CN116247266A - 一种入料装置、卷绕设备及卷绕方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种入料装置、卷绕设备及卷绕方法。该入料装置包括:裁切机构,可受控地同时切断途经的各条料带;补偿机构,布置在裁切机构与卷针之间,补偿机构包括与至少两条料带一一对应的至少两个补偿组件,每一补偿组件具有供对应的料带穿过的补偿通道,以及对途经补偿通道的料带施加作用力的施力部,途经补偿通道内的料带在作用力的作用下改变输送路径,并增加位于补偿通道内的料带的长度,以对对应的电芯所包含的料带卷绕长度进行补偿。
Description
技术领域
本发明涉及电池生产设备的技术领域,特别是涉及一种入料装置、卷绕设备及卷绕方法。
背景技术
电池的电芯制备过程中,需要利用卷针对极片料带和隔膜进行卷绕,以在卷针上形成电芯。目前,随着电池生产技术的进步和市场需求的爆发式增长等,对于电芯卷绕的生产效率提出了更高的要求。
为了提高电芯的生产效率,本申请的发明人创造性的提出可在一个卷针上同时卷绕成型多个电芯,例如同时卷绕成型两个电芯。然而,本申请的发明人在实际生产中发现,卷针同时卷绕成型的各个电芯所包含的极片料带卷绕长度经常存在差异,导致生产的电芯的质量一致性较差。对于所包含的极片料带卷绕长度较短的电芯,所包含的极片料带上的活性物质的量较少,导致该电芯的性能较差。本申请的发明人研究发现,导致同时卷绕成型的各个电芯所包含的极片料带卷绕长度存在差异主要是由于各个极片料带和/或隔膜的厚度尺寸存在偏差所造成的。具体分析如下:各个电芯均跟随同一卷针旋转而卷绕成型,因此同一卷针上的各个电芯卷绕的圈数是相同的,由于各个极片料带和/或隔膜的厚度不一,从而导致在卷绕相同圈数的条件下各个电芯的极片料带卷绕长度不一。在卷针上同时卷绕成型(即卷绕相同圈数)的各个电芯中,由厚度较厚的极片料带和/或隔膜形成的电芯,其所包含的极片料带卷绕长度更长;由厚度较薄的极片料带和/或隔膜形成的电芯,其所包含的极片料带卷绕长度更短。
发明内容
基于此,有必要针对现有技术中由于各个极片料带和/或隔膜的厚度存在偏差,使得卷针上同时卷绕成型的各个电芯的极片料带卷绕长度不一致,导致各个电芯的质量一致性较差的问题,提供一种改善上述缺陷的入料装置、卷绕设备及卷绕方法。
一种入料装置,布置在卷针的上游,所述卷针用于对至少两条料带分别进行卷绕,以同时卷绕成型至少两个电芯,所述入料装置包括:
裁切机构,可受控地同时切断途经的所述至少两条料带;及
补偿机构,布置在所述裁切机构与所述卷针之间,所述补偿机构包括与所述至少两条料带一一对应的至少两个补偿组件,每一所述补偿组件具有供对应的所述料带穿过的补偿通道,以及对途经所述补偿通道的所述料带施加作用力的施力部,途经所述补偿通道内的所述料带在所述作用力的作用下改变输送路径,并增加位于所述补偿通道内的所述料带的长度,以对对应的电芯所包含的料带卷绕长度进行补偿。
在其中一个实施例中,每一所述补偿组件包括沿所述补偿通道布设的多个过辊,所述多个过辊的其中一部分位于所述料带的一侧,其中另一部分位于所述料带的相对的另一侧;所述多个过辊中的至少一个可受控地朝向途经的所述料带靠近,以作为所述施力部带动途经的所述料带改变输送路径。
在其中一个实施例中,所述多个过辊中至少包括两个固定过辊和活动过辊,两个所述固定过辊位于所述料带的同一侧,所述活动过辊位于所述料带的相对的另一侧;所述活动过辊可受控地进入两个所述固定过辊之间的空间,以作为所述施力部带动途经的所述料带改变输送路径。
在其中一个实施例中,所述补偿机构还包括补偿安装架,每一所述补偿组件还包括补偿活动支架;
每一所述补偿组件的两个所述固定过辊均可转动地连接在所述补偿安装架上,所述补偿活动支架可受控移动地连接在所述补偿安装架上,所述活动过辊可转动地连接在所述补偿活动支架上。
在其中一个实施例中,每一所述补偿组件还包括补偿驱动结构及驱动块,所述补偿安装架具有在第一方向上相背离的第五侧和第六侧,所述补偿安装架还具有贯穿所述第五侧和所述第六侧的避让槽;
所述补偿驱动结构设置在所述第五侧,所述补偿活动支架位于所述第六侧;所述驱动块穿设于所述避让槽,且所述驱动块的一端与所述补偿驱动结构驱动连接,所述驱动块的另一端与所述补偿活动支架连接。
在其中一个实施例中,所述补偿驱动结构包括均设置在所述第五侧的补偿驱动件、带传动模组和丝杠传动模组;
所述带传动模组传动连接在所述补偿驱动件的旋转输出轴与所述丝杠传动模组之间,所述驱动块与所述丝杠传动模组传动连接。
在其中一个实施例中,所述补偿安装架具有在与所述第一方向垂直的第三方向上相背离的第一端和第二端,各个所述补偿组件的所述固定过辊和所述活动过辊均位于所述第一端,各个所述补偿驱动结构的所述补偿驱动件和所述带传动模组均位于所述第二端。
在其中一个实施例中,所述补偿机构还包括补偿安装架,各个所述补偿组件均安装在所述补偿安装架上;
所述补偿安装架可受控地靠近或远离所述裁切机构移动。
在其中一个实施例中,所述至少两条料带均沿第一方向输送,且沿与所述第一方向垂直的第二方向间隔布设;所述入料装置还包括布置在所述补偿机构与所述卷针之间的入料机构,所述入料机构包括与所述至少两条料带一一对应的至少两个纠偏入料组件,每一所述纠偏入料组件包括:
纠偏活动座,沿所述第二方向可受控移动;及
入料对辊,设置在所述纠偏活动座上,用于将对应的所述料带向下游输送至所述卷针;
其中,在所述第一方向上,各个所述纠偏入料组件的所述入料对辊间隔布设;在所述第二方向上,各个所述纠偏入料组件的所述入料对辊间隔布设。
一种卷绕设备,包括卷绕装置及如上任一实施例中所述的入料装置,所述卷绕装置具有可受控旋转的所述卷针。
一种应用如上任一实施例中所述的卷绕设备的卷绕方法,包括依次执行的卷绕步骤和料带收尾步骤;
所述卷绕步骤包括:所述至少两条料带均依次途经所述裁切机构和对应的所述补偿组件的所述补偿通道,并到达所述卷针上;所述卷针旋转而将所述至少两条料带分别卷绕在所述卷针上,以同时卷绕成型至少两个电芯;
所述料带收尾步骤包括:
a、对所述卷针上各个电芯所包含的料带卷绕长度分别进行检测,其中所包含的料带卷绕长度小于预设长度的电芯为待补偿电芯;
b、控制与所述待补偿电芯相对应的所述补偿组件的所述施力部对途经的料带施加作用力,从而增加位于所述补偿通道内的所述料带的长度;
c、所述裁切机构将途经的各条料带同时切断,使得被切断的料带全部卷绕至所述卷针上。
在其中一个实施例中,在步骤a中:各个电芯之中的所包含的料带卷绕长度最长的电芯为标准电芯,所述预设长度为所述标准电芯所包含的料带卷绕长度。
上述入料装置、卷绕设备及卷绕方法,在实际使用时,各条料带依次穿过裁切机构和补偿机构,进而卷绕在卷针上。当卷针上的各个电芯快要卷绕完成时,裁切机构将途经的各条料带切断。卷针继续进行卷绕,直至将各条料带的尾端完全卷绕至卷针上(即进行收尾),此时即完成了一次卷绕作业。
