CN117276688A - 一种集成芯轴上料卷绕功能的圆柱动力激光卷绕机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集成芯轴上料卷绕功能的圆柱动力激光卷绕机，包括有正极放卷装置、负极放卷装置、隔膜放卷装置和卷绕装置，正极放卷装置将正极极片料带放卷至所述卷绕装置，所述负极放卷装置将负极极片料料带放卷至所述卷绕装置，两个隔膜放卷装置将第一隔膜和第二隔膜放卷至所述卷绕装置，采用正极放卷装置将完成激光切割极耳的正极极片传输至卷绕装置，采用负极放卷装置将完成激光切割极耳的负极极片传输至卷绕装置，隔膜放卷装置将隔膜传输至卷绕装置，卷绕前将极耳预折，卷绕装置将极片和隔膜卷绕于芯轴上形成电芯，并通过下料装置对电芯进行下料，随后进行拍平时能够保证所有极耳均朝向电芯轴线上，提高极耳成型良率，并提高电芯生产效率。

Description

一种集成芯轴上料卷绕功能的圆柱动力激光卷绕机

技术领域

本发明涉及锂电池生产技术领域，尤其是涉及一种集成芯轴上料卷绕功能的圆柱动力激光卷绕机。

背景技术

有的电芯卷绕设备主要是用于对正极片、负极片和隔膜等安装一定的次序层叠后卷绕制成电芯，并对卷制出的电芯进行贴胶、短路检测等等，具有生产效率高、生产成本低且电芯制作返工率低的优点。

电池制造行业的整体生产方式是采用人工对逐个工艺步骤进行操作，即人工从每个生产工序中取出并输送到下个生产工序中，接着在输送到下个生产工序内，而且每个生产工序中都需要生产员时刻监督操作。此种生产方式存在生产效率低的问题。对于其他类似场景的类型的电池生产也存在相同的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种集成芯轴上料卷绕功能的圆柱动力激光卷绕机，以解决上述技术问题，提高生产效率和质量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种集成芯轴上料卷绕功能的圆柱动力激光卷绕机，其特征在于，包括有正极放卷装置、负极放卷装置、隔膜放卷装置和卷绕装置，所述正极放卷装置将正极极片料带放卷至所述卷绕装置，所述负极放卷装置将负极极片料料带放卷至所述卷绕装置，两个隔膜放卷装置将第一隔膜和第二隔膜放卷至所述卷绕装置，所述卷绕装置将正极极片、第一隔膜、负极极片和第二隔膜卷绕形成电芯；

所述正极放卷装置包括有：

正极放卷机构，用于将正极极片料卷放卷出来，包括有正极自动交换带放卷组件、正极放卷张力缓存组件、正极放卷纠偏组件和正极放卷测长组件，所述正极自动交换带放卷组件将正极极片料带放卷至所述正极放卷张力缓存组件，所述正极放卷张力缓存组件对正极极片料带进行张力调节并缓存，所述正极放卷测长组件检测正极极片料卷的位置，所述正极放卷纠偏组件对正极极片料卷进行纠偏；

正极激光切割机构，用于将正极极片上切割形成正极极耳，随后将正极极片上的粉尘清除，并对正极极耳进行外观检测，包括有正极激光切组件、正极检测牵引组件、正极毛刷组件、第一正极CCD检测组件、正极极耳风刀组件、第二正极CCD检测组件和第三正极CCD检测组件，所述正极激光切组件对正极极片料带上切割形成正极极耳，所述正极毛刷组件和正极极耳风刀组件对正极极片料带进行除尘，所述第一正极CCD检测组件、所述第二正极CCD检测组件和所述第三正极CCD检测组件对正极极耳的外观进行检测，所述正极检测牵引组件牵引正极极片料带移动；

正极缓存机构，用于对正极极片进行缓存，包括有第一正极激光缓存组件、正极缓存牵引组件、第二正极激光缓存组件和正极缓存张力组件，所述第一正极激光缓存组件和所述第二正极激光缓存组件对正极极片料卷进行缓存，所述正极缓存牵引组件对正极极片进行牵引移动，所述正极缓存张力组件对正极极片进行张力调节；

所述负极放卷装置包括有：

负极放卷机构，用于将负极极片料卷放卷出来，包括有负极自动交换带放卷组件、负极放卷张力缓存组件、负极放卷纠偏组件和负极放卷测长组件，所述负极自动交换带放卷组件将负极极片料带放卷至所述负极放卷张力缓存组件，所述负极放卷张力缓存组件对负极极片料带进行张力调节并缓存，所述负极放卷测长组件检测负极极片料卷的位置，所述负极放卷纠偏组件对负极极片料卷进行纠偏；

负极激光切割机构，用于将负极极片上切割形成负极极耳，随后将负极极片上的粉尘清除，并对负极极耳进行外观检测，包括有负极激光切组件、负极检测牵引组件、负极毛刷组件、第一负极CCD检测组件、负极极耳风刀组件、第二负极CCD检测组件和第三负极CCD检测组件，所述负极激光切组件对负极极片料带上切割形成负极极耳，所述负极毛刷组件和负极极耳风刀组件对负极极片料带进行除尘，所述第一负极CCD检测组件、所述第二负极CCD检测组件和所述第三负极CCD检测组件对负极极耳的外观进行检测，所述负极检测牵引组件牵引负极极片料带移动；

