CN111106394A - 卷绕装置及方形动力电芯卷绕机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种卷绕装置及方形动力电芯卷绕机，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，卷绕头上设有三根卷针，三根卷针分别位于卷绕工位、贴胶工位和下料工位处，卷针上设置有限位件；第一限位单元，包括第一轨道，第一轨道设置在卷绕头的前端处，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，第一轨道朝向卷绕头的前端的一面形成第一限位面，沿卷绕头的轴向，第一轨道第一端部的投影与卷绕工位处的限位件的投影错开、第一轨道第二端部的投影与下料工位处的限位件的投影错开。及设有该卷绕装置的方形动力电芯卷绕机，该卷绕装置及方形动力电芯卷绕机均能避免卷绕头换向过程中卷针沿自身轴向窜动。

Description

卷绕装置及方形动力电芯卷绕机

技术领域

本发明涉及电芯生产设备技术领域，具体地说，是涉及一种卷绕装置及设置有该卷绕装置的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是由电芯卷绕机完成，即电芯卷绕通过将正极极片、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。其中，上述正极极片、负极极片和隔膜的卷绕和贴终止胶处理均需要由电芯卷绕机的卷绕装置配合执行，现有的卷绕装置一般具有卷绕工位、贴胶工位和下料工位，且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。

但是，现有的卷绕装置存在的问题是：

卷绕头上的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，而进行位置切换时，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避免卷绕头换向过程中卷针沿自身轴向窜动的卷绕装置。

本发明的另一目的是提供一种设置有上述卷绕装置的方形动力电芯卷绕机。

为了实现发明的主要目的，本发明提供一种卷绕装置，具有卷绕工位、贴胶工位和下料工位，卷绕装置包括机架、卷绕头和换向单元，卷绕头绕自身的轴线可转动地安装在机架上，卷绕头上设置有三根卷针，三根卷针分别位于卷绕工位、贴胶工位和下料工位处，换向单元驱动卷绕头转动，其中，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，第一轨道朝向卷绕头的前端的一面形成第一限位面，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、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，第一限位单元的第一轨道与卷针上的限位件相配合，使得当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，使第一限位面通过限位件对卷针进行限位，从而防止卷针进行切换位置过程中沿自身轴向发生窜动，并使卷针能够与下料工位处的开抽针单元准确连接。此外，第一轨道与限位件的配合还能够对处于贴胶工位处的卷针进行限位，避免贴胶工位处的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，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，在卷绕头准备换向前，第一驱动机构先驱动第一挡块进行转动，使第一挡块的第一限位部移动至第一轨道的第一端部处，并使第二限位面与限位件邻接，而由于第一限位面和第二限位面齐平，使得第二限位面能够对限位件起到导向作用，并使得限位件能够顺利进入第一轨道的第一限位面而不与第一轨道发生碰撞。此外，上述结构设计还能够使得当对卷绕工位处的卷针进行推针处理过程中，第一驱动机构能够通过驱动第一挡块转动的方式来对卷针进行避让，从而防止第一挡块与卷针发生碰撞。

另一个优选的方案是，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、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。

由上可见，第二限位单元的第二轨道与卷针上的限位件相配合，使得当卷针跟随卷绕头自下料工位切换至卷绕工位的过程中，限位件能够进入第二轨道的第三限位面，使第三限位面通过限位件对卷针进行限位，从而防止卷针进行切换位置过程中沿自身轴向发生窜动，并使卷针能够与卷绕工位处的推闭针单元准确连接。

进一步的方案是，第二限位单元还包括第二挡块和第二驱动机构，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，在卷绕头准备换向前，第二驱动机构先驱动第二挡块进行转动，使第二挡块的第二限位部移动至第二轨道的第一端部处，并使第四限位面与限位件邻接，而由于第三限位面与第四限位面齐平，使得第四限位面能够对限位件起到导向作用，并使得限位件能够顺利进入第二轨道的第三限位面而不与第二轨道发生碰撞。此外，上述结构设计还能够使得当对下料工位处的卷针进行抽针处理过程中，第二驱动机构能够通过驱动第二挡块转动的方式来对卷针进行避让，从而防止第二挡块与卷针发生碰撞。

