CN111403823B - 一种多工位卷绕装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多工位卷绕装置，包括底座；卷绕机构与换位驱动组件传动连接并通过换位驱动组件驱动卷绕机构公转；卷绕机构包括前针咀部、多组卷针组件和多组驱动源，多组驱动源对应驱动多组卷针组件自转；单组卷针组件包括卷针、卷针柄和轴套，驱动源直连卷针柄或轴套以驱动卷针自转，且卷针柄可轴向移动的设于轴套内，卷针及卷针柄在穿拔针机构的驱动下，沿轴套轴向移动实现前进或后退的动作。本发明结构简单，体积较小，直驱电机直连卷针柄或轴套以直接驱动卷针自转，省去了复杂的传动机构，没有间接损耗，能够保证同心度，有效控制设备卷绕速度和卷绕张力，将卷针自转受力点转换至轴套上，使得自转受力点居中，传动稳定，整机作业连续性好。

Description

一种多工位卷绕装置
技术领域
本发明涉及自动化卷绕装置，具体涉及一种多工位卷绕装置。
背景技术
在锂电池电芯的制作过程中，通过卷绕装置卷绕正极片、负极片以及夹置于两者之间起绝缘作用的隔膜以形成电芯，制作过程包括卷绕、贴胶以及下料等工序，可分别在卷绕装置的卷绕工位、贴胶工位和下料工位上进行。现有技术的卷绕装置通过卷针旋转，绕制成电芯。为了提高卷绕效率，出现了双针或三针卷绕结构，三个卷针垂直设置于随动盘上，三个卷针轮流工作：在某一个卷针缠绕完毕，由随动盘带动下一卷针进入卷绕工位，进行卷绕，已经卷绕完成的卷针进行抽离，电池卷材从卷针上剥离，形成电芯线圈。因此由于需要同时驱动多个卷针旋转换工位以及驱动单个卷针自转和轴向移动，目前的多工位卷绕装置普遍结构复杂，体积庞大，损耗较大，而且现有技术卷针自转的受力点在卷针相对卷针嘴的另一端，传动不稳定，这就会影响整机作业的连续性，工作效率较低。
发明内容
本发明提供一种多工位卷绕装置，包括：
卷绕机构，与换位驱动组件传动连接并通过所述换位驱动组件驱动卷绕机构公转以实现换位；
卷绕机构包括前针咀部、多组卷针组件和多组驱动源，多组驱动源对应驱动多组卷针组件自转；
穿拔针机构，驱动卷针组件轴向移动以接近或远离前针咀部实现穿针或抽针动作；
单组所述的卷针组件包括卷针、卷针柄和轴套，驱动源直连卷针柄或轴套以驱动卷针自转，且卷针柄可轴向移动的设于轴套内，卷针及卷针柄在穿拔针机构的驱动下，沿轴套轴向移动实现前进或后退的动作。
采用以上技术方案，卷针柄与轴套之间设有轴向位移组件，通过轴向位移组件实现卷针柄在轴套内的轴向移动。
采用以上技术方案，轴向位移组件包括滑槽和导块，导块固设于轴套上，滑槽设于卷针柄上且与导块相适配，卷针柄通过导块和滑槽实现可轴向移动的连接。
采用以上技术方案，单组所述驱动源驱动卷针柄通过导块带动轴套旋转以实现卷针的自转，以使卷针自转的受力点转移至轴套上。
采用以上技术方案，单个所述驱动源为直驱电机。
采用以上技术方案，所述卷绕机构包括转塔，所述转塔包括驱动部，多组驱动源固设于驱动部上。
采用以上技术方案，所述转塔包括支撑部，所述支撑部包括转轴座、转盘Ⅰ和转盘Ⅱ，轴套可转动的穿设于转盘Ⅰ和转盘Ⅱ上的贯穿孔。
采用以上技术方案，所述穿拔针机构包括穿针驱动组件，穿针驱动组件对应于卷绕工位，所述穿针驱动组件包括气缸Ⅰ、导轨Ⅰ和滑块Ⅰ，气缸Ⅰ连接卷针柄后部的连接块，滑块Ⅰ带动气缸Ⅰ在导轨Ⅰ上做直线运动。
采用以上技术方案，所述穿拔针机构包括抽针驱动组件，抽针驱动组件对应于下料工位，所述抽针驱动组件包括气缸Ⅱ、导轨Ⅱ和滑块Ⅱ，气缸Ⅱ连接卷针柄后部的连接块，滑块Ⅱ带动气缸Ⅱ在导轨Ⅱ上做直线运动。
本发明的有益效果：
1.本发明结构简单，体积较小，通过换位驱动组件驱动卷绕机构整体公转以实现换位作业，而且直驱电机直连卷针柄或轴套以直接驱动卷针自转，省去了复杂的传动机构，没有能量的间接损耗，能够保证同心度，有效控制设备卷绕速度和卷绕张力；
2.本发明卷针组件包括卷针、卷针柄和轴套，通过卷针柄与轴套的轴向移动实现卷针的穿针或抽针动作，而且轴套转动设于转塔上，一方面具有支撑作用，另一方面将卷针自转的受力点转换至轴套上，使得自转受力点居中，传动稳定，整机作业连续性好。
