CN219368597U - 厚度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种厚度测量装置，包括第一辊轮，被设置为与一料带的一个表面至少部分地实现面接触，并藉由该面接触驱动料带向预定方向传递。第二辊轮，被设置为与料带的另一表面实现线接触，并藉由该料带的传递而产生转动。第一检测组件，用于检测第一辊轮的转动圈数。第二检测组件，用于检测第二辊轮的转动圈数。计算装置，基于第一检测组件和第二检测组件的检测到的转动圈数信号得出料带的厚度。本实用新型的厚度测量装置结构简单、测量方法简单可靠，闭环控制，能够提高电芯的品质。

Description

厚度测量装置

技术领域

本实用新型属于锂电池自动化设备领域，尤其涉及一种料带厚度测量装置。

背景技术

电池生产设备将正极片、第一隔膜、负极片、第二隔膜层叠的卷绕形成电芯。其中，正极片、负极片的边缘每隔一定间隔设置有极耳，卷绕形成的电芯其端部具有层叠的极耳。在一些生产工艺中，正极片和/或负极片可以预先与第一隔膜、第二隔膜热复合成为一体的结构。为便于描述，正极片、负极片及其与隔膜热复合后的结构在本实用新型中统称为料带。

在电芯卷绕的过程中，由于料带厚度的不均匀性，多层卷绕后极耳位置偏差较大，影响电芯的品质。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种能够提高电芯品质的厚度测量装置。

为实现上述目的，本实用新型厚度测量装置包括:

第一辊轮，被设置为与一料带的一个表面至少部分地实现面接触，并藉由该面接触驱动所述料带向预定方向传递；

第二辊轮，被设置为与所述料带的另一表面实现线接触，并藉由该料带的传递而产生转动；

第一检测组件，用于检测所述第一辊轮的转动圈数；

第二检测组件，用于检测所述第二辊轮的转动圈数；

计算装置，基于所述第一检测组件和第二检测组件的检测到的转动圈数信号得出所述料带的厚度。

在本实用新型厚度测量装置的一个实施例中，所述第一辊轮转动安装在一第一辊轮座。

在本实用新型厚度测量装置的一个实施例中，所述第一辊轮在一第一驱动件的驱动下旋转，所述第一驱动件为旋转电机，所述第一检测组件为编码器，所述编码器与旋转电机连接。

在本实用新型厚度测量装置的一个实施例中，所述第二辊轮转动安装在第二辊轮座，所述第二辊轮座连接一第二驱动件，所述第二驱动件安装在第一辊轮座，所述第二辊轮被驱动靠近或远离第一辊轮，与第一辊轮相配合夹持料带。

在本实用新型厚度测量装置的一个实施例中，所述第二检测组件包括U型光电传感器和感应片，所述U型光电传感器安装在第二辊轮座，所述感应片设置在第二辊轮。

在本实用新型厚度测量装置的一个实施例中，所述第二驱动件通过一第一安装座安装在第一辊轮座，所述第一安装座设置有沿第一辊轮的轴向延伸的多个第一腰型孔，以改变第二驱动件沿第一辊轮轴向方向的安装位置。

在本实用新型厚度测量装置的一个实施例中，还包括第三辊轮，所述第三辊轮转动安装在第三辊轮座，所述第三辊轮座连接一第三驱动件，所述第三驱动件安装在第一辊轮座，并被设置为驱动第三辊轮靠近或远离第一辊轮。

在本实用新型厚度测量装置的一个实施例中，所述第三驱动件通过一第二安装座安装在第一辊轮座，所述第二安装座设置有沿第一辊轮轴向延伸的多个第二腰型孔，以改变第三驱动件沿第一辊轮轴向方向的安装位置。

在本实用新型厚度测量装置的一个实施例中，所述第二辊轮表面喷砂处理。

在本实用新型厚度测量装置的一个实施例中，所述第二辊轮沿轴向的长度小于第一辊轮沿轴向的长度。

综上所述，本实用新型的厚度测量装置通过第一辊轮、第二辊轮传送弯折的料带，根据第一辊轮、第二辊轮的尺寸、旋转圈数测量料带的厚度，根据检测结果改变料带的厚度，结构简单、测量方法简单可靠，闭环控制，能够提高电芯的品质。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的结构图；

