CN113414278A - 高速裁切装置 - Google Patents

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游金
曹顺楠
李攀攀
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Shenzhen Geesun Intelligent Technology Co Ltd
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Abstract

本发明的实施例提供了一种高速裁切装置，涉及锂电池制造技术领域，该高速裁切装置包括安装架、送料机构、直线追切机构、极片导向板和加速驱动机构，加速驱动机构设置在极片导向板的出料侧，用于对于料带进行加速驱动。本发明通过在直线追切机构后方设置加速驱动机构，实现对料带的加速驱动，从而使得料带的入料速度达到预设值，这种设置方式使得直线追切机构实现直线追切时的速度和加速度就不用过大，以较低的速度完成直线追切，能够提高制片的精度和效率，同时机构的稳定性也得到了较好的提升。

Description

高速裁切装置
技术领域
本发明涉及锂电池制造技术领域，具体而言，涉及一种高速裁切装置。
背景技术
锂动力电池“叠片类”电芯是由正、负极片及隔膜间隔性的堆叠到一起，目前分为“Z字形”叠片、“制袋式”叠片和“热复合式”叠片；其中，“热复合式”叠片是一种成型电芯的新型方式，而在其制片过程中，极片裁切效率慢、裁切精度低、长距离辊送驱动易堵料等原因，在锂电行业内一直未被广泛推广；而“Z字形”叠片和“制袋式”叠片两种叠片工艺在电芯制作时又存在效率慢、短路检测报废率高、电芯在转运过程中易错位等目前无法解决的明显缺陷。
目前，锂电池生产线上，在裁切时需要料带停止或降速，以保证裁切精度，则无疑降低了制片效率。或者，采用直线追切方式对料带进行裁切，这时就需要直线电机的运动速度和加速度较大，以保证追切功能，然而，这种方式又难以保证裁切精度，且机构的稳定性难以保证。
发明内容
本发明的目的包括，例如，提供了一种高速裁切装置，其能够提高制片的精度和效率，同时机构的稳定性也得到了较好的提升。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明提供一种高速裁切装置，包括安装架、送料机构、直线追切机构、极片导向板和加速驱动机构，所述送料机构、所述直线追切机构和所述加速驱动机构均设置在所述安装架上，所述送料机构用于输送料带，所述直线追切机构设置在所述送料机构上方，与所述送料机构连接，用于对所述料带进行直线追切，所述极片导向板设置在所述送料机构的出料侧，用于对裁切后的所述料带进行导向，所述加速驱动机构设置在所述极片导向板的出料侧，用于对于所述料带进行加速驱动。
在可选的实施方式中，所述加速驱动机构包括加速安装座、第一加速辊组和第二加速辊组，所述加速安装座设置在所述安装架上，所述第一加速辊组和所述第二加速辊组间隔设置在所述加速安装座上，且所述第一加速辊组形成有用于夹持所述料带的第一夹持通道，所述第二加速辊组形成有用于夹持所述料带的第二夹持通道，所述第二夹持通道位于所述第一夹持通道的出料侧，所述第一加速辊组和所述第二加速辊组用于带动所述料带加速运动，以使由所述第二夹持通道送出的所述料带达到预设速度。
在可选的实施方式中，所述第一加速辊组包括第一加速驱动辊和第一从动辊，所述第一加速驱动辊和所述第一从动辊可转动地设置在所述加速安装座上，并间隙配合以形成所述第一夹持通道；所述第二加速辊组包括第二加速驱动辊和第二从动辊，所述第二加速驱动辊和所述第二从动辊可转动地设置在所述加速安装座上，并间隙配合以形成所述第二夹持通道，所述第一从动辊和所述第二从动辊的表面均涂覆有粘附材料，以通过所述第一从动辊和所述第二从动辊吸附所述料带表面的杂质。
在可选的实施方式中，所述加速安装座上还可转动地设置有第一粘尘辊和第二粘尘辊，所述第一粘尘辊与所述第一从动辊滚动接触，以粘附所述第一从动辊表面的杂质；所述第二粘尘辊与所述第二从动辊滚动接触，以粘附所述第二从动辊表面的杂质。
在可选的实施方式中，所述加速安装座上还设置有吸尘组件，所述吸尘组件设置在所述第一加速辊组和第二加速辊组之间，用于吸附所述料带上的杂质。
