CN220690061U - 长度测量装置及模切设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及生产测量技术领域，尤其涉及一种长度测量装置，用于测量待测件的两处标记之间的距离，该长度测量装置包括测量辊、编码器以及标记检测传感器。待测件能够卷绕在测量辊上，编码器用于测量测量辊的转动圈数，标记检测传感器的测量端正对测量辊，以测量待测件上的标记，标记检测传感器与编码器通讯连接。本实用新型还提供了一种模切设备，包括放卷辊、收卷辊和上述的长度测量装置，沿极片的传送方向，收卷辊和测量辊均位于放卷辊的下游，下游的极片能够择一卷绕于收卷辊或测量辊上。上述的长度测量装置以及模切设备，测量过程中占用空间较小，人力投入少，且能避免材料浪费，降低成本。

Description

长度测量装置及模切设备

技术领域

本实用新型涉及生产测量技术领域，尤其涉及一种长度测量装置及模切设备。

背景技术

在锂电池卷绕类电芯的生产工序中，有一个模切工序，模切后需要测量相邻两处标记孔之间的距离L。对于卷绕类电芯而言，两处标记孔之间的距离L通常为2m-50m。目前采用如下方法进行测量：在收卷处，将模切后的极片切断，切断后的极片必须包含两处标记孔及两处标记孔之间的部分，然后将切下的极片放置在地上或者测量台上，用卷尺测量。但当两处标记孔之间的距离较大时，需要较大的测量空间，致使测量过程不易操作，且测量过程需要耗费较长的工时，导致人力资源的消耗。不仅如此，切下的极片不能再接上，只能报废处理，造成材料浪费，成本增大。

因此，亟需一种长度测量装置及模切设备，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于：提供一种长度测量装置，测量过程中占用空间较小，减小人力投入，且能避免材料浪费，降低成本。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种长度测量装置，用于测量待测件的两处标记之间的距离，所述长度测量装置包括：

测量辊，所述待测件能够卷绕在所述测量辊上；

编码器，所述编码器用于测量所述测量辊的转动圈数；

标记检测传感器，所述标记检测传感器的测量端正对所述测量辊，以测量所述待测件上的所述标记，所述标记检测传感器与所述编码器通讯连接。

作为长度测量装置的一种优选方案，还包括卷径测量器，所述卷径测量器的测量端能够接触所述测量辊或卷绕于所述测量辊的所述待测件的最外层，以测量接触位置与所述测量辊的轴线之间的垂直距离。

作为长度测量装置的一种优选方案，沿所述测量辊的周向，所述卷径测量器与所述标记检测传感器间隔设置。

作为长度测量装置的一种优选方案，还包括卷径驱动件，所述卷径测量器连接于所述卷径驱动件的输出端，所述卷径驱动件用于带动所述卷径测量器沿所述测量辊的横截面的径向移动，以使所述卷径测量器的测量端接触或脱离所述测量辊或卷绕于所述测量辊的所述待测件的最外层。

作为长度测量装置的一种优选方案，所述卷径驱动件与所述标记检测传感器通讯连接。

作为长度测量装置的一种优选方案，还包括刻度盘，所述刻度盘的轴向与所述测量辊的轴向重合，所述刻度盘背离所述测量辊的一侧设置有刻度，所述刻度盘能够随着所述测量辊转动。

作为长度测量装置的一种优选方案，还包括定位轴，所述定位轴连接于所述测量辊的辊轴，所述定位轴的轴线与所述测量辊的轴线在同一直线上，所述定位轴沿自身轴向包括相连接的第一轴和第二轴，所述刻度盘选择性地套设在所述第一轴或所述第二轴上，所述刻度盘的内圈具有第一定位部，所述第一轴的外壁上具有第二定位部，所述第一定位部与所述第二定位部卡接，所述第二轴的外径小于所述刻度盘的内圈的直径。

本实用新型的另一个目的在于：提供一种模切设备，能够在测量过程中占用较小的空间，人力投入较少，且能避免材料浪费，降低成本。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种模切设备，包括放卷辊、收卷辊和上述的长度测量装置，沿极片的传送方向，所述收卷辊和测量辊均位于所述放卷辊的下游，下游的所述极片能够择一卷绕于所述收卷辊或所述测量辊上。

