CN203222359U - 隔膜自动换卷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及隔膜自动换卷装置，用于电芯全自动卷绕机的卷绕工序；包括：竖直设立在全自动卷绕机的基板正面的换带纠偏板；设置在换带纠偏板一端的两套放卷机构，为卷绕工序轮流提供其释放的隔膜；设置在换带纠偏板中部的接带机构，将备用料卷的新料隔膜的首部粘贴在当前料隔膜的尾部；设置在两套放卷机构与粘贴机构之间的切带机构，将粘贴连接后的当前料隔膜尾部的余料切断；与接带机构顺序连接的张力机构，控制隔膜的张力，为卷绕工序提供隔膜缓冲；安装在基板上的纠偏机构，对输出换带纠偏板的隔膜进行纠偏。将张力机构、接带机构、切带机构和纠偏机构融合于一体，大大简化了结构，在有限空间实现多种功能。

Description

隔膜自动换卷装置

技术领域

本实用新型属于电池制造技术领域，涉及电池的电芯制片卷绕机，尤其涉及电芯制片卷绕机中的隔膜换卷装置。

背景技术

目前，电芯生产设备中隔膜的换卷装置，一般是单纯的放卷和接带装置，纠偏板上一般没有设置张力和缓冲机构。

现有技术的一种自动换卷料装置，包括第一放卷单元、第二放卷单元和贴胶机构，还包括第一切断单元和第二切断单元，所述贴胶机构用于使第一放卷单元的第一卷料与第二放卷单元的第二卷料相粘接，所述第一切断单元用于当所述第一卷料放卷完且与第二卷料相粘接时，切断第一卷料以放卷第二卷料，所述第二切断单元用于当所述第二放卷单元放卷完且与第一放卷单元相粘接时，切断第二卷料以放卷第一卷料。

现有技术的隔膜换卷装置的缺点是：结构复杂，而且张力缓冲机构需要单独设立；现有的隔膜交换带技术并不是完全自动化接带，其中需要人为辅助，降低了机器的效率，增加了人与隔膜的接触机会造成对隔膜材料的污染。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述现有技术存在的不足，提供一种用于电芯生产设备的隔膜换卷装置。

本实用新型针对上述问题而提出的技术方案是：隔膜自动换卷装置，用于电芯全自动卷绕机的卷绕工序；包括：基板，全自动卷绕机的主件，竖直设立，隔膜的传送方向与基板平行；换带纠偏板，竖直设立在基板的正面，与基板平行，其上垂直固定有穿过基板的纠偏导杆，与基板呈轴向浮动连接；两套放卷机构，设置在换带纠偏板的一端，用于分别安装互为备用的隔膜料卷，其转动轴线垂直于换带纠偏板，为卷绕工序轮流提供其释放的隔膜；接带机构，设置在换带纠偏板的中部，将备用料卷的新料隔膜的首部粘贴在当前料隔膜的尾部；切带机构，设置在两套放卷机构与接带机构之间，将粘贴连接后的当前料隔膜尾部的余料切断；张力机构，与接带机构顺序连接，控制隔膜的张力，为卷绕工序提供隔膜缓冲；纠偏机构，安装在基板上，调整换带纠偏板相对于基板的距离，对输出换带纠偏板的隔膜进行纠偏。

其中，所述放卷机构包括：放卷轴，与换带纠偏板垂直安装，穿过基板，其外端可以快速固定新更换的隔膜料卷；驱动连接板，设立在基板的背面，与放卷轴的内端轴向定位；放卷驱动单元，安装在驱动连接板上，其放卷马达通过放卷齿轮驱动放卷轴，带动料卷转动，平缓释放隔膜。

其中，所述纠偏机构包括：纠偏马达，安装在基板的背面，其轴线与基板垂直；纠偏丝杆副，设置在纠偏马达与驱动连接板之间，将纠偏马达的转动变换为驱动连接板相对于基板的前后移动，通过放卷轴相对于基板的串动，带动换带纠偏板的纠偏移动。

其中，所述接带机构包括：无料报警单元，检测当前料隔膜尾部的换卷信号，用于启动备用料卷的放卷机构反转；一对真空盒，对称设置，交替吸附备用料卷的新料隔膜的首端；压辊单元，安装在基板上，将帖有双面胶的新料隔膜的端部，与当前料隔膜的尾部压贴连接。

其中，所述切带机构包括：夹带单元，设置在压辊单元与放卷机构之间，其气缸组件驱动的摆动辊交替作用在一对固定辊上，将当前料隔膜的尾部夹住；切刀单元，设置在固定辊与放卷机构之间，将当前料隔膜的尾部余料切断。

