CN110957538A - 方形动力电芯卷绕机 - Google Patents

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曹海霞
黎红宁
罗俊辉
林裕伟
赵文俊
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Abstract

本发明提供一种方形动力电芯卷绕机,包括机架和卷绕装置,卷绕装置具有卷绕工位、贴胶工位和下料工位,卷绕装置包括可转动地安装在机架上的卷绕头,卷绕头上设置有三根第一卷针,方形动力电芯卷绕机还包括导向装置,导向装置包括压辊和XY轴驱动单元,压辊平行于第一卷针,压辊具有第一位置和第二位置,沿第一卷针的进料方向,第一位置位于卷绕工位的上游端,且第二位置位于贴胶工位和卷绕工位之间,XY轴驱动单元可驱动压辊沿X轴和Y轴在第一位置和第二位置之间移动,第一卷针上设置有限位件,卷绕装置还包括第一限位单元,第一限位单元用于在卷绕头换向过程中,卷绕头上的卷针沿自身轴向窜动的,该方形动力电芯卷绕机具有生产效率高的优点。

Description

方形动力电芯卷绕机
技术领域
本发明涉及电池生产设备技术领域,具体地说,是涉及一种方形动力电芯卷绕机。
背景技术
现有的锂电池电芯的卷制主要有电芯卷绕机完成,电芯卷绕机通过将正极极片、负极极片和隔膜按照一定的次序层叠、卷绕、贴终止胶后形成锂电池电芯。为了提高电芯卷绕机的生产速度,现有的电芯卷绕机一般采用三工位卷绕装置,即卷绕装置具有卷绕工位、贴胶工位和下料工位,卷绕装置包括卷绕头、三根卷针、换向单元、推闭针单元、开抽针单元和驱动单元,换向单元用于驱动卷绕头进行换向,使卷绕头上三根卷针同步在卷绕工位、贴胶工位和下料工位之间进行位置切换;推闭针单元设置于卷绕工位处,用于将卷绕工位处的卷针推出至卷绕头外,并使卷针闭合以夹紧极片、隔膜;开抽针单元设置于下料工位处,使的下料工位处卷针打开以松开对极片、隔膜的夹紧,以及将该卷针回收至卷绕头内;驱动单元则用于驱动每一根卷针进行转动。
然而,当卷针从卷绕工位切换至贴胶工位时,此时的隔膜还未被切断,且隔膜随该卷针移动至贴胶工位处,而在隔膜跟随卷针移动过程中,隔膜的位置极易出现偏移,因此设置电芯卷绕机上设有导正机构以对隔膜的位置进行导正纠偏。但是,由于现有的导正机构的导正动作与卷针切换工位的动作在空间上存在部分干涉,因此需要将导正机构的动作时间和卷针切换工位的动作时间错开,而这使得电芯卷绕机的其他装置需要暂停作业以等待卷针进行工位切换,导致电芯卷绕机的生产速度受到限制,生产效率难以进一步提高,
此外,由于每一根卷针均需要在卷绕工位、贴胶工位和下料工位之间进行位置切换,而位置切换过程中的卷针需要保持当前状态进行移动,以便于当卷针移动至卷绕工位处时,推闭针单元能够准确地对该卷针进行推针、闭针操作;或当卷针移动至下料工位处时,开抽针单元能够准确地对该卷针进开针、抽针操作。然而,由于现有的卷绕装置上并未设置对位置切换过程中的卷针进行限位的机构,且推闭针单元和开抽针单元也不随卷绕头进行转动,导致卷针在跟随卷绕头转动过程中,卷针容易因为受到震动而沿自身轴向进行移动,使得当卷绕头完成换向后,推闭针单元的执行端难以准确的对与切换至卷绕工位处的卷针进行控制,开抽针单元的执行端难以准确的对与切换至下料工位处的卷针进行控制。此外,由于卷针在贴胶工位处无需进行开针或闭针、抽针或推针等操作,因此,现有的卷绕装置在贴胶工位处并没有设置相应的操作机构对卷针进行操作和限位,使得贴胶工位处的卷针容易在贴胶过程中沿自身的轴向发生窜动。再者,在卷针进行位置切换过程中,还容易因为自身位置发生偏移而与推闭针单元或开抽针单元发生碰撞,存在安全隐患。
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生产效率高,且可防止卷绕头换向过程中,卷绕头上的卷针沿自身轴向窜动的方形动力电芯卷绕机。
为了实现本发明的主要目的,本发明提供一种方形动力电芯卷绕机,包括机架和卷绕装置,卷绕装置具有卷绕工位、贴胶工位和下料工位,卷绕装置包括可转动地安装在机架上的卷绕头,卷绕头上设置有三根第一卷针,第一卷针沿自身轴向相对卷绕头滑动,卷绕头可驱动三根第一卷针在卷绕工位、贴胶工位和下料工位之间移动,其中,方形动力电芯卷绕机还包括导向装置,导向装置包括压辊和XY轴驱动单元,压辊平行于第一卷针,压辊具有第一位置和第二位置,沿第一卷针的进料方向,第一位置位于卷绕工位的上游端,且第二位置位于贴胶工位和卷绕工位之间,XY轴驱动单元可驱动压辊沿X轴和Y轴在第一位置和第二位置之间移动,第一卷针上设置有限位件,卷绕装置还包括第一限位单元,第一限位单元包括第一轨道,第一轨道安装在机架靠近卷绕头的前端处,第一轨道沿卷绕头的转动方向自卷绕工位处延伸至下料工位处,第一轨道具有朝向卷绕头的前端的第一限位面,沿卷绕头的轴向,第一轨道的第一端部的投影与卷绕工位处的限位件的投影错开,且第一轨道的第二端部的投影与下料工位处的限位件的投影错开。
由上可见,当卷绕头驱动第一卷针进行工位切换时,导向装置的能够驱动压辊先移动至第一位置处,再移动至第二位置处,使得压辊能够对从卷绕工位处移动至贴胶工位处的第一卷针上的隔膜进行导向,以保证从下料工位处转动至卷绕工位处的第一卷针能够准确、可靠的对被导向后的隔膜进行夹紧,同时,上述结构设计还使得导向装置和卷绕装置能够同时工作,提高了方形动力电芯卷绕机的生产效率。此外,通过第一轨道和第一卷针上限位件之间的配合,使第一卷针跟随卷绕头自卷绕工位切换至下料工位的过程中,限位件能够进入第一轨道的第一限位面并与第一限位面接触,从而对第一卷针进行限位,防止第一卷针进行切换位置过程中沿自身轴向发生窜动,从而保证卷针能够与下料工位处的开抽针单元准确连接。再者,第一轨道与限位件的配合还能够对处于贴胶工位处的第一卷针进行限位,避免贴胶工位处的第一卷针在进行电芯贴胶过程中沿自身轴向窜动,保证了电芯的贴胶质量。
一个优选的方案是,XY轴驱动单元包括X轴驱动机构和Y轴驱动机构,X轴驱动机构驱动压辊沿X轴移动,Y轴驱动机构驱动X轴驱动机构沿Y轴移动,X轴垂直于Y轴,且Y轴平行于卷绕头穿过卷绕工位的径向,第一位置和第二位置之间形成连线,连线平行于Y轴,卷绕工位位于连线上。
由上可见,上述结构设计,使得导向装置的安装位置及方形动力电芯卷绕机的结构布局更加优化,同时还使得X轴驱动机构和Y轴驱动机构能够更加方便、准确、可靠地驱动压辊在第一位置和第二位置之间移动。
另一个优选的方案是,第一限位单元还包括第一挡块和第一驱动机构,第一挡块铰接在第一轨道的第一端处,第一挡块具有第一限位部,第一限位部具有与第一限位面齐平的第二限位面,第一驱动机构可驱动第一挡块转动,使第二限位面移动至第一轨道的第一端部处并与卷绕工位处的限位件邻接。
由上可见,第一挡块用于更好的将限位件引导至第一轨道上,而第一驱动机构用于驱动第一挡块对第一卷针进行避让,避免第一挡块与第一卷针发生碰撞。
进一步的方案是,卷绕装置还包括第二限位单元,第二限位单元包括第二轨道、第二挡块和第二驱动机构,第二轨道安装在机架靠近卷绕头的末端处,第二轨道沿卷绕头的转动方向自下料工位处延伸至卷绕工位处,第二轨道朝向卷绕头的末端的一面形成第三限位面,沿轴向,第二轨道的第一端部的投影与下料工位处的限位件的投影错开,且第二轨道的第二端部的投影与卷绕工位处的限位件的投影错开,第二挡块铰接在第二轨道的第一端处,第二挡块具有第二限位部,第二限位部具有与第三限位面齐平的第四限位面,第二驱动机构可驱动第二挡块转动,使第四限位面移动至第二轨道的第一端部处并与下料工位处的限位件邻接。