负极缓存机构，用于对负极极片进行缓存，包括有第一负极激光缓存组件、负极缓存牵引组件、第二负极激光缓存组件和负极缓存张力组件，所述第一负极激光缓存组件和所述第二负极激光缓存组件对负极极片料卷进行缓存，所述负极缓存牵引组件对负极极片进行牵引移动，所述负极缓存张力组件对负极极片进行张力调节；

所述隔膜放卷装置包括有：

隔膜放卷机构，所述隔膜放卷组件将隔膜料卷进行放卷，包括有隔膜放卷组件和隔膜压带组件，所述隔膜放卷组件对隔膜进行放卷，所述隔膜压带组件压紧隔膜；

隔膜张力机构，用于调节隔膜的张力；

隔膜测长机构，用于检测隔膜的位置；

隔膜纠偏机构，用于根据所述隔膜测长机构检测到隔膜行径进行纠偏；

所述卷绕装置包括有：

卷绕机构，将正极极片、第一隔膜、负极极片和第二隔膜卷绕至芯轴上形成电芯；

正极送料机构，将正极极片传送至所述卷绕机构中进行卷绕；

负极送料机构，将负极极片传送至所述卷绕机构中进行卷绕；

芯轴上料机构，将芯轴上料至所述卷绕机构中；

CCD隔膜切断机构，将完成卷绕的电芯隔膜进行裁断；

收尾贴胶机构，将完成卷绕的电芯贴尾胶后下料。

作为一种优选的技术方案，所述芯轴上料机构包括有备料机构、定位机构和上料机构，所述备料机构将芯轴上料至所述定位机构，所述定位机构旋转芯轴至指定角度，所述上料机构夹取芯轴后旋转，将芯轴安装于卷针上。

作为一种优选的技术方案，所述定位机构包括有支架以及设置于所述支架上的支撑组件、视觉传感器、背光源和旋转组件，所述支撑组件和所述旋转组件设置于所述视觉传感器和所述背光源之间，所述备料机构将芯轴上料至所述所述支撑组件上，所述视觉传感器对齐芯轴，所述背光源与所述视觉传感器对齐，所述旋转组件驱动芯轴旋转。

作为一种优选的技术方案，所述旋转组件包括有摆臂、摆臂气缸、旋转电机、主动轮、旋转皮带和从动轮，所述摆臂转动设置于所述支架上，所述主动轮安装于所述摆臂的一侧，所述从动轮安装于所述摆臂的另一端，所述旋转皮带将所述主动轮和所述从动轮连接，所述摆臂气缸的输出端与所述摆臂铰接，所述摆臂气缸的另一端铰接设置于所述支架上。

作为一种优选的技术方案，所述上料机构包括有上料旋转组件、电芯夹爪组件和芯轴夹爪组件，所述电芯夹爪组件和所述芯轴夹爪组件安装于所述上料旋转组件上，所述电芯夹爪组件包括有第一夹爪移动气缸、移动导轨、第一移动座、第一夹爪气缸和第一夹爪，所述第一夹爪移动气缸驱动所述第一移动座沿所述移动导轨移动，所述第一夹爪气缸安装于所述第一移动座上，所述第一夹爪气缸驱动两个第一夹爪相对移动。

作为一种优选的技术方案，所述芯轴夹爪组件包括有第二夹爪移动气缸、第二移动座、第二夹爪气缸和第二夹爪，所述第二夹爪移动气缸驱动所述第二移动座移动，所述第二夹爪气缸安装于所述第二移动座上，所述第二夹爪气缸驱动两个第二夹爪相对移动。

作为一种优选的技术方案，所述备料机构包括有机架、选料组件和推料组件，所述机架上包括有储料架、顶升架和进料管道，芯轴储存于所述储料架上，所述顶升架安装于所述储料架的一侧，且所述进料管道将所述储料架的下端与所述顶升架的下端连通，所述选料组件安装于所述储料架的下端，所述推料组件安装于所述顶升架的下端；所述推料组件包括有推料气缸和推板，所述推料气缸驱动所述推板于所述顶升架中移动。

作为一种优选的技术方案，所述选料组件包括有选料气缸、选料卡板和选料挡块，所述选料挡块安装于所述储料架的内表面，所述选料气缸驱动所述选料卡板于所述选料挡块与所述储料架的底部之间移动。

作为一种优选的技术方案，其进一步包括有下料装置，所述下料装置将电芯从所述卷绕装置中进行下料，所述下料装置包括有下料机构、烫孔机构、拍平机构和揉平机构，所述下料机构从所述卷绕装置中接收完成卷绕的电芯，并依次传输至所述烫孔机构和所述拍平机构，所述烫孔机构对电芯隔膜进行烫孔，所述拍平机构对电芯两端的极耳进行拍平，所述揉平机构对电芯两端揉平端面整形。

作为一种优选的技术方案，所述拍平机构包括有拍平夹取组件和极耳拍平组件，所述拍平夹取组件夹取电芯至两个极耳拍平组件之间，两个极耳拍平组件分别将电芯两端的极耳拍平，所述揉平机构包括有揉平夹取组件和端部揉平组件，所述揉平夹取组件将电芯夹取至所述端部揉平组件处，所述端部揉平组件将电芯两端揉平。

