CN208304169U - 一种激光平切极耳装置 - Google Patents

Abstract

一种激光平切极耳装置，包括：支架组件、上下平行安装在支架组件上的上辊组件和分离辊组件以及切割组件，所述分离辊组件具有两段分开独立运动的辊筒，分别为同第二中心轴转动安装的非真空分离辊和真空分离辊，切割组件位于上辊组件和真空分离辊之间。本发明为极耳切割提供支撑与废料导出及切割粉尘处理，保持电池极片极耳切割区域的平整状态，避免极耳切割区域抖动，满足极耳切割质量要求。

Description

一种激光平切极耳装置

技术领域

本发明涉及一种用于极耳激光平切加工的辅助支撑装置。

背景技术

电池极片主要的加工方式是模切和激光切割，模切工艺长期使用会导致毛刺等质量问题，也要经常更换刀具、维修刀具，成本较高，还无法满足电池极片换型的需求。激光切割工艺是近年来兴起的新工艺，其核心优势是可有效避免模切工艺的上述缺点。

激光平切装置是激光切割极耳过程中提供连续支撑极片的装置，极耳激光切割机中重要的工序，切割过程中电池极片为连续运转连续切割的状态，若在连续运转的过程发生抖动等不稳定因素，整个设备激光切割的极耳质量就很难保证。现有激光平切装置的缺陷：

1、激光平切组件的真空辊为整体辊件(整体辊件是由电池极片转动时带动运转)，电池极片连续运转过程中会有不稳定情况，导致极耳切割区域位置发生变化，易造成激光离焦引起切割毛刺等问题；

2、原切割块的切割口两侧宽度相同，但激光切割轨迹为梯形，朝向极耳顶部一侧的开口较大，切割极耳顶部时可能会碰撞到切割块的切割口，导致极耳变形，对极耳有损伤；切割块内部负压增大时，极耳侧边会碰撞支撑块边缘，因碰撞导致切割口鼓起，引起极片位置变化，极片离焦，致使极耳切割毛刺、切不断等问题；极耳支撑块外形小，切割时支撑块的支撑面无法有效支撑极耳；

3、皮带无电机带动运动速度慢，废料边运转不顺畅导致离焦、引起切割毛刺、极耳切不断等问题；平皮带带动真空辊运动，同时平皮带以及真空辊上开圆孔，(废料边由平皮带上的圆孔吸住，然后带到废料管口进行统一收集)，平皮带以及真空辊上的圆孔不能一一对应，会错位，导致皮带孔间隙堵住真空辊孔，造成吸力减小；

4、因废料边可能牵引电池极片引起电池极片抖动严重，因此现有的激光平切装置不能切割有连续废料边的电池极片。

因此，为了解决上述问题，如何设计一种激光平切装置，保持电池极片极耳切割区域的平整状态，避免极耳切割区域抖动，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种激光平切极耳装置。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种激光平切极耳装置，包括：支架组件、上下平行安装在支架组件上的上辊组件和分离辊组件以及切割组件，所述分离辊组件具有两段分开独立运动的辊筒，分别为同第二中心轴转动安装的非真空分离辊和真空分离辊，切割组件位于上辊组件和真空分离辊之间。

所述切割组件包括：切割块、支撑块、风刀以及负压吸风管道，切割块的前侧内部开设有左右贯通的通风槽，通风槽的前槽口采用梯形开口设计，朝向非真空分离辊一侧的槽口宽度小于另一侧的槽口宽度,支撑块嵌设在通风槽的前槽口，支撑块的前侧支撑面也呈梯形，两者之间留有间隙，在支撑块的支撑面沿着梯形斜边对称开设有两排第二气孔，切割块朝向非真空分离辊的一侧连通风刀，切割块的另一侧连通负压吸风管道。