由上可见,第二限位单元用于对跟随卷绕头自卷绕工位切换至下料工位的第一卷针进行限位,以防止第一卷针进行切换位置过程中沿自身轴向发生窜动,从而保证卷针能够与下料工位处的开抽针单元准确连接。
另一个优选的方案是,方形动力电芯卷绕机还包括裁切装置,裁切装置包括切刀单元,沿进料方向,切刀单元位于卷绕工位处的第一卷针的上游端;切刀单元包括第一安装座、切刀座、第三驱动机构和第一压紧机构,第一安装座上设置有第一导柱和第一切刀,切刀座可滑动地安装在第一导柱上,切刀座上设置有第二切刀,第三驱动机构可驱动切刀座沿第一导柱向第一切刀移动,第一压紧机构包括第二导柱、限位板、压板和弹簧,第二导柱平行于第一导柱,第二导柱沿自身的轴向与第一安装座可滑动地连接,限位板和压板分别固定在第二导柱的两端,切刀座位于限位板和压板之间,压板位于切刀座和第一切刀之间,弹簧驱动压板沿第二导柱向第一切刀移动,限位板可沿第二导柱移动至与切刀座邻接。
由上可见,压紧机构用于切刀单元在对极片进行裁切过程对极片进行压紧,以防止极片在裁切过程中发生移动,并避免切割出极片的边沿毛刺过多和过大。而通过对压紧机构及切刀座之间的联动设计,使得在对极片在裁切前能够被压紧,还能够避免极片因为被过度挤压而损伤。
另一个优选的方案是,方形动力电芯卷绕机还包括纠偏装置,沿进料方向,纠偏装置位于卷绕工位的上游端,纠偏装置包括第一固定座、安装架、第一滑动座、第一驱动单元和浮动辊,第一固定座上设置有第一导轨,安装架固定安装在第一固定座上,第一滑动座可滑动地安装在第一导轨上,第一驱动单元驱动第一滑动座沿第一导轨滑动,浮动辊的第一端与安装架球铰连接,浮动辊的第二端与第一滑动座球铰连接。
由上可见,纠偏装置用于对极片进行位置纠偏,保证卷绕装置卷绕出的电芯的对齐度。
另一个优选的方案是,方形动力电芯卷绕机还包括极片切断贴胶装置,沿进料方向,极片切断贴胶装置位于卷绕工位的上游端,极片切断贴胶装置包括第一夹紧单元、第二夹紧单元、移动单元、裁切单元和第一贴胶单元,第一夹紧单元安装在机架上,第一夹紧单元包括夹片机构和第四驱动机构,第四驱动机构驱动极片机构沿第一方向移动,第二夹紧单元安装在机架上,第一夹紧单元和第二夹紧单元沿第一方向分布,移动单元安装在机架上,移动单元第五驱动机构,裁切单元和第一贴胶单元沿第一方向分布,裁切单元和第一贴胶单元均与第五驱动机构的输出端连接,第五驱动机构可驱动裁切单元和第一贴胶单元沿第一方向在第一夹紧单元和第二夹紧单元之间移动。
由上可见,上述设计使得裁切单元和贴胶单元能够保持同时移动,以消除贴胶单元等待裁切单元进行避让的时间,使得贴胶单元的移动能够与裁切单元的避让同时进行,从而提高了生产效率;而裁切单元和贴胶单元在极片的法向上错开设置,使得贴胶单元无需预留过大的空间对裁切单元进行避让,从而使极片切断贴胶装置的整体结构更加紧凑,布局更加合理。
另一个优选的方案是,方形动力电芯卷绕机还包括极片单卷贴胶装置,极片单卷贴胶装置,包括第二安装座、卷绕单元、第二驱动单元和第二贴胶单元,第二安装座上设置有平行于第一卷针的第二导轨,卷绕单元包括第二滑动座、第二卷针、第六驱动机构、第二压紧机构和第七驱动机构,第二滑动座可滑动地安装在第二导轨上,第二卷针可转动地安装在第二滑动座上,第二卷针平行于第一卷针,第六驱动机构驱动第二卷针转动,沿进料方向,第二卷针位于第一卷针的上游端,第二卷针具有两根相对设置的针体,两根针体之间形成极片通道,第二压紧机构包括转轴和压轮,转轴可转动地安装在第二滑动座上,压轮可转动地安装在转轴靠近针体的一端上,压轮的轴线与转轴的轴线错开设置,压轮和转轴均平行于第二卷针,第七驱动机构驱动转轴转动,第二驱动单元驱动第二滑动座沿第二导轨滑动,第二贴胶单元的执行端可移动至第二卷针处。
由上可见,卷绕单元的结构设计更好的释放了第二卷针的卷绕空间,使得第二卷针能够进行大长度的疵品极片卷绕,避免对大长度疵品极片进行剔除是需要进行分次卷绕,提高了生产效率。其次,卷绕单元的结构设计还使疵品极片的入片更加容易。再者,第二压紧机构的结构设计使其能够更可靠的对卷绕过程中的疵品极片及卷绕后的疵品极片进行压紧,并辅助第二卷针对疵品极片进行收尾,避免卷绕出的疵品极片料卷散开。
另一个优选的方案是,方形动力电芯卷绕机还包括张力控制装置,沿进料方向,张力控制装置位于卷绕工位的上游端,张力控制装置包括第三安装座、张力检测器、直线电机、第三滑动座、第二传动辊和第三传动辊,第三安装座上设置有第三导轨,张力检测器位于第三导轨的一端,张力检测器的检测端设置有第一传动辊,直线电机包括定子和动子,定子安装在第三安装座上并沿第三导轨延伸,动子沿定子的延伸方向可滑动地设置于定子上,第三滑动座与动子固定连接,第三滑动座与第三导轨可滑动地连接,第二传动辊安装在第三滑动座上,第二传动辊平行于第一传动辊,第三传动辊安装在第三滑动座上,第三传动辊平行于第一传动辊。
由上可见,张力控制装置用于对极片的张力进行调节,避免张力调节过程中出现张力波动的问题,从而保证卷绕出的电芯的直径能够符合生产要求,并防止卷绕出的电芯的圆度超标。
进一步的方案是,方形动力电芯卷绕机还包括除尘系统,除尘系统包括防尘罩、吸尘单元、管道单元、集尘单元和风机过滤器机组,防尘罩罩合在机架的安装面板上,防尘罩与安装面板之间形成除尘空间,吸尘单元设置在除尘空间内,吸尘单元具有吸入端,管道单元连通吸尘单元和集尘单元,风机过滤器机组安装在防尘罩的顶部,风机过滤器机组的进风端与除尘空间连通,风机过滤器机组的出风端位于除尘空间外。
由上可见,除尘系统既能够避免外部粉尘污染极片、隔膜,又能过对电芯生产过程中产生的碎屑、粉尘等颗粒进行清除,从而保证生产处的电芯的质量。
附图说明
图1是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的省略部分装置后的局部结构框图。
图2是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的卷绕装置的结构图。
图3是图2中A处的放大图。
图4是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的第一限位单元的结构图。
图5是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的第一限位单元和第一卷针的相对位置关系图。
图6是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的第一轨道、第二轨道和限位件的相对位置关系图。
图7是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的导向装置的第一状态参考图。
图8是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的导向装置的结构图。
图9是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的导向装置的第二状态参考图。
图10是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的导向装置的第三状态参考图。
图11是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的裁切装置的结构图。
图12是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的裁切装置的省略部分组件后的结构图。
图13是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的纠偏装置的结构图。