其中，所述张力机构包括：滑动线轨，固定在基板上，位于隔膜的张力缓冲区内；浮动辊，安装在滑动线轨上，用于拉紧张力缓冲区内的隔膜；张力马达，安装在基板上，通过柔性传动件拉动浮动辊沿滑动线轨直线移动，用于保持隔膜的张力；张力检测单元，设置在接带机构与张力缓冲区之间，测量薄膜的动态张力，为控制张力马达的拉力提供参数；位移传感器，检测浮动辊在滑动线轨上的位置信息，用于控制张力缓冲区内的隔膜缓冲长度。

进一步，所述换带纠偏板上还设置有隔膜定位单元，包括：刻度棒，垂直固定在换带纠偏板上；定位块，滑动安装在刻度棒上，安装备用料卷时设定新隔膜相对于换带纠偏板的轴向位置。

进一步，所述换带纠偏板上还设置有隔膜测长单元，包括：滚筒，与换带纠偏板垂直安装，设置在隔膜的传递路程中；编码器，设置在滚筒的一端，测算经过该滚筒的隔膜长度。

进一步，所述张力机构的输出端还设置有除静电单元，在输出换带纠偏板之前消除隔膜的静电。

与现有技术的隔膜换卷装置相比，采用本实用新型技术方案的优点是：将张力马达拉动的张力机构，完成隔膜交换的接带机构和切带机构，以及纠偏机构融合于一体，大大简化了结构，在有限空间实现多种功能。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明。

图1是本实用新型隔膜自动换卷装置实施例的主视图。

图2是本实用新型隔膜自动换卷装置实施例的局部俯视图。

图3是图2的侧面视图。

图中包括：

基板1；

换带纠偏板2、纠偏导杆21、隔膜定位单元22、隔膜测长单元；

放卷机构3、放卷轴31、驱动连接板32、放卷驱动单元33、放卷马达34、放卷齿轮35、传动轴311、拉紧轴312、空心轴313、直线轴承314、胀套315；

接带机构、无料报警单元41、真空盒42、压辊单元43；

切带机构、气缸组件、摆动辊52、固定辊53、切刀单元54、笔形气缸51、多固气缸55；

张力机构、滑动线轨、浮动辊62、张力马达63、张力检测单元64、位移传感器65、除静电单元66；

纠偏机构、纠偏马达71、纠偏丝杆副72、马达导柱73、减速皮带74；

隔膜、料卷81、双面胶82。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型的原理和结构，现结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。

本实用新型隔膜自动换卷装置，用于电芯全自动卷绕机的卷绕工序，实现对隔膜的自动交换带和张力控制，更重要的是可以实现电芯卷绕时一旦隔膜发生偏移，对隔膜放卷可整体纠偏，纠偏效果极佳。图1是隔膜自动换卷装置实施例的主视图；图2是该实施例的局部俯视图；图3是图2的侧面视图。

图中包括：全自动卷绕机的主件，竖直设立的基板1，隔膜的传送方向与基板1平行；竖直设立在基板1正面的换带纠偏板2，与基板1平行，其上垂直固定有穿过基板1的纠偏导杆21，与基板1呈轴向浮动连接。换带纠偏板2上安装有自动更换隔膜料卷的相关机构。

图中可以看到，设置在换带纠偏板2一端的两套放卷机构3，用于分别安装隔膜料卷81，互为备用，其转动轴线垂直于换带纠偏板2，为卷绕工序轮流提供其释放的隔膜；设置在换带纠偏板中部的接带机构，将备用料卷的新料隔膜的首部粘贴在当前料隔膜的尾部；设置在两套放卷机构与接带机构之间的切带机构，将粘贴连接后的当前料隔膜尾部的余料切断；与接带机构顺序连接的张力机构，设置在换带纠偏板的另一端，控制隔膜的张力，为卷绕工序提供隔膜缓冲；安装在基板上的纠偏机构，调整换带纠偏板2相对于基板1的距离，对输出换带纠偏板2的隔膜进行纠偏。

放卷机构3包括：与换带纠偏板2垂直安装的放卷轴31，穿过基板1，其外端可以快速固定新更换的隔膜料卷；设立在基板1背面的驱动连接板32，与放卷轴31的内端轴向定位；安装在驱动连接板32上的放卷驱动单元33，其放卷马达34通过放卷齿轮35驱动放卷轴31，带动料卷8转动，平缓释放隔膜。

该实施例的放卷轴31包括与放卷齿轮35连接的传动轴311，传动轴311内的拉紧轴312，套在传动轴311外的空心轴313，安装在基板1上的直线轴承314，传动轴311外部安装料卷81的胀套315，拉紧轴312尾部连接的胀紧气缸。空心轴313通过直线轴承314与基板1垂直连接，放卷马达34安装在驱动连接板32上，通过放卷齿轮35驱动传动轴311，带动着胀套315一起转动。胀紧气缸通过随动器以及角接触轴承，拉动拉紧轴312带着胀套315内的斜面楔形块发生相对胀套315的运动，从而起到胀紧固定料卷81的作用。

