传动轮，第一传动轮位于本体的末端侧，圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机还包括三个电机，一个电机与一个卷针单元相对应地设置，电机安装在本体上，电机的电机轴上套装有第二传动轮，第一传动轮驱动相对应设置的一个卷针单元的第一传动轮转动。

由上可见，采用电机直接驱动卷针单元的第一卷针转动，能有效地减小传动间隙，使第一卷针转动时的响应速度更快，保证卷绕出的电芯质量，且该驱动方式可使得卷绕头能够满足更高速的卷绕要求。

进一步的方案是，卷绕头还包括电滑环，电滑环的转子与本体的转动轴线共轴设置，电滑环的转子跟随本体转动，电滑环的转子导线分别与三个电机电连接。

由上可见，电滑环能够在本体在带动电机进行转动时，避免电机的线缆发生扭曲、打结，从而防止线缆被扭断。

更进一步的方案是第一筒体上还套装有第一齿轮，第一齿轮位于本体的前端侧，第二筒体上套装有第二齿轮，卷针单元还包括联动组件，联动组件包括安装座和转轴，安装座安装在连接座上，转轴绕自身的轴线可转动地安装在安装座上，转轴平行于第一针体，转轴的第一端设置有与第一齿轮啮合的第三齿轮，转轴的第二端设置有与第二齿轮啮合的第四齿轮。

由上可见，联动组件能够使第一卷针和第二卷针保持同步，避免在极片卷绕过程中，第一针体和/或第二针体扭转变形，保证卷绕出电芯的质量的同事，提高第一卷针和第二卷针的使用寿命。

另一个优选的方案是，卷绕头还包括防退针单元，防退针单元位于本体的末端侧，防退针单元设置于卷绕工位处，防退针单元包括第一固定座、第一驱动机构和第一拨爪组件，第一固定座安装在机架上，第一驱动机构安装在第一固定座上，第一拨爪组件的执行末端与卷绕工位处的第一针体可分离地连接，第一驱动机构驱动第一拨爪组件的执行末端沿第一针体的轴向移动。

由上可见，防退针单元用于在极片和隔膜卷绕过程中，将卷绕工位处的第一针体定向本体的抢断，以配合外推针单元对第二针体的推出，从而避免极片和隔膜卷绕过程中，第一针体和第二针体分离，保证极片和隔膜卷绕的可能性。

另一个优选的方案是，抽推针单元位于本体的末端侧，抽推针单元设置于下料工位处，抽推针单元包括第二固定座、第二驱动机构和第二拨爪组件，第二固定座安装在机架上，第二驱动机构安装在第二固定座上，第二拨爪组件的执行末端与下料工位处的第一针体可分离地连接，第二驱动机构驱动第二拨爪组件的执行末端沿第一针体的轴向移动。

另一个优选的方案是，卷绕头还包括第三固定座，第三固定座设置在第二卷针处并与机架连接，第三固定座上设置有平行于第二针体的第一导轨和第二导轨，外推针单元设置于卷绕工位处，外推针单元包括第三驱动组件和第三拨爪组件，第三拨爪组件可滑动地安装在第一导轨上，第三拨爪组件与卷绕工位处的第二针体可分离地连接，第三驱动机构驱动第三拨爪组件沿第一导轨滑动，外抽针单元设置于下料工位处，外抽针单元包括第四驱动机构和第四拨爪组件，第四拨爪组件可滑动地安装在第二导轨上，第四拨爪组件与下料工位处的第二针体可分离地连接，第四驱动机构驱动第四拨爪组件沿第二导轨滑动。

进一步的方案是，下料装置包括旋转气缸、旋转座、第一滑动座、第一夹爪组件和第五驱动机构，旋转气缸安装机架上，旋转座与旋转气缸的驱动端连接，旋转上设置有第三导轨，旋转气缸可驱动旋转座转动至下料工位处，第一滑动座与第三导轨可滑动地连接，第一夹爪组件安装在第一滑动座上，第五驱动机构驱动第一滑动座与沿第三导轨滑动。

由上可见，下料装置用于将下料工位处完成针体抽离的电芯移送至后级装置或回收料盘。

更进一步的方案是，圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机还包括中继装置，中继装置包括第四固定座、第二滑动座、夹持单元、烫孔单元、短路检测单元、取料单元和第六驱动机构，第四固定座安装在机架上，第四固定座上设置有第四导轨，第二滑动座可滑动地安装在第四导轨上，夹持单元安装在机架上并位于第二滑动座上方，夹持单元包括朝向第二滑动座设置的第二夹爪组件，烫孔单元、短路检测单元和取料单元依次沿第四导轨的延伸方向分布在第二滑动座上，旋转气缸还可驱动第一夹爪组件向烫孔单元上料，第六驱动机构驱动第二滑动座沿第四导轨滑动，使夹持单元在烫孔单元、短路检测单元和取料单元之间移动。

