本實(shí)用新型涉及電池疊片技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一體化電芯疊片機(jī)。
背景技術(shù):
鋰離子電池是性能卓越的新一代綠色高能電池,已成為高新技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)之一。鋰離子電池具有以下特點(diǎn):高電壓、高容量、低消耗、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)公害、體積小、內(nèi)阻小、自放電少、循環(huán)次數(shù)多。因其上述特點(diǎn),鋰離子電池已應(yīng)用到移動(dòng)電話、筆記本電腦、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等眾多民用及軍事領(lǐng)域。
鋰離子電池的電芯一般為層疊式,即由正極片、隔膜、負(fù)極片層疊設(shè)置,在進(jìn)行疊片時(shí),通常采用Z型一體化電芯疊片機(jī),即首先通過(guò)正負(fù)極片吸盤分別將正極片和負(fù)極片從料盒中轉(zhuǎn)運(yùn)至正疊片工位和負(fù)疊片工位,再將隔膜牽引至正極片下方,將正極片壓覆于隔膜一側(cè)面,再將隔膜牽引至負(fù)極片下方,將負(fù)極片壓覆于隔膜另一側(cè)面,依次往復(fù),直到隔膜兩側(cè)分別疊有預(yù)設(shè)層數(shù)的正極片和負(fù)極片,疊片完成后,通過(guò)卷繞機(jī)械手夾住極片,不斷旋轉(zhuǎn),使隔膜卷繞于極片外部。
但這種疊片方法,一方面,在疊片過(guò)程中,隔膜完成一次正極片疊片后需運(yùn)動(dòng)至另一側(cè)的負(fù)極片處疊片,隔膜往復(fù)運(yùn)動(dòng)距離長(zhǎng),隔膜往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中無(wú)法實(shí)現(xiàn)疊片,導(dǎo)致工作效率低;第二方面,疊片時(shí)正負(fù)極片位置對(duì)準(zhǔn)較差,導(dǎo)致疊片精度低,疊片質(zhì)量不佳。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為解決上述問(wèn)題本實(shí)用新型提供一種疊片效率高、疊片精度高、疊片質(zhì)量好的一體化電芯疊片機(jī)。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一體化電芯疊片機(jī),包括疊片工位,所述疊片工位包括轉(zhuǎn)盤、位于轉(zhuǎn)盤下方用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)裝置、均勻陣列于轉(zhuǎn)盤上的若干個(gè)用于疊片的疊片裝置;所述疊片裝置包括一疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)、驅(qū)動(dòng)疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)的疊片動(dòng)力機(jī)構(gòu)、對(duì)稱設(shè)置于疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)兩側(cè)用于吸取并帶動(dòng)正極片和負(fù)極片在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)的第一吸取機(jī)構(gòu)和第二吸取機(jī)構(gòu)、安裝于疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)上方用于提供隔膜的隔膜放料機(jī)構(gòu),所述疊片動(dòng)力機(jī)構(gòu)位于疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)底部,所述隔膜放料機(jī)構(gòu)的隔膜穿過(guò)疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)中央,所述疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)擺動(dòng)軌跡分別與第一吸取機(jī)構(gòu)和第二吸取機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)軌跡相外切。