如此,在裁切机构将各条料带切断之前,可通过控制各个补偿组件的施力部分别对途经补偿通道的料带施加作用力,从而分别调整途经各个补偿通道的料带的长度,使得当裁切机构切断各条料带时,卷针上的各个电芯自身已经包含的料带长度加上卷针至裁切机构之间的料带长度均相等,进而使得完成收尾后卷针上的各个电芯所包含的料带卷绕长度一致,即确保了各个电芯的质量一致性较佳。
附图说明
图1为本发明一实施例中入料装置的主视图;
图2为图1所示的入料装置的侧视图;
图3为图1所示的入料装置的补偿机构的主视图;
图4为图3所示的补偿机构的俯视图;
图5为图3所示的补偿机构的仰视图;
图6为图1所示的入料装置的入料机构的侧视图;
图7为图6所示的入料机构的俯视图;
图8为图7所示的入料机构省略部分元件的结构示意图;
图9为图1所示的入料装置的夹送机构的主视图;
图10为图9所示的夹送机构的俯视图;
图11为图1所示的入料装置的裁切机构的结构示意图;
图12为本发明一实施例中卷绕方法的步骤流程图;
图13为本发明一实施例中卷绕方法中料带收尾步骤的流程图;
图14为本发明一实施例中卷绕方法中入料步骤的流程图。
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,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
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。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
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,除非另有明确的限定。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。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
请参阅图1及图2所示,本发明一实施例提供了一种入料装置,用于将沿第一方向X输送的至少两条料带送入卷针(图未示),使得卷针能够同时卷绕成型至少两个电芯。具体地,各条料带沿与第一方向X垂直的第二方向Y间隔布设,卷针沿第二方向Y纵长延伸,因此卷绕在卷针上的电芯沿第二方向Y间隔布设。需要说明的是,上述料带可以是极片料带,且每一电芯由极片料带和隔膜卷绕成型,为便于描述,本文只对极片料带的卷绕过程进行描述。
请参见图3至图5,本发明的实施例中,入料装置包括裁切机构20和补偿机构30。该裁切机构20布置在卷针的上游,该补偿机构30布置在裁切机构20与卷针之间,即该补偿机构30位于裁切机构20的下游,且位于卷针的上游。
补偿机构30包括与上述至少两条料带一一对应的至少两个补偿组件32。每一补偿组件32具有补偿通道和施力部,该补偿通道用于供对应的料带穿过。施力部用于对途经该补偿通道的料带施加作用力,使得途经该补偿通道的料带在该作用力的作用下改变输送路径,并增加位于该补偿通道内的料带的长度,以对对应的电芯所包含的料带卷绕长度进行补偿。
在实际使用时,各条料带依次穿过裁切机构20和补偿机构30,进而卷绕在卷针上。当卷针上的各个电芯快要卷绕完成时,裁切机构20将途经的各条料带切断。卷针继续进行卷绕,直至将各条料带的尾端完全卷绕至卷针上(即进行收尾),此时即完成了一次卷绕作业。
上述入料装置,在裁切机构20将各条料带切断之前,可通过控制各个补偿组件32的施力部分别对途经补偿通道的料带施加作用力,从而分别调整途经各个补偿通道的料带的长度,使得当裁切机构20切断各条料带时,卷针上的各个电芯自身已经卷绕的料带长度与卷针至裁切机构20之间的料带长度之和均相等,进而使得完成收尾后卷针上的各个电芯所包含的料带卷绕长度一致,确保了各个电芯的质量一致性较佳。
例如,卷针同时对第一料带和第二料带进行卷绕,从而分别卷绕成型第一电芯和第二电芯。也就是说,第一料带被卷绕在卷针上形成第一电芯,同时第二料带被卷绕在卷针上形成第二电芯。若卷绕成型第一电芯的第一料带和/或隔膜较厚,卷绕成型第二电芯的第二料带和/或隔膜较薄,则进行同步卷绕时第一电芯的料带卷绕长度较长,第二电芯的料带卷绕长度较短。为了对第二电芯的料带卷绕长度进行补偿,在裁切机构20切断第一料带和第二料带之前,可通过调节相对应的补偿组件32的施力部对途经补偿通道内第二料带施加作用力,使得途经补偿通道的第二料带的输送路径发生变化,进而使得途经该补偿通道的第二料带的长度增长。在裁切机构20切断第一料带和第二料带时,第一电芯的已经卷绕的料带长度与卷针和裁切机构20之间第一料带的料带长度之和,大致等于第二电芯已经卷绕的料带长度与卷针和裁切机构20之间第二料带的料带长度之和,进而确保收尾完成后第一电芯和第二电芯所包含的料带卷绕长度大致相等,确保各个电芯的质量一致性较佳。
需要说明的是,为了解决卷针上同时卷绕成型的各个电芯各自所包含的料带卷绕长度不一致,导致各个电芯的质量一致性较差的问题。本申请的发明人创造性的在裁切机构20与入料机构40之间设置补偿机构30,并通过补偿机构30独立调节各条料带途经补偿机构30的长度,从而对同一卷针上的所包含的料带卷绕长度较短的电芯进行补偿,使得同一卷针上生产的各个电芯所包含的料带卷绕长度一致,进而确保各个电芯的质量一致性较佳。
还需要说明的是,各个补偿组件32沿第二方向Y间隔布设,使得各个补偿组件32分别与各条料带对齐,进而使得各条料带能够分别进入对应的补偿组件32的补偿通道。
还需要说明的是,卷绕在卷针上的各个电芯的料带卷绕长度可通过检测器进行实时检测,然后,补偿组件32的施力部根据该检测器检测的料带卷绕长度来调节对料带施加作用力,进而使得途经补偿通道的料带改变输送路径,即调节途经补偿通道的料带的长度,以达到补偿电芯所包含的料带卷绕长度的目的。当然,该检测器的布置位置以及检测器的具体结构,在此不作限定,只要能够对卷针上的各个电芯所包含的料带卷绕长度进行实时检测即可,在此不作限定。
还需要说明的是,施力部对料带施加的作用力可以是施力部直接与料带接触而带动料带改变输送路径的接触作用力。当然,在其他实施例中,施力部对料带施加的作用力也可以是非接触作用力,例如施力部对料带吹气而施加给料带的气压力,也能够带动料带改变输送路径,在此不作限定。
在一些实施例中,每一补偿组件32包括沿补偿通道布设的多个过辊。该多个过辊的其中一部分位于料带(即途经补偿通道的料带)的一侧,其中另一部分位于料带(即途经补偿通道的料带)的相对的另一侧。该多个过辊中的至少一个可受控地朝向途经的料带靠近,以作为上述施力部带动途经的料带改变输送路径,使得途经补偿通道的料带的长度增加。优选地,每一补偿组件32的补偿通道沿第一方向X纵长延伸,即多个过辊沿第一方向X间隔布设,以便于下述夹送机构10的两个夹板17由各个过辊之间穿过,从而将料带的切断端送入下述入料机构40。
