CN202196838U - 全自动锂电池三卷绕头卷绕装置 - Google Patents

全自动锂电池三卷绕头卷绕装置 Download PDF

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王胜玲
王维东
龙澄埃
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Abstract

本实用新型提供一种全自动锂电池三卷绕头卷绕装置,包括两套隔膜放卷机构、两套隔膜张力控制机构、两套隔膜除静电机构、两套隔膜切断机构、正和负极片放卷机构、正和负极片张力控制机构、正和负极片除尘机构、正和负极片牵引机构、正和负极片纠偏机构、正和负双补偿送料裁切机构、卷绕机构、贴胶机构、下料机构、输送机构,卷绕机构包括三个可转动的卷绕头,其特征在于:所述正和负双补偿送料裁切机构包括送料单元、入片单元、裁断单元和裁断补偿单元,送料单元驱动入片单元相对裁断单元移动,裁断单元上设置有极片检测部件,裁断补偿单元驱动送料单元和裁断单元同时移动,送料单元的移动带动入片单元移动。

Description

全自动锂电池三卷绕头卷绕装置
技术领域
[0001 ] 本实用新型涉及锂电池卷绕装置,尤其是一种全自动锂电池三卷绕头卷绕装置。 背景技术
[0002] 裸电芯的卷绕是锂电池生产的关键工序,目前卷绕设备一般采用单卷绕头或双卷绕头的结构型式,三卷绕头卷绕设备所卷电芯的一致性无法保证,且效率较低。
实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的是克服现有技术的不足,针对上述问题,本实用新型提出了一种高效率高一致性的三卷绕头卷绕设备。
[0004] 为实现上述目的,本实用新型采取以下技术方案:
[0005] 一种全自动锂电池三卷绕头卷绕装置,包括两套隔膜放卷机构、两套隔膜张力控制机构、两套隔膜除静电机构、两套隔膜切断机构、正和负极片放卷机构、正和负极片张力控制机构、正和负极片除尘机构、正和负极片牵引机构、正和负极片纠偏机构、正和负双补偿送料裁切机构、卷绕机构、贴胶机构、下料机构、输送机构,卷绕机构包括三个可转动的卷绕头,所述正和负双补偿送料裁切机构包括送料单元、入片单元、裁断单元和裁断补偿单元,送料单元驱动入片单元相对裁断单元移动,裁断单元上设置有极片检测部件,裁断补偿单元驱动送料单元和裁断单元同时移动,送料单元的移动带动入片单元移动。
[0006] 所述正和负双补偿送料裁切机构包括送料单元还进一步包括设有固定板及由所述裁断补偿单元驱动的连接板的连接单元,所述入片单元和裁断单元可滑动地设置在固定板上,所述送料单元固定在连接板上,连接板可滑动地设置在固定板上并与所述裁断单元和所述入片单元联动,所述入片单元由所述送料单元驱动以相对连接板滑动。
[0007] 所述连接单元还进一步包括第一连接块、第二连接块及第三连接块,所述连接板上设置有第一滑轨,所述送料单元的输出端与第一滑轨的滑块固定连接,所述固定板上设置有第二滑轨和第三滑轨,所述连接板固定在所述第二滑轨的滑块上,所述入片单元固定在所述第三滑轨的第一滑块上,所述裁断单元固定在所述第三滑轨的第二滑块上,所述裁断补偿单元的输出端通过第一连接块与所述连接板固定连接,所述第一滑轨的滑块通过第二连接块与所述第三滑轨的第一滑块固定连接,所述连接板通过第三连接块与所述第三滑轨的第二滑块固定连接。
[0008] 所述连接板和所述固定板平行设置,所述第一滑轨和所述第二滑轨分别设置于所述连接板和所述固定板的同一侧面,所述第三滑轨设置于所述固定板的另一侧面,所述第
一、第二及第三滑轨互相平行设置。
[0009] 所述送料单元包括送料电机、沿所述第一滑轨的方向设置的送料丝杆、送料丝杆螺母以及连接块,送料电机的输出轴耦合到送料丝杆,送料丝杆螺母与送料丝杆螺纹连接, 连接块两端分别与送料丝杆螺母及所述第一滑轨的滑块固定连接,所述连接块上设置有送料感应片,所述连接板上设置有送料限位传感器。[0010] 所述裁断补偿单元包括补偿电机、沿所述第二滑轨的方向设置的补偿丝杆以及补偿丝杆螺母,补偿电机的输出轴耦合到补偿丝杆,补偿丝杆螺母与补偿丝杆螺纹连接,补偿丝杆螺母与所述第一连接块固定连接,所述第一连接块上设置有补偿感应片,所述固定板上设置有补偿限位传感器。
[0011 ] 进一步地,所述全自动锂电池三卷绕头卷绕装置还包括与所述卷绕机构相连、并使所述三个卷绕头与其同步转动的工位转换机构,所述三个卷绕头前端设置有卷针锁紧定位机构,所述卷针锁紧定位机构在卷绕时锁紧和固定卷针。