作为模切设备的一种优选方案，还包括转向支撑辊，所述转向支撑辊用于支撑所述极片。

作为模切设备的一种优选方案，还包括切割装置，所述切割装置用于对所述极片进行模切。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种长度测量装置，用于测量待测件的两处标记之间的距离，该长度测量装置包括测量辊、编码器以及标记检测传感器。待测件能够卷绕在测量辊上，编码器用于测量测量辊的转动圈数，标记检测传感器的测量端正对测量辊，以测量待测件上的标记，标记检测传感器与编码器通讯连接。待测件随着测量辊转动逐渐卷绕在测量辊上，当标记检测传感器检测到待测件上的第一处标记时，编码器清零，然后随着待测件的不断卷绕，当标记检测传感器检测到待测件上的第二处标记时，记录编码器的转动圈数，即可根据测量辊的半径，计算得到极片的两处标记之间的极片长度。相较于切下极片、铺展开再用卷尺测量，该长度测量装置使得极片在卷绕状态下即可完成测量，占用空间小。且通过标记检测传感器与编码器之间通讯连接，即可在检测到第一处标记时触发编码器自动清零，检测到第二处标记时即可从编码器得到转动圈数，计算出最终的极片长度，人力投入更少。不仅如此，这段极片并不需要切下，不耽误后续的加工使用，即可避免现有技术对材料的浪费，从而能够降低生产过程的成本投入。

本实用新型还提供了一种模切设备，包括放卷辊、收卷辊和上述的长度测量装置，沿极片的传送方向，收卷辊和测量辊均位于放卷辊的下游，下游的极片能够择一卷绕于收卷辊或测量辊上。即可先将下游的极片卷绕于测量辊上，放卷辊和测量辊同步转动，以进行测量。完成测量后，放卷辊和测量辊同步反向转动，以在放卷辊上进行收卷动作。再将下游的极片卷绕于收卷辊上，使被测量的那段极片能够正常加工使用，避免材料浪费，降低成本。且该模切设备的长度测量装置能够在较小空间内完成测量，且不需要投入过多人力，进一步降低成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例所提供的模切设备(开始测量)的结构示意图；

图2是本实用新型实施例所提供的模切设备(第一次卷径测量)的结构示意图；

图3是本实用新型实施例所提供的模切设备(第二次卷径测量)的结构示意图；

图4是本实用新型实施例所提供的模切设备(测量完成后收卷)的结构示意图；

图5是本实用新型实施例所提供的计算模型示意图。

图中：

1、长度测量装置；11、测量辊；12、编码器；13、标记检测传感器；14、卷径测量器；15、刻度盘；

2、放卷辊；3、收卷辊；4、转向支撑辊；5、切割装置；

900、待测件。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以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。

本实施例的长度测量装置1用于测量待测件900的两处标记之间的距离，如图1-图4所示，该长度测量装置1包括测量辊11、编码器12以及标记检测传感器13。待测件900能够卷绕在测量辊11上，编码器12用于测量测量辊11的转动圈数，标记检测传感器13的测量端正对测量辊11，以测量待测件900上的标记，标记检测传感器13与编码器12通讯连接。

该长度测量装置1应用于极片模切工艺中时，待测件900即为极片。待测件900随着测量辊11转动逐渐卷绕在测量辊11上，当标记检测传感器13检测到待测件900上的第一处标记时，编码器12清零。然后随着待测件900的不断卷绕，当标记检测传感器13检测到待测件900上的第二处标记时，记录编码器12的转动圈数，即可根据测量辊11的半径和测量辊11的转动圈数，计算得到极片的两处标记之间的极片长度。

相较于切下极片、铺展开再用卷尺测量，该长度测量装置1使得极片在卷绕状态下即可完成测量，占用空间小。且通过标记检测传感器13与编码器12之间通讯连接，即可在检测到第一处标记时触发编码器12自动清零，检测到第二处标记时即可从编码器12得到转动圈数，计算出最终的极片长度，人力投入更少。不仅如此，这段极片并不需要切下，还可加工使用，即可避免现有技术对材料的浪费，从而能够降低生产过程的成本投入。

优选地，该长度测量装置1还包括卷径测量器14，卷径测量器14的测量端能够接触测量辊11或卷绕于测量辊11的待测件900的最外层，以测量接触位置与测量辊11的轴线之间的垂直距离。检测到标记时，卷径测量器14即测量一次，根据卷径测量器14的两次测量值，即可得到待测件900卷绕的厚度，从而消除因厚度所带来的计算误差。具体的计算过程将在下文中介绍。

优选地，沿测量辊11的周向，卷径测量器14与标记检测传感器13间隔设置。在本实施例中，沿待测件900的传送方向，卷径测量器14在标记检测传感器13的下游，且二者之间相差90°，以便于后续的计算。