图14是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的极片切断贴胶装置的第一结构图。
图15是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的极片切断贴胶装置的第二结构图。
图16是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的裁切单元的结构图。
图17是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的第一贴胶单元的结构图。
图18是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的极片单卷贴胶装置的结构图。
图19是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的极片单卷贴胶装置的省略部分组件后的结构图。
图20是本发明方动力电芯卷绕机实施例的极片单卷贴胶装置的局部视图。
图21是图19中B处的放大图。
图22是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的张力控制装置的结构图。
图23是本发明方形动力电芯卷绕机实施例的除尘系统的结构图。
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,方形动力电芯卷绕机100包括机架10、卷绕装置1、导向装置2、裁切装置3,纠偏装置4、极片切断贴胶装置5、极片单卷贴胶装置6、张力控制装置7和除尘系统8。沿极片的走带方向,即第一卷针12的进料方向,极片依次经过极片切断贴胶装置5、纠偏装置4、张力控制装置7、裁切装置3、极片单卷贴胶装置6、导向装置2和卷绕装置1。
结合图2,卷绕装置1包括卷绕头11、第一卷针12、第一限位单元13、第二限位单元14、换向单元15、第四驱动单元16、推闭针单元17和抽开针单元18。其中,卷绕装置1具有卷绕工位101、贴胶工位102和下料工位103,且卷绕工位101、贴胶工位102和下料工位103的位置相对于机架10固定不变。卷绕装置1用于在卷绕工位101处配合方形动力电芯卷绕机100的插入装置、裁切装置3对电芯进行卷绕,还用于在贴胶工位102处配合方形动力电芯卷绕机100的贴终止胶装置对极片进行贴胶,还用于在下料工位103处配合方形动力电芯卷绕机100的下料装置将卷绕出并完成贴胶的电芯从第一卷针12上卸下。
卷绕头11绕自身的轴线可转动地安装在机架10上,第一卷针12的数量为三根,三根第一卷针12安装在卷绕头11上,第一卷针12可沿自身轴向相对卷绕头11滑动,还可绕自身的轴向相对卷绕头11转动。第一卷针12上设置有限位件,且第一卷针12通过其上的抽插针杆与卷绕头11连接,第四驱动单元16用于驱动每一根第一卷针12进行独立转动,而换向单元15则用于驱动卷绕头11相对机架10进行转动,以使得卷绕头11带动其上的三根第一卷针12沿转动方向R转动,从而使每一根第一卷针12在卷绕工位101、贴胶工位102和下料工位103之间移动,实现对第一卷针12的位置切换,驱动单元则用于驱动每一根第一卷针12进行转动。其中,卷绕头11每次换向时转动的角度为120°。
结合图3至图5,第一限位单元13包括第一轨道131、第一挡块132和第一驱动机构133。第一轨道131安装在机架10上并位于卷绕头11的前端,第一轨道131沿卷绕头11的转动方向R自卷绕工位101处延伸至下料工位103处,且第一轨道131朝向卷绕头11的前端的一面形成第一限位面1311,第一限位面1311用于与第一卷针12的限位件配合,以对第一卷针12进行限位,使得第一卷针12在从卷绕工位101切换到下料工位103的过程中不会沿自身的轴向窜动。其中,如图6所示,沿卷绕头11的轴向,第一轨道131的第一端部的投影与位于卷绕工位101处的第一卷针12的限位件的投影错开,且第一轨道131的第二端部的投影与位于下料工位103处的第一卷针12的限位件的投影错开,从而使得第一轨道131不会对卷绕工位101处的第一卷针12的出针造成干涉,并避免卷绕工位101处的第一卷针12与第一轨道131发生碰撞,并使得第一轨道131不会对下料工位103处的第一卷针12的抽针造成干涉,避免下料工位103处的第一卷针12与第一轨道131发生碰撞。
第一挡块132与第一轨道131铰接并位于第一轨道131的第一端处,第一挡块132具有第一限位部1321,第一限位部1321具有第二限位面1322,且第二限位面1322与第一限位面1311齐平。第一驱动机构133用于驱动第一挡块132转动,使第一限位部1321绕第一挡块132的铰接轴转动至第一轨道131的第一端部处,并正对卷绕工位101处的第一卷针12的限位件,从而使该限位件与第二限位面1322邻接。其中,第一驱动机构133为第一气缸,第一气缸的缸体与第一轨道131铰接,第一气缸的杆体与第一挡块132铰接。
通过第一轨道131与第一卷针12上的限位件相配合,使得该在第一卷针12跟随卷绕头11自卷绕工位101切换至下料工位103的过程中,限位件能够进入第一轨道131的第一限位面1311并与第一限位面1311邻接,使第一限位面1311通过限位件对该第一卷针12进行限位,从而防止该第一卷针12进行切换位置过程中沿自身轴向发生窜动,并使该第一卷针12能够顺利与下料工位103处的开抽针单元18连接。此外,第一轨道131与限位件的配合还能够在该第一卷针12处于贴胶工位102处时对该第一卷针12进行限位,避免电芯在贴胶工位102处进行贴胶处理过程中,第一卷针12沿自身轴向窜动,保证了电芯的贴胶质量。再者,第一挡块132能够对限位件起到导向作用,使得限位件能够顺利进入第一轨道131的第一限位面1311而不与第一轨道131发生碰撞,而第一驱动机构133能够通过驱动第一挡块132转动的方式来对第一卷针12进行避让,以避免卷绕工位101处的第一卷针12在出针时与第一挡块132发生碰撞。
第二限位单元14包括第二轨道141、第二挡块142和第二驱动机构143。第二轨道141安装在机架10上并位于卷绕头11的末端处,第二轨道141沿卷绕头11的转动方向R自下料工位103处延伸至卷绕工位101处,且第二轨道141朝向卷绕头11的末端的一面形成第三限位面1411,第三限位面1411用于与第一卷针12的限位件配合,以对第一卷针12进行限位,使得第一卷针12从下料工位103切换至卷绕工位101的过程中不会沿自身的轴向窜动。其中,如图6所示,沿卷绕头11的轴向,第二轨道141的第一端部的投影与位于下料工位103处的第一卷针12的限位件的投影错开,且第二轨道141的第二端部的投影与位于卷绕工位101处的第一卷针12的限位件的投影错开,从而使得第二轨道141不会对下料工位103处的第一卷针12的抽针造成干涉,并避免下料工位103处的第一卷针12与第二轨道141发生碰撞,并使得第二轨道141不会对卷绕工位101处的第一卷针12的出针造成干涉,避免卷绕工位101处的第一卷针12与第二轨道141发生碰撞。
第二挡块142与第二轨道141铰接并位于第二轨道141的第一端处。第二挡块142具有第二限位部,第二限位部具有第四限位面1422,且第四限位面1422与第三限位面1411齐平。第二驱动机构143用于驱动第二挡块142转动,使第二限位部绕第二挡块142的铰接轴转动至第二轨道141的第一端部处,并正对下料工位103处的第一卷针12的限位件,并使该限位件与第四限位面1422邻接。其中,第二驱动机构143为第二气缸,第二气缸的缸体与第二轨道141铰接,第二气缸的杆体与第二挡块142铰接。
