CN116142874B - 一种电池隔膜分切收卷装备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池隔膜加工设备技术领域，具体公开了一种电池隔膜分切收卷装备，包括机箱、放卷装置、收卷装置、分切装置、控制装置和导料辊，分切装置包括支撑辊和辊刀架，辊刀架中设置有刀辊，刀辊上活动设置有刀片组件，刀辊中设置有对刀片组件进行固定的涨紧固定机构，机箱中设置有调刀装置，调刀装置包括与刀辊平行设置的纵向条臂，纵向条臂下端的移动槽中设置有移动块，纵向条臂的一端设置驱动单元，移动块的下端连接有夹板块，纵向条臂的一端设置有与夹板块相对齐的测距传感器；本发明有效解决了现有分切设备需要人工调刀存在操作繁琐、劳动强度大的问题，而且能够保证将调刀尺寸偏差控制在极小的偏差内，有效提高对电池隔膜的分切精度。

Description

一种电池隔膜分切收卷装备

技术领域

本发明涉及电池隔膜加工设备技术领域，具体公开了一种电池隔膜分切收卷装备。

背景技术

在现有的湿法隔膜生产过程中，经过双向拉伸后生产出来的隔膜横向宽幅基本都超过4米以上，因此需要使用分切设备对宽幅隔膜按客户尺寸需求进行分切加工。目前大多数电池隔膜的分切是由食品包装材料分切机改造而成，此类设备精度不够，张力控制不稳定，对隔膜分切质量造成较大的影响。此外，由于各类电池厂家对电池隔膜的宽幅需求不同，需要作业人员频繁进入分切设备内部进行调刀操作，其不仅劳动强度大，而且人工调刀的尺寸精度因人而异，当新手员工进行调刀时会出现尺寸偏差较大的情况。

申请号为202221960482.1的实用新型专利就公开了一种锂电池隔膜分切机，包括第一安装座、第二安装座和第三安装座，第一安装座、两个第二安装座和四个第三安装座均安装在底座上，第一安装座位于底座一侧中部，第二安装座位于第一安装座一侧两端，第三安装座位于第二安装座和第一安装座之间，第三安装座对称安装在底座两侧；将刀片夹在两个夹座之间，然后将刀片和夹座在切辊上滑动，调整相邻刀片间的间距以及刀片的数量。该实用新型专利公开的锂电池隔膜分切机在对电池隔膜进行分切时，其调刀过程需要人工手动操作，存在劳动强度大、人工调刀尺寸偏差较大的情况。另外，该锂电池隔膜分切机中并无设置电池隔膜张力检测以及动态调节装置，而由于电池隔膜自身特性，分切过程中其张力大小严重影响了分切表面质量，因此使用该分切机对电池隔膜进行分切加工，会存在宽幅精度不佳、分切表面质量较差的问题。鉴于现有锂电池隔膜分切机的上述不足，本申请提出了一种能够有效解决上述技术问题的电池隔膜分切收卷装备。

发明内容

本发明旨在于提供了一种电池隔膜分切收卷装备，以实现在应对不同宽幅需求的电池隔膜进行分切时，可以自动对刀片进行调整位置，同时还能够在电池隔膜分切过程中可以对隔膜张力进行实时检测及动态调节，保证电池隔膜的分切表面质量。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种电池隔膜分切收卷装备，包括机箱、放卷装置、收卷装置、分切装置、控制装置和若干导料辊，所述收卷装置、分切装置及若干导料辊均设置在机箱内部，所述分切装置包括支撑辊和辊刀架，所述辊刀架中设置有在分切位置和调刀位置之间进行旋转切换的刀辊，所述刀辊上活动设置有若干刀片组件，所述刀辊中设置有对刀片组件进行固定的涨紧固定机构；

位于所述调刀位置正上方的机箱中设置有调刀装置，所述调刀装置包括与刀辊平行设置的纵向条臂，所述纵向条臂下端的移动槽中设置有移动块，所述纵向条臂的一端设置有实现移动块前后移动的驱动单元，所述移动块的下端连接有夹板块，且夹板块上开设有用于转入刀片组件的夹槽，所述纵向条臂的一端设置有与夹板块相对齐的测距传感器。