由上可见，中继装置用于接收下料装置移送的电芯，并

通过烫孔单元对该电芯进行烫孔处理，通过短路检测单元对该电芯进行短路检测，夹持单元用于辅助该电芯在烫孔单元、短路检测单元和取料单元之间移动，而取料单元则用于将完成烫孔及完成短路检测的电芯从夹持单元上取下，并在当电芯通过短路检测时使后级装置将该电芯取走，以及在当电芯存在短路问题时将电芯丢入回收料盘。

更进一步的方案是，圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机还包括下料输送线和移栽装置，下料输送线上设置有定位座，移栽装置包括驱动单元和第三夹爪组件，驱动单元驱动第三夹爪组件在取料单元和定位座之间移动。

由上可见，移栽装置用于将通过短路检测的电芯从取料单元上取下，并将该电芯移送至下料输送线的定位座上，使下料输送线将电芯移送至后级装置或回收料盘。

附图说明

图1是本发明圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机实施例的省略部分组件后的结构图。

图2是本发明圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机实施例的卷绕头的结构图。

图3是本发明圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机实施例的卷针单元的局部结构图。

图4是本发明圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机实施例的卷绕头的第一局部结构图。

图5是图2中A处的放大图。

图6是本发明圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机实施例的抽推针单元的省略部分组件后的结构图。

图7是本发明圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机实施例的卷绕头的第二局部结构图。

图8是本发明圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机实施例的中继装置和移栽装置的结构图。

图9是本发明圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机实施例的短路测试单元的省略部分组件后的结构图。

图10是本发明圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机实施例的定位座的结构图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参照图1和图2，圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机100包括机架101及设置在机架101上的极片插入裁切装置102、送隔膜装置、切隔膜装置、贴胶装置103、换向装置、下料装置6、中继装置7、下料输送线8、移栽装置9、卷绕头10。

其中，卷绕头10具有卷绕工位105、贴胶工位106和下料工位107，极片插入裁切装置102和送隔膜装置分别用于向卷绕工位105的卷针单元2进行极片上料和隔膜上料，且极片插入裁切装置102还用于极片在进行定长卷绕后对极片进行切断处理。切隔膜装置设置于卷绕工位105处，其用于在进行定长卷绕后对隔膜进行切断处理。贴胶装置103设置于贴胶工位106处，其用于对卷绕出的电芯进行贴胶处理，下料装置6设置在下料工位107处，其用于对下料工位107处完成贴胶的电芯移送至中继装置7。

卷绕头10包括本体11、三个电机12、电滑环13、第三固定座14、卷针单元2、外推针单元3、外抽针单元4、抽推针单元5和防退针单元50。其中，本体11绕自身的转动轴线可转动地安装在机架101上，卷针单元2的数量为三个，三个卷针单元2均安装在本体11上，且三个卷针单元2沿本体11的周向分布。

结合图3，本体11的前端设置有连接座111，每一个卷针单元2均包括第一卷针21、第二卷针22和联动组件23。第一卷针21包括第一筒体211和第一针体212，第一筒体211绕自身的轴线可转动地安装在本体11上，且第一筒体211上套装有第一齿轮2111，第一齿轮2111位于本体11的前端。第一针体212沿第一筒体211的轴向可滑动地安装在第一筒体211内，且第一针体212的末端设置有第一拉环2121。

第二卷针22和第一卷针21共轴设置，第二卷针22包括第二筒体221和第二针体222。第二筒体221绕自身的轴线可转动地安装在连接座111上，第二筒体221上设置有第二齿轮2211。第二针体222沿第二筒体221的轴向可滑动地安装在第二筒体221内，第二针体222的末端设置有第二拉环2221，且第二针体222与第一针体212相对地设置。

联动组件23包括安装座231和转轴232，安装座231安装在连接座111上。转轴232平行于第一针体212设置，且转轴232绕自身的轴线可转动地安装在安装座231上。转轴232的两端分别设置有第三齿轮2321和第四齿轮2322，其中，第三齿轮2321与第一筒体211上的第一齿轮2111配合，第四齿轮2322与第二筒体221上的第二齿轮2211配合。