纠偏机构包括：安装在基板1背面的纠偏马达71，其轴线与基板1垂直；设置在纠偏马达71与驱动连接板32之间纠偏丝杆副72，将纠偏马达71的转动变换为驱动连接板32相对于基板1的前后移动，通过放卷轴31相对于基板1的串动，带动换带纠偏板2的纠偏移动。

该实施例的纠偏马达71通过马达导柱73安装在基板1上，采用减速皮带74驱动纠偏丝杆副72，带动依靠空心轴313和纠偏导杆21支撑的换带纠偏板2，以及放卷机构3等，通过安装在基板1内的直线轴承314，相对基板1前后移动。该纠偏方式是连带着整个隔膜交换带装置相对基板1找位置的纠偏。纠偏基准为相对基板1的一个固定位置，由固定在基板1上的纠偏电眼检测输出换带纠偏板2 的隔膜边沿。

接带机构包括：检测当前料隔膜尾部换卷信号的无料报警单元41，用于启动备用料卷的放卷机构开始短时的反转；对称设置的一对真空盒，交替吸附备用料卷的新料隔膜的首端；安装在基板上的压辊单元43，将帖有双面胶82的新料隔膜的端部，与当前料隔膜的尾部压贴连接。

切带机构包括：设置在压辊单元43与放卷机构3之间的夹带单元，其气缸组件驱动的摆动辊52交替作用在一对固定辊53上，将当前料隔膜的尾部夹住；设置在固定辊53与放卷机构3之间的切刀单元54，将当前料隔膜的尾部余料切断。

该实施例的气缸组件包括在摆动辊52尾部两边相对安装的笔形气缸51和多固气缸55，笔形气缸51比多固气缸55行程长但缸径小，由两气缸配合可以让摆动辊52分别处于左中右三种位置。当两气缸均伸出摆动辊52中位，当多固气缸55缩回，笔形气缸51伸出最长，摆动辊压52压于右边的固定辊53；当笔形气缸51缩回，摆动辊52压于左边的固定辊53。接带完成后，哪边当前料隔膜需要切断尾部的余料时，摆动辊52就压住该边当前料隔膜的尾部，然后切断其余料。

张力机构包括：固定在基板1上的滑动线轨，位于隔膜的张力缓冲区内；安装在滑动线轨上浮动辊62，用于拉紧张力缓冲区内的隔膜；安装在基板上的张力马达63，通过柔性传动件拉动浮动辊62沿滑动线轨直线移动，用于保持隔膜的张力；设置在接带机构与张力缓冲区之间的张力检测单元64，测量薄膜的动态张力，为控制张力马达63的拉力提供参数；检测浮动辊62在滑动线轨31上位置信息的位移传感器65，用于控制张力缓冲区内的隔膜缓冲长度。

该实施例的滑动线轨为一组直线式交叉滚柱导轨，呈水平布置，通过张力马达63拉动浮动辊62水平运动，来实现隔膜张力的平衡控制。张力马达63是一个伺服电机，张力检测的参数只是反馈给操作者，来得知现有张力的大小，从而通过人为的来调节伺服电机输出的拉动皮带的转动力矩的大小，来实现隔膜张力大小的力矩式张力控制。位移传感器65检测浮动辊62的位置来反馈信息，从而控制放卷马达34的转速，来调整隔膜的缓冲长度。张力机构的输出端还设置有除静电单元66，可以在隔膜输出换带纠偏板2之前消除隔膜的静电。

换带纠偏板2上还设置有隔膜定位单元22，包括：垂直固定在换带纠偏板上的刻度棒；滑动安装在刻度棒上的定位块，安装备用料卷时设定新料隔膜相对于换带纠偏板2的轴向位置。隔膜定位只是每次上料的料卷相对于换带纠偏板2位置固定，一个长条形定位块在一个固定在换带纠偏板2上刻有尺寸的圆圆柱形刻度棒上移动，让长条形定位块来确定料卷靠近基板1端面侧的位置。

换带纠偏板2上还设置有隔膜测长单元，包括：与换带纠偏板2垂直安装的滚筒，设置在隔膜的传送路程中；设置在滚筒一端的编码器，测算经过该滚筒的隔膜长度。该实施例的隔膜测长即一个滚筒的一端带有一个位移编码器。

本实用新型隔膜自动换卷装置的工作原理：先假设右边的放卷机构3为当前使用的料卷，左边的放卷机构3为备用的新料卷。当无料报警单元检测到当前料隔膜尾部换卷信号时，左边的放卷机构3反转，拉动首端吸附在左边真空盒的帖有双面胶的新料隔膜向下运动；同时压辊单元43从左右伸出压住新料隔膜和当前料隔膜，使其通过双面胶粘在一起，完成接带。