具体到一个实施例中,该多个过辊中至少包括两个固定过辊321和活动过辊323,该两个固定过辊321位于料带的同一侧。活动过辊323位于料带的相对的另一侧。活动过辊323可受控地进入或退出两个固定过辊321之间的空间。当活动过辊323进入两个固定过辊321之间的空间时,活动过辊323作为上述施力部带动途经的料带改变输送路径,使得途经补偿通道的料带的长度增加。
如此,当需要增加途经补偿通道内的料带的长度时,控制活动过辊323朝向进入两个固定过辊321之间的空间移动(即如图3所示的向左移动),从而使得途经补偿通道内的料带呈“S”形依次绕经上游的固定过辊321、活动过辊323和下游的固定过辊321,且随着活动过辊323的移动距离增大料带呈“S”的弯曲角度越大,从而途经补偿通道的料带的长度越长。当不需要增加途经补偿通道内的料带的长度时,控制活动过辊323退出两个固定过辊321之间的空间移动(即如图3所示的向右移动),随着活动过辊323的移动距离增大料带呈“S”的弯曲角度越小(即料带越平直),直至途经补偿通道的料带处于平直状态。需要说明的是,活动过辊323的移动可以是沿直线移动,也可以是沿曲线或折线移动,只要能够进入或退出两个固定过辊321之间的空间即可,在此不作限定。
优选地,两个固定过辊321沿第一方向X间隔布设,以便于下述夹送机构10的两个夹板17沿第一方向X由两个固定过辊321与活动过辊323之间穿过,从而将料带的切断端送入下述入料机构40。具体到图3所示的实施例中,料带由上至下依次绕经上面的固定过辊321的右侧、活动过辊323的左侧以及下面的固定过辊321的右侧。如此,当活动过辊323向左移动而进入两个固定过辊321之间的空间时,绕在两个固定过辊321和活动过辊323之间的料带长度增长;当活动过辊323向右移动而退出两个固定过辊321之间的空间时,绕在两个固定过辊321和活动过辊323之间的料带长度变短。
进一步地,补偿机构30还包括补偿安装架31,每一补偿组件32还包括补偿活动支架322。每一补偿组件32的两个固定过辊321均可转动地连接在补偿安装架31上。补偿活动支架322可受控移动地连接在补偿安装架31上,活动过辊323可转动地连接在补偿活动支架322上。如此,将两个固定过辊321和活动过辊323集成设置在补偿安装架31上,进一步提高结构的紧凑程度。并且,补偿活动支架322相对补偿安装架31移动时,能够带动活动过辊323进入或退出两个固定过辊321之间的空间,从而改变料带输送路径,进而实现调节途经补偿通道内的料带的长度。
可选地,补偿安装架31上设置有第二滑轨311,补偿活动支架322上设置有与第二滑轨311滑动配合的第二滑块3221,从而利用第二滑块3221沿第二滑轨311的移动对补偿活动支架322相对补偿安装架31的移动进行导向。
可选地,每一补偿组件32还包括均固定连接在补偿安装架31上的第一固定支架3212a和第二固定支架3212b,两个固定过辊321分别为第一固定过辊321a和第二固定过辊321b。第一固定过辊321a可转动地连接在第一固定支架3212a上,第二固定过辊321b可转动地连接在第二固定支架3212b上。
可选地,每一补偿组件32还包括第一转轴3211a,该第一转轴3211a固定连接在第一固定支架3212a上。第一固定过辊321a套设在第一转轴3211a上,且第一固定过辊321a绕第一转轴3211a可旋转。每一补偿组件32还包括第二转轴3211b,该第二转轴3211b固定连接在第二固定支架3212b上。第二固定过辊321b套设在第二转轴3211b上,且第二固定过辊321b绕第二转轴3211b可旋转。
需要说明的是,在其他实施例中,各个补偿组件32可共用第一固定支架3212a和第一转轴3211a,也就是说,第一固定支架3212a的数量为一个,第一转轴3211a的数量也为一个。各个补偿组件32的所有第一固定过辊321a均套设在同一个第一转轴3211a上,该第一转轴3211a固定连接在一个第一固定支架3212a上。
同理,各个补偿组件32也可共用第二固定支架3212b和第二转轴3211b,也就是说,第二固定支架3212b的数量为一个,第二转轴3211b的数量也为一个。各个补偿组件32的所有第二固定过辊321b均套设在同一个第二转轴3211b上,该第二转轴3211b固定连接在一个第二固定支架3212b上。
具体到实施例中,每一补偿组件32还包括补偿驱动结构(图未标)及驱动块34。补偿安装架31具有在第一方向X上相背离的第五侧c5和第六侧c6,补偿安装架31还具有贯穿第五侧c5和第六侧c6的避让槽312。补偿驱动结构设置在补偿安装架31的第五侧c5,补偿活动支架322位于补偿安装架31的第六侧c6。驱动块34穿设于避让槽312,且驱动块34的一端与补偿驱动结构驱动连接,驱动块34的另一端与补偿活动支架322连接。如此,补偿驱动结构通过驱动块34驱动补偿活动支架322相对补偿安装架31移动,从而带动活动过辊323进入或退出两个固定过辊321之间的空间。
需要说明的是,将补偿驱动结构与补偿活动支架322分别设置在补偿安装架31在第一方向X上的第五侧c5和第六侧c6,一方面避免补偿驱动结构对补偿活动支架322、活动过辊323和料带的运动造成干涉,并且便于维护;另一方面充分利用补偿安装架31在第一方向X上的两侧的空间,提高了空间利用率,使得结构更加紧凑。
具体到实施例中,补偿驱动结构包括均设置在补偿安装架31的第五侧c5的补偿驱动件3311、带传动模组331和丝杠传动模组332。带传动模组331传动连接在补偿驱动件3311的旋转输出轴与丝杠传动模组332之间,使得带传动模组331将补偿驱动件3311输出的旋转运动传递至丝杠传动模组332。驱动块34与丝杠传动模组332传动连接,以使丝杠传动模组332将旋转运动转化成传递至驱动块34的直线运动,使得驱动块34沿避让槽312移动,进而带动补偿活动支架322和活动过辊323移动,使得活动过辊323进入或退出两个固定过辊321之间的空间。可选地,补偿驱动件3311可以是电机。
进一步地,补偿安装架31具有在第三方向Z上相背离的第一端c7和第二端c8。各个补偿组件32的固定过辊321和活动过辊323均位于补偿安装架31的第一端c7,各个补偿驱动结构的补偿驱动件3311和带传动模组331均位于补偿安装架31的第二端c8。如此,一方面将各个补偿驱动结构的补偿驱动件3311和带传动模组331与各个补偿组件32的固定过辊321和活动过辊323分别布置在补偿安装架31在第三方向Z上的相对两端,避免补偿驱动件3311和带传动模组331对料带造成干涉;另一方面充分利用了补偿安装架31在第三方向Z上的两端的空间,提高了空间利用率,使得结构更加紧凑。