结合图4，三个电机12可相互独立的工作，一个电机12与卷针单元2相对应地设置，即一个电机12独立控制一个卷针单元2转动。其中，第一卷针21的第一筒体211上套装有第一传动轮2112，第一传动轮2112位于本体11的末端侧，电机12的电机12轴上套装有第二传动轮121，电机12通过第二传动轮121驱动相对设置的一个卷针单元2的第一传动轮2112转动，以带动第一卷针21进行转动。优选地，第一传动轮2112和第二传动轮121均为带轮，且第一传动轮2112和第二传动轮121之间通过传动带进行连接。

电滑环13的定子132固定安装在机架101上，电滑环13的转子131与本体11固定连接，且电滑环13的转子131与本体11共轴转动。电滑环13的转子131导线分别与三个电机12电连接，从而使得当本体11带动其上的电机12转动时，电机12的线缆不会被扭曲打结，以防止线缆被扭断。

结合图5，第三固定座14设置在第二卷针22处并与机架101固定连接，第三固定座14上设置有平行于第二针体222的第一导轨141和第二导轨142。

外推针单元3对卷绕工位105处的第二针体222执行推针操作，使第二针体222向第一针体212移动，从而使第一针体212和第二针体222针闭合，以对极片和隔膜进行夹持。具体地，外推针单元3包括第三驱动机构31和第三拨爪组件32，第三拨爪组件32可滑动地安装在第一导轨141上，且第三拨爪组件32与卷绕工位105处的第二卷针22的第二拉环2221可分离地连接，而第三驱动机构31则用于驱动第三拨爪组件32沿第一导轨141滑动，使第三拨爪组件32通过第二拉环2221将卷绕工位105处的第二针体222推向卷绕工位105处的第一针体212。

其中，第一拨爪组件包括第三滑动座321和推杆322，第三滑动座321沿第一导轨141的延伸方向可滑动地安装在第一导轨141上，推杆322安装在第三滑动座321上并朝向卷绕工位105处第二针体222的第二拉环2221设置，优选地，推杆322的前端设置有滚轮3221，滚轮3221的轴线垂直于第二针体222的轴线，且滚轮3221与第二针体222的第二拉环2221邻接。由于极片和隔膜卷绕过程中需要通过推杆322将卷绕工位105处的第二针体222顶住，以避免第二针体222在极片和隔膜卷绕过程中发生回退，而通过在推杆322上设置滚轮3221，使得当卷绕工位105处的卷针单元2进行转动时，滚轮3221能够减小与第二针体222的第二拉环2221接触的摩擦力，使得卷针单元2的转动更加顺畅。第三驱动机构31驱动第三滑动座321沿第一导轨141滑动，优选地，第三驱动机构31为气缸。

外抽针单元4用于下料工位107处的第二针体222执行抽针操作，使第二针体222背向第一针体212移动，以配合抽推针单元5对下料工位107处的第一针体212所执行的抽针操作，从而使得第二针体222与第一针体212同时相背移动，对电芯进行下料。具体地，

外抽针单元4包括第四驱动机构41和第四拨爪组件42，第四拨爪组件42可滑动地安装在第二导轨142上，且第四拨爪组件42与下料工位107处的第二针体222的第二拉环2221可分离地连接，而第四驱动机构41则用于驱动第四拨爪组件42沿第二导轨142滑动，使第四拨爪组件42通过第二拉环2221将下料工位107处的第二针体222抽离下料工位107处的第一针体212。

具体地，第四拨爪组件42包括第四滑动座421和拉杆422，第四滑动座421沿第二导轨142的延伸方向可滑动地安装在第二导轨142上，拉杆422安装在第四滑动座421上。拉杆422朝向第二针体222的一端上设置有第三爪部4221，第三爪部4221位于下料工位107处的连接座111和第二针体222的第二拉环2221之间，第三爪部4221用于在对下料工位107处的第二针体222进行抽离时勾住第二针体222的第二拉环2221。优选地，第二针体222上设置有避让槽，避让槽用于在第四拨爪组件42复位时对下料工位107处的第二针体222的第二拉环2221进行避让，避免推动该第二针体222移动。优选地，第四驱动机构41为气缸。

结合图6和图7，抽推针单元5位于本体11的末端，且抽推针单元5设置于下料工位107处，其用于配合外抽针单元4对下料工位107处的电芯极进行下料。抽推针单元5包括第二固定座51、第二驱动机构52和第二拨爪组件53。

第二固定座51安装在卷绕装置的机架101上，第二驱动机构52安装在第二固定座51上，而第二拨爪组件53的执行末端与下料工位107处的第一针体212可分离地连接，第二驱动机构52用于驱动第二拨爪组件53的执行末端沿第一针体212的轴向移动。

