CN209658334U - 一种基于旋转式机械臂的锂电池叠片机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于旋转式机械臂的锂电池叠片机，其包括有机架、第一上料台、第二上料台、叠放台和叠放机构，叠放台与第一上料台之间设有第一转轴，叠放台与第二上料台之间设有第二转轴，第一转轴上设有第一机械臂，第一机械臂的端部设有正极片机械手，第二转轴上设有第二机械臂，第二机械臂的端部设有负极片机械手，机架上设有驱动机构，驱动机构用于驱使第一转轴和第二转轴按相反方向旋转，进而带动第一机械臂和第二机械臂先后旋转，以令正极片机械手和负极片机械手先后拾取正极片和负极片并且先后放置于叠放台上，在放置正极片和负极片期间，利用叠放机构将隔膜叠放于正极片与负极片之间。本实用新型能节省空间、能提高锂电池产品质。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池叠片机，尤其涉及一种基于旋转式机械臂的锂电池叠片机。
背景技术
现有技术中，市场上的模切叠片一体机，包括锂电池极片四周圆角成型、极片切断和电芯堆叠等工序，其具有占地庞大、造价昂贵、电气损耗量大等缺陷，导致电池制造商需要更大的厂房面积，过多的资金投入以及过负荷的周边配套等情形，具有较高的生产成本和企业负担。此外，现有的叠片设备，其叠放一层极片之后，需要移送至下一工位进行叠放隔膜，之后在移动一个工位来叠放下一层极片，这种加工方式中，由于极片经过多次移动，导致各极片与隔膜之间很难对齐，导致所生产的锂电池整体质量较差，无法满足工艺要求。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种能节省空间、能提高锂电池产品质量，进而满足工艺要求的基于旋转式机械臂的锂电池叠片机。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案。
一种基于旋转式机械臂的锂电池叠片机，其包括有机架，所述机架的两端分别设有用于放置正极片的第一上料台和用于放置负极片的第二上料台，所述机架上固定有叠放台，所述叠放台的上方设有叠放机构，所述叠放机构用于按“Z”形叠放隔膜，所述叠放台与所述第一上料台之间设有第一转轴，所述叠放台与所述第二上料台之间设有第二转轴，所述第一转轴与所述第二转轴均转动连接于所述机架，所述第一转轴上设有多个径向延伸的第一机械臂，所述第一机械臂的端部设有能够从第一上料台上拾取正极片的正极片机械手，所述第二转轴上设有多个径向延伸的第二机械臂，所述第二机械臂的端部设有能够从第二上料台上拾取负极片的负极片机械手，所述机架上设有驱动机构，所述驱动机构用于驱使所述第一转轴和第二转轴按相反方向旋转，并且带动所述第一机械臂和第二机械臂先后旋转，以令所述正极片机械手和负极片机械手先后拾取正极片和负极片并且先后放置于所述叠放台上，在放置正极片和负极片期间，利用所述叠放机构将隔膜叠放于所述正极片与负极片之间。
优选地，所述第一机械臂和第二机械臂均为可伸缩的机械臂。
优选地，所述正极片机械手和负极片机械手均为吸盘式机械手。
优选地，所述第一上料台与所述叠放台之间依次设有第一极片粉尘净化机构和第一极片检测机构，所述第一极片粉尘净化机构和第一极片检测机构均位于所述正极片机械手的移动轨迹上，所述第一极片粉尘净化机构用于去除所述正极片上的灰尘，所述第一极片检测机构用于对所述正极片进行缺陷检测和尺寸检测。
优选地，所述第二上料台与所述叠放台之间依次设有第二极片粉尘净化机构和第二极片检测机构，所述第二极片粉尘净化机构和第二极片检测机构均位于所述负极片机械手的移动轨迹上，所述第二极片粉尘净化机构用于去除所述负极片上的灰尘，所述第二极片检测机构用于对所述负极片进行缺陷检测和尺寸检测。
