CN111082157A - 自动化电芯卷绕封装机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动化电芯卷绕封装机，包括机架、正极片上料机构、负极片上料机构、电芯卷绕装壳机构及电池收料机构，所述正极片上料机构、所述负极片上料机构、所述电芯卷绕装壳机构和所述电池收料机构分别设置于所述机架上；所述正极片上料机构包括极片上料架、传送组件、极片吸附组件及隔膜上料组件，所述极片上料架倾斜设置于所述机架上，所述传送组件用于传送正极片，所述极片吸附组件用于将传送组件上的极片吸附至隔膜上料组件的隔膜上。本发明为一种自动化电芯卷绕封装机，通过设置正极片上料机构、负极片上料机构、电芯卷绕装壳机构及电池收料机构，可以保证极片正常上料，方便机械手吸附，而且又可以保证极耳裸露于钢壳外。

Description

自动化电芯卷绕封装机

技术领域

本发明涉及电池生产领域，特别是涉及一种自动化电芯卷绕封装机。

背景技术

现有的圆柱电池生产过程中，无法保证极片处于垂直的状态进行上料，使得机械手无法准确地吸附极片，而且不能正常的进行电池的卷绕操作；并且，现有的生产过程中，电池的极耳会被压到钢壳内，需要人工将极耳从钢壳中挖出。因此，如何设计一种可以保证极片正常上料，方便机械手吸附，而且又可以保证极耳裸露于钢壳外的电池电芯卷绕封装机是本领域技术人员需要考虑的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种自动化电芯卷绕封装机，可以保证极片正常上料，方便机械手吸附，而且又可以保证极耳裸露于钢壳外。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种自动化电芯卷绕封装机，包括：机架、正极片上料机构、负极片上料机构、电芯卷绕装壳机构及电池收料机构，所述正极片上料机构、所述负极片上料机构、所述电芯卷绕装壳机构和所述电池收料机构分别设置于所述机架上；

所述正极片上料机构包括极片上料架、传送组件、极片吸附组件及隔膜上料组件，所述极片上料架倾斜设置于所述机架上，所述传送组件用于传送正极片，所述极片吸附组件用于将传送组件上的极片吸附至隔膜上料组件的隔膜上；

所述电芯卷绕装壳机构包括卷绕装置及装壳装置，所述卷绕装置用于将堆叠好极片和隔膜进行卷绕操作，所述装壳装置包括卷芯推动杆及卷芯夹取机械手，所述卷芯夹取机械手将卷绕后的电芯夹取至装壳工位中，所述卷芯推动杆用于将卷芯夹取机械手上的电芯推送至钢壳内，并且所述卷芯推动杆上开设有避位缺口，所述避位缺口用于避开电芯上的极耳。

本发明相比于现有技术的优点及有益效果如下：

本发明为一种自动化电芯卷绕封装机，通过设置正极片上料机构、负极片上料机构、电芯卷绕装壳机构、电池收料机构及正负极片的送极片组件，可以保证极片正常上料，方便机械手吸附，而且又可以保证极耳裸露于钢壳外。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明一实施方式的自动化电芯卷绕封装机的结构示意图；

图2为图1所述的另一视角的自动化电芯卷绕封装机的结构示意图；

图3为图1所示的自动化电芯卷绕封装机的送极片组件的结构示意图；

图4为本发明一实施方式的正极片上料机构的结构示意图；

图5为图4所示的极片吸附组件的结构示意图；

图6为本发明一实施方式的电芯卷绕装壳机构的结构示意图；

图7为图6所示的电芯卷绕装壳机构的卷绕装置的结构示意图；

图8为图6所示的另一视角的电芯卷绕装壳机构的结构示意图；

图9为图7所示的另一视角的卷绕装置的结构示意图；

图10为图6所示的卷芯夹取机械手的结构示意图；

图11为图6所示的另一视角的卷芯夹取机械手的结构示意图；

图12为图6所示的换轴驱动部的结构示意图。

图13为本发明一实施方式的电池收料机构的结构示意图；

图14为图13所示的另一视角的电池收料机构的结构示意图；

图15为图13所示的电池收料机构的收料盒装置的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，一种自动化电芯卷绕封装机，包括：机架10、正极片上料机构20、负极片上料机构50、电芯卷绕装壳机构30及电池收料机构40，所述正极片上料机构、所述负极片上料机构、所述电芯卷绕装壳机构和所述电池收料机构分别设置于所述机架上。需要说明的是，所述机架10用于固定整个自动化电芯卷绕封装机；所述正极片上料机构20用于实现对正极片进行上料；所述负极片上料机构用于实现对负极片的上料；所述电芯卷绕装壳机构30用于对极片和隔膜进行卷绕成电芯，并将电芯转入钢壳中；所述电池收料机构40用于对钢壳进行收料。所述正极片上料机构和所述负极片上料机构具有结构相同。