具体地，第二固定座51上设置有第五导轨511，第五导轨511平行于第一针体212。第二拨爪组件53包括第五滑动座531、第一铰接座533、第二连杆534、第五固定座535、第六滑动座536和第三连杆537。第五滑动座531沿第五导轨511的延伸方向与第五导轨511可滑动地连接，第五滑动座531上设置有第一连杆532，第一连杆532沿第五导轨511的延伸方向延伸。第二驱动机构52驱动第五滑动座531沿第五导轨511滑动，优选地，第二驱动机构52为气缸。

第一铰接座533安装在机架101上，第二连杆534的中部与第一铰接座533铰接，且第二连杆534第一端与第一连杆532铰接，第二连杆534的第二端沿自身的延伸方向设置有第一导向槽5341。

第五固定座535安装在机架101上，第五固定座535上设置有平行于第一针体212的第六导轨5351，第六滑动座536沿第六导轨5351的延伸方向可滑动地安装在第六导轨5351上。第三连杆537平行于第一针体212，且第三连杆537安装在第六滑动座536上，第三连杆537的第一端设置有第一导向件5371，第一导向槽5341可滑动地设置于第一导向槽5341内，而第三连杆537的第二端设置有第二爪部5372，第二爪部5372与下料工位107处的第一针体212的第一拉环2121可分离地卡合。

防退针单元50位于本体11的末端，且防退针单元50设置于卷绕工位105处，其用于与外推针单元3相配合，并在极片和隔膜卷绕过程中，将卷绕工位105处的第一卷针21顶向本体11的前端，从而配合外推针单元3对卷绕工位105处的第二针体222的推出，以避免极片和隔膜在卷绕过程中，第一针体212和第二针体222分离，保证隔膜和极片卷绕的可靠性。

防退针单元50包括第一固定座、第一驱动机构和第一拨爪组件，第一固定座安装在机架101上，第一驱动机构安装在第一固定座上，而第一拨爪组件的执行末端与卷绕工位105处的第一针体212可分离地连接。第一驱动机构则用于驱动第一拨爪组件的执行末端沿第一针体212的轴向移动。

具体地，第一固定座上设置有第七导轨，第七导轨平行于第一针体212。第一拨爪组件包括第七滑动座、第二铰接座、第五连杆、第六固定座、第八滑动座和第六连杆。

第七滑动座沿第七导轨的延伸方向与第七导轨可滑动地连接，第七滑动座上设置有第四连杆，第四连杆沿第七导轨的延伸方向延伸。第一驱动机构驱动第七滑动座沿第七导轨滑动，优选地，第一驱动机构为气缸。

第二铰接座安装在机架101上，第五连杆的中部与第二铰接座铰接，且第五连杆第一端与第四连杆铰接，第五连杆的第二端沿自身的延伸方向设置有第二导向槽。

第六固定座安装在机架101上，其中，第六固定座和第五固定座535可合成一个共用固定座。第六固定座上设置有平行于第一针体212的第八导轨，第八滑动座沿第八导轨的延伸方向可滑动地安装在第八导轨上。第六连杆平行于第一针体212，且第六连杆安装在第八滑动座上，第六连杆第一端设置有第二导向件，第二导向件可滑动地设置于第二导向槽内，而第六连杆的第二端设置有第一爪部，第一爪部与卷绕工位105处的第一针体212的第一拉环2121可分离地卡合。

换向装置用于驱动本体11绕本体11自身的转动轴线转动，使本体11上的三个卷针单元2在卷绕工位105、贴胶工位106和下料工位107之间切换。具体地，本体11的末端侧设置有第五齿轮，而换向装置包括电机，该电机的电机轴上设置有第六齿轮，第五齿轮与第六齿轮进行啮合。

如图1所示，下料装置6包括旋转气缸61、旋转座62、第一滑动座63、第一夹爪组件64和第五驱动机构65，其中，旋转气缸61安装在机架101上，旋转座62与旋转气缸61的驱动端连接，旋转座62上设置有第三导轨621，第一滑动座63沿第三导轨621的延伸方向可滑动地安装在第三导轨621上，第一夹爪组件64安装在第一滑动座63上，第一夹爪组件64优选为气动夹爪，第五驱动机构65安装在旋转座62上并用于驱动第一滑动座63沿第三导轨621滑动。

结合图8，中继装置7包括第四固定座71、第二滑动座72、夹持单元73、烫孔单元74、短路检测单元75、取料单元76和第六驱动机构77。第四固定座71安装在机架101上，且下料装置6位于下料工位107和中继装置7之间。第四固定座71上设置有第四导轨711，第四导轨711优选垂直于第一针体212。第二滑动座72沿第四导轨711的延伸方向可滑动地安装在第四导轨711上，第六驱动机构77安装在第四固定座71上并用于驱动第二滑动座72沿第四导轨711滑动，优选地，第六驱动机构77为电机和滚珠丝杠的组合。