进一步地,带传动模组331包括第二主动轮3312、第二传动带3313及第二从动轮3314。丝杠传动模组332包括补偿丝杆3321及补偿丝杆螺母3322。第二主动轮3312安装在补偿驱动件3311的旋转输出轴上,使得补偿驱动件3311能够驱动第二主动轮3312旋转。补偿丝杆3321可旋转的安装在补偿安装架31上,第二从动轮3314安装在补偿丝杆3321上,使得第二从动轮3314与补偿丝杆3321同步旋转。第二传动带3313套设在第二主动轮3312与第二从动轮3314之间,使得第二主动轮3312能够通过第二传动带3313带动第二从动轮3314旋转。补偿丝杆螺母3322螺纹连接在补偿丝杆3321上,且与驱动块34固定连接,使得补偿丝杆螺母3322能够与驱动块34同步移动。
如此,当补偿驱动件3311驱动第二主动轮3312旋转时,第二主动轮3312通过第二传动带3313带动第二从动轮3314旋转,第二从动轮3314带动补偿丝杆3321旋转,补偿丝杆3321驱使补偿丝杆螺母3322沿补偿丝杆3321的轴向移动,补偿丝杆螺母3322带动驱动块34移动,驱动块34带动补偿活动支架322和活动过辊323移动,以完成对途经补偿通道的料带的长度调节。
具体到一个实施例中,补偿组件32的数量为两个,料带的数量为两条。需要说明的是,两条料带沿第二方向Y并排布设,且均沿第一方向X输送,使得两条料带依次经过夹送机构10、裁切机构20、补偿机构30和入料机构40,进而最终卷绕在卷针上,即卷针能够同时卷绕成型两个电芯。在补偿机构30处,两条料带分别由两个补偿组件32的补偿通道穿过,以便于通过改变途经补偿通道的料带的输送路径来调节途经该补偿通道的料带的长度,进而实现对卷针上的各个电芯的料带卷绕长度进行补偿,使得各个电芯所包含的料带卷绕长度一致。
具体到实施例中,补偿安装架31可受控地沿第一方向X朝向裁切机构20靠近或远离,以便于对剔除各条料带端部的废料段的动作过程进行避让。如此,当需要剔除各条料带端部的废料段时,补偿安装架31沿第一方向X靠近裁切机构20移动至避让位置,以便于废料剔除机构移动进入到补偿机构30与卷针之间的位置,从而使得各条料带的废料段(废料段即为料带的起头段)依次穿过裁切机构20和对应的补偿组件32的补偿通道,并被同步收卷在废料剔除机构上。当各条料带的废料段均穿过裁切机构20之后,裁切机构20将各条料带同时切断,废料剔除机构继续将被切断的各条废料段收卷完成。当各条料带的废料段均收卷完成后,废料剔除机构退出补偿机构30与卷针之间的位置。当废料剔除机构退出补偿机构30与卷针之间的位置后,补偿安装架31沿第一方向X远离裁切机构20移动至初始位置,以便于在卷针进行卷绕的过程中对各个电芯的料带卷绕长度进行补偿。
需要说明的是,在废料剔除机构同步收卷各条料带的废料段的过程中,由于各条料带的厚度不一致使得各条料带的废料段的收卷长度会存在差异,导致部分料带的废料段已经全部穿过了裁切机构20的时候,另一部分料带的废料段还未完全穿过裁切机构20。为了确保各条料带的废料段均被完全去除,裁切机构20需要在各条料带的废料段均完全穿过废料段之后才能将各条料带切断,从而必然导致部分料带的良品段也被切除,进而导致料带的浪费。
为了避免料带的浪费,在废料剔除机构同步收卷各条料带的废料段的过程中,可利用各个补偿组件32对分别收卷在废料剔除机构上的各条料带的收卷长度进行补偿,从而确保各条料带的废料段同时全部穿过裁切机构20,进而确保裁切机构20能够准确地同时切除各条料带的废料段。可以理解的是,各个补偿组件32在废料段收卷过程中的补偿原理与在卷针卷绕过程中的补偿原理相同,故在此不作赘述。
还需要说明的是,废料剔除机构的具体结构以及收卷废料段的具体动作过程,均可采用较为成熟的现有技术,故在此不作赘述。
请参见图1及图2所示,进一步地,入料装置还包括第三驱动机构70,补偿安装架31沿第一方向X可移动地连接在基座上。第三驱动机构70设置在该基座上,并与补偿安装架31驱动连接,以驱动补偿安装架31沿第一方向X移动。
进一步地,第三驱动机构70包括第三驱动件(图未标)、第三丝杆(图未标)及第三丝杆螺母(图未标)。第三丝杆可转动地连接在基座上,且第三丝杆的轴向与第一方向X平行。第三驱动件设置在基座上,且与第三丝杆驱动连接,以使第三驱动件能够驱动第三丝杆旋转。第三丝杆螺母螺纹连接在第三丝杆上,且与补偿安装架31固定连接,使得补偿安装架31与第三丝杆螺母一同移动。如此,当第三驱动件驱动第三丝杆旋转时,第三丝杆驱使第三丝杆螺母沿第一方向X移动,第三丝杆螺母带动补偿安装架31沿第一方向X移动。可选地,第三驱动件可以是电机。
可选地,补偿安装架31上设置有与导向滑轨a1滑动配合的补偿滑块(图未标),从而利用补偿滑块沿导向滑轨a1的移动对补偿安装架31相对基座沿第一方向X的移动进行导向。
请参见图1及图2所示,本发明的实施例中,入料装置还包括夹送机构10及入料机构40。夹送机构10布置在裁切机构20的上游,并可受控地夹持途经的各条料带,且还可受控地沿第一方向X朝向入料机构40靠近移动,以带动各条料带依次穿过裁切机构20和补偿机构30的各个补偿通道,进而进入入料机构40。入料机构40布置在补偿机构30与卷针之间,且用于将各条料带向下游送入卷针。可选地,该料带可以是极片料带。当然,在其他实施例中,也可以是其他类型的料带,在此不作限定。
上述入料装置,在实际卷绕作业过程中,各条料带依次穿过夹送机构10、裁切机构20、补偿机构30和入料机构40,并进入卷针。卷针旋转,以对各条料带分别进行卷绕,即在卷针上至少两条料带被分别卷绕成型至少两个电芯。
当卷针上的各个电芯快要卷绕完成时,需要进行收尾作业:首先,夹送机构10夹持途经的各条料带,裁切机构20切断途经的各条料带。然后,卷针继续卷绕,直至将切断的料带全部卷绕完成(即进行收尾),此时完成收尾作业。再次进行卷绕时需要进行入料作业:首先,夹送机构10沿第一方向X朝向入料机构40靠近移动,以带动各条料带的切断端穿过裁切机构20和补偿机构30的各个补偿通道而进入入料机构40。然后,夹送机构10松开各条料带,并返回至初始位置。入料机构40将各条料带插入至新的卷针上,该新的卷针旋转,以分别对各条料带进行卷绕,并按照上述步骤完成卷绕作业。
请参见图6至图8所示,本发明的实施例中,入料机构40包括与上述至少两条料带一一对应的至少两个纠偏入料组件41。每一纠偏入料组件41包括纠偏活动座410及入料对辊411。该纠偏活动座410沿第二方向Y可受控移动。入料对辊411设置在纠偏活动座410上,用于将对应的料带向下游输送至卷针,以便于卷针进行卷绕。其中,在第一方向X上,各个纠偏入料组件41的入料对辊411间隔布设。在第二方向Y上,各个纠偏入料组件41的入料对辊411也间隔布设,以使各条料带能够分别进入对应的入料对辊411。
