CN203246935U - 制片卷绕衔接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型制片卷绕衔接装置，用于电芯全自动卷绕机的制片系统与卷绕系统之间极片的过程控制；包括：竖直设置的全自动卷绕机的基板，极片的传送方向与基板平行；安装在基板上的摆动纠偏部，连接在制片工序之后，内置极片的蛇形缓冲区，对完成制片工序的极片进行摆动纠偏；顺序连接的极片驱动机构和张力控制机构，用于牵引蛇形缓冲区的极片，并对进入卷绕工序的极片进行张力控制。其优点是；摆动纠偏机构有效消除极片与竖直基板的垂直偏差，使极片边沿定位精度高，平行精确进入卷绕部分；张力控制机构控制极片张力，对不同宽度的极片，采用不同的张力，防止极片起皱、断带。

Description

制片卷绕衔接装置

技术领域

本实用新型属于电池制造技术领域，涉及电池的电芯生产设备，尤其涉及电芯制片卷绕机中的制片系统与卷绕系统衔接时极片的缓冲、纠偏、驱动和张力控制的联动装置。

背景技术

现有技术的电芯生产设备中制片与卷绕工序之间的极片过渡装置，一般是（1）没有极片摆动纠偏机构不能消除极片与竖直基板的垂直偏差，极片边沿难以精确定位，极片难以平行精确进入卷绕部分；（2）没有极片蛇形缓冲机构，极片张力不稳定、行进阻滞；（3）没有极片驱动及极片张力控制机构控制极片张力；。

现有技术的极片纠偏装置的缺点是：1、极片边沿定位定精度差；2、极片张力不稳定、行进阻滞、极片容易起皱、断带。

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极片纠偏装置。

本实用新型针对上述问题而提出的技术方案是：制片卷绕衔接装置，用于电芯全自动卷绕机的制片系统与卷绕系统之间极片的过程控制；包括：基板，全自动卷绕机的主件，竖直设置，极片的传送方向与基板平行；摆动纠偏部，安装在基板上，连接在制片工序之后，内置极片的蛇形缓冲区，对完成制片工序的极片进行初步摆动纠偏；驱动张力部，安装在基板上，与摆动纠偏部顺序连接，内置极片驱动机构和张力控制机构，用于牵引蛇形缓冲区的极片，并对进入卷绕工序的极片进行张力控制。

所述摆动纠偏部包括：摆动纠偏轴，水平安装在基板的正面，与基板平行；摆动纠偏板，竖直设置在基板的正面，与基板基本平行，其底边安装在摆动纠偏轴上，纠偏方向为相对于基板摆动；摆动驱动机构，安装在基板上，调整摆动纠偏板相对于基板摆动的夹角；摆动纠偏感应器，安装在基板的正面，检测从摆动纠偏板输出的极片相对于基板的横向位置，用于控制摆动驱动机构；蛇形缓冲机构，布置在摆动纠偏板的正面，调整极片的缓冲长度；滑轮组牵引机构，安装在基板的背面，为蛇形缓冲机构提供张力。

其中，所述摆动驱动机构包括：纠偏推杆副，垂直穿过基板，带动摆动纠偏板相对于基板的纠偏摆动；摆动纠偏电机，安装在基板的背面，通过纠偏推杆副与摆动纠偏板连接，用于推动摆动纠偏板相对于基板前、后摆动；摆动丝杠副，设置在基板的背面，连接在摆动纠偏电机与纠偏推杆副之间，将摆动纠偏电机的转动变换为摆动纠偏板的纠偏摆动。

其中，所述蛇形缓冲机构包括：线性长滑轨，滑动方向与基板平行，安装在基板正面的摆动纠偏板上；固定辊组，设置在线性长滑轨一端的近处，为蛇形缓冲区的始端；浮动辊组，安装在线性长滑轨上，与固定辊组配合构成极片的蛇形缓冲区：张力牵引带，一端与浮动辊组连接，用于拖动浮动辊组沿线性长滑轨移动，另一端穿过基板，由基板背面的滑轮组牵引机构牵引。