烫孔单元74、短路检测单元75和取料单元76沿第四导轨711的延伸方向依次分布在第二滑动座72上，其中，第二滑动座72上设置有相互平行的第九导轨721和第十导轨722，第九导轨721平行于第一针体212。烫孔单元74包括加热器741、烫针机构742、第七驱动机构743和烫针插座744，烫针机构742可滑动地安装在第九导轨721上，且烫针机构742的烫针穿过加热器741。第七驱动机构743安装在第二滑动座72上并用于驱动烫针机构742沿第九导轨721滑动，第七驱动机构743优选为电机和滚珠丝杠的组合，烫针机构742优选包括上述烫针及驱动烫针绕自身轴线转动的电机。烫针机构742的烫针朝向烫针插座744设置，加热器741位于烫针机构742和烫针插座744之间。

旋转气缸61驱动旋转座62在下料工位107和中继装置7之间移动，且第五驱动机构65用于在下料工位107处驱动第一夹爪组件64朝向下料工位107处的卷针单元2移动，或在中继装置7处驱动第一夹爪组件64朝向烫孔单元74移动，使第七驱动机构743驱动烫针机构742的烫针穿入电芯后插入烫针插座744上，对电芯进行烫孔处理，烫孔过程中，烫孔机构742的电机驱动烫针转动。

结合图9，短路检测单元75包括支承座751、两个检测机构752和两个第八驱动机构753，支承座751位于两个检测机构752之间，两个检测机构752分别与第十导轨722可滑动地连接，检测机构752包括卡盘7521、导电棒7523和第九滑动座7524，卡盘7521的每一个卡爪上均设置有夹紧块7522，卡盘7521驱动所有夹紧块7522围成容纳腔，导电棒7523安装在卡盘7521上，导电棒7523位于容纳腔内，且导电棒7523与每块夹紧块7522邻接，卡盘7521安装在第九滑动座7524上，第九滑动座7524可滑动地安装在第十导轨722上，两个检测机构752的导电棒7523相向地设置，一个第八驱动机构753的输出端与一个检测机构752的第九滑动座7524连接，第八驱动机构753驱动检测机构752沿第十导轨722滑动，电芯短路检测过程中，两个第八驱动机构753分别驱动两个检测机构752相向移动，检测机构752移动到设定位置后，卡盘7521驱动所有夹紧块752向导电棒7523移动，从而将电芯的极耳压紧在导电棒7523上。其中，第八驱动机构753优选为气缸，而取料单元76为气动夹爪。

夹持单元73安装在机架101上，且夹持单元73位于第二滑动座72上方，夹持单元73包括两个朝向第二滑动座72设置的第二夹爪组件731及驱动两个第二夹爪组件731移动的第九驱动机构732，第二夹爪组件731优选为气动夹爪，第一个第二夹爪组件731位于烫孔单元74和短路检测单元75之间，第二个第二夹爪组件731位于短路检测单元75和取料单元76之间。

移栽装置9设置在中继装置7和下料输送线8之间，移栽装置9包括第七固定座91、驱动单元92和第三夹爪组件93，其中，第七固定座91与机架101固定连接，驱动单元92安装在第七固定座91上，驱动单元92用于驱动第三夹爪组件93在取料单元76和下料输送线8之间移动，第三夹爪组件93优选为气动夹爪。

结合图10，下料输送线8包括输送机81和定位座82。定位座82包括连接部821、定位部822和支撑部823，连接部821安装在输送机81的传送皮带上，定位部822安装在连接部821上，定位部822的中部具有容纳腔，容纳腔自定位部822的顶部垂向连接部821的底面设置，容纳腔的横截面呈圆形设置，支撑部823设置在容纳腔内，支撑部823沿容纳腔的轴向朝向容纳腔的开口延伸，支撑部823的顶部与连接部821之间的第一距离小于定位部822的顶部与连接部821之间的第二距离，且支撑部823与容纳腔的内壁之间形成避空位824，避空位824环绕在支撑部823的周向上。容纳腔用于容纳至少一部分电芯，并对电芯进行定位，电芯放置于容纳腔时，电芯的轴向平行于容纳腔的轴向，而支撑部823则对电芯进行支承，托住电芯，并配合支撑部823与容纳腔之间形成的避空位824对电芯的极耳进行保护，避免电芯的极耳发生弯折、变形。

此外，容纳腔的开口处设置有导向面825，导向面825自容纳腔的开口倾斜朝向容纳腔的底部和支撑部823延伸。容纳腔的开口处设置有导向面825，导向面825自容纳腔的开口倾斜朝向容纳腔的底部和支撑部823延伸。