本发明提供的电池隔膜分切收卷装备在应对不同宽幅的电池隔膜分切加工时，将刀辊从分切位置切换至调刀位置以解除涨紧固定机构对刀片组件的固定作用，此时可利用调刀装置逐个将刀片组件移动至设定位置，并在刀片组件移动过程中利用测距传感器实时反馈刀片组件的精准位置，当所有刀片组件位置调整完成后再切换至分切位置将所有刀片组件进行固定。整个电池隔膜分切收卷装备不仅实现了分切装置的自动调刀，而且通过测距传感器实时反馈刀片组件的调节位置，能够将调刀尺寸偏差控制在极小的偏差内，从而提高对电池隔膜的分切精度。

作为上述方案的具体设置，所述辊刀架的前后两端转动设置有摆杆，所述刀辊的两端与摆杆相连接，所述辊刀架中设置有用于实现摆杆转动的伸缩驱动件。上述为实现刀辊在分切位置和调刀位置之间进行旋转切换的一种具体实施方案，利用伸缩驱动件的作用来驱动摆杆绕定点进行旋转，然后在摆杆的作用下实现刀辊位置的旋转切换。

作为上述方案的具体设置，所述涨紧固定机构包括设置在刀辊内腔中的轴向中心杆，所述轴向中心杆的一端与刀辊内腔端壁之间设置有第一弹簧，另一端伸出刀辊设置，所述机箱中固定设置有与轴向中心杆外端相抵接的弧形凸块，所述弧形凸块的形状与刀辊运动的轨迹相重合，且弧形凸块位于分切位置的厚度大于位于调刀位置的厚度设置，位于所述刀辊内腔中的轴向中心杆上设置有若干挤压推动块，所述挤压推动块上滑动连接有径向伸出刀辊外圆面的涨紧条。上述为涨紧固定机构的一种具体设计方案，利用刀辊在旋转切换过程中轴向中心杆外端与弧形凸块之间的抵接作用，使得轴向中心杆能够轴向移动，然后在轴向中心杆移动的过程中通过挤压推动块与涨紧条之间的作用可实现所有涨紧条的同步外扩或同步内缩，利用向外扩展运动的涨紧条将刀片组件进行涨紧固定。

作为上述方案的具体设置，所述刀片组件包括套设在刀辊上的刀环座，所述刀环座上的刀库中固定安装有刀片，所述刀环座的内圈开设有与涨紧条相匹配的涨紧口。上述为刀片组件的一种具体设计方案，将涨紧条与涨紧口相配合能够防止刀片组件发生转动，而且两者配合作用能够将刀环座进行涨紧固定，进而实现整个刀片组件的固定。

作为上述方案的具体设置，所述驱动单元包括设置在移动槽中的丝杆，所述丝杆的一端连接有丝杆电机，所述移动块上开设有与丝杆相匹配的螺纹孔。上述为驱动单元的一种具体设计方式，通过控制装置来实现丝杆电机的正反转以及启动，再通过丝杆与螺纹孔之间的传动来实现移动块的定向移动。

作为上述方案的进一步设置，位于所述放卷装置与分切装置之间的机箱中设置有张力检测及动态调节装置，位于所述张力检测及动态调节装置的进料端设置有厚度检测装置。

作为上述方案的具体设置，所述张力检测及动态调节装置包括设置在机箱中且处于同一水平线上的两个定位导辊，两个所述定位导辊连接线的垂直面上设置有浮动辊，所述浮动辊前后两侧的机箱中开设有垂直设置的矩形槽，所述浮动辊的两端连接有与矩形槽相匹配的端块，所述端块通过弹簧连接有设置在矩形槽顶壁上的力传感器，所述矩形槽底壁上设置有电磁铁，且端块上设置有与电磁铁上下对齐的永磁铁。