所述切割组件包括：连续开有长条孔的真空皮带以及装在支架组件上的电机，电机的动力端连接有主动轮，真空皮带缠绕连接主动轮和真空分离辊，由主动轮带动真空分离辊转动。

所述切割组件与真空分离辊之间设置有导料棍，真空皮带缠绕连接导料辊，由主动轮带动导料辊转动。

所述非真空分离辊的一端轴承与真空分离辊的一端轴承之间使用金属垫圈分隔开，真空分离辊的两端通过法兰或轴套密封连接于轴承，真空分离辊的表面开设有多排第一气孔，在真空分离辊段的第二中心轴上套固有过渡环，过渡环朝向经过料带的一侧设为扇形豁口，真空分离辊段的第二中心轴内开有贯通至一端的中心轴气道，过渡环的扇形豁口通过第二中心轴上的气道口与中心轴气道相连通；中心轴气道一端通过第一管道连接吸尘器，由吸尘器通过第一管道、中心轴气道以及过渡环扇形豁口，为真空分离辊提供负压环境。

所述真空皮带的长条孔大于真空分离辊上的第一气孔，使长条孔始终能够覆盖在第一气孔上。

所述真空分离辊的前侧下方设置有平行的抚平辊，抚平辊的一端连接在抚平架上，抚平架套固在第二中心轴的一端。

所述真空分离辊的正下方水平设置有挡片，挡片与真空分离辊之间留有间隙。

所述支架组件包括：相对而设的立板、竖向安装在两立板之间的基板以及用于支撑安装第二中心轴的支撑板，立板的底部设置有脚座。

所述上辊组件包括：第一中心轴以及通过两端的轴承转动套接在第一中心轴上的上料辊筒，第一中心轴插固在两侧的支撑板上。

所述切割块的后侧设置有切割块支架，切割块支架后端连接有滑台，滑台安装在支架组件上，通过滑台能够精确调节切割组件的前后位置。

在相邻的每竖列所述第二气孔之间凹陷形成有平行的竖槽。

所述支撑块的中部开设有水平的腰孔。

所述通风槽的内底部开有第三气孔。

所述支撑块的后侧设置有支杆，支杆固定安装在通风槽的内底部。

所述切割块的前槽口边缘采用倒角设计。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种激光平切极耳装置，激光切割卷料设备的核心技术，作用是在极耳切割过程中，为极耳切割提供支撑与废料导出及切割粉尘处理，保持电池极片极耳切割区域的平整状态，避免极耳切割区域抖动，满足极耳切割质量要求。

本装置：

1、可快速高效切割料带极耳，极片切割质量高且稳定；

2、本装置涵盖多种极耳切割尺寸，可有效解决极片换型的需求；

3、可切割有连续废料边与无连续废料边的电池极片。

分离辊组件：由电机通过真空皮带单独带动真空分离辊运转，不会拉扯料带的其它部位。

切割组件：

(一)真空皮带的优点：

1、加装电机，废料速度可控制，下料顺畅；

2、连续开有长条孔，长条孔大于真空辊上的开孔，使皮带始终保持稳定的真空吸力；

3、宽度涵盖各种极耳高度；

4、防止皮带跑偏措施，主动轮为圆弧胶轮。

(二)切割块的优点：

1、根部小，顶部高，梯形开口根据切割轨迹设计，有效避免切割块碰撞极耳；

2、切割块连接有风刀和负压吸风管道，可将粉尘全部吸走；

3、切割块的前槽口采用倒角设计，防止电池极片进入与切割块之间的缝隙。

(三)支撑块的优点：

1、支撑块大，上面开孔，有效吸附并支撑极耳，使之无法抖动；

2、可以完全支撑各种尺寸极耳；

3、中间腰孔能切割极片mark孔；

4、开多排竖槽，满足不同极耳高度时的激光路径；

5、切割无废料边的物料更加顺畅。

抚平辊及挡片：当切割有废料边时，保证废料在进入废料管道时不抖动，能够有效支撑废料。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，其中：

图1为本发明较佳实施例的整体结构正视图；

图2为本发明较佳实施例的整体结构右视图；

图3为本发明较佳实施例的整体结构立体图；

图4为本发明较佳实施例的分离辊组件正视图；

图5为本发明较佳实施例的分离辊组件爆炸图；

图6为本发明较佳实施例的切割组件正视图；

图7为本发明较佳实施例的切割组件仰视图；

图8为本发明较佳实施例的切割块与支撑块安装正视图；

图9为本发明较佳实施例的切割块与支撑块安装右视图；

图10为本发明较佳实施例的挡片结构俯视图；

图11为三种不同切割方式的电池极片示意图；

图12为激光切割加工的运动轨迹示意图；

图13为本发明另一较佳实施例的整体结构立体图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请参见图1至图3，本发明较佳实施例设计的一种激光平切极耳装置，其主要包括：上辊组件、分离辊组件、切割组件以及支架组件，上辊组件和分离辊组件上下平行安装在支架组件上，切割组件位于上辊组件和分离辊组件之间的左右一侧，也安装在支架组件上。