上述入料机构40,在进行入料时,夹送机构10夹持各条料带,裁切机构20将途经的各条料带切断。夹送机构10沿第一方向X靠近入料机构40移动,直至带动各条料带的切断端穿过裁切机构20和补偿机构30的各个补偿通道,进而到达各个入料对辊411处,使得各条料带的切断端分别进入对应的入料对辊411。然后,控制各个纠偏入料组件41的纠偏活动座410分别沿第二方向Y移动,从而带动入料对辊411及进入入料对辊411的料带沿第二方向Y移动,即实现对料带在第二方向Y上的纠偏。纠偏到位后,各个入料对辊411分别将对应的料带向下游输送至卷针上,即完成一次入料。
如此,由于各个入料对辊411在第二方向Y上间隔排布,使得各个入料对辊411分别与对应的料带在第一方向X上对齐,进而使得各条料带均能够准确地分别进入到对应的入料对辊411。由于各个入料对辊411在第一方向X间隔布设,从而使得各个入料对辊411在第二方向Y上不对齐,因此各个入料对辊411沿第二方向Y移动而进行纠偏时不会相互干扰,并且有利于增大对各个入料对辊411进行调试的空间,降低了调试难度。
在一些实施例中,每一入料对辊411包括均设置在纠偏活动座410上的固定辊4110和活动辊4112。该固定辊4110和活动辊4112均相对纠偏活动座410可旋转。活动辊4112与固定辊4110之间形成供对应的料带穿过的入料通道,且其中至少一者相对另一者可靠近或远离。如此,夹送机构10将各条料带分别送入对应的入料对辊411的活动辊4112与固定辊4110之间入料通道之后,可通过活动辊4112与固定辊4110对料带进行夹持。
具体到实施例中,每一纠偏入料组件41还包括旋转驱动件413及活动支架417。固定辊4110可转动地连接在纠偏活动座410上。旋转驱动件413设置在纠偏活动座410上,且与固定辊4110驱动连接,以驱动固定辊4110相对纠偏活动座410旋转。活动支架417可移动地连接在纠偏活动座410上,活动辊4112可转动地连接在活动支架417上。
其中,活动支架417相对纠偏活动座410移动的过程中,能够带动活动辊4112靠近或远离固定辊4110。如此,当夹送机构10将各条料带的切断端分别送入各个入料对辊411的固定辊4110和活动辊4112之间的入料通道之后,分别控制各个活动支架417移动,从而使得各个入料对辊411的活动辊4112靠近固定辊4110移动,直至各个入料对辊411的活动辊4112与固定辊4110夹紧料带的切断端。然后,控制各个纠偏活动座410分别沿第二方向Y移动,从而实现对各条料带的纠偏。纠偏到位之后,各个旋转驱动件413驱动各个入料对辊411的固定辊4110旋转,从而通过摩擦力带动各条料带分别向下游输送(此时活动辊4112也被带动旋转,且与固定辊4110的旋转方向相反),直至各条料带的切断端插入卷针中。在各条料带的切断端均插入卷针之后,各个活动支架417分别带动各个入料对辊411的活动辊4112远离固定辊4110移动,从而使得各个入料对辊411的固定辊4110和活动辊4112松开料带。控制卷针旋转,使得各条料带分别卷绕在卷针上,即同时卷绕成型至少两个电芯。
具体到实施例中,入料机构40还包括安装底座42,每一纠偏活动座410沿第二方向Y可移动地连接在安装底座42上。每一纠偏入料组件41还包括纠偏驱动件419,该纠偏驱动件419设置在安装底座42上,且与对应的纠偏活动座410驱动连接,以驱动该纠偏活动座410沿第二方向Y移动,从而实现对对应的料带进行纠偏。可选地,该纠偏驱动件419可以是电缸。
可选地,安装底座42上对应每一纠偏活动座410均设置有纠偏滑轨421,该纠偏滑轨421沿第二方向Y纵长延伸。每一纠偏活动座410上设置有与对应的纠偏滑轨421滑动配合的纠偏滑块4101。如此,利用该纠偏滑块4101沿纠偏滑轨421的移动对纠偏活动座410相对安装底座42沿第二方向Y的移动进行导向。
具体到实施例中,每一纠偏入料组件41还包括辊轴412,该辊轴412可转动地连接在纠偏活动座410上,固定辊4110安装在辊轴412上,以与辊轴412同步旋转。旋转驱动件413与辊轴412驱动连接,以驱动辊轴412旋转,从而辊轴412带动固定辊4110旋转。
进一步地,每一纠偏入料组件41还包括第一主动轮414、第一传动带415及第一从动轮416。第一主动轮414安装在旋转驱动件413的输出轴上,第一从动轮416安装在辊轴412上,第一传动带415套设在第一主动轮414和第一从动轮416上。如此,当旋转驱动件413驱动第一主动轮414旋转时,第一主动轮414通过第一传动带415带动第一从动轮416旋转,第一从动轮416再带动辊轴412和辊轴412上的固定辊4110旋转。可选地,该旋转驱动件413可以是电机。
可选地,纠偏入料组件41的数量为两个,料带的数量为两条。需要说明的是,两条料带沿第二方向Y并排布设,且均沿第一方向X输送,使得两条料带依次经过夹送机构10、裁切机构20和入料机构40,进而最终卷绕在卷针上,即卷针能够同时卷绕成型两个电芯。在入料机构40处,由于两个纠偏入料组件41的入料对辊411沿第二方向Y间隔布设,使得该两条料带能够分别由两个纠偏入料组件41的入料对辊411穿过,以便于两个纠偏入料组件41的入料对辊411分别对该两条料带进行纠偏和入料。当然,纠偏入料组件41和料带的数量并不仅限于两个,也可以是例如三个、四个等,在此不作限定。
具体到一个实施例中,安装底座42具有在第一方向X上相背离的第一侧c1和第二侧c2。纠偏入料组件41的数量为两个(即料带的数量也为两条,两个纠偏入料组件41分别将该两条料带分别送入卷针,使得卷针能够同时卷绕两个电芯)。由于纠偏入料组件41的数量为两个,因此纠偏活动座410的数量也为两个。两个纠偏活动座410的其中一个纠偏活动座410位于安装底座42的第一侧c1,其中另一个纠偏活动座410位于安装底座42的第二侧c2。如此,将两个纠偏活动座410分别设置在安装底座42在第一方向X上的第一侧c1和第二侧c2,一方面使得分别设置在两个纠偏活动座420上的两个入料对辊411在第一方向X上间隔;另一方面充分利用安装底座42在第一方向X上的两侧的空间,达到提高空间利用率,使得结构更加紧凑的效果。
进一步地,两个纠偏入料组件41均还包括纠偏驱动件419及连接块。该纠偏驱动件419设置在安装底座42上,且纠偏驱动件419的驱动端通过连接块与纠偏活动座410连接,从而使得纠偏驱动件419能够通过连接块带动纠偏活动座410沿第二方向Y移动,以实现纠偏动作。
安装底座42具有在第三方向Z上相背离的第三侧c3和第四侧c4。两个纠偏驱动件419均位于安装底座42的第三侧c3,两个入料对辊411的固定辊4110和活动辊4112均位于安装底座42的第四侧c4。其中,第三方向Z与第一方向X和第二方向Y均垂直。如此,将纠偏驱动件419和两个入料对辊411的固定辊4110和活动辊4112分别布置在安装底座42在第三方向Z上的第三侧c3和第四侧c4,并通过连接块进行连接,一方面避免了纠偏驱动件419对固定辊4110和活动辊4112处的料带造成干涉;另一方面充分利用安装底座42在第三方向Z上的两侧的空间,提高了空间利用率,使得结构更加紧凑的效果。