對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)為,所述疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)包括回轉(zhuǎn)底板、平行于回轉(zhuǎn)底板且位于回轉(zhuǎn)底板上方的疊片臺(tái)、連接于回轉(zhuǎn)底板和疊片臺(tái)之間用于支撐疊片臺(tái)的四根支撐桿,還包括位于回轉(zhuǎn)底板上靠近第一吸取機(jī)構(gòu)的第一壓片組件和靠近第二吸取機(jī)構(gòu)的第二壓片組件。
對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)為,所述第一壓片組件和第二壓片組件平行設(shè)置,所述第一壓片組件包括安裝于回轉(zhuǎn)底板上的第一滑軌、滑設(shè)于第一滑軌的兩個(gè)第一滑塊、安裝于第一滑塊上的第一動(dòng)力單元、連接于第一滑塊驅(qū)動(dòng)第一滑塊沿第一滑軌滑動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)單元、安裝于第一動(dòng)力單元頂部的第一固定板、連接于第一固定板且位于疊片臺(tái)上用于壓住極片的第一壓桿;所述第二壓片組件包括安裝于回轉(zhuǎn)底板上的第二滑軌、滑設(shè)于第二滑軌的兩個(gè)第二滑塊、安裝于第二滑塊上的第二動(dòng)力單元、連接于第二滑塊驅(qū)動(dòng)第二滑塊沿第二滑軌滑動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)單元、安裝于第二動(dòng)力單元頂部的第二固定板、連接于第二固定板且位于疊片臺(tái)上用于壓住極片的第二壓桿。
對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)為,所述疊片動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括疊片電機(jī)、連接于疊片電機(jī)輸出端的減速器、連接于減速器輸出端的轉(zhuǎn)軸、滾動(dòng)套設(shè)于轉(zhuǎn)軸外部的轉(zhuǎn)滾,還包括兩平行設(shè)置的第一固定塊和第二固定塊,所述轉(zhuǎn)滾的兩端分別連接于第一固定塊和第二固定塊。
對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)為,所述隔膜放料機(jī)構(gòu)包括放料輥、平行于放料輥用于輸送隔膜的若干個(gè)輸送滾筒,若干個(gè)輸送滾筒從上至下靠近疊片臺(tái),位于最下端的兩個(gè)輸送滾筒之間設(shè)有用于隔膜通過(guò)的間隙且最下端的兩輸送滾筒處于同一水平面,隔膜穿過(guò)間隙并垂直穿過(guò)疊片臺(tái)中央。
對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)為,所述第一吸取機(jī)構(gòu)包括用于提供動(dòng)力的第一旋轉(zhuǎn)動(dòng)力、連接于第一旋轉(zhuǎn)動(dòng)力輸出端的第一轉(zhuǎn)盤、安裝于第一轉(zhuǎn)盤背離第一旋轉(zhuǎn)動(dòng)力一端的第一導(dǎo)桿、滑設(shè)于第一導(dǎo)桿上的第一伸縮板、安裝于第一伸縮板自由端的第一吸盤;所述第二吸取機(jī)構(gòu)包括用于提供動(dòng)力的第二旋轉(zhuǎn)動(dòng)力、連接于第二旋轉(zhuǎn)動(dòng)力輸出端的第二轉(zhuǎn)盤、安裝于第二轉(zhuǎn)盤背離第二旋轉(zhuǎn)動(dòng)力一端的第二導(dǎo)桿、滑設(shè)于第二導(dǎo)桿上的第二伸縮板、安裝于第二伸縮板自由端的第二吸盤。
對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)為,所述疊片裝置為兩個(gè),即第一疊片裝置和第二疊片裝置,所述第一疊片裝置以轉(zhuǎn)盤圓心為中心旋轉(zhuǎn)180°后與第二疊片裝置重合。
對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)為,還包括用于正極片上料的第一上料工位、用于負(fù)極片上料的第二上料工位、用于電芯卷繞的卷繞工位、用于剪斷隔膜的剪切工位、用于壓緊電芯的沖壓工位、用于在電芯表面貼附膠紙的貼膠紙工位和用于電芯下料的下料工位,還包括用于安裝疊片工位、卷繞工位、剪切工位、沖壓工位、貼膠紙工位的平臺(tái);所述第一上料工位和第二上料工位對(duì)稱設(shè)置于疊片工位一側(cè),所述卷繞工位設(shè)置于疊片工位另一側(cè),剪切工位位于卷繞工位一側(cè),沖壓工位和貼膠紙工位分別位于卷繞工位兩側(cè),下料工位位于沖壓工位和貼膠紙工位后方,且卷繞工位垂直于下料工位,下料工位垂直于第一上料工位和第二上料工位的連線。