通过第二轨道141与第一卷针12上的限位件相配合,使得该在第一卷针12跟随卷绕头11自下料工位103切换至卷绕工位101的过程中,限位件能够进入第二轨道141的第三限位面1411并与第三限位面1411邻接,使第三限位面1411通过限位件对该第一卷针12进行限位,从而防止该第一卷针12进行切换位置过程中沿自身轴向发生窜动,并使该第一卷针12能够顺利与卷绕工位101处的推闭针单元17连接。此外,第二挡块142能够对限位件起到导向作用,使得限位件能够顺利进入第二轨道141的第三限位面1411而不与第二轨道141发生碰撞,而第二驱动机构143能够通过驱动第二挡块142转动的方式来对第一卷针12进行避让,以避免下料工位103处的第一卷针12在抽针时与第二挡块142发生碰撞。
推闭针单元17设置在卷绕工位101处,且推闭针单元17位于卷绕头11的末端处。推闭针单元17用于将位于卷绕工位101处的第一卷针12推出至卷绕头11的前端,并在极片和隔膜穿过该第一卷针12后,控制该第一卷针12的两根针体闭合以对极片和隔膜进行夹紧。
开抽针单元18设置在下料工位103处,且开抽针单元18位于卷绕头11的末端处。开抽针单元18用于控制下料工位103处的第一卷针12的两根针体打开以解除对极片和隔膜的夹紧,并在第一卷针12解除对极片和隔膜的夹紧后,将该第一卷针12从卷绕头11的前端抽回,以配合下料装置将该第一卷针12上的电芯从该第一卷针12上剥离,完成对该第一卷针12上的电芯的下料处理。
参照图7至图10,导向装置2包括压辊21和XY轴驱动单元。压辊21平行于第一卷针12设置,压辊21用于在第一卷针12由卷绕工位101切换至贴胶工位102的过程中,对该第一卷针12上的隔膜进行导向,以使得由下料工位103切换至卷绕工位101的第一卷针12能够在卷绕工位101处对隔膜进行可靠的夹紧。其中,压辊21具有第一位置和第二位置,沿第一卷针12的进料方向,即沿第一卷针12在卷绕工位101处,隔膜、极片的传送方向,第一位置位于卷绕工位101的上游端。此外,沿第一卷针12的进料方向,第二位置位于贴胶工位102和卷绕工位101之间。
XY轴驱动单元包括X轴驱动机构22和Y轴驱动机构23,压辊21与X轴驱动机构22的输出端连接,X轴驱动机构22用于驱动压辊21沿X轴移动,X轴驱动机构22与Y轴驱动机构23的输出端连接,Y轴驱动机构23用于驱动X轴驱动机构22及压辊21沿Y轴移动,X轴垂直于Y轴,而X轴驱动机构22和Y轴驱动机构23之间的联动,可驱动压辊21在第一位置和第二位置之间进行位置切换。通过上述对导向装置2的结构设计,使得当卷绕装置1的卷绕头11驱动第一卷针12进行工位切换时,导向装置2的X轴驱动机构22和Y轴驱动机构23能够同时进行联动,以驱动压辊21先移动至第一位置处,再移动至第二位置处,从而使得压辊21能够对由卷绕工位101处移动至贴胶工位102处的第一卷针12上的隔膜进行导向,保证由下料工位103处移动至卷绕工位101处的第一卷针12能够准确、可靠的对被导向后的隔膜进行夹紧。此外,通过对导向装置2的结构设计还使得导向装置2能够与卷绕装置1进行同时工作,减少了单个电芯卷绕加工的总时间,同时减少卷绕装置1换向时电芯卷绕机的其他装置的等待时间,提高了卷绕装置1的卷绕效率,并能够提高设置有该导向装置2的电芯卷绕机的生产效率。
具体地,Y轴驱动机构23包括第一电机231和第一滚珠丝杠232。第一电机231固定安装在机架10上,且第一电机231的电机轴平行于Y轴。第一滚珠丝杠232的丝杠与第一电机231的电机轴共轴设置,第一滚珠丝杠232的螺母则与X轴驱动机构22连接,使得第一电机231能够通过第一滚珠丝杠232带动X轴驱动机构22沿Y轴方向进行精准的移动。
X轴驱动机构22包括第三气缸221和连接座222,连接座222与第三气缸221的杆体固定连接,第三气缸221的杆体平行于X轴。压辊21绕自身的轴线可转动地安装在连接座222上,使得第三气缸221能够通过连接座222驱动压辊21沿X轴移动。其中,X轴与Y轴相垂直,
优选地,第一位置和第二位置形成第一连线L1(见图10),第一连线L1平行于Y轴,而卷绕工位101位于该第一连线L1上,而通过对第一位置、第二位置和卷绕工位101的相对位置设计,能够进一步使得由下料工位103处转动至卷绕工位101处的第一卷针12能够在卷绕工位101处对被导向后的隔膜进行准确、可靠的夹紧,从而也能够使得导向装置2及设置有该导向装置2的电芯绕机的结构布局更加合理和紧凑。
由于卷绕头11带动第一卷针12进行工位切换过程中,压辊21需要先移动至第一位置与隔膜接触以对隔膜起到导向作用后,才能向第二位置移动,因此,此时的压辊21需要以较快的速度向隔膜移动,而采用第三气缸221作为X轴驱动机构22的驱动源能够使压辊21更加快速、可靠地移动至第一位置处与隔膜进行接触,以对隔膜进行导向,提高了卷绕装置1的卷绕效率。
当压辊21移动至第一位置时,压辊21已经与隔膜接触,并对隔膜起到导向作用,随后Y轴驱动机构23才驱动第一位置处的压辊21配合卷绕头11的转动向第二位置移动,因此,此时的Y轴驱动机构23具有较长动作时间,且压辊21由第一位置向第二位置移动时,需要尽可能的避免对隔膜造成影响,并需要保证隔膜的位置精度,因此而采用第一电机231与第一滚珠丝杠232的组合机构驱动压辊21由第一位置向第二位置移动,既能够保证压辊21移动过程中的平稳性,避免压辊21由于发生剧烈抖动影响卷绕装置1的卷绕精度;又能够使得压辊21具有较高的移动精度,避免压辊21移动过程中使隔膜的位置产生偏移;并且还能够保证压辊21移动至第二位置后,被导向的隔膜的位置能够满足卷绕工位101处的第一卷针12的夹紧要求。
导向装置2工作过程如下:
首先,如图7所示,将隔膜、极片送至卷绕工位101处,使卷绕工位101处的第一卷针12沿自身轴向伸出并对隔膜和极片进行夹紧,随后该第一卷针12开始进行电芯的卷制。
接着,如图9所示,当卷绕工位101处的第一卷针12完成对电芯的隔膜、极片的卷绕后,卷绕头11沿自身的转动方向R转动一个工位,使位于卷绕工位101的第一卷针12移动至贴胶工位102、使位于贴胶工位102处的第一卷针12移动至下料工位103、使位于下料工位103的第一卷针12移动至卷绕工位101。
接着,如图10所示,在卷绕头11转动过程中,导向装置2的X轴驱动机构22驱动压辊21沿X轴移动,使压辊21移动至第一位置并与隔膜邻接。当压辊21移动至第一位置后,Y轴驱动机构23驱动X轴驱动机构22及压辊21随卷绕头11的转动向贴胶工位102移动,并在当卷绕头11转动到位前或转动到位时,使压辊21处于第二位置处,从而完成对隔膜的导向。
接着,当卷绕头11转动到位后,原位于卷绕工位101的第一卷针12被移动至贴胶工位102处,以准备对该第一卷针12上卷制处的电芯进行贴胶处理;原位于下料工位103处的第一卷针12则被移动至卷绕工位101处,随后该第一卷针12沿自身的轴线伸出卷绕头11,对位于卷绕工位101处的隔膜、极片进行夹紧。
接着,电芯卷绕机的用于对隔膜进行切割的切割末端对位于卷绕工位101和第二位置之间的隔膜进行切断。
接着,贴胶工位102处第一卷针12对隔膜、极片进行收尾和贴胶,并使卷绕工位101处的第一卷针12进行新一个电芯的卷制,而导向装置2的X轴驱动机构22先驱动压辊21沿X轴的反向移动以进行复位,当X轴驱动机构22驱动压辊21复位完成后,Y轴驱动机构23驱动X轴驱动机构22及压辊21沿Y轴的反向移动以进行复位,直至压辊21、X轴驱动机构22和Y轴驱动机构23回到初始位置,完成导向装置2的复位。