进一步地,两个纠偏入料组件41的旋转驱动件413均设置于安装底座42在第一方向X上的同一侧。如此,将两个旋转驱动件413设置于安装底座42在第一方向X上的同一侧,从而方便安装底座42在第一方向X上的另一侧进行固定安装(例如固定安装在下述基座上),从而充分利用安装底座42在第一方向X上的两侧的空间,提高了空间利用率,使得结构更加紧凑。
请参见图9及图10所示,本发明的实施例中,夹送机构10包括夹送安装架11及可转动地连接在夹送安装架11上的两个夹辊12。该夹送安装架11可受控地朝向入料机构40靠近或远离。两个夹辊12之间形成供各条料带穿过的夹送通道(图未标)。两个夹辊12的其中一者相对另一者可靠近或远离,以夹持或松开途经的各条料带。如此,当需要夹持各条料带时,控制夹送安装架11沿第一方向X朝向入料机构40靠近移动,并逐渐加速,直至当夹送安装架11的移动速度与各条料带的输送速度相同(即夹送安装架11与各条料带相对静止)。此时,控制两个夹辊12彼此靠近而夹紧各条料带,从而实现在无需停止料带输送的情况下对料带进行夹持。可以理解的是,两个夹辊12沿第三方向Z相对布设,该第三方向Z与第一方向X和第二方向Y均垂直。具体到图9所示的实施例中,第一方向X为上下方向,第二方向Y为垂直于纸面的方向,第三方向Z为左右方向。
具体到实施例中,夹送机构10还包括相对设置在夹送安装架11上的两个夹板17。该两个夹板17位于夹送通道的下游,用于夹持由夹送通道输出的各条料带。如此,利用两个夹板17对由夹送通道穿出的各条料带进行夹持,在夹送安装架11朝向入料机构40靠近移动的过程中,两个夹板17能够穿过裁切机构20到达入料机构40处,即引导料带的切断端穿过裁切机构20和补偿机构30的各个补偿通道后到达入料机构40处,从而避免了由于料带的切断端较长而无法准确的穿过裁切机构20并进入入料机构40的现象发生。
具体到实施例中,夹送机构10还包括固定夹辊支架15、活动夹辊支架16及夹持驱动件19。固定夹辊支架15固定连接在夹送安装架11上,活动夹辊支架16可移动地连接在夹送安装架11上。夹持驱动件19设置在夹送安装架11上,且与活动夹辊支架16驱动连接,以驱动活动夹辊支架16朝向固定夹辊支架15靠近或远离移动。其中一个夹辊12可转动地连接在固定夹辊支架15上,其中另一个夹辊12可转动地连接在活动夹辊支架16上,从而在夹持驱动件19的驱动下,活动夹辊支架16能够带动其上的夹辊12靠近或远离固定夹辊支架15上的夹辊12,从而使得两个夹辊12夹持或松开各条料带。可选地,夹持驱动件19可以是气缸。
进一步地,夹送机构10还包括导向杆131、滚轮支架13、滚轮14及楔形块18。导向杆131滑动连接在夹送安装架11上,且导向杆131的一端与活动夹辊支架16固定连接,导向杆131的另一端与滚轮支架13固定连接。滚轮14可转动地连接在滚轮支架13上,楔形块18布置在滚轮14跟随夹送安装架11沿第一方向X移动的移动路径上,以使夹送安装架11沿第一方向X移动的过程中能够带动滚轮14与楔形块18抵接配合或分离。
当滚轮14与楔形块18抵接配合时,在楔形块18施加给滚轮14的抵接力的作用下,滚轮14通过导向杆131带动活动夹辊支架16远离固定夹辊支架15移动,使得两个夹辊12彼此远离而松开各条料带。如此,夹送安装架11位于初始位置时,滚轮14与楔形块18抵接配合,两个夹辊12处于松开各条料带的状态。此时,夹持驱动件19始终对活动夹辊支架16施加驱动力,使得活动夹辊支架16具有朝向固定夹辊支架15移动的运动趋势。在夹送安装架11沿第一方向X朝向入料机构40靠近移动的过程中,当滚轮14与楔形块18分离时(此时夹送安装架11的移动速度与各条料带的输送速度相同),在夹持驱动件19提供的驱动力的作用下活动夹辊支架16立即朝向固定夹辊支架15移动,直至两个夹辊12夹持各条料带。
如此,滚轮14与楔形块18的设置,使得当滚轮14与楔形块18分离时活动夹辊支架16能够立即朝向固定夹辊支架15移动,从而立即带动两个夹辊12夹持各条料带,大大缩短了两个夹辊12由松开状态至夹持状态的响应时间。
进一步地,两个夹板17的其中一个夹板17固定连接在固定夹辊支架15上,其中另一个夹板17固定连接在活动夹辊支架16上,从而当活动夹辊支架16带动两个夹辊12夹持各条料带的同时,也带动两个夹板17夹持各条料带;当活动夹辊支架16带动两个夹辊12松开各条料带的同时,也带动两个夹板17松开各条料带。
请继续参见图1及图2所示,具体到实施例中,入料装置还包括基座(图未示)和第一驱动机构50,夹送安装架11沿第一方向X可移动地连接在基座上。第一驱动机构50设置在该基座上,并与夹送安装架11驱动连接,以驱动夹送安装架11沿第一方向X移动,以实现将各条料带的切断端送入入料机构40。
进一步地,第一驱动机构50包括第一驱动件(图未标)、第一丝杆(图未标)及第一丝杆螺母(图未标)。第一丝杆可转动地连接在基座上,且第一丝杆的轴向与第一方向X平行。第一驱动件设置在基座上,且与第一丝杆驱动连接,以使第一驱动件能够驱动第一丝杆旋转。第一丝杆螺母螺纹连接在第一丝杆上,且与夹送安装架11固定连接,使得夹送安装架11与第一丝杆螺母一同移动。如此,当第一驱动件驱动第一丝杆旋转时,第一丝杆驱使第一丝杆螺母沿第一方向X移动,第一丝杆螺母带动夹送安装架11沿第一方向X移动。可选地,第一驱动件可以是电机。
可选地,基座上设置有沿第一方向X纵长延伸的导向滑轨a1,夹送安装架11上设置有与导向滑轨a1滑动配合的夹送滑块(图未标),从而利用夹送滑块沿导向滑轨a1的移动对夹送安装架11相对基座沿第一方向X的移动进行导向。
请参见图11所示,本发明的实施例中,裁切机构20包括裁切组件21和裁切驱动组件22。裁切组件21包括裁切安装架210、固定切刀211、活动切刀座212及活动切刀213。该固定切刀211固定连接在裁切安装架210上,活动切刀座212可移动地连接在裁切安装架210上。活动切刀213安装在活动切刀座212上,且活动切刀213与固定切刀211在第三方向Z上相对布设,以使活动切刀213和固定切刀211之间形成供各条料带穿过的裁切通道(图未标)。活动切刀座212沿第三方向Z可移动,以带动活动切刀213靠近或远离固定切刀211,从而同时切断途经裁切通道内的各条料带。裁切驱动组件22设置在裁切安装架210上,且与活动切刀座212驱动连接,以驱动活动切刀座212沿第三方向Z移动,从而活动切刀座212带动活动切刀213靠近或远离固定切刀211,以切断裁切通道内的各条料带。
可选地,裁切组件21还包括第一导柱214,第一导柱214通过导套安装在裁切安装架210上,使得第一导柱214能够相对裁切安装架210沿第三方向Z移动。第一导柱214的一端与活动切刀座212移动,从而利用第一导柱214对活动切刀座212相对裁切安装架210沿第三方向Z的移动进行导向。
