CN116262579A - 卷绕体下料机构、装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷绕体下料机构及利用该机构实现卷绕体下料的方法。下料机构包括平行设置在一基板上的第一夹杆和第二夹杆，第二夹杆可滑动地靠近/远离第一夹杆。第二夹杆的自由端设置一卡扣件，当所述卡扣件位于第一位置时，卡扣件固定连接第一夹杆的自由端；当所述卡扣件位于第二位置，所述卡扣件与第一夹杆的自由端相脱离。通过设置卡扣件连接第一夹杆、第二夹杆的自由端，本发明可以防止下料机构在承力较大时发生弯折形变，因此可以保证第一夹杆、第二夹杆的平行度，方便了卷绕体的下料操作。本发明还公开了一种相关的卷绕体下料装置。

Description

卷绕体下料机构、装置及方法

技术领域

本发明属于自动化装备领域，尤其涉及一种在自动化装备中应用的下料技术。

背景技术

锂电池的电芯是一种正负极片和隔膜堆叠卷绕而成的卷绕体。在卷绕设备完成电芯卷制过程后，需要对电芯进行下料操作。然而在卷针回退的过程中，电芯内圈的隔膜容易被带出、揉皱甚至撕裂进而造成电芯质量不合格。

2018年7月20日授权公告的第CN207637910U号中国实用新型专利公开了一种电芯下料装置。如图1所示，卷针10上设置缺口槽11，电芯(图未示)卷绕在卷针10上。下料装置通过电机21驱动内夹紧杆32a插入卷针10的缺口槽11、外夹杆31a插入电芯的外侧，然后通过电机22a驱动内/外夹紧杆31a/32a夹住电芯的内外壁，此时卷针10回退，以此实现电芯下料。

这种方案仍存在一些缺陷，例如当电芯较长时，下料机构采用的夹杆也会较长，而当夹杆很长时，通常很难保证两夹杆的平行度。如果夹杆的平行度不能保证，则会在卷针回退时与卷针发生干涉，造成卷针损伤或/和电芯破损。当卷绕体较重而需要提供较大的夹持力时，也会出现这种情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种承受较大夹持力而不发生形变的卷绕体下料机构，同时提供一种卷绕体下料方法及其下料装置。

为实现上述目的，本发明卷绕体下料机构包括平行设置在一基板上的第一夹杆和第二夹杆，所述第二夹杆可滑动地靠近/远离所述第一夹杆；其特征是，所述第二夹杆的自由端设置一卡扣件，且所述卡扣件在一第一位置和一第二位置之间改变位置；其中，在所述第一位置，所述卡扣件固定连接所述第一夹杆的自由端；在所述第二位置，所述卡扣件与所述第一夹杆的自由端相脱离。

本发明还提供了一种卷绕体下料方法，包括驱动一第一夹杆、一第二夹杆设置在所述卷绕体的至少一部分的两侧；使所述第一夹杆、第二夹杆夹紧所述卷绕体的至少一部分；连接所述第一夹杆、第二夹杆的自由端；驱动所述卷针或所述第一夹杆、第二夹杆，使所述卷绕体与所述卷针分离。

在本发明卷绕体下料机构的一个实施例中，所述第二夹杆连接一电机，所述电机驱动所述卡扣件在所述第一位置、第二位置切换位置。

在本发明卷绕体下料机构的一个实施例中，所述第二夹杆包括一芯轴及一套设在芯轴外的套筒，所述卡扣件及所述电机分别连接在所述芯轴的一端。

在本发明卷绕体下料机构的一个实施例中，所述第二夹杆设置在一夹紧座上，所述夹紧座通过导轨设置在所述基板上；所述基板上设置一夹紧驱动件以驱动所述夹紧座沿所述导轨运动。

在本发明卷绕体下料机构的一个实施例中，所述第一夹杆可滑动设置在基板的卡扣位置和脱离位置，其中，在所述卡扣位置，所述第一夹杆的自由端连接所述卡扣件；在所述脱离位置，所述第一夹杆的自由端与所述卡扣件脱离。

