CN110808421A - 锂电池叠片机及其偏摆换位叠片装置和叠片方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锂电池生产设备技术领域，尤其涉及一种锂电池叠片机及其偏摆换位叠片装置和叠片方法，该偏摆换位叠片装置包括固定机构、移栽机构和成型机构；固定机构的两侧分别设有叠片工位和下料工位；移载机构包括驱动组件和偏摆组件，偏摆组件的数量至少为两组，驱动组件用于驱动两组偏摆组件交替移动至叠片工位和下料工位上；成型机构包括设于偏摆组件上的叠片台、定位组件、隔膜输送组件，以及裁切组件，叠片台用于装载堆叠成型的极片和隔膜，定位组件的数量为四组，四组定位组件的输出端分别对齐叠片台的上端的四个角。本发明的有益效果在于：能够在下料过程中进行新的叠片操作，极大地提高了机器稼动率，进而有效地提高了生产效率。

Description

锂电池叠片机及其偏摆换位叠片装置和叠片方法
技术领域
本发明属于锂电池生产设备技术领域，尤其涉及一种锂电池叠片机及其偏摆换位叠片装置和叠片方法。
背景技术
叠片机是方形锂电池生产的关键设备之一；传统的叠片机一般由十个机构组成分别是：放料机构、正极料盒、负极料盒、正极二次定位机构、负极二次定位机构、正极送料机构、负极送料机构、叠片台、贴胶机构和下料机构；叠片机其工作原理是将正、负极片装入料盒中，机械手左右运动，在正、负极料盒中拾取极片，经二次定位，交替将正、负极片放在叠片台上；隔膜主动放卷，叠片台带动隔膜左右往复移动形成Z字叠绕。叠片完成后，按照设定长度切断，自动送出人工贴胶。
一个叠片台在的叠片过程中是在工位一和工位二之间来回运动进行叠片，当一个电芯叠片完成时需对其进行下料后才能进行下一个电芯叠片，下料工序主要由机械手完成，通过机械手夹持成型叠片并移动至叠片台外侧，整个下料工序所需要的时间在20～30s左右，每次叠片完成后需要等待20～30s左右才能进行下一次叠片，严重影响机器的稼动率，导致生产效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂电池叠片机及其偏摆换位叠片装置和叠片方法，旨在解决现有技术中的叠片机的机器稼动率低，影响生产效率的技术问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供的一种偏摆换位叠片装置，包括固定机构、移栽机构和成型机构；所述固定机构的两侧分别设有叠片工位和下料工位；所述移载机构包括驱动组件和偏摆组件，所述偏摆组件的数量至少为两组，所述驱动组件用于驱动两组所述偏摆组件交替移动至所述叠片工位和所述下料工位上；所述成型机构包括设于所述偏摆组件上的叠片台、用于压紧极片和隔膜的定位组件、用于输送隔膜至所述叠片台上的隔膜输送组件，以及用于裁切隔膜的裁切组件，所述隔膜输送组件固定设置，所述叠片台用于装载堆叠成型的极片和隔膜，所述定位组件的数量为四组，四组所述定位组件的输出端分别对齐所述叠片台的上端的四个角。
可选地，所述固定机构包括筒体和转动板，所述转动板的数量为两个，两个所述转动板分别转动连接在所述筒体的内腔两端，所述筒体的相对侧壁上分别设有第一穿槽和第二穿槽，所述驱动组件的输出端连接于两个所述转动板之间。
可选地，所述驱动组件包括转轴和用于驱动所述转轴旋转的驱动电机，所述转轴的两端分别与所述转动板转动连接且所述转轴位于所述筒体的轴线上，两个所述偏摆组件均设于所述转轴上。
可选地，所述驱动组件包括转轴和驱动电机，所述转轴的两端分别与所述转动板固定连接且所述转轴与所述筒体的轴线上，所述驱动电机通过传动机构与一所述转动板驱动连接，两个所述偏摆组件均设于所述转轴上。
可选地，所述叠片工位和所述下料工位呈上下对称设置，所述转轴沿所述筒体的长度方向设置，所述偏摆组件包括中间轴、伸缩部、支撑座和驱动部，所述中间轴转动连接在两个所述转动板之间，所述支撑座紧配连接于所述中间轴上，所述驱动部的输出端与所述中间轴驱动连接以驱动所述中间轴旋转，进而带动所述支撑座偏摆；所述伸缩部设于所述支撑座上，所述叠片台设于所述伸缩部的输出端，所述伸缩部用于驱动所述叠片台移动，以使所述叠片台穿过所述第一穿槽或所述第二穿槽而移动至所述叠片工位或所述下料工位上。