另一个优选的方案是，卷绕装置还包括推闭针单元，推闭针单元设置在卷绕工位处，推闭针单元包括第一拨动机构和第三驱动机构，第一拨动机构包括第一拨爪、第二拨爪和第一驱动组件，第一拨爪与卷针的滑杆可分离地卡合，第二拨爪与卷针的闭针杆可分离地卡合，第一驱动组件可驱动第二拨爪沿轴向移动，第三驱动机构驱动第一拨动机构沿轴向移动。

由上可见，推闭针单元通过第一拨爪和第三驱动机构将卷绕工位处的卷针推出至卷绕头的前端，使极片和隔膜能够穿过该卷针，而第一驱动组件则通过第二拨爪驱动卷针的闭针杆向卷绕头的前端移动，使卷针能够对极片和隔膜进行夹紧。

进一步的方案是，第一拨动机构具有第一回转轴，推闭针单元还包括第四驱动机构，第四驱动机构可驱动第一拨动机构绕第一回转轴相对卷绕工位处的卷针转动。

由上可见，上述结构设计使得卷绕头在进行换向过程中，第四驱动机构能够驱动第一拨动机构绕第一回转轴转动，使得第一拨动机构对卷绕头上的卷针进行避让，以避免第一拨动机构与卷针发生碰撞。

另一个优选的方案是，卷绕装置还包括开抽针单元，开抽针单元设置在下料工位处，开抽针单元包括第二拨动机构和第五驱动机构，第二拨动机构包括第三拨爪、第四拨爪和第二驱动组件，第三拨爪与卷针的滑杆可分离地卡合，第四拨爪与卷针的闭针杆可分离地卡合，第二驱动组件可驱动第四拨爪沿轴向移动，第五驱动机构驱动第二拨动机构沿轴向移动。

由上可见，第二驱动组件通过第四拨爪驱动卷针的闭针杆向卷绕头的末端移动，使卷针松开对极片和隔膜的夹紧，而第五驱动机构则通过第三拨爪将下料工位处的卷针抽回至卷绕头内。

进一步的方案是，第二拨动机构具有第二回转轴，推闭针单元还包括第六驱动机构，第六驱动机构可驱动第二拨动机构绕第二回转轴相对下料工位处的卷针转动。

由上可见，上述结构设计使得卷绕头在进行换向过程中，第六驱动机构能够驱动第二拨动机构绕第二回转轴转动，使得第二拨动机构对卷绕头上的卷针进行避让，以避免第二拨动机构与卷针发生碰撞。

更进一步的方案是，卷针包括本体、滑杆和闭针杆，滑杆包括花键轴和花键套，花键套与卷绕头固定连接，花键轴与本体固定连接，且花键套可滑动地套装在花键轴上，闭针杆沿花键轴的轴向可滑动地嵌装在花键轴内，闭针杆与本体的开闭针机构可分离地抵接。

由上可见，将卷针的滑杆设置为花键轴、花键套的配合结构，能够提高卷针相对卷绕头滑动的精度。

为了实现本发明的另一目的，本发明提供一种方形动力电芯卷绕机，其中，包括上述的卷绕装置。

由上可见，设置有上述卷绕装置的卷绕头能够避免卷绕头换向过程中卷针沿自身轴向发生窜动。

附图说明

图1是本发明卷绕装置实施例的结构图。

图2是本发明卷绕装置实施例的另一视角下的结构图。

图3是本发明卷绕装置实施例的省略部分组件后的结构图。

图4是图2中A处的放大图。

图5是本发明卷绕装置实施例的第一限位单元的结构图。

图6是本发明卷绕装置实施例的第一限位单元与卷针的相对位置示意图。

图7是本发明卷绕装置实施例的第一轨道、第二轨道和限位件的相对位置示意图。

图8是本发明卷绕装置实施例的推闭针单元的结构图。

图9是本发明卷绕装置实施例的推闭针单元的局部结构图。

图10是本发明卷绕装置实施例的开抽针单元的结构图。

图11是本发明卷绕装置实施例的开抽针单元的局部结构图。

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

卷绕装置实施例：

参照图1至图3，卷绕装置100包括机架10、卷绕头1、卷针2、换向单元3、驱动单元4、第一限位单元5、第二限位单元6、推闭针单元7和开抽针单元8。其中，卷绕装置100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。

