CN201503889U

CN201503889U - 锂电池电芯叠片机

Info

Publication number: CN201503889U
Application number: CN2009201539926U
Authority: CN
Inventors: 张继宏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2019-05-20

Abstract

本实用新型锂电池电芯叠片机。主要由：上料真空吸盘对应储料器底部开孔设计；双直线导轨、双滚珠丝杆、双传动皮带自动平衡张紧力调节设计；上下环形皮带重力浮动压实无间隙设计；双机械手联动交叉往复吸、叠片设计等组成。设备自动更换储料器，预设叠片数量自动更换工位。叠片式电池，极片包隔膜、热封装、正负极极片叠加，全自动一次完成。

Description

锂电池电芯叠片机

技术领域

本实用新型涉及一种同时完成包装和穿插码放两种不同物品的包装码放设备。具体涉及锂电池生产中，具有极片包膜及包膜后正、负极极片自动计数叠加功能的锂电池电芯叠片机。

背景技术

目前常用的锂电池，如方形叠片式锂电池，都是由壳体和容纳于壳体内的复数个正极极片、隔膜、负极极片以及电解液组成的。其中，隔膜通常为长条状膜，将其剪切成比正极极片略宽略长，通过叠加于正极极片与负极极片之间，由此构成的正极极片-隔膜-负极极片组合后被包裹放置于壳体内，从而使隔膜起到隔离正、负电极的作用。为避免在运输、使用过程中受到震动等情况造成的隔膜偏移，引起电池性能下降甚至报废，出现了通过热封将正极片左、右两侧、底部及上端极耳外的一部分进行热封粘合，形成袋状结构。负极片为保证完全覆盖正极片同时便于叠加其尺寸一般要等同于正极片封装后的尺寸。

上述封装叠片是采用半自动封口机和手工叠片方式进行的，工作效率低，叠片数量易出错，为此，需要自动封装叠片计数设备。

现有技术中，中国实用新型专利；专利号ZL200520075843.4公开了一种【一种锂电池的包膜机】其特征为，储料组件由至少一个储料罐及储料检测探头组成；成品组件由至少一个成品罐及成品检测探头组成；由复数个并排的滚筒组成上下滚筒组，上下滚筒组之间设有输料间隙；直线移动机构由相互配合的齿轮、齿条及导向槽组成。没有叠片功能。

发明内容

本实用新型目的是；具有极片包膜及包膜后正、负极极片自动计数叠加功能的，锂电池电芯叠片机。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：上料机械手底端设有真空吸盘，真空吸盘下面设有储料器，

所述上料机械手具有水平、垂直方向运动，所述真空吸盘安装在上料机械手垂直方向运动的底部，所述储料器在其底部开有通孔，所述通孔的位置尺寸与真空吸盘的位置尺寸一致，开有通孔的储料器在上料机械手水平方向位移垂直取料的工作位下方，储料器底部孔的位置与真空吸盘的位置相对应；

上下环形皮带，上环形皮带连同其上的被动轮以其驱动轴为圆心浮动压实在下环形皮带上，上环形皮带装有被动轮的一端是环形皮带的进料端；

在上下环形皮带两侧，设有一对垂直方向的直线导轨，所述直线导轨上设有送包装膜机械手、所述包装膜机械手上设有气动夹和气动剪，一对平行于直线导轨的滚珠丝杆，所述滚珠丝杆底部装有皮带轮，滚珠丝杆驱动包装膜机械手做垂直方向位移，两个包装膜机械手运行距离、速度相等，运行方向相反，两根滚珠丝杆之间设有驱动板，所述驱动板上设有一对调节螺丝、调节螺母、驱动电机、相互啮合的对齿轮及同轴带轮，带轮与滚珠丝杆底部的带轮之间用皮带相连；

在上下环形皮带的出料端即环形皮带驱动轴端后面，依次设有斜滑板、叠片器及储料器，所述储料器底部设有通孔；叠片机械手在储料器的上方，所述叠片机械手上分别设有垂直于滑板的第一气缸和垂直于储料器的第二气缸，所述气缸下端设有真空吸盘，垂直于储料器第二气缸下端的真空吸盘与储料器底部孔的位置相对应；