其中，所述滑轮组牵引机构包括：滑轮组安装板，固定在基板的背面，与基板垂直；线性短滑轨，滑动方向与基板平行，安装在滑轮组安装板上；定滑轮组，设置在线性短滑轨一端的近处；动滑轮组，安装在线性短滑轨上，与定滑轮组配合构成牵引长度的倍增区；牵引气缸，设置在线性短滑轨另一端的延伸处，用于拖动动滑轮组沿线性短滑轨移动。

穿过基板的滑轮组牵引机构牵引的所述张力牵引带，穿梭在定滑轮组和动滑轮组之间，另一端固定在滑轮组安装板上；所述牵引气缸的有效行程，通过牵引长度的倍增区成倍的放大，用于调整极片缓冲机构的浮动辊组相对于固定辊组的距离。

其中，所述极片驱动机构包括：极片驱动辊，与基板1垂直安装，周向缠绕极片，通过摩擦力带动极片传送；极片驱动电机，与极片驱动辊传动连接，为其提供旋转动力；包胶压辊，作用在极片驱动辊上，用于增加极片驱动辊与极片的摩擦力；压辊气缸，为包胶压辊提供压力。

其中，所述张力控制机构包括：卷绕缓冲区，其中的极片张力气缸带动极片浮动辊相对于极片固定辊滑动，保持极片驱动机构与卷绕工序之间的极片张力；电子尺，其磁环与极片浮动辊相连，测量极片浮动辊的位置信息，反馈到极片驱动电机，进行极片驱动电机的速度控制。

与现有技术的极片过渡装置相比，采用本实用新型技术方案的优点是：

1、摆动纠偏部有效消除极片与竖直基板的垂直偏差，使极片边沿定位精度高，平行精确进入卷绕系统；

2、蛇形缓冲机构使极片张力稳定、平缓行进，为卷绕工序储备较多的缓冲极片； 

3、张力控制机构控制极片张力，对不同宽度的极片，采用不同的张力，防止极片起皱、断带。

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是本实用新型极片复合纠偏装置实施例的主视图。

图2是图1实施例的摆动纠偏部A向的局部左视图。

图中包括：

基板1；

摆动纠偏部2；

摆动纠偏轴21、摆动纠偏板22、摆动驱动机构23、摆动纠偏感应器24、蛇形缓冲机构25、滑轮组牵引机构26；

极片过辊221；

纠偏推杆副231、摆动纠偏电机232、摆动丝杠副233；

过渡过辊241；

线性长滑轨251、固定辊组252、浮动辊组253、张力牵引带254；

滑轮组安装板261、线性短滑轨262、定滑轮组、动滑轮组264、牵引气缸265；

驱动张力部3；

驱动张力板31、极片驱动机构32、张力控制机构33、极片测长机构36、压极片机构37；

极片驱动辊321、极片驱动电机、包胶压辊323、压辊气缸324；

极片张力气缸331、极片浮动辊332、极片固定辊333、称重传感器334、电子尺335、磁环336；

极片7、极片入料端71、极片出料端72。

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。

本实用新型制片卷绕衔接装置，用于电芯全自动卷绕机的制片系统与卷绕系统之间极片的过程控制。

图1是本实用新型制片卷绕衔接装置实施例的主视图；图2是该实施例的摆动纠偏部的局部左视图。

图中，制片卷绕衔接装置包括：全自动卷绕机的主件竖直设置基板1，极片7的传送方向与基板1平行；安装在基板1上的摆动纠偏部2，连接在全自动卷绕机的制片工序之后，内置极片的蛇形缓冲区，对完成制片工序的极片7初步进行摆动纠偏；安装在基板上的驱动张力部3，与摆动纠偏部1顺序连接，内置极片驱动机构31和张力控制机构33，用于牵引蛇形缓冲区的极片7，并对进入全自动卷绕机的卷绕工序的极片7进行张力控制。

