CN221112010U - 一种多层料带同步裁切机构及电芯卷绕设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多层料带同步裁切机构及电芯卷绕设备，涉及卷绕设备技术领域，其特征在于，包括双动子直线平台，所述双动子直线平台上设置有滑动连接的极片裁断机构和插片平移机构，极片裁断机构包括切刀组件和切刀驱动机构，插片平移机构包括插片夹片和夹片驱动装置，双动子直线平台上还设有驱动极片裁断机构运动的第一动子和驱动插片平移机构运动的第二动子，所述卷绕设备包括两套上述的多层料带同步裁切机构。该种多层料带同步裁切机构及电芯卷绕设备，通过在双动子直线平台上设置插片平移机构和极片裁断机构，用直线电机的双动子分别驱动，既节省了空间，且在卷绕的同时也能对极片进行裁断，提高了卷绕的效率。

Description

一种多层料带同步裁切机构及电芯卷绕设备

技术领域

本实用新型涉及卷绕设备技术领域，具体涉及一种多层料带同步裁切机构及电芯卷绕设备。

背景技术

卷绕设备在各行业应用都非常广泛，目前传统的锂电池卷绕设备在完成一个电芯的卷绕工作时，电芯为两层隔膜和一层负极极片和一层正极极片重叠卷制而成，正负极极片裁切精度要求极高，需要极片料线停止并稳定后裁切极片，极片被切断后再加速完成后续卷绕工作，这个料线停止及减速、加速的过程会造成卷绕时序耗费时间长的缺点，严重制约了卷绕设备的生产效率的提升。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种多层料带同步裁切机构及电芯卷绕设备，通过在双动子直线平台上设置插片平移机构和极片裁断机构，用直线电机的双动子分别驱动，至与料线线速度同步裁切；在进行多层料带卷绕时，则可同步控制多套机构动作。解决了在卷绕过程中耗时长，卷绕效率低和影响生产效率等技术问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多层料带同步裁切机构，包括双动子直线平台，所述双动子直线平台上设置有滑动连接的极片裁断机构和插片平移机构，所述极片裁断机构包括切刀组件和用于驱动切刀组件对极片进行裁断的切刀驱动机构，所述插片平移机构包括插片夹片和用于驱动插片夹片对极片进行夹持的夹片驱动装置，所述双动子直线平台上还设有驱动所述极片裁断机构运动的第一动子和驱动所述插片平移机构运动的第二动子。

所述切刀组件包括切刀架，下刀架和上切刀，所述切刀架上穿设有与所述下刀架固定连接的活塞杆，所述下刀架安装在所述切刀架内，所述下刀架上设有下切刀，所述切刀驱动机构驱动所述下切刀接近或远离上切刀。

所述切刀驱动机构包括凸轮和电机，所述电机的输出轴与所述凸轮的转轴传动连接，所述凸轮通过关节轴承与所述活塞杆连接，所述电机驱动所述凸轮旋转，带动所述活塞杆做伸缩运动，从而实现对极片的裁断。

所述插片平移机构还包括夹片气缸座和夹片支架，所述夹片驱动装置安装在所述夹片气缸座上，所述夹片驱动装置包括夹片气缸和动压辊支架，所述动压辊支架通过导向滑杆和轴承座与所述夹片气缸座连接，所述夹片气缸驱动所述动压辊支架接近或远离所述夹片支架。

所述夹片支架与所述动压辊支架上均设有夹片压辊和夹片连接板，所述夹片连接板上设有用于固定插片夹片的加强板，所述插片夹片包括定夹片和动夹片，所述定夹片通过夹片连接板与所述夹片支架固定连接，所述动夹片通过夹片连接板与所述动压辊支架固定连接。

所述极片裁断机构还包括两个极耳抚平板，两个所述的极耳抚平板之间的距离由插片平移机构指向极片裁断机构逐渐缩小。

所述下刀架朝向下切刀的一侧设有将灰尘吹入抽尘管的吹嘴，所述下刀架朝向上切刀的一侧滑动设置有切刀压块，所述切刀压块远离下刀架的一侧设有胶垫，所述切刀压块与所述下刀架之间设有弹性件。

所述双动子直线平台上包括两个间隔布置且相互平行的直线导轨，所述第一动子与所述第二动子滑动连接在所述直线导轨上，所述切刀组件固定安装在所述第一动子上，所述插片平移机构背向插片夹片的一侧还设有用于稳定张力的张力过辊，所述张力过辊固定安装在所述第二动子上。

