CN214123950U - 一种多工位切叠一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多工位切叠一体机，包括正极模切工位、负极模切工位、输送线和至少两个叠片工位，所述正极模切工位和所述负极模切工位均通过所述输送线分别与各叠片工位连接，叠片工位分别设置于所述输送线的两侧。本实用新型的有益效果在于：提供了一种多工位的切叠一体机，该一体机采用多个叠片工位，叠片工位设置在输送线的外侧，方便维修，当其中一个工位发生故障，其他工位还可以继续工作，设备稼动率高，该一体机还增加了缓存输送线，减小了极片的搬运行程，提高了叠片效率。

Description

一种多工位切叠一体机

技术领域

本实用新型涉及锂电池生产设备技术领域，尤其是指一种多工位切叠一体机。

背景技术

目前，锂电池电芯的制作工艺主要有两种，分别是卷绕工艺和叠片工艺。因卷绕工艺效率高，成本低，所以在过去几十年里，卷绕工艺一直占据主导地位。但随着近年来，社会对锂电池的能量密度、安全性和电芯尺寸方面的需求越来越高，而叠片电芯相较于卷绕电芯能量密度更大、安全性更好、形状尺寸可以设计得更加灵活，因而吸引了一大批企业进行叠片设备的研发。但是相较于卷绕机，叠片机的效率以及成本方面都还存在很大的劣势。因此，如何提升叠片效率，降低叠片机成本，是工程师研发叠片设备过程中必须考虑的两个重要问题。

现有的切叠一体机多采用图1所示布局。正、负极片由模切机成型之后，极片分别流到正、负极皮带上，然后分别由机械手搬运到中间的叠片台上进行叠片，这种设计有以下缺点：

1)叠片台位于两条皮带中间，需要叠片台部分进行调试和维修时，维修人员需要越过皮带，极为不便；

2)虽然是多工位设计，但如果其中一个叠片工位发生故障，维修人员需要越过皮带进行维修，此时其他叠片工位如果继续生产，会容易出现安全事故，另一方面可能会对皮带上的极片产生污染，因此在调试和维修某一叠片工位时，其他叠片工位也不能继续生产，导致设备稼动率低。

需要提供一种全新的生产设备。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术中一项或多项不足，提供一种维修方便、叠片效率高的切叠一体机。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种多工位切叠一体机，包括正极模切工位、负极模切工位、输送线和至少两个叠片工位，所述正极模切工位和所述负极模切工位均通过所述输送线分别与各叠片工位连接，叠片工位分别设置于所述输送线的两侧。

进一步的，所述输送线包括正极输送线和负极输送线，所述正极模切工位通过所述正极输送线与各叠片工位连接，所述负极模切工位通过所述负极输送线与各叠片工位连接。

进一步的，所述正极输送线还包括正极缓存输送线，所述正极输送线通过所述正极缓存输送线与各叠片工位连接；所述负极输送线还包括负极缓存输送线，所述负极输送线通过所述负极缓存输送线与各叠片工位连接。

进一步的，还包括除尘工位，所述除尘工位设置于所述正极输送线和负极输送线之间，所述除尘工位用于对正极输送线和负极输送线上的极片进行除尘。

进一步的，还包括视觉检测系统，所述视觉检测系统用于根据检测项目对正极输送线和负极输送线上的极片进行检测，并根据检测结果将当前极片标记为合格极片或不合格极片，所述检测项目包括电极片尺寸和电极片表面缺陷。

进一步的，所述正极输送线和所述正极缓存输送线之间还设有第一剔除工位，所述第一剔除工位用于去除正极输送线上不合格的正极极片，并将合格的正极极片移动至所述正极缓存输送线；

所述负极输送线和所述负极缓存输送线之间还设有第二剔除工位，所述第二剔除工位用于去除负极输送线上不合格的负极极片，并将合格的负极极片移动至所述负极缓存输送线。

进一步的，所述叠片工位包括正极极片预定位工作台、负极极片预定位工作台、叠片工作台、第一搬运机械手和第二搬运机械手和隔膜放卷系统，所述正极极片预定位工作台、叠片工作台和负极极片预定位工作台沿所述输送线的输送方向依次设置，所述隔膜放卷系统设置于所述叠片工作台的上方，所述第一搬运机械手设置于所述正极极片预定位工作台与叠片工作台之间，所述第二搬运机械手设置于所述负极极片预定位工作台与叠片工作台之间。