优选地，所述机架的正背两面均设置有第一转轴、第二转轴和叠放机构，位于所述机架的正背两面的第一转轴对称设置，位于所述机架的正背两面的第二转轴对称设置，位于所述机架的正背两面的叠放机构对称设置。
优选地，所述机架的两端分别设有正极片上料机构和负极片上料机构，所述正极片上料机构用于将所述正极片放置于所述第一上料台，所述负极片上料机构用于将所述负极片放置于所述第二上料台。
优选地，所述第一上料台包括有中间工位、前工位和后工位，所述前工位和后工位分别与所述机架正背两面的第一机械臂对齐，且由所述正极片上料机构将所述正极片放置于所述中间工位，所述机架上设有移料机械手，所述移料机械手用于将所述中间工位上的正极片分别移动至前工位和后工位，所述第二上料台的结构与所述第一上料台的结构相同。
优选地，所述叠放机构包括卷绕有隔膜的隔膜卷、叠放摆臂和摆臂驱动机构，所述叠放摆臂用于夹持所述隔膜，所述摆臂驱动机构用于驱使所述叠放摆臂摆动，以令所述叠放摆臂按“Z”形叠放隔膜。
优选地，所述正极片上料机构包括有用于输出极片带料的极片放卷机构、带路缓存机构、极耳模切机构、带料传送机构和极片切断机构，所述放卷机构、带路缓存机构、极耳模切机构、带料传送机构和极片切断机构沿所述极片带料的传送方向依次设置，所述带路缓存机构用于对所述极片带料进行缓存，所述极耳模切机构用于对所述极片带料进行模切加工而形成极耳，所述带料传送机构用于驱使所述极片带料向所述第一上料台方向传送，所述极片切断机构用于对所述极片带料进行裁切而形成正极片，所述负极片上料机构的结构与所述正极片上料机构的结构相同，所述负极片上料机构中的极片带料传送方向与所述正极片上料机构中的极片带料传送方向相反。
本实用新型公开的基于旋转式机械臂的锂电池叠片机中，以先放置正极片、后放置负极片为例，当正极片放置于第一上料台、负极片放置于第二上料台时，令第一转轴和第二转轴开始运转，并控制第一机械臂和第二机械臂先后旋转，使得所述正极片机械手和负极片机械手先后拾取正极片和负极片，待第一机械臂和第二机械臂旋转预设角度后，所述正极片机械手先将正极片放置于所述叠放台上，之后所述叠放机构将隔膜叠放于所述正极片上，再由负极片机械手将负极片放置于叠放后的隔膜上，重复执行上述过程，完成正极片、隔膜和负极片的依次叠放。本实用新型采用了旋转式机械臂的形式实现取放极片，相比现有技术中依次设置叠放正极片工位、叠放隔膜工位和叠放负极片工位的方式而言，本实用新型大大节省了设备的占地空间，从而大大节省了厂家的生产成本，此外，本实用新型在叠放极片和隔膜时的工位位置保持不变，无需二次定位，因此叠放后的各层极片和隔膜对齐度更佳，因此大大提高了锂电池的产品质量，较好地满足了工艺要求。
附图说明
图1为本实用新型锂电池叠片机的正视图；
图2为本实用新型锂电池叠片机的俯视图；
图3为机架部分的立体图；
图4为机架部分的正视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作更加详细的描述。
本实用新型公开了一种基于旋转式机械臂的锂电池叠片机，结合图1至图4所示，其包括有机架1，所述机架1的两端分别设有用于放置正极片100的第一上料台10和用于放置负极片101的第二上料台11，所述机架1上固定有叠放台12，所述叠放台12的上方设有叠放机构13，所述叠放机构13用于按“Z”形叠放隔膜102，所述叠放台12与所述第一上料台10之间设有第一转轴14，所述叠放台12与所述第二上料台11之间设有第二转轴15，所述第一转轴14与所述第二转轴15均转动连接于所述机架1，所述第一转轴14上设有多个径向延伸的第一机械臂140，所述第一机械臂140的端部设有能够从第一上料台10上拾取正极片100的