本发明的有益效果在于：上述集成芯轴上料卷绕功能的圆柱动力激光卷绕机，采用正极放卷装置将完成激光切割极耳的正极极片传输至卷绕装置，采用负极放卷装置将完成激光切割极耳的负极极片传输至卷绕装置，隔膜放卷装置将隔膜传输至卷绕装置，卷绕前将极耳预折，卷绕装置将极片和隔膜卷绕于芯轴上形成电芯，并通过下料装置对电芯进行下料，随后进行拍平时能够保证所有极耳均朝向电芯轴线上，提高极耳成型良率，并提高电芯生产效率。

附图说明

图1为本发明涉及的集成芯轴上料卷绕功能的圆柱动力激光卷绕机的结构示意图；

图2为本发明涉及的芯轴上料机构的结构示意图；

图3为本发明涉及的芯轴上料机构的剖视图；

图4为本发明涉及的备料机构的剖视图；

图5为本发明涉及的拍平机构和揉平机构的结构示意图；

图6为本发明涉及的拍平夹取组件的结构示意图；

图7为本发明涉及的极耳拍平组件的结构示意图；

图8为本发明涉及的揉平机构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种集成芯轴上料卷绕功能的圆柱动力激光卷绕机，包括有正极放卷装置1、负极放卷装置2、第一隔膜放卷装置3、第二隔膜放卷装置4、卷绕装置5和下料装置6，正极放卷装置1将正极极片料带放卷至卷绕装置5，负极放卷装置2将负极极片料料带放卷至卷绕装置5，第一隔膜放卷装置3将第一隔膜放卷至卷绕装置5，第二隔膜放卷装置4将第二隔膜放卷至卷绕装置5，卷绕装置5将正极极片、第一隔膜、负极极片和第二隔膜卷绕形成电芯，下料装置6将电芯从卷绕装置5中进行下料，随后下料装置6将完成卷绕后的电芯传输至后端，依次进行电芯的整体外观检测、电芯直径检测、短路测试，并将不良品剔除到废料通道，使不及格电芯储存在废料盒中，便于将不及格电芯进行返工。上述卷绕机还具备mes数据采集和一键快速换型功能，可以实现对生产产品的设备参数、来料参数、产品信息等本地存储并上传到追溯系统，数据可以导入导出，具备多型号规格设置及型号储存，即能满足市面上的多种型号电芯卷绕,还具备卷绕装置5卷绕前将极耳弯折，自动上料芯轴并且检测角度纠正等功能，卷绕完成后下料装置6将隔膜烫孔、极耳拍平揉平等功能。

正极放卷装置1包括有：

正极放卷机构11，用于将正极极片料卷放卷出来，包括有正极自动交换带放卷组件111、正极放卷张力缓存组件112、正极放卷纠偏组件113和正极放卷测长组件114，正极自动交换带放卷组件111将正极极片料带放卷至正极放卷张力缓存组件112，正极放卷张力缓存组件112对正极极片料带进行张力调节并缓存，正极放卷测长组件113检测正极极片料卷的位置，正极放卷纠偏组件114对正极极片料卷进行纠偏，当正极自动交换带组件111中的极片料卷用尽后，可由极片自动接带机构贴胶带于真空吸盘上后，将极片切断，由吸盘对贴胶带于极片上，使极片料带与新料卷贴合，经过正极放卷纠偏组件113和正极放卷测长组件114控制保证极片激光切割的位置的准确性；

正极激光切割机构12，用于将正极极片上切割形成正极极耳，随后将正极极片上的粉尘清除，并对正极极耳进行外观检测，包括有正极激光切组件127、正极检测牵引组件121、正极毛刷组件122、第一正极CCD检测组件124、正极极耳风刀组件123、第二正极CCD检测组件125和第三正极CCD检测组件126，正极激光切组件127对正极极片料带上切割形成正极极耳，其中采用真空皮带输送和吹气分离结构并且增加侧吸尘口单独针对切割点除尘，还增加了极耳挡板，从而能够实现激光高速切割无边料和有边料，不但让激光切割变得高效且准确还极大的增加激光切割的兼容性，正极毛刷组件122和正极极耳风刀组件123对正极极片料带进行除尘，第一正极CCD检测组件124、第二正极CCD检测组件125和第三正极CCD检测组件126对正极极耳的外观进行检测，正极检测牵引组件121牵引正极极片料带移动，于正极激光切组件127中激光切割产生的废料从除尘口吸附到废料箱由废料机收集废料，激光切割后极片经过正极毛刷组件122和正极极耳风刀组件123对极片表面进行除尘第一正极CCD检测组件124、第二正极CCD检测组件125和第三正极CCD检测组件126对激光切割后极耳进行外观检测，并且进行定位，之后通过PLC系统进行反馈，从而对激光切割精度进行调节保证切割良率；

正极缓存机构13，用于对正极极片进行缓存，并且能对正极极片整体纠偏，优化极片传输过程中的整齐度，提高生产电芯的良率，包括有第一正极激光缓存组件131、正极缓存牵引组件132、第二正极激光缓存组件133和正极缓存张力组件134，第一正极激光缓存组件131和第二正极激光缓存组件132对正极极片料卷进行缓存，正极缓存牵引组件132对正极极片进行牵引移动，正极缓存张力组件134对正极极片进行张力调节，保证正极极片传输至卷绕装置5时的准确性和卷绕时张力的波动精度。