2.本发明分别设置有穿针驱动组件和抽针驱动组件分别驱动卷针组件的穿针和抽针动作，互不干涉，传动稳定，大大提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明实现公转的结构示意图。
图3是本发明单组卷针组件的一结构示意图。
图4是本发明单组卷针组件的一结构示意图。
图5是本发明突出显示线性驱动机构的结构示意图。
图6是本发明针咀部的结构示意图。
图7是本发明卷针嘴与卷针嘴座轴向移动连接的一结构示意图。
图8是本发明卷针嘴与卷针嘴座轴向移动连接的另一结构示意图。
图9是本发明抽离组件的结构示意图。
图中标号说明：1、底座；21、前针咀部；211、转台；2111、轴套a；2112、导块a；212、卷针嘴；213、卷针嘴座；2131、滑槽a；2141、滑轮；2142、推板；2143、弹性元件；2144、直线气缸；2145、挡板；22、卷针组件；221、卷针柄；2211、滑槽；222、轴套；2221、导块；223、卷针；23、转塔；2311、转轴座；2312、转盘Ⅰ；2313、转盘Ⅱ；232、驱动部；24、驱动源；3、换位驱动组件；41、穿针驱动组件；411、气缸Ⅰ；412、导轨Ⅰ；413、滑块Ⅰ；42、抽针驱动组件；421、气缸Ⅱ；422、导轨Ⅱ；423、滑块Ⅱ；5、轴承。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
在本发明中，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中的具体含义。
参照图1所示，本发明一种多工位卷绕装置，包括底座1；卷绕机构与换位驱动组件3传动连接并通过换位驱动组件3驱动卷绕机构公转以实现换位；卷绕机构包括针咀部21、多组卷针组件22、转塔23和多组驱动源24，多组驱动源24直连多组卷针组件22，多组驱动源24分别对应驱动多组卷针组件22自转；穿拔针机构驱动卷针组件22轴向移动以接近或远离针咀部21实现穿针或抽针动作；
更具体的说，在本实施例的一个优选方案中，多组卷针组件22的数量为三组，同样的，驱动源24设置为三组与卷针组件22相对应，三组卷针组件22分别对应卷绕工位、贴胶工位和下料工位，换位驱动组件3驱动三组卷针组件22换位以切换三组卷针组件22轮流卷绕电芯，单组卷针组件22完成电芯卷绕后通过换位驱动组件3驱动旋转至贴胶工位，贴胶完成后再旋转至下料工位实现下料抽离，下料完成后，再次旋转至卷绕工位以进行下次作业。
在本实施例中，参照图1、图2所示，转塔23包括支撑部和驱动部232，三组驱动源24固设于驱动部232上，三组驱动源24直连三组卷针组件22，三组驱动源24分别对应驱动三组卷针组件22自转，在本实施例的一个优选方案中，驱动源24优选直驱电机，本发明采用DD马达，也就是说一个DD马达直接驱动一组卷针组件22自转，更具体的说，参照图3所示，一个DD马达直连卷针柄221以直接驱动卷针223自转，省去了复杂的传动机构，没有能量的间接损耗，能够保证同心度，有效控制设备卷绕速度和卷绕张力，当然还可以是一个DD马达直连轴套以直接驱动卷针223自转；
更具体的说，继续参照图1、图2所示，支撑部包括转轴座2311、转盘Ⅰ2312和转盘Ⅱ2313，换位驱动组件3通过旋转轴驱动驱动部232带动转盘Ⅰ2312和转盘Ⅱ2313旋转以实现公转，驱动部232上的三组驱动源24分别直接驱动三组卷针组件22自转，也就是说一个DD马达直接驱动一组卷针组件22自转，更具体的说，参照图3所示，一个DD马达直连卷针柄221以直接驱动卷针223自转，省去了复杂的传动机构，没有能量的间接损耗，能够保证同心度，有效控制设备卷绕速度和卷绕张力，当然还可以是一个DD马达直连轴套以直接驱动卷针223自转。
在本实施例中，参照图2、图3所示，单组卷针组件22包括卷针柄221、轴套222和卷针223，一方面卷针柄221可轴向移动的穿设于轴套222内，另一方面，轴套222可转动的穿设于转塔23上；