结合图11和图12,裁切装置3包括切刀单元31和第三驱动单元,第三驱动单元用于驱动切刀单元31跟随极片进行移动,以对极片进行切断,使得卷绕工位101处的第一卷针12能够对极片进行收尾。
切刀单元31包括安装座311、切刀座312、第三驱动机构313和第一压紧机构314。安装座311固定安装在第三驱动单元的输出端上,且安装座311上设置有第一导柱3111和第一切刀3121。切刀座312沿第一导柱3111的延伸方向与第一导柱3111可滑动地连接,切刀座312上设置有第二切刀3121,第一切刀3121的刃部和第二切刀3121的刃部相向设置。第三驱动机构313采用第四气缸,第四气缸的杆体与切刀座312的连接块3122固定连接,且第四气缸用于驱动切刀座312沿第一导柱3111向第二切刀3121移动,使得第二切刀3121配合第一切刀3121对极片进行裁切。第一压紧机构314包括第二导柱3131、限位板3142、压板3143和弹簧3144,第二导柱3131平行于第一导柱3111,第二导柱3131沿自身的轴向与安装座311可滑动地连接,其中,限位板3142和压板3143分别固定在第二导柱3131的两端,切刀座312位于限位板3142和压板3143之间,压板3143位于切刀座312和第一切刀3121之间。弹簧3144驱动压板3143沿第二导柱3131向第一切刀3121移动,限位板3142可在弹簧3144的弹性作用下可沿第二导柱3131向与切刀座312,并与切刀座312的连接块3122邻接。其中,其中,压板3143移动至第一切刀3121处的移动距离小于第二切刀3121的刀刃移动至第一切刀3121的刀刃的移动距离。
当切刀单元31处于非切割状态(初始状态)时,第四气缸的杆体处于缩回状态,此时,切刀座312处于抬升状态,第二切刀3121远离第一切刀3121。同时,限位板3142与切刀座312的连接块3122邻接,使得连接块3122通过限位板3142和第二导柱3131带动压板3143一同被抬升,压板3143远离第一切刀3121,且弹簧3144被压缩,极片由第一切刀3121和第二切刀3121之间穿过切刀单元31。
当需要对极片进行切割时,第四气缸的杆体伸出,并带动切刀座312下移,使切刀座312上的第二切刀3121向第一切刀3121移动,以对极片进行切割。而在第二切刀3121向第一切刀3121移动过程中,随着切刀座312的下移,压板3143在弹簧3144的弹力作用向第一切刀3121移动。由于压板3143移动至第一切刀3121的移动距离小于第二切刀3121的刀刃移动至第一切刀3121的刀刃的移动距离,因此,压板3143会在弹簧3144的弹力作用下先移动至先对极片进行压紧。此时,第二切刀3121的刀刃还未到达第一切刀3121的刀刃,因此,第四气缸继续驱动切刀座312下移,直至第二切刀3121的刀刃与第一切刀3121的刀刃相配合对极片进行切断。
当极片被切断后,第四气缸进行回缩复位,并带动切刀座312抬升,使切刀座312上的第二切刀3121背向第一切刀3121移动。而在第二切刀3121背向第一切刀3121移动过程中,第二切刀3121的刀刃会先脱离与第一切刀3121的刀刃的配合,此时,极片仍被压板3143压紧。随着切刀座312的继续抬升,切刀座312的连接块3122与限位板3142接触,以通过第二导柱3131带动压板3143一同被抬升,使压板3143远离第一切刀3121,从而解除对极片的压紧,并使弹簧3144被压缩。当第四气缸复位完成时,切刀单元31处于初始状态。通过上述结构设计,使得压紧单元与切刀座312之间既能够进行联动,又能够相互独立运动,从而有效防止在极片压紧过程中过度挤压极片,避免极片受损,保证了卷绕出的电芯的质量。
结合图13,纠偏装置由于对极片进行位置纠偏,以保证卷绕装置卷绕出的电芯的对齐度能够符合生产要求,此外,该纠偏装置还可以设置在极片缓存装置上,使极片缓存装置能够一边对极片进行缓存、一边对极片进行纠偏。
具体地,纠偏装置4包括第一固定座41、安装架42、第一滑动座43、浮动辊44、固定辊45和第一驱动单元46。其中,第一固定座41上设置有第一导轨411,第一导轨411为直线滑轨,第一滑动座43沿第一导轨411的延伸方向可滑动地安装在第一导轨411上。
安装架42固定安装在第一固定座41上,安装架42用于与第一滑动座43相配合以支承浮动辊44。具体地,浮动辊44的第一端与安装架42球铰连接,浮动辊44的第二端与第一滑动座43球铰连接,使得浮动辊44可分别相对于安装架42和第一滑动座43进行摆动,还使得浮动辊44可相对于安装架42和第一滑动座43进行转动,即浮动辊44具有摆动的同时绕自身的轴线进行转动的能力。
此外,浮动辊44上还设置有刻线,该刻线用于对极片进行初次定位,即当极片初次绕设到纠偏装置4上时,使极片的一侧的边沿与浮动辊44上的刻线对齐,从而保证极片初次绕设于纠偏装置4上时,极片的位置准确无偏移,避免纠偏装置4刚启动使用时就需要对极片进行位置纠偏的情况发生。
本实施例中,固定辊45相对于第一固定座41静止不动,且在纠偏装置4处于初始状态时,浮动辊44的轴线垂直于第一固定座41的安装面,固定辊45的轴线平行于浮动辊44的轴线。此外,固定辊45与浮动辊44沿第一导轨411的延伸方向分布,或固定辊45于浮动辊44沿平行于第一导轨411延伸方向的方向分布。其中,纠偏装置4具有极片通道,极片通道绕经固定辊45和浮动辊44,也即是说,固定辊45和浮动辊44之间形成一条对极片进行传送的通道。
优选地,固定辊45的数量比浮动辊44的数量多一根,且固定辊45与浮动辊44沿极片通道间隔设置,也即是说,极片在进行穿带处理时,极片由位于极片通道首端的固定辊45穿入,由位于极片通道末端的固定辊45穿出,而通过将固定辊45的数量设置呈比浮动辊44的数量多一根,使得位于极片通道首端和末端的两根固定辊45能够对穿出纠偏装置4的极片进行导向。此外,纠偏装置4通过自行配置固定辊45,固定辊45能够更好的配合浮动辊44实用,使得极片在固定辊45和浮动辊44之间移动时,极片与固定辊45之间的摩擦性系数、极片与浮动辊44之间的摩擦系数能够保持一致,以保证极片在绕经固定辊45和浮动辊44时不会发生被拉扯或松脱的现象,从而提高了纠偏装置4对极片进行位置纠偏的可靠性,并对极片起到保护作用。当然,本发明提供的纠偏装置4在没有自行配置固定辊45的情况下,可以配合外置的固定辊45进行使用。
同理地,固定辊45上也设置有用于对极片进行初次定位刻线,当极片初次绕设到纠偏装置4上时,使极片的一侧的边沿与浮动辊44上的刻线对齐,保证极片初次绕设于固定辊45上时,极片的位置能够准确无偏移,避免纠偏装置4刚启动使用时就需要对极片进行位置纠偏的情况发生。
第一驱动单元46用于驱动第一滑动座43沿第一导轨411的延伸方向滑动,本实施例中,第一驱动单元46包括和第二滚珠丝杠462第二电机461。其中,第二滚珠丝杠462包括螺杆和螺母,螺杆绕自身的轴向可转动地安装在第一固定座41上,且螺杆平行于第一导轨411。螺杆与螺母螺纹连接,且螺母与第一滑动座43固定连接。第二电机461用于驱动螺杆转动,使得螺杆驱动螺母沿自身的轴向移动,而螺母则带动第一滑动座43沿第一导轨411滑动,以驱动浮动辊44绕自身的第一端摆动,从而使极片沿浮动辊44的轴向移动,实现对极片的位置进行调整,达到对极片进行位置纠偏的目的。第二滚珠丝杠462传动精度高且传动平稳,采用第二滚珠丝杠462搭配第二电机461的方式作为第一驱动单元46驱动第一滑动座43滑动,能够更好的控制第一滑动座43的移动精度,并减小第一滑动座43移动时产生的振动,从而有效的提高纠偏装置4的纠偏精度。第二电机461与第二滚珠丝杠462的丝杠之间通过同步带和同步带轮进行联动,以使得第二电机461驱动第二滚珠丝杠462的丝杠转动。