负极放卷装置2包括有：

负极放卷机构21，用于将负极极片料卷放卷出来，包括有负极自动交换带放卷组件211、负极放卷张力缓存组件212、负极放卷纠偏组件213和负极放卷测长组件214，负极自动交换带放卷组件211将负极极片料带放卷至负极放卷张力缓存组件212，负极放卷张力缓存组件212对负极极片料带进行张力调节并缓存，负极放卷测长组件213检测负极极片料卷的位置，负极放卷纠偏组件214对负极极片料卷进行纠偏，当负极自动交换带组件211中的极片料卷用尽后，可由极片自动接带机构贴胶带于真空吸盘上后，将极片切断，由吸盘对贴胶带于极片上，使极片料带与新料卷贴合，经过负极放卷纠偏组件213和负极放卷测长组件214控制保证极片激光切割的位置的准确性；

负极激光切割机构22，用于将负极极片上切割形成负极极耳，随后将负极极片上的粉尘清除，并对负极极耳进行外观检测，包括有负极激光切组件227、负极检测牵引组件221、负极毛刷组件222、第一负极CCD检测组件224、负极极耳风刀组件223、第二负极CCD检测组件225和第三负极CCD检测组件226，负极激光切组件227对负极极片料带上切割形成负极极耳，其中采用真空皮带输送和吹气分离结构并且增加侧吸尘口单独针对切割点除尘，还增加了极耳挡板，从而能够实现激光高速切割无边料和有边料，不但让激光切割变得高效且准确还极大的增加激光切割的兼容性，负极毛刷组件222和负极极耳风刀组件223对负极极片料带进行除尘，第一负极CCD检测组件224、第二负极CCD检测组件225和第三负极CCD检测组件226对负极极耳的外观进行检测，负极检测牵引组件221牵引负极极片料带移动，于负极激光切组件227中激光切割产生的废料从除尘口吸附到废料箱由废料机收集废料，激光切割后极片经过负极毛刷组件222和负极极耳风刀组件223对极片表面进行除尘第一负极CCD检测组件224、第二负极CCD检测组件225和第三负极CCD检测组件226对激光切割后极耳进行外观检测，并且进行定位，之后通过PLC系统进行反馈，从而对激光切割精度进行调节保证切割良率；

负极缓存机构23，用于对负极极片进行缓存，并且能对负极极片整体纠偏，优化极片传输过程中的整齐度，提高生产电芯的良率，包括有第一负极激光缓存组件231、负极缓存牵引组件232、第二负极激光缓存组件233和负极缓存张力组件234，第一负极激光缓存组件231和第二负极激光缓存组件232对负极极片料卷进行缓存，负极缓存牵引组件232对负极极片进行牵引移动，负极缓存张力组件234对负极极片进行张力调节，保证负极极片传输至卷绕装置5时的准确性和卷绕时张力的波动精度。

第一隔膜放卷装置3和第二隔膜放卷装置4的结构相同，在本实施例仅对第二隔膜放卷装置4进行举例说明，第一隔膜放卷装置3的结构不再赘述，第二隔膜放卷装置4包括有：

隔膜放卷机构41，隔膜放卷组件将隔膜料卷进行放卷，包括有隔膜放卷组件411和隔膜压带组件412，隔膜放卷组件11对隔膜进行放卷，隔膜压带组件412压紧隔膜；

隔膜张力机构42，用于调节隔膜的张力；

隔膜测长机构43，用于检测隔膜的位置；

隔膜纠偏机构44，用于根据隔膜测长机构43检测到隔膜行径进行纠偏。

卷绕装置5包括有：

卷绕机构53，将正极极片、第一隔膜、负极极片和第二隔膜卷绕至芯轴上形成电芯，卷绕机构53上设置有卷绕检测组件，卷绕检测组件在线检测正极极片、第一隔膜、负极极片和第二隔膜的对齐度实时保存相应的数据到工控机后进行调整，保证卷绕后的电芯整齐度；

正极送料机构51，将正极极片传送至卷绕机构53中进行卷绕，包括有正极折极耳组件511和正极送料组件512，正极折极耳组件511于卷绕前将极耳弯折，使卷绕完成后电芯的正极极耳向电芯轴心弯折，并增加辊轮倒角轮对折弯角度进行辅助加固，保证卷绕时极耳弯折效果一致，提高生产良率；

负极送料机构52，将负极极片传送至卷绕机构53中进行卷绕，包括有负极折极耳组件521和负极送料组件522，负极折极耳组件521于卷绕前将极耳弯折，使卷绕完成后电芯的负极极耳向电芯轴心弯折，并增加辊轮倒角轮对折弯角度进行辅助加固，保证卷绕时极耳弯折效果一致，提高生产良率；

芯轴上料机构54，将芯轴上料至卷绕机构53中，采用视觉检测辅助芯棒卷前放入位置的准确性，使电芯的成型更加稳定牢靠；

CCD隔膜切断机构55，将完成卷绕的电芯隔膜进行裁断；

收尾贴胶机构56，将完成卷绕的电芯贴尾胶进行收尾后下料。

下料装置6包括有下料机构61、烫孔机构62、拍平机构63和揉平机构64，下料机构61从卷绕装置5中接收完成卷绕的电芯，并依次传输至烫孔机构62和拍平机构63，烫孔机构62对电芯隔膜进行烫孔，拍平机构63对电芯两端的极耳进行拍平，揉平机构64对电芯两端揉平端面整形，电芯传输至拍平机构63和揉平机构64时会有CCD视觉定位机构将准确的数据数据反馈给PLC，PLC控制伺服压平之后机械式揉平电芯，同时进行废料抽吸处理从而达使电芯极耳成型后外观平整，角度一致，大大提高电芯良率，下料机构61还能进行宽度任意调节，同时还有电芯满料检测能够提高设备整体电芯生产的精确性。