卷绕头1绕自身的轴线可转动地安装在机架10上，卷针2的数量为三根，三根卷针2沿卷绕头1的轴线安装在卷绕头1上并沿卷绕头1的轴向均匀分布，每一根卷针2均可绕自身的轴线相对卷绕头1进行转动，且每一根卷针2均可沿自身的轴向相对卷绕头1滑动。换向单元3用于驱动卷绕头1相对机架10进行转动，以使得卷绕头1带动其上的三根卷针2沿转动方向转动，从而使每一根卷针2在卷绕工位101、贴胶工位102和下料工位103之间移动，实现对卷针2的位置切换，驱动单元4则用于驱动每一根卷针2进行转动。

具体地，卷绕头1上设置有第一齿轮11，第一齿轮11与卷绕头1共轴设置，换向单元3包括第二齿轮31、分割机32、减速机33和第一电机34，第一电机34的电机轴与减速机33的输入轴连接，减速机33的输出轴与分割机32的输入轴连接，分割机32的输出轴上固定套装有第二齿轮31，且第二齿轮31与第一齿轮11啮合，从而使得第一电机34通过分割机32、减速机33、第二齿轮31和第一齿轮11驱动卷绕头1沿转动方向进行换向，其中，卷绕头1每次换向时转动的角度为120°。

卷针2包括本体21、滑杆22、闭针杆23和限位件24。滑杆22包括花键轴221和花键套222，花键套222固定安装在卷绕头1上，且花键套222沿花键轴221的轴向可滑动地套装在花键轴221上。花键轴221沿卷绕头1的轴向延伸，花键轴221的第一端与本体21固定连接，花键轴221的第二端位于卷绕头1的末端处，且花键轴221的第二端设置有第一卡环。闭针杆23沿花键轴221的轴向可滑动地嵌装花键轴221内，闭针杆23的第一端可沿花键轴221的轴向滑动至与本体21的闭针机构抵接，以通过闭针机构驱动卷针2的两根针体对极片、隔膜进行夹紧，闭针杆23的第二端上设置有第二卡环，第二卡环位于花键轴221外。驱动单元4包括三个第二电机41，三个第二电机41与三根卷针2一一对应，使得每一个第二电机41能够独立驱动一根卷针2进行转动。

结合图4至图6，第一限位单元5包括第一轨道51、第一挡块52和第一驱动机构53。第一轨道51安装在机架10上，且第一轨道51位于卷绕头1的前端，第一轨道51沿卷绕头1的转动方向自卷绕工位101处延伸至下料工位103处，且第一轨道51朝向卷绕头1的前端的一面形成第一限位面511，第一限位面511用于与卷针2的限位件24配合，以对卷针2进行限位，使得卷针2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7所示，沿卷绕头1的轴向，第一轨道51的第一端部的投影与位于卷绕工位101处的卷针2的限位件24的投影错开，且第一轨道51的第二端部的投影与位于下料工位103处的卷针2的限位件24的投影错开，从而使得第一轨道51不会对卷绕工位101处的卷针2的出针造成干涉，并避免卷绕工位101处的卷针2与第一轨道51发生碰撞，并使得第一轨道51不会对下料工位103处的卷针2的抽针造成干涉，避免下料工位103处的卷针2与第一轨道51发生碰撞。

第一挡块52与第一轨道51铰接，且第一挡块52位于第一轨道51的第一端处。第一挡块52具有第一限位部521，而第一限位部521具有第二限位面522，且第二限位面522与第一限位面511齐平。第一驱动机构53用于驱动第一挡块52转动，使得第一挡块52的第一限位部521绕第一挡块52的铰接轴转动至第一轨道51的第一端部处，使第一限位部521正对卷绕工位101处的卷针2的限位件24，并使该限位件24与第二限位面522邻接。其中，第一驱动机构53为第一气缸，第一气缸的缸体与第一轨道51铰接，第一气缸的杆体与第一挡块52铰接。