以下对纠偏装置4的工作过程进行说明:
当需要对纠偏装置4进行极片穿带时,按照如图13所示的极片走带方式对极片进行穿带,使极片绕设在浮动辊44和固定辊45上。接着,将极片一侧的边沿分别与浮动辊44上的刻线、固定辊45上的刻线对齐,并保证浮动辊44的轴线垂直于第一固定座41的安装面,即使浮动辊44的轴线呈水平状态设置。
当纠偏装置4开始工作时,极片在外部牵引机构的牵引下流经该纠偏装置4,用于检测极片位置的位置传感器实时对极片的边沿进行监测,并将监测所得的检测数据发送至后台控制器,后台控制器根据该检测数据判断极片的位置是否出现偏移。当极片的位置出现偏移时,后台控制器向第一驱动单元46发送控制信号,使第一驱动单元46根据该控制信号控制第一滑动座43沿第一导轨411滑动,从而使浮动辊44绕自身的第一端摆动,以使得极片沿浮动辊44的轴线移动,实现对极片的位置进行纠偏。
结合图14和图15,极片切断贴胶装置包括第一夹紧单元51、第二夹紧单元52、移动单元53、裁切单元54和第一贴胶单元555。
第一夹紧单元51和第二夹紧单元52均安装在机架上,并沿第一方向分布,该第一方向也为极片切断贴胶装置的极片的进片方向,第一夹紧单元51和第二夹紧单元52相配合以对极片进行夹紧。其中,第一夹紧单元51包括夹片机构511和第四驱动机构512,第四驱动机构512为第五气缸,第五气缸驱动极片机构朝向或背向第二夹紧单元52移动。夹片机构511包括第六气缸和两块相对设置的夹板,第六气缸驱动两块夹板相向或相背移动,以实现对极片进行夹紧或松开。第二夹紧单元52固定安装在机架上,第二夹紧单元52包括第七气缸和两根相对设置的夹杆,第七气缸驱动两根夹杆相向或相背移动,以实现对极片进行夹紧或松开。
移动单元53用于驱动裁切单元54和第一贴胶单元55进行移动,以使得裁切单元54对极片进行裁切后,控制裁切单元54对第一贴胶单元55进行避让的同时,驱动第一贴胶单元55被切断的极片进行贴胶。
具体地,如图15所示,移动单元53包括第四导轨531、第四滑动座532、第五驱动机构533和第八驱动机构534,其中,第四导轨531安装在机架10上,且第四导轨531沿第一方向X1延伸。第四滑动座532沿第四导轨531的延伸方向与第四导轨531可滑动地连接,第四滑动座532上设置有第五导轨5321,第五导轨5321沿第二方向X2延伸,第二方向X2分别与第一方向X1和机架10的安装面相垂直。
第五驱动机构533包括第三电机5331和第三滚珠丝杠5332,第三电机5331固定安装在机架10上,第三滚珠丝杠5332平行于第一方向X1,第三滚珠丝杠5332的丝杠的端部与第三电机5331的电机轴连接,使得第三电机5331能够驱动第三滚珠丝杠5332的丝杠转动,第三滚珠丝杠5332的螺母与第四滑动座532固定连接,以使得第三电机5331能够通过第三滚珠丝杠5332驱动第四滑动座532沿第四导轨531滑动。
第八驱动机构534包括第二固定座5341、第五滑动座5342、第四电机5343和第四滚珠丝杠5344。第二固定座5341固定安装在第四滑动座532上,第五滑动座5342沿第五导轨5321的延伸方向与第五导轨5321可滑动地连接。第四电机5343固定安装在第二固定座5341上,第四滚珠丝杠5344的丝杠平行于第二方向X2,且第四滚珠丝杠5344的丝杠的端部与第四电机5343的电机轴连接,使得第四电机5343能够驱动第四滚珠丝杠5344的丝杠转动,第三滚珠丝杠5332的螺母与第五滑动座5342固定连接,以使得第四电机5343能够通过第四滚珠丝杠5344驱动第五滑动座5342沿第五导轨5321滑动。
裁切单元54设置于第四滑动座532上,第一贴胶单元55固定安装在第五滑动座5342上,且沿极片切断贴胶装置5的进片方向,裁切单元54位于第一贴胶单元55的上游端,使得极片切断贴胶装置5的整体结构布局更加优化,保证极片被夹紧的可靠性的同时,尽可能的减小极片切断贴胶装置5的体积。
结合图16,裁切单元54包括切刀机构541和第九驱动机构542,第九驱动机构542为第八气缸,第九驱动机构542用于驱动切刀机构沿第一方向X1移动,使得当第一贴胶单元55在进行备胶处理时,第九驱动机构542能够驱动切刀机构541适当远离第一贴胶单元55,保证第一贴胶单元55的安全备胶;当第一贴胶单元55完成备胶处理时,第九驱动机构542驱动切刀复位,缩小切刀机构541与第一贴胶单元55之间的距离,以使第一贴胶单元55能够更快的到达极片的切断处。其中,切刀机构541的结构与切刀单元31的结构相同。
结合图17,第一贴胶单元55安装在第五滑动座5342上,第一贴胶单元55包括两个相对设置的贴胶机构550,两个贴胶机构550分别位于第一夹紧单元51和第二夹紧单元52的连线的相对的两侧上,且第一贴胶单元55具有极片通道,上述连线穿过来极片通道。贴胶机构550包括备胶组件551、压胶组件552、送胶组件553、裁切组件554、第一驱动组件、第二驱动组件和位置检测传感器558。其中,备胶组件551位于送胶单元和压胶单元之间,第一驱动组件用于驱动送胶组件553和裁切组件554向压胶单元移动,第二驱动组件用于驱动压胶组件552向送胶组件553。压胶组件552用于将送胶组件553递送的胶带自由端压合在备胶组件551的第一执行端上,裁切组件554用于对胶带进行切断,使得胶带吸附在第一执行端上,从而使第一执行端沿第三方向X3朝向极片通道移动,以将胶带粘贴在极片上第三方向X3垂直于极片。
位置检测传感器558设置在极片通道处,位置检测传感器558用于对极片的位置进行检测,以配合第八驱动机构534对备胶板512的位置进行调整,使得备胶板512能够根据极片的位置对极片进行贴胶,提高第一贴胶单元55的贴胶的精度。
可见,上述的移动单元53的结构设计及移动单元53与裁切单元54、第一贴胶单元55的连接结构和相对位置设置,使得第五驱动机构533能够驱动裁切单元54和第一贴胶单元55同时进行移动,并使裁切单元54和第一贴胶单元55在极片的法向上错开设置,因为裁切单元54在对极片进行裁切后需要对第一贴胶单元55进行避让,以使得第一贴胶单元55能够对切断处进行贴胶处理,因此,上述设计所带来的优点是:第一贴胶单元55能够与裁切单元54进行同时移动,以消除第一贴胶单元55等待裁切单元54进行避让的时间,使得第一贴胶单元55的移动能够与裁切单元54的避让同时进行,从而提高了生产效率。
此外,而裁切单元54和第一贴胶单元55在极片的法向上错开设置,使得第一贴胶单元55无需预留过大的空间对裁切单元54进行避让,从而使极片切断贴胶装置5的整体结构更加紧凑,布局更加合理。再者,第八驱动机构534能够配合第一贴胶单元55上的位置检测传感器558对第一贴胶单元55的贴胶位置进行调整,使得极片切断贴胶装置5能够根据极片的位置对第一贴胶单元55的贴胶位置进行自适应调整,保证第一贴胶单元55的贴胶精度。
极片单卷贴胶装置主要应用于对极片料卷中存在的疵品极片进行单独卷绕、贴胶,从而达到剔除极片料卷中的疵品极片,并防止该疵品极片参与良品电芯的卷绕,避免造成合格极片、良品隔膜的浪费,同时也节省了生产成本、提高了生产效率。
参照图18,极片单卷贴胶装置包括第二安装座61、卷绕单元62、第二驱动单元63、第二贴胶单元64、挡料单元65和回收单元66。其中,第二安装座61装于机架,并位于机架内部,第二安装座61上设置有第二导轨611,第二导轨611沿第二方向X2设置。