在可选的实施方式中，所述高速裁切装置还包括纠偏机构，所述纠偏机构设置在所述安装架上，并位于所述加速驱动机构的上方，用于对所述料带进行纠偏。
在可选的实施方式中，所述送料机构包括送料安装座和送料驱动辊组，所述送料安装座设置在所述安装架上，所述送料驱动辊组包括主动送料辊和从动送料辊，所述主动送料辊和所述从动送料辊可转动地设置在所述送料安装座上，并形成用于供所述料带穿过的送料夹持通道。
在可选的实施方式中，所述直线追切机构包括直线驱动组件、冲切驱动组件和切刀组件，所述直线驱动组件设置在所述安装架上，并位于所述送料安装座的上方，所述冲切驱动组件与所述直线驱动组件连接，用于在所述直线驱动组件的带动下做直线往复运动，所述切刀组件与所述冲切驱动组件连接，并与所述送料安装座连接，用于在所述冲切驱动组件的带动下裁切所述料带。
在可选的实施方式中，所述送料安装座的出料侧还设置有吸尘盒，所述吸尘盒用于将裁切形成的屑料吸走。
在可选的实施方式中，所述切刀组件与所述主动送料辊之间的距离小于或等于70mm。
本发明实施例的有益效果包括，例如：
本发明实施例提供的高速裁切装置，直线追切机构设置在送料机构上方，与送料机构连接，用于对料带进行直线追切，极片导向板设置在送料机构的出料侧，用于对裁切后的料带进行导向，加速驱动机构设置在极片导向板的出料侧，用于对于料带进行加速驱动。相较于现有技术，本发明通过在直线追切机构后方设置加速驱动机构，实现对料带的加速驱动，从而使得料带的入料速度达到预设值，这种设置方式使得直线追切机构实现直线追切时的速度和加速度就不用过大，以较低的速度完成直线追切，能够提高制片的精度和效率，同时机构的稳定性也得到了较好的提升。
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为本发明实施例提供的高速裁切装置的结构示意图；
图2为图1中纠偏机构与加速驱动机构的连接结构示意图；
图3为图1中加速驱动机构的结构示意图；
图4为图1中送料机构与直线追切机构的连接结构示意图；
图5为图1中送料机构的结构示意图。
图标：100-高速裁切装置；110-安装架；120-送料机构；121-送料安装座；123-送料驱动辊组；1231-主动送料辊；1233-从动送料辊；125-调节气缸；130-直线追切机构；131-直线驱动组件；133-冲切驱动组件；135-切刀组件；137-吸尘盒；140-极片导向板；150-加速驱动机构；151-加速安装座；153-第一加速辊组；1531-第一加速驱动辊；1533-第一从动辊；155-第二加速辊组；1551-第二加速驱动辊；1553-第二从动辊；157-第一粘尘辊；158-第二粘尘辊；159-吸尘组件；160-纠偏机构。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
正如背景技术中所公开的，现有的制片工艺，通常需要利用切刀对料带(极片)进行裁切，然后再完成入料动作。现有的裁切设备，具有以下缺点：
1、当采用定向裁切时，需要使得料带停止或降速，以保证裁切精度，这无疑是降低了制片效率。
2、当采用直线追切方式时，需要直线电机的运动速度和加速度均较大，以期望切刀与料带同速以完成裁切，而由于现有的直线电机速度与料带速度难以精确地匹配，导致裁切精度差，且运动加速度大，也难以保证机构的稳定性。
3、由于裁切过程中会产生一定的粉尘废料，部分粉尘会粘附在料带表面，影响后续的产品质量，使得复合片的短路率较高。
为了解决上述问题，本发明提供了一种新型的高速裁切装置，其能够提高制片的精度和效率，同时机构的稳定性也得到了较好的提升。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
第一实施例
参见图1，本实施例提供了一种高速裁切装置100，其通过在直线追切后再加速的方式，提高了制片的精度和效率，同时机构的稳定性也得到了较好的提升。
本实施例提供的高速裁切装置100，包括安装架110、送料机构120、直线追切机构130、极片导向板140、加速驱动机构150和纠偏机构160，送料机构120、直线追切机构130和加速驱动机构150均设置在安装架110上，送料机构120用于输送料带，直线追切机构130设置在送料机构120上方，直线追切机构130与送料机构120连接，用于对料带进行直线追切，极片导向板140设置在送料机构120的出料侧，用于对裁切后的料带进行导向，加速驱动机构150设置在极片导向板140的出料侧，用于对料带进行加速驱动。纠偏机构160设置在安装架110上，并位于加速驱动机构150的上方，用于对料带进行纠偏。