上述技术中，上料机械手具有水平、垂直方向运动，真空吸盘安装在上料机械手垂直方向运动的底部，储料器底部开有通孔，通孔的位置尺寸与真空吸盘的位置尺寸一致，底部开有通孔的储料器在上料机械手水平方向位移垂直取料的工作位下方，储料器底部孔的位置与真空吸盘的位置相对应；当储料器中待包装极片用完时，安装在上料机械手垂直方向运动底部的真空吸盘，直接接触储料器，由于储料器底部对应真空吸盘位置有孔，故而达不到设定的真空度，真空吸盘自动上行回位，设备自动更换下一个储料器继续工作。

上述技术中，上下环形皮带分别是由环形皮带和一对主、被动带轮组成，通过被动轮可以调节环形皮带张紧度，上下环形皮带主动带轮通过同轴连接的对齿轮输入扭矩，两条环形皮带运行速度一致，运行方向相反。上环形皮带连同其上的被动轮以其驱动轴为圆心，靠自身重力浮动压实在下环形皮带上，从而保证进入到上下环形皮带之间的隔膜、极片、隔膜在叠加运送时没有间隙，不会出现打滑位移，靠自身重力浮动压实其压力、摩擦力恒定不变，不会过压损坏产品。环形皮带装有被动轮的一方是环形皮带的进料端；

上述技术中，上下环形皮带两侧，设有一对垂直方向的直线导轨，直线导轨上设有送包装膜机械手，送包装膜机械手上设有气动夹和气动剪，一对平行于直线导轨的滚珠丝杆，滚珠丝杆底部装有皮带轮，两根滚珠丝杆之间设有驱动板，驱动板上设有一对调节螺丝、调节螺母、驱动电机、相互啮合的对齿轮及同轴带轮，带轮与滚珠丝杆底部的带轮之间用皮带相连；调节螺丝螺母改变驱动板位置可以同时调整两条传动皮带张紧度，使两条皮带张紧度保持一至。两个包装膜机械手垂直运行距离、速度相等，运行方向相反。

上述技术中，上下环形皮带的出料端即环形皮带驱动轴端后面，依次设有斜滑板、叠片器及储料器，储料器底部设有通孔，叠片机械手在储料器的上方，其上分别设有垂直于斜滑板的第一气缸和垂直于储料器的第二气缸，气缸下端设有真空吸盘，垂直于储料器第二气缸下端的真空吸盘与储料器底部孔的位置相对应；

本实用新型的工作原理是：上料机械手具有水平、垂直方向运动，真空吸盘安装在上料机械手垂直方向运动的底部，储料器底部开有通孔，通孔的位置尺寸与真空吸盘的位置尺寸一致，底部开有通孔的储料器在上料机械手水平方向位移垂直取料的工作位下方，储料器底部孔的位置与真空吸盘的位置相对应；当储料器中待包装极片用完时，安装在上料机械手垂直方向运动底部的真空吸盘，直接接触储料器，由于储料器底部对应真空吸盘位置有孔，故而达不到设定的真空度，真空吸盘自动上行回位，设备自动更换下一个储料器继续工作。

上下环形皮带分别是由环形皮带和一对主、被动带轮组成，通过被动轮可以调节环形皮带张紧度，上下环形皮带主动带轮通过同轴连接的对齿轮输入扭矩，两条环形皮带运行速度一致，运行方向相反。上环形皮带连同其上的被动轮以其驱动轴为圆心，靠自身重力浮动压实在下环形皮带上，从而保证进入到上下环形皮带之间的隔膜、极片、隔膜在叠加运送时不产生间隙，不会出现打滑位移，重力浮动压实结构压力恒定不变，不会发生过压而损坏产品。环形皮带装有被动轮的一方是环形皮带的进料端；

