CN114247805B - 一种极片裁切、取料及除尘装置及其裁切取料除尘工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种极片裁切、取料及除尘装置及其裁切取料除尘工艺，包括支架、上模动力组件、上模组件、下模组件、除尘座及取料组件，支架为矩形架体结构，支架内部为安装空间；上模动力组件设置于支架顶部；上模组件及下模组件上下对应地设置在安装空间内，上模组件与下模组件之间形成物料传输空间；除尘座水平设置在下模组件下方，并与下模组件上下贯通；取料组件设置于除尘座的下方，取料组件由下而上穿过除尘座，经除尘座除尘后接取裁切后的极片，并带动极片下降进行二次除尘后下料。本发明将上下贯通式结构集成在上下模内，带状极片沿直线方向穿过的同时裁切单片极片，并同步实现单片极片落料、穿透式吸取料、二级除尘。

Description

一种极片裁切、取料及除尘装置及其裁切取料除尘工艺

技术领域

本发明涉及锂离子动力电池领域，特别指适用于锂离子动力电池极片制成工艺的一种极片裁切、取料及除尘装置及其裁切取料除尘工艺。

背景技术

锂电池Lithiumbattery是指电化学体系中含有锂包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物的电池。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池，是现代高性能电池的代表。

随着国家大力推动新能源发展，各行各业对锂离子动力电池的需求日益增长，锂离子动力电池的组成结构中电芯是其核心部件，电芯一般由正负极片相互交错叠合而成。电芯组成结构包括上下交错叠合的多片正负极片，正负极片之间通过隔膜进行隔离绝缘。目前国内技术比较先进的锂电池设备主要掌握在国外设备供应商手中，国内高端锂电叠片设备目前主要依靠进口，属于卡脖子技术。

锂离子电池的电芯一般由正负极片交错叠合后形成，因此在电芯制造过程中首先需要先将单片的极片制造完成。目前，市场上极片的来料大部分为带状卷料，由于电芯内部极片为单片状结构，在电芯制成前需要将单片极片制成，在单片极片制成过程中涉及以下技术难点问题需要解决：1、单片极片的自动裁切问题以及裁切过程中由于极片柔性特性需要同时解决极片表面的平整度问题，避免出现褶皱等情况；2、如上所述，由于极片的柔性特性，在裁切完成后形成单片极片后需要解决单片极片自动取出问题，以及取出过程中的平整度问题；3、极片裁切过程中会产生粉末或极片切割碎屑，极易残留在极片表面，因此需要解决极片表面因裁切导致的残余物粘附极片导致污染的问题；4、在极片裁切或者取极片过程中，需要避免过度位移导致上模或取料吸座之间出现碰撞的问题；5、另外，传统的极片裁切模具一般采用固定式安装结构，模具拆装不便，且内部零配件损坏无法独立更换，导致整套模具报废，生产成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种将上下贯通式结构集成在上下模内，带状极片沿直线方向穿过的同时裁切单片极片，并同步实现单片极片落料、穿透式吸取料、二级除尘的极片裁切、取料及除尘装置及其裁切取料除尘工艺。

本发明采取的技术方案如下：一种极片裁切、取料及除尘装置，包括支架、上模动力组件、上模组件、下模组件、除尘座及取料组件，其中，上述支架为矩形架体结构，支架内部为安装空间；上述上模动力组件设置于支架顶部，且输出端穿过支架的顶壁延伸至安装空间内；上述上模组件及下模组件上下对应地设置在安装空间内，上模组件与下模组件之间形成物料传输空间，待裁切的极片带穿过物料传输空间，上模动力组件驱动上模组件下降从极片带上裁切形成所需极片；上述除尘座水平设置在下模组件下方，并与下模组件上下贯通；上述取料组件设置于除尘座的下方，取料组件由下而上穿过除尘座，经除尘座第一次除尘后，接取裁切后的极片，并带动极片下降穿过除尘座进行第二次除尘后下料。

优选的，所述的上模动力组件包括电机、传动支板、传动杆、传动座及连接块，其中，上述电机设置在支架的顶板上；上述传动支板竖直连接在支架的顶板上，并延伸至安装空间内，电机的输出轴可转动地水平插设在传动支板上；上述传动座沿竖直方向可滑动地连接在传动支板的一侧；上述传动杆套设在电机的输出轴上，且与传动座连接，输出轴通过传动杆驱动传动座升降运动；上述连接块设置在传动座的底部，连接块与上模组件连接，以便驱动上模升降运动。

优选的，所述的上模组件包括上模及上模限位子柱，其中，上述上模水平连接在连接块下部，上模的底部设有模切块；上述上模限位子柱包括至少二根，上模限位子柱竖直设置在上模的底部。

优选的，所述的下模组件包括下模座、上模限位母柱、下模、取料导套及取料限位母座，其中，上述下模座水平设置在支架的安装空间内，并可拆卸地安装在支架的底板上；上述下模水平设置在下模座上，下模中部开设有上下贯通的模切槽，上模的模切块朝模切槽方向向下模切极片带，形成片状极片；上述上模限位母柱包括至少二根，上模限位母柱竖直设置在下模座上，并与上模限位子柱竖直对应设置；上述取料导套包括至少二个，取料导套嵌设在下模座上；上述取料限位母座包括至少二个，取料限位母座为U型支架结构，取料限位母座倒扣设置在下模座上，其下方位置对应开设有贯穿下模座的通孔。

