CN208570815U - 一种方形电芯制片卷绕设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种方形电芯制片卷绕设备，包括两组隔膜放卷装置、两组制片装置以及卷绕装置；每一制片装置包括两组极片放卷机构、两组极耳焊接机构及两组对贴机构，该控制器控制一极片放卷机构、极耳焊接机构及对贴机构组合在极片上进行偶数机耳的制片，该控制器控制另一组合在极片上进行奇数机耳的制片；每一极耳焊接机构上设置极耳除尘组件和极耳检测组件；该卷绕装置包括至少一方形卷针组件以及定型机构，制片装置提供的焊有极耳的正负极片料带及该隔膜放卷装置提供的两隔膜料带夹紧在该卷绕装置的方形卷针组件上，该定型机构撑开该方形卷针组件卷绕成型方形电芯。本实用新型可实现不同规格方形电池的高质量卷绕以及快速高效的热压。

Description

一种方形电芯制片卷绕设备

技术领域

本实用新型涉及电芯生产辅助设备技术领域，特别涉及一种方形电芯制片卷绕设备。

背景技术

方形锂电池作为一种存储电荷的器件广泛应用于各类电器设备中。随着方形电池的普及和近年汽车动力电池的兴起，续航能力与电池容量之间的矛盾日渐突显。因为方形电池的结构较为简单，整体附件重量要轻，相对能量密度较高，市场需求很大。

随着市场需求越来越大，方形电芯的规格也越来越多，型号也越来越多，使得方形电芯的卷绕工艺也越来越复杂。在现有方形锂电池电芯生产过程中，电芯卷绕头的结构一般对应不同的方形电芯规格而固定下来。因此一台方形电池卷绕设备只能卷绕一种规格的电芯。或者单台方形电芯卷绕设备配备多套可替换的卷针组件。

因此现有方形电芯的卷绕设备生产效率普标较低。

同时，因为方形电芯的形状特异，而卷绕机输送料带和旋转的力矩是不变的，使得方形电芯在卷绕时两端部受力较大，平整部分受力较小，因此两端部容易产生挤压变形，影响电芯卷绕质量。

因此，现有的电芯卷绕设备的卷绕技术还有待于改进和发展。

发明内容

本实用新型针对以上存在的技术问题，提供一种可全自动高效制片、卷绕和成型，卷绕不同规格高品质方形电芯的方形电芯制片卷绕设备。

为实现上述目的，本实用新型提出一种方形电芯制片卷绕设备，包括控制器、以及与该控制器电连接的两组隔膜放卷装置、两组制片装置以及一卷绕装置；

每一制片装置包括两组极片放卷机构、两组极耳焊接机构及两组对贴机构，该控制器控制一极片放卷机构、极耳焊接机构及对贴机构组合在极片上进行偶数机耳的制片，该控制器控制另一极片放卷机构、极耳焊接机构及对贴机构组合在极片上进行奇数机耳的制片；每一极耳焊接机构上设置极耳除尘组件和极耳检测组件；

该卷绕装置包括至少一方形卷针组件以及定型机构，该两组制片装置提供的焊有极耳的正负极片料带及该隔膜放卷装置提供的两隔膜料带夹紧在该卷绕装置的方形卷针组件上，该定型机构撑开该方形卷针组件卷绕成型方形电芯。

该方形电芯制片卷绕设备还包括热压机构以及卸料机构，该卸料机构将该方形电芯送至该热压机构进行热压，该热压机构包括固定座、热压驱动机构以及热压头，该固定座下方设置移动面板，该移动面板包括第一工作位置、第二工作位置以及第三工作位置，该移动面板通过抬平气缸抬平至热压位置；该热压头位于该第二工作位置上方，该第二工作位置下方设置短路检测机构，该短路检测机构包括短路检测气缸以及检测器。

该热压机构还包括电芯移送机构以及工位转移机构，该电芯移送机构包括放置方形电芯的放料板、气爪机构、抬平气缸、热压手爪机构，该气爪机构用于电芯在第一工作位置和第二工作位置的转移，包括移动气缸、气爪开合气缸以及气爪；该热压手爪机构包括第一拨动件、第二拨动件，该第一拨动件用于将第一工作位置的方形电芯移至第二工作位置，该第二拨动件用于将热压后第二工作位置的方形电芯移至第三工作位置，该第三工作位置连接输送带。

优选地，该热压手爪机构上设置调节机构，该调节机构包括调节气缸以及限位块。

优选地，每一极耳焊接机构包括焊接机构固定座、焊接组件安装板、极耳放卷组件、极耳限位组件、极耳压送组件、极耳裁切组件以及极耳焊接组件，该极耳除尘组件设置在极耳放卷组件上，包括支撑在转轴上的除尘毛刷，该极耳检测组件为该除尘组件的后工序。