所述极片裁断机构还包括两个间隔布置的抽尘管和导向板，所述抽尘管安装在背向插片平移机构的一侧，所述抽尘管上朝向切刀组件侧设有抽尘口，所述导向板安装在抽尘管的外侧。

本实用新型还提供了一种电芯卷绕设备，所述设备包括两套所述的多层料带同步裁切机构，一套安装在正极极片的放卷机构和卷针之间对正极极片进行插片和裁切，另一套安装在负极极片的放卷机构和卷针之间对负极极片进行插片和裁切。

所述设备上的正极极片和负极极片的裁断机构的动作顺序相同，仅动作的时间节点由于正极极片和负极极片的卷绕长度有差别而不同，根据实际情况设置。

上述机构用于在电芯卷绕，在蛇形纠偏完成对极片的纠偏后，极片裁断完成前的一段时间启动设备，首先夹片气缸夹紧，第一动子驱动极片裁断机构开始加速至与极片的放卷速度一致，同时第二动子驱动插片平移机构也开始位移，直至插片平移机构距离极片头部的距离达到预设的距离，在插片平移机构运动的过程中，极片裁断机构加速完成与极片以相同速度同步运动，在运动一段距离后，极片裁断机构里的切刀组件对极片进行裁断，电机驱动凸轮旋转，带动活塞杆做伸缩运动，当活塞杆伸出时，下刀架与上切刀接近，实现对极片的裁断，在裁断完成后，极片裁断机构继续行进一定距离后开始减速，与此同时，插片平移机构开始加速，直至与极片的放卷线速度一致，加速一段距离后，极片放卷速度开始减速至0，在插片平移机构也加速完毕后，先匀速一段距离，然后开始减速至0，当插片平移机构将极片插入到卷针后，夹片气缸复位，插片夹片松开，完成新卷芯的极片插片；插片平移机构停止后开始回程，回到初始的位置，在插片平移机构回程刀一定距离时，且插片平移机构与极片裁断机构之间的达到安全距离时，极片裁断机构再开始返程，回到初始位置。

本实用新型的有益效果是：通过在双动子直线平台上设置插片平移机构和极片裁断机构，用直线电机的双动子分别驱动，至与料线线速度同步裁切；在进行多层料带卷绕时，则可同步控制多套机构动作，通过在既节省了空间，又可以实现在卷绕的同时也能对极片进行裁断，提高了卷绕的效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型极片裁断机构的结构示意图；

图3是本实用新型切刀驱动机构的结构示意图；

图4是本实用新型切刀组件的结构前视图；

图5是本实用新型切刀组件的结构后视图；

图6是本实用新型切刀组件的结构立体图；

图7是本实用新型插片平移机构的结构示意图；

图8是本实用新型夹片驱动装置的结构示意图；

图9是本实用新型抽尘管的结构示意图。

其中：1-双动子直线平台，2-极片裁断机构，3-插片平移机构，4-切刀组件，5-切刀驱动机构，6-插片夹片，7-夹片驱动装置，8-张力压辊，11-直线导轨，12-第一动子，13-第二动子，21-极耳抚平板，22-抽尘管，23-导向板，24-抽尘口，31-夹片气缸座，32-夹片支架，41-切刀架，42-下刀架，43-上切刀，44-活塞杆，45-下切刀，411-导向轴，412-直线轴承，421-吹嘴，422-切刀压块，423-胶垫，424-弹性件，51-凸轮，52-电机，53-关节轴承，61-定夹片，62-动夹片，71-夹片气缸，72-动压辊支架，73-导向滑杆，74-轴承座，711-夹片压辊，712-夹片连接板，713-加强板。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本实用新型创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

本实用新型提供一种多层料带同步裁切机构，在一个实施例中，如图1所示，包括双动子直线平台1，所述双动子直线平台1上设置有滑动连接的极片裁断机构2和插片平移机构3，所述极片裁断机构2包括切刀组件4和用于驱动切刀组件4对极片进行裁断的切刀驱动机构5，所述插片平移机构3包括插片夹片6和用于驱动插片夹片6对极片进行夹持的夹片驱动装置7，所述双动子直线平台1上还设有驱动所述极片裁断机构2运动的第一动子12和驱动所述插片平移机构3运动的第二动子13；所述双动子直线平台1上包括两个间隔布置且相互平行的直线导轨11，所述第一动子与所述第二动子滑动连接在所述直线导轨上。将极片裁断机构2和插片平移机构3安装在两个独立的动子上，并通过不同的动子驱动进行各自的移动，可以实现卷绕的同时对极片进行裁断，避免在卷绕电芯的过程中，为了裁断极片而停止卷绕，提高了卷绕效率。