[0012] 本实用新型在设置了除尘、纠偏、除静电等保证极片和隔膜质量及极片行进对齐度的辅助结构以外,双补偿送料裁断机构的设置通过两个电机控制送料大大提高了入料速度;同时,三卷绕头的卷绕结构和卷针锁紧定位机构更是提高了卷绕的效率,保证了卷针在卷绕过程中的稳定性;工位转换机构控制三个卷绕头同时旋转转换工位保证了各工位所卷电芯的一致性。
附图说明
[0013] 下面结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步说明:
[0014] 图1为根据本实用新型优选实施例的一种全自动锂电池三卷绕头卷绕装置的主视图。
[0015] 图2为根据本实用新型优选实施例的一种全自动锂电池三卷绕头卷绕装置的双补偿送料裁断机构的侧视图。
[0016] 图3为根据本实用新型优选实施例的一种全自动锂电池三卷绕头卷绕装置的双补偿送料裁断机构的后视图。
具体实施方式
[0017] 以下通过实施例结合附图对本实用新型进行进一步的详细说明:
[0018] 参阅图1、图2和图3,全自动锂电池三卷绕头卷绕装置包括两套隔膜放卷机构1、 两套隔膜张力控制机构2、两套隔膜除静电机构(未图示)、隔膜切断机构3、正或负极片放卷机构4、正或负极片张力控制机构5、正或负极片除尘机构6、正或负极片牵引机构7、正或负极片纠偏机构8、正或负双补偿送料裁切机构9、卷绕机构10、贴胶机构11、下料机构12、 输送机构13。卷绕机构10包括三个可转动的卷绕头101。正或负双补偿送料裁切机构9包括送料单元94、入片单元92、裁断单元93、裁断补偿单元95,送料单元94驱动入片单元92 相对裁断单元93移动,裁断单元93上设置有极片检测部件(未图示),用于检测例如极片的极耳位置。裁断补偿单元95驱动送料单元94和裁断单元93同时移动,送料单元94的整体移动带动入片单元92移动。通过设置裁断补偿单元95,裁断补偿单元95可带动入片单元92和裁断单元93移动,使得入片单元92在由送料单元94单独驱动移动的基础上,还可与裁断单元93整体移动,两种移动合并相加,提高了送料速度和送料效率,缩短了送料单元中传动元件的行程,节省了设备空间。另一方面,裁断补偿单元95带动裁断单元93移动,可使裁断单元93与极片相向移动,从而裁断单元93可更快地进行检测,例如,在检测极片的极耳位时,不需要静止地等待极片的极耳位被送入裁断单元的检测点,此举节省了切断时间,提高了裁切效率。[0019] 在优选的实施例中,正或负双补偿送料裁切机构9还包括连接单元96,用于实现前述单元间的连接和传动。连接单元96优选包括固定板91和由裁断补偿单元95驱动的连接板961,入片单元92和裁断单元93可滑动地设置在固定板91上,送料单元94固定在连接板961上,连接板961可滑动地设置在固定板91上并与裁断单元93和入片单元92联动,入片单元92由送料单元94驱动以相对连接板961滑动。按照以上方式配置连接板961 和固定板91,实现了送料单元94、入片单元92和裁断单元93的整体移动和送料单元94驱动入片单元92单独移动。
[0020] 在一个更具体的实施例中,连接单元96优选包括连接板961、第一连接块962、第二连接块963、第三连接块964、第一滑轨965、第二滑轨966、第三滑轨967。第一滑轨965 固定在连接板961上,连接板961固定在第二滑轨966的滑块上,第二滑轨966固定在固定板91的一面,第三滑轨967固定在固定板91的另一面。第三滑轨967包含两个滑块,第一滑块9671和第二滑块9672。入片单元92与第一滑块9671固定连接,裁断单元93与第二滑块9672固定连接,第一连接块962固定在连接板961上,第二连接块963固定连接第一滑轨965的滑块和第一滑块9671,第三连接块964固定连接连接板961和第二滑块9672。
[0021] 在优选的实施例中,送料单元94包括送料电机9401、沿第一滑轨的方向设置的送料丝杆9405、送料丝杆螺母9406以及连接块9411,送料电机9401的输出轴耦合到送料丝杆9405,送料丝杆螺母9406与送料丝杆螺纹连接,连接块9411 一端与送料丝杆螺母9406 固定连接,连接块9411另一端与第一滑轨965的滑块固定连接。