對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)為,所述卷繞工位包括安裝于平臺(tái)上的卷繞軌道、滑設(shè)于卷繞軌道上的夾子安裝板、架設(shè)于夾子安裝板兩端的夾子安裝架、安裝于夾子安裝架上的夾子組件、驅(qū)動(dòng)夾子安裝板沿卷繞軌道滑動(dòng)以轉(zhuǎn)運(yùn)極片的第一動(dòng)力組件、驅(qū)動(dòng)夾子組件繞夾子安裝架旋轉(zhuǎn)以將隔膜卷繞于極片外部的第二動(dòng)力組件,所述第一動(dòng)力組件設(shè)置于卷繞軌道中央,所述第二動(dòng)力組件設(shè)置于夾子安裝架一側(cè)。
本實(shí)用新型的有益效果為:
1、一方面,本實(shí)用新型的疊片工位的轉(zhuǎn)盤上設(shè)有若干個(gè)疊片裝置,當(dāng)一個(gè)疊片裝置完成預(yù)設(shè)層數(shù)的疊片后,轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn),使得另一疊片裝置到達(dá)疊片工位進(jìn)行疊片,疊片完成的疊片裝置旋轉(zhuǎn)到下一工位,進(jìn)行疊片后的卷繞等工序,由于設(shè)置有多個(gè)疊片裝置,使得疊片和卷繞等工序能同時(shí)進(jìn)行,工作效率高。第二方面,疊片裝置中,疊片動(dòng)力機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)交替向第一吸取機(jī)構(gòu)和第二吸取機(jī)構(gòu)方向擺動(dòng),由于隔膜穿過(guò)疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)中央,隔膜也隨疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)一同擺動(dòng),當(dāng)隔膜擺動(dòng)到與第一吸取機(jī)構(gòu)吸取的正極片相接觸時(shí),正極片疊于隔膜一側(cè),當(dāng)隔膜擺動(dòng)到與第二吸取機(jī)構(gòu)吸取的負(fù)極片相接觸時(shí),負(fù)極片疊于隔膜另一側(cè),依此往復(fù),相對(duì)于傳統(tǒng)的隔膜在正負(fù)極片間往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),本實(shí)用新型的隔膜在正負(fù)極片間往復(fù)擺動(dòng),耗時(shí)較少,疊片效率高。第三方面,第一吸取機(jī)構(gòu)和第二吸取機(jī)構(gòu)對(duì)稱設(shè)置于疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)兩側(cè),疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)擺動(dòng)軌跡分別與第一吸取機(jī)構(gòu)和第二吸取機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)軌跡相外切,使得隔膜運(yùn)動(dòng)至與第一吸取機(jī)構(gòu)和第二吸取機(jī)構(gòu)接觸時(shí),隔膜分別與正極片和負(fù)極片平行設(shè)置,正負(fù)極片能分別準(zhǔn)確的貼覆到隔膜兩側(cè),且正負(fù)極片正好相對(duì)于隔膜對(duì)稱,疊片時(shí)位置對(duì)準(zhǔn)好,疊片精度高,疊片質(zhì)量好。
2、疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)隔膜擺動(dòng)時(shí),第一壓片組件和第二壓片組件分部壓住已經(jīng)疊覆于隔膜上的正極片和負(fù)極片,防止正負(fù)極片擺動(dòng)過(guò)程中移動(dòng)或掉落,進(jìn)一步提高疊片精度和疊片質(zhì)量。
3、當(dāng)隔膜隨疊片臺(tái)運(yùn)動(dòng)至第一吸取組件處時(shí),兩個(gè)第一驅(qū)動(dòng)單元分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)第一滑塊相背運(yùn)動(dòng),以帶動(dòng)兩個(gè)第一壓桿分別向疊片臺(tái)兩端運(yùn)動(dòng)以讓位,同時(shí)第一動(dòng)力單元通過(guò)第一固定板帶動(dòng)第一壓桿向上運(yùn)動(dòng),正極片疊覆于隔膜一側(cè)后,兩個(gè)第一驅(qū)動(dòng)單元分別帶動(dòng)兩個(gè)第一壓桿相向運(yùn)動(dòng)至第一壓桿正好位于極片上方,第一動(dòng)力單元通過(guò)第一固定板帶動(dòng)第一壓桿向下運(yùn)動(dòng)至與正極片相接觸,第一壓桿壓住正極片,對(duì)正極片起限位作用,防止正極片在隨隔膜運(yùn)動(dòng)過(guò)程中移動(dòng)或掉落,當(dāng)隔膜隨疊片臺(tái)運(yùn)動(dòng)至第二