请参考图2所示，芯轴上料机构54包括有备料机构541、定位机构542、上料机构543和电芯盒544，备料机构541将单个芯轴上料至定位机构542，定位机构542旋转芯轴至指定角度，上料机构543夹取芯轴并将电芯下料后旋转，将芯轴安装于卷针上，同时将完成卷绕的电芯放至电芯盒544中。

请结合图2、图3和图4所示，备料机构541包括有机架5411、选料组件5412、推料组件5413和到位传感器5414，机架5411上包括有储料架54111、顶升架54112和进料通道54113，芯轴储存于储料架54111上，顶升架54112安装于储料架54111的一侧，且储料架54111的下端通过进料管道5413与顶升架54112的下端连通，选料组件5412安装于储料架54111的下端，推料组件5413安装于顶升架5413的下端，到位传感器5414安装于顶升架54112的上侧，到位传感器5414检测到顶升架54112的上侧缺料，反馈至控制系统中，控制系统分别控制选料组件5412和推料组件5413驱动，选料组件5412从储料架54111中选取一个芯轴移送至进料通道54113中，芯轴通过进料通道54113进入至顶升架54112的下端，推料组件5413推动芯轴向上抬起，使芯轴竖直排列于顶升架54112中，并重复上述步骤，直至到位传感器5414检测到芯轴到位。

具体的，储料架54111上包括有挡板导向轴54114和储料挡板54115，挡板导向轴54114安装于储料架54111中，储料挡板54115设置于储料架54111中，且储料挡板54115沿挡板导向轴54114移动，芯轴储存于两个储料挡板54115之间，两个储料挡板54115之间的间隙为芯轴的长度，能够使芯轴整齐堆叠于储料架54111中，避免芯轴散乱堆放而形成卡料，且能够根据上料芯轴的型号调整两个储料挡板54115之间的距离，以满足上料不同型号的芯轴。顶升架54112上设置有弹片54117、挡板54119和导向板54118，弹片54117设置于顶升架54112的下端，用于支撑排列于顶升架54112中最下端的芯轴，挡板54119和导向板54118安装于顶升架54112的上端，挡板54119将位于顶升架54112中最上方的芯轴推向导向板54118，导向板54118将芯轴导向至定位组件542中。

具体的，选料组件5412包括有选料气缸54121、选料卡板54122和选料挡块54123，选料挡块54123安装于储料架54111的内表面，选料气缸54121驱动选料卡板54122于选料挡块54123与储料架54111的底部之间移动，选料卡板54122上设置有可供芯轴进入的卡槽54124，可以使储料架54111内的一个芯轴进入至卡槽54124中，选料挡板块54123可将卡槽54124闭合，选料卡板54122的上端面为倾斜状，使位于选料卡板54122上侧的芯轴向卡槽54124滚动，当需要将芯轴上料时，选料气缸54121驱动选料卡板54122移动，使选料卡板54122远离选料挡块54123，以打开卡槽54124，位于储料架54111中的一个芯轴落入卡槽54124中，选料气缸54121驱动选料卡板54122复位，使选料挡块54123闭合卡槽54124，卡槽54124与进料通道54113连通，选料卡板54122复位后，芯轴落入至进料通道54113中。

具体的，推料组件5413包括有推料气缸54131和推板54132，推料气缸54131驱动推板54132于顶升架54112中移动，推板54132的上端设置有可供芯轴放置的放置槽5433，芯轴储存于放置槽5433中，推料气缸54131驱动推板54132移动，带动芯轴上升，推板5432将弹片54117压缩，并带动芯轴移动至弹片54117的上方，芯轴到位后，弹片54117将芯轴顶起，避免芯轴下落，随后推料气缸54131驱动推板54132复位。

请结合图2和图3所示，定位机构2包括有支架5421以及设置于支架5421上的支撑组件5424、视觉传感器5422、背光源5423和旋转组件5425，支撑组件5424和旋转组件5425设置于视觉传感器5422和背光源5423之间，备料机构1将芯轴上料至支撑组件5424上，视觉传感器5422对齐芯轴，背光源5423与视觉传感器5422对齐，旋转组件5425驱动芯轴旋转。支撑组件5424包括有支撑安装座54241和滚动轴承54242，滚动轴承54242安装于支撑安装座54241上，滚动轴承54242设置有两个，两个滚动轴承54242平行设置，芯轴放置于两个滚动轴承54242之间，支撑组件5424设置有两个，用于支撑芯轴的前端和后端。旋转组件5425包括有摆臂54251、摆臂气缸54252、旋转电机54253、主动轮(图中未显示)、旋转皮带54255和从动轮54254，摆臂54251转动设置于支架5421上，主动轮安装于摆臂54251的一侧，从动轮54254安装于摆臂54251的另一端，旋转皮带54255将主动轮和从动轮54254连接，摆臂气缸54252的输出端与摆臂54251铰接，摆臂气缸54252的另一端铰接设置于支架5421上。备胶机构1将芯轴传输至支撑组件5424上，摆臂气缸54252驱动带动摆臂54251转动，使从动轮54254压紧芯轴，背光源5423为视觉传感器5422提供光源，转动电机54253驱动主动轮旋转，通过旋转皮带54255带动从动轮54254旋转，从而带动芯轴于四个滚动轴承54242之间旋转，直至视觉传感器5422识别到芯轴旋转至指定角度。