请参阅图2，所述正极片上料机构20包括极片上料架21、传送组件22、极片吸附组件25及隔膜上料组件26，所述极片上料架倾斜设置于所述机架上，所述传送组件用于传送正极片，所述极片吸附组件用于将传送组件上的极片吸附至隔膜上料组件的隔膜上。需要说明的是，所述隔膜上料组件26用于对隔膜进行上料。通过设置倾斜的极片上料架，使得极片可以倾斜上料，方便机械手吸附。还可以防止极片向前亲到、误入机械结构中，影响正常运行。

请参阅图2，所述隔膜上料组件26包括隔膜放料盘261、张力调节臂262及多个张力滚轴263，所述隔膜放料盘和所述张力调节臂分别设置于所述机架上，各所述张力滚轴分别设置于所述机架上。需要说明的是，所述隔膜放料盘261用于放置成卷的隔膜；所述张力调节臂262用于放置待上料的隔膜；所述张力滚轴263用于对隔膜的传送方向进行限位，可以改变隔膜的送料方向，以方便进入到卷绕工位中。

进一步地，所述隔膜上料组件还包括张力轴承及张力控制气缸，所述张力控制气缸通过张力轴承与所述张力调节臂连接。并且，所述张力控制气缸上设置有ABCDE五个磁性开关检测点。工作时：张力控制气缸单向通气产生压力，通过单向阀门控制，张力控制气缸固定有5个磁性开关检测张力滚轴的5个不同状态，具体地，在A磁性开关处，下限无隔膜，在B磁性开关处，上限无隔膜，在C磁性开关处，适当位置张力合理分配；在D磁性开关处，料盘电机松开刹车，并开始放料；在E磁性开关处，料盘电机刹车，停止放料。如此，通过控制上下隔膜张力的调节，使得卷绕过程中，所卷绕电芯大小可控，并为入壳工序创造入壳准备条件。

请参阅图3，所述正极片上料机构20还包括送极片组件27，所述送极片组件27用于将极片吸附组件的极片传送至隔膜上料组件的隔膜上。所述送极片组件27包括送极片板271、极片限位块272及传送驱动部273，所述传送驱动部设置于所述机架上，所述送极片板设置于所述传送驱动部上，所述极片限位块设置于所述送极片板上，所述传送驱动部用于驱动所述送极片板移动，以使所述送极片板上的极片送至隔膜上。如此，通过设置送极片板271、极片限位块272及传送驱动部273，可以使得吸附出来的极片传送至卷绕工位中进行卷绕操作。

进一步地，所述送极片组件27还包括两个极片限位档边，两个所述极片限位档边分别设置于所述送极片板271的边缘位置处，并且所述送极片板271的出极片端还设置有强磁铁块。在对极片送料的过程中，强磁铁块可以有效防止极片出现弯曲的情况，使得极片保持平直的状态，以方便进行卷绕，提高卷绕的效率。

具体地，请参阅图4，一种正极片上料机构20，用于安装在机架10上，所述极片上料机构20包括：极片上料架21、传送组件22及限位挡件23，所述极片上料架倾斜设置于所述机架上，所述传送组件和所述限位组件分别设置于所述极片上料架上。需要说明的是，所述极片上料架21用于固定传送组件22及限位挡件23，所述传送组件22用于实现将极片传送至吸取工位中，并且又可以实现极片不倾倒的情况；所述限位挡件23用于对极片在传送带上移动进行限位，保证其可以正常稳定的传送。

请参阅图4，所述传送组件22包括驱动电机221、传送带222及固定块223，所述驱动电机设置于所述极片上料架上，所述驱动电机用于驱动所述传送带转动，所述固定块设置于所述传送带上。需要说明的是，所述驱动电机221用于带动传送带转动，进而使得固定块斜向上移动，当多个极片依靠在固定块的时候，被传送带驱动向上移动，而由于本身传送带是倾斜的，在重力的作用下，并依靠在固定块上，使得极片不会出现倾倒的情况，也就是一直处于一个相对垂直的状态下，也方便吸附组件吸附极片。

请参阅图4，所述限位挡件23包括第一直角挡板231及第二直角挡板232，所述第一直角挡板和所述第二直角挡板分别设置于所述极片上料架上，并且所述第一直角挡板和所述第二直角挡板分别位于所述传送带的两侧位置处。需要说明的是，所述第一直角挡板231和所述第二直角挡板232用于共同挡住极片上料时两侧的位置，防止极片在上料的过程中出现位置偏移的情况。