可选地，所述定位组件包括压片、直线模组和升降器，所述升降器设于所述直线模组的输出端，所述压片设于所述升降器的输出端，所述直线模组用于驱动所述升降器靠近所述叠片台，所述升降器用于驱动压片往所述叠片台的方向移动以使所述压片压紧堆叠在所述叠片台上的极片。
本发明实施例提供的偏摆换位叠片装置的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：在叠片完成后，驱动组件驱动两个分别位于叠片工位和下料工位的偏摆组件的位置交换，使两个叠片台的位置交换，成型叠片从叠片工位移动至下料工位；相较于现有技术中的叠片机构采用单个叠片台进行叠片操作，相邻的两次叠片工序之间需要花费大量时间进行下料，存在机器的稼动率低，导致生产效率低的技术问题，本发明实施例提供的偏摆换位叠片装置采用双叠片台的结构，使下料过程和叠片过程互不干扰，只需要花费极短的叠片台位置交换时间，即可在下料过程中进行新的叠片操作，极大地提高了机器稼动率，进而有效地提高了生产效率。
为了实现上述目的，本发明实施例还提供一种锂电池叠片机，包括正极片输送装置、负极片输送装置、下料装置和上述的偏摆换位叠片装置，所述正极片输送装置和所述负极片输送装置的输出端分别与所述偏摆换位叠片装置连接，所述下料装置用于对所述偏摆换位叠片装置输出的裸电芯进行下料操作。
本发明实施例提供的锂电池叠片机的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：由于该锂电池叠片机采用了上述的偏摆换位叠片装置，而该换位碟片装置的工作原理：在叠片完成后，驱动组件驱动两个分别位于叠片工位和下料工位的偏摆组件的位置交换，使两个叠片台的位置交换，成型叠片从叠片工位移动至下料工位；相较于现有技术中的叠片机构采用单个叠片台进行叠片操作，相邻的两次叠片工序之间需要花费大量时间进行下料，存在机器的稼动率低，导致生产效率低的技术问题，本发明实施例提供的锂电池叠片机采用双叠片台的结构，使下料过程和叠片过程互不干扰，只需要花费极短的叠片台位置交换时间，即可在下料过程中进行新的叠片操作，极大地提高了机器稼动率，进而有效地提高了生产效率。
为了实现上述目的，本发明实施例还提供一种根据上述的锂电池叠片机的叠片方式，包括以下步骤：
S100：将隔膜输送组件设置在所述叠片台的上方，所述叠片台逆时针摆动到预设角度时，所述正极叠片输送装置把正极片放置在所述叠片台上时，右侧两个所述压片同时动作把正极片压紧；所述叠片台再顺时针摆动到另一预设角度，使经所述隔膜输送组件输出的隔膜覆盖在正极片上；所述负极叠片输送装置再把负极片放置在隔膜上，左侧两个所述压片同时动作把负极片压紧，所述叠片台再逆时针摆动，使经所述隔膜输组件输出的隔膜覆盖在负极片上；
所述步骤S100连续循环执行多次，直至叠至设定的叠片层数后停止；
S200：所述裁切组件裁切所述隔膜；
S300：所述驱动组件驱动两组分别位于所述叠片工位和所述下料工位的所述偏摆组件移动，使位于所述叠片工位和所述下料工位的叠片台的位置交换；
S400：下料装置将移动至所述下料工位的叠片台的成型叠片进行下料操作；所述正极片输送装置、所述负极片输送装置和所述隔膜输送组件在移动至所述叠片工位的叠片台上进行叠片操作。
本发明实施例提供的锂电池叠片机的叠片方法的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：相较于现有技术中的叠片机构采用单个叠片台进行叠片操作，相邻的两次叠片工序之间需要花费大量时间进行下料，存在机器的稼动率低，导致生产效率低的技术问题，本发明实施例提供的叠片方法中，下料步骤和叠片步骤互不干扰，只需要花费极短的叠片台位置交换时间，即可在下料过程中进行新的叠片操作，极大地提高了机器稼动率，进而有效地提高了生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的偏摆换位叠片装置的正面剖视图。