如图1所示，摆动纠偏部2包括：水平安装在基板1正面的摆动纠偏轴21，与基板1平行；竖直设置在基板1正面的摆动纠偏板22，与基板1基本平行，其底边安装在摆动纠偏轴21上，纠偏方向为相对于基板1摆动；安装在基板上的摆动驱动机构23，调整摆动纠偏板22相对于基板1摆动的夹角；安装在基板1正面的摆动纠偏感应器24，检测从摆动纠偏板22输出的极片7相对于基板1的横向位置，用于控制摆动驱动机构23的纠偏动作；布置在摆动纠偏板22正面的蛇形缓冲机构23，调整极片7的缓冲长度；安装在基板1背面的滑轮组牵引机构26，为蛇形缓冲机构25提供张力。该实施例的摆动纠偏感应器24为光纤纠偏感应器。

如图2所示，摆动驱动机构23包括：垂直穿过基板1的纠偏推杆副231，带动摆动纠偏板22相对于基板1的纠偏摆动；安装在基板1背面的摆动纠偏电机232，通过纠偏推杆副231与摆动纠偏板22连接，用于推动摆动纠偏板22相对于基板1前、后摆动；设置在基板1背面的摆动丝杠副233，连接在摆动纠偏电机232与纠偏推杆副231之间，将摆动纠偏电机232的转动变换为摆动纠偏板22的纠偏摆动。

蛇形缓冲机构25包括：滑动方向与基板1平行的线性长滑轨251，安装在基板1正面的摆动纠偏板22上；设置在线性长滑轨251一端近处的固定辊组252，为蛇形缓冲区的始端；安装在线性长滑轨251上的浮动辊组253，与固定辊组252配合构成极片7的蛇形缓冲区：一端与浮动辊组253连接的张力牵引带254，用于拖动浮动辊组253沿线性长滑轨251移动，另一端穿过基板1，由基板1背面的滑轮组牵引机构26进行收、放牵引。

滑轮组牵引机构26包括：固定在基板1背面的滑轮组安装板261，与基板1垂直；滑动方向与基板1平行的线性短滑轨262，安装在滑轮组安装板261上；设置在线性短滑轨262一端近处的定滑轮组；安装在线性短滑轨262上的动滑轮组264，与定滑轮组配合构成牵引长度的倍增区；设置在线性短滑轨262另一端延伸处的牵引气缸265，用于拖动动滑轮组264沿线性短滑轨262移动。

穿过基板1的滑轮组牵引机构26牵引的张力牵引带254，穿梭在定滑轮组和动滑轮组264之间，另一端固定在滑轮组安装板261上。牵引气缸265拖动动滑轮组264时，在牵引长度倍增区内，通过动滑轮组264相对于定滑轮组之间距离的变化，将牵引气缸265的气缸行程成倍的放大为张力牵引带254的牵引行程，用于大范围的调整极片缓冲机构25的浮动辊组253相对于固定辊组252的距离。

该实施例的滑轮组牵引机构26的定滑轮组和动滑轮组264，分别含有三个滑轮，可以将张力牵引带254的牵引行程，放大到牵引气缸265的气缸行程的六倍。该实施例的张力牵引带254为平带，故滑轮组安装板261与基板1垂直。若张力牵引带254为圆带，滑轮组安装板261可以与基板1平行。

驱动张力部3包括：极片驱动机构32用于牵引蛇形缓冲区的极片7, 以及与极片驱动机构32顺序连接的进入卷绕工序极片的张力控制机构33。

极片驱动机构32包括：设置在基板1正面的驱动张力板31，与基板1平行安装；垂直安装在驱动张力板31上的极片驱动辊321，周向缠绕极片7，通过摩擦力带动极片传递；与极片驱动辊321传动连接的极片驱动电机，为极片驱动辊321提供旋转动力；作用在极片驱动辊321上的包胶压辊323，用于增加极片驱动辊321与极片7的摩擦力；为包胶压辊323提供压力的压辊气缸324。

