CN216120361U - 一种tws锂电池电芯全自动压片机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种TWS锂电池电芯全自动压片机，包括有主机体、自动放料机构、自动整形机构、模具冲切机构、预压叠片机构、机械手移料机构和自动下料机构，自动整形机构设置在自动放料机构与模具冲切机构之间，机械手移料机构设置在模具冲切机构与预压叠片机构之间，通过机械手移料机构将模具冲切机构冲切出的料片转移到预压叠片机构上进行预压和叠片。本实用新型在同一设备集成自动整形机构、模具冲切机构和预压叠片机构等功能模块，并通过机械手移料机构转移料片以及自动放料机构放料，实现在一台设备上完成料带的整形、料片冲切、料片预压叠片等全套工序，设备自动化程度更高，可提高生产效率、产品的一致性及品质，降低生产成本。

Description

一种TWS锂电池电芯全自动压片机

技术领域

本实用新型涉及锂电池生产设备技术领域，具体涉及一种主要用于对扣式锂电池的极片进行切片和叠片的设备。

背景技术

锂电池在许多领域都有应用，比如TWS锂电池。此类锂电池在生产过程中要制作好正负极的极片，极片通常由钢片、第一胶片、铝片及第二胶片依次堆叠形成。现有技术中，通常需要采用单机来分别对钢片、第一胶片、铝片及第二胶片进行成型，然后再放到叠片设备上进行叠片操作。采用多台这种半自动生产设备进行配合生产的方式，导致生产效率较低，产量难以保证，生产成本较高，产品一致性和产品品质也很难保证，因此难以满足锂电池的现代化大规模生产要求。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的缺点，提供一种结构设计更合理、生产效率高、自动化程度高、可使产品一致性和产品品质更好的TWS锂电池电芯全自动压片机。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种TWS锂电池电芯全自动压片机，包括有主机体以及安装在主机体上的自动放料机构、模具冲切机构、机械手移料机构和自动下料机构，料带以卷状形式放置在自动放料机构上，料带牵引到模具冲切机构上进行冲切以得到所需的料片，其特征在于：还包括有自动整形机构和预压叠片机构，两者均安装在主机体上，自动整形机构设置在自动放料机构与模具冲切机构之间，料带牵引到自动整形机构上对不平整部位及扭曲部位进行整形后进入模具冲切机构实现冲切；机械手移料机构设置在模具冲切机构与预压叠片机构之间，通过机械手移料机构将模具冲切机构冲切出的料片转移到预压叠片机构上进行预压和叠片；自动下料机构设置在预压叠片机构的下一工位处，以实现将完成叠片的产品取出下料。

进一步地，所述自动放料机构、自动整形机构、模具冲切机构和预压叠片机构分别设置有四套，分别对应钢片、第一胶片、铝片和第二胶片。

进一步地，所述预压叠片机构包括有若干个可做环形水平移动的治具，通过治具依次从对应钢片的机械手移料机构、对应第一胶片的机械手移料机构、对应铝片的机械手移料机构以及对应第二胶片的机械手移料机构下方经过以实现对钢片、第一胶片、铝片及第二胶片的接收、预压和叠片。

进一步地，每一治具均安装在一滑板上，各滑板分别通过滑块安装在导轨上形成可移动结构。

进一步地，在主机体上安装有两组固定导轨，固定导轨的首尾两头各安装有可沿垂直于固定导轨的方向进行横向移动的活动导轨；两端的活动导轨分别架设在丝杆横移机构上，丝杆横移机构安装在靠近两组固定导轨两端的位置，其包括有横移电机、横移丝杆和横移导轨，横移导轨与固定导轨相互垂直，活动导轨通过滑块架设在横移导轨上以实现将位于不同组的治具进行位置调换，通过横移电机驱动横移丝杆将活动导轨移动到与固定导轨对接的位置，以实现可将活动导轨上的滑板载着治具移动到固定导轨上；在两丝杆横移机构的外侧各设置有端固定座，通过端固定座将整个预压叠片机构夹在中间。

进一步地，在主机体上对应两组固定导轨分别安装有纵推移动模组，一纵推移动模组靠近一组固定导轨的一端，另一纵推移动模组靠近另一组固定导轨的另一端；在两纵推移动模组上分别安装有推移气缸，推移气缸上设置有带有圆弧形凹槽的托板；每一治具的两侧分别设置有朝外伸出的受托轮，由推移气缸推动托板升降以托住受托轮，并通过纵推移动模组驱动推移气缸做平行于固定导轨的移动以推动滑板移动，使治具切换工位；所述推移气缸与横移电机隔着活动导轨相对。