请结合图1和图2所示，上料机构3包括有上料旋转组件5431、电芯夹爪组件5432和芯轴夹爪组件5433，电芯夹爪组件5432和芯轴夹爪组件5433安装于上料旋转组件5431上。上料旋转组件5431包括有上料电机54311、减速器54312和转盘54313，上料电机54311通过减速器54312与转盘54313连接，电芯夹爪组件5432和芯轴夹爪组件5433安装于转盘54313中，上料电机54311驱动转盘54313旋转。电芯夹爪组件5432包括有第一夹爪移动气缸54321、移动导轨54322、第一移动座54323、第一夹爪气缸54324和第一夹爪54325，第一夹爪移动气缸54321驱动第一移动座54323沿移动导轨54322移动，第一夹爪气缸54324安装于第一移动座54323上，第一夹爪气缸54324驱动两个第一夹爪54325相对移动。芯轴夹爪组件5433包括有第二夹爪移动气缸54331、第二移动座54332、第二夹爪气缸54333和第二夹爪54334，第二夹爪移动气缸54331驱动第二移动座54332移动，第二夹爪气缸54333安装于第二移动座54332上，第二夹爪气缸54333驱动两个第二夹爪54334相对移动。

使用前，首先根据需要上料的芯轴的型号调整好两个储料挡板54114的间隙，使芯轴可以恰好放置于两个储料挡板54114之间，将芯轴放满储料架54111中；上料时，控制系统接收到上料信号，或者到位传感器5414检测到顶升架54112的上侧缺料反馈至控制系统，控制系统分别控制选料组件5412和推料组件5413驱动，选料气缸54121驱动选料卡板54122移动，使选料卡板54122远离选料挡块54123，以打开卡槽54221，位于储料架54111中的一个芯轴落入卡槽54124中，选料气缸54121驱动选料卡板54122复位，使选料挡块54123闭合卡槽54124，卡槽54124与进料通道54113连通，选料卡板54122复位后，芯轴落入至进料通道54113中，芯轴通过进料通道54113进入至顶升架5412的下端，从而进入至放置槽5433中，推料气缸54131驱动推板54132移动，带动芯轴上升，推板5432将弹片54117压缩，并带动芯轴移动至弹片54117的上方，芯轴到位后，弹片54117将芯轴顶起，避免芯轴下落，随后推料气缸54131驱动推板54132复位，位于顶升架54112最上方的芯轴被顶起，挡板54119将位于顶升架54112中最上方的芯轴推向导向板54118，导向板54118将芯轴导向至支撑组件5424上，摆臂气缸54252驱动带动摆臂54251转动，使从动轮54254压紧芯轴，背光源5423为视觉传感器5422提供光源，转动电机54253驱动主动轮旋转，通过旋转皮带54255带动从动轮54254旋转，从而带动芯轴于四个滚动轴承54242之间旋转，直至视觉传感器5422识别到芯轴旋转至指定角度，上料电机54311驱动转盘54313旋转，使芯轴夹爪组件5433对齐芯轴，电芯夹爪组件5432对齐电芯，第一夹爪气缸54324驱动两个第一夹爪54325打开，第一夹爪移动气缸54321驱动第一移动座54323沿移动导轨54322移动，使电芯置于两个第一夹爪54325之间，第一夹爪气缸54324驱动两个第一夹爪54325闭合，以夹紧电芯，随后第一夹爪移动气缸54321驱动第一移动座54323沿移动导轨54322移动复位，与此同时进行的，第二夹爪气缸54333驱动两个第二夹爪54334打开，第二夹爪移动气缸54331驱动第二移动座54332移动，使芯轴置于两个第二夹爪54334之间，第二夹爪气缸54333驱动两个第二夹爪54334闭合，以夹紧芯轴，随后第二夹爪移动气缸54331驱动第二移动座54332移动复位，上料电机54311驱动转盘54313旋转，使电芯夹爪组件5432对齐电芯盒544，第一夹爪气缸54324驱动两个第一夹爪54325打开，使电芯落入电芯盒544中。

如图5、图6和图7所示，拍平机构63包括有拍平夹取组件631和极耳拍平组件632，拍平夹取组件631夹取电芯至两个极耳拍平组件632之间，两个极耳拍平组件632分别将电芯两端的极耳拍平，拍平夹取组件631包括有拍平安装座6311、拍平升降气缸6312、拍平移动座6313、拍平导轨6314、拍平夹取气缸6315和拍平夹爪6316，拍平升降气缸6312和拍平导轨6314安装于拍平安装座6311上，拍平夹取气缸6315安装于拍平移动座6313上，拍平升降气缸6312驱动拍平移动座6313沿拍平导轨6314移动，拍平夹取气缸6315驱动两个拍平夹爪6316相对移动，从而实现夹取电芯。极耳拍平组件632包括有拍平基板6321、拍平活动座6322、拍平气缸6323、拍平块6324和刻度6325，拍平气缸6323安装于拍平活动座6322上，拍平气缸6323驱动拍平块6324移动，拍平活动座6322可拆卸安装于拍平基板6321上，刻度6325固设于拍平基板6321上，拍平活动座6322上设置有指针，用于根据刻度6325调整拍平活动座6322的位置，从而调整拍平块6324的位置。