优选的，所述的下模组件通过安装组件安装在支架内；上述安装组件包括安装导条、限位块、顶起气缸、顶块、支撑条及支撑滚珠，其中，上述安装导条包括二条，两安装导条平行间隔地设置在支架的底板上，两者之间形成滑入空间，下模座经滑入空间的一侧滑入安装；上述限位块包括至少二块，限位块设置在滑入空间的另一侧，下模座沿安装导条滑入安装后，经限位块限位。

优选的，所述的支架内设置有两条安装槽，两安装槽分别对应设置于上述安装导条的内侧；安装槽的两端分别贯通支架底板的对应两侧壁，且安装槽的顶面开放；上述支撑条包括二条，两支撑条分别插设在两安装槽内，支撑条的端部下侧设有倾斜顶升面；上述顶起气缸设置在安装槽的端部外侧，且输出端水平延伸至安装槽内；上述顶块连接在顶起气缸的输出端上，且顶块的顶部设有倾斜角与倾斜顶升面相同的斜面，顶起气缸驱动顶块从外侧插入支撑条的下方，经顶块的斜面及支撑条的倾斜顶升面将支撑条上顶下模座，使下模座向上压紧连接于支架上并水平延伸至下模座上方的压块；上述支撑条上间隔开设有至少二个滚珠安装槽，上述支撑滚珠包括至少二个，支撑滚珠可转动地设置在滚珠安装槽内，且顶部延伸至滚珠安装槽外；支撑条上顶时，支撑滚珠抵住下模座的底面，支撑承载下模座，以便下模座安装时通过支撑滚珠滚动滑入。

优选的，所述的取料组件包括取料支架、取料气缸、取料滑杆、取料升降座、取料升降板、取料吸座、取料导杆、取料限位子柱，其中，上述取料支架连接在支架的底板下方；上述取料气缸竖直设置在取料支架的底部，且输出端穿过取料支架向上延伸；上述取料升降座设置在取料支架内，取料气缸的输出端连接在取料升降座的底部；上述取料滑杆包括至少二根，取料滑杆竖直连接在取料升降座的底部，且沿竖直方向自由穿过取料支架；上述取料升降板水平设置在取料升降座的顶部；上述取料吸座包括至少二个，取料吸座设置在取料升降板上，且其表面布设有至少二个真空吸孔，以便吸附固定裁切后的极片。

优选的，所述的取料导杆包括至少二根，取料导杆竖直设置在取料升降板上，取料时，取料导杆向上穿入取料导套内，以便导向限位；上述取料限位子柱包括至少二根，取料限位子柱竖直设置在取料升降板上，并与取料限位母座上下对应设置，取料时，取料限位子柱穿过下模座的通孔抵住取料限位母座。

优选的，所述的除尘座包括座体、通孔、吹气槽、导气槽及出气槽，其中，上述座体为水平板体结构；上述导气槽为沉槽结构，导气槽沿座体表面向下凹陷；上述通孔开设在导气槽内，并上下贯通导气槽；上述吹气槽设置在通孔的一侧，并与通孔连通；上述出气槽设置在通孔的另一侧，并与导气槽及通孔连通，出气槽的外侧与设置于下模座底部的出尘罩连通；取料吸座上下穿过通孔时，吹气槽吹出高压气体经过通孔对取料吸座表面或极片进行除尘后，经出气槽及出尘罩导出。

优选的，还包括纠偏组件，纠偏组件包括二套，分别设置于支架的两侧，纠偏组件包括支板、纠偏电机及纠偏连接座，其中，上述支板水平设置在支架下方，支架的底板通过滑轨可滑动地连接在支板上；上述纠偏电机设置于支板上，且输出端连接有丝杆；上述纠偏连接座套设在丝杆上，并与丝杆螺纹连接，纠偏连接座的侧部与支架的底板固定连接，纠偏电机通过丝杆及纠偏连接座驱动支架整体直线移动，进行位置纠偏。

一种极片裁切、取料及除尘装置的极片裁切落料及取料除尘工艺，包括如下工艺步骤：

S1、上下模安装：上模组件安装在上模动力组件上，下模组件滑入安装至支架底板的滑入空间内，经下方的支撑滚珠滚动滑入，并经限位块阻挡限位后，顶起气缸驱动支撑条带动支撑滚珠向上顶起下模组件的下模座，使下模座抵住下模座上方的压块固定；

S2、极片传输：步骤S1中上模组件及下模组件安装完成后，带状的极片沿水平方向直线穿过上模组件和下模组件之间的间隙空间；

S3、裁切落料：步骤S2中带状极片穿过间隙空间后，上模动力组件驱动上模下降，使上模组件的模切块抵住带状极片后沿着下模组件的模切槽将所需单片极片从带状极片上裁切，裁切后的单片极片落料至模切槽；