更具体的说，继续参照图3、图4所示，一方面卷针柄221上开设有滑槽2211，轴套222上固设有与滑槽2211相适配的导块2221，卷针柄221通过导块2221和滑槽2211实现与轴套222可轴向移动的连接，卷针柄221在轴套222内轴向移动以实现卷针223的穿针或抽针动作，继续参照图2、图3所示，另一方面轴套222上设有轴承5，轴套222通过轴承5可转动的穿设于转盘Ⅰ2312和转盘Ⅱ2313上的贯穿孔，卷针柄221传动连接驱动源24，驱动源24驱动卷针柄221自转，卷针柄221通过导块2221带动轴套222旋转以实现卷针的自转，以使卷针自转的受力点转移至轴套上，使得自转受力点居中，传动稳定，整机作业连续性好。
在本实施例中，参照图3、图4、图5所示，卷针柄221可轴向移动的穿设于轴套222内，且卷针223及卷针柄221通过穿拔针机构在轴套222内轴向移动以实现穿针或抽针动作，穿拔针机构包括穿针驱动组件41和抽针驱动组件42，穿针驱动组件41推动卷针柄221上的连接块使得卷针223及卷针柄221在轴套222内轴向移动以实现穿针动作，所述抽针驱动组件42抽拉卷针柄221上的连接块使得卷针223及卷针柄221在轴套222内轴向移动以实现抽针动作；
更具体的说，继续参照图5所示，穿针驱动组件41对应于卷绕工位，穿针驱动组件41对应于卷绕工位，穿针驱动组件包括气缸Ⅰ411、导轨Ⅰ412和滑块Ⅰ413，气缸Ⅰ411连接卷针柄221后部的连接块，滑块Ⅰ413带动气缸Ⅰ411在导轨Ⅰ412上做直线运动，以推动连接块带动卷针柄221在轴套222内轴向移动以前进实现卷针223的穿针动作；
继续参照图5所示，抽针驱动组件42对应于下料工位，包括气缸Ⅱ421、导轨Ⅱ422和滑块Ⅱ423，气缸Ⅱ421连接卷针柄221后部的连接块，滑块Ⅱ423带动气缸Ⅱ421在导轨Ⅱ422上做直线运动，以拉动连接块带动卷针柄221在轴套222内轴向移动以后退实现卷针223的抽针动作。
在本实施例中，参照图1、图6、图7所示，前针咀部21包括卷针嘴212、卷针嘴座213和转台211，卷绕时卷针223插在卷针嘴212中，带动卷针嘴212一起旋转，卷针嘴212可旋转的设置在卷针嘴座213上，卷针嘴座213通过滑槽a2131和导块a2112可轴向移动的与转台211连接，转台211包括轴套a2111，轴套a2111上固设有导块a2112，卷针嘴座213上设置有滑槽a2131，轴套a2111通过导块a2112与滑槽a2131与卷针嘴座213可轴向移动的连接；
而且，参照图1、图8所示，前针咀部21还包括抽离组件，通过抽离组件实现卷针223与前针咀部21的连接或分离；
更具体的说，参照图6、图7所示，抽离组件包括滑轮2141、推板2142和弹性元件2143，卷针嘴座213的一端设置有滑轮2141和凸缘，在凸缘和转台2112间抵接有弹性元件2143，卷针嘴212座的一侧对应于卷绕工位设置有推动卷针嘴212座轴向移动的推板2142，卷针嘴座213的滑轮2141抵接在推板2142表面上，在该实施例的优选方案中，弹性元件2143优选弹簧，当然还可以是其他弹性元件2143，本发明不以此为限制；
进一步地，继续参照图1、图3、图6所示，抽离组件包括直线气缸2144，直线气缸2144传动连接推板2142，通过直线气缸2144完成推板2142的前进或后退动作以实现卷针223与前针咀部21的连接或分离，在实际使用时，直线气缸2144驱动推板2142前进以连接卷针223，即推板2142将卷针嘴座213和卷针嘴212推向卷针223以穿针卷绕；直线气缸2144驱动推板2142后退以脱离卷针223，即推板2142将卷针嘴座213和卷针嘴212抽离卷针223以下料抽离；