具体到实施例中,裁切驱动组件22包括凸轮220、裁切驱动结构(图未标)及凸轮槽板221。凸轮220安装在活动切刀座212上,裁切驱动结构设置在裁切安装架210上,且与凸轮槽板221驱动连接,以驱动凸轮槽板221沿与第三方向Z相交的驱动方向移动。凸轮槽板221上具有凸轮槽2210,该凸轮槽2210的纵长延伸方向相对驱动方向和第三方向Z均倾斜。凸轮220穿设在该凸轮槽2210内,以使裁切驱动结构驱动凸轮槽板221沿驱动方向移动时,凸轮220沿凸轮槽2210移动,从而在凸轮槽2210的导向作用下,凸轮220带动活动切刀座212沿第三方向Z移动,进而使得活动切刀213和固定切刀211配合完成裁切动作。可选地,第三方向Z、驱动方向和第一方向X两两垂直,且第三方向Z与料带垂直,驱动方向与料带的宽幅方向平行(驱动方向即为上述第二方向Y)。具体到图11所示的实施例中,驱动方向为左右方向,第三方向Z为上下方向,第一方向X为垂直于纸面的方向。
进一步地,裁切驱动结构包括裁切丝杆222、裁切驱动件223及裁切丝杆螺母224。裁切丝杆222可转动地连接在裁切安装架210上,且裁切丝杆222的轴向与驱动方向平行。裁切驱动件223设置在裁切安装架210上,且与裁切丝杆222驱动连接,以驱动裁切丝杆222旋转。裁切丝杆螺母224螺纹连接在裁切丝杆222上,且与凸轮槽板221固定连接,使得裁切丝杆螺母224与凸轮槽板221同步移动。如此,当需要进行裁切时,裁切驱动件223驱动裁切丝杆222旋转,从而驱使裁切丝杆螺母224沿裁切丝杆222的轴向(即驱动方向)移动,裁切丝杆螺母224带动凸轮槽板221一同沿驱动方向移动,进而在凸轮槽2210的导向作用下凸轮220带动活动切刀座212沿第三方向Z移动,使得活动切刀213和固定切刀211配合完成裁切动作。可选地,裁切驱动件223可以是电机。
具体到实施例中,裁切组件21还包括第二导柱215、压料块216及压料弹性件217。第二导柱215沿第三方向Z可移动地连接在活动切刀座212上。压料块216固定连接在第二导柱215上,且压料弹性件217抵接在压料块216与活动切刀座212之间。如此,在活动切刀座212沿第三方向Z带动活动切刀213和压料块216朝向固定切刀211移动的过程中,首先压料块216在压料弹性件217提供的弹力作用下将各条料带压紧在裁切安装架210上,然后活动切刀213再配合固定切刀211将各条料带切断。也就是说,在将各条料带切断之前利用压料块216将各条料带压紧,从而有利于提高裁切质量。可选地,压料弹性件217可以是弹簧。
具体到实施例中,裁切安装架210可受控地沿第一方向X朝向入料机构40靠近或远离移动。如此,在实际卷绕作业过程中,各条料带依次穿过夹送机构10、裁切机构20、补偿机构30和入料机构40,并进入卷针。卷针旋转,以分别对各条料带进行卷绕,即在卷针上至少两条料带被卷绕成型至少两个电芯。
当卷针上的各个电芯快要卷绕完成时,需要进行收尾作业:首先,控制夹送安装架11沿第一方向X朝向入料机构40靠近移动,并逐渐加速,直至夹送安装架11的移动速度与各条料带的输送速度相同(即夹送安装架11与各条料带相对静止)。此时,滚轮14与楔形块18分离,使得活动夹辊支架16在夹持驱动件19提供的驱动力的作用下朝向固定夹辊支架15移动,直至两个夹辊12和两个夹板17均夹持各条料带。同时,控制裁切安装架210沿第一方向X朝向入料机构40移动,并逐渐加速,直至裁切安装架210与各条料带的输送速度相同(即裁切安装架210与各条料带相对静止)。此时,在裁切驱动件223的驱动下活动切刀213与固定切刀211配合切断途经的各条料带。然后,卷针继续卷绕,直至将切断的料带全部进行卷绕,此时完成收尾作业。
再次进行卷绕时需要进行入料作业:首先,夹送机构10继续沿第一方向X朝向入料机构40靠近移动,以引导各条料带的切断端穿过裁切机构20和补偿机构30的各个补偿通道,进而进入入料机构40的各个入料对辊411,且各条料带的切断端均被对应的入料对辊411的固定辊4110和活动辊4112夹持。然后,夹持驱动件19驱动两个夹辊12和两个夹板17均松开各条料带,且控制夹送安装架11和裁切安装架210均返回至各自的初始位置。入料机构40的各个入料对辊411分别将各条料带送入至新的卷针上,该新的卷针旋转,以分别对各条料带进行卷绕,并按照上述步骤完成卷绕。
请参见图1及图2所示,进一步地,入料装置还包括第二驱动机构60,裁切安装架210沿第一方向X可移动地连接在基座上。第二驱动机构60设置在该基座上,并与裁切安装架210驱动连接,以驱动裁切安装架210沿第一方向X移动。
进一步地,第二驱动机构60包括第二驱动件(图未标)、第二丝杆(图未标)及第二丝杆螺母(图未标)。第二丝杆可转动地连接在基座上,且第二丝杆的轴向与第一方向X平行。第二驱动件设置在基座上,且与第二丝杆驱动连接,以使第二驱动件能够驱动第二丝杆旋转。第二丝杆螺母螺纹连接在第二丝杆上,且与裁切安装架210固定连接,使得裁切安装架210与第二丝杆螺母一同移动。如此,当第二驱动件驱动第二丝杆旋转时,第二丝杆驱使第二丝杆螺母沿第一方向X移动,第二丝杆螺母带动裁切安装架210沿第一方向X移动。可选地,第二驱动件可以是电机。
可选地,裁切安装架210上设置有与导向滑轨a1滑动配合的裁切滑块(图未标),从而利用裁切滑块沿导向滑轨a1的移动对裁切安装架210相对基座沿第一方向X的移动进行导向。
基于上述入料装置,本发明还提供一种卷绕设备。该卷绕设备包括如上任一实施例中所述的入料装置。具体地,卷绕设备还包括卷绕装置,该卷绕装置具有用于进行卷绕的卷针。入料装置将至少两条料带的切断端送入至卷针内,卷针旋转以对各条料带进行卷绕,从而同时卷绕成型至少两个电芯。
基于上述卷绕设备,本发明还提供一种应用上述任一实施例中所述的卷绕设备的卷绕方法。请参见图12所示,该卷绕方法包括以下步骤:
S10、卷绕步骤;
S20、料带收尾步骤;
S30、入料步骤;
S40、依次循环执行步骤S10至步骤S30。
具体到实施例中,步骤S10具体包括:上述至少两条料带均依次途经夹送机构10、裁切机构20、对应的补偿组件32的补偿通道及对应的纠偏入料组件41的入料对辊411,并到达卷针上。控制卷针旋转,从而同时将该至少两条料带分别卷绕在卷针上,以同时卷绕成型至少两个电芯,直至该至少两个电芯将要卷绕完成。也就是说,该至少两条料带中,每一条料带卷绕形成一个电芯。例如,料带的数量为两条时,卷针上同时卷绕形成两个电芯。
请参见图13所示,具体到实施例中,步骤S20具体包括以下步骤:
S21、对卷针上各个电芯所包含的料带卷绕长度分别进行检测,其中所包含的料带卷绕长度小于预设长度的电芯为待补偿电芯。可选地,各个电芯之中的所包含的料带卷绕长度最长的电芯为标准电芯,所述预设长度为该标准电芯所包含的料带卷绕长度。