S4、第一次清洁：设置于下模组件下方的取料组件向上穿过水平设置于下模座下方的除尘座时经除尘座进行表面除尘；

S5、吸料取料：步骤S4中取料组件的取料吸座进行第一次除尘后继续向上进入模切槽内，并运动至极限位置将步骤S3中裁切落料的单片极片水平吸附取出；

S6、第二次清洁：步骤S5中取料吸座吸附单片极片后带动其向下运动，经过除尘座时，经除尘座对极片表面进行第二次清洁，并下料。

本发明的有益效果在于：

本发明针对现有技术存在的缺陷和不足自主研发设计了一种将上下贯通式结构集成在上下模内，带状极片沿直线方向穿过的同时裁切单片极片，并同步实现单片极片落料、穿透式吸取料、二级除尘的极片裁切、取料及除尘装置及其裁切取料除尘工艺。本发明适用于锂离子动力电池领域的极片制成工序段，针对来料为带状结构的极片带，本发明可设置在极片带的直线传输路径上，带状极片穿过本发明的上模组件和下模组件之间的间隙空间时，自动实现单片极片的裁切、落料、取吸料及除尘等工序动作，通过上下贯通式结构设计，上模组件和下模组件裁切形成的单片极片的同时极片直接从模切槽落料，同时通过下方的取料组件真空负压吸附单片极片后实现自动下料，另外，在取料组件吸料、取料及下料过程中，通过在其运动路径上设置除尘座同步实现取料组件和极片的二级除尘；通过以上结构及工艺衔接，既有效地保证了裁切落料和取料过程中单片极片表面的平整度，同步地实现了极片和取料组件的表面除尘，有效保证极片表面的洁净度。

本发明针对极片裁切工艺需求采用上下结构的上模组件和下模组件作为裁切执行主体，上模采用活动式结构，下模采用固定式结构设计，以中部为空腔结构的矩形体支架作为承载结构，在支架顶部设置上模动力组件，驱动上模组件升降运动；带状结构的极片带水平穿过上模组件和下模组件之间的间隙空间，上模组件经上模动力组件驱动而在极片带上将所需形状的单片极片裁切下来。特别地，本发明的下模采用上下贯通结构设计，通过在其上并列设置多个模切槽，模切槽的尺寸大于上模底部的模切块，模切块上下对齐模切槽设置，当模切块向下运动时，首先抵住极片带，继续下降至模切槽内时从极片带上将所需形状尺寸的单片极片裁切下来；裁切后的极片通过设置于下模下方的取料组件穿过模切槽将单片极片通过真空负压吸附固定后带动单片极片下降，将单片极片从下模组件内取出从而同步联动完成裁切、吸料、取料动作；通过以上工艺和结构创新，利用模切块沿着模切槽内壁下降同时完成裁切及极片落料，同时利用取料组件的取料吸座从下方同步衔接，并水平吸附裁切落料后的极片，有效地保证了极片裁切落料及取料过程中极片表面的平整度。另外，在下模的下方还水平设有除尘座，除尘座上设有通孔，通孔上下对应下模的模切槽设置，同时在通孔的两侧位置设有向下沉陷的吹气槽和导气槽，吹气槽与外部气路连接，外部高压气体水平导入吹气槽内，并经过通槽吹入至导气槽内，最后经与导气槽连通的出气槽导出；取料组件的取料吸座取料过程中由下而上先穿过除尘座的通槽，在通槽处先经高压气体进行表面清洁后，再向上进入模切槽内进行接料，取料吸座吸取单片极片并带动其下降时又经过除尘座的通槽，极片经高压气体进行表面清洁，从而将裁切过程中产生的极片碎屑清洁干净；除尘座巧妙地结合了取料吸座上升取料及下降出料两个必不可少的动作过程，在不占用额外时间的前提下，同步实现了对取料吸座表面及极片表面的二级除尘，同时保证了吸料时取料吸座表面和极片表面的洁净度，减少裁切碎屑的同时避免了因吸料取料导致的二次污染。

另外，基于以上极片表面平整度要求，极片裁切和极片吸料取料两个动作相隔的时间间隙短暂，即上模的模切块向下伸入模切槽内裁切极片的同时，取料吸座已经从下方进入模切槽内，并靠近模切块，以便减少裁切后的单片极片在模切槽内落料的间距，从而避免极片自由落料影响平整度的情况。由于上摸模切块模切位置和取料组件的取料吸座的取料位置无线靠近，在实际过程中极易产生两者碰撞的情况；为解决上述技术问题，本发明通过二级限位，通过预先设定的高度位置分别实现模切块及取料吸座模切及取料时各自精准位置控制。具体地，对于上模组件的模切块的运动限位，本发明在上模底部竖直设有上模限位子柱，同时在下模座上设置又上模限位母柱，上模限位子柱及上模限位母柱沿竖直方向上下对应设置，通过预先调定上模限位子柱及上模限位母柱的安装高度，使得上模向下运动时，其下降地极限位置为上模限位子柱与上模限位母柱相互接触位置，通过两者硬接触实现上模模切时位置限制。对于取料吸座在吸料取料时的运动限位，本发明在下模座上设置有倒U型结构的取料限位母座，取料限位母座下方位置的下模座上开设有上下贯通的通孔；同时在取料组件的取料升降板上设有竖直向上延伸的取料限位子柱，当取料升降板带动取料吸座向上进入模切槽内吸取极片时，其向上运动的极限位置为取料限位子柱穿过下模座上的通孔向上抵住取料限位母座的下底面位置，通过两者硬接触实现对取料吸座取料位置的限制，避免产生碰撞情况。