请参阅图4，所述极片上料架21包括第一固定圆杆211、第二固定圆杆212及上料固定板213，所述第一固定圆杆和所述第二固定圆杆分别倾斜设置于所述机架上，所述上料固定板的第一端设置于所述第一固定圆杆上，所述上料固定板的第二端设置于所述第二固定圆杆上。如此，通过设置第一固定圆杆211、第二固定圆杆212及上料固定板213，方便固定传送组件22及限位挡件23。

需要说明的是，所述第一固定圆杆与所述机架所成的倾斜角度的角度为30°～80°。同理，第二固定圆杆也具有与第一固定圆杆一样的倾斜角度。如此，通过设置有一定倾角的第一固定圆杆，可以使得极片在传送带上移动的时候，都是依靠在固定块上，使得极片处于一个相对垂直的状态进行移动。

请参阅图4，所述极片上料机构还包括挡极片组件24，所述挡极片组件24设置于所述极片上料架上，并且所述挡极片组件位于所述传送带的极片出料端处，所述挡极片组件用于挡住极片的上料。

请参阅图4，所述挡极片组件包括固定架体、安装板及挡片，所述固定架体设置于所述极片上料架上，所述安装板设置于所述固定架体上，所述挡片设置于所述安装板上。如此，通过设置固定架体、安装板及挡片，可以挡住传送带上的极片，防止其继续移动，掉落到传送带外面。

请参阅图5，所述极片上料机构还包括极片吸附组件25，所述极片吸附组件25设置于所述机架上，并且所述极片吸附组件用于将传送带上的极片吸附至极片卷绕工位中。

请再次参阅图5，所述极片吸附组件25包括旋转驱动件251、凸轮结构252、连接件253及真空吸嘴254，所述凸轮结构设置于所述机架上，所述旋转驱动件和所述连接件分别设置于所述凸轮结构上，并且所述旋转驱动件带动所述连接件沿凸轮结构的外表面转动，所述真空吸嘴设置于所述连接件上。需要说明的是，旋转驱动件251用于驱动连接件253转动；所述凸轮结构252用于固定旋转驱动件251；所述连接件253用于沿着凸轮的外表面转动，进而实现对真空吸嘴254的方向的改变，使得真空吸嘴254可以吸附极片。

进一步地，所述连接件包括转动板、转动轴、连接板及吸嘴固定板，所述转动板的一端设置于所述旋转驱动件的输出轴上，所述转动板的另一端上开设有椭圆长孔，所述转动轴穿设所述椭圆长孔并与所述凸轮结构的外表面抵接，所述连接板的第一端设置于所述转动轴上，所述吸嘴固定板设置于所述连接板的第二端上，所述真空吸嘴设置于所述吸嘴固定板上。如此，通过设置转动板、转动轴、连接板及吸嘴固定板，可以实现在凸轮的外表面进行转动，并且还可以固定真空吸嘴。

具体地，所述连接件还包括张力滚轴及限位滑板，所述张力滚轴转动设置于所述凸轮结构上，所述限位滑板上开设有限位滑槽，所述连接板嵌置于所述限位滑槽内。如此，通过设置张力滚轴及限位滑板，可以实现对转动轴和连接板的限位，使得其可以稳定的滑动。

所述电芯卷绕装壳机构包括卷绕装置及装壳装置，所述卷绕装置用于将堆叠好极片和隔膜进行卷绕操作，所述装壳装置包括卷芯推动杆及卷芯夹取机械手，所述卷芯夹取机械手将卷绕后的电芯夹取至装壳工位中，所述卷芯推动杆用于将卷芯夹取机械手上的电芯推送至钢壳内，并且所述卷芯推动杆上开设有避位缺口，所述避位缺口用于避开电芯上的极耳。

需要说明的是，所述卷绕装置包括卷绕组件及翻针组件，所述卷绕组件和所述翻针组件分别设置于所述机架上，所述卷绕组件用于将正负极片和隔膜进行卷绕成电池的电芯，所述翻针组件用于转移已经卷绕好的电芯。

进一步需要说明的是，请参阅图6，一种电芯卷绕装壳机构30，包括：卷绕装置31及装壳装置32，需要说明的是，所述机架10用于固定卷绕装置31及装壳装置32；所述卷绕装置31用于对极片和隔膜进行卷绕；所述装壳装置32用于将卷绕后的电芯装入钢壳中。