张力控制机构33包括：卷绕缓冲区，通过极片张力气缸331带动极片浮动辊332相对于极片固定辊333滑动，保持极片驱动机构32与卷绕工序之间的极片7张力的恒定；电子尺335，电子尺的磁环336与极片浮动辊332相连，动态测量极片浮动辊332位置信息，反馈到极片驱动电机，根据不同的位置信息，进行极片驱动电机的速度控制；设置在极片驱动机构32与卷绕缓冲区之间的称重传感器334，测量、显示极片7的动态张力。

本实用新型制片卷绕衔接装置的工作原理：

1. 极片7由极片入料端71进入摆动纠偏部2，通过蛇形缓冲机构25实现极片的长距离的缓冲。蛇形缓冲机构25的浮动辊组253由滑轮组牵引机构26的张力牵引带254拖动，滑轮组牵引机构26的动滑轮组264由牵引气缸265拖动。

2. 极片7从蛇形缓冲机构25输出，经摆动纠偏板22上的极片过辊221，进入摆动纠偏感应器24和过渡过辊241实现极片的初次纠偏。过渡过辊机构241靠近摆动纠偏感应器24，可以消除极片7的抖动，使进入摆动纠偏感应器24内的极片7伸直，实现极片7的光纤纠偏更精确。

3. 摆动纠偏板22以摆动纠偏轴21为轴心，由摆动驱动机构23驱动纠偏推杆副231，纠偏推杆副231推动摆动纠偏板22，摆动纠偏板22绕着摆动纠偏轴21作摆动运动，即相对于基板1前、后摆动，实现极片7的摆动纠偏。

5. 随后，极片7进入驱动张力部3，驱动张力板31上的极片驱动机构31，由压辊气缸314带动包胶压辊313与极片驱动辊311压紧极片，实现极片7的驱动。

6. 紧接着，极片7经过称重传感器334，实现极片张力的动态测量、显示，根据测量参数，可以调整极片张力气缸351的拉力。

7. 最后，紧接着极片7进入张力控制机构35的卷绕工序前的缓冲区，由极片张力气缸351带动极片浮动辊351相对于极片固定辊353滑动，保持极片7的张力恒定。

本实用新型制片卷绕衔接装置的实施例，应用在一种锂电池的电芯全自动卷绕机上，衔接在制片系统与卷绕系统之间。极片的摆动纠偏部2和驱动张力部3顺序连续布局在一起，可使极片先进行前、后摆动的初步纠偏，极片纠偏的效果更好。驱动张力部3的张力控制机构33控制极片7的张力，防止极片起皱、断带。

极片摆动纠偏部作为极片制片后的纠偏，蛇形缓冲机构25安装在摆动纠偏板22上。根据摆动纠偏感应器24的检测参数，在摆动驱动机构23的推动下，可实现极片7整体前、后摆动，达到纠偏的效果。

张力控制机构33的电子尺335的磁环336与浮动辊332相连，动态测量浮动辊332的位置信息，反馈到极片驱动电机的转速上，控制卷绕缓冲区的范围。

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 (7)

1.制片卷绕衔接装置，用于电芯全自动卷绕机的制片系统与卷绕系统之间极片的过程控制；其特征在于，包括：

基板(1)，全自动卷绕机的主件，竖直设置，极片(7)的传送方向与基板(1)平行；

摆动纠偏部(2)，安装在基板(1)上，连接在制片工序之后，内置极片(7)的蛇形缓冲区，对完成制片工序的极片(7)进行摆动纠偏；

驱动张力部(3)，安装在基板(1)上，与摆动纠偏部(2)顺序连接，内置极片驱动机构(32)和张力控制机构(33)，用于牵引蛇形缓冲区的极片(7)，并对进入卷绕工序的极片(7)进行张力控制。