具体地，支架组件包括：相对而设的立板41、竖向安装在两立板41之间的基板42以及相对固定连接在基板42两侧的支撑板43，立板41的底部设置有脚座44，用于将本装置固定安装在激光切割组件平台上，基板42用于连接安装各种电气构件，支撑板43用于安装上辊组件和分离辊组件。上辊组件包括：第一中心轴11以及通过两端的轴承转动套接在第一中心轴11上的上料辊筒12，第一中心轴11插固在两侧的支撑板43上，上辊组件不设置动力装置，电池极片等料带从上辊组件一侧上料，料带能够带动上料辊筒12同步滚动。

请参见图4和图5，分离辊组件具有两段分开独立运动的辊筒设计，分别为同第二中心轴21转动安装的非真空分离辊22和真空分离辊23，非真空分离辊22的一端轴承与真空分离辊23的一端轴承之间使用金属垫圈24分隔开。非真空分离辊22不设置动力装置，电池极片等料带从分离辊组件一侧下料，料带的涂布区经过非真空分离辊，并带动非真空分离辊同步滚动。

真空分离辊23的两端通过法兰或轴套密封连接于轴承，两端的轴承套固在第二中心轴21上，真空分离辊23的表面均匀开设有多排第一气孔，在真空分离辊段的第二中心轴21上套固有过渡环25，过渡环25朝向经过料带的一侧设为扇形豁口，真空分离辊段的第二中心轴21内开有贯通至一端的中心轴气道，过渡环25的扇形豁口通过第二中心轴上的气道口26与中心轴气道相连通。中心轴气道一端再通过优力胶套27连接于第一管道28的一端，第一管道28的另一端连接吸尘器，第一管道28上通过接头安装有真空压力表29。由吸尘器提供动力，通过第一管道、中心轴气道以及过渡环扇形豁口，为真空分离辊23提供负压环境，第一气孔以此吸附住切割极耳后落下的废料边。

请参见图6至图9，切割组件包括：切割块31、支撑块32、风刀33以及负压吸风管道34，切割块31的前侧内部开设有左右贯通的通风槽311，通风槽311的前槽口采用梯形开口设计，朝向非真空分离辊22一侧的槽口宽度小于另一侧的槽口宽度。切割块31的后侧设置有切割块支架(图中未标示)，切割块支架后端穿过基板42并连接有滑台(图中未标示)，滑台通过一平板固定安装在基板42后板面上，通过滑台能够精确调节切割组件的前后位置，保证加工精度。通风槽311的内底部开有一排第三气孔312，利用第三气孔312通过负压吸风管道34将粉尘吸走。切割块的前槽口边缘采用倒角设计，防止料带进入与切割块之间的缝隙。

支撑块32嵌设在通风槽311的前槽口，支撑块32的前侧支撑面也呈梯形并与前槽口相对应，两者之间留有间隙，此间隙即为激光切割时的运动轨迹。支撑块32的后侧设置有支杆321，支杆321固定安装在通风槽311的内底部，从而将支撑块32固定安装。在支撑块32的支撑面沿着梯形斜边对称开设有两排第二气孔322，第二气孔322用于吸附定位料带的切割区域。在相邻的每竖列第二气孔322之间凹陷形成有平行的竖槽323，利用不同的竖槽以便于适应各种尺寸极耳的切割，并可以同时适用于无废料边和有废料边的切割。在支撑块32的中部还开设有水平的腰孔324，利用腰孔能够切割极片mark孔。

切割块31朝向非真空分离辊22的一侧连通风刀33，风刀33上配有节流阀35并通入高压气源。切割块31背向非真空分离辊22的一侧连通负压吸风管道34，负压吸风管道34由依次连接的第二管道341、管接头342以及第三管道343所构成，在第三管道343上设置有调节阀344。由高压气源提供动力，风刀33从通风槽311一侧朝向另一侧源源不断的吹气，同时负压吸风管道源源不断的吸气。一是为了将激光切割时产生的粉尘全部吸入至负压吸风管道，二是为了给支撑块上的第二气孔提供连续吸附料带切割区域的吸力，稳定支撑住料带，使料带在整个切割过程中不会出现抖动。