吸取組件處時(shí),兩個(gè)第二驅(qū)動(dòng)單元分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)第二滑塊相背運(yùn)動(dòng),以帶動(dòng)兩個(gè)第二壓桿分別向疊片臺(tái)兩端運(yùn)動(dòng)以讓位,同時(shí)第二動(dòng)力單元通過(guò)第二固定板帶動(dòng)第二壓桿向上運(yùn)動(dòng),負(fù)極片疊覆于隔膜一側(cè)后,兩個(gè)第二驅(qū)動(dòng)單元分別帶動(dòng)兩個(gè)第二壓桿相向運(yùn)動(dòng)至第二壓桿正好位于極片上方,第二動(dòng)力單元通過(guò)第二固定板帶動(dòng)第二壓桿向下運(yùn)動(dòng)至與負(fù)極片相接觸,第二壓桿壓住負(fù)極片,對(duì)負(fù)極片起限位作用,防止負(fù)極片在隨隔膜運(yùn)動(dòng)過(guò)程中移動(dòng)或掉落。在疊片過(guò)程中,第一壓片組件和第二壓片組件會(huì)先讓位,防止第一壓片組件和第二壓片組件阻止極片無(wú)法準(zhǔn)確疊覆于隔膜對(duì)應(yīng)位置,正極片或負(fù)極片疊片完成后,第一壓片組件和第二壓片組件復(fù)位并壓住正極片或負(fù)極片,防止正極片或負(fù)極片在隨隔膜擺動(dòng)過(guò)程中移動(dòng)或掉落,進(jìn)一步提高了疊片精度和疊片質(zhì)量。
4、當(dāng)?shù)谝粍?dòng)力單元和第二動(dòng)力單元向回轉(zhuǎn)底板端部運(yùn)動(dòng)進(jìn)行讓位時(shí),第一限位器121d7、第二限位器121e7、第一限位塊121d8和第二限位塊121e8對(duì)第一動(dòng)力單元和第二動(dòng)力單元的運(yùn)動(dòng)起到限位的作用,防止第一動(dòng)力單元和第二動(dòng)力單元在第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元的作用下帶動(dòng)隔膜過(guò)度運(yùn)動(dòng),保證疊片時(shí)隔膜位置不變,進(jìn)一步有利于提高疊片精度和疊片質(zhì)量。
5、疊片動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括疊片電機(jī)、連接于疊片電機(jī)輸出端的減速器、連接于減速器輸出端的轉(zhuǎn)軸、滾動(dòng)套設(shè)于轉(zhuǎn)軸外部的轉(zhuǎn)滾,還包括兩平行設(shè)置的第一固定塊和第二固定塊,所述轉(zhuǎn)滾的兩端分別連接于第一固定塊和第二固定塊。疊片電機(jī)通過(guò)減速器帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)滾旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)滾旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)位于轉(zhuǎn)滾上方的疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)擺動(dòng),擺動(dòng)速度快,且擺動(dòng)平穩(wěn)、擺動(dòng)控制精度高,確保疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)左右擺動(dòng)幅度相同,進(jìn)一步提高了疊片速度和疊片精度。
6、在疊片過(guò)程中,隔膜經(jīng)放料輥輸出,依次經(jīng)若干個(gè)輸送滾筒輸送,最后穿過(guò)疊片臺(tái)中央,在隔膜放料過(guò)程中,通過(guò)若干個(gè)輸送滾筒維持隔膜張力恒定,確保隔膜輸送平穩(wěn),疊片時(shí)隔膜能處于張緊狀態(tài),進(jìn)一步提高了疊片速度和疊片精度。
7、第一吸取機(jī)構(gòu)包括用于提供動(dòng)力的第一旋轉(zhuǎn)動(dòng)力、連接于第一旋轉(zhuǎn)動(dòng)力輸出端的第一轉(zhuǎn)盤、安裝于第一轉(zhuǎn)盤背離第一旋轉(zhuǎn)動(dòng)力一端的第一導(dǎo)桿、滑設(shè)于第一導(dǎo)桿上的第一伸縮板、安裝于第一伸縮板自由端的第一吸盤;第一吸盤吸住正極片后,通過(guò)第一旋轉(zhuǎn)動(dòng)力帶動(dòng)第一吸盤旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)正極片旋轉(zhuǎn),當(dāng)旋轉(zhuǎn)至與隔膜一側(cè)相外切時(shí),第一伸縮板沿第一導(dǎo)桿向外伸出,以將正極片疊在隔膜一側(cè)。