然后，夹带单元的气缸组件的笔形气缸51伸出，多固气缸55缩回，摆动辊52即可将右边放卷机构3的当前料隔膜的尾部，压在右边的固定辊53上，然后右边隔膜的切刀单元54切断右边的当前料隔膜的尾部。接着，摆动辊52回复中位，压辊单元43左右退回，换卷便完成。

上述内容，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用于限制本实用新型的实施方案，本领域普通技术人员根据本实用新型的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本实用新型的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.隔膜自动换卷装置，用于电芯全自动卷绕机的卷绕工序；其特征在于，包括：

基板，全自动卷绕机的主件，竖直设立，隔膜的传送方向与基板平行；

换带纠偏板，竖直设立在基板的正面，与基板平行，其上垂直固定有穿过基板的纠偏导杆，与基板呈轴向浮动连接；

两套放卷机构，设置在换带纠偏板的一端，分别安装互为备用的隔膜料卷，其转动轴线垂直于换带纠偏板，为卷绕工序轮流提供其释放的隔膜；

接带机构，设置在换带纠偏板的中部，将备用料卷的新料隔膜的首部粘贴在当前料隔膜的尾部；

切带机构，设置在两套放卷机构与接带机构之间，将粘贴连接后的当前料隔膜尾部的余料切断；

张力机构，与接带机构顺序连接，控制隔膜的张力，为卷绕工序提供隔膜缓冲；

纠偏机构，安装在基板上，调整换带纠偏板相对于基板的距离，对输出换带纠偏板的隔膜进行纠偏。

2.依据权利要求1所述的隔膜自动换卷装置，其特征在于：所述放卷机构包括：

放卷轴，与换带纠偏板垂直安装，穿过基板，其外端可以快速固定新更换的隔膜料卷；

驱动连接板，设立在基板的背面，与放卷轴的内端轴向定位；

放卷驱动单元，安装在驱动连接板上，其放卷马达通过放卷齿轮驱动放卷轴，带动料卷转动，平缓释放隔膜。

3.依据权利要求2所述的隔膜自动换卷装置，其特征在于：所述纠偏机构包括：

纠偏马达，安装在基板的背面，其轴线与基板垂直；

纠偏丝杆副，设置在纠偏马达与驱动连接板之间，将纠偏马达的转动变换为驱动连接板相对于基板的前后移动，通过放卷轴相对于基板的串动，带动换带纠偏板的纠偏移动。

4.依据权利要求3所述的隔膜自动换卷装置，其特征在于：所述接带机构包括：

无料报警单元，检测当前料隔膜尾部的换卷信号，用于启动备用料卷的放卷机构反转；

一对真空盒，对称设置，交替吸附备用料卷的新料隔膜的首端；

压辊单元，安装在基板上，将帖有双面胶的新料隔膜的端部，与当前料隔膜的尾部压贴连接。

5.依据权利要求4所述的隔膜自动换卷装置，其特征在于：所述切带机构包括：

夹带单元，设置在压辊单元与放卷机构之间，其气缸组件驱动的摆动辊交替作用在一对固定辊上，将当前料隔膜的尾部夹住；

切刀单元，设置在固定辊与放卷机构之间，将当前料隔膜的尾部余料切断。

6.依据权利要求3所述的隔膜自动换卷装置，其特征在于：所述张力机构包括：

滑动线轨，固定在基板上，位于隔膜的张力缓冲区内；

浮动辊，安装在滑动线轨上，用于拉紧张力缓冲区内的隔膜；

张力马达，安装在基板上，通过柔性传动件拉动浮动辊沿滑动线轨直线移动，用于保持隔膜的张力；

张力检测单元，设置在接带机构与张力缓冲区之间，测量薄膜的动态张力，为控制张力马达的拉力提供参数；

位移传感器，检测浮动辊在滑动线轨上的位置信息，用于控制张力缓冲区内的隔膜缓冲长度。

7.依据权利要求3所述的隔膜自动换卷装置，其特征在于：所述换带纠偏板上还设置有隔膜定位单元，包括：

刻度棒，垂直固定在换带纠偏板上；

定位块，滑动安装在刻度棒上，安装备用料卷时设定新隔膜相对于换带纠偏板的轴向位置。

8.依据权利要求3所述的隔膜自动换卷装置，其特征在于：所述换带纠偏板上还设置有隔膜测长单元，包括：

滚筒，与换带纠偏板垂直安装，设置在隔膜的传送路程中；

编码器，设置在滚筒的一端，测算经过该滚筒的隔膜长度。

9.依据权利要求3所述的隔膜自动换卷装置，其特征在于：所述张力机构的输出端还设置有除静电单元，在输出换带纠偏板之前消除隔膜的静电。

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