进一步地，在两组固定导轨的外侧还分别设置有至少一定位气缸，定位气缸具有与推移气缸相同的结构，通过定位气缸将托板升起并托住对应位置的治具的受托轮而实现将对应的治具进行定位。

预压叠片的流程：对应钢片的机械手移料机构将钢片放进对应的治具中，该治具所在一边的纵推移动模组工作，推动其上的推移气缸沿该侧固定导轨的方向移动，通过托板带着受托轮同步移动，从而推动治具及滑板在该侧的固定导轨上移动，将载有钢片的治具移动到对应第一胶片的机械手移料机构下方。同时另一侧的纵推移动模组亦同时工作，推动另一侧固定导轨上的治具及滑板朝相反的方向移动。完成一次推移后，两推移气缸分别向下收回托板。两端的横移电机则分别将移动导轨往对面推，直至移动导轨与对面的固定导轨对齐，推移气缸再次将托板升降并托住受托轮，即完成一次两组固定导轨上的治具的调换，以达到治具循环运动的效果。对应第一胶片的机械手移料机构将第一胶片放到钢片上并压紧，即完成钢片与第一胶片的预压叠片。铝片与第二胶片的预压叠片操作与钢片与第一胶片类似，然后按顺序把预压好的钢片组合与铝片组合叠一起，通过热压形成一个整体产品。在放入各料片时，定位气缸启动将托板升起以托住对应治具的受托轮，以实现对应治具的定位，提高叠片的精度。

进一步地，所述自动整形机构包括有第一张力辊、第二张力辊、第三张力辊和一限位辊，四者依次排列，其中第一张力辊靠近自动放料机构；限位辊上设置有两限位轮，由两限位轮隔成限位间隙，在限位辊后面还设有带有定位槽的定位板，料带从自动放料机构引出后依次经过第一张力辊、第二张力辊和第三张力辊张紧实现对料带不平整部位的整形，并经过限位辊的两限位轮之间实现对料带扭曲部位的整形，最后经过定位板的定位槽进入模具冲切机构，防止料带在进入模具冲切机构时位置发生偏移；所述自动放料机构为带有磁粉离合器的卷料放料机构。

进一步地，所述模具冲切机构包括有上模板、上模、下模板、下模、模芯和上顶气缸，下模板安装在主机体上，下模安装在下模板上，模芯安装在下模上，上顶气缸安装在下模板的底面，下模与上顶气缸连接；上模板通过导柱与下模板连接固定，上模安装在上模板的下面与模芯相对，通过上顶气缸将下模顶起使模芯与上模结合实现对料带的冲切；在上模板上设置有取料槽，取料槽连通上模与模芯的成型空间，机械手移料机构以真空吸附的方式通过取料槽将冲切好的料片取出，然后依据设定的流程将料片装对应的治具中。当然，由于钢片、第一胶片、铝片及第二胶片的结构有所不同，因此模具内部的成型部位也有所不同，但模具主体部分及成型过程都相同。机械手移料机构配备有加热机构，可将吸起的钢片、铝片等进行加热，以便能更好地和胶片结合。

还可以在模具冲切机构的后面设置废料下料机构，在主机体内部设置废料箱，废料箱与废料下料机构对接，通过废料下料机构将冲切后的剩余料带送入废料箱。

工作过程：自动放料机构释放料卷→料带进入自动整形机构进行整形→通过模具冲切机构切出料片→料片经机械手移料机构移入预压叠片机构→预压叠片机构进行预压叠片→自动下料机构进行下料。另外，切完料片后的废料带经过废料下料机构送入废料箱。

本实用新型在同一设备集成有自动整形机构、模具冲切机构和预压叠片机构等功能模块，并通过机械手移料机构转移料片以及自动放料机构进行料卷放料，从而实现在一台设备上完成料带的整形、料片冲切、料片预压叠片等全套工序，功能模块集成度及设备自动化程度更高，从而可大幅提高生产效率，降低生产成本，同时提高产品的一致性改善产品品质。