进一步的，所述正极极片预定位工作台和所述负极极片预定位工作台均为活动平台，所述活动平台可沿X轴方向及Y轴方向往复运动，所述活动平台还可沿Z轴方向旋转。

进一步的，所述视觉检测系统还用于检测正极极片在正极极片预定位工作台上的位置，并对正极极片预定位工作台进行姿态微调，以及检测负极极片在负极极片预定位工作台上的位置，并对负极极片预定位工作台进行姿态微调。

进一步的，所述输送线为皮带输送线。

本实用新型的有益效果在于：提供了一种多工位的切叠一体机，该一体机采用多个叠片工位，叠片工位设置在输送线的外侧，方便维修，当其中一个工位发生故障，其他工位还可以继续工作，设备稼动率高，该一体机还增加了缓存输送线，减小了极片的搬运行程，提高了叠片效率。

附图说明

下面结合附图详述本实用新型的具体结构：

图1为现有的技术中切叠一体机的结构示意图；

图2为本实用新型的整体结构示意图；

图3为本实用新型的叠片工位的俯视结构示意图；

图4为本实用新型的叠片工位的主视结构示意图；

101-正极模切工位；102-负极模切工位；201-正极输送线；202-正极缓存输送线；203-负极输送线；204-负极缓存输送线；301-第一叠片工位；302-第二叠片工位；

31-正极极片预定位工作台； 32-负极极片预定位工作台； 33-叠片工作台；34-第一搬运机械手； 35-第二搬运机械手； 36-隔膜放卷系统；

41-正极极片；42-负极极片；43-隔膜。

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做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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

实施例

请参阅图2至图4，一种多工位切叠一体机，包括正极模切工位101、负极模切工位102、输送线和至少两个叠片工位，所述正极模切工位101和所述负极模切工位102均通过所述输送线分别与各叠片工位连接，叠片工位分别设置于所述输送线的两侧，当某一个叠片工位出现故障时，可方便技术人员对叠片工位进行检修，同时不会对输送线上的极片产生污染，让其它叠片工位可以持续生产。优选的，所述输送线为皮带输送线。

具体的，所述输送线包括正极输送线201和负极输送线203，其中，正极模切工位101对正极片卷料进行极耳成型和极片裁切处理，并将处理完毕的极片放上正极输送线201进行输送；负极模切工位102对负极片卷料进行极耳成型和极片裁切处理，并将处理完毕的极片放上负极输送线203进行输送。

多工位切叠一体机还包括除尘工位，所述除尘工位设置于所述正极输送线和负极输送线之间，所述除尘工位用于对正极输送线和负极输送线上的极片进行除尘，除尘方式可通过吹气方式、静电方式等，本实施例中并不对此进行限制。

为了减小叠片搬运行程，提高叠片效率，所述正极输送线201包括正极缓存输送线202，所述正极输送线201通过所述正极缓存输送线202与各叠片工位连接；所述负极输送线203包括负极缓存输送线204，所述负极输送线203通过所述负极缓存输送线204与各叠片工位连接。

多工位切叠一体机还包括视觉检测系统，所述视觉检测系统用于根据检测项目对正极输送线和负极输送线上的极片进行检测，并根据检测结果将当前极片标记为合格极片或不合格极片，所述检测项目包括电极片尺寸和电极片表面缺陷。

为了方便剔除不合格的极片以及方便转移合格的极片，所述正极输送线201和所述正极缓存输送线202之间还设有第一剔除工位，所述第一剔除工位用于通过机械手去除正极输送线上不合格的正极极片，并通过机械手将合格的正极极片移动至所述正极缓存输送线；