通过第一轨道51与卷针2上的限位件24相配合，使得该在卷针2跟随卷绕头1自卷绕工位101切换至下料工位103的过程中，限位件24能够进入第一轨道51的第一限位面511并与第一限位面511邻接，使第一限位面511通过限位件24对该卷针2进行限位，从而防止该卷针2进行切换位置过程中沿自身轴向发生窜动，并使该卷针2能够顺利与下料工位103处的开抽针单元8连接。此外，第一轨道51与限位件24的配合还能够在该卷针2处于贴胶工位102处时对该卷针2进行限位，避免电芯在贴胶工位102处进行贴胶处理过程中，卷针2沿自身轴向窜动，保证了电芯的贴胶质量。再者，第一挡块52能够对限位件24起到导向作用，使得限位件24能够顺利进入第一轨道51的第一限位面511而不与第一轨道51发生碰撞，而第一驱动机构53能够通过驱动第一挡块52转动的方式来对卷针2进行避让，以避免卷绕工位101处的卷针2在出针时与第一挡块52发生碰撞。

第二限位单元6包括第二轨道61、第二挡块62和第二驱动机构63。第二轨道61安装在机架10上，且第二轨道61位于卷绕头1的末端处，第二轨道61沿卷绕头1的转动方向自下料工位103处延伸至卷绕工位101处，且第二轨道61朝向卷绕头1的末端的一面形成第三限位面611，第三限位面611用于与卷针2的限位件24配合，以对卷针2进行限位，使得卷针2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7所示，沿卷绕头1的轴向，第二轨道61的第一端部的投影与位于下料工位103处的卷针2的限位件24的投影错开，且第二轨道61的第二端部的投影与位于卷绕工位101处的卷针2的限位件24的投影错开，从而使得第二轨道61不会对下料工位103处的卷针2的抽针造成干涉，并避免下料工位103处的卷针2与第二轨道61发生碰撞，并使得第二轨道61不会对卷绕工位101处的卷针2的出针造成干涉，避免卷绕工位101处的卷针2与第二轨道61发生碰撞。

第二挡块62与第二轨道61铰接，且第二挡块62位于第二轨道61的第一端处。第二挡块62具有第二限位部，而第二限位部具有第四限位面622，且第四限位面622与第三限位面611齐平。第二驱动机构63用于驱动第二挡块62转动，使得第二挡块62的第二限位部绕第二挡块62的铰接轴转动至第二轨道61的第一端部处，使第二限位部正对下料工位103处的卷针2的限位件24，并使该限位件24与第四限位面622邻接。其中，第二驱动机构63为第二气缸，第二气缸的缸体与第二轨道61铰接，第二气缸的杆体与第二挡块62铰接。

通过第二轨道61与卷针2上的限位件24相配合，使得该在卷针2跟随卷绕头1自下料工位103切换至卷绕工位101的过程中，限位件24能够进入第二轨道61的第三限位面611并与第三限位面611邻接，使第三限位面611通过限位件24对该卷针2进行限位，从而防止该卷针2进行切换位置过程中沿自身轴向发生窜动，并使该卷针2能够顺利与卷绕工位101处的推闭针单元7连接。此外，第二挡块62能够对限位件24起到导向作用，使得限位件24能够顺利进入第二轨道61的第三限位面611而不与第二轨道61发生碰撞，而第二驱动机构63能够通过驱动第二挡块62转动的方式来对卷针2进行避让，以避免下料工位103处的卷针2在抽针时与第二挡块62发生碰撞。

结合图8和图9，推闭针单元7设置在卷绕工位101处，且推闭针单元7位于卷绕头1的末端处，推闭针单元7用于将位于卷绕工位101处的卷针2推出至卷绕头1的前端，使极片和隔膜穿过该卷针2，推闭针单元7还用于控制该卷针2的两根针体闭合以对极片和隔膜进行夹紧。具体地，推闭针单元7包括第三驱动机构71、第一拨动机构72和第四驱动机构73。