[0022] 在一个更具体的实施例中,送料单元94还包括送料电机支架9402、送料联轴器 9403、送料固定组件9404、送料感应片9407、送料传感器支架9408、送料限位传感器9409及送料丝杆支撑9410。送料电机支架9402、送料丝杆支撑9410固定在连接板961上,送料电机9401固定在送料电机支架9402上,送料电机9401通过送料联轴器9403及送料固定组件9404与送料丝杆9405连接,送料电机9401驱动送料丝杆9405作用,送料丝杆螺母9406 与送料丝杆9405螺纹连接,送料丝杆螺母9406与连接块9411固定连接,送料感应片9407 固定在连接块9411上,送料传感器支架9408固定在连接板961上,送料限位传感器9409 固定在送料传感器支架9408上。
[0023] 在优选的实施例中,裁断补偿单元95包括补偿电机9501、沿第二滑轨966的方向设置的补偿丝杆9505以及补偿丝杆螺母9506,补偿电机9501的输出轴耦合到补偿丝杆 9505,补偿丝杆螺母9506与补偿丝杆9505螺纹连接,补偿丝杆螺母9506与第一连接块962
固定连接。
[0024] 在一个更具体的实施例中,裁断补偿单元95还包括补偿电机支架9502、补偿联轴器9503、补偿丝杆固定组件9504、补偿感应片9507、补偿丝杆支撑9508、补偿限位传感器 9509、补偿传感器支架9510。补偿电机支架9502固定在固定板91上,补偿电机9501固定在补偿电机支架9502上,补偿电机9501的输出轴通过补偿联轴器9503及补偿丝杆固定组件9504与补偿丝杆9505连接,补偿电机9501驱动补偿丝杆9505作用,补偿感应片9507固定在第一连接块962上,补偿传感器支架9510及补偿丝杆支撑9508固定在固定板91上。 补偿限位传感器9509固定在补偿传感器支架9510上。
[0025] 在优选的实施例中,补偿丝杆9505与送料丝杆9405平行设置,第一滑轨965、第二滑轨966及第三滑轨967相互间平行设置。
6[0026] 在优选的实施例中,还包括与所述卷绕机构10相连、并使所述三个卷绕头101与其同步转动的工位转换机构(未图示),三个卷绕头101前端设置有卷针锁紧定位机构(未图示),卷针锁紧定位机构用于转换工位导向,并在卷绕时锁紧和固定卷针。
[0027] 参阅图1、图2和图3,所示的优选实施例的全自动锂电池三卷绕头卷绕设备,其工作过程及优点说明如下:
[0028] 隔膜放卷机构1和正或负极片放卷机构4分别主动放卷隔膜和正、负极片,隔膜经张力控制机构2、隔膜除静电机构进入卷绕机构10,正、负极片在牵引机构7的牵引作用下经极片张力控制机构5、除尘机构6、极片纠偏机构8进入正或负双补偿送料裁切机构9,入片单元92夹紧极片(未图示),补偿电机9501与送料电机9401同时启动,驱动补偿丝杆 9505及送料丝杆9405作用。其中,补偿丝杆螺母9506沿补偿丝杆9505轴向移动,通过第一连接块962带动连接板961移动,连接板961带动第二滑块9672移动,进而带动裁断单元93移动;因送料单元94整体固定在连接板961上,所以连接板961移动的同时带动送料单元94整体移动,从而带动第一滑轨965的滑块移动,第一滑轨965的滑块带动第一滑块 9671移动,进一步带动入片单元92移动,即补偿电机9501同时驱动入片单元92及裁断单元93移动,各个部件均沿补偿丝杆9505的轴向移动。其中,送料丝杆螺母9406沿送料丝杆9405轴向移动,带动第一滑轨965的滑块在第一滑轨965上移动,第一滑轨965的滑块通过第二连接块963带动第一滑块9671移动,进一步带动入片单元92移动,各个部件均沿送料丝杆9405的轴向移动。送料到位后,如当送料限位传感器9409检测到送料到位后,入片单元松开极片,两电机反转,可使得入片单元92及裁断单元93反向退回,使极片和裁断单元93相向移动,当裁断单元93检测到极片的极耳位或及裁断单元93到达退回极限时, 两电机停止,裁断单元93切断极片,极片切断后工位转换机构带动三卷绕头转换工位,隔膜切断机构3将隔膜切断,卷绕头继续卷绕收尾隔膜和极片,贴胶机构11为收尾完成的电芯贴终止保护胶带,贴胶完成后下料机构12将成品裸电芯自动送入输送机构13,输送机构 13将其输送至指定位置,设备进行下一卷绕循环。