另外，针对上模组件及下模组件的安装问题，本发明采用可拆卸式结构，本发明整体以矩形架体结构的支架作为承载部件，支架的内部为安装空间，且安装空间的四侧，顶部设有顶板，以便安装上模动力组件，上模动力组件的输出端穿过支架顶板向下延伸至安装空间内，并可拆卸地连接有上模组件；两侧镂空空间内水平设有至少二块压块，压块水平延伸至安装空间内，并与支架的底板之间留有间隙空间，同时在支架的底板上平行间隔地设有两安装导条，两安装导条之间形成滑入空间，滑入空间的一侧为开放面，另一侧设置限位块，下模组件的下模座通过滑入式安装方式，从滑入空间的开放面滑入滑入空间内经限位块阻挡限位；特别地，为固定下模座，本发明在滑入空间的两侧下部分别设有两安装槽，安装槽在竖直方向上与安装导条的内侧的滑入空间对应，且顶部为开放结构；安装槽内水平插设有支撑条，支撑条的顶部间隔设有多个滚珠安装槽，滚珠安装槽内可活动地嵌设有支撑滚珠，支撑滚珠从安装槽的顶部开口伸出至滑入空间内，当下模座滑入时压住支撑滚珠，并在支撑滚珠上滑动，基于实际制造中金属材质的下模座重量重，通过该种滚动方式将静摩擦转换为滚动摩擦，能有效减少滑入时的摩擦力，既能减少摩擦，方便拆装，又可减少磨损。特别地，本发明的支撑条端部下方采用倾斜顶升面设计，在支撑条的外端分别设有顶起气缸，顶起气缸的输出端水平延伸并连接有顶部设有斜面的顶块，顶起气缸驱动顶块水平朝支撑条方向运动时，顶块通过斜面接触支撑条底部的倾斜斜面，将水平推力转换为向上的顶升力，从而使支撑条带动支撑滚珠向上顶起下模座，使下模座抵住上方的压块，实现位置固定。

附图说明

图1为本发明裁切取料除尘的工作示意图。

图2为本发明的立体结构示意图之一。

图3为本发明的立体结构示意图之二。

图4为本发明的立体结构示意图之三。

图5为本发明隐藏部件后的立体结构示意图。

图6为本发明部件结构的立体结构示意图之一。

图7为本发明部件结构的立体结构示意图之二。

图8为本发明部件结构的立体结构示意图之三。

图9为本发明部件结构的立体结构示意图之四。

图10为本发明部件结构的立体结构示意图之五。

图11为本发明部件结构的立体结构示意图之六。

图12为本发明部件结构的立体结构示意图之七。

图13为本发明部件结构的立体结构示意图之八。

图14为本发明部件结构的立体结构示意图之九。

图15为本发明除尘座的立体结构示意图之一。

图16为本发明除尘座的立体结构示意图之二。

图17为本发明安装组件的立体结构示意图之一。

图18为本发明安装组件的立体结构示意图之二。

图19为本发明安装组件的立体结构示意图之三。

图20为本发明上模动力组件的立体结构示意图之一。

图21为本发明上模动力组件的立体结构示意图之二。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步描述：

如图1至图21所示，本发明采取的技术方案如下：一种极片裁切、取料及除尘装置，包括支架1、上模动力组件、上模组件、下模组件、除尘座31及取料组件，其中，上述支架1为矩形架体结构，支架1内部为安装空间；上述上模动力组件设置于支架1顶部，且输出端穿过支架1的顶壁延伸至安装空间内；上述上模组件及下模组件上下对应地设置在安装空间内，上模组件与下模组件之间形成物料传输空间，待裁切的极片带0穿过物料传输空间，上模动力组件驱动上模组件下降从极片带0上裁切形成所需极片；上述除尘座31水平设置在下模组件下方，并与下模组件上下贯通；上述取料组件设置于除尘座31的下方，取料组件由下而上穿过除尘座31，经除尘座31第一次除尘后，接取裁切后的极片，并带动极片下降穿过除尘座31进行第二次除尘后下料。

上模动力组件包括电机4、传动支板6、传动杆5、传动座7及连接块8，其中，上述电机4设置在支架1的顶板上；上述传动支板6竖直连接在支架1的顶板上，并延伸至安装空间内，电机4的输出轴可转动地水平插设在传动支板6上；上述传动座7沿竖直方向可滑动地连接在传动支板6的一侧；上述传动杆5套设在电机4的输出轴上，且与传动座7连接，输出轴通过传动杆5驱动传动座7升降运动；上述连接块8设置在传动座7的底部，连接块8与上模组件连接，以便驱动上模升降运动。

上模组件包括上模9及上模限位子柱12，其中，上述上模9水平连接在连接块8下部，上模9的底部设有模切块；上述上模限位子柱12包括至少二根，上模限位子柱12竖直设置在上模9的底部。

下模组件包括下模座14、上模限位母柱13、下模17、取料导套18及取料限位母座19，其中，上述下模座14水平设置在支架1的安装空间内，并可拆卸地安装在支架1的底板上；上述下模17水平设置在下模座14上，下模17中部开设有上下贯通的模切槽，上模9的模切块朝模切槽方向向下模切极片带，形成片状极片；上述上模限位母柱13包括至少二根，上模限位母柱13竖直设置在下模座14上，并与上模限位子柱12竖直对应设置；上述取料导套18包括至少二个，取料导套18嵌设在下模座14上；上述取料限位母座19包括至少二个，取料限位母座19为U型支架结构，取料限位母座19倒扣设置在下模座14上，其下方位置对应开设有贯穿下模座14的通孔。

下模组件通过安装组件安装在支架1内；上述安装组件包括安装导条15、限位块16、顶起气缸20、顶块21、支撑条22及支撑滚珠23，其中，上述安装导条15包括二条，两安装导条15平行间隔地设置在支架1的底板上，两者之间形成滑入空间，下模座14经滑入空间的一侧滑入安装；上述限位块16包括至少二块，限位块16设置在滑入空间的另一侧，下模座14沿安装导条15滑入安装后，经限位块16限位。