其中，该极耳放卷组件包括极耳放卷盘、保护膜卷盘、收膜张力组件、极耳张力组件以及矫正轮组件；该保护膜卷盘用于对极耳上的保护膜进行收卷；该矫正轮组件上设置定位槽用于对极耳进行定位，该矫正轮组件在电机的带动下与极耳的前进方向反转用于张紧极耳；该极耳限位组件包括极耳限位架，该机耳限位架一侧设置极耳纠偏组件。

其中，该极耳压送组件包括第一极耳手爪、第一极耳手爪移动块、移动该第一极耳手爪移动块的移动气缸、第二极耳手爪、第二极耳手爪移动块、第三极耳手爪以及第三极耳手爪上移气缸；该第一极耳手爪移动块以及该二极耳手爪移动块安装在滑轨上，该第一极耳手爪用于将机耳送入该机耳裁切组件，该第二极耳手爪用于取走切断的机耳，该第三极耳手爪用于将该切断的机耳送入该机耳焊接组件。

优选地，该卷绕装置还包括出针机构、抽针机构以及锁紧机构，该方形卷针组件由出针机构推出锁紧在该锁紧机构上，该定型机构撑开该方形卷针组件卷绕成型方形电芯，该方形卷针组件包括转动安装在该机箱上的轴承、安装在该轴承上的内针组件、电芯规格组件以及定型组件，

该内针组件包括第一卷针和第二卷针，该第一卷针和第二卷针之间形成卷绕间隙；该电芯规格组件包括套设在该第一卷针和第二卷针外部的卷针套以及卷针规格件；该定型组件包括转动设置在该卷针套以及该卷针规格件之间的凸轮件以及转动该凸轮件的撑开机构；

卷绕时，该方形卷针组件由该出针机构推出使该料带进入该卷绕间隙，并使该第一卷针和第二卷针锁紧至该锁紧机构上，同时，该撑开机构转动该凸轮件以撑开该卷针规格件进行电芯卷绕；

电芯卷绕完成时，该锁紧机构解锁，该撑开机构使该凸轮件转动收拢该卷针规格件，再由该抽针机构抽回该方形卷针组件。

优选地，该电芯规格组件包括一对卷针规格件，分别安装在该卷针套的两侧；该定型组件包括转动设置在该卷针套以及该一对卷针规格件之间的两凸轮件，每一凸轮件一侧通过铆钉转动连至该卷针套上，另一侧通过铆钉转动连接至相邻的卷针规格件，该撑开机构包括对位气缸、拨块、以及撑开气缸，该轴承内设置连接卷针套的内轴，该内轴一端设置配合该拨块的对位轴，卷绕时，该对位气缸驱动该拨块卡住该对位轴，该撑开气缸驱动该内轴在该轴承中伸缩以使连接至该卷针套的两凸轮件转动。

优选地，该卸料机构用于将卸料工位卸下的方形电芯转移至该放料板上，包括旋转电机、连接该旋转电机的取料臂、取料手以及伸缩气缸。

本实施例的方形电芯制片卷绕设备，制片时，采用全自动的机耳焊接机构，制片效率更高；

卷绕时，在第一卷针和第二卷针外围套设对应不同方形电芯设计的可拆卸替换的卷针规格件，从而实现仅更换轻便的卷针规格件即可实现不同方形电芯的卷绕。同时，本实施例的方形电芯制片卷绕设备在卷针规格件与卷绕内针，亦即第一卷针和第二卷针，之间设置定型组件，使得方形电芯在卷绕过程中不受本身产品形状带来的受力问题困扰，使得方形电芯的每个卷绕面都均匀张紧和卷绕，提高电芯卷绕品质。

成型时，该卸料机构自动从卷绕装置的卸料工位取走方形电芯，再通过电芯移送机构以及工位转移机构快速高效的转移至热压头下方完成方形电芯的定型。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型方形电芯制片卷绕设备的整体结构示意图；