所述第二吸取機(jī)構(gòu)包括用于提供動(dòng)力的第二旋轉(zhuǎn)動(dòng)力、連接于第二旋轉(zhuǎn)動(dòng)力輸出端的第二轉(zhuǎn)盤、安裝于第二轉(zhuǎn)盤背離第二旋轉(zhuǎn)動(dòng)力一端的第二導(dǎo)桿、滑設(shè)于第二導(dǎo)桿上的第二伸縮板、安裝于第二伸縮板自由端的第二吸盤;第二吸盤吸住負(fù)極片后,通過(guò)第二旋轉(zhuǎn)動(dòng)力帶動(dòng)第二吸盤旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)負(fù)極片旋轉(zhuǎn),當(dāng)旋轉(zhuǎn)至與隔膜另一側(cè)相外切時(shí),第二伸縮板沿第二導(dǎo)桿向外伸出,以將負(fù)極片疊在隔膜一側(cè)。通過(guò)第一吸盤及第二吸盤的旋轉(zhuǎn)和伸縮,確保正負(fù)極片能準(zhǔn)確與隔膜兩側(cè)分別相外切,從而準(zhǔn)確的疊于隔膜兩側(cè),進(jìn)一步提高了疊片精度和疊片質(zhì)量。
8、疊片裝置為兩個(gè),即第一疊片裝置和第二疊片裝置,所述第一疊片裝置以轉(zhuǎn)盤圓心為中心旋轉(zhuǎn)180°后與第二疊片裝置重合。當(dāng)?shù)谝化B片裝置疊片完成后,轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn),將第一疊片裝置轉(zhuǎn)移至卷繞工位,同時(shí)第二疊片裝置旋轉(zhuǎn)至疊片工位,此時(shí),第一疊片裝置對(duì)疊片進(jìn)行卷繞,第二疊片裝置進(jìn)行疊片,第一疊片裝置和第二疊片裝置同時(shí)工作,進(jìn)一步提高了工作效率。
9、本實(shí)用新型的一體化電芯疊片機(jī),還包括用于正極片上料的第一上料工位、用于負(fù)極片上料的第二上料工位、用于電芯卷繞的卷繞工位、用于剪斷隔膜的剪切工位、用于壓緊電芯的沖壓工位、用于在電芯表面貼附膠紙的貼膠紙工位和用于電芯下料的下料工位,還包括用于安裝疊片工位、卷繞工位、剪切工位、沖壓工位、貼膠紙工位的平臺(tái),各工位依次動(dòng)作,不需人工干涉,自動(dòng)化程度高,工作效率高,疊片質(zhì)量好。所述第一上料工位和第二上料工位對(duì)稱設(shè)置于疊片工位一側(cè),所述卷繞工位設(shè)置于疊片工位另一側(cè),剪切工位位于卷繞工位一側(cè),沖壓工位和貼膠紙工位分別位于卷繞工位兩側(cè),下料工位位于沖壓工位和貼膠紙工位后方,且卷繞工位垂直于下料工位,下料工位垂直于第一上料工位和第二上料工位的連線,各工位空間布局合理,空間利用率高,設(shè)備整體占用空間小。
10、卷繞工位包括安裝于平臺(tái)上的卷繞軌道、滑設(shè)于卷繞軌道上的夾子安裝板、架設(shè)于夾子安裝板兩端的夾子安裝架、安裝于夾子安裝架上的夾子組件、驅(qū)動(dòng)夾子安裝板沿卷繞軌道滑動(dòng)以轉(zhuǎn)運(yùn)極片的第一動(dòng)力組件、驅(qū)動(dòng)夾子組件繞夾子安裝架旋轉(zhuǎn)以將隔膜卷繞于極片外部的第二動(dòng)力組件,所述第一動(dòng)力組件設(shè)置于卷繞軌道中央,所述第二動(dòng)力組件設(shè)置于夾子安裝架一側(cè)。疊片完成后,夾子組件在第一動(dòng)力組件的作用下向前運(yùn)動(dòng)至疊片工位從夾住極片,然后在第二動(dòng)力組件的作用下帶動(dòng)極片旋轉(zhuǎn)以將隔膜卷繞于極片外部,剪刀工位在卷繞完成后向前伸出剪斷隔膜,剪斷后剪刀工位復(fù)位以為夾子組件讓位,夾子組件再在第一動(dòng)力組件的作用下沿卷繞軌道向后運(yùn)動(dòng)至沖壓工位處進(jìn)行沖壓,再由貼膠紙工位貼膠紙,由于沖壓工位和貼膠紙工位分別位于卷繞軌道兩側(cè),由第一動(dòng)力組件驅(qū)動(dòng)夾子工位帶動(dòng)極片依次進(jìn)行卷繞、沖壓和貼膠紙,使得本實(shí)用新型能充分利用卷繞軌道兩側(cè)的空間,減小設(shè)備整體的長(zhǎng)度,布局合理,空間利用率高,且自動(dòng)化程度高,工作效率高。
11、本實(shí)用新型的疊片方法充分利用各工位的相互配合,工作效率高、疊片精度高、疊片質(zhì)量好。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型的立體圖;
圖2為本實(shí)用新型另一視角的立體圖;
圖3為本實(shí)用新型的主視圖;
圖4為本實(shí)用新型的疊片工位的立體圖;
圖5為本實(shí)用新型的疊片工位的主視圖;
圖6為本實(shí)用新型的疊片裝置的立體圖;
圖7為本實(shí)用新型的疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)的立體圖;
圖8為本實(shí)用新型的疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)另一視角的立體圖;
