CN202272538U - 全自动锂离子电池电芯卷绕机的极片放料装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了全自动锂离子电池电芯卷绕机的极片放料装置，包括移动模块组和转动模组，转动模组设置在移动模块组上，移动模块组包括托架、导轨、水平移动座和伺服电机，水平移动座通过导轨设置在托架上，伺服电机设置在托架后侧、其输出轴与水平移动座连动；转动模组包括定位轴座、水平主轴、伸缩气缸和转动伺服电机和定卷筒，水平主轴、伸缩气缸和转动伺服电机和定卷筒通过定位轴座定位在水平移动座上，定卷筒设置在水平主轴的前端，伸缩气缸设置在后侧与水平主轴轴连动，转动伺服电机设置在上侧与水平主轴转动连动；本实用新型提供的一种放卷时具有极片纠偏以有效降低放卷误差以保证锂离子电池的安全性、一致性以及使用寿命等技术效果。

Description

全自动锂离子电池电芯卷绕机的极片放料装置
技术领域
本实用新型涉及一种锂离子电池电芯卷绕机，更具体地说，尤其涉及一种全自动锂离子电池电芯卷绕机的极片放料装置。
背景技术
目前，锂离子电池电芯卷绕生产流程对锂子电池质量方面起着非常重要的作用，现有技术使用的锂离子电池卷绕机通常为手动卷绕机和半自动卷绕机，特别是其中锂离子电池卷绕机中的极片放料装置，其放料精度控制直接影响锂离子电池的卷芯质量，锂离子电池的安全性、一致性以及使用寿命。同时，仍存在结构较为复杂、可靠性欠佳等缺点。如何解决电池质量不稳定、废品率高，以及劳动强度大和效率低缺点限制。特别是在电池电芯卷绕生产流程中上述卷绕机尚无法解决在放卷过程中实现自动放卷纠偏和过程纠偏技术。以保证极片充分进入送片工位位置一致性，放卷绕时具有跑偏检测报警功能，成为亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种放卷时具有极片纠偏以有效降低放卷误差以保证锂离子电池的安全性、一致性以及使用寿命的一种全自动锂离子电池电芯卷绕机的极片放料装置。
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种全自动锂离子电池电芯卷绕机的极片放料装置，包括移动模块组和转动模组，转动模组设置在移动模块组上，其中：所述移动模块组包括托架、导轨、水平移动座和伺服电机，水平移动座通过导轨设置在托架上，所述伺服电机设置在托架后侧、其输出轴与水平移动座连动；转动模组包括定位轴座、水平主轴、伸缩气缸、转动伺服电机和定卷筒，所述的水平主轴、伸缩气缸和转动伺服电机和定卷筒通过定位轴座定位在水平移动座上，定卷筒设置在水平主轴的前端，伸缩气缸设置在后侧与水平主轴轴连动，转动伺服电机设置在上侧与水平主轴转动连动。
上述的全自动锂离子电池电芯卷绕机的极片放料装置，所述水平主轴包括外轴套和内轴芯，内轴芯通过外轴套定位，定卷筒固定在外轴套的外端，伸缩气缸输出轴与内轴芯之间设有轴承连动。
上述的全自动锂离子电池电芯卷绕机的极片放料装置，定卷筒上设有由锥形轴孔径向外通的定位孔，定位孔中设有胀块，水平主轴外端设锥形胀头插设在锥形轴孔中。
本实用新型采用上述结构后，通过移动模块组调整轴向移动，移动补偿极片放卷过程中产生轴向的误差。转动模组提供放卷动力，同时转动模组的转动伺服电机具有纠偏采用专用传感器，伺服电机配滚珠丝杆驱动水平主轴转动，依据极片跑偏信号自动调整卷料相对位置以达到纠偏效果，极片卷料可方便、精确地卸料与上料，提高极片放卷精度。其中的伸缩气缸推动内轴芯伸缩撑开胀块，气动涨紧方式装夹上料。采用气动胀紧方式装夹上料，放卷纠偏装置和过程纠偏装置具有跑偏检测报警功能，保证极片进入送片工位位置一致性。接驳上气管后气缸推动锥轴前移，保证了极片放卷滚筒随时与胀轴紧配合，防止极片放卷滚筒轴向窜动，从而防止了极片走偏。
附图说明
下面将结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不构成对本实用新型的任何限制。
图1是本实用新型一种具体实施例的剖面结构示意图；
图2是本实用新型一种具体实施例的拆装结构示意图；
图3是本实用新型一种具体实施定卷筒的拆装结构示意图。
图中：1为移动模块组，11为托架，12为导轨，13为水平移动座，14为伺服电机，2为转动模组，21为定位轴座，22为水平主轴，221为锥形胀头，22a为外轴套，22b为内轴芯，23为伸缩气缸，24为转动伺服电机，25为定卷筒，25a为锥形轴孔，25b为定位孔，25c为胀块。
具体实施方式
参阅图1～3所示，本实用新型的一种全自动锂离子电池电芯卷绕机的极片放料装置，包括移动模块组1和转动模组2，转动模组2设置在移动模块组1上，移动模块组1包括托架11、导轨12、水平移动座13和伺服电机14，水平移动座13通过导轨12设置在托架11上，伺服电机14设置在托架11后侧、其输出轴与水平移动座13连动；转动模组2包括定位轴座21、水平主轴22、伸缩气缸23、转动伺服电机24和定卷筒25，水平主轴22、伸缩气缸23和转动伺服电机24和定卷筒25通过定位轴座21定位在水平移动座13上，定卷筒25设置在水平主轴22的前端，伸缩气缸23设置在后侧与水平主轴22轴连动，转动伺服电机24设置在上侧与水平主轴22转动连动。
水平主轴22包括外轴套22a和内轴芯22b，内轴芯22b通过外轴套22a定位，定卷筒25固定在外轴套22a的外端，伸缩气缸23输出轴与内轴芯22b之间设有轴承26连动。
沿定卷筒25设有由锥形轴孔25a径向外通的定位孔25b，定位孔25b中设有胀块25c，水平主轴22外端设锥形胀头221插设在锥形轴孔25a中。
一、使用本实用新型的全自动锂离子电池电芯卷绕机包括：
1、机架系统：包含机架主体、大板(安装板)和人机界面组件。机架主体对整台设备起到支撑固定作用；大板(安装板)为其它系统提供统一的安装平面及安装基准；人机界面组件控制设备的运作；
2、隔膜放卷系统：采用气动涨紧方式装夹上料，配制定位块规实现快速换料，自动纠偏功能，隔膜张力设定范围为50-800gf，可实现卷绕时逐圈变张力卷绕。
3、极片放卷系统：采用气动涨紧方式装夹上料，设有放卷纠偏装置和过程纠偏装置，保证极片进入送片工位位置一致性；纠偏采用专用传感器，伺服电机配滚珠丝杆驱动；卷绕前具有跑偏检测报警功能。
4、张力控制系统：采用精密电气比例控制机构控制极片及隔膜的张力，正负极片，上下隔膜的张力能独立在触摸屏上设定，隔膜张力设定范围为50-800gf，极片张力设定范围为50-1100gf，可实现卷绕时逐圈变张力卷绕。
5、极片送料系统：左右送片机械手，更容易保证极耳间距的稳定性；正负极片蛇形检出纠偏感应器(EPS)各1个，卷绕的坏品电芯检出、报警后，自动剔除。
6、双工位卷绕系统：采用先进的卷绕结构，运行稳定、灵活，自动调整极片累计长度，实现连续卷绕；一位，穿针、卷绕；二位，切断隔膜、收尾、贴胶纸、抽针下料；具有变转速，变张力卷绕控制功能；对合格电芯自动下料，坏品极片含有接头极片单独与隔膜卷绕，并作为不合格电芯自动下料剔除。可任意设定检测到坏品极片前面或后面的一个极片单独与隔膜卷绕。卷针固定机构方便卷针更换、调整。隔膜夹爪式卷针，卷针前端有锁紧机构。
7、贴胶纸装置：采用横贴方式，胶带横贴1条或者2条绿色胶带，能方便切换。
8、下料输送系统：电芯由设备正面右侧自动下料，下料高度离地面800±20mm，下料输送带末端有电芯检测传感器，检测到电芯装满输送带时，自动报警、停机，下料机构预留裸电芯包胶位置。
9、辅助系统：包括过渡辊、极片刷粉模块。过渡辊起导引极片的作用；刷粉机构对极片进行除尘；高压测短路检查，仪器测量精度≤3.0％，DC100V～500V，短路坏品自动剔除，配有预压成形机构，预压时间≥3sec；
10、软件系统：包括控制程序和电气模块，PLC/PC控制方式，可实现随不同卷针宽度而变角速(恒线速)卷绕。
二、卷绕方式：
1.卷绕组成：逆时针(阳极在内、阴极在外，且保护胶带数量可变，TAB有外往里插入)，可选择实现阴极外包或隔膜外包。
2、采用气动涨紧方式装夹上料，设有放卷纠偏装置和过程纠偏装置，保证极片入料工位位置一致性；
3、纠偏采用专用传感器，电机配滚珠丝杆驱动；
4、卷绕前具有跑偏检测报警功能。
5、零件沿着轴向方向移动，零件会向外张开，达到胀紧套在零件上面的零件。
综上所述，本实用新型已如说明书及图示内容，制成实际样品且经多次使用测试，从使用测试的效果看，可证明本实用新型能达到其所预期之目的，实用性价值乃无庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本实用新型，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本实用新型所提技术特征的范围内，利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本实用新型的技术特征内容，均仍属于本实用新型技术特征的范围内。