卷绕单元62包括第二滑动座621、第二卷针622、第六驱动机构623、第二压紧机构624和第七驱动机构625。第二滑动座621与第二导轨611可滑动地连接,第二驱动单元63的输出端与第二滑动座621固定连接并驱动第二滑动座621沿第二导轨611滑动。
第二卷针622绕自身轴线可转动地安装在第二滑动座621上,使第二驱动单元63既能够通过第二滑动座621驱动第二卷针622移动至机架的安装面(即面板)外对疵品极片进行卷绕,又能够通过第二滑动座621驱动第二卷针622将完成卷绕的疵品极片移动至面板内进行贴胶、回收。第二卷针622平行于第二导轨611,第二卷针622具有两根相对设置的针体,两根针体之间形成极片通道,该极片通道用于容纳并适当夹持疵品极片,使得当第二卷针622被驱动时,第二卷针622能够通过极片通道与针体之间的结构将疵品极片卷绕到自身上。本实施例中,第二卷针622的数量为两根,两根第二卷针622并列设置在第二滑动座621上,两根第二卷针622分别用于对正极疵品极片和负极疵品极片进行卷绕。
结合图19,第六驱动机构623用于驱动第二卷针622进行转动,以使得第二卷针622能够对疵品极片进行卷绕。
结合图20,第二压紧机构624的数量为两个,一个第二压紧机构624与一根第二卷针622相对应地设置,第二压紧机构624用于对第二卷针622上的疵品极片进行压紧,以防止疵品极片卷绕过程中以及贴胶前发生松散。第二压紧机构624包括转轴6241和压轮6242,转轴6241绕自身的轴线可转动地安装在第二滑动座621上,转轴6241平行于第二卷针622。转轴6241靠近第二卷针622针体的一端上设置有支臂,支臂沿转轴6241的径向朝转轴6241外延伸,压轮6242绕自身的轴线可转动地安装在支臂上,且压轮6242的轴线平行于第二卷针622的轴线,使得压轮6242的轴线与转轴6241的轴线错开设置,以呈偏心结构设置,从而使得当转轴6241转动过程中,压轮6242能够绕转轴6241的轴线朝向或背向第二卷针622的针体移动,以对第二卷针622上的疵品极片进行压紧或松开。
结合图21,第七驱动机构625包括第九气缸6251和连杆组件6252,连杆组件6252连接在第九气缸6251的输出端和转轴6241之间,以使得第二驱动组件能够通过连杆组件6252驱动转轴6241转动。连杆组件6252的数量为两组,两组连杆组件6252均与第九气缸6251连接,且一组连杆组件6252与一根转轴6241相对应地设置。具体地,第九气缸6251的杆体垂向第二导轨611的安装平面设置,连杆组件6252包括第一连杆和第二连杆,第一连杆的第一端与转轴6241固定连接,第二连杆的两端分别与第一连杆的第二端、第九气缸6251的杆体铰接,且第一连杆和第二连杆之间形成非零夹角。
第二贴胶单元64与卷绕单元62位于面板的同一侧,第二贴胶单元64用于对第二卷针622卷绕出的疵品电芯进行贴胶处理,以防止疵品电芯的疵品极片散开。第二贴胶单元64的数量为两个,一个第二贴胶单元64与一根第二卷针622相对应地设置。
挡料单元65与第二贴胶单元64分开设置,且挡料单元65位于第二卷针622的下方。挡料单元65用于将卷绕单元62卷制出的疵品电芯从第二卷针622上卸下,而回收单元66则对被卸下的疵品电芯进行回收。
结合图22,张力控制装置71包括第三安装座71、张力检测器72、直线电机73、第三滑动座74、第一传动辊75、第二传动辊76和第三传动辊77。
第三安装座71上设置有第三导轨711,第三滑动座74沿第三导轨711的延伸方向与第三导轨711可滑动地连接。其中,第三导轨711优选采用交叉滚子导轨,交叉滚子导轨具有直线度高的优点,使得第三滑动座74相对第三导轨711移动时,能够具有较高的移动精度,从而保证了张力检测器72的检测精度,同时还能够减小第三滑动座74在第三导轨711上滑动时产生的振动,降低物料(极片或隔膜)进行张力调节过程中产生的张力波动,保证电芯卷绕过程中极片、隔膜的张力的稳定性。再者,交叉滚子导轨还能够有效的降低第三滑动座74滑动过程中受到的摩擦力,以及降低第三滑动座74滑动起步时所受的静摩擦力。
张力检测器72设置于第三导轨711的一端处,张力检测器72的检测端设置有第一传动辊75,第一传动辊75用于与经过张力控制装置71的极片或隔膜接触,使得张力检测器72通过第一传动辊75、第二传动辊76和第三传动辊77之间的配合对极片或隔膜的张力进行检测,同时结合直线电机73和第三滑动座74对极片或隔膜的张力进行调节。
具体地,直线电机73包括定子731和动子732。定子731安装在第三安装座71上,且定子731沿第三导轨711的延伸方向延伸、分布。第三滑动座74与动子732固定连接,动子732设置在定子731上,并通过定子731和动子732之间配合使动子732沿定子731延伸方向滑动,即使得动子732沿第三导轨711的延伸方向滑动,从而使动子732带动其上的第三滑动座74沿第三导轨711的延伸方向滑动。
第二传动辊76安装在第三滑动座74上,且第二传动辊76平行于第一传动辊75。第三传动辊77安装在第三滑动座74上,且第三传动辊77平行于第一传动辊75。
此外,如图22所示,在第一传动辊75的横截面上的投影,第一传动辊75的投影与第二传动辊76的投影之间具有第一最短内公切线线段L2,第一传动辊75的投影与第三传动辊77的投影之间具有第二最短内公切线线段L3,其中,第一最短内公切线线段L2的长度优选等于第二最短内公切线线段L3,从而使得极片或隔膜穿过第一传动辊75和第二传动辊76之间的长度等于极片或隔膜穿过第一传动辊75和第三传动辊77之间的长度,以保证极片或隔膜在第一传动辊75和第二传动辊76之间的受力等于极片或隔膜在第一传动辊75和第三传动辊77之间的受力,并使得极片或隔膜经过第一传动辊75、第二传动辊76和第三传动辊77时能够保持稳定受力,减小自身的张力波动,同时还能够保证张力检测器72的检测精度。
进一步地,第一最短内公切线线段L2平行于第二最短内公切线线段L3,且第一最短内公切线线段L2、第二最短内公切线线段L3均平行于第三导轨711,而通过该设计,使得极片或隔膜在经过第一传动辊75时,其进入端和穿出端能够保持平行,也即使得运动过程中极片间形成的夹角固定不变(平行),使得直线电机输出的张力与检测到的张力呈简单的倍数关系,具体地,使得张力检测器72测得的极片或隔膜的张力值更加接近于实际张力值的两倍,即假设极片的张力为1牛顿,则直线电机所受的力为2牛顿,以对电机的调节精度起到放大作用,从而使得张力检测器72测得的张力值的准确率。
参照图23,除尘系统8包括防尘罩81、吸尘单元82、集尘单元83、风机过滤器机组84和管道单元,防尘罩81罩合在机架10的安装面板上,防尘罩81与安装面板之间形成除尘空间80,吸尘单元82设置在除尘空间80内,吸尘单元82具有吸入端,管道单元连通吸尘单元82和集尘单元83,风机过滤器机组84安装在除尘罩81的顶部,风机过滤器机组84的进风端与除尘空间80连通,风机过滤器机组84的出风端位于除尘空间80外。除尘系统8既能够避免外部粉尘污染极片、隔膜,又能过对电芯生产过程中产生的碎屑、粉尘等颗粒进行清除,从而保证生产处的电芯的质量。
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.方形动力电芯卷绕机,包括
机架;
卷绕装置,所述卷绕装置具有卷绕工位、贴胶工位和下料工位,所述卷绕装置包括可转动地安装在所述机架上的卷绕头,所述卷绕头上设置有三根第一卷针,所述第一卷针沿自身轴向相对所述卷绕头滑动,所述卷绕头可驱动三根所述第一卷针在所述卷绕工位、所述贴胶工位和所述下料工位之间移动;
其特征在于:
所述方形动力电芯卷绕机还包括导向装置,所述导向装置包括压辊和XY轴驱动单元,所述压辊平行于所述第一卷针,所述压辊具有第一位置和第二位置,沿所述第一卷针的进料方向,所述第一位置位于所述卷绕工位的上游端,且所述第二位置位于所述贴胶工位和所述卷绕工位之间,所述XY轴驱动单元可驱动所述压辊沿X轴和Y轴在所述第一位置和所述第二位置之间移动;
所述第一卷针上设置有限位件,所述卷绕装置还包括第一限位单元,所述第一限位单元包括第一轨道,所述第一轨道安装在所述机架靠近所述卷绕头的前端处,所述第一轨道沿所述卷绕头的转动方向自所述卷绕工位处延伸至所述下料工位处,所述第一轨道具有朝向所述卷绕头的前端的第一限位面,沿所述卷绕头的轴向,所述第一轨道的第一端部的投影与所述卷绕工位处的所述限位件的投影错开,且所述第一轨道的第二端部的投影与所述下料工位处的所述限位件的投影错开。
2.根据权利要求1所述的方形动力电芯卷绕机,其特征在于:
所述XY轴驱动单元包括X轴驱动机构和Y轴驱动机构,所述X轴驱动机构驱动所述压辊沿所述X轴移动,所述Y轴驱动机构驱动所述X轴驱动机构沿所述Y轴移动;
所述X轴垂直于所述Y轴,且所述Y轴平行于所述卷绕头穿过所述卷绕工位的径向;
所述第一位置和所述第二位置之间形成连线,所述连线平行于所述Y轴,所述卷绕工位位于所述连线上。
3.根据权利要求1所述的方形动力电芯卷绕机,其特征在于:
所述第一限位单元还包括:
第一挡块,所述第一挡块铰接在所述第一轨道的第一端处,所述第一挡块具有第一限位部,所述第一限位部具有与所述第一限位面齐平的第二限位面;
第一驱动机构,所述第一驱动机构可驱动第一挡块转动,使所述第二限位面移动至所述第一轨道的第一端部处并与所述卷绕工位处的所述限位件邻接。
4.根据权利要求3所述的方形动力电芯卷绕机,其特征在于:
所述卷绕装置还包括第二限位单元,所述第二限位单元包括:
第二轨道,所述第二轨道安装在所述机架靠近所述卷绕头的末端处,所述第二轨道沿所述卷绕头的转动方向自所述下料工位处延伸至所述卷绕工位处,所述第二轨道朝向所述卷绕头的末端的一面形成第三限位面,沿所述轴向,所述第二轨道的第一端部的投影与所述下料工位处的所述限位件的投影错开,且所述第二轨道的第二端部的投影与所述卷绕工位处的所述限位件的投影错开;
第二挡块,所述第二挡块铰接在所述第二轨道的第一端处,所述第二挡块具有第二限位部,所述第二限位部具有与所述第三限位面齐平的第四限位面;
第二驱动机构,所述第二驱动机构可驱动所述第二挡块转动,使所述第四限位面移动至所述第二轨道的第一端部处并与所述下料工位处的所述限位件邻接。
5.根据权利要求1所述的方形动力电芯卷绕机,其特征在于:
所述方形动力电芯卷绕机还包括裁切装置,所述裁切装置包括切刀单元,沿所述进料方向,所述切刀单元位于所述卷绕工位处的所述第一卷针的上游端,所述切刀单元包括:
第一安装座,所述第一安装座上设置有第一导柱和第一切刀;
切刀座,所述切刀座可滑动地安装在所述第一导柱上,所述切刀座上设置有第二切刀;
第三驱动机构,所述第三驱动机构可驱动所述切刀座沿所述第一导柱向所述第一切刀移动;
第一压紧机构,所述第一压紧机构包括第二导柱、限位板、压板和弹簧,所述第二导柱平行于所述第一导柱,所述第二导柱沿自身的轴向与所述第一安装座可滑动地连接,所述限位板和所述压板分别固定在所述第二导柱的两端,所述切刀座位于所述限位板和所述压板之间,所述压板位于所述切刀座和所述第一切刀之间,所述弹簧驱动所述压板沿所述第二导柱向所述第一切刀移动,所述限位板可沿所述第二导柱移动至与所述切刀座邻接。
6.根据权利要求1所述的方形动力电芯卷绕机,其特征在于:
所述方形动力电芯卷绕机还包括纠偏装置,沿所述进料方向,所述纠偏装置位于所述卷绕工位的上游端,所述纠偏装置包括:
第一固定座,所述第一固定座上设置有第一导轨;
安装架,所述安装架固定安装在所述第一固定座上;
第一滑动座,所述第一滑动座可滑动地安装在所述第一导轨上;
第一驱动单元,所述第一驱动单元驱动所述第一滑动座沿所述第一导轨滑动;
浮动辊,所述浮动辊的第一端与所述安装架球铰连接,所述浮动辊的第二端与所述第一滑动座球铰连接。
7.根据权利要求1所述的方形动力电芯卷绕机,其特征在于:
所述方形动力电芯卷绕机还包括极片切断贴胶装置,沿所述进料方向,所述极片切断贴胶装置位于所述卷绕工位的上游端,所述极片切断贴胶装置包括:
第一夹紧单元,所述第一夹紧单元安装在所述机架上,所述第一夹紧单元包括夹片机构和第四驱动机构,所述第四驱动机构驱动所述夹片机构沿第一方向移动;
第二夹紧单元,所述第二夹紧单元安装在所述机架上,所述第一夹紧单元和所述第二夹紧单元沿所述第一方向分布;
移动单元,所述移动单元安装在所述机架上,所述移动单元第五驱动机构;
裁切单元和第一贴胶单元,所述裁切单元和所述第一贴胶单元沿所述第一方向分布,所述裁切单元和所述第一贴胶单元均与所述第五驱动机构的输出端连接,所述第五驱动机构可驱动所述裁切单元和所述第一贴胶单元沿所述第一方向在所述第一夹紧单元和所述第二夹紧单元之间移动。
8.根据权利要求1所述的方形动力电芯卷绕机,其特征在于:
所述方形动力电芯卷绕机还包括极片单卷贴胶装置,所述极片单卷贴胶装置包括:
第二安装座,所述第二安装座上设置有平行于第一卷针的第二导轨;
卷绕单元,所述卷绕单元包括第二滑动座、第二卷针、第六驱动机构、第二压紧机构和第七驱动机构,所述第二滑动座可滑动地安装在所述第二导轨上,所述第二卷针可转动地安装在所述第二滑动座上,所述第二卷针平行于所述第一卷针,所述第六驱动机构驱动所述第二卷针转动,沿所述进料方向,所述第二卷针位于所述第一卷针的上游端,所述第二卷针具有两根相对设置的针体,两根所述针体之间形成极片通道,所述第二压紧机构包括转轴和压轮,所述转轴可转动地安装在所述第二滑动座上,所述压轮可转动地安装在所述转轴靠近所述针体的一端上,所述压轮的轴线与所述转轴的轴线错开设置,所述压轮和所述转轴均平行于所述第二卷针,所述第七驱动机构驱动所述转轴转动;
第二驱动单元,所述第二驱动单元驱动所述第二滑动座沿所述第二导轨滑动;
第二贴胶单元,所述第二贴胶单元的执行端可移动至所述第二卷针处。
9.根据权利要求1所述的方形动力电芯卷绕机,其特征在于:
所述方形动力电芯卷绕机还包括张力控制装置,沿所述进料方向,所述张力控制装置位于所述卷绕工位的上游端,所述张力控制装置包括:
第三安装座,所述第三安装座上设置有第三导轨;
张力检测器,所述张力检测器位于所述第三导轨的一端,所述张力检测器的检测端设置有第一传动辊;
直线电机,所述直线电机包括定子和动子,所述定子安装在所述第三安装座上并沿所述第三导轨延伸,所述动子沿所述定子的延伸方向可滑动地设置于所述定子上;
第三滑动座,所述第三滑动座与所述动子固定连接,所述第三滑动座与所述第三导轨可滑动地连接;
第二传动辊,所述第二传动辊安装在所述第三滑动座上,所述第二传动辊平行于所述第一传动辊;
第三传动辊,所述第三传动辊安装在所述第三滑动座上,所述第三传动辊平行于所述第一传动辊。
10.根据权利要求1至9任一项所述的方形动力电芯卷绕机,其特征在于:
所述方形动力电芯卷绕机还包括除尘系统,所述除尘系统包括:
防尘罩,所述防尘罩罩合在所述机架的安装面板上,所述防尘罩与所述安装面板之间形成除尘空间;
吸尘单元,所述吸尘单元设置在所述除尘空间内,所述吸尘单元具有吸入端;
管道单元和集尘单元,所述管道单元连通所述吸尘单元和所述集尘单元;
风机过滤器机组,所述风机过滤器机组安装在所述防尘罩的顶部,所述风机过滤器机组的进风端与所述除尘空间连通,所述风机过滤器机组的出风端位于所述除尘空间外。
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