图2为本实用新型方形电芯制片卷绕设备的极耳焊接机构的主视结构示意图；

图3为本实用新型方形电芯制片卷绕设备的极耳焊接机构的立体结构示意图；

图4为本实用新型方形电芯制片卷绕设备的极耳焊接机构的另一立体结构示意图；

图5为本实用新型方形电芯制片卷绕设备的卷绕装置的结构示意图；

图6为本实用新型方形电芯制片卷绕设备的卷绕装置的另一视角结构示意图；

图7为本实用新型方形电芯制片卷绕设备的方形卷针组件的立体分解示意图；

图8为本实用新型方形电芯制片卷绕设备的撑开机构的立体结构示意图；

图9为本实用新型方形电芯制片卷绕设备的锁紧机构的第一视角构示意图；

图10为本实用新型方形电芯制片卷绕设备的锁紧机构的第二视角结构示意图；

图11为本实用新型方形电芯制片卷绕设备的清洁机构结构示意图；

图12为本实用新型方形电芯制片卷绕设备的电芯移送机构以及热压机构结构示意图；

图13为本实用新型方形电芯制片卷绕设备的气爪机构的结构示意图；

图14为本实用新型方形电芯制片卷绕设备的卸料机构结构示意图；

图15为本实用新型方形电芯制片卷绕设备的热压机构结构示意图。

附图标号说明：

1、机箱

2、卷绕装置；

21、三角卷绕头；211、方形卷针组件；212、拨针凸块；

2111、第一卷针；2112、第二卷针；2113、第一卷针套；2114、第二卷针套；2115、第一卷针规格件；2116、第二卷针规格件；2117、轴承；

22、出针机构；221、出针机构安装座；222、出针驱动装置；223、第一曲柄滑块机构；2231、出针底板；2232、第一主动转杆；2233、第一从动连接杆；2234、第一滑块；224、第一拨针驱动装置；225、第一拨针块固定座；226、第一拨针块；

23、抽针机构；231、抽针机构安装座；232、抽针驱动装置；233、第二曲柄滑块机构；2331、抽针底板；2333、第二从动连接杆；2334、第二滑块；234、第二拨针驱动装置；235、第二拨针块固定座；236、第二拨针块；

24、锁紧机构；

241、凸轮安装轴；2411、开针凸轮；24111、开针凸缘；2412、解锁凸轮；24121、解锁凸缘；

242、外顶底座；243、连接件；244、顶针组件；2441、顶针组件安装座；2442、外顶锁；24421、凸缘；2443、径向顶块；2444、外顶针轮；2445、外锁套；24451、凹槽；2446、导柱；2447、拉簧；

25、定型机构；251、撑开机构；257、固定板4；253、对位气缸；252、拨块；254、撑开气缸；

26、凸轮；261、第一凸轮；262、第二凸轮；

3、制片装置；31、极片放卷机构；

32、自动接带机构

33、极耳焊接机构；

331、焊接机构固定座；332、焊接组件安装板；333、极耳放卷组件；3331、极耳放卷盘；3332、保护膜卷盘；3333、收膜张力组件；3334、极耳张力组件；3335、矫正轮组件；3336、电机；334、机耳除尘组件；3341、除尘毛刷；3342、极耳检测组件；335、极耳限位组件；3351、极耳限位架；336、极耳纠偏组件；337、极耳压送组件；3371、第一极耳手爪；3372、移动气缸；3373、第一极耳手爪移动块；3374、第二极耳手爪；3375、第二极耳手爪移动块；3376、第三极耳手爪；3377、第三极耳手爪上移气缸；338、极耳裁切组件；339、极耳焊接组件；3391、焊接头；3392、剥离气缸；

4、隔膜放卷装置；

5、送料机构；

6、卸料机构；61、取料臂；62、取料手；63、伸缩气缸；

7、热压机构；711、移动气缸；712、放料板；721、气爪；722、气爪开合气缸；731、抬平气缸；741、热压手爪机构；7411、第一拨动件；7412、第二拨动件；742、抬起气缸；

750、热压驱动机构；751、固定架；

760、热压头；

771、限位块；772、调节气缸；781、短路检测气缸；

8、输送带；

9、清洁机构；90、安装座；92、毛刷；94、真空管。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1至图15所示，本实用新型的方形电芯制片卷绕设备，包括机箱1、安装在机箱1内的控制器、以及与该控制器电连接的两组隔膜放卷装置4、两组制片装置3、一卷绕装置2以及热压机构7。

每一制片装置3包括两组极片放卷机构31、两组极耳焊接机构33及两组对贴机构34，该控制器控制一极片放卷机构、极耳焊接机构及对贴机构组合在极片上进行偶数机耳的制片，该控制器控制另一极片放卷机构、极耳焊接机构及对贴机构组合在极片上进行奇数机耳的制片，比如，极片放卷机构31、极耳焊接机构33及对贴机构34。每一极耳焊接机构上设置极耳除尘组件334和极耳检测组件3342。

如图5和图6所示，该卷绕装置2包括至少一方形卷针组件211、出针机构22、抽针机构23、锁紧机构24以及定型机构25，该方形卷针组件211包括转动安装在该机箱1上的轴承2117、安装在该轴承2117上的内针组件、电芯规格组件以及定型组件。

该两组制片装置3提供的正负极片料带及该隔膜放卷装置4提供的两隔膜料带夹紧在该卷绕装置2的方形卷针组件211上，该方形卷针组件211由出针机构22推出锁紧在该锁紧机构24上，该定型机构25撑开该方形卷针组件211卷绕成型方形电芯，该卸料机构6将该方形电芯送至该热压机构7进行热压。

请参考图2至图4，每一极耳焊接机构包括焊接机构固定座331、焊接组件安装板332、极耳放卷组件333、极耳限位组件335、极耳压送组件337、极耳裁切组件338以及极耳焊接组件339。该极耳除尘组件设置在极耳放卷组件333上，包括支撑在转轴上的除尘毛刷，该极耳检测组件3342为该除尘组件的后工序。该焊接机构固定座331与焊接组件安装板332用于将接焊接机构固定在机箱1上。