正极片机械手141，所述第二转轴15上设有多个径向延伸的第二机械臂150，所述第二机械臂150的端部设有能够从第二上料台11上拾取负极片101的负极片机械手151，所述机架1上设有驱动机构，所述驱动机构用于驱使所述第一转轴14和第二转轴15按相反方向旋转，并且带动所述第一机械臂140和第二机械臂150先后旋转，以令所述正极片机械手141和负极片机械手151先后拾取正极片100和负极片101并且先后放置于所述叠放台12上，在放置正极片100和负极片101期间，利用所述叠放机构13将隔膜102叠放于所述正极片100与负极片101之间。
上述锂电池叠片机中，以先放置正极片100、后放置负极片101为例，当正极片100放置于第一上料台10、负极片101放置于第二上料台11时，令第一转轴14和第二转轴15开始运转，并控制第一机械臂140和第二机械臂150先后旋转，使得所述正极片机械手141和负极片机械手151先后拾取正极片100和负极片101，待第一机械臂140和第二机械臂150旋转预设角度后，所述正极片机械手141先将正极片100放置于所述叠放台12上，之后所述叠放机构13将隔膜102叠放于所述正极片100上，再由负极片机械手151将负极片101放置于叠放后的隔膜102上，重复执行上述过程，完成正极片100、隔膜102和负极片101的依次叠放。本实用新型采用了旋转式机械臂的形式实现取放极片，相比现有技术中依次设置叠放正极片工位、叠放隔膜工位和叠放负极片工位的方式而言，本实用新型大大节省了设备的占地空间，从而大大节省了厂家的生产成本，此外，本实用新型在叠放极片和隔膜时的工位位置保持不变，无需二次定位，因此叠放后的各层极片和隔膜对齐度更佳，因此大大提高了锂电池的产品质量，较好地满足了工艺要求。
本实施例中，所述第一机械臂140和第二机械臂150均为可伸缩的机械臂。具体地，所述第一机械臂140和第二机械臂150可以是直线气缸，并通过气源驱使其完成伸缩动作。
进一步地，为了实现取放极片，所述正极片机械手141和负极片机械手151均为吸盘式机械手。
实际应用中，为了在第一机械臂140和第二机械臂150旋转的过程中实现对第一机械臂140、第二机械臂150、正极片机械手141和负极片机械手151的气源供应，本实施例根据需要在机架1与第一转轴14和第二转轴15之间设置旋转供气阀，该旋转供气阀的具体结构可以参照公开号为“CN103032596B”、名称为“旋转供气阀”的中国发明专利申请文件。本实用新型对上述供气方式不作限制，即现有技术中的任何一种能实现旋转供气的结构，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。
作为一种优选方式，所述第一上料台10与所述叠放台12之间依次设有第一极片粉尘净化机构16和第一极片检测机构17，所述第一极片粉尘净化机构16和第一极片检测机构17均位于所述正极片机械手141的移动轨迹上，所述第一极片粉尘净化机构16用于去除所述正极片100上的灰尘，所述第一极片检测机构17用于对所述正极片100进行缺陷检测和尺寸检测。
其中，第一极片粉尘净化机构16可以是以风淋方式实现的净化机构，第一极片检测机构17可以由CCD相机以及相应的图像识别系统实现，当所述第一极片检测机构17检测到正极片100有缺陷或者尺寸错误时，可控制正极片机械手141将有缺陷的正极片100不放置于叠放台12，而是将有缺陷的正极片100放置于叠放台12下方的废料收集盒121中。
类似地，所述第二上料台11与所述叠放台12之间依次设有第二极片粉尘净化机构18和第二极片检测机构19，所述第二极片粉尘净化机构18和第二极片检测机构19均位于所述负极片机械手151的移动轨迹上，所述第二极片粉尘净化机构18用于去除所述负极片101上的灰尘，所述第二极片检测机构19用于对所述负极片101进行缺陷检测和尺寸检测。