上下环形皮带两侧，设有一对垂直方向的直线导轨，直线导轨上设有送包装膜机械手，送包装膜机械手上设有气动夹和气动剪，一对平行于直线导轨的滚珠丝杆驱动包装膜机械手垂直运行，滚珠丝杆底部装有皮带轮，两根滚珠丝杆之间设有驱动板，驱动板上设有一对调节螺丝、调节螺母、驱动电机、驱动电机设有相互啮合的对齿轮及同轴带轮，带轮与滚珠丝杆底部的带轮之间用皮带相连传送动力；调节螺丝螺母改变驱动板位置，即可同时调整两条传动皮带张紧度，使两条皮带张紧度保持一至。两个包装膜机械手垂直运行距离、速度相等，运行方向相反。两个包装膜机械手分别用其上的气动夹和气动剪，上下交替拉动包装隔膜到设定长度后剪断。

上下环形皮带的出料端即环形皮带驱动轴端后面，依次设有斜滑板、叠片器及储料器，储料器底部设有通孔，叠片机械手在储料器的上方，其上分别设有垂直于斜滑板的第一气缸和垂直于储料器的第二气缸，气缸下端设有真空吸盘，垂直于储料器第二气缸下端的真空吸盘与储料器底部孔的位置相对应；包装好的极片自上下环形皮带的出料端即环形皮带驱动轴端后面，进入斜滑板，叠片机械手连同其上的两个气缸同时位移，当垂直于斜滑板的第一气缸和垂直于储料器的第二气缸，分别移动到斜滑板上方和叠片器上方停止，两气缸同时动作垂直于斜滑板的第一气缸用其下的真空吸盘吸起进入斜滑板的极片回位，垂直于储料器的第二气缸将移动前从储料器吸起的极片放入叠片器后回位，叠片机械手连同其上的两个气缸(垂直于斜滑板的第一气缸其下的真空吸盘吸有包装好的极片)再做位移回到启动位置，两个气缸再同时动作，垂直于斜滑板的第一气缸将包装好的极片放入叠片器后回位，当叠片器中存入设定好的片数时自动转换下一个叠片器。垂直于储料器的第二气缸再一次从储料器中吸起极片进入下一循环，当储料器中极片用完时，安装在气缸底部的真空吸盘，直接接触储料器，由于储料器底部对应真空吸盘位置有孔，故而达不到设定的真空度，气缸带动真空吸盘上行回位，设备自动更换下一个储料器继续工作。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1.真空吸盘对应储料器底部开孔设计；不用储料检测探头，结构简洁紧凑，不会因储料检测探头故障而吸起储料器。

2、上下环形皮带分别用主、被动带轮支撑，不设滚筒组；上下环形皮带之间没有间隙；上环形皮带连同其上的被动轮以其驱动轴为圆心，靠自身重力浮动压实在下环形皮带上，从而保证进入到上下环形皮带之间的隔膜、极片、隔膜，在叠加运送时不产生间隙，重力浮动压实结构压力恒定、环形皮带与包装膜之间摩擦力不变，不会出现打滑位移，不会发生过压而损坏产品。

3、滚珠丝杆传动；较齿轮、齿条、传动轴、导向槽组合传动，结构简单紧凑且传动精度高。

4、极片包膜、正、负极极片叠加同时完成，功能强大。

附图说明

附图1为本实用新型的框架结构示意图；

附图2为图1中送膜机械手传动结构示意图；

附图3为图2中送膜机械手传动皮带张力调整结构示意图；

其中：[1]、储料器底孔；[2]、储料器；[3]、真空吸盘；[4]、上料机械手；[5]、托料板；[6]、滚珠丝杆；[7]、送膜机械手；[8]、热封压组件；[9]、上环形皮带；[10]、下环形皮带；[11]、驱动轴；[12]、斜滑板；[13]、叠片机械手；[14]、垂直于斜滑板第一气缸；[15]、垂直于储料器第二气缸；[16]、真空吸盘；[17]、储料器；[18]、储料器底孔；[19]、叠片器；[20]、机架；[21]、水平螺栓；[22]、脚轮；[23]、直线导轨；[24]、气动夹；[25]、气动剪；[26]、调节螺丝；[27]、对齿轮；[28]、皮带轮；[29]、传动皮带；[30]、调节螺母；[31]、被动论；[32]、包装膜固定轴；[33]、皮带轮；[34]、驱动板；