本发明卷绕体下料装置包括至少两组前述卷绕体下料机构，所述两卷绕体下料机构分别可沿第一方向运动地安装在一承载平台上，所述承载平台分别可沿第二方向运动地安装在一底座上，其中所述第一方向与所述第一夹杆的设置方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直。

综上所述，本发明通过设置卡扣件并在下料时固定第一夹杆、第二夹杆的自由端，可以保证两夹杆始终保持平行的状态，这样可以避免夹杆因承力过大而发生形变，因而可以使卷绕体下料更加平稳顺畅，且不会损伤卷绕体。

附图说明

图1是现有技术中电芯下料装置的示意图；

图2是本发明一实施例的结构示意图；

图3是图2所示实施例的俯视图；

图4是图3中实施例沿剖面线A-A处的截面图；

图5是图2所示实施例应用于下料装置中的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本实施例是以锂电池的电芯作为下料对象而进行的说明，但以纸张、布匹、薄膜等类似材料卷绕而成的卷绕体都可以同等地采用本发明卷绕体下料机构实现下料操作。

如图2、3所示，本实施例卷绕体下料装置100包括平行设置在基板130上的第一夹杆110、第二夹杆120。第一夹杆110通过一第一安装件111固定地安装在基板130上，第二夹杆120通过第二安装件可移动地安装在基板130上。第二夹杆120能够在一夹持驱动件的作用下靠近第一夹杆110，从而实现夹紧卷绕体的功能。

如图2所示，第二安装件包括夹紧座121和安装在夹紧座121上的固定座122，第二夹杆120即固定地安装在固定座122上，并保持超出基板130且与第一夹杆110等高。夹紧座121通过一组导轨123组装在基板130上，这组导轨123垂直于前述第一夹杆110、第二夹杆120设置，从而当夹紧座121沿导轨123滑动时，第二夹杆120能够靠近第一夹杆110以夹紧卷绕体的一部分，或者远离第一夹杆110以释放所述卷绕体的一部分。作为以夹紧驱动件的夹紧气缸124设置在所述夹紧座121一侧，其气缸杆与夹紧座121连接，以提供驱动夹紧座121在导轨123上滑动的力。

结合参阅图2、3、4，第二夹杆120包括一芯轴125，芯轴125的一端通过一联轴器连接到电机126的输出轴，另一端安装一卡扣件127。卡扣件127整体呈板状结构，其上设置一卡槽1271。卡槽1271的形状与芯轴125的自由端轮廓相匹配，以保证当第一夹杆110的自由端嵌入卡槽1271后与第二夹杆120之间不发生相对的松动和晃动。

卡扣件127的结构可以视待下料的卷绕体的规格而定，具体而言，需满足如下要求：当本实施例下料机构100的第一夹杆110、第二夹杆120夹紧所述卷绕体时，当芯轴125在电机126的带动下旋转时，带动卡扣件127的卡槽1271转动到对准所述第一夹杆110之自由端的位置。

为此，卡扣件127最好以可拆卸的方式组装在第二夹杆120上，这样可以灵活地选择不同的卡扣件以适应不同规格的卷绕体。在本实施例中，芯轴125的自由端1251直径小于芯轴125的其他部分且末端形成一锥形的孔，以具有一定的弹性。卡扣件127的一卡口1272容纳该自由端1251以实现稳定的组装。

芯轴125的外面套接一套管128，芯轴125与套管128之间的两端设置绝缘圈129。

继续参阅图2至4。电机126设置在一滑座1261上，所述滑座1261通过一滑轨1262设置在前述夹紧座121上。滑轨1262沿平行于所述第一夹杆110、第二夹杆120设置，从而当滑座1261在滑轨1262上运动时，能带动第二夹杆120的芯轴125在套管128内移动，从而其卡槽1271可以嵌入第一夹杆110的自由端、或与第一夹杆110的自由端相脱离，以实现第一、第二夹杆110、120的联接与分离。夹紧座121上设置一气缸1263，该气缸1263的气缸杆连接到滑座1261上，以作为驱动滑座1261在滑轨1262上运动的驱动件。