为了提高加工效率，本实施例在机架1的正背两侧均可进行叠放加工，具体是指，所述机架1的正背两面均设置有第一转轴14、第二转轴15和叠放机构13，位于所述机架1的正背两面的第一转轴14对称设置，位于所述机架1的正背两面的第二转轴15对称设置，位于所述机架1的正背两面的叠放机构13对称设置。
本实施例中的正负极片分别从机架1的两侧上料，具体是指，所述机架1的两端分别设有正极片上料机构2和负极片上料机构3，所述正极片上料机构2用于将所述正极片100放置于所述第一上料台10，所述负极片上料机构3用于将所述负极片101放置于所述第二上料台11。
为了对上料台上的极片进行分料，本实施例中，所述第一上料台10包括有中间工位103、前工位104和后工位105，所述前工位104和后工位105分别与所述机架1正背两面的第一机械臂140对齐，且由所述正极片上料机构2将所述正极片100放置于所述中间工位103，所述机架1上设有移料机械手，所述移料机械手用于将所述中间工位103上的正极片100分别移动至前工位104和后工位105，所述第二上料台11的结构与所述第一上料台10的结构相同。本实施例中的移料机械手可以是设置于机架1上的具有吸盘结构的机械臂，本实施例对移料机械手的具体结构不作限制，即现有技术中的任何一种能实现正极片100先后移动至前工位104和后工位105的机械手，均应当属于本实用新型的保护范围。
作为一种优选方式，所述叠放机构13包括卷绕有隔膜102的隔膜卷130、叠放摆臂131和摆臂驱动机构，所述叠放摆臂131用于夹持所述隔膜102，所述摆臂驱动机构用于驱使所述叠放摆臂131摆动，以令所述叠放摆臂131按“Z”形叠放隔膜102。上述叠放机构13的结构简单、稳定可靠。
关于上料机构的具体组成，本实施例中，所述正极片上料机构2包括有用于输出极片带料201的极片放卷机构200、带路缓存机构202、极耳模切机构203、带料传送机构204和极片切断机构205，所述放卷机构200、带路缓存机构202、极耳模切机构203、带料传送机构204和极片切断机构205沿所述极片带料201的传送方向依次设置，所述带路缓存机构202用于对所述极片带料201进行缓存，所述极耳模切机构203用于对所述极片带料201进行模切加工而形成极耳，所述带料传送机构204用于驱使所述极片带料201向所述第一上料台10方向传送，所述极片切断机构205用于对所述极片带料201进行裁切而形成正极片100，所述负极片上料机构3的结构与所述正极片上料机构2的结构相同，所述负极片上料机构3中的极片带料传送方向与所述正极片上料机构2中的极片带料传送方向相反。
本实用新型公开的基于旋转式机械臂的锂电池叠片机，通过优化各工序之间的布局，有效提高了电芯堆叠效率，减少了占地面积，降低了制造成本，同时也降低了电气等能源的损耗。
以上所述只是本实用新型较佳的实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本实用新型所保护的范围内。
Claims (10)
1.一种基于旋转式机械臂的锂电池叠片机，其特征在于，包括有机架，所述机架的两端分别设有用于放置正极片的第一上料台和用于放置负极片的第二上料台，所述机架上固定有叠放台，所述叠放台的上方设有叠放机构，所述叠放机构用于按“Z”形叠放隔膜，所述叠放台与所述第一上料台之间设有第一转轴，所述叠放台与所述第二上料台之间设有第二转轴，所述第一转轴与所述第二转轴均转动连接于所述机架，所述第一转轴上设有多个径向延伸的第一机械臂，所述第一机械臂的端部设有能够从第一上料台上拾取正极片的正极片机械手，所述第二转轴上设有多个径向延伸的第二机械臂，所述第二机械臂的端部设有能够从第二上料台上拾取负极片的负极片机械手，所述机架上设有驱动机构，所述驱动机构用于驱使所述第一转轴和第二转轴按相反方向旋转，并且带动所述第一机械臂和第二机械臂先后旋转，以令所述正极片机械手和负极片机械手先后拾取正极片和负极片并且先后放置于所述叠放台上，在放置正极片和负极片期间，利用所述叠放机构将隔膜叠放于所述正极片与负极片之间。