优选地，定位部822上设置有两个以上的槽孔826，两个以上的槽孔826沿定位部822的周向均匀分布，槽孔826沿容纳腔的轴向自定位部822的顶部朝向连接部821延伸，且槽孔826沿容纳腔的径向贯穿定位部822。槽孔826用于容纳第三夹爪组件93的夹爪，以使得第三夹爪组件93在取出和/放置电芯时，其夹爪不会与定位部822发生碰撞，从而对电芯、定位座82及第三夹爪组件93保护作用。

以下结合图1至图10对圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机100的工作过程进行说明：

当需要对极片和隔膜进行卷绕时，极片插入裁切单元及送隔膜单元分别将极片和隔膜移送至卷绕工的第一卷针21的第一针体212处。随后，极片插入裁切单元和送隔膜单元进行复位。

接着，外推针单元3的第三驱动机构31驱动第三拨爪组件32将卷绕工位105处的第二针体222推向本体11的前端，使卷绕工位105处的第一针体212和第二针体222闭合，从而对极片和隔膜进行夹持，并且，第三驱动机构31控制第三拨爪组件32保持在推出位置不动。同时，防退针单元50的第一驱动机构驱动第一拨爪组件朝向卷绕工位105处的第一针体212移动，以将该第一针体212顶住，从而配合外推针单元3防止在极片和隔膜卷绕过程中，第一针体212和/或第二针体222发生回退，保证电芯的卷绕质量。

接着，卷绕工位105处电机12驱动该工位的卷针单元2对极片和隔膜进行卷绕，并在完成设定长度的卷绕后，极片插入裁切单元和切隔膜单元分别对极片和隔膜进行切断。随后，外推针单元3的第三驱动机构31驱动第三拨爪组件32复位、防退针单元50的第一驱动机构驱动第一拨爪组件复位，以解除对第二针体222和第一针体212的顶推。

接着，换向装置驱动本体11转动一个工位，使卷绕工位105处卷绕出的电芯被移送至贴胶工位106处，使贴胶单元对卷绕出的电芯进行贴胶处理。贴胶时，贴胶工位106处的电机12驱动该工位的第一卷针21转动。而在贴胶单元对电芯进行贴胶处理时，卷绕工位105处的极片插入裁切单元、送隔膜单元、外推针单元3及防退针单元50重复上述工作。

当贴胶单元对电芯完成贴胶处理后，换向装置再次驱动本体11转动一个工位，使贴胶工位106处完成贴胶的电芯被移送至下料工位107处进行下料处理。下料时，外抽针单元4的第四驱动机构41驱动第四拨爪组件42将下料工位107处的第二针体222抽离第一针体212，同时，抽推针单元5的第二驱动机构52驱动第二拨爪组件53将下料工位107处的第一针体212抽离第二针体222，使得第一针体212和第二针体222同时反向移动，随后，下料装置6将下料工位107处的电芯取走。接着，外抽针单元4的第四驱动机构41驱动第四拨爪组件42复位，第四拨爪组件42不对第二针体222进行操作，同时，抽推针单元5的第二驱动机构52驱动第二拨爪组件53进行复位，使得第一针体212复位。

下料装置6将电芯取下后，将电芯移送至中继装置7，先使中继装置7的烫孔单元74对电芯进行烫孔，再使短路检测单元75对电芯进行短路检测，最后使取料单元76对完成短路检测的电芯进行夹取。

中继装置具体工作流程如下：

下料装置6将电芯取下并将电芯移送至烫孔单元74处，使第七驱动机构743驱动烫针机构742沿第九导轨721向电芯移动，并使烫针机构742的烫针穿入电芯后插入烫针插座744上，对电芯进行烫孔处理。

完成电芯的烫孔处理后，下料装置6松开对该电芯的夹取并返回下料工位处准备夹取下一个电芯。而第六驱动机构77驱动第二滑动座72沿第四导轨711滑动，使烫孔单元74移动至夹持单元73的第一个第二夹爪组件731处，此时，短路检测单元75移动至夹持单元73的第二个第二夹爪组件731处，而取料单元76则移动至移栽装置9。

接着，第九驱动机构732驱动第一个第二夹爪组件731移动至烫孔单元74处，并且第二个第二夹爪组件731被同时移动至短路检测单元75处。接着，第一个第二夹爪组件731对烫孔单元74上的电芯进行夹取，而此阶段内，若短路检测单元75有电芯，则第二个第二夹爪组件731对短路检测单元75上的电芯进行夹取。随后，第七驱动机构743驱动烫针机构742沿第九导轨721背向电芯移动，并使烫针机构742的烫针脱离烫针插座744及电芯进行复位，且卡盘7521驱动所有夹紧块752进行复位，且两个第八驱动机构753分别驱动两个检测机构752相背移动进行复位。