第三驱动机构71用于驱动第一拨动机构72沿卷绕头1的轴向移动，第三驱动机构71包括第一固定座711、第一滑动座712和第三驱动组件713。第一固定座711与机架10固定连接，第一固定座711上设置有第一导轨7111，第一导轨7111沿卷绕头1的轴向延伸，第二滑动座812沿第一导轨7111的延伸方向与第一导轨7111可滑动地连接。第三驱动组件713包括第三电机7131和第一滚珠丝杠7132，第三电机7131固定安装在第一固定座711上，第一滚珠丝杠7132平行于第一导轨7111，第一滚珠丝杠7132的丝杠与第三电机7131的电机轴连接，第一滚珠丝杠7132的螺母与第一滑动座712固定连接，所以第一电机34能够通过第一滚珠丝杠7132驱动第一滑动座712滑动。

第一拨动机构72设置在第一滑动座712上，第一拨动机构72包括第一转动座721、第一拨爪722、第一驱动组件723和第二拨爪724。第一转动座721具有第一回转轴7211，第一回转轴7211平行于第一导轨7111，且第一回转轴7211绕自身的轴线与第一滑动座712可转动地连接，第一拨爪722固定安装在第一转动座721上，且第一拨爪722与卷针2的花键轴221的第一卡环可分离地卡合。第一驱动组件723采用第三气缸，第三气缸的缸体固定安装在第一转动座721上，第三气缸的杆体平行于第一导轨7111，第二拨爪724与第三气缸的杆体固定连接，使得第三气缸能够驱动第二拨爪724沿第一导轨7111移动，而第二拨爪724则与卷针2的闭针杆23的第二卡环可分离地卡合。

第四驱动机构73采用第四气缸，第四气缸的缸体与第一滑动座712铰接，第四气缸的杆体与第一转动座721铰接，使得第四气缸能够驱动第一拨动机构72绕第一回转轴7211相对卷绕工位101处的卷针2转动，以在卷绕头1进行换向过程中能够使第一拨动机构72对卷绕头1上的卷针2进行避让，从而避免第一拨动机构72与卷针2发生碰撞。

结合图10和图11，开抽针单元8设置在下料工位103处，且开抽针单元8位于卷绕头1的末端处，开抽针单元8用于控制下料工位103处的卷针2的两根针体打开以解除对极片和隔膜的夹紧，开抽针单元8还用于将该卷针2从卷绕头1的前端抽回，以配合其他装置将该卷针2上的电芯从该卷针2上剥离，完成对该卷针2上的电芯的下料处理。具体地，开抽针单元8包括第五驱动机构81、第二拨动机构82和第六驱动机构83。

第五驱动机构81用于驱动第二拨动机构82沿卷绕头1的轴向移动，第五驱动机构81包括第二固定座811、第二滑动座812和第四驱动组件813。第二固定座811与机架10固定连接，第二固定座811上设置有第二导轨8111，第二导轨8111沿卷绕头1的轴向延伸，第二滑动座812沿第二导轨8111的延伸方向与第二导轨8111可滑动地连接。第四驱动组件813包括第四电机8131和第二滚珠丝杠8132，第四电机8131固定安装在第二固定座811上，第二滚珠丝杠8132平行于第二导轨8111，第二滚珠丝杠8132的丝杠与第四电机8131的电机轴连接，第二滚珠丝杠8132的螺母与第二滑动座812固定连接，所以第二电机41能够通过第二滚珠丝杠8132驱动第二滑动座812滑动。

第二拨动机构82设置在第二滑动座812上，第二拨动机构82包括第二转动座821、第三拨爪822、第二驱动组件823和第四拨爪824，第二转动座821具有第二回转轴8211，第二回转轴8211平行于第二导轨8111，且第二回转轴8211绕自身的轴线与第二滑动座812可转动地连接，第三拨爪822固定安装在第二转动座821上，且第三拨爪822于卷针2的花键轴221的第一卡环可分离地卡合。第二驱动组件823采用第五气缸，第五气缸的缸体固定安装在第二转动座821上，第五气缸的缸体平行于第二导轨8111，第三拨爪822与第五气缸的杆体固定连接，使得第五气缸能够驱动第三拨爪822沿第二导轨8111移动，而第四拨爪824则与卷针2的闭针杆23的第二卡环可分离地卡合。