[0029] 可见,正或负双补偿送料裁切机构中,在补偿电机9501驱动入片单元92及裁断单元93 —起移动的同时,送料电机9401驱动入片单元92单独移动,即入片单元92在与裁断单元93整体移动的基础上,还由送料单元94单独驱动而移动,两种移动方向相同时达到合并相加的移动效果,缩短了送料单元94中传动系统的行程,使得送料的速度和效率大大提高。裁断补偿单元95带动裁断单元93移动,可使裁断单元93与极片相向移动,从而裁断单元93可更快地对极片进行检测进而更高效率地完成裁切。
[0030] 同时,工位转换机构及卷针锁紧定位机构的也使得卷绕更加稳定、一致性更高。
[0031] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,做出具体的改变或变化均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1. 一种全自动锂电池三卷绕头卷绕装置,包括两套隔膜放卷机构、两套隔膜张力控制机构、两套隔膜除静电机构、两套隔膜切断机构、正和负极片放卷机构、正和负极片张力控制机构、正和负极片除尘机构、正和负极片牵引机构、正和负极片纠偏机构、正和负双补偿送料裁切机构、卷绕机构、贴胶机构、下料机构、输送机构,卷绕机构包括三个可转动的卷绕头,其特征在于:所述正和负双补偿送料裁切机构包括送料单元、入片单元、裁断单元和裁断补偿单元,送料单元驱动入片单元相对裁断单元移动,裁断单元上设置有极片检测部件, 裁断补偿单元驱动送料单元和裁断单元同时移动,送料单元的移动带动入片单元移动。
2.根据权利要求1所述的全自动锂电池三卷绕头卷绕装置,其特征在于:所述正和负双补偿送料裁切机构包括送料单元还进一步包括设有固定板及由所述裁断补偿单元驱动的连接板的连接单元,所述入片单元和裁断单元可滑动地设置在固定板上,所述送料单元固定在连接板上,连接板可滑动地设置在固定板上并与所述裁断单元和所述入片单元联动,所述入片单元由所述送料单元驱动以相对连接板滑动。
3.根据权利要求2所述的全自动锂电池三卷绕头卷绕装置,其特征在于:所述连接单元还进一步包括第一连接块、第二连接块及第三连接块,所述连接板上设置有第一滑轨,所述送料单元的输出端与第一滑轨的滑块固定连接,所述固定板上设置有第二滑轨和第三滑轨,所述连接板固定在所述第二滑轨的滑块上,所述入片单元固定在所述第三滑轨的第一滑块上,所述裁断单元固定在所述第三滑轨的第二滑块上,所述裁断补偿单元的输出端通过第一连接块与所述连接板固定连接,所述第一滑轨的滑块通过第二连接块与所述第三滑轨的第一滑块固定连接,所述连接板通过第三连接块与所述第三滑轨的第二滑块固定连接。
4.根据权利要求3所述的全自动锂电池三卷绕头卷绕装置,其特征在于:所述连接板和所述固定板平行设置,所述第一滑轨和所述第二滑轨分别设置于所述连接板和所述固定板的同一侧面,所述第三滑轨设置于所述固定板的另一侧面,所述第一、第二及第三滑轨互相平行设置。
5.根据权利要求3或4所述的全自动锂电池三卷绕头卷绕装置,其特征在于:所述送料单元包括送料电机、沿所述第一滑轨的方向设置的送料丝杆、送料丝杆螺母以及连接块, 送料电机的输出轴耦合到送料丝杆,送料丝杆螺母与送料丝杆螺纹连接,连接块两端分别与送料丝杆螺母及所述第一滑轨的滑块固定连接,所述连接块上设置有送料感应片,所述连接板上设置有送料限位传感器。
6.根据权利要求3或4所述的全自动锂电池三卷绕头卷绕装置,其特征在于:所述裁断补偿单元包括补偿电机、沿所述第二滑轨的方向设置的补偿丝杆以及补偿丝杆螺母,补偿电机的输出轴耦合到补偿丝杆,补偿丝杆螺母与补偿丝杆螺纹连接,补偿丝杆螺母与所述第一连接块固定连接,所述第一连接块上设置有补偿感应片,所述固定板上设置有补偿限位传感器。
7.根据权利要求1-4任意项所述的全自动锂电池三卷绕头卷绕装置,其特征在于:还包括与所述卷绕机构相连、并使所述三个卷绕头与其同步转动的工位转换机构,所述三个卷绕头前端设置有卷针锁紧定位机构,所述卷针锁紧定位机构在卷绕时锁紧和固定卷针。
8.根据权利要求5所述的全自动锂电池三卷绕头卷绕装置,其特征在于:还包括与所述卷绕机构相连、并使所述三个卷绕头与其同步转动的工位转换机构,所述三个卷绕头前端设置有卷针锁紧定位机构,所述卷针锁紧定位机构在卷绕时锁紧和固定卷针。
9.根据权利要求6所述的全自动锂电池三卷绕头卷绕装置,其特征在于:还包括与所述卷绕机构相连、并使所述三个卷绕头与其同步转动的工位转换机构,所述三个卷绕头前端设置有卷针锁紧定位机构,所述卷针锁紧定位机构在卷绕时锁紧和固定卷针。
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