在一个实施例中，如图4，图5和图6所示，所述切刀组件4固定安装在所述第一动子12上，所述切刀组件4包括切刀架41，下刀架42和上切刀43，所述切刀架41上穿设有与所述下刀架42固定连接的活塞杆44，所述下刀架42安装在所述切刀架41内，所述下刀架42上对应所述上切刀43设有下切刀45，所述下刀架42朝向下切刀45的一侧设有将灰尘吹入抽尘管22的吹嘴421，所述下刀架42朝向上切刀43的一侧滑动设置有切刀压块422，所述切刀压块422与下刀架42之间通过导向轴411和直线轴承412配合实现滑动连接，所述切刀压块422远离下刀架42的一侧设有胶垫423，所述切刀压块422与所述下刀架42之间设有弹性件424。在本实施例中，所述弹性件424为压簧，下刀架42的内部设有与所述吹嘴421相连通的供气气路，将在极片裁断时所产生的灰尘吹向抽尘管22，所述切刀驱动机构5驱动所述下切刀45接近或远离上切刀43，当下刀架42向上切刀43接近时，下切刀45可以与上切刀43配合实现对极片的裁断。

在一个实施例中，如图2和图3所示，所述切刀驱动机构5包括凸轮51和电机52，所述电机52的输出轴与所述凸轮51的转轴传动连接，所述凸轮51通过关节轴承53与所述活塞杆44连接，所述活塞杆44可在下刀架42内进行伸缩，所述电机52驱动所述凸轮51旋转，带动所述活塞杆44做伸缩运动，当活塞杆44伸出时，下刀架42与上切刀43接近，实现对极片的裁断；所述极片裁断机构2还包括两个极耳抚平板21，两个所述的极耳抚平板21之间的距离由插片平移机构3指向极片裁断机构2逐渐缩小，所述极耳抚平板21上设有镂空，以便于设置极耳抚平板21根部的激光对射传感器对极片进行检测，所述极片裁断机构2还包括两个间隔布置的抽尘管22和导向板23，所述抽尘管22安装在背向插片平移机构3的一侧，在本实施例中，如图9所示，所述抽尘管22朝向切刀组件4侧设有抽尘口24，所述导向板23安装在抽尘管22的外侧，将抽尘管22设置在切刀组件4的出口处，且抽尘管22连接吸尘器或排废管道，切刀裁断极片产生的粉尘会随着抽尘口24顺着管道流到排废管道中或者吸尘器中，避免粉尘污染电芯及空气。在工作时，切刀驱动机构5会随着极片同步运动，与极片保持相对静止，实现对极片的裁断，避免为裁断极片停止卷绕，提高卷绕设备整体节拍，从而提高卷绕效率。

在一个实施例中，如图7和图8所示，所述插片平移机构3还包括夹片气缸座31和夹片支架32，所述夹片气缸座31与所述夹片支架32之间通过横梁围成框架结构，所述夹片驱动装置7安装在所述夹片气缸座31上，所述夹片驱动装置7包括夹片气缸71和动压辊支架72，所述动压辊支架72通过导向滑杆73和轴承座74与所述夹片气缸座31连接，所述夹片气缸71驱动所述动压辊支架72接近或远离所述夹片支架32，所述夹片支架32与所述动压辊支架72上均设有夹片压辊711和夹片连接板712，所述夹片连接板712上设有用于固定插片夹片6的加强板713，通过设置加强版713，使得插片夹片6与夹片连接板712的连接处更可靠，所述插片夹片6包括定夹片61和动夹片62，所述定夹片61通过夹片连接板712与所述夹片支架32固定连接，所述动夹片62通过夹片连接板712与所述动压辊支架72固定连接，所述插片平移机构3背向插片夹片6的一侧还设有用于稳定张力的张力过辊8，所述张力过辊8固定安装在所述第二动子13上，当夹片气缸71伸出时，驱动动压辊支架72向夹片支架32靠近，使得两个夹片压辊711相互靠近，从而使得动夹片62与定夹片61贴合对极片进行夹持，并在第二动子的驱动下将裁断后的极片首端插入到卷针中，以开始后下一个电芯的卷绕。

本实用新型还提供了一种电芯卷绕设备，所述设备包括两套所述的多层料带同步裁切机构，一套安装在正极极片的放卷机构和卷针之间对正极极片进行插片和裁切，另一套安装在负极极片的放卷机构和卷针之间对负极极片进行插片和裁切。所述设备上的正极极片和负极极片的裁断机构的动作顺序相同，仅动作的时间节点由于正极极片和负极极片的卷绕长度有差别而不同，根据实际情况设置。