在其他实施例中，为配合具体结构空间的需要，所述驱动气缸1263也可以用来驱动第一夹杆110运动以实现其自由端与卡扣件127的嵌合与分离。相应地，此时第一夹杆110的第一安装件111需要通过滑动组件安装在基板130上，并与气缸1263的气缸杆连接。在这种实施例中，第二夹杆120及其电机126则可以直接固定安装在夹紧座121上，而不需要沿夹杆的方向移动。

图3示出了采用本实施例进行卷绕体下料的场景示意图。卷绕体(图未示)附着在卷针外壁，卷针上开设有供夹杆插入其内的缺口槽(虚线所示)。具体下料过程如下：

首先，在一电机或气缸的驱动下，本实施例卷绕体下料机构100朝向卷绕体运动，使第一夹杆110从卷针的缺口槽中插入到卷绕体的内部。为避免卡扣件127与卷绕体和卷针相干涉，在第一夹杆110插入的过程中，第二夹杆120的卡扣件127被调整至朝向背离第一夹杆110的一侧，即图3中朝向下的方向。此时，第二夹杆120位于卷绕体的外部，卷绕体的一个厚度部分被完全容纳于第一、第二夹杆110、120之间；

其次，夹紧气缸124作动，使夹紧座121带动第二夹杆120沿导轨123滑动并靠进第一夹杆110，从而实现对卷绕体的夹紧；

然后，电机126作动，使第二夹杆120的卡扣件127旋转并对准第一夹杆110的自由端；

再然后，气缸1263作动，使第二夹杆120沿滑轨1262移动，并使其卡扣件127的卡槽1271与第一夹杆110的自由端紧密扣合。随后驱动卷针退出卷绕体或驱动本实施例卷绕体下料机构100回退到初始位置，从而实现卷绕体下料。

通过设置卡扣件127并在下料时固定第一夹杆110、第二夹杆120的自由端，可以保证两夹杆110、120始终保持平行的状态，这样可以避免夹杆因承力过大而发生形变，因而可以使卷绕体下料更加平稳顺畅，且不会损伤卷绕体。

图5示出了本发明实施例卷绕体下料机构应用于下料装置的结构图。由图可见，卷绕体下料装置200包括两组下料机构100，用于从相对的两侧固定卷绕体。两组下料机构100的基板130分别通过一滑动机构210设置在一承载平台220上，滑动机构210沿所述下料机构100的夹杆方向设置，从而下料机构100可以在承载平台220上运动，以插入卷绕体内部及从卷绕体内部抽离。当需沿滑动机构210方向移动较长距离时，还可以通过先把基板130固定在一较大面积的辅助板131上、再把辅助板131设置在滑动机构210上的方式增大与滑动机构210的接触面积，可以确保滑动过程的平稳。

两组承载平台220分别通过一滑动机构221设置在一底座230上。所述底座230设置有电机231、丝杠232，一连接件233的下端设置在丝杠232的滑套上，连接件233的上端连接到承载平台210上，电机231通过连接件233带动承载平台210沿滑动机构221运动，从而两下料机构100可以相互靠近和分开。

本实施例卷绕体下料装置200特别适用于卷绕电芯下料的场合，在这些场合中，卷绕电芯成型后需从卷针上取下，此时卷绕电芯的内部由于脱离了卷针的支撑而呈中空结构。为防止电芯松散，同时方便后续工艺处理，通常需要把电芯压扁。

本发明实施例的卷绕体下料装置200在实现电芯下料及压扁操作时，首先驱动其两个卷绕体下料机构100沿滑动机构210运动以使两第一夹杆110插入卷绕体的内部，两第二夹杆120分别设置在卷绕体的两侧；