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

上料机械手4具有水平、垂直方向运动，真空吸盘3安装在上料机械手4垂直方向运动的底部，储料器2底部开有通孔1，通孔1的位置尺寸与真空吸盘3的位置尺寸一致，底部开有通孔1的储料器2在上料机械手4水平方向位移垂直取料的工作位下方，储料器2底部孔1的位置与真空吸盘3的位置相对应；真空吸盘3下行自储料器2中吸起待包装极片回位，上料机械手4运行到托料板5上方停止，真空吸盘3下行将待包装极片放在托料板5上回位，进入下一循环；当储料器2中待包装极片用完时，安装在上料机械手4垂直方向运动底部的真空吸盘3，直接接触储料器2，由于储料器2底部对应真空吸盘3位置有孔1，故而达不到设定的真空度，真空吸盘3自动上行回位，设备自动更换下一个储料器继续工作。

上下环形皮带9、10分别是由环形皮带和一对主、被动带轮组成，通过被动轮31可以调节环形皮带张紧度，上下环形皮带9、10主动带轮通过同轴连接的对齿轮输入扭矩，两条环形皮带运行速度一致，运行方向相反。上环形皮带9连同其上的被动轮31以其驱动轴11为圆心，靠自身重力浮动压实在下环形皮带10上，托料板5将剪断定长的隔膜从中间打折，连同其上待包装的极片，一起从环形皮带装有被动轮31的一方，送入上下环形皮带9、10之间，隔膜、极片、隔膜在上下环形皮带9、10之间叠加运送及热封压组件8下行热封其间，不产生间隙，不打滑位移，重力浮动压实结构压力恒定不变，不会发生过压而损坏产品。

上下环形皮带9、10两侧，设有一对垂直方向的直线导轨23，直线导轨23上设有送包装膜机械手7，送包装膜机械手7上设有气动夹24和气动剪25，一对平行于直线导轨的滚珠丝杆6，滚珠丝杆6底部装有皮带轮33，两根滚珠丝杆6之间设有驱动板34，驱动板34上设有一对调节螺丝26、调节螺母30、驱动电机、驱动电机上设有相互啮合的对齿轮27及同轴带轮28，带轮28与滚珠丝杆6底部的带轮33之间用皮带29相连传送动力；调节螺丝26螺母30改变驱动板34位置，即可同时调整两条传动皮带29张紧度，使两条皮带29张紧度保持一至。两个包装膜机械手7垂直运行距离、速度相等，运行方向相反。两个包装膜机械手7分别用其上的气动夹24和气动剪25，上下交替拉动包装隔膜固定轴32上的包装隔膜到设定长度后剪断。

上下环形皮带9、10的出料端即环形皮带驱动轴11端后面，依次设有斜滑板12、叠片器19及储料器17，储料器17底部设有通孔18，叠片机械手13在储料器17的上方，其上分别设有垂直于斜滑板12的第一气缸14和垂直于储料器17的第二气缸15，气缸下端设有真空吸盘16，垂直于储料器17第二气缸下端的真空吸盘16与储料器17底部孔18的位置相对应；进入上下环形皮带9、10之间的隔膜、极片、隔膜经热封压组件8包封后，从上下环形皮带9、10的出料端即环形皮带驱动轴11端后面，进入斜滑板12，叠片机械手13连同其上的两个气缸14、15同时位移，当垂直于斜滑板12的第一气缸14和垂直于储料器17的第二气缸15，分别移动到斜滑板12上方和叠片器19上方停止，两气缸14、15同时动作，垂直于斜滑板12的第一气缸14用其下的真空吸盘吸起进入斜滑板12的极片回位，垂直于储料器17的第二气缸15将移动前从储料器17吸起的极片放入叠片器19后回位，叠片机械手13连同其上的两个气缸14、15(垂直于斜滑板12的第一气缸14其下的真空吸盘吸有包装好的极片)同时再做位移回到启动位置，两个气缸14、15再同时动作，垂直于斜滑板12的第一气缸14将包装好的极片放入叠片器19后回位，当叠片器19中存入设定好的极片数时自动换位下一个叠片器，垂直于储料器17的第二气缸15再一次从储料器17中吸起极片进入下一循环，当储料器17中极片用完时，安装在第二气缸15底部的真空吸盘16，直接接触储料器17，由于储料器17底部对应真空吸盘16位置有孔18，故而达不到设定的真空度，第二气缸15带动真空吸盘16上行回位，设备自动更换下一个储料器继续工作。所有部件都安装在机架20上，机架20底部设有水平螺丝21和移动脚轮22。