如图5和图8所示，揉平机构64包括有揉平夹取组件641和端部揉平组件642，揉平夹取组件641将电芯夹取至端部揉平组件642处，端部揉平组件642将电芯两端揉平，揉平夹取组件641包括有揉平升降气缸6411、揉平升降座6412、揉平夹取气缸6413和揉平夹爪6414，揉平夹取气缸6413安装于揉平升降座6412上，揉平升降气缸6411驱动揉平升降座6412纵向移动，揉平夹取气缸6413驱动揉平夹爪6414相对运动，以夹取电芯。端部揉平组件642包括有揉平基板6426、揉平导轨6427、揉平驱动结构6421、揉平电机6422、揉平活动板6423、揉平整形块6424和废料吸除结构6425，揉平导轨6427和揉平驱动结构6421安装于揉平基板6426上，揉平电机6422和废料吸除结构6425安装于揉平活动板6423上，揉平驱动结构6421驱动揉平活动板6423沿导轨6427移动，揉平电机6422驱动揉平整形块6424对电芯两端进行拍平揉平整形处理，废料吸除结构6425对产生的粉尘碎屑吸附。

以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明的实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种集成芯轴上料卷绕功能的圆柱动力激光卷绕机，其特征在于，包括有正极放卷装置、负极放卷装置、隔膜放卷装置和卷绕装置，所述正极放卷装置将正极极片料带放卷至所述卷绕装置，所述负极放卷装置将负极极片料料带放卷至所述卷绕装置，两个隔膜放卷装置将第一隔膜和第二隔膜放卷至所述卷绕装置，所述卷绕装置将正极极片、第一隔膜、负极极片和第二隔膜卷绕形成电芯；

所述正极放卷装置包括有：

正极放卷机构，用于将正极极片料卷放卷出来，包括有正极自动交换带放卷组件、正极放卷张力缓存组件、正极放卷纠偏组件和正极放卷测长组件，所述正极自动交换带放卷组件将正极极片料带放卷至所述正极放卷张力缓存组件，所述正极放卷张力缓存组件对正极极片料带进行张力调节并缓存，所述正极放卷测长组件检测正极极片料卷的位置，所述正极放卷纠偏组件对正极极片料卷进行纠偏；

正极激光切割机构，用于将正极极片上切割形成正极极耳，随后将正极极片上的粉尘清除，并对正极极耳进行外观检测，包括有正极激光切组件、正极检测牵引组件、正极毛刷组件、第一正极CCD检测组件、正极极耳风刀组件、第二正极CCD检测组件和第三正极CCD检测组件，所述正极激光切组件对正极极片料带上切割形成正极极耳，所述正极毛刷组件和正极极耳风刀组件对正极极片料带进行除尘，所述第一正极CCD检测组件、所述第二正极CCD检测组件和所述第三正极CCD检测组件对正极极耳的外观进行检测，所述正极检测牵引组件牵引正极极片料带移动；

正极缓存机构，用于对正极极片进行缓存，包括有第一正极激光缓存组件、正极缓存牵引组件、第二正极激光缓存组件和正极缓存张力组件，所述第一正极激光缓存组件和所述第二正极激光缓存组件对正极极片料卷进行缓存，所述正极缓存牵引组件对正极极片进行牵引移动，所述正极缓存张力组件对正极极片进行张力调节；

所述负极放卷装置包括有：

负极放卷机构，用于将负极极片料卷放卷出来，包括有负极自动交换带放卷组件、负极放卷张力缓存组件、负极放卷纠偏组件和负极放卷测长组件，所述负极自动交换带放卷组件将负极极片料带放卷至所述负极放卷张力缓存组件，所述负极放卷张力缓存组件对负极极片料带进行张力调节并缓存，所述负极放卷测长组件检测负极极片料卷的位置，所述负极放卷纠偏组件对负极极片料卷进行纠偏；

负极激光切割机构，用于将负极极片上切割形成负极极耳，随后将负极极片上的粉尘清除，并对负极极耳进行外观检测，包括有负极激光切组件、负极检测牵引组件、负极毛刷组件、第一负极CCD检测组件、负极极耳风刀组件、第二负极CCD检测组件和第三负极CCD检测组件，所述负极激光切组件对负极极片料带上切割形成负极极耳，所述负极毛刷组件和负极极耳风刀组件对负极极片料带进行除尘，所述第一负极CCD检测组件、所述第二负极CCD检测组件和所述第三负极CCD检测组件对负极极耳的外观进行检测，所述负极检测牵引组件牵引负极极片料带移动；

负极缓存机构，用于对负极极片进行缓存，包括有第一负极激光缓存组件、负极缓存牵引组件、第二负极激光缓存组件和负极缓存张力组件，所述第一负极激光缓存组件和所述第二负极激光缓存组件对负极极片料卷进行缓存，所述负极缓存牵引组件对负极极片进行牵引移动，所述负极缓存张力组件对负极极片进行张力调节；