工作原理：上述机构在电芯卷绕，在蛇形纠偏完成对极片的纠偏后，极片裁断完成前的一段时间启动设备，夹片气缸夹紧，第一动子驱动极片裁断机构开始加速至与极片的放卷速度一致，同时第二动子驱动插片平移机构也开始位移，直至插片平移机构距离极片头部的距离达到预设的距离，在插片平移机构运动的过程中，极片裁断机构加速完成与极片以相同速度同步运动，在运动一段距离后，极片裁断机构里的切刀组件对极片进行裁断，电机驱动凸轮旋转，带动活塞杆做伸缩运动，当活塞杆伸出时，下刀架与上切刀接近，实现对极片的裁断，在裁断完成后，极片裁断机构继续行进一定距离后开始减速，与此同时，插片平移机构开始加速，直至与极片的放卷线速度一致，加速一段距离后，极片放卷速度开始减速至0，在插片平移机构也加速完毕后，先匀速一段距离，然后开始减速至0，当插片平移机构将极片插入到卷针后，夹片气缸复位，插片夹片松开，完成新卷芯的极片插片；插片平移机构停止后开始回程，回到初始的位置，在插片平移机构回程刀一定距离时，且插片平移机构与极片裁断机构之间的达到安全距离时，极片裁断机构再开始返程，回到初始位置。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种多层料带同步裁切机构，其特征在于，包括双动子直线平台，所述双动子直线平台上设置有滑动连接的极片裁断机构和插片平移机构，所述极片裁断机构包括切刀组件和用于驱动切刀组件对极片进行裁断的切刀驱动机构，所述插片平移机构包括插片夹片和用于驱动插片夹片对极片进行夹持的夹片驱动装置，所述双动子直线平台上还设有驱动所述极片裁断机构运动的第一动子和驱动所述插片平移机构运动的第二动子。

2.根据权利要求1所述的一种多层料带同步裁切机构，其特征在于，所述切刀组件包括切刀架，下刀架和上切刀，所述切刀架上穿设有与所述下刀架固定连接的活塞杆，所述下刀架安装在所述切刀架内，所述下刀架上设有下切刀，所述切刀驱动机构驱动所述下切刀接近或远离上切刀。

3.根据权利要求2所述的一种多层料带同步裁切机构，其特征在于，所述切刀驱动机构包括凸轮和电机，所述电机的输出轴与所述凸轮的转轴传动连接，所述凸轮通过关节轴承与所述活塞杆连接，所述电机驱动所述凸轮旋转，带动所述活塞杆做伸缩运动，从而实现对极片的裁断。

4.根据权利要求1所述的一种多层料带同步裁切机构，其特征在于，所述插片平移机构还包括夹片气缸座和夹片支架，所述夹片驱动装置安装在所述夹片气缸座上，所述夹片驱动装置包括夹片气缸和动压辊支架，所述动压辊支架通过导向滑杆和轴承座与所述夹片气缸座连接，所述夹片气缸驱动所述动压辊支架接近或远离所述夹片支架。

5.根据权利要求4所述的一种多层料带同步裁切机构，其特征在于，所述夹片支架与所述动压辊支架上均设有夹片压辊和夹片连接板，所述夹片连接板上设有用于固定插片夹片的加强板，所述插片夹片包括定夹片和动夹片，所述定夹片通过夹片连接板与所述夹片支架固定连接，所述动夹片通过夹片连接板与所述动压辊支架固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种多层料带同步裁切机构，其特征在于，所述极片裁断机构还包括两个极耳抚平板，两个所述的极耳抚平板之间的距离由插片平移机构指向极片裁断机构逐渐缩小。

7.根据权利要求2所述的一种多层料带同步裁切机构，其特征在于，所述下刀架朝向下切刀的一侧设有将灰尘吹入抽尘管的吹嘴，所述下刀架朝向上切刀的一侧滑动设置有切刀压块，所述切刀压块远离下刀架的一侧设有胶垫，所述切刀压块与所述下刀架之间设有弹性件。

8.根据权利要求1所述的一种多层料带同步裁切机构，其特征在于，所述双动子直线平台上包括两个间隔布置且相互平行的直线导轨，所述第一动子与所述第二动子滑动连接在所述直线导轨上，所述切刀组件固定安装在所述第一动子上，所述插片平移机构背向插片夹片的一侧还设有用于稳定张力的张力过辊，所述张力过辊固定安装在所述第二动子上。

9.根据权利要求1所述的一种多层料带同步裁切机构，其特征在于，所述极片裁断机构还包括两个间隔布置的抽尘管和导向板，所述抽尘管安装在背向插片平移机构的一侧，所述抽尘管上朝向切刀组件侧设有抽尘口，所述导向板安装在抽尘管的外侧。

10.一种电芯卷绕设备，其特征在于，所述设备包括两套权利要求1-9任意一项所述的多层料带同步裁切机构，一套安装在正极极片的放卷机构和卷针之间对正极极片进行插片和裁切，另一套安装在负极极片的放卷机构和卷针之间对负极极片进行插片和裁切。