图2是图1实施例中第一辊轮、第二辊轮测量极片厚度的示意图；

图3是图1实施例中第一辊轮、第二辊轮测量极片厚度另一结构示意图；

10、极片；11、入料端；12、第一切线；13、出料端；14、第二切线；15、第三切线；

100、第一辊轮；200、第二辊轮；300、第一辊轮座；400、第一驱动件；500、第二辊轮座；600、第二驱动件；610、第一安装座；611、第一腰型孔；700、第二检测组件；710、U型光电传感器；720、感应片；800、第三辊轮；810、第二安装座；811、第二腰型孔；820、第三驱动件；830、第三辊轮座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，本实用新型的厚度测量装置包括间隔设置的第一辊轮100和第二辊轮200，一极片10以弯曲的状态从第一辊轮100和第二辊轮200之间穿过，极片10与第一辊轮100面接触、与第二辊轮200线接触。第一辊轮100转动安装在一第一辊轮座300的U型开口内，并且一端伸出第一辊轮座300连接一第一驱动件400。第一驱动件400优选为旋转电机，旋转电机安装在第一辊轮座300，驱动第一辊轮100主动旋转，带动极片10运动。

厚度测量装置还包括用于检测第一辊轮100旋转圈数的第一检测组件。本实施例中，第一检测组件为编码器，旋转电机自带有编码器，能够检测第一辊轮100的旋转圈数。在其他实施例中，第一检测组件也可以设置为霍尔开关、传感器等。

第二辊轮200转动安装在第二辊轮座500，第二辊轮座500与一第二驱动件600的驱动端相连接，第二驱动件600优选为气缸，驱动第二辊轮200靠近或者远离第一辊轮100。当第二辊轮200靠近第一辊轮100时，第二辊轮200与极片10线接触，并随着极片10的运动而旋转。第二驱动件600可以直接或间接安装在第一辊轮座300（如后详述），并使其驱动方向与第一辊轮100、第二辊轮200轴心连线在同一直线方向。本实施例中，第二辊轮200的轴向长度大幅度地小于第一辊轮100，因而可以显著减少极片10带动第二辊轮200转动时所需的力，从而降低能耗和极片10被拉扯损坏的风险。

第二辊轮座500设置有用于检测第二辊轮200旋转圈数的第二检测组件700，第二检测组件700包括设置在第二辊轮座500的U型光电传感器710和设置在第二辊轮200的感应片720，感应片720与U型光电传感器710相配合。

厚度测量装置还包括用于接收第一检测组件、第二检测组件700的信号，并基于该信号计算极片10厚度的计算装置。在电芯卷绕设备中，该计算装置通常用工业CPU或PLC实现，这些装置用来分模块对设备的伺服系统、张力系统、纠偏系统、卷绕系统、检测系统进行控制，此处对其功能和原理不再详述。关于极片厚度的计算方法，将在随后的说明中给出。

如图2所示，极片10以弯曲的状态从第一辊轮100和第二辊轮200之间穿过，极片10入料端11与第一辊轮100相切线为第一切线12，极片10出料端13与第一辊轮100相切线为第二切线14，两切线与第一辊轮100的轴线所成平面之间的夹角为α，0°<α≦180°，也就是说极片10与第一辊轮100的最大接触面为第一辊轮100的半圆柱面，夹角α大于0°可以保证极片10与第一辊轮100实现面接触而非线接触。极片10与第一辊轮100的接触面越大，极片10与第一辊轮100之间的摩擦力越大，第二辊轮200可以从极片10的外侧抵接在极片10与第一辊轮100接触面的任一位置。

稳定地实现极片10与第一辊轮100的面接触和第二辊轮200的线接触能够确保对极片10厚度测量的准确性。本实施例中，实现极片10与第一辊轮100的紧密接触可以有至少两种方法，其一是通过蛇形走带方式把极片10承载在第一辊轮100上，并在极片10与第一辊轮100接触面相对的一侧设置辊轴撑紧极片10，以保证极片呈现张紧状态；其二是利用一如后详述的第三辊轮800在不同于第二辊轮200的位置压紧极片10，从而至少在第二辊轮200和第三辊轮800之间的极片片段紧密地贴合在第一辊轮100上。在设计空间充分的场景中，可以同时采用这两种方法，这对确保测量质量提供了更多的保障。