图2为本发明实施例提供的偏摆换位叠片装置的俯面剖视图。
图3为本发明实施例提供的锂电池叠片机的叠片方法的流程图。
其中，图中各附图标记：
10—固定机构 20—移载机构 30—成型机构
21—驱动组件 22—偏摆组件 31—叠片台
32—定位组件 33—隔膜输送组件 13—筒体
14—转动板。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～3描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的实施例，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
实施例一
在本发明的一个实施例中，如图1～2所示，提供一种偏摆换位叠片装置，对于该换位碟片装置的描述及应用于一种锂电池叠片机中，该锂电池叠片机包括正极片输送装置、负极片输送装置、下料装置和上述的偏摆换位叠片装置，所述正极片输送装置和所述负极片输送装置的输出端分别与所述偏摆换位叠片装置连接；所述正极片输送装置用于输送正极片至所述偏摆换位叠片装置上，所述负极片输送装置用于输送负极片至所述偏摆换位叠片装置上，所述下料装置用于对所述偏摆换位叠片装置输出的裸电芯进行下料操作
所述偏摆换位叠片装置包括固定机构10、移载机构20和成型机构30；所述固定机构10的两侧分别设有叠片工位(附图未标记)和下料工位(附图未标记)；所述移载机构20包括驱动组件21和偏摆组件22，所述偏摆组件22的数量至少为两组，所述驱动组件21用于驱动两组所述偏摆组件22交替移动至所述叠片工位和所述下料工位上；所述成型机构30包括设于所述偏摆组件22上的叠片台31、用于压紧极片和隔膜的定位组件32、用于输送隔膜至所述叠片台31上的隔膜输送组件33，以及用于裁切隔膜的裁切组件(附图未标记)，所述隔膜输送组件33固定设置，所述叠片台31用于装载堆叠成型的极片和隔膜，所述定位组件32用于限位堆叠在所述叠片台31上的隔膜和极片，本实施例中，所述偏摆组件22的数量为两组。
具体地，正极叠片输送装置把正极片放置在所述叠片台31，右侧两个所述压片同时动作把所述正极片压紧；所述隔膜输送组件33由右向左运动带动隔膜覆盖住放置在所述叠片台31上的正极片；负极叠片输送装置把负极片放置在所述隔膜上，左侧两个所述压片同时动作把所述负极片压紧，所述隔膜输送组件33由左向右运动带动隔膜覆盖住负极片，该步骤连续循环执行多次，直至叠至设定的叠片层数后停止；所述裁切组件裁切所述隔膜；所述驱动组件21驱动两组分别位于所述叠片工位和所述下料工位的所述偏摆组件22移动，使位于所述叠片工位和所述下料工位的叠片台31的位置交换；下料装置将移动至所述下料工位的叠片台31的成型叠片进行下料操作；所述正极片输送装置、所述负极片输送装置和所述隔膜输送组件33在移动至所述叠片工位的叠片台31上进行叠片操作；相较于现有技术中的叠片机构采用单个叠片台31进行叠片操作，相邻的两次叠片工序之间需要花费大量时间进行下料，存在机器的稼动率低，导致生产效率低的技术问题，本发明实施例提供的换位叠片机构由于采用双叠片台31的结构，使下料过程和叠片过程互不干扰，只需要花费极短的叠片台31位置交换时间，即可在下料过程中进行新的叠片操作，极大地提高了机器稼动率，进而有效地提高了生产效率。
在本实施例中，如图1～2所示，所述固定机构10包括筒体13和转动板14，所述转动板14的数量为两个，两个所述转动板14分别转动连接在所述筒体13的内腔两端，所述筒体13的相对侧壁上分别设有第一穿槽(附图未标记)和第二穿槽(附图未标记)，所述驱动组件21的输出端连接于两个所述转动板14之间；具体地，筒体13和转动板14为驱动组件21提供有利的安装环境，使整个偏摆换位叠片装置的结构变得更加简单，便于安装。