2.依据权利要求1所述的制片卷绕衔接装置，其特征在于，所述摆动纠偏部(2)包括：

摆动纠偏轴(21)，水平安装在基板(1)的正面，与基板(1)平行；

摆动纠偏板(22)，竖直设置在基板(1)的正面，与基板(1)基本平行，其底边安装在摆动纠偏轴(21)上，纠偏方向为相对于基板(1)摆动；

摆动驱动机构(23)，安装在基板(1)上，调整摆动纠偏板(22)相对于基板(1)摆动的夹角；

摆动纠偏感应器(24)，安装在基板(1)的正面，检测从摆动纠偏板(22)输出的极片(7)相对于基板(1)的横向位置，用于控制摆动驱动机构(23)；

蛇形缓冲机构(25)，布置在摆动纠偏板(22)的正面，调整极片(7)的缓冲长度；

滑轮组牵引机构(26)，安装在基板(1)的背面，为蛇形缓冲机构(25)提供张力。

3.依据权利要求2所述的制片卷绕衔接装置，其特征在于，所述摆动驱动机构(23)包括：

纠偏推杆副(231)，垂直穿过基板(1)，带动摆动纠偏板(22)相对于基板(1)的纠偏摆动；

摆动纠偏电机(232)，安装在基板(1)的背面，通过纠偏推杆副(231)与摆动纠偏板(22)连接，用于推动摆动纠偏板(22)相对于基板(1)前、后摆动；

摆动丝杠副(233)，设置在基板(1)的背面，连接在摆动纠偏电机(232)与纠偏推杆副(231)之间，将摆动纠偏电机(232)的转动变换为摆动纠偏板(22)的纠偏摆动。

4.依据权利要求2所述的制片卷绕衔接装置，其特征在于，所述蛇形缓冲机构(25)包括：

线性长滑轨(251)，滑动方向与基板(1)平行，安装在基板(1)正面的摆动纠偏板(22)上；

固定辊组(252)，设置在线性长滑轨(251)一端的近处，为蛇形缓冲区的始端；

浮动辊组(253)，安装在线性长滑轨(251)上，与固定辊组(252)配合构成极片(7)的蛇形缓冲区：

张力牵引带(254)，一端与浮动辊组(253)连接，用于拖动浮动辊组(253)沿线性长滑轨(251)移动，并穿过基板(1)，由基板(1)背面的滑轮组牵引机构(26)牵引。

5.依据权利要求4所述的制片卷绕衔接装置，其特征在于，所述滑轮组牵引机构(26)包括：

滑轮组安装板(261)，固定在基板(1)的背面，与基板(1)垂直；

线性短滑轨(262)，滑动方向与基板(1)平行，安装在滑轮组安装板(261)上；

定滑轮组，设置在线性短滑轨(262)一端的近处；

动滑轮组(264)，安装在线性短滑轨(262)上，与定滑轮组配合构成牵引长度的倍增区；

牵引气缸(265)，设置在线性短滑轨(262)另一端的延伸处，用于拖动动滑轮组(264)沿线性短滑轨(262)移动；

穿过基板1的滑轮组牵引机构牵引(1)的所述张力牵引带(254)，穿梭在定滑轮组和动滑轮组(264)之间，另一端固定在滑轮组安装板(261)上；

所述牵引气缸(265)的有效行程，通过牵引长度的倍增区成倍的放大，用于调整极片缓冲机构(1)的浮动辊组(253)相对于固定辊组(252)的距离。

6.依据权利要求2所述的制片卷绕衔接装置，其特征在于，所述极片驱动机构(32)包括：

极片驱动辊(321)，与基板(1)垂直安装，周向缠绕极片，通过摩擦力带动极片(7)传送；

极片驱动电机，与极片驱动辊(321)传动连接，为其提供旋转动力；

包胶压辊(323)，作用在极片驱动辊(321)上，用于增加极片驱动辊(321)与极片(7)的摩擦力；

压辊气缸(324)，为包胶压辊(323)提供压力。

7.依据权利要求6所述的制片卷绕衔接装置，其特征在于，所述张力控制机构(33)包括：

卷绕缓冲区，其中的极片张力气缸(331)带动极片浮动辊(332)相对于极片固定辊(333)滑动，保持极片驱动机构(32)与卷绕工序之间的极片(7)张力；

电子尺(335)，其磁环(336)与极片浮动辊(332)相连，测量极片浮动辊(332)的位置信息，反馈到极片驱动电机，进行极片驱动电机的速度控制。

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