如图1、图3所示，本实施例中，经过第一辊轮100传送的极片的入料端11和出料端13相平行，α=180°。第二驱动件600通过一第一安装座610安装在第一辊轮座300的侧面，且靠近极片10的出料端13。这样的设置可以有更多的空间安装一第三辊轮800。第三辊轮800能够被驱动靠近或者远离第一辊轮100，与第一辊轮100相配合，能确保极片10紧密实现与第一辊轮100的面接触，防止极片10与第一辊轮100打滑。第三辊轮800可以安装在第一切线12与第二辊轮200之间任一角度，本实施例中，将第三辊轮800设置在第一辊轮100与第一辊轮座300之间，第三辊轮800与极片10线接触，与极片10的切线为第三切线15，第三切线15、第一切线12与第一辊轮100的轴线所成平面之间的夹角为90°，节省安装空间。第一辊轮座300上表面通过第二安装座810安装有第三驱动件820，第三驱动件820优选为气缸，气缸的驱动端贯穿第一辊轮座300的U型开口与一第三辊轮座830相连接，第三辊轮800转动安装在第三辊轮座830。

第二辊轮200、第三辊轮800分别通过第一安装座610、第二安装座810安装在第一辊轮座300，第一安装座610、第二安装座810上分别设有沿第一辊轮100轴向方向延伸的多个第一腰型孔611和第二腰型孔811，以改变第一辊轮100、第二辊轮200沿轴向方向的安装位置，适应不同宽度的极片10使用。

采用极片测厚装置测量极片厚度的方法如下：

参考图3所示，极片10以弯曲的状态从第一辊轮100和第二辊轮200之间穿过。已知：第一辊轮100的直径为D，第二辊轮200的直径为d。通过第一检测组件、第二检测组件700分别检测极片10传送长度L时，第一辊轮100的旋转圈数N，第二辊轮200的旋转圈数n。设极片的厚度为T，极片10传送长度L时，第二辊轮200的传送长度等于极片10与第二辊轮200接触面的传送长度：2Π×（D/2+T）N=2Π×d/2×n。进而推导出极片10传送长度L的平均厚度：T=(dn/N-D)/2。根据测量极片10的平均厚度，在后续操作中改变极片的厚度，以提高极耳的对齐度，提高电芯的品质。

本实施例中，测量厚度的材料以极片为例，在其他实施例中，也可以为隔膜、极片与隔膜二者热复合后形成的料带等材料，被测量的材料统称为料带，这些都属于本申请的保护范围。

以上实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种厚度测量装置，其特征在于，包括:

第一辊轮，被设置为与一料带的一个表面至少部分地实现面接触，并藉由该面接触驱动所述料带向预定方向传递；

第二辊轮，被设置为与所述料带的另一表面实现线接触，并藉由该料带的传递而产生转动；

第一检测组件，用于检测所述第一辊轮的转动圈数；

第二检测组件，用于检测所述第二辊轮的转动圈数；

计算装置，基于所述第一检测组件和第二检测组件的检测到的转动圈数信号得出所述料带的厚度。

2.如权利要求1所述的厚度测量装置，其特征在于，所述第一辊轮转动安装在一第一辊轮座。

3.如权利要求2所述的厚度测量装置，其特征在于，所述第一辊轮在一第一驱动件的驱动下旋转，所述第一驱动件为旋转电机，所述第一检测组件为编码器，所述编码器与旋转电机连接。

4.如权利要求2所述的厚度测量装置，其特征在于，所述第二辊轮转动安装在第二辊轮座，所述第二辊轮座连接一第二驱动件，所述第二驱动件安装在第一辊轮座，所述第二辊轮被驱动靠近或远离第一辊轮，与第一辊轮相配合夹持料带。

5.如权利要求4所述的厚度测量装置，其特征在于，所述第二检测组件包括U型光电传感器和感应片，所述U型光电传感器安装在第二辊轮座，所述感应片设置在第二辊轮。

6.如权利要求4所述的厚度测量装置，其特征在于，所述第二驱动件通过一第一安装座安装在第一辊轮座，所述第一安装座设置有沿第一辊轮的轴向延伸的多个第一腰型孔，以改变第二驱动件沿第一辊轮轴向方向的安装位置。

7.如权利要求2所述的厚度测量装置，其特征在于，还包括第三辊轮，所述第三辊轮转动安装在第三辊轮座，所述第三辊轮座连接一第三驱动件，所述第三驱动件安装在第一辊轮座，并被设置为驱动第三辊轮靠近或远离第一辊轮。

8.如权利要求7所述的厚度测量装置，其特征在于，所述第三驱动件通过一第二安装座安装在第一辊轮座，所述第二安装座设置有沿第一辊轮轴向延伸的多个第二腰型孔，以改变第三驱动件沿第一辊轮轴向方向的安装位置。

9.如权利要求1所述的厚度测量装置，其特征在于，所述第二辊轮表面喷砂处理。

10.如权利要求1所述的厚度测量装置，其特征在于，所述第二辊轮沿轴向的长度小于第一辊轮沿轴向的长度。