支架1内设置有两条安装槽，两安装槽分别对应设置于上述安装导条15的内侧；安装槽的两端分别贯通支架1底板的对应两侧壁，且安装槽的顶面开放；上述支撑条22包括二条，两支撑条22分别插设在两安装槽内，支撑条22的端部下侧设有倾斜顶升面；上述顶起气缸20设置在安装槽的端部外侧，且输出端水平延伸至安装槽内；上述顶块21连接在顶起气缸20的输出端上，且顶块21的顶部设有倾斜角与倾斜顶升面相同的斜面，顶起气缸20驱动顶块21从外侧插入支撑条22的下方，经顶块21的斜面及支撑条22的倾斜顶升面将支撑条22上顶下模座14，使下模座14向上压紧连接于支架1上并水平延伸至下模座14上方的压块；上述支撑条22上间隔开设有至少二个滚珠安装槽，上述支撑滚珠23包括至少二个，支撑滚珠23可转动地设置在滚珠安装槽内，且顶部延伸至滚珠安装槽外；支撑条22上顶时，支撑滚珠23抵住下模座14的底面，支撑承载下模座14，以便下模座14安装时通过支撑滚珠23滚动滑入。

取料组件包括取料支架10、取料气缸11、取料滑杆25、取料升降座26、取料升降板27、取料吸座28、取料导杆29、取料限位子柱30，其中，上述取料支架10连接在支架1的底板下方；上述取料气缸11竖直设置在取料支架10的底部，且输出端穿过取料支架10向上延伸；上述取料升降座26设置在取料支架10内，取料气缸11的输出端连接在取料升降座26的底部；上述取料滑杆25包括至少二根，取料滑杆25竖直连接在取料升降座26的底部，且沿竖直方向自由穿过取料支架10；上述取料升降板27水平设置在取料升降座26的顶部；上述取料吸座28包括至少二个，取料吸座28设置在取料升降板27上，且其表面布设有至少二个真空吸孔，以便吸附固定裁切后的极片。

取料导杆29包括至少二根，取料导杆29竖直设置在取料升降板27上，取料时，取料导杆29向上穿入取料导套18内，以便导向限位；上述取料限位子柱30包括至少二根，取料限位子柱30竖直设置在取料升降板27上，并与取料限位母座19上下对应设置，取料时，取料限位子柱30穿过下模座的通孔抵住取料限位母座19。

除尘座31包括座体311、通孔312、吹气槽313、导气槽314及出气槽315，其中，上述座体311为水平板体结构；上述导气槽314为沉槽结构，导气槽314沿座体311表面向下凹陷；上述通孔312开设在导气槽314内，并上下贯通导气槽314；上述吹气槽313设置在通孔312的一侧，并与通孔312连通；上述出气槽315设置在通孔312的另一侧，并与导气槽314及通孔312连通，出气槽315的外侧与设置于下模座14底部的出尘罩24连通；取料吸座28上下穿过通孔312时，吹气槽313吹出高压气体经过通孔312对取料吸座28表面或极片进行除尘后，经出气槽315及出尘罩24导出。

还包括纠偏组件，纠偏组件包括二套，分别设置于支架1的两侧，纠偏组件包括支板、纠偏电机2及纠偏连接座3，其中，上述支板水平设置在支架1下方，支架1的底板通过滑轨可滑动地连接在支板上；上述纠偏电机2设置于支板上，且输出端连接有丝杆；上述纠偏连接座3套设在丝杆上，并与丝杆螺纹连接，纠偏连接座3的侧部与支架1的底板固定连接，纠偏电机2通过丝杆及纠偏连接座3驱动支架1整体直线移动，进行位置纠偏。

一种极片裁切、取料及除尘装置的极片裁切落料及取料除尘工艺，包括如下工艺步骤：

S1、上下模安装：上模组件安装在上模动力组件上，下模组件滑入安装至支架底板的滑入空间内，经下方的支撑滚珠滚动滑入，并经限位块阻挡限位后，顶起气缸驱动支撑条带动支撑滚珠向上顶起下模组件的下模座，使下模座抵住下模座上方的压块固定；

S2、极片传输：步骤S1中上模组件及下模组件安装完成后，带状的极片沿水平方向直线穿过上模组件和下模组件之间的间隙空间；

S3、裁切落料：步骤S2中带状极片穿过间隙空间后，上模动力组件驱动上模下降，使上模组件的模切块抵住带状极片后沿着下模组件的模切槽将所需单片极片从带状极片上裁切，裁切后的单片极片落料至模切槽；

S4、第一次清洁：设置于下模组件下方的取料组件向上穿过水平设置于下模座下方的除尘座时经除尘座进行表面除尘；

S5、吸料取料：步骤S4中取料组件的取料吸座进行第一次除尘后继续向上进入模切槽内，并运动至极限位置将步骤S3中裁切落料的单片极片水平吸附取出；

S6、第二次清洁：步骤S5中取料吸座吸附单片极片后带动其向下运动，经过除尘座时，经除尘座对极片表面进行第二次清洁，并下料。

进一步，本发明设计了一种将上下贯通式结构集成在上下模内，带状极片沿直线方向穿过的同时裁切单片极片，并同步实现单片极片落料、穿透式吸取料、二级除尘的极片裁切、取料及除尘装置及其裁切取料除尘工艺。本发明适用于锂离子动力电池领域的极片制成工序段，针对来料为带状结构的极片带，本发明可设置在极片带的直线传输路径上，带状极片穿过本发明的上模组件和下模组件之间的间隙空间时，自动实现单片极片的裁切、落料、取吸料及除尘等工序动作，通过上下贯通式结构设计，上模组件和下模组件裁切形成的单片极片的同时极片直接从模切槽落料，同时通过下方的取料组件真空负压吸附单片极片后实现自动下料，另外，在取料组件吸料、取料及下料过程中，通过在其运动路径上设置除尘座同步实现取料组件和极片的二级除尘；通过以上结构及工艺衔接，既有效地保证了裁切落料和取料过程中单片极片表面的平整度，同步地实现了极片和取料组件的表面除尘，有效保证极片表面的洁净度。

