CN114280065A - 极片处理装置及叠片机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种极片处理装置及叠片机。极片处理装置包括极片承载部、定位机构、纠偏机构、平移机构及检测机构；定位机构被配置为对极片承载部上承载的极片进行定位；纠偏机构被配置为根据定位机构的定位信息带动极片承载部移动；平移机构被配置为带动极片承载部经过检测机构；检测机构被配置为对经过的极片承载部上的极片进行连续检测，检测完成后的极片被送到后道工序进行叠片。极片处理装置可自动化地完成对极片的检测，提高检测效率。叠片机通过配置极片处理装置对裁切后的极片的边缘进行自动化的检测，可提高极片的抽检频率，降低两次抽检之间电芯数量；在检测出极片有问题后，电芯返工的数量较低，可提高电芯的生产效率。

Description

极片处理装置及叠片机

技术领域

本发明涉及锂电池电芯生产设备，具体地说是一种极片处理装置及叠片机。

背景技术

在叠片式锂电池电芯的生产过程中，极片会经过切刀进行裁切。由于切刀损耗或者其他原因，导致裁切后的极片边缘会产生毛刺。而毛刺的存在可能会导致电芯在后期热压过程中戳穿隔膜导致短路等情况，所以会设置有极片边缘检测工序。

传统的极片边缘检测方法是定时由人工随机选一片裁切完成的极片，人工在显微镜下检测，如果有问题就将前次检测后至本次检测前的电芯都进行检测甚至返工。这种检测方法因返工电芯数量多，导致电芯生产效率低下。

发明内容

本发明针对现有的叠片机检测极片毛刺效率低的问题，提供一种检测效率高的极片处理装置及叠片机。

第一方面，本发明提供了一种极片处理装置，包括极片承载部、定位机构、纠偏机构、平移机构及检测机构；其中：极片承载部被配置为承载裁切后的需要检测的极片；定位机构被配置为对极片承载部上承载的极片进行定位；纠偏机构被配置为根据定位机构的定位信息带动极片承载部移动，使极片承载部上的极片的位置符合预定要求；平移机构被配置为带动极片承载部经过检测机构；检测机构被配置为对经过的极片承载部上的极片进行连续检测，检测完成后的极片被送到后道工序进行叠片。

通过定位机构对需要检测的极片进行定位，通过纠偏机构对经过定位机构定位的极片进行位置调整，通过平移机构将位置调整后的极片送到检测机构进行检测，可自动化地完成对裁切后的极片进行检测，提高检测效率。

进一步地，定位机构包括第一光源、光源移动机构及第一相机，第一光源安装在光源移动机构上，第一相机安装在极片定位工位的上方；当极片位于极片定位工位时，光源移动机构带动第一光源移动到极片承载部的下方，第一相机对极片承载部上的极片进行拍照。

通过配置有光源移动机构的第一光源为定位机构提供光源，可在需要照明时才移动光源，可避免固定的光源对其它部件产生干涉。

进一步地，纠偏机构包括横向调节机构、纵向调节机构及角度调节机构，横向调节机构、纵向调节机构以及角度调节机构被配置为分别带动极片承载部进行横向、纵向及角度三个方向的调节。

通过纠偏机构对极片进行横向、纵向及角度三个方向的调节来保证极片的位置符合规定，避免对后道工序产生影响。

进一步地，纠偏机构包括第一调节机构、第二调节机构及第三调节机构，第一调节机构与第二调节机构平行设置并被配置为带动极片承载部进行横向和角度方向的调节，第三调节机构与第一调节机构相互垂直，第三调节机构被配置为带动极片承载部进行纵向方向的调节。

通过纠偏机构对极片进行横向、纵向和角度三个方向的调节来实现极片位置的调节，结构简单，可降低成本。

进一步地，纠偏机构还包括升降机构，升降机构被配置带动极片承载部升降。

当极片上料位与检测位不在同一高度时，可通过升降机构带动极片承载部升降，使极片承载部与极片上料位和检测位分别对齐，便于极片的上料与平移。

进一步地，平移机构包括两条平行布置的滑轨及水平驱动机构，纠偏机构滑动配合在两条滑轨上，水平驱动机构驱动纠偏机构沿着滑轨移动。

通过水平驱动机构驱动纠偏机构沿着滑轨移动，可实现极片的平稳平移。

进一步地，检测机构包括第一边检测组件及第二边检测组件，第一边检测组件与第二边检测组件分别检测极片的两条相对的被检边。

通过第一边检测组件与第二边检测组件可实现对极片的两条相对的被检边同时进行检测，进一步提高检测效率。

进一步地，第一边检测组件与第二边检测组件均包括横向毛刺拍照部及竖向毛刺拍照部；横向毛刺拍照部与竖向毛刺拍照部分别检测极片的一条被检边上的横向毛刺与竖向毛刺。

通过横向毛刺拍照部与竖向毛刺拍照部可对极片的一条被检边上的横向毛刺与竖向毛刺同时进行检测，检测效率高。

进一步地，横向毛刺拍照部包括相对布置的第二相机及第二光源，第二相机与第二光源分别布置在极片的横向毛刺被检位置的两侧；竖向毛刺拍照部包括相对布置的第三相机及第三光源，第三相机与第三光源分别布置在极片的竖向毛刺被检位置的两侧。