在本实施例中，送料机构120用于完成料带的送料，同时在加速驱动机构150的出料侧还设置有入料辊，方便后续的入料动作。需要说明的是，此处的料带指的是极片，其在入料前需要与隔膜复合，其具体复合结构可参考现有的裁切送片设备。
在本实施例中，极片导向板140设置在送料机构120和加速驱动机构150之间，用于对裁切后的料带进行导向，避免输送过程中料带偏料。同时本实施例通过在直线追切机构130后方设置加速驱动机构150，实现对料带的加速驱动，从而使得料带的入料速度达到预设值，这种设置方式使得直线追切机构130实现直线追切时的速度和加速度就不用过大，以较低的速度完成直线追切，能够提高制片的精度和效率，同时机构的稳定性也得到了较好的提升。
参见图2和图3，在本实施例中，加速驱动机构150包括加速安装座151、第一加速辊组153和第二加速辊组155，加速安装座151设置在安装架110上，第一加速辊组153和第二加速辊组155间隔设置在加速安装座151上，且第一加速辊组153形成有用于夹持料带的第一夹持通道，第二加速辊组155形成有用于夹持料带的第二夹持通道，第二夹持通道位于第一夹持通道的出料侧，第一加速辊组153和第二加速辊组155用于带动料带加速运动，以使由第二夹持通道送出的料带达到预设速度。
需要说明的是，本实施例中加速安装座151的安装高度与送料机构120一致，从而使得极片导向板140能够实现对料带的水平导向，且第一加速辊组153靠近入料侧，第二加速辊组155靠近出料侧，第一加速辊组153和第二加速辊组155共同实现了对料带的加速动作，以使料带达到预定速度，从而使得极片与隔膜的速度相匹配。
第一加速辊组153包括第一加速驱动辊1531和第一从动辊1533，第一加速驱动辊1531和第一从动辊1533可转动地设置在加速安装座151上，并间隙配合以形成第一夹持通道；第二加速辊组155包括第二加速驱动辊1551和第二从动辊1553，第二加速驱动辊1551和第二从动辊1553可转动地设置在加速安装座151上，并间隙配合以形成第二夹持通道，第一从动辊1533和第二从动辊1553的表面均涂覆有粘附材料，以通过第一从动辊1533和第二从动辊1553吸附料带表面的杂质。具体地，第一从动辊1533和第二从动辊1553上均涂覆有例如铁氟龙之类的材料，其能够直接从接触到的料带的表面实现杂质吸附，从而对料带进行清洁，能够有效降低后续形成的复合片的短路率，提升产品整体的良率。
在本实施例中，为了保证料带的上下侧均能够完成粉尘杂质吸附，第二从动辊1553和第一从动辊1533分别位于料带的上下侧，具体地，第一加速驱动辊1531和第二从动辊1553位于料带的上侧，第二加速驱动辊1551和第一从动辊1533位于料带的下侧，第一加速驱动辊1531和第二加速驱动辊1551错位设置，第一从动辊1533和第二从动辊1553错位设置，能够实现对料带的上下侧的杂质粘附。
在本实施例中，加速安装座151上还可转动地设置有第一粘尘辊157和第二粘尘辊158，第一粘尘辊157与第一从动辊1533滚动接触，以粘附第一从动辊1533表面的杂质；第二粘尘辊158与第二从动辊1553滚动接触，以粘附第二从动辊1553表面的杂质。具体地，为了进一步提高粘附效果，本实施例中通过额外设置第一粘尘辊157和第二粘尘辊158，能够将第一从动辊1533和第二从动辊1553上吸附的杂质转移，以方便第一从动辊1533和第二从动辊1553持续对料带上的粉尘杂质进行粘附。
需要说明的是，此处为了保证第一粘尘辊157能够将杂质从第一从动辊1533上转移，第二粘尘辊158能够将杂质从第二从动辊1553上转移，第一粘尘辊157的粘附力应大于第一从动辊1533表面的粘附力，第二粘尘辊158的粘附力应大于第二从动辊1553表面的粘附力。
在本实施例中，加速安装座151上还设置有吸尘组件159，吸尘组件159设置在第一加速辊组153和第二加速辊组155之间，用于吸附料带上的杂质。具体地，吸尘组件159包括上吸附盒和下吸附盒，上吸附盒和下吸附盒均与外部的负压管道连接，实现吸附，上吸附盒位于料带的上侧，能够对料带的上侧表面进行吸附，下吸附盒位于料带的下侧，能够对料带的下侧表面进行吸附，进一步对料带表面的粉尘杂质进行清洁。