请参阅图6，所述卷绕装置31包括卷绕组件311及翻针组件312，所述翻针组件312包括换轴架体3121、换轴驱动部3122和旋转转盘3123，所述换轴架体设置于所述机架上，所述换轴驱动部和所述旋转转盘分别设置于所述换轴架体上，所述换轴驱动部用于驱动所述旋转转盘旋转。需要说明的是，所述卷绕组件311用于对极片和隔膜进行卷绕；所述翻针组件312用于对卷绕完成的旋转轴进行更换，使得卷绕完成的电芯可以被机械手夹取，而另一个没有卷绕的旋转轴，则可以进行卷绕操作，从而可以提高工作效率。

进一步地，所述换轴架体3121用于固定换轴驱动部3122和旋转转盘3123；所述旋转转盘3123上设置有旋转轴，从而可以实现极片和隔膜的卷绕操作。

请参阅图7，所述卷绕组件311包括卷绕驱动部3111、第一旋转轴3112和第二旋转轴3113，所述第一旋转轴和所述第二旋转轴分别设置于所述旋转转盘上，所述卷绕驱动部设置于所述换轴架体上，所述卷绕驱动部用于驱动所述第一旋转轴或所述第二旋转轴转动。需要说明的是，所述卷绕驱动部3111用于驱动旋转轴进行转动，实现对极片和隔膜的卷绕操作；所述第一旋转轴3112和第二旋转轴3113方便进行更换卷绕完成的电芯，即一个进行卷绕，另一个则进行下料装壳操作。

请参阅图7，所述装壳装置32包括外壳定位组件321、卷芯推动组件322及卷芯夹取机械手323，所述外壳定位组件和所述卷芯夹取机械手分别设置于所述机架上，所述卷芯夹取机械手用于将卷绕后的卷芯夹取至装壳工位中。需要说明的是，所述外壳定位组件321用于对钢壳进行定位；所述卷芯推动组件322用于推动卷绕的电芯进入到钢壳内；所述卷芯夹取机械手323用于将卷绕的电芯从卷绕工位中，夹取到装壳工位中。

进一步参阅图7，所述卷芯推动组件322包括卷芯推动杆3221及入壳驱动部3222，所述入壳驱动部设置于所述机架上，所述卷芯推动杆设置于所述入壳驱动部上，并且所述卷芯推动杆用于将卷芯推入至电池外壳内。如此，通过设置卷芯推动杆3221及入壳驱动部3222，可以使得卷绕后的电芯推入钢壳内。从而可以实现快速的卷绕，并且稳定地装入外壳中。

请参阅图8，所述卷绕装置31还包括缠绕定位组件313，所述缠绕定位组件313包括第一卷绕驱动件3131、第二卷绕驱动件3132、第一定位滚轮3133及两个第二定位滚轮3134，所述第一卷绕驱动件和所述第二卷绕驱动件分别设置于所述机架上，所述第一卷绕驱动件用于驱动所述第一定位滚轮向上移动，所述第二卷绕驱动件用于驱动两个所述第二定位滚轮同时向下移动。需要说明的是，所述第一卷绕驱动件3131和所述第二卷绕驱动件3132同时作用，使得第一定位滚轮3133和两个第二定位滚轮3134相互靠近，进而实现对卷绕时候极片和隔膜的定位，可以防止极片和隔膜在卷绕的过程中出现松散的情况，夹紧了极片和隔膜，进一步提高了卷绕的可靠性。

需要说明的是，所述第一卷绕驱动件包括第一竖直导轨、第一缠绕定位架及第一竖直驱动部，所述第一竖直导轨设置于所述机架上，所述第一缠绕定位架滑动所述第一竖直导轨上，所述第一竖直驱动部用于驱动所述第一缠绕定位架沿所述第一竖直导轨竖直移动，所述第一定位滚轮设置于所述第一缠绕定位架上。如此，通过设置第一竖直导轨、第一缠绕定位架及第一竖直驱动部，方便实现对第一定位滚轮3133的驱动。

还需要说明的是，所述第一卷绕驱动件还包括第一缠绕固定架及第一弹性滚轮，所述第一缠绕固定架设置于所述第一缠绕定位架上，所述第一弹性滚轮设置于所述第一缠绕固定架上。如此，通过设置第一缠绕固定架及第一弹性滚轮，可以与第二缠绕固定架上的第二弹性滚轮进行压合带卷绕的极片和隔膜，实现对极片和隔膜的压合作用。

需要说明的是，所述第二卷绕驱动件包括第二竖直导轨、第二缠绕定位架及第二竖直驱动部，所述第二竖直导轨设置于所述机架上，所述第二缠绕定位架滑动所述第二竖直导轨上，所述第二竖直驱动部用于驱动所述第二缠绕定位架沿所述第二竖直导轨竖直移动，两个所述第二定位滚轮分别设置于所述第二缠绕定位架上。如此，通过设置第二竖直导轨、第二缠绕定位架及第二竖直驱动部，方便实现对第二定位滚轮3134的驱动。