通过合理布置相机与光源的位置，分别实现横向毛刺与竖向毛刺的检测，可合理利用检测现场的空间。

进一步地，第三相机与第三光源的连线倾斜通过极片的竖向毛刺被检位置。

通过倾斜布置检测极片的竖向毛刺的第三相机与第三光源，可缩小检测机构的体积，使设备结构紧凑。

第二方面，本发明提供了一种叠片机，包括隔膜输送装置、极片供料装置、叠片装置及如上述第一方面中任意一项的极片处理装置；其中：隔膜输送装置被配置为向叠片装置输送隔膜；极片供料装置被配置为将裁切后的极片输送到极片处理装置；极片处理装置被配置为检测极片；叠片装置被配置为将隔膜与经过极片处理装置检测的极片交替层叠。

叠片机通过配置极片处理装置对裁切后的极片的边缘进行自动化的检测，可提高极片的抽检频率，降低两次抽检之间电芯数量；在检测出极片有问题后，电芯返工的数量较低，可提高电芯的生产效率。

附图说明

图1为本发明中的极片处理装置的一种可选实施例的立体结构示意图。

图2为图1所示极片处理装置中的检测机构的立体结构示意图。

图3为图2的主视图。

图4为图3的后视图。

图5为图3的俯视图。

图6为图2所示检测机构的工作原理示意图。

图1～图6中，包括：

极片处理装置1；

极片承载部10、承载台11；

定位机构20、第一光源21、光源移动机构22、第一相机23；

纠偏机构30、升降机构31；

平移机构40、滑轨41、水平驱动机构42；

检测机构50、第一边检测组件51、第二边检测组件52、横向毛刺拍照部53、第二相机531、第二光源532、竖向毛刺拍照部54、第三相机541、第三光源542；

极片100、第一边101、第二边102、横向毛刺103、竖向毛刺104。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供了一种极片处理装置1，用于在叠片式锂电池电芯的生产过程中对裁切后的极片进行边缘检测。

该极片处理装置1主要包括极片承载部10、定位机构20、纠偏机构30、平移机构40及检测机构50。

极片承载部10被配置为承载裁切后的需要检测的极片100。极片承载部10包括承载台11，承载台11表面还设有用于吸附极片100的吸附孔。

定位机构20被配置为对极片承载部10上承载的极片100进行定位。具体地，定位机构20通过对承载台11上的极片100进行拍照定位。

作为一种可选的实施方式，定位机构20安装在极片承载部10的一侧，其包括第一光源21、光源移动机构22及第一相机23，第一光源21安装在光源移动机构22上，第一相机23安装在极片定位工位的上方。当极片100位于极片定位工位时，即当极片100被移动到第一光源21与第一相机23之间时，光源移动机构22带动第一光源21移动到极片承载部10的下方，第一相机23对极片承载部10承载台11上的极片100进行拍照。

通过配置有光源移动机构22的第一光源21为定位机构20提供光源，可在需要照明时才移动光源，可避免固定的光源对其它部件产生干涉。

在该实施方式中，光源移动机构22可以采用现有技术中的任意一种结构。图1所示的光源移动机构22采用气缸与导轨的结构。第一光源21通过支架安装在气缸的活塞杆上，同时，第一光源21的支架滑动配合在导轨上，气缸动作带动第一光源21沿着导轨来回移动。

在其中的一个实施例中，第一光源21与第一相机23可以设置为两组。通过两组相机协同拍照，可以更精确地对极片进行定位。

在定位机构20对极片100进行拍照定位后，纠偏机构30被配置为根据定位机构20的定位信息带动极片承载部10移动，使极片承载部10上的极片100的位置符合预定要求。

作为一种可选的实施方式，纠偏机构30可以有以下两种结构。

纠偏机构30的第一种结构，包括横向调节机构、纵向调节机构及角度调节机构，横向调节机构、纵向调节机构以及角度调节机构被配置为分别带动极片承载部10进行横向、纵向及角度三个方向的调节。具体地，可以设置X、Y、θ三个方向的三个电机，分别对横向、纵向及角度这三个方向进行调节。