本发明针对极片裁切工艺需求采用上下结构的上模组件和下模组件作为裁切执行主体，上模采用活动式结构，下模采用固定式结构设计，以中部为空腔结构的矩形体支架作为承载结构，在支架顶部设置上模动力组件，驱动上模组件升降运动；带状结构的极片带水平穿过上模组件和下模组件之间的间隙空间，上模组件经上模动力组件驱动而在极片带上将所需形状的单片极片裁切下来。特别地，本发明的下模采用上下贯通结构设计，通过在其上并列设置多个模切槽，模切槽的尺寸大于上模底部的模切块，模切块上下对齐模切槽设置，当模切块向下运动时，首先抵住极片带，继续下降至模切槽内时从极片带上将所需形状尺寸的单片极片裁切下来；裁切后的极片通过设置于下模下方的取料组件穿过模切槽将单片极片通过真空负压吸附固定后带动单片极片下降，将单片极片从下模组件内取出从而同步联动完成裁切、吸料、取料动作；通过以上工艺和结构创新，利用模切块沿着模切槽内壁下降同时完成裁切及极片落料，同时利用取料组件的取料吸座从下方同步衔接，并水平吸附裁切落料后的极片，有效地保证了极片裁切落料及取料过程中极片表面的平整度。另外，在下模的下方还水平设有除尘座，除尘座上设有通孔，通孔上下对应下模的模切槽设置，同时在通孔的两侧位置设有向下沉陷的吹气槽和导气槽，吹气槽与外部气路连接，外部高压气体水平导入吹气槽内，并经过通槽吹入至导气槽内，最后经与导气槽连通的出气槽导出；取料组件的取料吸座取料过程中由下而上先穿过除尘座的通槽，在通槽处先经高压气体进行表面清洁后，再向上进入模切槽内进行接料，取料吸座吸取单片极片并带动其下降时又经过除尘座的通槽，极片经高压气体进行表面清洁，从而将裁切过程中产生的极片碎屑清洁干净；除尘座巧妙地结合了取料吸座上升取料及下降出料两个必不可少的动作过程，在不占用额外时间的前提下，同步实现了对取料吸座表面及极片表面的二级除尘，同时保证了吸料时取料吸座表面和极片表面的洁净度，减少裁切碎屑的同时避免了因吸料取料导致的二次污染。

另外，基于以上极片表面平整度要求，极片裁切和极片吸料取料两个动作相隔的时间间隙短暂，即上模的模切块向下伸入模切槽内裁切极片的同时，取料吸座已经从下方进入模切槽内，并靠近模切块，以便减少裁切后的单片极片在模切槽内落料的间距，从而避免极片自由落料影响平整度的情况。由于上摸模切块模切位置和取料组件的取料吸座的取料位置无线靠近，在实际过程中极易产生两者碰撞的情况；为解决上述技术问题，本发明通过二级限位，通过预先设定的高度位置分别实现模切块及取料吸座模切及取料时各自精准位置控制。具体地，对于上模组件的模切块的运动限位，本发明在上模底部竖直设有上模限位子柱，同时在下模座上设置又上模限位母柱，上模限位子柱及上模限位母柱沿竖直方向上下对应设置，通过预先调定上模限位子柱及上模限位母柱的安装高度，使得上模向下运动时，其下降地极限位置为上模限位子柱与上模限位母柱相互接触位置，通过两者硬接触实现上模模切时位置限制。对于取料吸座在吸料取料时的运动限位，本发明在下模座上设置有倒U型结构的取料限位母座，取料限位母座下方位置的下模座上开设有上下贯通的通孔；同时在取料组件的取料升降板上设有竖直向上延伸的取料限位子柱，当取料升降板带动取料吸座向上进入模切槽内吸取极片时，其向上运动的极限位置为取料限位子柱穿过下模座上的通孔向上抵住取料限位母座的下底面位置，通过两者硬接触实现对取料吸座取料位置的限制，避免产生碰撞情况。