在本实施例中，如图1～2所示，所述驱动组件21包括转轴(附图未标记)和用于驱动所述转轴旋转的驱动电机(附图未标记)，所述转轴的两端分别与所述转动板14转动连接且所述转轴位于所述筒体13的轴线上，两个所述偏摆组件22均设于所述转轴上；具体地，驱动电机驱动转轴旋转，带动偏摆组件22移动，采用电机和转轴的结构能够提高旋转的稳定性，而且进一步优化结构，提高空间的利用率。
在本实施例中，如图1～2所示，所述叠片工位和所述下料工位呈上下对称设置，所述转轴沿所述筒体13的长度方向设置，所述偏摆组件22包括中间轴(附图未标记)、驱动部(附图未标记)、伸缩部(附图未标记)和支撑座(附图未标记)，所述中间轴转动连接在两个所述转动板14之间，所述支撑座紧配连接于所述中间轴上，所述驱动部的输出端与所述中间轴驱动连接以驱动所述中间轴旋转，进而带动所述支撑座偏摆；所述伸缩部设于所述支撑座上，所述叠片台31设于所述伸缩部的输出端，所述伸缩部用于驱动所述叠片台31移动，使所述叠片台31穿过所述第一穿槽而移动至所述叠片工位上，或者使所述叠片台31穿过所述第二穿槽而移动至所述下料工位上，所述伸缩部包括伸缩件和传动机构，所述伸缩件可以是薄型气缸，所述驱动部包括伺服电机和传动机构；具体地，采用穿槽设计，在需要叠片或下料时，伸缩件驱动叠片台31移动至穿槽的外侧，在需要交换叠片台31的位置时，伸缩件驱动叠片台31移动至筒体13内侧，该结构有利于提高空间的利用率，提高设备的实用性。
在本实施例中，如图1～2所示，所述定位组件32的数量为四组，四组所述定位组件32分别设于所述叠片台31的上端的四个角的位置上；具体地，采用多个定位组件32能够提高的定位效果，防止极片偏位，提高产品质量。
在本实施例中，如图1～2所示，所述定位组件32包括压片、直线模组(附图未标记)和升降器(附图未标记)，所述升降器设于所述直线模组的输出端，所述压片设于所述升降器的输出端，所述直线模组用于驱动所述升降器靠近所述叠片台，所述升降器用于驱动压片往所述叠片台的方向移动以使所述压片压紧堆叠在所述叠片台上的极片，本实施例中的升降器为薄型气缸；具体地，四组定位组件32两两对应，在需要压紧极片时，直线模组驱动升降器移动至叠片台的一侧，两组压片经升降器驱动压紧正极片，在隔膜覆盖后，直线模组和升降器复位，采用该结构能够简单有效的实现几篇定位，提高生产效率。
如图3所示，本发明实施例提供一种根据上述的锂电池叠片机的叠片方式，包括以下步骤：
S100：将隔膜输送组件33设置在所述中间轴的上方，所述叠片台31绕所述中间轴逆时针摆动到预设角度时，所述正极叠片输送装置把正极片放置在所述叠片台31上，右侧两个所述压片同时动作把正极片压紧；所述叠片台31再绕所述中间轴顺时针摆动到另一预设角度，使经所述隔膜输送组件33输出的隔膜覆盖在正极片上；所述负极叠片输送装置再把负极片放置在隔膜上，左侧两个所述压片同时动作把负极片压紧，所述叠片台31再绕所述中间轴逆时针摆动，使经所述隔膜输组件33输出的隔膜覆盖在负极片上；
所述步骤S100连续循环执行多次，直至叠至设定的叠片层数后停止；
S200：所述裁切组件裁切所述隔膜；
S300：所述驱动组件21驱动两组分别位于所述叠片工位和所述下料工位的所述偏摆组件22移动，使位于所述叠片工位和所述下料工位的叠片台31的位置交换；
S400：下料装置将移动至所述下料工位的叠片台31的成型叠片进行下料操作；所述正极片输送装置、所述负极片输送装置和所述隔膜输送组件33在移动至所述叠片工位的叠片台31上进行叠片操作。
具体地，相较于现有技术中的叠片机构采用单个叠片台31进行叠片操作，相邻的两次叠片工序之间需要花费大量时间进行下料，存在机器的稼动率低，导致生产效率低的技术问题，本发明实施例提供的叠片方法中，下料步骤和叠片步骤互不干扰，只需要花费极短的叠片台31位置交换时间，即可在下料过程中进行新的叠片操作，极大地提高了机器稼动率，进而有效地提高了生产效率。
实施例二
所述驱动组件21包括转轴和驱动电机，所述转轴的两端分别与所述转动板14固定连接且所述转轴与所述筒体13的轴线上，所述驱动电机通过传动机构与一所述转动板14驱动连接，两个所述偏摆组件22均设于所述转轴上；具体地，电机驱动转动板14旋转，以使转轴旋转并带动偏摆组件22移动，该结构中的转动板14和转轴可以呈整体状，便于制作，提高该设备的制作效率。