在本实施例中，纠偏机构160设置在加速安装座151的上方，并通过一纠偏感应器对料带进行监测，纠偏感应器对极片入料位置尺寸进行检测，并将检测信号反馈到纠偏机构160的控制模块，其中纠偏机构160包括垂直纠偏组件和旋转纠偏组件，垂直纠偏组件可对极片垂直于安装架110方向位置进行调整，旋转纠偏组件可对极片的角度进行调整，同时第一加速辊组153和第二加速辊组155可对极片走带方向的位置进行纠偏,通过纠偏机构160对其多个方向的位置进行调整后，在确保入料位置准确性的前提下迅速加速，使得极片的速度和隔膜走带速度相匹配。
参见图4和图5，送料机构120包括送料安装座121和送料驱动辊组123，送料安装座121设置在安装架110上，送料驱动辊组123包括主动送料辊1231和从动送料辊1233，主动送料辊1231和从动送料辊1233可转动地设置在送料安装座121上，并形成用于供料带穿过的送料夹持通道。具体地，送料夹持通道与后方的第一夹持通道和第二夹持通道保持平齐，从而使得料带处在水平运输的方向上，直线追切机构130与送料安装座121连接，并用于对经过送料驱动辊组123送料的料带进行直线追切动作。
直线追切机构130包括直线驱动组件131、冲切驱动组件133和切刀组件135，直线驱动组件131设置在安装架110上，并位于送料安装座121的上方，冲切驱动组件133与直线驱动组件131连接，用于在直线驱动组件131的带动下做直线往复运动，切刀组件135与冲切驱动组件133连接，并与送料安装座121连接，用于在冲切驱动组件133的带动下裁切料带。
在本实施例中，切刀组件135包括活动切刀和固定切刀，固定切刀在竖直方向上保持固定，活动切刀能够在冲切驱动组件133的带动下上下往复运动，从而实现裁切功能。对于直线追切工艺以及相关结构，可参考现有的直线追切设备。
在本实施例中，直线驱动组件131通过直线电机驱动，在水平方向上做前后往复运动，带动冲切驱动组件133与料带保持同速，进而使得在水平方向上切刀组件135与料带保持同速，以实现直线追切。具体地，冲切驱动组件133包括伺服电机、偏心轮和六角导柱，其中伺服电机与偏心轮传动连接，偏心轮通过六角导柱与切刀组件135连接，伺服电机带动偏心轮转动，并借助六角导柱带动活动切刀上下往复运动以实现制片。
在本实施例中，送料安装座121上还设置有调节气缸125，调节气缸125用于调节主动送料辊1231和从动送料辊1233之间的距离，以调整送料夹持通道的宽度。
在送料时，料带在送料驱动辊组123的作用下经过切刀组件135，此时伺服电机带动偏心轮转动，借助六角导柱带动活动切刀上下往复运动以实现制片，在这个过程中送料驱动辊组123可用调节气缸125调节压力来压紧料带，确保入料裁切的准确性，偏心轮和活动切刀之间通过六角导柱相连，使位移的精度得到保证，保证了裁切和制片的精度，降低了制片时片宽不良的风险。
在本实施例中，送料安装座121的出料侧还设置有吸尘盒137，吸尘盒137用于将裁切形成的屑料吸走。具体地，吸尘盒137同样与外部的复压管道连接，从而形成负压以将屑料吸走。
在本实施例中，切刀组件135与主动送料辊1231之间的距离小于或等于70mm。送料驱动辊组123夹紧连续送料，其中驱动夹紧点在离切刀组件135处，缩短驱动点到切刀组件135的位置，有效减少极片弯曲导致极片切断点与切刀相对位置误差，提高制片精度。此外，由于驱动点到切刀组件135距离小，极片本身刚性增强，可避免驱动时极片打卷堵料问题；
综上所述，本实施例提供的高速裁切装置100，其工作原理如下：
本实施例采用入料前用送料驱动辊组123驱动夹紧极片进行送料裁切，其中驱动夹紧点在离切刀组件135处，缩短驱动夹紧点到切刀组件135的位置，这一方面有效减少极片弯曲导致极片切断点与切刀组件135相对位置误差，提高制片精度；另一方面，由于驱动夹紧点到切刀组件135距离小，极片本身刚性增强，可避免驱动时极片打卷堵料问题；极片走带经过切刀组件135，再经过第一加速辊组153和第二加速辊组155，第一加速辊组153和第二加速辊组155本身采用从动轮粘尘的形式来除尘，同时在极片上下表面还装有吸尘组件159，进一步去除粉尘，有效的提升极片良率，降低短路的风险；极片进入到第一加速辊组153和第二加速辊组155，被辊压紧后，此时切刀组件135切断极片，此时被第一加速辊组153和第二加速辊组155夹紧的极片可通过纠偏机构160对其多个方向的位置进行调整,以确保极片入料位置的准确性；在纠偏的同时第一加速辊组153和第二加速辊组155提速，使极片速度和隔膜速度相匹配，以实现正常套合，这样极片切断时的走带速度以及直线电机的运动速度就不用过大，直线电机的加速度也不用过大，制片的精度和效率也会更容易保证，同时机构的稳定性也得到了较好的提升。