作为上述方案的具体设置，所述厚度检测装置为垂直于电池隔膜设置的测厚仪，所述测厚仪、力传感器以及电磁铁均与控制装置电性连接。

上述方案是对电池隔膜分切收卷装备的进一步设计，利用厚度检测装置对分切前的电池隔膜厚度进行检测，并将检测结果实时反馈至控制装置中，然后控制装置再发出相应的控制指令来控制通入电磁铁中的电流大小，利用磁场力的作用来实现浮动辊的上下移动，进而达到调节张力的效果。同时，在浮动辊上下移动的过程中利用弹簧变形量以及力传感器的反馈信息可以动态获取浮动辊的位置，实现了浮动辊对电池隔膜张力的检测及动态调节。

作为上述方案的具体设置，所述收卷装置包括上下设置的第一收卷辊和第二收卷辊，所述第一收卷辊和第二收卷辊的位置处均设置有压辊；上述将第一收卷辊和第二收卷辊放在同一侧采用上下收卷，可方便操作者对于分切过程的外观检验，只需要在同一侧进行电池隔膜的外观巡查，减少员工来回走动，减少操作者的检验难度。

本发明具有如下有益效果：

本发明公开的电池隔膜分切收卷装备能够应对各种不同宽幅需求的电池隔膜分切时，能够自动对刀片的位置进行快速调节，而且在调节过程中能够实时对其位置进行检测控制，不仅有效解决了现有分切设备需要人工调刀存在操作繁琐、劳动强度大的问题，而且能够保证将调刀尺寸偏差控制在极小的偏差内，有效提高对电池隔膜的分切精度。

本发明还进一步在分切装置的上游设置有张力检测及动态调整装置，该装置再配合对电池隔膜的测厚数据来实时控制浮动辊的上下微调，通过浮动辊的上下移动，并结合两侧固定定位导辊的作用能够实时调整电池隔膜的张力，使得电池隔膜在分切时的张力大小始终维持在最佳范围内，有效提高了电池隔膜分切处的表面质量，而且通过张力动态调整能够避免电池隔膜牵引过程中发生偏移，保证了后续分切尺寸的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例1的平面结构示意图；

图2为本发明中刀辊、辊刀架、液伸缩杆等立体结构示意图；

图3为本发明中刀辊、刀片组件、弧形凸块等立体结构示意图；

图4为本发明中刀辊的立体剖面内部结构示意图；

图5为本发明中刀片组件的立体结构示意图；

图6为本发明中调刀装置的立体结构示意图；

图7为本发明实施例2的平面结构示意图；

图8为本发明实施例2中张力检测及动态调节装置的局部结构示意图；

图9为本发明实施例2中浮动辊、端块等立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1~9，并结合实施例来详细说明本申请。

实施例

实施例1公开了一种可以进行自动调刀的电池隔膜分切收卷装备，参考附图1，该设备的主体包括机箱1、放卷装置2、收卷装置3、分切装置4、调刀装置5和控制装置6。放卷装置2和控制装置6分别设置在机箱1的左右两侧，并将收卷装置3、分切装置4、调刀装置5均设置在机箱1的内部，同时在还在机箱1的内部设置有若干个导料辊7。在进行电池隔膜分切加工时，放卷装置2上的电池隔膜100在导料辊7的作用下牵引穿过分切装置4，经过分切后的电池隔膜100再在导料辊7的作用卷绕到收卷装置3上。

参考附图1和附图2，该分切装置4包括转动连接在机箱1内部的支撑辊401以及固定在机箱1底壁上的辊刀架402，在辊刀架402的前后两侧壁上端均转动连接有摆杆403，并在两个摆杆403的活动端之间连接有刀辊404。同时，还在辊刀架402的前后两端设置有液伸缩杆405，当然该液压伸缩杆405也由其他伸缩驱动件进行替代，并将液伸缩杆405的活动端与摆杆403转动连接，通过控制液伸缩杆405的伸长或缩短即可实现摆杆403、刀辊404的转动调节。

参考附图3和附图4，在刀辊404的内部沿其轴线方向开设有柱状空腔，并在刀辊404的圆周面上均匀设置有多个沿轴线方向设置的限位凸起406，并在限位凸起406的上表面开设有与柱状空腔相连通的轴向条形槽。在每个轴向条形槽的内部均设置有涨紧条407，该涨紧条407的外端伸出轴向条形槽设置且在其外表面设置有防滑纹，涨紧条407的内端伸入到柱状空腔中设置。