2.如权利要求1所述的基于旋转式机械臂的锂电池叠片机，其特征在于，所述第一机械臂和第二机械臂均为可伸缩的机械臂。
3.如权利要求1所述的基于旋转式机械臂的锂电池叠片机，其特征在于，所述正极片机械手和负极片机械手均为吸盘式机械手。
4.如权利要求1所述的基于旋转式机械臂的锂电池叠片机，其特征在于，所述第一上料台与所述叠放台之间依次设有第一极片粉尘净化机构和第一极片检测机构，所述第一极片粉尘净化机构和第一极片检测机构均位于所述正极片机械手的移动轨迹上，所述第一极片粉尘净化机构用于去除所述正极片上的灰尘，所述第一极片检测机构用于对所述正极片进行缺陷检测和尺寸检测。
5.如权利要求1所述的基于旋转式机械臂的锂电池叠片机，其特征在于，所述第二上料台与所述叠放台之间依次设有第二极片粉尘净化机构和第二极片检测机构，所述第二极片粉尘净化机构和第二极片检测机构均位于所述负极片机械手的移动轨迹上，所述第二极片粉尘净化机构用于去除所述负极片上的灰尘，所述第二极片检测机构用于对所述负极片进行缺陷检测和尺寸检测。
6.如权利要求1所述的基于旋转式机械臂的锂电池叠片机，其特征在于，所述机架的正背两面均设置有第一转轴、第二转轴和叠放机构，位于所述机架的正背两面的第一转轴对称设置，位于所述机架的正背两面的第二转轴对称设置，位于所述机架的正背两面的叠放机构对称设置。
7.如权利要求6所述的基于旋转式机械臂的锂电池叠片机，其特征在于，所述机架的两端分别设有正极片上料机构和负极片上料机构，所述正极片上料机构用于将所述正极片放置于所述第一上料台，所述负极片上料机构用于将所述负极片放置于所述第二上料台。
8.如权利要求7所述的基于旋转式机械臂的锂电池叠片机，其特征在于，所述第一上料台包括有中间工位、前工位和后工位，所述前工位和后工位分别与所述机架正背两面的第一机械臂对齐，且由所述正极片上料机构将所述正极片放置于所述中间工位，所述机架上设有移料机械手，所述移料机械手用于将所述中间工位上的正极片分别移动至前工位和后工位，所述第二上料台的结构与所述第一上料台的结构相同。
9.如权利要求1所述的基于旋转式机械臂的锂电池叠片机，其特征在于，所述叠放机构包括卷绕有隔膜的隔膜卷、叠放摆臂和摆臂驱动机构，所述叠放摆臂用于夹持所述隔膜，所述摆臂驱动机构用于驱使所述叠放摆臂摆动，以令所述叠放摆臂按“Z”形叠放隔膜。
10.如权利要求7所述的基于旋转式机械臂的锂电池叠片机，其特征在于，所述正极片上料机构包括有用于输出极片带料的极片放卷机构、带路缓存机构、极耳模切机构、带料传送机构和极片切断机构，所述放卷机构、带路缓存机构、极耳模切机构、带料传送机构和极片切断机构沿所述极片带料的传送方向依次设置，所述带路缓存机构用于对所述极片带料进行缓存，所述极耳模切机构用于对所述极片带料进行模切加工而形成极耳，所述带料传送机构用于驱使所述极片带料向所述第一上料台方向传送，所述极片切断机构用于对所述极片带料进行裁切而形成正极片，所述负极片上料机构的结构与所述正极片上料机构的结构相同，所述负极片上料机构中的极片带料传送方向与所述正极片上料机构中的极片带料传送方向相反。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20191119 Termination date: 20210329 |