还需要说明的是，所述第二卷绕驱动件还包括第二缠绕固定架及第二弹性滚轮，所述第二缠绕固定架设置于所述第二缠绕定位架上，所述第二弹性滚轮设置于所述第二缠绕固定架上。可以对极片和隔膜进行压合。

请参阅图8，所述卷绕装置31还包括转动定位组件314，所述转动定位组件包括转动定位架3141、转动轴3142及旋转驱动部3143，所述转动定位架设置于所述机架上，所述转动轴和所述旋转驱动部分别设置于所述转动定位架上，所述旋转驱动部用于驱动所述转动轴转动。需要说明的是，所述转动定位组件314用于限制隔膜和极片进入卷绕装置的方向和位置，从而可以更准确更有效地进行卷绕操作。

需要说明的是，所述卷绕装置31还包括下压定位组件315，所述下压定位组件315包括下压导轨3151、下压移动架3152、下压滚轮3153及下压驱动部3154，所述下压导轨设置于所述机架上，所述下压移动架滑动设置于所述下压导轨上，所述下压滚轮设置于所述下压移动架上，所述下压驱动部用于驱动所述下压移动架移动，以使所述下压滚轮靠近或远离所述转动轴。需要说明的是，所述下压定位组件315与转动定位组件314共同对极片和隔膜进行限位；所述下压导轨3151用于实现下压移动架3152移动；所述下压移动架3152用于固定下压滚轮3153。

请参阅图9，所述卷绕装置31还包括切刀组件316，所述切刀组件316包括切刀驱动部3161、切刀固定架3162及卷芯切刀3163，所述切刀驱动部设置于所述机架上，所述切刀固定架设置于所述切刀驱动部上，所述卷芯切刀设置于所述切刀固定架上。如此，通过设置切刀组件316，当进行换轴之后，需要将卷绕好的电芯进行切割，从而实现卷绕好的电芯与隔膜进行分离。

进一步地，当转盘在一个卷针卷绕完成后，需要进行翻转，取料夹移动到位，整形内夹固定电芯后，切刀才可以实现切断隔膜。

还需要说明的是，卷绕装置还包括退纸电机，所述退纸电机与卷针连接，当隔膜被切断后，由于距离太大，卷绕会造成一定的浪费以及电芯成品过大，不利于放入钢壳中，需要由退纸电机将隔膜进行回退，避免造成隔膜的浪费。

需要说明的是，所述外壳定位组件包括外壳定位滑块、定位下料槽及外壳定位驱动部，所述外壳定位滑块和所述定位下料槽分别设置于所述机架上，所述外壳定位驱动部用于对外壳进行定位。如此，通过设置外壳定位滑块方便对钢壳进行定位；所述定位下料槽用于实现对装壳后的钢壳进行下料；所述外壳定位驱动部用于驱动钢壳进入定位区域中，方便将卷绕的电芯推入钢壳内。

请参阅图7，所述卷绕装置31还包括退针组件317，所述退针组件设置于所述机架上，所述退针组件用于抽走换轴后电芯中的旋转轴。述退针组件317包括转轴夹取机械手3171及退针气缸3172，所述退针气缸设置于所述机架上，所述转轴夹取机械手设置于所述退针气缸上，所述退针气缸用于驱动转轴夹取机械手移动，以使所述转轴夹取机械手夹取并抽出卷针。如此，通过设置转轴夹取机械手3171及退针气缸3172，可以方便将卷针抽取出来。

请参阅图10和图11，所述卷芯夹取机械手323包括整形内夹3231、整形外夹3232、退针挡片3233及卷芯夹取驱动件3234，所述卷芯夹取驱动件用于驱动所述整形内夹和所述整形外夹动作，进而夹取或放开卷芯，所述退针挡片设置于所述整形外夹上。

需要说明的是，所述整形内夹3231设置有上下两个，两个同时作用的时候，则可以夹住卷芯或放开卷芯，同理，所述整形外夹3232设置有上下两个，同时也可以夹住和放开卷芯。并且，所述整形内夹3231可以严格控制卷芯的大小，使得卷芯的直径小于钢壳的内径，而且请参阅图6，在整形内夹的后端预设有钢壳固定凹槽3235，所述钢壳固定凹槽方便钢壳口顶住整形内夹，使得卷芯可以快速被顶入钢壳内。