圖9為本實(shí)用新型的第一吸取機(jī)構(gòu)的立體圖;
圖10為本實(shí)用新型的第二吸取機(jī)構(gòu)的立體圖;
圖11為本實(shí)用新型的卷繞工位的立體圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
如圖1~圖3所示,分別為本實(shí)用新型的不同視角立體圖和主視圖。
一體化電芯疊片機(jī)10,包括疊片工位100,還包括用于正極片上料的第一上料工位200、用于負(fù)極片上料的第二上料工位300、用于電芯卷繞的卷繞工位400、用于剪斷隔膜的剪切工位500、用于壓緊電芯的沖壓工位600、用于在電芯表面貼附膠紙的貼膠紙工位700和用于電芯下料的下料工位800,還包括用于安裝疊片工位100、卷繞工位400、剪切工位500、沖壓工位600、貼膠紙工位700的平臺(tái)900,各工位依次動(dòng)作,不需人工干涉,自動(dòng)化程度高,工作效率高,疊片質(zhì)量好。第一上料工位200和第二上料工位300對(duì)稱設(shè)置于疊片工位100一側(cè),卷繞工位400設(shè)置于疊片工位100另一側(cè),剪切工位500位于卷繞工位400一側(cè),沖壓工位600和貼膠紙工位700分別位于卷繞工位400兩側(cè),下料工位800位于沖壓工位600和貼膠紙工位700后方,且卷繞工位400垂直于下料工位800,下料工位800垂直于第一上料工位200和第二上料工位300的連線,各工位空間布局合理,空間利用率高,設(shè)備整體占用空間小。
如圖4~圖5所示,分別為本實(shí)用新型的疊片工位的立體圖和主視圖。
疊片工位100包括轉(zhuǎn)盤110、位于轉(zhuǎn)盤110下方用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤110旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤110旋轉(zhuǎn)裝置(圖中未示出)、均勻陣列于轉(zhuǎn)盤110上的若干個(gè)用于疊片的疊片裝置120。
本實(shí)施例中,疊片裝置120為兩個(gè),即第一疊片裝置120a和第二疊片裝置120b,第一疊片裝置120a以轉(zhuǎn)盤110圓心為中心旋轉(zhuǎn)180°后與第二疊片裝置120b重合。當(dāng)?shù)谝化B片裝置120a疊片完成后,轉(zhuǎn)盤110旋轉(zhuǎn),將第一疊片裝置120a轉(zhuǎn)移至卷繞工位400,同時(shí)第二疊片裝置120b旋轉(zhuǎn)至疊片工位100,此時(shí),第一疊片裝置120a對(duì)疊片進(jìn)行卷繞,第二疊片裝置120b進(jìn)行疊片,第一疊片裝置120a和第二疊片裝置120b同時(shí)工作,進(jìn)一步提高了工作效率。
如圖6所示,為本實(shí)用新型的疊片裝置的立體圖,
疊片裝置120包括一疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121、驅(qū)動(dòng)疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)的疊片動(dòng)力機(jī)構(gòu)122、對(duì)稱設(shè)置于疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121兩側(cè)用于吸取并帶動(dòng)正極片和負(fù)極片在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)的第一吸取機(jī)構(gòu)123和第二吸取機(jī)構(gòu)124、安裝于疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121上方用于提供隔膜的隔膜放料機(jī)構(gòu)125,疊片動(dòng)力機(jī)構(gòu)122位于疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121底部,隔膜放料機(jī)構(gòu)125的隔膜穿過(guò)疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121中央,疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121擺動(dòng)軌跡分別與第一吸取機(jī)構(gòu)123和第二吸取機(jī)構(gòu)124的擺動(dòng)軌跡相外切。
如圖7~圖8所示,分別為本實(shí)用新型的疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)的不同視角立體圖。
疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121包括回轉(zhuǎn)底板121a、平行于回轉(zhuǎn)底板121a且位于回轉(zhuǎn)底板121a上方的疊片臺(tái)121b、連接于回轉(zhuǎn)底板121a和疊片臺(tái)121b之間用于支撐疊片臺(tái)121b的四根支撐桿121c,還包括位于回轉(zhuǎn)底板121a上靠近第一吸取機(jī)構(gòu)123的第一壓片組件121d和靠近第二吸取機(jī)構(gòu)124的第二壓片組件121e。疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121帶動(dòng)隔膜擺動(dòng)時(shí),第一壓片組件121d和第二壓片組件121e分部壓住已經(jīng)疊覆于隔膜上的正極片和負(fù)極片,防止正負(fù)極片擺動(dòng)過(guò)程中移動(dòng)或掉落,進(jìn)一步提高疊片精度和疊片質(zhì)量。
第一壓片組件121d和第二壓片組件121e平行設(shè)置,使得正極片和負(fù)極片平行的被壓在隔膜兩側(cè)對(duì)應(yīng)位置,疊片精度高。第一壓片組件121d包括安裝于回轉(zhuǎn)底板121a上的第一滑軌121d1、滑設(shè)于第一滑軌121d1的兩個(gè)第一滑塊121d2、安裝于第一滑塊121d2上的第一動(dòng)力單元121d3、連接于第一滑塊121d2驅(qū)動(dòng)第一滑塊121d2沿第一滑軌121d1滑動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)單元121d4、安裝于第一動(dòng)力單元121d3頂部的第一固定板121d5、連接于第一固定板121d5且位于疊片臺(tái)121b上用于壓住極片的第一壓桿121d6;第二壓片組件121e包括安裝于回轉(zhuǎn)底板121a上的第二滑軌121e1、滑設(shè)于第二滑軌121e1的兩個(gè)第二滑塊121e2、安裝于第二滑塊121e2上的第二動(dòng)力單元121e3、連接于第二滑塊121e2驅(qū)動(dòng)第二滑塊121e2沿第二滑軌121e1滑動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)單元121e4、安裝于第二動(dòng)力單元121e3頂部的第二固定板121e5、連接于第二固定板121e5且位于疊片臺(tái)121b上用于壓住極片的第二壓桿121e6。當(dāng)隔膜隨疊片臺(tái)121b運(yùn)動(dòng)至第一吸取組件處時(shí),兩個(gè)第一驅(qū)動(dòng)單元121d4分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)第一滑塊121d2相背運(yùn)動(dòng),以帶動(dòng)兩個(gè)第一壓桿121d6分別向疊片臺(tái)121b兩端運(yùn)動(dòng)以讓位,同時(shí)第一動(dòng)力單元121d3通過(guò)第一固定板121d5帶動(dòng)第一壓桿121d6向上運(yùn)動(dòng),正極片疊覆于隔膜一側(cè)后,兩個(gè)第一驅(qū)動(dòng)單元121d4分別帶動(dòng)兩個(gè)第一壓桿121d6相向運(yùn)動(dòng)至第一壓桿121d6正好位于極片上方,第一動(dòng)力單元121d3通過(guò)第一固定板121d5帶動(dòng)第一壓桿121d6向下運(yùn)動(dòng)至與正極片相接觸,第一壓桿121d6壓住正極片,對(duì)正極片起限位作用,防止正極片在隨隔膜運(yùn)動(dòng)過(guò)程中移動(dòng)或掉落,當(dāng)隔膜隨疊片臺(tái)121b運(yùn)動(dòng)至第二吸取組件處時(shí),兩個(gè)第二驅(qū)動(dòng)單元121e4分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)第二滑塊121e2相背運(yùn)動(dòng),以帶動(dòng)兩個(gè)第二壓桿121e6分別向疊片臺(tái)121b兩端運(yùn)動(dòng)以讓位,同時(shí)第二動(dòng)力單元121e3通過(guò)第二固定板121e5帶動(dòng)第二壓桿121e6向上運(yùn)動(dòng),負(fù)極片疊覆于隔膜一側(cè)后,兩個(gè)第二驅(qū)動(dòng)單元121e4分別帶動(dòng)兩個(gè)第二壓桿121e6相向運(yùn)動(dòng)至第二壓桿121e6正好位于極片上方,第二動(dòng)力單元121e3通過(guò)第二固定板121e5帶動(dòng)第二壓桿121e6向下運(yùn)動(dòng)至與負(fù)極片相接觸,第二壓桿121e6壓住負(fù)極片,對(duì)負(fù)極片起限位作用,防止負(fù)極片在隨隔膜運(yùn)動(dòng)過(guò)程中移動(dòng)或掉落。在疊片過(guò)程中,第一壓片組件121d和第二壓片組件121e會(huì)先讓位,防止第一壓片組件121d和第二壓片組件121e阻止極片無(wú)法準(zhǔn)確疊覆于隔膜對(duì)應(yīng)位置,正極片或負(fù)極片疊片完成后,第一壓片組件121d和第二壓片組件121e復(fù)位并壓住正極片或負(fù)極片,防止正極片或負(fù)極片在隨隔膜擺動(dòng)過(guò)程中移動(dòng)或掉落,進(jìn)一步提高了疊片精度和疊片質(zhì)量。