该极耳放卷组件333包括极耳放卷盘3331、保护膜卷盘3332、收膜张力组件3333、极耳张力组件3334以及矫正轮组件3335。该保护膜卷盘3332用于对极耳上的保护膜进行收卷；该矫正轮组件3335上设置定位槽用于对极耳进行定位，该矫正轮组件3335在电机的带动下与极耳的前进方向反转用于张紧极耳；该极耳限位组件335包括极耳限位架3351，该机耳限位架3351一侧设置极耳纠偏组件336。

该极耳压送组件337包括第一极耳手爪3371、第一极耳手爪移动块3373、移动该第一极耳手爪移动块3373的移动气缸3372、第二极耳手爪3374、第二极耳手爪移动块3375、第三极耳手爪3376以及第三极耳手爪上移气缸3377。该第一极耳手爪移动块3373以及该二极耳手爪移动块3375安装在滑轨上，该第一极耳手爪3371用于将机耳送入该机耳裁切组件338，该第二极耳手爪3374用于取走切断的机耳，该第三极耳手爪3377用于将该切断的机耳送入该机耳焊接组件339。

在制片程序中焊接机耳时，极耳从对极耳放卷的极耳放卷盘3331中伸出依次经过保护膜卷盘3332、收膜张力组件3333、极耳张力组件3334以及矫正轮组件3335。该保护膜卷盘3332用于对极耳上的一层保护膜进行收卷。该矫正轮组件3335上设置定位槽，用于对极耳进行定位，同时该矫正轮组件3335在电机3336的带动下与极耳的前进方向反转，可以对极耳张紧。

该矫正轮组件3335后方设置除尘组件334。该除尘组件334包括除尘毛刷3341用于对极耳进行除尘。该极耳检测组件3342采用探针检测是否短路的方式来检测极耳上的胶带间距是否合乎要求。该极耳限位组件335用于限制极耳的左右和上下位置。该极耳纠偏组件336用于纠正极耳左右的偏移。裁切极耳时，极耳被第一极耳手爪3371抓着送入极耳裁切组件338，是通过移动气缸3372、第一极耳手爪移动块3373实现的。极耳在该极耳裁切组件338被切断后，被切断的小段极耳被第二极耳手爪3374抓着向前移送一小段距离脱离极耳裁切组件338，比如，通过电机和滚珠丝杆带动第二极耳手爪的移动块3375来实现。然后，该第三极耳手爪3376夹住切断的小段极耳送往焊接头3391准备焊接，超声焊接后，剥离气缸3392作动将极片与焊接底座分离，使焊接完成的极片继续向前行进去往下个卷绕工序。

如图5所示，卷绕装置4包括卷绕工位、贴胶工位及卸料工位，制片装置3提供的极片料带及隔膜放卷装置4提供的隔膜料带依次经卷绕工位、贴胶工位及卸料工位完成卷绕工序。

该卸料机构6用于将卸料工位卸下的方形电芯转移至该热压机构7上。

该内针组件包括第一卷针2111以及固定在该第一卷针2111的第二卷针2112。该第一卷针2111和第二卷针2112之间形成卷绕间隙。该第一卷针2111一端设置固定部另一端形成第一锁针端。该第二卷针2112一端设置固定片，另一端形成第二锁针端。该固定部安装在该固定片21121上，从而将连接该第一卷针2111和第二卷针2112，同时该第一卷针2111和第二卷针2112之间形成卷绕间隙。

如图7所示，该电芯规格组件包括套设在该第一卷针2111和第二卷针2112外部的卷针套以及卷针规格件。该卷针套包括第一卷针套2113以及第二卷针套2114。该第一卷针套2113包围该第一卷针2111，该第二卷针套2114包围该第二卷针2112。该第一卷针套2113和第二卷针套2114配合定型机构一起将该电芯规格组件撑开。

该电芯规格组件包括一对卷针规格件，亦即第一卷针规格件2115与第二卷针规格件2116。该第一卷针规格件2115固定在轴承2117上并包围该第一卷针2111。同时，该第一卷针规格件2115与第二卷针规格件2116分别位于卷着那套的两侧。该第二卷针规格件2116固定在轴承2117上并包围该第二卷针2112。该第一卷针规格件2115与该第一卷针2111一起运动伸出卷绕电芯，以及退出卸下卷绕好的电芯。该第二卷针规格件2116与该第二卷针2112一起运动伸出卷绕电芯，以及退出卸下卷绕好的电芯。

安装完成后，该第一卷针规格件2115从外部包围该第一卷针套2113，从而在该第一卷针规格件2115和该第一卷针套2113之间形成第一工作腔。该第二卷针规格件2116从外部包围该第二卷针套2114，从而在该第二卷针规格件2116和该第一卷针套2114之间形成第二工作腔。