进一步地，请参阅图11，两个整形内夹3231相互接触的部分，预留了负极停留区3236的位置，也就是在整个卷芯转动后，负极会对准该负极预留区，从而使得在推入钢壳的时候，负极不会被压入钢壳内。

还需要说明的是，所述退针挡片3233用于夹紧电芯，完成推入钢壳前的最后工作，将卷芯夹紧。在卷真需要退出卷芯时，卷芯夹取机械手才可以移动至入钢壳工位，这是为了防止隔膜在退针时被带出，挡片需要挡在卷芯的后部，而且，通过设置退针挡片，一方面可以防止其卷绕不紧密，扩散开来，另一方面可以使得卷芯的直径小于钢壳的内径，方便卷芯被推入钢壳中。

需要说明的是，所述整形外夹3232包括外整形固定臂3232a及外夹压轮3232b，所述外整形固定臂设置于所述卷芯夹取驱动件上，所述外夹压轮设置于所述外整形固定臂上。需要说明的是，所述外整形固定臂3232a用于固定外夹压轮，所述外夹压轮3232b用于压紧卷芯，在卷芯入钢壳前，需要将卷芯压得更为紧致，极片和隔膜贴合得更好，为入钢壳时控制卷芯大小创造必要的条件。

请参阅图12，进一步地，所述换轴驱动部3122包括第一退针气缸3122a、第二退针气缸3122b、出针气缸3122c、第一伺服电机3122d、第二伺服电机3122e、转盘电机3122f、上固定片3122g、第一下固定片3122h和第二下固定片3122i及两个接近开关，所述转盘电机带动所述旋转转盘转动，所述上固定片设置于所述换轴架体上，所述第一下固定片和所述第二下固定片分别设置于所述旋转转盘上，并且所述第一下固定片和所述第二下固定片为长短不同的两个固定片，所述接近开关用于检测第一下固定片和第二下固定片的状态；所述第一退针气缸、第二退针气缸、出针气缸、第一伺服电机、第二伺服电机分别设置于所述换轴架体上。

采用双接近开关安装与所述上固定片上，第一下固定片和第二下固定片为长短不同，呈180度分别设置的，工作时，由转盘电机带动齿轮旋转180°，上固定片上的内侧接近开关感应准确位置，再由外侧接近开关判断下固定片。

当外侧接近感应下固定片时，此时，外侧接近开关判定第一或第二下固定片，此时下固定片为长片，出针气缸上的卷针由第一伺服电机带动完成一次卷绕操作，也就是预卷绕操作，然后，上下极片由送料机构送到指定位置后，进行二次卷绕；另外，另一个卷针由第二伺服电机带动，卷芯夹取机械手移动到位，整形外夹和整形内夹固定以卷绕电芯，进行收尾转动，将外露极片紧密地卷入整形内夹中，以上完成一次循环。

一次循环后，转盘电机再次带动齿轮旋转180°，内侧接近开关准确判断位置，由外侧接近开关判定第一或第二下固定片，此时下固定片为短片，不产生信号。

出针气缸上的卷针由第二伺服电机带动完成一次卷绕操作，也就是预卷绕操作，然后，上下极片由送料机构送到指定位置后，进行二次卷绕；另外，另一个卷针由第一伺服电机带动，卷芯夹取机械手移动到位，整形外夹和整形内夹固定以卷绕电芯，进行收尾转动，将外露极片紧密地卷入整形内夹中，以上完成二次循环。

现有的电池在生产过程中，需要进行装壳，装壳后电池的极耳裸露在钢壳的开口上方。而在对钢壳进行收料的过程中，由于是直接从钢壳的上方直接下压，然后使得钢壳掉落到收料转移篮中，这样则容易使得裸露在钢壳上方的极耳被压扁，即极耳被压入钢壳内，从而使得在后续的工序中，需要人工将极耳从钢壳中挖出来，费时费力，造成的了电池生产效率低下。

请参阅图13，一种电池收料机构40，安装于机架上，所述电池收料机构40包括：入料推动装置41、夹料移动装置42及收料盒装置43，需要说明的是，所述入料推动装置41用于连接电芯卷绕装壳机构的定位下料槽，并且将钢壳推送至夹料移动装置42中；所述夹料移动装置42用于夹取整一排的钢壳进行下料；所述收料盒装置43用于收集整一排的转入了卷绕电芯的钢壳。