切割组件还包括：导料棍36、真空皮带37以及电机38，导料棍36通过小棍安装座361水平设置在切割块31与真空分离辊23之间，电机38通过电机安装座381固定安装在基板42的后侧，电机38的动力端连接有主动轮39，主动轮39为圆弧胶轮，主动轮39与导料棍36平行。真空皮带37上均匀连续开设有长条孔，且长条孔要大于真空分离辊23上的第一气孔，使长条孔始终能够覆盖在第一气孔上，真空皮带37缠绕连接主动轮39、导料辊36以及真空分离辊23，由主动轮39带动导料辊36和真空分离辊23转动，此时真空皮带37的长条孔通过真空分离辊23吸附住切割极耳后落下的废料边。

进一步地，请参见图1和图3，在真空分离辊23的前侧下方还设置有平行的抚平辊51，抚平辊51的一端连接在抚平架52上，抚平架52套固在第二中心轴21的一端，抚平辊51无驱动装置，当切割有废料边时，保证废料边在进入废料管道时不抖动，能够有效辅助支撑废料，避免偏移落入废料管道外。

进一步地，请参见图3和图10，在真空分离辊23的正下方还水平设置有挡片53，挡片53通过挡片支架54固定安装，挡片53与真空分离辊23之间留有间隙，设置挡片是为了避免废料边随着真空皮带进入机台。

为了便于理解本方案，下面描述一下激光切割的工作原理：

请参见图11，为三种不同切割方式的电池极片示意图，A为无连续废料边的切割方式，B为有连续废料边的切割方式，C为带有mark孔的切割方式，也会产生连续废料边。图中，标记1为电池极片，即料带，料带包括中部黑色区域的涂布区和两侧浅色区域的非涂布区，标记2这条白线为激光切割轨迹，标记3为切割后形成的极耳(A、B)或者mark孔(C)，标记4为切割后剩下的废料边，可以看出A切割方式产生无连续废料边，B和C切割方式产生有连续废料边。

请参见图12(结合图2从左向右看)，为激光切割的运动轨迹，此运动轨迹即形成在支撑块32与通风槽311之间的间隙中，通过配合料带的传输运动，在料带上切割出极耳。通过激光头软件以及料带的控制，可以满足极耳不同形状、间距、尺寸等切割要求。图中，标记a为切割的起始位置，先切割涂布区与非涂布区的分割位置(图示中的直线区域)，标记b、d为切割极耳的下、上位置，为极耳的两侧边，标记c为切割极耳的顶部位置，即极耳的最外侧边。

本装置的工作过程：

一，先切割料带左右一侧的极耳，料带经过前段牵引进入第一个激光平切装置，料带先经过上辊组件，料带带动上辊组件滚动；

然后料带左右一侧的非涂布区经过切割组件，激光进行切割加工，废料边被切割离断料带，在此过程中，当料带非涂布区经过切割组件时，支撑块支撑切割区域，使切割区域平稳通过，激光按设定轨迹切割非涂布区域，切割出极耳，其中产生的粉尘经过切割块全部吸入负压吸风管道收集起来；

再经过分离辊组件，料带非涂布区域经过真空分离辊，废料边通过真空皮带以及真空分离辊吸附，真空皮带运转速度与料带运行速度为差速状态，废料边被皮带运动带入废料管道内进行统一收集处理；料带涂布区经过非真空分离辊不间断连续走出第一个激光平切装置，料带带动非真空分离辊运转，完成一侧的极耳切割；

二，再切割料带左右另一侧的极耳，料带经过过辊转接进入第二个激光平切装置，第一、二个激光平切装置为左右对称设计，请参见图13，另一实施例中第二个激光平切装置的结构构成、切割原理、切割过程均与第一个激光切割装置相同，按照相同的步骤完成另一侧的极耳切割。

本装置对有连续废料边的极片与无连续废料边的极片均可切割，无连续废料边的极片是非连续片状废料，有连续废料边的极片为连续片状废料，真空皮带均可将此废料吸附并排入废料管道内。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (16)