通过纠偏机构30对极片进行横向、纵向及角度三个方向的调节来保证极片的位置符合规定，避免对后道工序产生影响。

纠偏机构30的第二种结构，包括第一调节机构、第二调节机构及第三调节机构，第一调节机构与第二调节机构平行设置并被配置为带动极片承载部10进行横向和角度方向的调节，第三调节机构被配置为带动极片承载部10进行纵向方向的调节。具体地，两个X方向的平移组件走不一样的位置也能达到旋转的效果，通过设置两个平行的X方向平移组件和一个Y方向平移组件进行横向、竖向和角度三个方向的调节，图中所示采用的是第二种结构。

通过纠偏机构30对极片进行横向、纵向和角度三个方向的调节来实现极片位置的调节，结构简单，可降低成本。

在该实施方式中，当极片上料位与检测位不在同一高度时，纠偏机构30还可以包括升降机构31，升降机构31被配置带动极片承载部10升降。

可通过升降机构31带动极片承载部10升降，使极片承载部10与极片上料位和检测位分别对齐，便于极片的上料与平移。

升降机构31可以采用现有技术中的任意一种结构。在其中的一个实施例中，升降机构31采用直线电机与导轨结构。纠偏机构30的支座安装在直线电机的活动部件上，同时纠偏机构30的支座滑动配合在竖向的导轨上，直线电机动作，带动纠偏机构30升降，并进而带动安装在纠偏机构30上的极片承载部10升降。

极片100经过纠偏机构30纠偏后，接着被平移机构40带动。平移机构40被配置为带动极片承载部10经过检测机构50的下方，以便检测机构50可以对极片100进行检测。

作为一种可选的实施方式，平移机构40包括两条平行布置的滑轨41及水平驱动机构42，纠偏机构30滑动配合在两条滑轨41上，水平驱动机构42驱动纠偏机构30沿着滑轨41移动。

通过水平驱动机构42驱动纠偏机构30沿着滑轨41移动，可实现极片的平稳平移。

在该实施方式中，水平驱动机构42可以采用电机、气缸或者油缸。

极片100被平移机构40带到检测机构50下方的检测工位时，在此工位进行检测。检测机构50被配置为对经过的极片承载部10上的极片进行连续检测，检测完成后的极片被送到后道工序进行叠片。

作为一种可选的实施方式，如图2～图5所示，检测机构50包括第一边检测组件51及第二边检测组件52，第一边检测组件51与第二边检测组件52分别检测极片100的两条相对的被检边。如图6所示，极片100的两条相对的被检边分别是第一边101和第二边102。

通过第一边检测组件51与第二边检测组件52可实现对极片的两条相对的被检边同时进行检测，进一步提高检测效率。

在该实施方式中，第一边检测组件51与第二边检测组件52均包括横向毛刺拍照部53及竖向毛刺拍照部54；横向毛刺拍照部53与竖向毛刺拍照部54分别检测极片100的一条被检边上的横向毛刺103与竖向毛刺104，如图6所示。

通过横向毛刺拍照部53与竖向毛刺拍照部54可对极片的一条被检边上的横向毛刺103与竖向毛刺104同时进行检测，检测效率高。

在其中的一个实施例中，横向毛刺拍照部53包括相对布置的第二相机531及第二光源532，第二相机531与第二光源532分别布置在极片100的横向毛刺103被检位置的两侧；竖向毛刺拍照部54包括相对布置的第三相机541及第三光源542，第三相机541与第三光源542分别布置在极片100的竖向毛刺104被检位置的两侧。

通过合理布置相机与光源的位置，分别实现横向毛刺103与竖向毛刺104的检测，可合理利用检测现场的空间。

如图6所示，可选地，第三相机541与第三光源542的连线倾斜通过极片100的竖向毛刺104被检位置。

通过倾斜布置检测极片的竖向毛刺104的第三相机541与第三光源542，可缩小检测机构50的体积，使设备结构紧凑。

图6中显示了两种毛刺类型，极片100的每个边都进行这两个方向的检测，图中有相机未画出，只做参考，当毛刺的长度超过一定阈值(预先设定好)，就会被检测出来，报警NG。

如图5所示，斜对角的两个相机(即第二相机531和第三相机541)为一组，对极片100的一条边进行检测。相机和光源的位置可以根据实际的毛刺偏移位置进行调整，也可以交换位置。

如图1所示，本发明中的极片处理装置1通过定位机构20对需要检测的极片100进行定位，通过纠偏机构30对经过定位机构20定位的极片100进行位置调整，通过平移机构40将位置调整后的极片100送到检测机构50进行检测，可自动化地完成对极片100的检测，提高检测效率。