附图说明

图1为本实用新型立体结构图；

图2为本实用新型侧面结构图；

图3为本实用新型俯视示意图；

图4为自动放料机构、自动整形机构、模具冲切机构及废料下料机构的配合结构图；

图5为图4的局部放大图；

图6为模具冲切机构的立体结构图；

图7为模具冲切机构的正面结构图；

图8为预压叠片机构主体部分的立体结构图。

图中，1为主机体，2为自动放料机构，3为自动整形机构，31为第一张力辊，32为第二张力辊，33为第三张力辊，34为限位辊，35为限位轮，36为定位板，4为模具冲切机构，41为上模板，42为上模，43为下模板，44为下模，45为模芯，46为上顶气缸，47为取料槽，5为预压叠片机构，50为端固定座，51为固定导轨，52为滑板，53为治具，54为受托轮，55为推移气缸，56为定位气缸，57为托板，58为横移电机，59为横移丝杆，510为横移导轨，511为活动导轨，6为机械手移料机构，7为废料下料机构，8为自动下料机构，9为料带。

具体实施方式

本实施例中，参照图1-图8，所述TWS锂电池电芯全自动压片机，包括有主机体1以及安装在主机体1上的自动放料机构2、模具冲切机构4、机械手移料机构6和自动下料机构8，料带9以卷状形式放置在自动放料机构2上，料带9牵引到模具冲切机构4上进行冲切以得到所需的料片；还包括有自动整形机构3和预压叠片机构5，两者均安装在主机体1上，自动整形机构3设置在自动放料机构2与模具冲切机构4之间，料带9牵引到自动整形机构3上对不平整部位及扭曲部位进行整形后进入模具冲切机构4实现冲切；机械手移料机构6设置在模具冲切机构4与预压叠片机构5之间，通过机械手移料机构6将模具冲切机构4冲切出的料片转移到预压叠片机构5上进行预压和叠片；自动下料机构8设置在预压叠片机构5的下一工位处，以实现将完成叠片的产品取出下料。

所述自动放料机构2、自动整形机构3、模具冲切机构4和预压叠片机构5分别设置有四套，分别对应钢片、第一胶片、铝片和第二胶片。

所述预压叠片机构5包括有若干个可做环形水平移动的治具53，通过治具53依次从对应钢片的机械手移料机构6、对应第一胶片的机械手移料机构6、对应铝片的机械手移料机构6以及对应第二胶片的机械手移料机构6下方经过以实现对钢片、第一胶片、铝片及第二胶片的接收、预压和叠片。

每一治具53均安装在一滑板52上，各滑板52分别通过滑块安装在导轨上形成可移动结构。

在主机体1上安装有两组固定导轨51，固定导轨51的首尾两头各安装有可沿垂直于固定导轨51的方向进行横向移动的活动导轨511；两端的活动导轨511分别架设在丝杆横移机构上，丝杆横移机构安装在靠近两组固定导轨51两端的位置，其包括有横移电机58、横移丝杆59和横移导轨510，横移导轨510与固定导轨51相互垂直，活动导轨511通过滑块架设在横移导轨510上以实现将位于不同组的治具53进行位置调换，通过横移电机58驱动横移丝杆59将活动导轨511移动到与固定导轨51对接的位置，以实现可将活动导轨511上的滑板52载着治具53移动到固定导轨51上；在两丝杆横移机构的外侧各设置有端固定座50，通过端固定座50将整个预压叠片机构5夹在中间。

在主机体1上对应两组固定导轨51分别安装有纵推移动模组，一纵推移动模组靠近一组固定导轨51的一端，另一纵推移动模组靠近另一组固定导轨51的另一端；在两纵推移动模组上分别安装有推移气缸55，推移气缸55上设置有带有圆弧形凹槽的托板57；每一治具53的两侧分别设置有朝外伸出的受托轮54，由推移气缸55推动托板57升降以托住受托轮54，并通过纵推移动模组驱动推移气缸55做平行于固定导轨51的移动以推动滑板52移动，使治具53切换工位；所述推移气缸55与横移电机58隔着活动导轨511相对。

在两组固定导轨51的外侧还分别设置有至少一定位气缸56，定位气缸56具有与推移气缸55相同的结构，通过定位气缸56将托板57升起并托住对应位置的治具53的受托轮54而实现将对应的治具53进行定位。