通过在直线追切机构130后方设置加速驱动机构150，实现对料带的加速驱动，从而使得料带的入料速度达到预设值，这种设置方式使得直线追切机构130实现直线追切时的速度和加速度就不用过大，以较低的速度完成直线追切，能够提高制片的精度和效率，同时机构的稳定性也得到了较好的提升。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高速裁切装置，其特征在于，包括安装架、送料机构、直线追切机构、极片导向板和加速驱动机构，所述送料机构、所述直线追切机构和所述加速驱动机构均设置在所述安装架上，所述送料机构用于输送料带，所述直线追切机构设置在所述送料机构上方，与所述送料机构连接，用于对所述料带进行直线追切，所述极片导向板设置在所述送料机构的出料侧，用于对裁切后的所述料带进行导向，所述加速驱动机构设置在所述极片导向板的出料侧，用于对于所述料带进行加速驱动。
2.根据权利要求1所述的高速裁切装置，其特征在于，所述加速驱动机构包括加速安装座、第一加速辊组和第二加速辊组，所述加速安装座设置在所述安装架上，所述第一加速辊组和所述第二加速辊组间隔设置在所述加速安装座上，且所述第一加速辊组形成有用于夹持所述料带的第一夹持通道，所述第二加速辊组形成有用于夹持所述料带的第二夹持通道，所述第二夹持通道位于所述第一夹持通道的出料侧，所述第一加速辊组和所述第二加速辊组用于带动所述料带加速运动，以使由所述第二夹持通道送出的所述料带达到预设速度。
3.根据权利要求2所述的高速裁切装置，其特征在于，所述第一加速辊组包括第一加速驱动辊和第一从动辊，所述第一加速驱动辊和所述第一从动辊可转动地设置在所述加速安装座上，并间隙配合以形成所述第一夹持通道；所述第二加速辊组包括第二加速驱动辊和第二从动辊，所述第二加速驱动辊和所述第二从动辊可转动地设置在所述加速安装座上，并间隙配合以形成所述第二夹持通道，所述第一从动辊和所述第二从动辊的表面均涂覆有粘附材料，以通过所述第一从动辊和所述第二从动辊吸附所述料带表面的杂质。
4.根据权利要求3所述的高速裁切装置，其特征在于，所述加速安装座上还可转动地设置有第一粘尘辊和第二粘尘辊，所述第一粘尘辊与所述第一从动辊滚动接触，以粘附所述第一从动辊表面的杂质；所述第二粘尘辊与所述第二从动辊滚动接触，以粘附所述第二从动辊表面的杂质。
5.根据权利要求2所述的高速裁切装置，其特征在于，所述加速安装座上还设置有吸尘组件，所述吸尘组件设置在所述第一加速辊组和第二加速辊组之间，用于吸附所述料带上的杂质。
6.根据权利要求1所述的高速裁切装置，其特征在于，所述高速裁切装置还包括纠偏机构，所述纠偏机构设置在所述安装架上，并位于所述加速驱动机构的上方，用于对所述料带进行纠偏。
7.根据权利要求1所述的高速裁切装置，其特征在于，所述送料机构包括送料安装座和送料驱动辊组，所述送料安装座设置在所述安装架上，所述送料驱动辊组包括主动送料辊和从动送料辊，所述主动送料辊和所述从动送料辊可转动地设置在所述送料安装座上，并形成用于供所述料带穿过的送料夹持通道。
8.根据权利要求7所述的高速裁切装置，其特征在于，所述直线追切机构包括直线驱动组件、冲切驱动组件和切刀组件，所述直线驱动组件设置在所述安装架上，并位于所述送料安装座的上方，所述冲切驱动组件与所述直线驱动组件连接，用于在所述直线驱动组件的带动下做直线往复运动，所述切刀组件与所述冲切驱动组件连接，并与所述送料安装座连接，用于在所述冲切驱动组件的带动下裁切所述料带。
9.根据权利要求8所述的高速裁切装置，其特征在于，所述送料安装座的出料侧还设置有吸尘盒，所述吸尘盒用于将裁切形成的屑料吸走。
10.根据权利要求8所述的高速裁切装置，其特征在于，所述切刀组件与所述主动送料辊之间的距离小于或等于70mm。
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