接着，第九驱动机构732驱动第一个第二夹爪组件731带动其上的电芯进行复位，同时驱动第二个第二夹爪组件731带动其上的电芯进行复位。接着，第六驱动机构77驱动第二滑动座72沿第四导轨711滑动，使动第二滑动座72带动其上的烫孔单元74和短路检测单元75进行复位。

当第二滑动座72复位完成后，下料装置6将夹取第二个电芯移送至烫孔单元74并重复执行烫孔处理，同时，第九驱动机构732再次驱动两个第二夹爪组件731移动，使得第一个第二夹爪组件731移动至短路检测单元75处，随后，短路检测单元75对第一个第二夹爪组件731上完成烫孔处理的电芯执行短路检测处理，即短路检测单元75的两个第八驱动机构753分别驱动两个检测机构752相向移动，检测机构752移动到设定位置后，卡盘7521驱动所有夹紧块752向导电棒7523移动，若此时第二个第二夹爪组件731夹持有电芯，则该电芯的极耳被压紧在导电棒7523上，实现对电芯进行短路检测。而第二个第二夹爪组件731被同时移动至取料单元76处，使取料单元76将第二个第二夹爪组件731上完成短路检测的电芯进行夹取。

接着，第一个第二夹爪组件731松开对短路检测单元75上电芯的夹取、第二个第二夹爪组件731松开对取料单元76上电芯的夹取，然后，第九驱动机构732驱动第一个第二夹爪组件731进行复位，同时驱动第二个第二夹爪组件731进行复位。

接着，从上述完成电芯的烫孔处理处开始循环中继装置的工作流程。

而当上述的取料单元76移动至移栽装置9处时，移栽装置9的驱动单元92驱动第三夹爪组件93移动至取料单元76处，将取料单元76上的电芯取下，随后驱动单元92驱动第三夹爪组件93移动至下料输送线8的定位座82处，将该电芯放置到定位座82上，使下料输送线8将电芯移送至后级装置或回收料盘。

综上所述，本发明提供一种圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机具有可避免纽扣式电芯下料时发生变形且卷绕质量高的优点。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机，包括机架及安装在所述机架上的极片插入裁切装置、送隔膜装置、切隔膜装置、贴胶装置、卷绕头、换向装置和下料装置，所述卷绕头具有卷绕工位、贴胶工位和下料工位，所述卷绕头包括本体和沿所述本体周向分布的三个卷针单元，所述极片插入裁切装置、所述送隔膜装置向所述卷绕工位处的所述卷针单元上料，所述切隔膜装置设置在所述卷绕工位处，所述贴胶装置设置在所述贴胶工位处，所述下料装置设置在所述下料工位处，所述下料装置对所述下料工位处的卷针单元下料，所述换向装置驱动所述本体转动，其特征在于：

所述本体的前端设置有连接座，所述卷针单元包括：

第一卷针，所述第一卷针包括第一筒体和可滑动地设置于所述第一筒体内的第一针体，所述第一筒体绕自身的轴线可转动地安装在所述本体上；

第二卷针，所述第二卷针与所述第一卷针共轴设置，所述第二卷针包括第二筒体和可滑动地设置于所述第二筒体内的第二针体，所述第二筒体绕自身的轴线可转动地安装在所述连接座上，所述第二针体和所述第一针体相向地设置；

所述卷绕头还包括：

外推针单元，所述外推针单元驱动所述卷绕工位处的所述第二针体向所述第一针体移动；

外抽针单元，所述外抽针单元驱动所述下料工位处的所述第二针体背向所述第一针体移动；

抽推针单元，所述抽推针单元驱动所述下料工位处的第一针体背向或朝向所述第二针体移动。

2.根据权利要求1所述的圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机，其特征在于：

所述第一筒体上套装有第一传动轮，所述第一传动轮位于所述本体的末端侧；

所述卷绕头还包括三个电机，一个所述电机与一个所述卷针单元相对应地设置，所述电机安装在所述本体上，所述电机的电机轴上套装有第二传动轮，所述第一传动轮驱动相对应设置的一个所述卷针单元的所述第一传动轮转动。