请参阅图13，所述夹料移动装置42包括夹料固定架421、夹料机械手422、夹料升降驱动组件423及钢壳放料组件424，所述夹料固定架设置于所述机架上，所述夹料升降驱动组件设置于所述夹料固定架上，所述夹料机械手设置于所述夹料升降驱动组件上，所述夹料机械手用于夹住整排的钢壳，所述钢壳放料组件设置于所述夹料固定架上，并且所述钢壳放料组件与所述入料推动装置连接。需要说明的是，所述夹料固定架421用于固定夹料机械手422、夹料升降驱动组件423及钢壳放料组件424，所述夹料机械手422夹取整一排的钢壳；所述夹料升降驱动组件423用于驱动夹料机械手422的升降移动；所述钢壳放料组件424用于放置整一排的钢壳，当收集满的时候，则抽出钢壳放料板，使得钢壳可以下料到收料盒子上。所述收料盒装置用于收集所述夹料机械手夹取的钢壳。

请参阅图13，所述夹料机械手422包括夹料架体4221、夹料挡板4222、夹料推板4223及夹料驱动气缸4224，所述夹料架体设置于所述夹料升降驱动组件上，所述夹料挡板设置于所述夹料架体上，所述夹料推板滑动设置于所述夹料架体上，所述夹料驱动气缸用于驱动所述夹料推板靠近或远离所述夹料挡板，所述夹料挡板和所述夹料推板共同围成夹钢壳通道，所述夹钢壳通道与所述入料推动装置连接。需要说明的是，所述夹料架体4221用于固定整个夹料机械手422；所述夹料挡板4222用于固定在夹料架体4221上，并且用于夹住钢壳的一侧面；所述夹料推板4223用于固定在夹料驱动气缸4224上，并且用于夹住钢壳的另一侧面；所述夹料驱动气缸4224用于驱动夹料推板4223移动。

请参阅图14，所述夹料升降驱动组件423包括升降固定板、夹料升降滑轨及夹料升降气缸，所述升降固定板设置于所述夹料固定架上，所述夹料升降滑轨和所述夹料升降气缸分别设置于所述升降固定板上，所述夹料架体滑动设置于所述夹料升降滑轨上，并且所述夹料升降气缸用于驱动所述夹料架体升降移动。如此，通过设置升降固定板、夹料升降滑轨及夹料升降气缸，可以实现对夹料架体的升降驱动作用。

请参阅图13，所述入料推动装置41包括收料滑槽411及钢壳推动组件412，所述收料滑槽与所述夹钢壳通道连通，所述钢壳推动组件设置于所述夹料固定架上，所述钢壳推动组件用于将所述收料滑槽内的钢壳推送至所述夹钢壳通道内。需要说明的是，所述收料滑槽411用于实现钢壳的下料；所述钢壳推动组件412用于将下料到位置上的钢壳推送到夹钢壳通道内。

请参阅图13，所述钢壳推动组件412包括推动固定板4121、钢壳推动块4122及钢壳推动气缸4123，所述推动固定板设置于所述夹料固定架上，所述钢壳推动气缸设置于所述推动固定板上，所述钢壳推动块设置于所述钢壳推动气缸上。如此，通过设置推动固定板4121、钢壳推动块4122及钢壳推动气缸4123，可以实现对钢壳的推动作用。

请参阅图14，所述钢壳放料组件424包括钢壳放置板4241、移动连接板4242及放料驱动部4243，所述放料驱动部设置于所述夹料固定架上，所述移动连接板设置于所述放料驱动部上，所述钢壳放置板设置于所述移动连接板上，并且所述钢壳放置板用于放置钢壳。需要说明的是，所述钢壳放置板4241用于放置钢壳，当放料驱动部4243其驱动移动连接板移动的时候，则带动钢壳放置板4241移动，使得夹钢壳通道缺少底板的固定，此时，夹料机械手422再夹住整一排的钢壳进行下放至收料盒中。

需要说明的是，所述放料驱动部包括放料固定板、放料移动导轨及放料驱动电机，所述放料固定板设置于所述夹料固定架上，所述放料驱动电机设置于所述放料固定板上，并且所述放料驱动电机与所述移动连接板连接，所述放料移动导轨设置于所述钢壳放置板上，所述放料固定板上开设有放料滑槽，所述放料驱动电机驱动所述移动连接板移动，以带动所述钢壳放置板上的放料移动导轨在所述放料滑槽内滑动。如此，通过设置放料固定板、放料移动导轨及放料驱动电机，方便实现对钢壳放置板4241的移动。

请参阅图15，所述收料盒装置43包括收料固定架431、收料滑动组件432及钢壳转移盒433，所述收料固定架设置于所述机架上，所述收料滑动组件设置于所述收料固定架上，所述钢壳转移盒放置于所述收料滑动组件上。需要说明的是，所述收料固定架431用于固定收料盒装置43；所述收料滑动组件432用于驱动钢壳转移盒433进行移动；所述钢壳转移盒433用于收集钢壳。