每一凸轮件一侧通过铆钉转动连至该卷针套上，另一侧通过铆钉转动连接至相邻的卷针规格件。该定型组件包括转动设置在该卷针套以及该一对卷针规格件之间的两凸轮件，亦即，该第一凸轮件321、第二凸轮件322。该第一凸轮件321根据方形电池规格，通过铆钉一边缘转动连接至第一卷针套2113，另一边缘转动连接至第一卷针规格件2115，以使第一凸轮321旋转后第一凸轮321外侧到卷针组件中心的距离为方形电芯尺寸的一半。该第二凸轮件322根据方形电池规格，通过铆钉一边缘转动连接至第二卷针套2114，另一边缘转动连接至第二卷针规格件2116，以使第二凸轮322旋转后第二凸轮322外侧到卷针组件中心的距离为方形电芯尺寸的一半。

该定型组件还包括转动该凸轮件的撑开机构251。

如图8所示，该撑开机构251通过固定板257包括对位气缸253、拨块252、以及撑开气缸254。该轴承2117内设置连接卷针套的内轴(图未示)，该内轴在远离该卷针套一端设置配合该拨块252的对位轴341。卷绕时，该对位气缸253驱动该拨块252卡住该对位轴341，该撑开气缸254驱动该内轴在该轴承2117中伸缩以使连接至该卷针套的两凸轮件，亦即，该第一凸轮件321、第二凸轮件322转动。

卷绕时，该方形卷针组件211由该出针机构推出使该料带进入该卷绕间隙，并使该第一卷针2111和第二卷针2112锁紧至该锁紧机构上，同时，该撑开机构251转动该凸轮件以撑开该卷针规格件进行电芯卷绕。

电芯卷绕完成时，该锁紧机构解锁，该撑开机构251使该凸轮件转动收拢该卷针规格件，再由该抽针机构抽回该方形卷针组件211。

如图5至图6所示，该卷绕装置2包括三角卷绕头21、出针机构22、抽针机构23及锁紧机构24，三角卷绕头21包括卷绕支架及设置于卷绕支架上的三组方形卷针组件211，卷绕支架设有卷绕工位、贴胶工位及卸料工位，三组方形卷针组件211可随卷绕支架转动以分别在卷绕工位、贴胶工位及卸料工位之间切换，出针机构22设置于卷绕工位的外周，用于使卷绕工位的方形卷针组件211伸出，抽针机构23设置于卸料工位的外周，用于使卸料工位的方形卷针组件211缩回，锁紧机构24设置于机箱1上，用于使卷绕工位上的方形卷针组件211夹住料带，并使卸料工位上的方形卷针组件211松开料带；卷前纠偏机构3用于对卷绕工位的极片进行纠偏；收尾导向机构4及终止贴胶机构5设置于贴胶工位的外周，收尾导向机构4用于对贴胶工位上的料带进行导向，终止贴胶机构5用于对贴胶工位上完成卷绕的电芯贴胶。

在一实施例中，如图5与图6所示，三组方形卷针组件211上安装在卷绕头上，分别设有拨针凸块212；该实施例卷绕装置的出针机构22包括出针机构安装座221、出针驱动装置222、第一曲柄滑块机构223、第一拨针驱动装置224、第一拨针块固定座225及第一拨针块226，出针机构安装座221固定在机箱1上，出针驱动装置222固定在出针机构安装座221上，出针驱动装置222的输出端与第一曲柄滑块机构223的输入端固定连接，第一拨针块固定座225与第一曲柄滑块机构223的输出端固定连接，第一拨针驱动装置224固定连接在第一拨针块固定座225上，第一拨针驱动装置224的活塞杆与第一拨针块226固定连接，第一拨针块226与第一拨针块固定座225滑动连接，第一拨针驱动装置224可驱动第一拨针块226与卷绕工位的拨针凸块212卡接。

抽针机构23包括抽针机构安装座231、抽针驱动装置232、第二曲柄滑块机构233、第二拨针驱动装置234、第二拨针块固定座235及第二拨针块236，抽针机构安装座231固定在机箱1上，抽针驱动装置232固定在抽针机构安装座231上，抽针驱动装置232的输出端与第二曲柄滑块机构233的输入端固定连接，第二拨针块固定座235与第二曲柄滑块机构233的输出端固定连接，第二拨针驱动装置234固定连接在第二拨针块固定座235上，第二拨针驱动装置234的活塞杆与第二拨针块236固定连接，第二拨针块236与第二拨针块固定座235滑动连接，第二拨针驱动装置234可驱动第二拨针块236与卸料工位的拨针凸块212卡接。