3.根据权利要求2所述的圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机，其特征在于：

所述卷绕头还包括电滑环，所述电滑环的转子与所述本体的转动轴线共轴设置，所述电滑环的转子跟随所述本体转动，所述电滑环的转子导线分别与三个所述电机电连接。

4.根据权利要求2所述的圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机，其特征在于：

所述第一筒体上还套装有第一齿轮，所述第一齿轮位于所述本体的前端侧，所述第二筒体上套装有第二齿轮；

所述卷针单元还包括联动组件，所述联动组件包括：

安装座，所述安装座安装在所述连接座上；

转轴，所述转轴绕自身的轴线可转动地安装在所述安装座上，所述转轴平行于所述第一针体，所述转轴的第一端设置有与所述第一齿轮啮合的第三齿轮，所述转轴的第二端设置有与所述第二齿轮啮合的第四齿轮。

5.根据权利要求1所述的圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机，其特征在于：

所述卷绕头还包括防退针单元，所述防退针单元位于所述本体的末端侧，所述防退针单元设置于所述卷绕工位处，所述防退针单元包括：

第一固定座，所述第一固定座安装在所述机架上；

第一驱动机构，所述第一驱动机构安装在所述第一固定座上；

第一拨爪组件，所述第一拨爪组件的执行末端与所述卷绕工位处的所述第一针体可分离地连接，所述第一驱动机构驱动所述第一拨爪组件的执行末端沿所述第一针体的轴向移动。

6.根据权利要求1所述的圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机，其特征在于：

所述抽推针单元位于所述本体的末端侧，所述抽推针单元设置于所述下料工位处，所述抽推针单元包括：

第二固定座，所述第二固定座安装在所述机架上；

第二驱动机构，所述第二驱动机构安装在所述第二固定座上；

第二拨爪组件，所述第二拨爪组件的执行末端与所述下料工位处的所述第一针体可分离地连接，所述第二驱动机构驱动所述第二拨爪组件的执行末端沿所述第一针体的轴向移动。

7.根据权利要求1所述的圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机，其特征在于：

所述卷绕头还包括第三固定座，所述第三固定座设置在所述第二卷针处并与所述机架连接，所述第三固定座上设置有平行于所述第二针体的第一导轨和第二导轨；

所述外推针单元设置于所述卷绕工位处，所述外推针单元包括第三驱动组件和第三拨爪组件，所述第三拨爪组件可滑动地安装在所述第一导轨上，所述第三拨爪组件与所述卷绕工位处的所述第二针体可分离地连接，所述第三驱动机构驱动所述第三拨爪组件沿所述第一导轨滑动；

所述外抽针单元设置于所述下料工位处，所述外抽针单元包括第四驱动机构和第四拨爪组件，所述第四拨爪组件可滑动地安装在所述第二导轨上，所述第四拨爪组件与所述下料工位处的所述第二针体可分离地连接，所述第四驱动机构驱动所述第四拨爪组件沿所述第二导轨滑动。

8.根据权利要求1至7任一项所述的圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机，其特征在于：

所述下料装置包括：

旋转气缸，所述旋转气缸安装所述机架上；

旋转座，所述旋转座与所述旋转气缸的驱动端连接，所述旋转上设置有第三导轨，所述旋转气缸可驱动所述旋转座转动至所述下料工位处；

第一滑动座，所述第一滑动座与所述第三导轨可滑动地连接；

第一夹爪组件，所述第一夹爪组件安装在所述第一滑动座上；

第五驱动机构，所述第五驱动机构驱动所述第一滑动座与沿所述第三导轨滑动。

9.根据权利要求8所述的圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机，其特征在于：

所述圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机还包括中继装置，所述中继装置包括：

第四固定座，所述第四固定座安装在所述机架上，所述第四固定座上设置有第四导轨；

第二滑动座，所述第二滑动座可滑动地安装在所述第四导轨上；

夹持单元，所述夹持单元安装在所述机架上并位于所述第二滑动座上方，所述夹持单元包括朝向所述第二滑动座设置的第二夹爪组件；

烫孔单元、短路检测单元和取料单元，所述烫孔单元、所述短路检测单元和所述取料单元依次沿所述第四导轨的延伸方向分布在所述第二滑动座上，所述旋转气缸还可驱动第一夹爪组件向所述烫孔单元上料；

第六驱动机构，所述第六驱动机构驱动所述第二滑动座沿所述第四导轨滑动，使所述夹持单元在所述烫孔单元、所述短路检测单元和所述取料单元之间移动。

10.根据权利要求9所述的圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机，其特征在于：

所述圆柱形纽扣式电芯制片卷绕机还包括：

下料输送线，所述下料输送线上设置有定位座；

移栽装置，所述移栽装置包括驱动单元和第三夹爪组件，所述驱动单元驱动所述第三夹爪组件在所述取料单元和所述定位座之间移动。