在柱状空腔的一端内壁通过第一弹簧408连接有轴向中心杆409，并且该轴向中心杆409的另一端伸出刀辊404设置。位于柱状空腔内部的轴向中心杆409上设置有若干个挤压推动块410，该挤压推动块410具体形状可选用圆台或多棱台状，然后还在挤压推动块410上开设有与每个涨紧条407相匹配的限位滑槽。在每个涨紧条407的内端设置有与限位滑槽相匹配的斜面滑口，使得当轴向中心杆409向第一弹簧408的一端移动时能够将所有的涨紧条407同步径向外移。为了实现刀辊404在分切位置处所有涨紧条407的径向外移，以及在调刀位置处所有涨紧条407的径向内缩，还在机箱1的内部固定设置有弧形凸块414，该弧形凸块414的形状与刀辊404随摆杆403转动的轨迹相重合，并且弧形凸块414的下端厚度要小于顶端厚度。在刀辊404随摆杆403从分切位置转动至调刀位置处时，其轴向中心杆409的外端与弧形凸块414之间的抵压力会随着弧形凸块414厚度的变小而逐渐减小，从而使得刀辊404中所有的涨紧条407径向内缩。另外，为了降低轴向中心杆409外端与弧形凸块414之间的磨损，还在轴向中心杆409的外端部连接有滚轮415，从而将接触摩擦改变为滚动摩擦。

参考附图2和附图5，在刀辊404上套设有若干个刀环座411，具体刀环座411在刀辊404上的间隔排布按电池隔膜的宽幅分切需求进行设置。在每个刀环座411上均设置有刀库412，并在每个刀库412中插设有刀片413，并且刀片413通过多个紧固螺栓固定在刀库412中。在刀环座411的内圈开设有与刀辊404上每个限位凸起406相匹配的滑口4111，并在滑口4111上开设有与涨紧条407相匹配的涨紧口4112。当需要将刀辊404上的刀片组件（即刀环座411、刀库412和刀片413）进行位置调节时，启动液伸缩杆405使其活塞杆伸长，然后在液伸缩杆405的作用下摆杆403带动刀辊404向上转动，并在刀辊404旋转过程中由于弧形凸块414的厚度逐渐变小，在第一弹簧408的作用下轴向中心杆409朝弧形凸块414的方向移动，此时刀辊404上的所有涨紧条407同步回缩，使得涨紧条407与刀环座411上涨紧口4112的挤压作用消失，进而使得刀辊404对刀片组件的固定作用解除，此时可将刀片组件沿着刀辊404的轴向进行任意移动调节。

参考附图1和附图6，调刀装置5设置在弧形凸块414顶端的正上方，其包括固定设置在机箱1中与刀辊404相平行的纵向条臂501，在纵向条臂501的下端开设有移动槽502，在移动槽502中转动设置有丝杆503，并在纵向条臂501的端部设置有与丝杆503相连接的丝杆电机504，具体的丝杆电机504可选用伺服电机，并将其与控制装置6电性连接，使其受控制装置6的控制作用进行启停。在移动槽502中设置有与之匹配的移动块505，并且移动块505上开设有与丝杆503相匹配的螺纹孔。然后在移动块505伸出移动槽502的下端连接有夹板块506，该夹板块506朝向刀片413的侧面上开设有夹槽5061，该夹槽5061的厚度略大于刀片413的厚度。在纵向条臂501的端部下表面设置有安装板507，该安装板507可设置在靠近丝杆电机504的一侧或者远离丝杆电机504的一侧，然后在安装板507上设置有测距传感器508，该测距传感器508优先选用高频率的激光测距传感器，并将其与控制装置6电性连接，同时测距传感器508与夹板块506要处于同一直线上设置。此外，控制装置6内部设置有相应的控制模块，其能够对测距传感器508反馈的信号进行处理，同时还能够发出控制指令使得丝杆电机504以及液伸缩杆405进行驱动，由于控制模块为现有技术，此处不做详细说明。