在本实施例中，出针驱动装置222及抽针驱动装置232均为电机，第一拨针驱动装置224及第二拨针驱动装置234均为气缸。具体的，第一拨针块226与卷绕工位的拨针凸块212卡接后，出针驱动装置222通过第一曲柄滑块机构223驱动方形卷针组件211伸出以卷绕电芯。第二拨针块236与卸料工位的拨针凸块212卡接后，抽针驱动装置232通过第二曲柄滑块机构233驱动方形卷针组件211缩回以将完成卷绕的电芯与方形卷针组件211分离。可以理解的，出针驱动装置222的运动方向与抽针驱动装置232的运动方向相反。

在一实施例中，如图5与图6所示，第一曲柄滑块机构223包括出针底板2231、第一主动转杆2232、第一从动连接杆2233及第一滑块2234，出针底板2231固定在出针机构安装座221上，第一主动转杆2232的输入端与出针驱动装置222的输出端固定连接，第一主动转杆2232的输出端与第一从动连接杆2233的输入端转动连接，第一从动连接杆2233的输出端与第一滑块2234转动连接，第一滑块2234与出针底板2231滑动连接；第二曲柄滑块机构233包括抽针底板2331、第二主动转杆、第二从动连接杆2333及第二滑块2334，抽针底板2331固定在抽针机构安装座231上，第二主动转杆的输入端与抽针驱动装置232的输出端固定连接，第二主动转杆的输出端与第二从动连接杆2333的输入端转动连接，第二从动连接杆2333的输出端与第二滑块2334转动连接，第二滑块2334与抽针底板2331滑动连接。

通过采用曲柄滑块机构，使得出针机构22及抽针机构23在方形卷针组件211轴向的尺寸较小，便于卷绕机的整体布置，同时可以缩小整机尺寸。

在一实施例中，如图9与图10所示，锁紧机构24包括凸轮安装轴241、外顶底座242及设置于外顶底座242上的三组顶针组件244，凸轮安装轴241通过连接件243固定在机箱1上，外顶底座242与凸轮安装轴241转动连接。

外顶底座242设有分别对应三角卷绕头21的卷绕工位、贴胶工位及卸料工位的锁紧工位、保持工位及解锁工位，三组顶针组件244可随外顶底座242转动以分别在锁紧工位、保持工位及解锁工位间切换，凸轮安装轴241上固定设置有开针凸轮2411及解锁凸轮2412，开针凸轮2411包括沿凸轮安装轴241的径向延伸的开针凸缘24111，解锁凸轮2412包括沿凸轮安装轴241的轴向延伸的解锁凸缘24121。

顶针组件244包括顶针组件安装座2441、外顶锁2442、径向顶块2443、外顶针轮2444及外锁套2445，顶针组件安装座2441固定在外顶底座242上，顶针组件安装座2441上滑动穿设有导柱2446，导柱2446的一端与径向顶块2443固连，导柱2446的另一端与外顶锁2442固连，外顶锁2442通过拉簧2447与顶针组件安装座2441连接，外顶针轮2444与外锁套2445转动连接，外顶锁2442上设有凸缘24421，外锁套2445上设有凹槽24451，连接件243上对应锁紧工位处固定有顶针驱动装置，该顶针驱动装置用于驱动该锁紧工位上的该外锁套2445及外顶针轮2444靠近该三角卷绕头21。

每一外顶针轮2444包括锁针工位24441，在卷绕工位，该第一卷针2111的第一锁针端以及该第二卷针2112的第二锁针端在出针机构22的作用下伸出并使该料带进入该卷绕间隙，接着，该第一锁针端以及该第二锁针端伸入对应锁针工位24441，从而将方形卷针组件211锁紧至该锁紧机构24上。

在卸料工位，解锁凸轮2412的解锁凸缘24121旋转至最高位，解锁凸缘24121通过外锁套2445驱动外顶针轮2444远离卸料工位的方形卷针组件211。同时，该开针凸轮2411的开针凸缘24111通过径向顶块2443驱动凸缘24421远离凹槽24451以解除外顶锁2442对外锁套2445的限制，从而该方形卷针组件211可抽针机构23被抽回。

综上，出针机构22带动轴承往前推方形卷针组件211时，该内针组件夹在外顶针轮2444的锁针工位24441锁紧，同时撑开气缸拉住轴承2117的内轴使该第一凸轮件321、第二凸轮件322旋转，使该第一卷针规格件2115与第二卷针规格件2116朝外撑开该方形卷针组件211。抽针机构23带动轴承往后拉动该方形卷针组件211时，该内针组件被锁紧机构24解锁和推出，该方形卷针组件211回缩时，撑开气缸顶住轴承2117的内轴使该第一凸轮件321、第二凸轮件322反向旋转，使该第一卷针规格件2115与第二卷针规格件2116朝内收拢，以便于卸下卷绕好的方形电芯。