然后驱动卷绕体下料机构100的夹紧气缸124，使两卷绕体下料机构100夹紧卷绕体的两侧壁；随后电机126、驱动气缸1263先后启动，使第二夹杆120的卡扣件127锁定第一夹杆110、第二夹杆120的自由端；之后卷绕体内的卷针抽离或两卷绕体下料机构100回退，使卷绕体与卷针分离；

最后，电机231带动丝杠232转动，使两承载平台220相互分离，从而两卷绕体下料机构100向相对两侧拉伸卷绕体，使卷绕体变扁。

压扁过程可以在专门的操作平台处配合一压板处理，通常该压板从垂直于两卷绕体下料机构100的拉伸方向下压卷绕体而实现。此时，卷绕体下料装置200可以通过任何常用的滑轨机构把卷绕体转移到该操作平台，此处不再详述。

以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种卷绕体下料机构，包括平行设置在一基板上的第一夹杆和第二夹杆，所述第二夹杆可滑动地靠近/远离所述第一夹杆；其特征是，所述第二夹杆的自由端设置一卡扣件，且所述卡扣件在一第一位置和一第二位置之间改变位置；其中，在所述第一位置，所述卡扣件固定连接所述第一夹杆的自由端；在所述第二位置，所述卡扣件与所述第一夹杆的自由端相脱离。

2.如权利要求1所述的卷绕体下料机构，其特征是，所述第二夹杆连接一电机，所述电机驱动所述卡扣件在所述第一位置、第二位置之间切换位置。

3.如权利要求2所述的卷绕体下料机构，其特征是，所述第二夹杆包括一芯轴及一套设在芯轴外的套筒，所述卡扣件及所述电机分别连接在所述芯轴的一端。

4.如权利要求2所述的卷绕体下料机构，其特征是，所述第二夹杆设置在一夹紧座上，所述夹紧座通过导轨设置在所述基板上；所述基板上设置一夹紧驱动件以驱动所述夹紧座沿所述导轨滑动。

5.如权利要求2所述的卷绕体下料机构，其特征是，所述第二夹杆设置在一夹紧座上，所述夹紧座可滑动地设置在所述基板上，以实现靠近/远离所述第一夹杆；所述电机可滑动地设置在所述夹紧座上，以带动所述卡扣件与所述第一夹杆的固定与脱离。

6.如权利要求1所述的卷绕体下料机构，其特征是，所述卡扣件以可拆装的方式组装在所述第二夹杆的自由端。

7.如权利要求1所述的卷绕体下料机构，其特征是，所述第一夹杆可滑动设置在所述基板的脱离位置和卡扣位置，其中，在所述卡扣位置，所述第一夹杆的自由端连接所述卡扣件；在所述脱离位置，所述第一夹杆的自由端与所述卡扣件脱离。

8.一种卷绕体下料方法，用于从一卷针上移除一卷绕体，所述卷针上设置有缺口槽；所述方法包括：驱动一第一夹杆、一第二夹杆设置在所述卷绕体的至少一部分的两侧；使所述第一夹杆、第二夹杆夹紧所述卷绕体的至少一部分；连接所述第一夹杆、第二夹杆的自由端；驱动所述卷针或所述第一夹杆、第二夹杆，使所述卷绕体与所述卷针分离。

9.如权利要求8所述的卷绕体下料方法，其特征是，在连接所述第一夹杆、第二夹杆的自由端时，先驱动所述第二夹杆转动，使所述第二夹杆的自由端携带的卡扣件处于卡扣位置，再沿所述第二夹杆的轴线方向驱动所述第二夹杆，使所述卡扣件与第一夹杆的自由端相连接。

10.一种卷绕体下料装置，包括至少两组如权利要求1至7任一项所述的卷绕体下料机构，所述两卷绕体下料机构分别可沿第一方向运动地安装在一承载平台上，所述承载平台分别可沿第二方向运动地安装在一底座上，其中所述第一方向与所述第一夹杆的设置方向平行，所述第二方向与所述第一方向垂直。

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