第四驱动机构73采用第六气缸，第六气缸的杆体与第二滑动座812铰接，第六气缸的杆体与第二转动座821铰接，使得第六气缸能够驱动第二拨动机构82绕第二回转轴8211相对下料工位103处的卷针2转动，以在卷绕头1换向过程中能够使第二拨动机构82对卷绕头1上的卷针2进行避让，从而避免第二拨动机构82与卷针2发生碰撞。

以下对卷绕装置100的工作过程进行说明：

换向单元3驱动卷绕头1绕自身轴线进行换向，当卷绕头1完成换向时，三根卷针2分别位于卷绕工位101、贴胶工位102和下料工位103，其中，三个工位上的卷针2相互独立地工作，且三个工位的加工为同时进行，即卷绕工位101上的卷针2对极片、隔膜进行卷绕处理时，贴胶工位102上的卷针2对卷绕出的电芯进行贴胶处理，同时，下料工位103处的卷针2将卷制出的电芯从自身上卸下。以下，以其中一根卷针2的全程动作为例进行说明，而其余两根卷针2的全程动作与该根卷针2的动作一致，故不重复阐述。

具体地，当卷绕头1完成换向时，卷针2的位置被切换至卷绕工位101。接着，推闭针单元7的第四驱动机构73驱动第一拨动机构72绕第一回转轴7211转动，使第一拨爪722与该卷针2的花键轴221的第一卡环卡合，第二拨爪724位于卷针2的闭针杆23的第二卡环的后方。

接着，推闭针单元7的第三驱动机构71驱动第一拨动机构72沿第一导轨7111朝向卷绕头1的前端移动，以将该卷针2推出卷绕头1的前端。接着，电芯卷绕机的极片插入装置、隔膜插入装置分别将极片、隔膜插送至该卷针2的两根针体之间。随后，第一拨动机构72的第一驱动组件723驱动第二拨爪724朝向卷绕头1的前端移动，使第二拨爪724推动该卷针2的闭针杆23的第二卡环移动，从而使闭针杆23控制该卷针2的本体21的两根针体闭合，以对极片和隔膜进行夹紧。

接着，驱动单元4驱动该卷针2转动，对极片和隔膜进行卷绕，当完成预设长度的极片、隔膜卷绕后，电芯卷绕机的极片裁切装置、隔膜裁切装置分别对极片、隔膜进行切断。

接着，第一限位单元5的第一驱动机构53驱动第一挡块52转动，使第一挡块52的第一限位部521转动至与该卷针2的限位件24邻接。接着，第四驱动机构73驱动第一拨动机构72绕第一回转轴7211反向转动进行复位，随后，第一驱动组件723驱动第二拨爪724朝向卷绕头1的末端移动进行复位，第三驱动机构71驱动第一拨动机构72朝向卷绕头1的末端移动进行复位；同时，换向单元3再次驱动卷绕头1进行换向，直至该卷针2移动至贴胶工位102处，而在卷绕头1换向过程中，当该卷针2上的限位件24进入第一轨道51时，第一驱动机构53可驱动第一挡块52反向转动进行复位，以对下一根卷针2的推针进行避让。

当该卷针2移动至贴胶工位102处时，驱动单元4驱动该卷针2转动，且电芯卷绕机的贴终止胶装置对该卷针2上卷绕出的电芯进行贴终止胶处理。当完成电芯的贴终止胶处理后，换向单元3再次驱动卷绕头1进行换向，直至该卷针2移动至下料工位103处。

当卷针2移动至下料工位103处时，开抽针单元8的第六驱动机构83驱动第二拨动机构82绕第二回转轴8211转动，使第三拨爪822与卷针2的花键轴221的第一卡环卡合，第四拨爪824与该卷针2的闭针杆23的第二卡环卡合。同时，电芯卷绕机的下料装置夹住该卷针2上的电芯。

接着，第二拨动机构82的第二驱动组件823驱动第四拨爪824朝向卷绕绕头的末端移动，使第四拨爪824通过闭针杆23的第二卡环拉动闭针杆23背向卷绕头1的末端移动，从而使该卷针2的本体21的两根针体打开，以解除对极片、隔膜的夹紧。接着，开抽针单元8的第五驱动机构81驱动第二拨动机构82沿第二导轨8111朝向卷绕头1的末端移动，以该卷针2抽回卷绕头1内，以完成对该卷针2上的电芯的卸载。