优选地，该长度测量装置1还包括卷径驱动件(图中未示出)，卷径测量器14连接于卷径驱动件的输出端，卷径驱动件用于带动卷径测量器14沿测量辊11的横截面的径向移动，以使卷径测量器14的测量端接触或脱离测量辊11或卷绕于测量辊11的待测件900的最外层。可选地，卷径驱动件为气缸或直线电机，以便于带动卷径驱动件沿直线移动。在本实施例中，卷径测量器14位于测量辊11的正上方，当标记检测传感器13未检测到标记时，卷径测量器14位于较高位置，以与测量辊11保持间隔，不影响待测件900的卷绕。当标记检测传感器13检测到标记时，卷径驱动件带动卷径测量器14下移，以接触测量辊11或卷绕于测量辊11的待测件900的最外层，以测量此处与测量辊11轴线之间的垂直距离，此时的卷径测量器14位于较低位置。

优选地，卷径驱动件与标记检测传感器13通讯连接，以使标记检测传感器13检测到标记时及时触发卷径驱动件带动卷径测量器14移动，以使卷径测量器14完成测量动作。

在本实施例中，标记为孔，标记检测传感器13为孔检测传感器，当然在其他实施例中，可根据标记的类型不同，选择不同类型的检测传感器。

为了在待测件900卷绕多圈后便于观察第一处标记的位置，优选地，该长度测量装置1还包括刻度盘15，刻度盘15的轴向与测量辊11的轴向重合，刻度盘15背离测量辊11的一侧设置有刻度，刻度盘15能够随着测量辊11转动。

为了使刻度盘15能够相对测量辊11转动，以使刻度盘15的零点对准第一处标记，且刻度盘15又能随着测量辊11转动，以使刻度盘15每时刻对准第一处标记，优选地，该长度测量装置1还包括定位轴(图中未示出)。具体地，定位轴连接于测量辊11的辊轴，定位轴的轴线与测量辊11的轴线在同一直线上，定位轴沿自身轴向包括相连接的第一轴和第二轴，刻度盘15选择性地套设在第一轴或第二轴上。刻度盘15的内圈具有第一定位部，第一轴的外壁上具有第二定位部，第一定位部与第二定位部卡接，即当刻度盘15套设在第一轴上时，刻度盘15会与测量辊11同步转动。第二轴的外径小于刻度盘15的内圈的直径，即当刻度盘15套设在第二轴上时，刻度盘15能够不受测量辊11的影响，相对测量辊11转动。可选地，第一定位部和第二定位部中的一个为凸出，另一个为凹槽，且第一定位部与第二定位部一一对应设置有多组，多组沿刻度盘15的周向间隔均匀设置。且为了进一步保证卡接的稳定性，即刻度盘15与第一轴沿周向相对静止，凸出和凹槽可均为燕尾形，且沿平行于刻度盘15轴向的方向贯穿设置。当然在其他实施例中，也可设置为其他形态的卡接结构。

本实施例还提供了一种模切设备，包括放卷辊2、收卷辊3和上述的长度测量装置1，沿极片的传送方向，收卷辊3和测量辊11均位于放卷辊2的下游，下游的极片能够择一卷绕于收卷辊3或测量辊11上。

即可先将下游的极片卷绕于测量辊11上，放卷辊2和测量辊11同步转动，以进行测量。完成测量后，放卷辊2和测量辊11同步反向转动，以在放卷辊2上进行收卷动作。再将下游的极片卷绕于收卷辊3上，使被测量的那段极片能够正常加工使用，避免材料浪费，降低成本。且该模切设备的长度测量装置1能够在较小空间内完成测量，且不需要投入过多人力，进一步降低成本。

优选地，该模切设备还包括转向支撑辊4，转向支撑辊4用于支撑极片，以改变极片的传送方向，便于在有限空间内布置各个辊。

优选地，该模切设备还包括切割装置5，切割装置5用于对极片进行模切。

该模切设备的使用方法如下：

如图1所示，将极片固定在测量辊11上，测量辊11固定不动，刻度盘15套设在第二轴上，转动刻度盘15，使得刻度盘15上的“0”与极片上的第一处标记对应。然后使刻度盘15套设在第一轴上，电机带动测量辊11、刻度盘15同步缓慢转动。当标记检测传感器13检测到第一个标记时，编码辊的位置信号自动清零，且测量辊11停止转动。如图2所示，卷径测量器14下移进行第一次检测，测得此时的收卷半径r，即接触位置与测量辊11的轴线之间的垂直距离。

电机驱动测量辊11继续转动，对极片进行收卷，同时放卷机构放卷，标记检测传感器13检测到第二处标记时，停止收卷和放卷。如图3所示，读取此时第二处标记对应的刻度a，然后下压卷径测量器14，读取此时的收卷半径R，即此刻接触位置与测量辊11的轴线之间的垂直距离。另外，编码辊与测量辊11同步旋转，读取此时测量辊11转动的圈数m，m一般不为整数，对m进行取整得到n(n≤m＜n+1)。