另外，针对上模组件及下模组件的安装问题，本发明采用可拆卸式结构，本发明整体以矩形架体结构的支架作为承载部件，支架的内部为安装空间，且安装空间的四侧，顶部设有顶板，以便安装上模动力组件，上模动力组件的输出端穿过支架顶板向下延伸至安装空间内，并可拆卸地连接有上模组件；两侧镂空空间内水平设有至少二块压块，压块水平延伸至安装空间内，并与支架的底板之间留有间隙空间，同时在支架的底板上平行间隔地设有两安装导条，两安装导条之间形成滑入空间，滑入空间的一侧为开放面，另一侧设置限位块，下模组件的下模座通过滑入式安装方式，从滑入空间的开放面滑入滑入空间内经限位块阻挡限位；特别地，为固定下模座，本发明在滑入空间的两侧下部分别设有两安装槽，安装槽在竖直方向上与安装导条的内侧的滑入空间对应，且顶部为开放结构；安装槽内水平插设有支撑条，支撑条的顶部间隔设有多个滚珠安装槽，滚珠安装槽内可活动地嵌设有支撑滚珠，支撑滚珠从安装槽的顶部开口伸出至滑入空间内，当下模座滑入时压住支撑滚珠，并在支撑滚珠上滑动，基于实际制造中金属材质的下模座重量重，通过该种滚动方式将静摩擦转换为滚动摩擦，能有效减少滑入时的摩擦力，既能减少摩擦，方便拆装，又可减少磨损。特别地，本发明的支撑条端部下方采用倾斜顶升面设计，在支撑条的外端分别设有顶起气缸，顶起气缸的输出端水平延伸并连接有顶部设有斜面的顶块，顶起气缸驱动顶块水平朝支撑条方向运动时，顶块通过斜面接触支撑条底部的倾斜斜面，将水平推力转换为向上的顶升力，从而使支撑条带动支撑滚珠向上顶起下模座，使下模座抵住上方的压块，实现位置固定。

本发明的实施例只是介绍其具体实施方式，不在于限制其保护范围。本行业的技术人员在本实施例的启发下可以作出某些修改，故凡依照本发明专利范围所做的等效变化或修饰，均属于本发明专利权利要求范围内。

Claims (11)

1.一种极片裁切、取料及除尘装置，其特征在于：包括支架（1）、上模动力组件、上模组件、下模组件、除尘座（31）及取料组件，其中，上述支架（1）为矩形架体结构，支架（1）内部为安装空间；上述上模动力组件设置于支架（1）顶部，且输出端穿过支架（1）的顶壁延伸至安装空间内；上述上模组件及下模组件上下对应地设置在安装空间内，上模组件与下模组件之间形成物料传输空间，待裁切的极片带（0）穿过物料传输空间，上模动力组件驱动上模组件下降从极片带（0）上裁切形成所需极片；上述除尘座（31）水平设置在下模组件下方，并与下模组件上下贯通；上述取料组件设置于除尘座（31）的下方，取料组件由下而上穿过除尘座（31），经除尘座（31）第一次除尘后，接取裁切后的极片，并带动极片下降穿过除尘座（31）进行第二次除尘后下料；

所述支架（1）内设置有两条安装槽，安装槽的两端分别贯通支架（1）底板的对应两侧壁，且安装槽的顶面开放；

所述下模组件包括下模座（14），上述下模座（14）水平设置在支架（1）的安装空间内，并可拆卸地安装在支架（1）的底板上；

所述下模组件通过安装组件安装在支架（1）内；所述安装组件包括顶起气缸（20）、顶块（21）及支撑条（22）；

所述支撑条（22）包括二条，两支撑条（22）分别插设在两条安装槽内，支撑条（22）的端部下侧设有倾斜顶升面；上述顶起气缸（20）设置在安装槽的端部外侧，且输出端水平延伸至安装槽内；上述顶块（21）连接在顶起气缸（20）的输出端上，且顶块（21）的顶部设有倾斜角与倾斜顶升面相同的斜面，顶起气缸（20）驱动顶块（21）从外侧插入支撑条（22）的下方，经顶块（21）的斜面及支撑条（22）的倾斜顶升面将支撑条（22）上顶下模座（14），使下模座（14）向上压紧连接于支架（1）上并水平延伸至下模座（14）上方的压块；

所述的除尘座（31）包括座体（311）、通孔（312）、吹气槽（313）、导气槽（314）及出气槽（315），其中，上述座体（311）为水平板体结构；上述导气槽（314）为沉槽结构，导气槽（314）沿座体（311）表面向下凹陷；上述通孔（312）开设在导气槽（314）内，并上下贯通导气槽（314）；上述吹气槽（313）设置在通孔（312）的一侧，并与通孔（312）连通；上述出气槽（315）设置在通孔（312）的另一侧，并与导气槽（314）及通孔（312）连通，出气槽（315）的外侧与设置于下模座（14）底部的出尘罩（24）连通。

2.根据权利要求1所述的极片裁切、取料及除尘装置，其特征在于：所述的上模动力组件包括电机（4）、传动支板（6）、传动杆（5）、传动座（7）及连接块（8），其中，上述电机（4）设置在支架（1）的顶板上；上述传动支板（6）竖直连接在支架（1）的顶板上，并延伸至安装空间内，电机（4）的输出轴可转动地水平插设在传动支板（6）上；上述传动座（7）沿竖直方向可滑动地连接在传动支板（6）的一侧；上述传动杆（5）套设在电机（4）的输出轴上，且与传动座（7）连接，输出轴通过传动杆（5）驱动传动座（7）升降运动；上述连接块（8）设置在传动座（7）的底部，连接块（8）与上模组件连接，以便驱动上模升降运动。

3.根据权利要求2所述的极片裁切、取料及除尘装置，其特征在于：所述的上模组件包括上模（9）及上模限位子柱（12），其中，上述上模（9）水平连接在连接块（8）下部，上模（9）的底部设有模切块；上述上模限位子柱（12）包括至少二根，上模限位子柱（12）竖直设置在上模（9）的底部。