接着，第二限位单元6的第二驱动机构63驱动第二挡块62转动，使第二挡块62的第二限位部转动至与该卷针2的限位件24邻接。接着，第六驱动机构83驱动第二拨动机构82绕第二回转轴8211反向转动进行复位，随后，第二驱动组件823驱动第四拨爪824朝向卷绕头1的前端移动进行复位，第五驱动机构81驱动第二拨动机构82朝向卷绕头1的前端移动进行复位；同时，换向单元3再次驱动卷绕头1进行换向，直至该卷针2移动至卷绕工位101处，而在卷绕头1换向过程中，当该卷针2上的限位件24进入第二轨道61时，第二驱动机构63可驱动第二挡块62反向转动进行复位，以对下一根卷针2的抽针进行避让。

至此，该卷针2完成一个电芯的卷绕、贴胶和下料加工。

方形动力电芯卷绕机实施例：

方形动力电芯卷绕机包括上述卷绕装置实施例中的卷绕装置，而设置有上述卷绕装置的方形动力电芯卷绕机能够避免卷绕头换向过程中卷针沿自身轴向窜动，并具有生产效率高的优点。

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.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

机架；

卷绕头，所述卷绕头绕自身的轴线可转动地安装在所述机架上，所述卷绕头上设置有三根卷针，三根所述卷针分别位于所述卷绕工位、所述贴胶工位和所述下料工位处；

换向单元，所述换向单元驱动所述卷绕头转动；

其特征在于：

所述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，所述第一轨道朝向所述卷绕头的前端的一面形成第一限位面，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所述的卷绕装置，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。

3.根据权利要求1所述的卷绕装置，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。

4.根据权利要求3所述的卷绕装置，其特征在于：

所述第二限位单元还包括：

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所述的卷绕装置，其特征在于：

所述卷绕装置还包括推闭针单元，所述推闭针单元设置在所述卷绕工位处，所述推闭针单元包括：

第一拨动机构，所述第一拨动机构包括第一拨爪、第二拨爪和第一驱动组件，所述第一拨爪与所述卷针的滑杆可分离地卡合，所述第二拨爪与所述卷针的闭针杆可分离地卡合，所述第一驱动组件可驱动所述第二拨爪沿所述轴向移动；

第三驱动机构，所述第三驱动机构驱动所述第一拨动机构沿所述轴向移动。

6.根据权利要求5所述的卷绕装置，其特征在于：

所述第一拨动机构具有第一回转轴；

所述推闭针单元还包括第四驱动机构，所述第四驱动机构可驱动所述第一拨动机构绕所述第一回转轴相对所述卷绕工位处的所述卷针转动。

7.根据权利要求1所述的卷绕装置，其特征在于：

所述卷绕装置还包括开抽针单元，所述开抽针单元设置在所述下料工位处，所述开抽针单元包括：

第二拨动机构，所述第二拨动机构包括第三拨爪、第四拨爪和第二驱动组件，所述第三拨爪与所述卷针的滑杆可分离地卡合，所述第四拨爪与所述卷针的闭针杆可分离地卡合，所述第二驱动组件可驱动所述第四拨爪沿所述轴向移动；

第五驱动机构，所述第五驱动机构驱动所述第二拨动机构沿所述轴向移动。

8.根据权利要求7所述的卷绕装置，其特征在于：

所述第二拨动机构具有第二回转轴；

所述推闭针单元还包括第六驱动机构，所述第六驱动机构可驱动所述第二拨动机构绕所述第二回转轴相对所述下料工位处的所述卷针转动。

9.根据权利要求1至8任一项所述的卷绕装置，其特征在于：

所述卷针包括：

本体；

滑杆，所述滑杆包括花键轴和花键套，所述花键套与所述卷绕头固定连接，所述花键轴与所述本体固定连接，且所述花键套可滑动地套装在所述花键轴上；

闭针杆，所述闭针杆沿所述花键轴的轴向可滑动地嵌装在所述花键轴内，所述闭针杆与所述本体的开闭针机构可分离地抵接。

10.方形动力电芯卷绕机，其特征在于，包括上述权利要求1至9任一项所述的卷绕装置。

Images