Claims (3)

1.一种全自动锂离子电池电芯卷绕机的极片放料装置，包括移动模块组(1)和转动模组(2)，转动模组(2)设置在移动模块组(1)上，其特征在于：所述移动模块组(1)包括托架(11)、导轨(12)、水平移动座(13)和伺服电机(14)，水平移动座(13)通过导轨(12)设置在托架(11)上，所述伺服电机(14)设置在托架(11)后侧、其输出轴与水平移动座(13)连动；转动模组(2)包括定位轴座(21)、水平主轴(22)、伸缩气缸(23)、转动伺服电机(24)和定卷筒(25)，所述水平主轴(22)、伸缩气缸(23)、转动伺服电机(24)和定卷筒(25)通过定位轴座(21)定位在水平移动座(13)上，定卷筒(25)设置在水平主轴(22)的前端，伸缩气缸(23)设置在后侧与水平主轴(22)轴连动，转动伺服电机(24)设置在上侧与水平主轴(22)转动连动。
2.根据权利要求1所述的全自动锂离子电池电芯卷绕机的极片放料装置，其特征在于：所述水平主轴(22)包括外轴套(22a)和内轴芯(22b)，内轴芯(22b)通过外轴套(22a)定位，定卷筒(25)固定在外轴套(22a)的外端，伸缩气缸(23)输出轴与内轴芯(22b)之间设有轴承(26)连动。
3.根据权利要求1所述的全自动锂离子电池电芯卷绕机的极片放料装置，其特征在于：定卷筒(25)设有由锥形轴孔(25a)径向外通的定位孔(25b)，定位孔(25b)中设有胀块(25c)，水平主轴(22)外端设锥形胀头(221)插设在锥形轴孔(25a)中。
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