预压叠片的流程：对应钢片的机械手移料机构6将钢片放进对应的治具53中，该治具53所在一边的纵推移动模组工作，推动其上的推移气缸55沿该侧固定导轨51的方向移动，通过托板57带着受托轮54同步移动，从而推动治具53及滑板52在该侧的固定导轨51上移动，将载有钢片的治具53移动到对应第一胶片的机械手移料机构6下方。同时另一侧的纵推移动模组亦同时工作，推动另一侧固定导轨51上的治具53及滑板52朝相反的方向移动。完成一次推移后，两推移气缸55分别向下收回托板57。两端的横移电机58则分别将移动导轨511往对面推，直至移动导轨511与对面的固定导轨51对齐，推移气缸55再次将托板57升降并托住受托轮54，即完成一次两组固定导轨51上的治具53的调换，以达到治具53循环运动的效果。对应第一胶片的机械手移料机构6将第一胶片放到钢片上并压紧，即完成钢片与第一胶片的预压叠片。铝片与第二胶片的预压叠片操作与钢片与第一胶片类似，然后按顺序把预压好的钢片组合与铝片组合叠一起，通过热压形成一个整体产品。在放入各料片时，定位气缸56启动将托板57升起以托住对应治具53的受托轮54，以实现对应治具53的定位，提高叠片的精度。

所述自动整形机构3包括有第一张力辊31、第二张力辊32、第三张力辊33和一限位辊34，四者依次排列，其中第一张力辊31靠近自动放料机构2；限位辊34上设置有两限位轮35，由两限位轮35隔成限位间隙，在限位辊34后面还设有带有定位槽的定位板36，料带9从自动放料机构2引出后依次经过第一张力辊31、第二张力辊32和第三张力辊33张紧实现对料带9不平整部位的平面整形，并经过限位辊34的两限位轮35之间实现对料带9扭曲部位的侧边整形，最后经过定位板36的定位槽进入模具冲切机构4，防止料带9在进入模具冲切机构4时位置发生偏移；自动放料机构2为带有磁粉离合器的卷料放料机构。

所述模具冲切机构4包括有上模板41、上模42、下模板43、下模44、模芯45和上顶气缸46，下模板43安装在主机体1上，下模44安装在下模板43上，模芯45安装在下模44上，上顶气缸46安装在下模板43的底面，下模44与上顶气缸46连接；上模板41通过导柱与下模板43连接固定，上模42安装在上模板41的下面与模芯45相对，通过上顶气缸46将下模44顶起使模芯45与上模42结合实现对料带9的冲切；在上模板41上设置有取料槽47，取料槽47连通上模42与模芯45的成型空间，机械手移料机构6以真空吸附的方式通过取料槽47将冲切好的料片取出，然后依据设定的流程将料片装对应的治具53中。当然，由于钢片、第一胶片、铝片及第二胶片的结构有所不同，因此模具内部的成型部位也有所不同，但模具主体部分及成型过程都相同。机械手移料机构6配备有加热机构，可将吸起的钢片、铝片等进行加热，以便能更好地和胶片结合，当然，这只是现有技术。

还可以在模具冲切机构4的后面设置废料下料机构7，在主机体1内部设置废料箱，废料箱与废料下料机构7对接，通过废料下料机构7将冲切后的剩余料带送入废料箱。

工作过程：自动放料机构2释放料卷→料带9进入自动整形机构3进行整形→通过模具冲切机构4切出料片→料片经机械手移料机构6移入预压叠片机构5→预压叠片机构5进行预压叠片→自动下料机构8进行下料。另外，切完料片后的废料带经过废料下料机构7送入废料箱。

以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种TWS锂电池电芯全自动压片机，包括有主机体以及安装在主机体上的自动放料机构、模具冲切机构、机械手移料机构和自动下料机构，料带以卷状形式放置在自动放料机构上，料带牵引到模具冲切机构上进行冲切以得到所需的料片，其特征在于：还包括有自动整形机构和预压叠片机构，两者均安装在主机体上，自动整形机构设置在自动放料机构与模具冲切机构之间，料带牵引到自动整形机构上对不平整部位及扭曲部位进行整形后进入模具冲切机构实现冲切；机械手移料机构设置在模具冲切机构与预压叠片机构之间，通过机械手移料机构将模具冲切机构冲切出的料片转移到预压叠片机构上进行预压和叠片；自动下料机构设置在预压叠片机构的下一工位处，以实现将完成叠片的产品取出下料。