所述负极输送线203和所述负极缓存输送线204之间还设有第二剔除工位，所述第二剔除工位用于通过机械手去除负极输送线上不合格的负极极片，并通过机械手将合格的负极极片移动至所述负极缓存输送线。

在一个实施例中，机械手的远端设有吸盘，机械手通过真空吸取的方式吸取、移动及放置极片。

通过视觉检测系统配合第一剔除工位和第二剔除工位，可以对电极片的尺寸和表面缺陷进行检测，能够及时将有缺陷的电极片剔除，避免有缺陷的电极片影响产品的合格率。

所述叠片工位包括正极极片预定位工作台31、负极极片预定位工作台32、叠片工作台33、第一搬运机械手34和第二搬运机械手35和隔膜放卷系统36，所述正极极片预定位工作台31、叠片工作台33和负极极片预定位工作台32沿所述输送线的输送方向依次设置，所述隔膜放卷系统36设置于所述叠片工作台33的上方，所述第一搬运机械手34设置于所述正极极片预定位工作台31与叠片工作台33之间，所述第二搬运机械手35设置于所述负极极片预定位工作台32与叠片工作台33之间。

为了方便调整极片的姿态，保证叠片精度，所述正极极片预定位工作台和所述负极极片预定位工作台均为活动平台，所述活动平台可沿X轴方向及Y轴方向往复运动，所述活动平台还可沿Z轴方向旋转，需要说明的是，X轴方向与Y轴方向均为水平方向，X轴方向与所述输送线的输送方向一致，Y轴方向与X轴方向相垂直，Z轴方向为竖直方向，且Z轴方向分别与X轴方向与Y轴方向相垂直。

通过所述视觉检测系统检测正极极片41在正极极片预定位工作台31上的位置，并对正极极片预定位工作台31进行姿态微调，以及检测负极极片42在负极极片预定位工作台32上的位置，并对负极极片预定位工作台32进行姿态微调。可以将正极极片41和负极极片42的姿态调整到预设的理想位置，再通过第一搬运机械手34或第二搬运机械手35进行叠片处理，保证了产品的合格率。

本实施例以两个叠片工位的多工位的切叠一体机为例说明切叠一体机的工作流程，切叠一体机具体包括正极模切工位101和负极模切工位102，正极模切工位101与正极输送线201连接，正极缓存输送线202与正极输送线201连接，负极模切工位102与负极输送线203连接，负极缓存输送线204与负极输送线203连接，其中正极缓存输送线202与负极缓存输送线204相互平行，第一叠片工位301和第二叠片工位302分别设置于正极缓存输送线202与负极缓存输送线204的两侧。

正极片卷料经由正极模切工位101进行极耳成型和极片裁切成型，正极极片41流到正极输送线201上。在正极输送线201上，除尘系统对正极极片41进行除尘，并通过视觉检测系统检测正极极片的尺寸和正极极片的表面缺陷，通过第一剔除工位的机械手将不合格的正极极片剔除，将合格的正极极片搬运到正极缓存输送线202上，随后正极缓存输送线202将正极极片41输送至叠片工位，通过机械手将正极极片搬运至第一叠片工位或第二叠片工位的正极极片预定位工作台31；

与此同时，负极片卷料经由负极模切工位102进行极耳成型和极片裁切成型，负极极片42流到负极输送线203上。在负极输送线203上，除尘系统对负极极片42进行除尘，并通过视觉检测系统检测负极极片42的尺寸和负极极片的表面缺陷，通过第二剔除工位的机械手将不合格的负极极片剔除，将合格的负极极片搬运到负极缓存输送线204上，随后负极缓存输送线204将负极极片42输送至叠片工位，通过机械手将负极极片搬运至第一叠片工位或第二叠片工位的负极极片预定位工作台32。

视觉检测系统分别对正极极片41和负极极片42的姿态进行检测，并通过移动或旋转正极极片预定位工作台31对正极极片41的姿态进行调整，将正极极片41的姿态调整为预设的理想位置；通过移动或旋转负极极片预定位工作台32对负极极片42的姿态进行调整，将负极极片42的姿态调整为预设的理想位置。