本实施例中的其余部分与实施例一相同，故不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种偏摆换位叠片装置，其特征在于，包括：
固定机构，所述固定机构的两侧分别设有叠片工位和下料工位；
移载机构，包括驱动组件和偏摆组件，所述偏摆组件的数量至少为两组，所述驱动组件用于驱动每两组所述偏摆组件交替移动至所述叠片工位和所述下料工位上；
成型机构，包括设于所述偏摆组件上的叠片台、用于压紧极片和隔膜的定位组件、用于输送隔膜至所述叠片台上的隔膜输送组件以及用于裁切隔膜的裁切组件，所述隔膜输送组件固定设置，所述叠片台用于装载堆叠成型的极片和隔膜，所述定位组件的数量为四组，四组所述定位组件的输出端分别对齐所述叠片台的上端的四个角。
2.根据权利要求1所述的偏摆换位叠片装置，其特征在于：所述固定机构包括筒体和转动板，所述转动板的数量为两个，两个所述转动板分别转动连接在所述筒体的内腔两端，所述筒体的相对侧壁上分别设有第一穿槽和第二穿槽，所述驱动组件的输出端连接于两个所述转动板之间。
3.根据权利要求2所述的偏摆换位叠片装置，其特征在于：所述驱动组件包括转轴和用于驱动所述转轴旋转的驱动电机，所述转轴的两端分别与所述转动板转动连接，且所述转轴位于所述筒体的轴线上，各所述偏摆组件均设于所述转轴上。
4.根据权利要求2所述的偏摆换位叠片装置，其特征在于：所述驱动组件包括转轴和驱动电机，所述转轴的两端分别与两个所述转动板固定连接，且所述转轴与所述筒体的轴线上，所述驱动电机通过传动机构与其中一所述转动板驱动连接，各所述偏摆组件均设于所述转轴上。
5.根据权利要求3或4所述的偏摆换位叠片装置，其特征在于：所述叠片工位和所述下料工位呈上下对称设置，所述转轴沿所述筒体的长度方向设置，所述偏摆组件包括中间轴、伸缩部、支撑座和驱动部，所述中间轴转动连接在两个所述转动板之间，所述支撑座紧配连接于所述中间轴上，所述驱动部的输出端与所述中间轴驱动连接以驱动所述中间轴旋转，进而带动所述支撑座偏摆；所述伸缩部设于所述支撑座上，所述叠片台设于所述伸缩部的输出端，所述伸缩部用于驱动所述叠片台移动，以使所述叠片台穿过所述第一穿槽或所述第二穿槽而移动至所述叠片工位或所述下料工位上。
6.根据权利要求1所述的偏摆换位叠片装置，其特征在于：所述定位组件包括压片、直线模组和升降器，所述升降器设于所述直线模组的输出端，所述压片设于所述升降器的输出端，所述直线模组用于驱动所述升降器靠近所述叠片台，所述升降器用于驱动所述压片往所述叠片台的方向移动以使所述压片压紧堆叠在所述叠片台上的极片。
7.一种锂电池叠片机，其特征在于：包括正极片输送装置、负极片输送装置、下料装置和权利要求1～6任意一项所述的偏摆换位叠片装置，所述正极片输送装置和所述负极片输送装置的输出端分别与所述偏摆换位叠片装置连接，所述下料装置用于对所述偏摆换位叠片装置输出的裸电芯进行下料操作。
8.一种锂电池叠片机的叠片方式，其特征在于，通过权利要求8所述的锂电池叠片机执行，包括以下步骤：
S100：将隔膜输送组件设置在所述叠片台的上方，所述叠片台逆时针摆动到预设角度时，所述正极叠片输送装置把正极片放置在所述叠片台上时，右侧两个所述压片同时动作把正极片压紧；所述叠片台再顺时针摆动到另一预设角度，使经所述隔膜输送组件输出的隔膜覆盖在正极片上；所述负极叠片输送装置再把负极片放置在隔膜上，左侧两个所述压片同时动作把负极片压紧，所述叠片台再逆时针摆动，使经所述隔膜输组件输出的隔膜覆盖在负极片上；
所述步骤S100连续循环执行多次，直至叠至设定的叠片层数后停止；
S200：所述裁切组件裁切所述隔膜；
S300：所述驱动组件驱动两组分别位于所述叠片工位和所述下料工位的所述偏摆组件移动，使位于所述叠片工位和所述下料工位的叠片台的位置交换；
S400：下料装置将移动至所述下料工位的叠片台的成型叠片进行下料操作。
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