1.一种激光平切极耳装置，其特征在于，包括：支架组件、上下平行安装在支架组件上的上辊组件和分离辊组件以及切割组件，所述分离辊组件具有两段分开独立运动的辊筒，分别为同第二中心轴转动安装的非真空分离辊和真空分离辊，切割组件位于上辊组件和真空分离辊之间。

2.根据权利要求1所述的激光平切极耳装置，其特征在于，所述切割组件包括：切割块、支撑块、风刀以及负压吸风管道，切割块的前侧内部开设有左右贯通的通风槽，通风槽的前槽口采用梯形开口设计，朝向非真空分离辊一侧的槽口宽度小于另一侧的槽口宽度,支撑块嵌设在通风槽的前槽口，支撑块的前侧支撑面也呈梯形，两者之间留有间隙，在支撑块的支撑面沿着梯形斜边对称开设有两排第二气孔，切割块朝向非真空分离辊的一侧连通风刀，切割块的另一侧连通负压吸风管道。

3.根据权利要求1所述的激光平切极耳装置，其特征在于，所述切割组件包括：连续开有长条孔的真空皮带以及装在支架组件上的电机，电机的动力端连接有主动轮，真空皮带缠绕连接主动轮和真空分离辊，由主动轮带动真空分离辊转动。

4.根据权利要求3所述的激光平切极耳装置，其特征在于，所述切割组件与真空分离辊之间设置有导料棍，真空皮带缠绕连接导料辊，由主动轮带动导料辊转动。

5.根据权利要求3或4所述的激光平切极耳装置，其特征在于，所述非真空分离辊的一端轴承与真空分离辊的一端轴承之间使用金属垫圈分隔开，真空分离辊的两端通过法兰或轴套密封连接于轴承，真空分离辊的表面开设有多排第一气孔，在真空分离辊段的第二中心轴上套固有过渡环，过渡环朝向经过料带的一侧设为扇形豁口，真空分离辊段的第二中心轴内开有贯通至一端的中心轴气道，过渡环的扇形豁口通过第二中心轴上的气道口与中心轴气道相连通；中心轴气道一端通过第一管道连接吸尘器，由吸尘器通过第一管道、中心轴气道以及过渡环扇形豁口，为真空分离辊提供负压环境。

6.根据权利要求5所述的激光平切极耳装置，其特征在于，所述真空皮带的长条孔大于真空分离辊上的第一气孔，使长条孔始终能够覆盖在第一气孔上。

7.根据权利要求1所述的激光平切极耳装置，其特征在于，所述真空分离辊的前侧下方设置有平行的抚平辊，抚平辊的一端连接在抚平架上，抚平架套固在第二中心轴的一端。

8.根据权利要求1所述的激光平切极耳装置，其特征在于，所述真空分离辊的正下方水平设置有挡片，挡片与真空分离辊之间留有间隙。

9.根据权利要求1所述的激光平切极耳装置，其特征在于，所述支架组件包括：相对而设的立板、竖向安装在两立板之间的基板以及用于支撑安装第二中心轴的支撑板，立板的底部设置有脚座。

10.根据权利要求9所述的激光平切极耳装置，其特征在于，所述上辊组件包括：第一中心轴以及通过两端的轴承转动套接在第一中心轴上的上料辊筒，第一中心轴插固在两侧的支撑板上。

11.根据权利要求2所述的激光平切极耳装置，其特征在于，所述切割块的后侧设置有切割块支架，切割块支架后端连接有滑台，滑台安装在支架组件上，通过滑台能够精确调节切割组件的前后位置。

12.根据权利要求2所述的激光平切极耳装置，其特征在于，在相邻的每竖列所述第二气孔之间凹陷形成有平行的竖槽。

13.根据权利要求2所述的激光平切极耳装置，其特征在于，所述支撑块的中部开设有水平的腰孔。

14.根据权利要求2所述的激光平切极耳装置，其特征在于，所述通风槽的内底部开有第三气孔。

15.根据权利要求2所述的激光平切极耳装置，其特征在于，所述支撑块的后侧设置有支杆，支杆固定安装在通风槽的内底部。

16.根据权利要求2所述的激光平切极耳装置，其特征在于，所述切割块的前槽口边缘采用倒角设计。