工作流程：

1、在极片储料器[2]及备用储料器内装入待包膜极片。

2、在极片储料器[17]及备用储料器内装入待叠片极片。

3、包装膜固定在包装膜固定轴[32]上，将隔膜拉到送膜机械手[7]其上的气动夹[24]固定。

4、启动设备，上料机械手[4]，其下的真空吸盘[3]下行，自储料器[2]吸起待包装极片回位(无料时自动回位换另一个储料器)，上料机械手[4]自动运行到托料板[5]上方停止，其下的真空吸盘[3]下行，将待包装极片放到托料板[5]上，然后回位进入下一循环。

固定在送膜机械手[7]上的气动夹[24]，将包装膜固定轴[32]上的包装隔膜下拉；对应的另一组送膜机械手上行，达到设定距离后送膜机械手水平运动，用其上的气动夹夹住隔膜，其上的气动剪从下面剪断隔膜，进入下一循环。

托料板5将剪断定长的隔膜从中间打折，连同其上待包装的极片，一起从环形皮带装有被动轮31的一方，送入上下环形皮带9、10之间，待包装极片在打折隔膜之间，热封压组件8下行热封后回位。

隔膜经热封压组件8包封后，从上下环形皮带9、10的出料端即环形皮带驱动轴11端后面，进入斜滑板12，叠片机械手13连同其上的两个气缸14、15同时位移，当垂直于斜滑板12的第一气缸14和垂直于储料器17的第二气缸15，分别移动到斜滑板12上方和叠片器19上方停止，两气缸14、15同时动作，垂直于斜滑板12的第一气缸14用其下的真空吸盘吸起进入斜滑板12的包装极片回位，垂直于储料器17的第二气缸15将移动前从储料器17吸起的极片放入叠片器19后回位，叠片机械手13连同其上的两个气缸14、15(垂直于斜滑板12的第一气缸14其下的真空吸盘吸有包装好的极片)同时再做位移回到启动位置，两个气缸14、15再同时动作，垂直于斜滑板12的第一气缸14将包装好的极片放入叠片器19后回位，当叠片器19中存入设定好的极片数时自动换位下一的叠片器，垂直于储料器17的第二气缸15再一次从储料器17中吸起极片进入下一循环，当储料器17中极片用完时，设备自动更换下一个储料器继续工作。

Claims

1.锂电池电芯叠片机，其特征在于：

上料机械手[4]底端设有真空吸盘[3]，真空吸盘[3]下面设有储料器[2]，所述储料器[2]底部设有通孔[1]，所述通孔[1]的位置尺寸与真空吸盘[3]的位置尺寸一致，储料器[2]底部孔[1]的位置与真空吸盘[3]的位置相对应；

上下环形皮带[9][10]，上环形皮带[9]连同其上的被动轮[31]以驱动轴[11]为圆心浮动压实在下环形皮带[9]上，被动轮[31]的一端是环形皮带的进料端；

在上下环形皮带[9][10]两侧，设有一对垂直方向的直线导轨[23]，所述直线导轨[23]上设有送包装膜机械手[7]，平行于直线导轨[23]的滚珠丝杆[6]，所述滚珠丝杆[6]底部设有皮带轮[33]，两根滚珠丝杆之间设有驱动板[34]，所述驱动板[34]上设有一对调节螺丝[26]、调节螺母[30]、相互啮合的对齿轮[27]及同轴带轮[28]，带轮[28]与滚珠丝杆[6]底部的带轮[33]之间用皮带[29]相连；

在上下环形皮带[9][10]的出料端即环形皮带驱动轴[11]端后面，依次设有斜滑板[12]、叠片器[19]及储料器[17]，所述储料器[17]底部设有孔[18]；叠片机械手[13]在储料器[17]的上方，所述叠片机械手[13]上设有垂直于斜滑板[12]的第一气缸[14]和垂直于储料器[17]的第二气缸[15]，所述第二气缸[15]下端设有真空吸盘[16]，真空吸盘[16]与储料器[17]底部孔[18]的位置相对应。