极片处理装置1的工作过程如下：

1、搬运机构将裁切好的多片极片100中的一片放置在极片承载部10的承载台11上；

2、第一光源21运动到极片100下方，第一相机23对极片100进行拍照定位；

3、纠偏机构30根据第一相机23的定位结果带动承载台11运动，对极片100进行规整；

4、平移机构40带动承载台11平移，经过检测机构50，再回到原位；

5、检测机构50连续拍照，对运动中的极片100连续检测，检测极片100被裁切处的切口情况。

本发明还提供了一种叠片机，包括隔膜输送装置、极片供料装置、叠片装置及如上所述的极片处理装置1；其中：隔膜输送装置被配置为向叠片装置输送隔膜；极片供料装置被配置为将裁切后的极片输送到极片处理装置1；极片处理装置1被配置为检测极片；叠片装置被配置为将隔膜与经过极片处理装置1检测的极片交替层叠。叠片完成的电芯单元被送到热压装置进行热压。

叠片机通过配置极片处理装置1对裁切后的极片的边缘进行自动化的检测，可提高极片的抽检频率，降低两次抽检之间电芯数量；在检测出极片有问题后，电芯返工的数量较低，可提高电芯的生产效率。

上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。

Claims (11)

1.一种极片处理装置，其特征在于，所述极片处理装置包括极片承载部、定位机构、纠偏机构、平移机构及检测机构；其中：

所述极片承载部被配置为承载裁切后的需要检测的极片；

所述定位机构被配置为对所述极片承载部上承载的极片进行定位；

所述纠偏机构被配置为根据所述定位机构的定位信息带动所述极片承载部移动，使所述极片承载部上的极片的位置符合预定要求；

所述平移机构被配置为带动所述极片承载部经过所述检测机构；

所述检测机构被配置为对经过的所述极片承载部上的极片进行连续检测，检测完成后的极片被送到后道工序进行叠片。

2.根据权利要求1所述的极片处理装置，其特征在于，所述定位机构包括第一光源、光源移动机构及第一相机，所述第一光源安装在所述光源移动机构上，所述第一相机安装在极片定位工位的上方；当所述极片位于所述极片定位工位时，所述光源移动机构带动所述第一光源移动到所述极片承载部的下方，所述第一相机对所述极片承载部上的极片进行拍照。

3.根据权利要求1所述的极片处理装置，其特征在于，所述纠偏机构包括横向调节机构、纵向调节机构及角度调节机构，所述横向调节机构、所述纵向调节机构以及所述角度调节机构被配置为分别带动所述极片承载部进行横向、纵向及角度三个方向的调节。

4.根据权利要求1所述的极片处理装置，其特征在于，所述纠偏机构包括第一调节机构、第二调节机构及第三调节机构，所述第一调节机构与所述第二调节机构平行设置并被配置为带动所述极片承载部进行横向和角度方向的调节，所述第三调节机构与所述第一调节机构相互垂直，所述第三调节机构被配置为带动所述极片承载部进行纵向方向的调节。

5.根据权利要求3或4所述的极片处理装置，其特征在于，所述纠偏机构还包括升降机构，所述升降机构被配置带动所述极片承载部升降。

6.根据权利要求1所述的极片处理装置，其特征在于，所述平移机构包括两条平行布置的滑轨及水平驱动机构，所述纠偏机构滑动配合在两条所述滑轨上，所述水平驱动机构驱动所述纠偏机构沿着所述滑轨移动。

7.根据权利要求1所述的极片处理装置，其特征在于，所述检测机构包括第一边检测组件及第二边检测组件，所述第一边检测组件与所述第二边检测组件分别检测所述极片的两条相对的被检边。

8.根据权利要求7所述的极片处理装置，其特征在于，所述第一边检测组件与所述第二边检测组件均包括横向毛刺拍照部及竖向毛刺拍照部；所述横向毛刺拍照部与所述竖向毛刺拍照部分别检测所述极片的一条被检边上的横向毛刺与竖向毛刺。

9.根据权利要求8所述的极片处理装置，其特征在于，所述横向毛刺拍照部包括相对布置的第二相机及第二光源，所述第二相机与所述第二光源分别布置在所述极片的横向毛刺被检位置的两侧；

所述竖向毛刺拍照部包括相对布置的第三相机及第三光源，所述第三相机与所述第三光源分别布置在所述极片的竖向毛刺被检位置的两侧。

10.根据权利要求9所述的极片处理装置，其特征在于，所述第三相机与所述第三光源的连线倾斜通过所述极片的竖向毛刺被检位置。

11.一种叠片机，其特征在于，所述叠片机包括隔膜输送装置、极片供料装置、叠片装置及如权利要求1-10中任意一项所述的极片处理装置；其中：

所述隔膜输送装置被配置为向所述叠片装置输送隔膜；

所述极片供料装置被配置为将裁切后的极片输送到所述极片处理装置；

所述极片处理装置被配置为检测所述极片；

所述叠片装置被配置为将所述隔膜与经过所述极片处理装置处理的极片交替层叠。

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