2.根据权利要求1所述的TWS锂电池电芯全自动压片机，其特征在于：所述自动放料机构、自动整形机构、模具冲切机构和预压叠片机构分别设置有四套，分别对应钢片、第一胶片、铝片和第二胶片。

3.根据权利要求2所述的TWS锂电池电芯全自动压片机，其特征在于：所述预压叠片机构包括有若干个可做环形水平移动的治具，通过治具依次从对应钢片的机械手移料机构、对应第一胶片的机械手移料机构、对应铝片的机械手移料机构以及对应第二胶片的机械手移料机构下方经过以实现对钢片、第一胶片、铝片及第二胶片的接收、预压和叠片。

4.根据权利要求3所述的TWS锂电池电芯全自动压片机，其特征在于：每一治具均安装在一滑板上，各滑板分别通过滑块安装在导轨上形成可移动结构。

5.根据权利要求4所述的TWS锂电池电芯全自动压片机，其特征在于：在主机体上安装有两组固定导轨，固定导轨的首尾两头各安装有可沿垂直于固定导轨的方向进行横向移动的活动导轨；两端的活动导轨分别架设在丝杆横移机构上，丝杆横移机构安装在靠近两组固定导轨两端的位置，其包括有横移电机、横移丝杆和横移导轨，横移导轨与固定导轨相互垂直，活动导轨通过滑块架设在横移导轨上以实现将位于不同组的治具进行位置调换，通过横移电机驱动横移丝杆将活动导轨移动到与固定导轨对接的位置，以实现可将活动导轨上的滑板载着治具移动到固定导轨上；在两丝杆横移机构的外侧各设置有端固定座，通过端固定座将整个预压叠片机构夹在中间。

6.根据权利要求5所述的TWS锂电池电芯全自动压片机，其特征在于：在主机体上对应两组固定导轨分别安装有纵推移动模组，一纵推移动模组靠近一组固定导轨的一端，另一纵推移动模组靠近另一组固定导轨的另一端；在两纵推移动模组上分别安装有推移气缸，推移气缸上设置有带有圆弧形凹槽的托板；每一治具的两侧分别设置有朝外伸出的受托轮，由推移气缸推动托板升降以托住受托轮，并通过纵推移动模组驱动推移气缸做平行于固定导轨的移动以推动滑板移动，使治具切换工位；所述推移气缸与横移电机隔着活动导轨相对。

7.根据权利要求6所述的TWS锂电池电芯全自动压片机，其特征在于：在两组固定导轨的外侧还分别设置有至少一定位气缸，定位气缸具有与推移气缸相同的结构，通过定位气缸将托板升起并托住对应位置的治具的受托轮而实现将对应的治具进行定位。

8.根据权利要求1所述的TWS锂电池电芯全自动压片机，其特征在于：所述自动整形机构包括有第一张力辊、第二张力辊、第三张力辊和一限位辊，四者依次排列，其中第一张力辊靠近自动放料机构；限位辊上设置有两限位轮，由两限位轮隔成限位间隙，在限位辊后面还设有带有定位槽的定位板，料带从自动放料机构引出后依次经过第一张力辊、第二张力辊和第三张力辊张紧实现对料带不平整部位的整形，并经过限位辊的两限位轮之间实现对料带扭曲部位的整形，最后经过定位板的定位槽进入模具冲切机构；所述自动放料机构为带有磁粉离合器的卷料放料机构。

9.根据权利要求1所述的TWS锂电池电芯全自动压片机，其特征在于：所述模具冲切机构包括有上模板、上模、下模板、下模、模芯和上顶气缸，下模板安装在主机体上，下模安装在下模板上，模芯安装在下模上，上顶气缸安装在下模板的底面，下模与上顶气缸连接；上模板通过导柱与下模板连接固定，上模安装在上模板的下面与模芯相对，通过上顶气缸将下模顶起使模芯与上模结合实现对料带的冲切；在上模板上设置有取料槽，取料槽连通上模与模芯的成型空间，机械手移料机构通过取料槽将冲切好的料片取出。

10.根据权利要求1所述的TWS锂电池电芯全自动压片机，其特征在于：在模具冲切机构的后面设置有废料下料机构，在主机体内部设置有废料箱，废料箱与废料下料机构对接，通过废料下料机构将冲切后的剩余料带送入废料箱。

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