还有，继续参照图7、图8、图9所示，抽离组件还包括挡板2145，卷针嘴座213的一侧对应于下料工位设置有阻挡卷针嘴座213的挡板2145，卷针嘴座213的滑轮2141抵接在挡板2145表面上，换工位时卷针嘴座213通过滑轮2141可在挡板2145上滑动，挡板2145通过连接杆固设于底座1上，卷针嘴座213的滑轮2141由推板2142滑动至挡板2145上并复位至推板2142上，挡板2145的大体结构呈弧形，弧形挡板2145具有与推板2142相适配的缺口以供推板2142实现前进或后退的动作，且挡板2145的缺口的两端设置有斜面，能够对滑轮2141在推板2142和挡板2145之间的滑动起到较好的过渡效果；
本实施例中抽离组件的工作原理如下：推板2142对应于卷绕工位，由直线气缸2144推动并由导柱导向，卷针嘴座213的滑轮2141抵在推板2142表面，穿针时，推板2142将卷针嘴座213和卷针嘴212推向卷针223，到位后，推板2142与挡板2145表面平齐，卷绕完成后，转台211带动卷针嘴座213和卷针嘴212旋转到贴胶工位，卷针嘴座213和卷针嘴212由推板2142滑动到挡板2145上，挡板2145对应于下料工位，贴胶完成后，卷针嘴座213和卷针嘴212旋转到下料工位，由于滑轮2141不受阻挡，弹性元件2143推动卷针嘴座213和卷针嘴212后退远离卷针223，下料完成后，卷针嘴座213和卷针嘴212再次回到推板2142上，重复以上工序；
需要注意的是，在上述步骤中，卷针嘴座213由推板2142滑动到挡板2145时，只要卷针嘴座213脱离推板2142，就需要尽快将推板2142后退到初始位置，以便于从下料工位旋转过来的卷针嘴座213能够滑动到推板2142上。
本发明的有益效果：本发明结构简单，体积较小，直驱电机直连卷针柄或轴套以直接驱动卷针自转，省去了复杂的传动机构，没有能量的间接损耗，能够保证同心度，有效控制设备卷绕速度和卷绕张力，将卷针自转的受力点转换至轴套上，使得自转受力点居中，传动稳定，整机作业连续性好。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种多工位卷绕装置，其特征在于，包括：
卷绕机构，与换位驱动组件传动连接并通过所述换位驱动组件驱动卷绕机构公转以实现换位；
卷绕机构包括前针咀部、多组卷针组件和多组驱动源，多组驱动源对应驱动多组卷针组件自转；
穿拔针机构，驱动卷针组件轴向移动以接近或远离前针咀部实现穿针或抽针动作；
单组所述的卷针组件包括卷针、卷针柄和轴套，驱动源直连卷针柄或轴套以驱动卷针自转，且卷针柄可轴向移动的设于轴套内，卷针及卷针柄在穿拔针机构的驱动下，沿轴套轴向移动实现前进或后退的动作；
所述卷绕机构包括转塔，所述转塔包括转轴座、转盘Ⅰ和转盘Ⅱ，轴套上设有轴承，轴套通过轴承可转动的穿设于转盘Ⅰ和转盘Ⅱ上的贯穿孔，所述轴套上设置有导块，卷针柄传动连接驱动源，驱动源驱动卷针柄自转，卷针柄通过导块带动轴套旋转以实现卷针的自转，以使卷针自转的受力点转移至轴套上。
2.如权利要求1所述的一种多工位卷绕装置，其特征在于：卷针柄与轴套之间设有轴向位移组件，通过轴向位移组件实现卷针柄在轴套内的轴向移动。
3.如权利要求2所述的一种多工位卷绕装置，其特征在于：轴向位移组件包括滑槽和导块，滑槽设于卷针柄上且与导块相适配，卷针柄通过导块和滑槽实现可轴向移动的连接。
4.如权利要求1所述的一种多工位卷绕装置，其特征在于：单组所述驱动源为直驱电机。
5.如权利要求1所述的一种多工位卷绕装置，其特征在于：所述转塔包括驱动部，多组驱动源固设于驱动部上。
6.如权利要求1所述的一种多工位卷绕装置，其特征在于：所述穿拔针机构包括穿针驱动组件，穿针驱动组件对应于卷绕工位，所述穿针驱动组件包括气缸Ⅰ、导轨Ⅰ和滑块Ⅰ，气缸Ⅰ连接卷针柄后部的连接块，滑块Ⅰ带动气缸Ⅰ在导轨Ⅰ上做直线运动。
7.如权利要求1所述的一种多工位卷绕装置，其特征在于：所述穿拔针机构包括抽针驱动组件，抽针驱动组件对应于下料工位，所述抽针驱动组件包括气缸Ⅱ、导轨Ⅱ和滑块Ⅱ，气缸Ⅱ连接卷针柄后部的连接块，滑块Ⅱ带动气缸Ⅱ在导轨Ⅱ上做直线运动。
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