所述隔膜放卷装置包括有：

隔膜放卷机构，所述隔膜放卷组件将隔膜料卷进行放卷，包括有隔膜放卷组件和隔膜压带组件，所述隔膜放卷组件对隔膜进行放卷，所述隔膜压带组件压紧隔膜；

隔膜张力机构，用于调节隔膜的张力；

隔膜测长机构，用于检测隔膜的位置；

隔膜纠偏机构，用于根据所述隔膜测长机构检测到隔膜行径进行纠偏；

所述卷绕装置包括有：

卷绕机构，将正极极片、第一隔膜、负极极片和第二隔膜卷绕至芯轴上形成电芯；

正极送料机构，将正极极片传送至所述卷绕机构中进行卷绕；

负极送料机构，将负极极片传送至所述卷绕机构中进行卷绕；

芯轴上料机构，将芯轴上料至所述卷绕机构中；

CCD隔膜切断机构，将完成卷绕的电芯隔膜进行裁断；

收尾贴胶机构，将完成卷绕的电芯贴尾胶后下料。

2.根据权利要求1所述的集成芯轴上料卷绕功能的圆柱动力激光卷绕机，其特征在于，所述芯轴上料机构包括有备料机构、定位机构和上料机构，所述备料机构将芯轴上料至所述定位机构，所述定位机构旋转芯轴至指定角度，所述上料机构夹取芯轴后旋转，将芯轴安装于卷针上。

3.根据权利要求2所述的集成芯轴上料卷绕功能的圆柱动力激光卷绕机，其特征在于，所述定位机构包括有支架以及设置于所述支架上的支撑组件、视觉传感器、背光源和旋转组件，所述支撑组件和所述旋转组件设置于所述视觉传感器和所述背光源之间，所述备料机构将芯轴上料至所述所述支撑组件上，所述视觉传感器对齐芯轴，所述背光源与所述视觉传感器对齐，所述旋转组件驱动芯轴旋转。

4.根据权利要求3所述的集成芯轴上料卷绕功能的圆柱动力激光卷绕机，其特征在于，所述旋转组件包括有摆臂、摆臂气缸、旋转电机、主动轮、旋转皮带和从动轮，所述摆臂转动设置于所述支架上，所述主动轮安装于所述摆臂的一侧，所述从动轮安装于所述摆臂的另一端，所述旋转皮带将所述主动轮和所述从动轮连接，所述摆臂气缸的输出端与所述摆臂铰接，所述摆臂气缸的另一端铰接设置于所述支架上。

5.根据权利要求2所述的集成芯轴上料卷绕功能的圆柱动力激光卷绕机，其特征在于，所述上料机构包括有上料旋转组件、电芯夹爪组件和芯轴夹爪组件，所述电芯夹爪组件和所述芯轴夹爪组件安装于所述上料旋转组件上，所述电芯夹爪组件包括有第一夹爪移动气缸、移动导轨、第一移动座、第一夹爪气缸和第一夹爪，所述第一夹爪移动气缸驱动所述第一移动座沿所述移动导轨移动，所述第一夹爪气缸安装于所述第一移动座上，所述第一夹爪气缸驱动两个第一夹爪相对移动。

6.根据权利要求5所述的集成芯轴上料卷绕功能的圆柱动力激光卷绕机，其特征在于，所述芯轴夹爪组件包括有第二夹爪移动气缸、第二移动座、第二夹爪气缸和第二夹爪，所述第二夹爪移动气缸驱动所述第二移动座移动，所述第二夹爪气缸安装于所述第二移动座上，所述第二夹爪气缸驱动两个第二夹爪相对移动。

7.根据权利要求2所述的集成芯轴上料卷绕功能的圆柱动力激光卷绕机，其特征在于，所述备料机构包括有机架、选料组件和推料组件，所述机架上包括有储料架、顶升架和进料管道，芯轴储存于所述储料架上，所述顶升架安装于所述储料架的一侧，且所述进料管道将所述储料架的下端与所述顶升架的下端连通，所述选料组件安装于所述储料架的下端，所述推料组件安装于所述顶升架的下端；所述推料组件包括有推料气缸和推板，所述推料气缸驱动所述推板于所述顶升架中移动。

8.根据权利要求7所述的集成芯轴上料卷绕功能的圆柱动力激光卷绕机，其特征在于，所述选料组件包括有选料气缸、选料卡板和选料挡块，所述选料挡块安装于所述储料架的内表面，所述选料气缸驱动所述选料卡板于所述选料挡块与所述储料架的底部之间移动。

9.根据权利要求1所述的集成芯轴上料卷绕功能的圆柱动力激光卷绕机，其特征在于，其进一步包括有下料装置，所述下料装置将电芯从所述卷绕装置中进行下料，所述下料装置包括有下料机构、烫孔机构、拍平机构和揉平机构，所述下料机构从所述卷绕装置中接收完成卷绕的电芯，并依次传输至所述烫孔机构和所述拍平机构，所述烫孔机构对电芯隔膜进行烫孔，所述拍平机构对电芯两端的极耳进行拍平，所述揉平机构对电芯两端揉平端面整形。

10.根据权利要求9所述的集成芯轴上料卷绕功能的圆柱动力激光卷绕机，其特征在于，所述拍平机构包括有拍平夹取组件和极耳拍平组件，所述拍平夹取组件夹取电芯至两个极耳拍平组件之间，两个极耳拍平组件分别将电芯两端的极耳拍平，所述揉平机构包括有揉平夹取组件和端部揉平组件，所述揉平夹取组件将电芯夹取至所述端部揉平组件处，所述端部揉平组件将电芯两端揉平。