最后，收卷装置3包括上下设置的第一收卷辊301和第二收卷辊302，分条后的电池隔膜100错开分别卷绕到第一收卷辊301和第二收卷辊302上。在第一收卷辊301和第二收卷辊302位置处的机箱1中均转动连接有转动臂303，并在转动臂303的端部设置有与第一收卷辊301或第二收卷辊302搭配使用的压辊304。其中，压辊与304与第一收卷辊301或第二收卷辊302之间可采用接触式收卷或者间隙式收卷方式进行配合使用。同时，第一收卷辊301和第二收卷辊302放在同一侧采用上下收卷，可方便操作者对于分切过程的外观检验，只需要在同一侧进行电池隔膜的外观巡查，减少员工来回走动，减少操作者的检验难度。

本实施例1公开的电池隔膜分切收卷装备在初始状态下，所有的刀片组件均靠拢在测距传感器508的正下方，并且最外端的刀片组件与测距传感器508上下对齐，以此设为X轴的0点，其他刀片组件的坐标位置为n*D（n为除最外端的刀片组件为的任一刀片组件，D为刀环座411的宽度），当需要将刀片组件按分切需求进行位置调节时，作业人员向控制装置6输入各个刀片组件的坐标点X，然后控制装置6会控制丝杆电机504转动，将夹板块506移动至最内端刀片组件的正上方，然后控制液伸缩杆405使其伸长，从而使得刀辊404随摆杆403转动至顶端，此时刀片413转入到夹槽5061中，并且由于刀辊404对刀片组件的固定作用解除，此时再控制丝杆电机504转动使得夹板块506移动，并在移动过程中通过测距传感器508对其位置进行实时检测，直至将刀片组件移动至设定位置后才停止移动。

当第一个刀片组件移动至设定位置后，再控制液压伸缩杆405缩短，刀片413与夹板块506分离，此时再通过丝杆503与移动块505的作用将夹板块506移动至第二个刀片组件位置处，然后再重复上述动作将第二个刀片组件移动至设定位置，如此操作即可将所需的刀片组件挨个移动至设定位置，最后将刀辊404转动至分切位置处将所有刀片组件固定即可进行电池隔膜的分切操作。

实施例

实施例2公开了一种以实施例1中的技术方案为基础，在分切装置4与放卷装置2之间的机箱1中增设一套了张力检测及动态调节装置9，同时还在张力检测及动态调节装置9的进料端设置有厚度检测装置8，下面结合附图7、附图8和附图9对其进行详细说明。

本实施例2与实施例1相同之处不做再次说明，本实施例2中的张力检测及动态调节装置9包括转动连接在机箱1中的两个定位导辊901，并且定位导辊901处于同一水平线上设置。在两个定位导辊901连接线的垂直面上设置有浮动辊902，在浮动辊902前后两侧的机箱1内壁上开设有垂直设置的矩形槽903，在矩形槽903的上下两端分别设置有力传感器904和电磁铁905，并且力传感器904和电磁铁905均与控制装置6电性连接。

在浮动辊902前后两端的辊轴上转动连接有与矩形槽903相匹配的端块906，并在端块906的上表面设置有与力传感器904相连接的第二弹簧907，同时还在端块906的下表面设置有与电磁铁905上下对齐设置的永磁铁908。

最后，厚度检测装置8具体可选用测厚仪，并将测厚仪垂直于张力检测及动态调节装置9进料端的电池隔膜100设置。

本实施例2公开的电池隔膜分切收卷装备在入料端通过测厚仪对薄膜的厚度进行实时检测，并将检测结果实时反馈至控制装置6，控制装置6再根据检测的厚度信号来调整通入电磁铁905中的电流大小，进而调整电磁铁905产生的磁场强度，然后端块906在电磁铁905与永磁铁908之间的磁力作用下进行上下移动，进而带动浮动辊902上下移动来调节电池隔膜100的张力大小，使得电池隔膜的张力大小随着其自身厚度进行动态调节。