需要说明的是，所述收料滑动组件432包括底板、收料盒定位治具及多个滑动丝杆，所述底板设置于所述机架上，各所述滑动丝杆分别设置于所述底板上，所述收料盒定位治具滑动设置于所述滑动丝杆上。如此，通过设置底板、收料盒定位治具及多个滑动丝杆，可以实现对钢壳转移盒433的驱动作用。

需要说明的是，所述收料盒定位治具包括多个收料定位板，各所述收料定位板共同围成盒体容置区，所述钢壳转移盒放置于所述盒体容置区内。如此，通过设置多个收料定位板，可以进一步提高其的定位作用。

本发明相比于现有技术的优点及有益效果如下：

本发明为一种自动化电芯卷绕封装机，通过设置正极片上料机构、负极片上料机构、电芯卷绕装壳机构及电池收料机构，可以保证极片正常上料，方便机械手吸附，而且又可以保证极耳裸露于钢壳外。

以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自动化电芯卷绕封装机，其特征在于，包括：机架、正极片上料机构、负极片上料机构、电芯卷绕装壳机构及电池收料机构，所述正极片上料机构、所述负极片上料机构、所述电芯卷绕装壳机构和所述电池收料机构分别设置于所述机架上；

所述正极片上料机构包括极片上料架、传送组件、极片吸附组件及隔膜上料组件，所述极片上料架倾斜设置于所述机架上，所述传送组件用于传送正极片，所述极片吸附组件用于将传送组件上的极片吸附至隔膜上料组件的隔膜上；

所述电芯卷绕装壳机构包括卷绕装置及装壳装置，所述卷绕装置用于将堆叠好极片和隔膜进行卷绕操作，所述装壳装置包括卷芯推动杆及卷芯夹取机械手，所述卷芯夹取机械手将卷绕后的电芯夹取至装壳工位中，所述卷芯推动杆用于将卷芯夹取机械手上的电芯推送至钢壳内，并且所述卷芯推动杆上开设有避位缺口，所述避位缺口用于避开电芯上的极耳。

2.根据权利要求1所述的自动化电芯卷绕封装机，其特征在于，所述传送组件包括传送带及固定块，所述传送带设置于所述极片上料架上，所述固定块放置于所述传送带上，所述传送带用于带动所述固定块斜向上移动。

3.根据权利要求1所述的自动化电芯卷绕封装机，其特征在于，所述正极片上料机构和所述负极片上料机构具有结构相同。

4.根据权利要求1所述的自动化电芯卷绕封装机，其特征在于，所述隔膜上料组件包括隔膜放料盘、张力调节臂及多个张力滚轴，所述隔膜放料盘和所述张力调节臂分别设置于所述机架上，各所述张力滚轴分别设置于所述机架上。

5.根据权利要求1所述的自动化电芯卷绕封装机，其特征在于，所述正极片上料机构还包括送极片组件，所述送极片组件用于将极片吸附组件的极片传送至隔膜上料组件的隔膜上。

6.根据权利要求5所述的自动化电芯卷绕封装机，其特征在于，所述送极片组件包括送极片板、极片限位块及传送驱动部，所述传送驱动部设置于所述机架上，所述送极片板设置于所述传送驱动部上，所述极片限位块设置于所述送极片板上，所述传送驱动部用于驱动所述送极片板移动，以使所述送极片板上的极片送至隔膜上。

7.根据权利要求1所述的自动化电芯卷绕封装机，其特征在于，所述卷绕装置包括卷绕组件及翻针组件，所述卷绕组件和所述翻针组件分别设置于所述机架上，所述卷绕组件用于将正负极片和隔膜进行卷绕成电池的电芯，所述翻针组件用于更换已经卷绕好的电芯。

8.根据权利要求7所述的自动化电芯卷绕封装机，其特征在于，所述卷绕装置还包括退针组件，所述退针组件设置于所述机架上，所述退针组件用于抽走换轴后电芯中的旋转轴。

9.根据权利要求8所述的自动化电芯卷绕封装机，其特征在于，所述退针组件包括转轴夹取机械手及退针气缸，所述退针气缸设置于所述机架上，所述转轴夹取机械手设置于所述退针气缸上，所述退针气缸用于驱动转轴夹取机械手移动，以使所述转轴夹取机械手夹取并抽出旋转轴。

10.根据权利要求1所述的自动化电芯卷绕封装机，其特征在于，所述电池收料机构包括夹料移动装置和收料盒装置，所述夹料移动装置和所述收料盒装置分别设置于所述机架上，所述夹料移动装置用于夹取封装好的钢壳放入收料盒装置内。

Images