叠片工位的隔膜放卷系统36通过一系列动作在叠片工作台33上铺设一层隔膜43，随后第二搬运机械手35将负极极片42搬到叠片工作台33，置于隔膜43上表面，然后隔膜放卷系统36在负极极片42上方铺设一层隔膜43，第一搬运机械手34将正极极片41搬到叠片工作台33，置于隔膜43上表面，隔膜放卷系统36在正极极片41上方铺设一层隔膜43，第二搬运机械手35将负极极片42搬到叠片工作台33，置于隔膜43上表面，如此反复，直到完成叠片工艺指定的极片片数。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：提供了一种多工位的切叠一体机，该一体机采用多个叠片工位，叠片工位设置在输送线的外侧，方便维修，当其中一个工位发生故障，其他工位还可以继续工作，设备稼动率高，该一体机还增加了缓存输送线，减小了极片的搬运行程，提高了叠片效率。

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，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种多工位切叠一体机，其特征在于：包括正极模切工位、负极模切工位、输送线和至少两个叠片工位，所述正极模切工位和所述负极模切工位均通过所述输送线分别与各叠片工位连接，叠片工位分别设置于所述输送线的两侧。

2.如权利要求1所述的多工位切叠一体机，其特征在于：所述输送线包括正极输送线和负极输送线，所述正极模切工位通过所述正极输送线与各叠片工位连接，所述负极模切工位通过所述负极输送线与各叠片工位连接。

3.如权利要求2所述的多工位切叠一体机，其特征在于：所述正极输送线还包括正极缓存输送线，所述正极输送线通过所述正极缓存输送线与各叠片工位连接；所述负极输送线还包括负极缓存输送线，所述负极输送线通过所述负极缓存输送线与各叠片工位连接。

4.如权利要求3所述的多工位切叠一体机，其特征在于：还包括除尘工位，所述除尘工位设置于所述正极输送线和负极输送线之间，所述除尘工位用于对正极输送线和负极输送线上的极片进行除尘。

5.如权利要求4所述的多工位切叠一体机，其特征在于：还包括视觉检测系统，所述视觉检测系统用于根据检测项目对正极输送线和负极输送线上的极片进行检测，并根据检测结果将当前极片标记为合格极片或不合格极片，所述检测项目包括电极片尺寸和电极片表面缺陷。

6.如权利要求5所述的多工位切叠一体机，其特征在于：所述正极输送线和所述正极缓存输送线之间还设有第一剔除工位，所述第一剔除工位用于去除正极输送线上不合格的正极极片，并将合格的正极极片移动至所述正极缓存输送线；

所述负极输送线和所述负极缓存输送线之间还设有第二剔除工位，所述第二剔除工位用于去除负极输送线上不合格的负极极片，并将合格的负极极片移动至所述负极缓存输送线。

7.如权利要求6所述的多工位切叠一体机，其特征在于：所述叠片工位包括正极极片预定位工作台、负极极片预定位工作台、叠片工作台、第一搬运机械手和第二搬运机械手和隔膜放卷系统，所述正极极片预定位工作台、叠片工作台和负极极片预定位工作台沿所述输送线的输送方向依次设置，所述隔膜放卷系统设置于所述叠片工作台的上方，所述第一搬运机械手设置于所述正极极片预定位工作台与叠片工作台之间，所述第二搬运机械手设置于所述负极极片预定位工作台与叠片工作台之间。

8.如权利要求7所述的多工位切叠一体机，其特征在于：所述正极极片预定位工作台和所述负极极片预定位工作台均为活动平台，所述活动平台可沿X轴方向及Y轴方向往复运动，所述活动平台还可沿Z轴方向旋转。

9.如权利要求8所述的多工位切叠一体机，其特征在于：所述视觉检测系统还用于检测正极极片在正极极片预定位工作台上的位置，并对正极极片预定位工作台进行姿态微调，以及检测负极极片在负极极片预定位工作台上的位置，并对负极极片预定位工作台进行姿态微调。

10.如权利要求9所述的多工位切叠一体机，其特征在于：所述输送线为皮带输送线。

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