具体地，当卷绕工位上的方形卷针组件211伸出后，顶针驱动装置驱动外锁套2445挤压外顶锁2442上的凸缘24421，使得外锁套2445向外顶底座242的外周运动。当外锁套2445运动至其凹槽24451与外顶锁2442上的凸缘24421平齐的位置时，外顶针轮2444套在卷绕工位的方形卷针组件211上，顶针驱动装置复位。同时，通过拉簧2447的复位作用，凸缘24421插入凹槽24451中，使得顶针轮在顶针驱动装置复位后始终与方形卷针组件211保持接触。可以理解的，在卷绕支架将电芯旋转至贴胶工位时，外顶针轮2444仍然与方形卷针组件211接触以使方形卷针组件211夹紧料带。

当顶针组件244旋转至解锁工位时，开针凸缘24111通过径向顶块2443驱动凸缘24421远离凹槽24451以接触外顶锁2442对外锁套2445的限制。同时，解锁凸缘24121通过外锁套2445驱动外顶针轮2444远离卸料工位的方形卷针组件211，使得方形卷针组件211张开，然后抽针机构23将方形卷针组件211从卸料工位上的电芯中抽出。

如图11所示，该方形电芯制片卷绕设备还包括极片清洁装置。该极片清洁装置包括安装座90、清理极片的毛刷92以及用于吸走灰尘的真空管94。

如图15所示，该热压机构7包括固定座751、热压驱动机构750以及热压头760。该固定座751下方设置移动面板745，该移动面板745包括第一工作位置、第二工作位置以及第三工作位置，该移动面板745通过抬平气缸731抬平至热压位置；该热压头760位于该第二工作位置上方。

该第二工作位置下方设置短路检测机构，该短路检测机构包括短路检测气缸781以及检测器。

如图12所示，该热压机构7还包括电芯移送机构以及工位转移机构。该电芯移送机构包括放置方形电芯的放料板712、气爪机构、抬平气缸731、热压手爪机构。

请一并参考图13，该气爪机构用于电芯在第一工作位置和第二工作位置的转移，包括移动气缸711、气爪开合气缸722以及夹取卸料机构6送来的气爪721。该热压手爪机构包括第一拨动件7411、第二拨动件7412。该第一拨动件7411用于将第一工作位置的方形电芯移至第二工作位置。该第二拨动件7412用于将热压后第二工作位置的方形电芯移至第三工作位置，该第三工作位置连接输送带8。

如图14所示，该卷绕装置2连接该卸料机构。该卸料机构6用于将卸料工位卸下的方形电芯转移至该放料板712上。该卸料机构用于将卸料工位卸下的方形电芯转移至该放料板712上，包括旋转电机、连接该旋转电机的取料臂61、取料手62以及伸缩气缸63。

如图13所示，该热压手爪机构上设置调节机构，该调节机构包括调节气缸772以及限位块771。

本实施例的方形电芯制片卷绕设备，制片时，采用全自动的机耳焊接机构，制片效率更高；卷绕时，在第一卷针2111和第二卷针2112外围套设对应不同方形电芯设计的可拆卸替换的卷针规格件，从而实现仅更换轻便的卷针规格件即可实现不同方形电芯的卷绕。同时，本实施例的方形电芯制片卷绕设备在卷针规格件与卷绕内针，亦即第一卷针2111和第二卷针2112，之间设置定型组件，使得方形电芯在卷绕过程中不受本身产品形状带来的受力问题困扰，使得方形电芯的每个卷绕面都均匀张紧和卷绕，提高电芯卷绕品质。成型时，该卸料机构自动从卷绕装置2的卸料工位取走方形电芯，再通过电芯移送机构以及工位转移机构快速高效的转移至热压头下方完成方形电芯的定型。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种方形电芯制片卷绕设备，其特征在于，包括控制器、以及与所述控制器电连接的两组隔膜放卷装置、两组制片装置以及一卷绕装置；

每一制片装置包括两组极片放卷机构、两组极耳焊接机构及两组对贴机构，所述控制器控制一极片放卷机构、极耳焊接机构及对贴机构组合在极片上进行偶数机耳的制片，所述控制器控制另一极片放卷机构、极耳焊接机构及对贴机构组合在极片上进行奇数机耳的制片；

每一极耳焊接机构上设置极耳除尘组件和极耳检测组件；

所述卷绕装置包括至少一方形卷针组件以及定型机构，所述两组制片装置提供的焊有极耳的正负极片料带及所述隔膜放卷装置提供的两隔膜料带夹紧在所述卷绕装置的方形卷针组件上，所述定型机构撑开所述方形卷针组件卷绕成型方形电芯。

2.如权利要求1所述的方形电芯制片卷绕设备，其特征在于，还包括热压机构以及卸料机构，所述卸料机构将所述方形电芯送至所述热压机构进行热压，所述热压机构包括固定座、热压驱动机构以及热压头，所述固定座下方设置移动面板，所述移动面板包括第一工作位置、第二工作位置以及第三工作位置，所述移动面板通过抬平气缸抬平至热压位置；所述热压头位于所述第二工作位置上方，所述第二工作位置下方设置短路检测机构，所述短路检测机构包括短路检测气缸以及检测器。