4.根据权利要求3所述的极片裁切、取料及除尘装置，其特征在于：所述的下模组件还包括上模限位母柱（13）、下模（17）、取料导套（18）及取料限位母座（19），其中，上述下模（17）水平设置在下模座（14）上，下模（17）中部开设有上下贯通的模切槽，上模（9）的模切块朝模切槽方向向下模切极片带，形成片状极片；上述上模限位母柱（13）包括至少二根，上模限位母柱（13）竖直设置在下模座（14）上，并与上模限位子柱（12）竖直对应设置；上述取料导套（18）包括至少二个，取料导套（18）嵌设在下模座（14）上；上述取料限位母座（19）包括至少二个，取料限位母座（19）为U型支架结构，取料限位母座（19）倒扣设置在下模座（14）上，其下方位置对应开设有贯穿下模座（14）的通孔。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的极片裁切、取料及除尘装置，其特征在于：所述的安装组件还包括安装导条（15）、限位块（16）及支撑滚珠（23），其中，上述安装导条（15）包括二条，两安装导条（15）平行间隔地设置在支架（1）的底板上，两者之间形成滑入空间，下模座（14）经滑入空间的一侧滑入安装；上述限位块（16）包括至少二块，限位块（16）设置在滑入空间的另一侧，下模座（14）沿安装导条（15）滑入安装后，经限位块（16）限位。

6.根据权利要求5所述的极片裁切、取料及除尘装置，其特征在于：所述两条安装槽分别对应设置于上述安装导条（15）的内侧；上述支撑条（22）上间隔开设有至少二个滚珠安装槽，上述支撑滚珠（23）包括至少二个，支撑滚珠（23）可转动地设置在滚珠安装槽内，且顶部延伸至滚珠安装槽外；支撑条（22）上顶时，支撑滚珠（23）抵住下模座（14）的底面，支撑承载下模座（14），以便下模座（14）安装时通过支撑滚珠（23）滚动滑入。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的极片裁切、取料及除尘装置，其特征在于：所述的取料组件包括取料支架（10）、取料气缸（11）、取料滑杆（25）、取料升降座（26）、取料升降板（27）、取料吸座（28）、取料导杆（29）、取料限位子柱（30），其中，上述取料支架（10）连接在支架（1）的底板下方；上述取料气缸（11）竖直设置在取料支架（10）的底部，且输出端穿过取料支架（10）向上延伸；上述取料升降座（26）设置在取料支架（10）内，取料气缸（11）的输出端连接在取料升降座（26）的底部；上述取料滑杆（25）包括至少二根，取料滑杆（25）竖直连接在取料升降座（26）的底部，且沿竖直方向自由穿过取料支架（10）；上述取料升降板（27）水平设置在取料升降座（26）的顶部；上述取料吸座（28）包括至少二个，取料吸座（28）设置在取料升降板（27）上，且其表面布设有至少二个真空吸孔，以便吸附固定裁切后的极片。

8.根据权利要求7所述的极片裁切、取料及除尘装置，其特征在于：所述的取料导杆（29）包括至少二根，取料导杆（29）竖直设置在取料升降板（27）上，取料时，取料导杆（29）向上穿入取料导套（18）内，以便导向限位；上述取料限位子柱（30）包括至少二根，取料限位子柱（30）竖直设置在取料升降板（27）上，并与取料限位母座（19）上下对应设置，取料时，取料限位子柱（30）穿过下模座的通孔抵住取料限位母座（19）。

9.根据权利要求8所述的极片裁切、取料及除尘装置，其特征在于：所述取料吸座（28）上下穿过通孔（312）时，吹气槽（313）吹出高压气体经过通孔（312）对取料吸座（28）表面或极片进行除尘后，经出气槽（315）及出尘罩（24）导出。

10.根据权利要求1所述的极片裁切、取料及除尘装置，其特征在于：还包括纠偏组件，纠偏组件包括二套，分别设置于支架（1）的两侧，纠偏组件包括支板、纠偏电机（2）及纠偏连接座（3），其中，上述支板水平设置在支架（1）下方，支架（1）的底板通过滑轨可滑动地连接在支板上；上述纠偏电机（2）设置于支板上，且输出端连接有丝杆；上述纠偏连接座（3）套设在丝杆上，并与丝杆螺纹连接，纠偏连接座（3）的侧部与支架（1）的底板固定连接，纠偏电机（2）通过丝杆及纠偏连接座（3）驱动支架（1）整体直线移动，进行位置纠偏。

11.一种如权利要求1至10中任一项所述的极片裁切、取料及除尘装置的极片裁切落料及取料除尘工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：

S1、上下模安装：上模组件安装在上模动力组件上，下模组件滑入安装至支架底板的滑入空间内，经下方的支撑滚珠滚动滑入，并经限位块阻挡限位后，顶起气缸驱动支撑条带动支撑滚珠向上顶起下模组件的下模座，使下模座抵住下模座上方的压块固定；

S2、极片传输：步骤S1中上模组件及下模组件安装完成后，带状的极片沿水平方向直线穿过上模组件和下模组件之间的间隙空间；

S3、裁切落料：步骤S2中带状极片穿过间隙空间后，上模动力组件驱动上模下降，使上模组件的模切块抵住带状极片后沿着下模组件的模切槽将所需单片极片从带状极片上裁切，裁切后的单片极片落料至模切槽；

S4、第一次清洁：设置于下模组件下方的取料组件向上穿过水平设置于下模座下方的除尘座时经除尘座进行表面除尘；

S5、吸料取料：步骤S4中取料组件的取料吸座进行第一次除尘后继续向上进入模切槽内，并运动至极限位置将步骤S3中裁切落料的单片极片水平吸附取出；

S6、第二次清洁：步骤S5中取料吸座吸附单片极片后带动其向下运动，经过除尘座时，经除尘座对极片表面进行第二次清洁，并下料。