此时需观察第一处标记与第二处标记的相对位置，有以下两种情况：

(1)当第一个标记处在标记检测传感器13与卷径测量器14之间的90°夹角内时，此时m-n＜0.25，则极片厚度t＝(R-r)/n，从1到n圈内极片的长度L1＝π(R²-r2)/t＝π(R²-r2)×n/(R-r)。

为便于分析n圈以外的极片的长度，简化的计算模型如图5所示，则n圈以外的极片长度L2＝(2π(r+t/2))×a/(2π)＝a×(R+t/2)＝a×(r+(R-r)/2n)。

则极片的总长度L＝L1+L2＝π(R²-r2)×n/(R-r)+a×(r+(R-r)/2n)。

(2)当第一个标记处在标记检测传感器13与卷径测量器14之间的90°夹角之外时，此时m-n＞0.25，则极片的厚度t＝(R-r)/(n+1)，从1到n圈内极片的长度L1＝π(R²-r2)/t＝π(R²-r2)×(n+1)/(R-r)。

同理可算的n圈以外的极片的长度L2＝(2π(r+t/2))×a/2π＝a×(r+t/2)＝a×(r+(R-r)/(2×(n+1)))

则极片的总长度为L＝L1+L2＝π(R²-r2)×(n+1)/(R-r)+a×(r+(R-r)/(2(n+1)))。

极片长度测量完成后，设备进行倒卷(即与原来的走带方向相反)，放卷处进行收卷动作，最后重新按正常流程走带，如图4所示，则此用于测量的极片即可再次进行正常收卷和放卷，不会产生极片的报废。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.长度测量装置，其特征在于，用于测量待测件(900)的两处标记之间的距离，所述长度测量装置(1)包括：

测量辊(11)，所述待测件(900)能够卷绕在所述测量辊(11)上；

编码器(12)，所述编码器(12)用于测量所述测量辊(11)的转动圈数；

标记检测传感器(13)，所述标记检测传感器(13)的测量端正对所述测量辊(11)，以测量所述待测件(900)上的所述标记，所述标记检测传感器(13)与所述编码器(12)通讯连接。

2.根据权利要求1所述的长度测量装置，其特征在于，还包括卷径测量器(14)，所述卷径测量器(14)的测量端能够接触所述测量辊(11)或卷绕于所述测量辊(11)的所述待测件(900)的最外层，以测量接触位置与所述测量辊(11)的轴线之间的垂直距离。

3.根据权利要求2所述的长度测量装置，其特征在于，沿所述测量辊(11)的周向，所述卷径测量器(14)与所述标记检测传感器(13)间隔设置。

4.根据权利要求2所述的长度测量装置，其特征在于，还包括卷径驱动件，所述卷径测量器(14)连接于所述卷径驱动件的输出端，所述卷径驱动件用于带动所述卷径测量器(14)沿所述测量辊(11)的横截面的径向移动，以使所述卷径测量器(14)的测量端接触或脱离所述测量辊(11)或卷绕于所述测量辊(11)的所述待测件(900)的最外层。

5.根据权利要求4所述的长度测量装置，其特征在于，所述卷径驱动件与所述标记检测传感器(13)通讯连接。

6.根据权利要求1所述的长度测量装置，其特征在于，还包括刻度盘(15)，所述刻度盘(15)的轴向与所述测量辊(11)的轴向重合，所述刻度盘(15)背离所述测量辊(11)的一侧设置有刻度，所述刻度盘(15)能够随着所述测量辊(11)转动。

7.根据权利要求6所述的长度测量装置，其特征在于，还包括定位轴，所述定位轴连接于所述测量辊(11)的辊轴，所述定位轴的轴线与所述测量辊(11)的轴线在同一直线上，所述定位轴沿自身轴向包括相连接的第一轴和第二轴，所述刻度盘(15)选择性地套设在所述第一轴或所述第二轴上，所述刻度盘(15)的内圈具有第一定位部，所述第一轴的外壁上具有第二定位部，所述第一定位部与所述第二定位部卡接，所述第二轴的外径小于所述刻度盘(15)的内圈的直径。

8.模切设备，其特征在于，包括放卷辊(2)、收卷辊(3)和如权利要求1-7任一项所述的长度测量装置，沿极片的传送方向，所述收卷辊(3)和测量辊(11)均位于所述放卷辊(2)的下游，下游的所述极片能够择一卷绕于所述收卷辊(3)或所述测量辊(11)上。

9.根据权利要求8所述的模切设备，其特征在于，还包括转向支撑辊(4)，所述转向支撑辊(4)用于支撑所述极片。

10.根据权利要求8所述的模切设备，其特征在于，还包括切割装置(5)，所述切割装置(5)用于对所述极片进行模切。