3.如权利要求2所述的方形电芯制片卷绕设备，其特征在于，所述热压机构还包括电芯移送机构以及工位转移机构，所述电芯移送机构包括放置方形电芯的放料板、气爪机构、抬平气缸、热压手爪机构，所述气爪机构用于电芯在第一工作位置和第二工作位置的转移，包括移动气缸、气爪开合气缸以及气爪；所述热压手爪机构包括第一拨动件、第二拨动件，所述第一拨动件用于将第一工作位置的方形电芯移至第二工作位置，所述第二拨动件用于将热压后第二工作位置的方形电芯移至第三工作位置，所述第三工作位置连接输送带。

4.如权利要求3所述的方形电芯制片卷绕设备，其特征在于，所述热压手爪机构上设置调节机构，所述调节机构包括调节气缸以及限位块。

5.如权利要求1所述的方形电芯制片卷绕设备，其特征在于，每一极耳焊接机构包括焊接机构固定座、焊接组件安装板、极耳放卷组件、极耳限位组件、极耳压送组件、极耳裁切组件以及极耳焊接组件，所述极耳除尘组件设置在极耳放卷组件上，包括支撑在转轴上的除尘毛刷，所述极耳检测组件为所述除尘组件的后工序。

6.如权利要求5所述的方形电芯制片卷绕设备，其特征在于，所述极耳放卷组件包括极耳放卷盘、保护膜卷盘、收膜张力组件、极耳张力组件以及矫正轮组件；所述保护膜卷盘用于对极耳上的保护膜进行收卷；所述矫正轮组件上设置定位槽用于对极耳进行定位，所述矫正轮组件在电机的带动下与极耳的前进方向反转用于张紧极耳；所述极耳限位组件包括极耳限位架，所述机耳限位架一侧设置极耳纠偏组件。

7.如权利要求6所述的方形电芯制片卷绕设备，其特征在于，所述极耳压送组件包括第一极耳手爪、第一极耳手爪移动块、移动所述第一极耳手爪移动块的移动气缸、第二极耳手爪、第二极耳手爪移动块、第三极耳手爪以及第三极耳手爪上移气缸；所述第一极耳手爪移动块以及所述二极耳手爪移动块安装在滑轨上，所述第一极耳手爪用于将机耳送入所述机耳裁切组件，所述第二极耳手爪用于取走切断的机耳，所述第三极耳手爪用于将所述切断的机耳送入所述机耳焊接组件。

8.如权利要求1-7任意一项所述的方形电芯制片卷绕设备，其特征在于，还包括机箱，所述卷绕装置还包括出针机构、抽针机构以及锁紧机构，所述方形卷针组件由出针机构推出锁紧在所述锁紧机构上，所述定型机构撑开所述方形卷针组件卷绕成型方形电芯，所述方形卷针组件包括转动安装在所述机箱上的轴承、安装在所述轴承上的内针组件、电芯规格组件以及定型组件，

所述内针组件包括第一卷针和第二卷针，所述第一卷针和第二卷针之间形成卷绕间隙；所述电芯规格组件包括套设在所述第一卷针和第二卷针外部的卷针套以及卷针规格件；所述定型组件包括转动设置在所述卷针套以及所述卷针规格件之间的凸轮件以及转动所述凸轮件的撑开机构；

卷绕时，所述方形卷针组件由所述出针机构推出使所述料带进入所述卷绕间隙，并使所述第一卷针和第二卷针锁紧至所述锁紧机构上，同时，所述撑开机构转动所述凸轮件以撑开所述卷针规格件进行电芯卷绕；

电芯卷绕完成时，所述锁紧机构解锁，所述撑开机构使所述凸轮件转动收拢所述卷针规格件，再由抽针机构抽回所述方形卷针组件。

9.如权利要求8所述的方形电芯制片卷绕设备，其特征在于，所述电芯规格组件包括一对卷针规格件，分别安装在所述卷针套的两侧；所述定型组件包括转动设置在所述卷针套以及所述一对卷针规格件之间的两凸轮件，每一凸轮件一侧通过铆钉转动连至所述卷针套上，另一侧通过铆钉转动连接至相邻的卷针规格件；所述撑开机构包括对位气缸、拨块、以及撑开气缸，所述轴承内设置连接卷针套的内轴，所述内轴一端设置配合所述拨块的对位轴，卷绕时，所述对位气缸驱动所述拨块卡住所述对位轴，所述撑开气缸驱动所述内轴在所述轴承中伸缩以使连接至所述卷针套的两凸轮件转动。

10.如权利要求3所述的方形电芯制片卷绕设备，其特征在于，所述卸料机构用于将卸料工位卸下的方形电芯转移至所述放料板上，包括旋转电机、连接所述旋转电机的取料臂、取料手以及伸缩气缸。