同时，在端块906上下移动的过程中会改变第二弹簧907的长度，进而改变第二弹簧907的弹性力，此时第二弹簧907的弹性力大小能够实时反馈至力传感器904上，然后力传感器904再将信号反馈至控制装置6，使得控制装置6能够实时获取浮动辊902的动态位置，然后再进行及时补偿调整，从而使得电池隔膜100的张力能够始终维持在最佳范围值内，保证电池隔膜的分切表面质量。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电池隔膜分切收卷装备，包括机箱、放卷装置、收卷装置、分切装置、控制装置和若干导料辊，所述收卷装置、分切装置及若干导料辊均设置在机箱内部，其特征在于，所述分切装置包括支撑辊和辊刀架，所述辊刀架中设置有在分切位置和调刀位置之间进行旋转切换的刀辊，所述刀辊上活动设置有若干刀片组件，所述刀辊中设置有对刀片组件进行固定的涨紧固定机构；

位于所述调刀位置正上方的机箱中设置有调刀装置，所述调刀装置包括与刀辊平行设置的纵向条臂，所述纵向条臂下端的移动槽中设置有移动块，所述纵向条臂的一端设置有实现移动块前后移动的驱动单元，所述移动块的下端连接有夹板块，且夹板块上开设有用于转入刀片组件的夹槽，所述纵向条臂的一端设置有与夹板块相对齐的测距传感器；

其中，所述涨紧固定机构包括设置在刀辊内腔中的轴向中心杆，所述轴向中心杆的一端与刀辊内腔端壁之间设置有第一弹簧，另一端伸出刀辊设置，所述机箱中固定设置有与轴向中心杆外端相抵接的弧形凸块，所述弧形凸块的形状与刀辊运动的轨迹相重合，且弧形凸块位于分切位置的厚度大于位于调刀位置的厚度设置，位于所述刀辊内腔中的轴向中心杆上设置有若干挤压推动块，所述挤压推动块上滑动连接有径向伸出刀辊外圆面的涨紧条。

2.根据权利要求1所述的电池隔膜分切收卷装备，其特征在于，所述辊刀架的前后两端转动设置有摆杆，所述刀辊的两端与摆杆相连接，所述辊刀架中设置有用于实现摆杆转动的伸缩驱动件。

3.根据权利要求1所述的电池隔膜分切收卷装备，其特征在于，所述刀片组件包括套设在刀辊上的刀环座，所述刀环座上的刀库中固定安装有刀片，所述刀环座的内圈开设有与涨紧条相匹配的涨紧口。

4.根据权利要求1所述的电池隔膜分切收卷装备，其特征在于，所述驱动单元包括设置在移动槽中的丝杆，所述丝杆的一端连接有丝杆电机，所述移动块上开设有与丝杆相匹配的螺纹孔。

5.根据权利要求1所述的电池隔膜分切收卷装备，其特征在于，位于所述放卷装置与分切装置之间的机箱中设置有张力检测及动态调节装置，位于所述张力检测及动态调节装置的进料端设置有厚度检测装置。

6.根据权利要求5所述的电池隔膜分切收卷装备，其特征在于，所述张力检测及动态调节装置包括设置在机箱中且处于同一水平线上的两个定位导辊，两个所述定位导辊连接线的垂直面上设置有浮动辊，所述浮动辊前后两侧的机箱中开设有垂直设置的矩形槽，所述浮动辊的两端连接有与矩形槽相匹配的端块，所述端块通过弹簧连接有设置在矩形槽顶壁上的力传感器，所述矩形槽底壁上设置有电磁铁，且端块上设置有与电磁铁上下对齐的永磁铁。

7.根据权利要求6所述的电池隔膜分切收卷装备，其特征在于，所述厚度检测装置为垂直于电池隔膜设置的测厚仪，所述测厚仪、力传感器以及电磁铁均与控制装置电性连接。

8.根据权利要求1所述的电池隔膜分切收卷装备，其特征在于，所述收卷装置包括上下设置的第一收卷辊和第二收卷辊，所述第一收卷辊和第二收卷辊的位置处均设置有压辊。