S22、控制与该待补偿电芯相对应的补偿组件32的施力部对途经的料带施加作用力,从而增加位于补偿通道内的该料带的长度,以对该待补偿电芯的料带卷绕长度进行补偿。进一步地,控制与该待补偿电芯相对应的补偿组件32的活动过辊323逐渐进入两个固定过辊321之间的空间,从而带动途经的料带呈“S”型依次绕过第一个固定过辊321、活动过辊323和第二个固定过辊321,进而增加对应料带位于补偿通道内的长度。可以理解的是,与该待补偿电芯相对应的补偿组件32的活动过辊323调节到位时,待补偿电芯所包含的料带卷绕长度与该待补偿电芯至裁切机构20之间的料带长度之和为L1,无需补偿的电芯所包含的料带卷绕长度与该电芯至裁切机构20之间的料带长度之和为L2,该L1大致等于L2。
S25、裁切机构20将途经的各条料带同时切断,此时卷针继续保持旋转,直至被切断的料带的尾端(即卷针与裁切机构20之间的料带)全部卷绕至卷针上,此时即完成收尾。
进一步地,在步骤S22与步骤S25之间还包括以下步骤:
S23、控制夹送机构10和裁切机构20沿第一方向靠近入料机构40加速移动,直至夹送机构10和裁切机构20的移动速度与各条料带的输送速度相等;
S24、夹送机构10同时夹持途经的各条料带。
请参见图14所示,具体到实施例中,步骤S30具体包括:
S31、裁切机构20停止移动。夹送机构10继续移动,从而带动各条料带的切断端依次穿过裁切机构20、补偿机构30的各个补偿通道,直至到达入料机构40的各个纠偏入料组件41,使得各个纠偏入料组件41的入料对辊411分别夹持对应的料带的切断端。
S32、夹送机构10同时松开各条料带,且夹送机构10和裁切机构20均沿第一方向X远离入料机构40移动,直至返回至初始位置。
S33、控制各个纠偏入料组件41的纠偏活动座410分别沿第二方向Y移动,以实现对各条料带在第二方向Y上进行纠偏。
S34、各个入料对辊411将各自夹持的料带的切断端均送入卷针,再解除对料带的夹持(即松开料带)。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种入料装置,布置在卷针的上游,所述卷针用于对至少两条料带分别进行卷绕,以同时卷绕成型至少两个电芯,其特征在于,所述入料装置包括:
裁切机构,可受控地同时切断途经的所述至少两条料带;及
补偿机构,布置在所述裁切机构与所述卷针之间,所述补偿机构包括与所述至少两条料带一一对应的至少两个补偿组件,每一所述补偿组件具有供对应的所述料带穿过的补偿通道,以及对途经所述补偿通道的所述料带施加作用力的施力部,途经所述补偿通道内的所述料带在所述作用力的作用下改变输送路径,并增加位于所述补偿通道内的所述料带的长度,以对对应的电芯所包含的料带卷绕长度进行补偿。
2.根据权利要求1所述的入料装置,其特征在于,每一所述补偿组件包括沿所述补偿通道布设的多个过辊,所述多个过辊的其中一部分位于所述料带的一侧,其中另一部分位于所述料带的相对的另一侧;所述多个过辊中的至少一个可受控地朝向途经的所述料带靠近,以作为所述施力部带动途经的所述料带改变输送路径。
3.根据权利要求2所述的入料装置,其特征在于,所述多个过辊中至少包括两个固定过辊和活动过辊,两个所述固定过辊位于所述料带的同一侧,所述活动过辊位于所述料带的相对的另一侧;所述活动过辊可受控地进入两个所述固定过辊之间的空间,以作为所述施力部带动途经的所述料带改变输送路径。
4.根据权利要求3所述的入料装置,其特征在于,所述补偿机构还包括补偿安装架,每一所述补偿组件还包括补偿活动支架;
每一所述补偿组件的两个所述固定过辊均可转动地连接在所述补偿安装架上,所述补偿活动支架可受控移动地连接在所述补偿安装架上,所述活动过辊可转动地连接在所述补偿活动支架上。
5.根据权利要求4所述的入料装置,其特征在于,每一所述补偿组件还包括补偿驱动结构及驱动块,所述补偿安装架具有在第一方向上相背离的第五侧和第六侧,所述补偿安装架还具有贯穿所述第五侧和所述第六侧的避让槽;
所述补偿驱动结构设置在所述第五侧,所述补偿活动支架位于所述第六侧;所述驱动块穿设于所述避让槽,且所述驱动块的一端与所述补偿驱动结构驱动连接,所述驱动块的另一端与所述补偿活动支架连接。
6.根据权利要求1所述的入料装置,其特征在于,所述补偿机构还包括补偿安装架,各个所述补偿组件均安装在所述补偿安装架上;
所述补偿安装架可受控地靠近或远离所述裁切机构移动。
7.根据权利要求1至6任一项所述的入料装置,其特征在于,所述至少两条料带均沿第一方向输送,且沿与所述第一方向垂直的第二方向间隔布设;所述入料装置还包括布置在所述补偿机构与所述卷针之间的入料机构,所述入料机构包括与所述至少两条料带一一对应的至少两个纠偏入料组件,每一所述纠偏入料组件包括:
纠偏活动座,沿所述第二方向可受控移动;及
入料对辊,设置在所述纠偏活动座上,用于将对应的所述料带向下游输送至所述卷针;
其中,在所述第一方向上,各个所述纠偏入料组件的所述入料对辊间隔布设;在所述第二方向上,各个所述纠偏入料组件的所述入料对辊间隔布设。
8.一种卷绕设备,其特征在于,包括卷绕装置及如权利要求1至7任一项所述的入料装置,所述卷绕装置具有可受控旋转的所述卷针。
9.一种应用如权利要求8所述的卷绕设备的卷绕方法,其特征在于,包括依次执行的卷绕步骤和料带收尾步骤;
所述卷绕步骤包括:所述至少两条料带均依次途经所述裁切机构和对应的所述补偿组件的所述补偿通道,并到达所述卷针上;所述卷针旋转而将所述至少两条料带分别卷绕在所述卷针上,以同时卷绕成型至少两个电芯;
所述料带收尾步骤包括:
a、对所述卷针上的各个电芯所包含的料带卷绕长度分别进行检测,其中所包含的料带卷绕长度小于预设长度的电芯为待补偿电芯;
b、控制与所述待补偿电芯相对应的所述补偿组件的所述施力部对途经的料带施加作用力,从而增加位于所述补偿通道内的所述料带的长度;
c、所述裁切机构将途经的各条料带同时切断,使得被切断的料带全部卷绕至所述卷针上。
10.根据权利要求9所述的卷绕设备的卷绕方法,其特征在于,在步骤a中:各个电芯之中的所包含的料带卷绕长度最长的电芯为标准电芯,所述预设长度为所述标准电芯所包含的料带卷绕长度。
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CN202211087995.0A CN116247266A (zh) | 2022-09-07 | 2022-09-07 | 一种入料装置、卷绕设备及卷绕方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2024051567A1 (zh) * | 2022-09-07 | 2024-03-14 | 无锡先导智能装备股份有限公司 | 一种入料机构、入料装置及卷绕设备 |
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