第一壓片組件121d還包括對(duì)稱設(shè)置于回轉(zhuǎn)底板121a長(zhǎng)度方向兩端且連接于第一滑塊121d2的第一限位器121d7、連接于第一限位器121d7背離第一滑塊121d2一端的第一限位塊121d8;第二壓片組件121e還包括對(duì)稱設(shè)置于回轉(zhuǎn)底板121a長(zhǎng)度方向兩端且連接于第二滑塊121e2的第二限位器121e7、連接于第二限位器121e7背離第二滑塊121e2一端的第二限位塊121e8。當(dāng)?shù)谝粍?dòng)力單元121d3和第二動(dòng)力單元121e3向回轉(zhuǎn)底板121a端部運(yùn)動(dòng)進(jìn)行讓位時(shí),第一限位器121d7、第二限位器121e7、第一限位塊121d8和第二限位塊121e8對(duì)第一動(dòng)力單元121d3和第二動(dòng)力單元121e3的運(yùn)動(dòng)起到限位的作用,防止第一動(dòng)力單元121d3和第二動(dòng)力單元121e3在第一驅(qū)動(dòng)單元121d4和第二驅(qū)動(dòng)單元121e4的作用下帶動(dòng)隔膜過(guò)度運(yùn)動(dòng),保證疊片時(shí)隔膜位置不變,進(jìn)一步有利于提高疊片精度和疊片質(zhì)量。
疊片動(dòng)力機(jī)構(gòu)122包括疊片電機(jī)122a、連接于疊片電機(jī)122a輸出端的減速器122b、連接于減速器122b輸出端的轉(zhuǎn)軸122c、滾動(dòng)套設(shè)于轉(zhuǎn)軸122c外部的轉(zhuǎn)滾122d,還包括兩平行設(shè)置的第一固定塊122e和第二固定塊122f,轉(zhuǎn)滾122d的兩端分別連接于第一固定塊122e和第二固定塊122f。疊片電機(jī)122a通過(guò)減速器122b帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸122c旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)軸122c帶動(dòng)轉(zhuǎn)滾122d旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)滾122d旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)位于轉(zhuǎn)滾122d上方的疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121擺動(dòng),擺動(dòng)速度快,且擺動(dòng)平穩(wěn)、擺動(dòng)控制精度高,確保疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121左右擺動(dòng)幅度相同,進(jìn)一步提高了疊片速度和疊片精度。
隔膜放料機(jī)構(gòu)125包括放料輥125a、平行于放料輥125a用于輸送隔膜的若干個(gè)輸送滾筒125b,若干個(gè)輸送滾筒125b從上至下靠近疊片臺(tái)121b,位于最下端的兩個(gè)輸送滾筒125b之間設(shè)有用于滾筒通過(guò)的間隙125c且位于最下端的兩個(gè)輸送滾筒125b處于同一水平面,隔膜穿過(guò)間隙125c并垂直穿過(guò)疊片臺(tái)121b中央。在疊片過(guò)程中,隔膜經(jīng)放料輥125a輸出,依次經(jīng)若干個(gè)輸送滾筒125b輸送,最后穿過(guò)疊片臺(tái)121b中央,在隔膜放料過(guò)程中,通過(guò)若干個(gè)輸送滾筒125b維持隔膜張力恒定,確保隔膜輸送平穩(wěn),疊片時(shí)隔膜能處于張緊狀態(tài),進(jìn)一步提高了疊片速度和疊片精度。
如圖9~圖10所示,分別為本實(shí)用新型的第一吸取機(jī)構(gòu)和第二吸取機(jī)構(gòu)的立體圖。
第一吸取機(jī)構(gòu)123包括用于提供動(dòng)力的第一旋轉(zhuǎn)動(dòng)力123a、連接于第一旋轉(zhuǎn)動(dòng)力123a輸出端的第一轉(zhuǎn)盤123b、安裝于第一轉(zhuǎn)盤123b背離第一旋轉(zhuǎn)動(dòng)力123a一端的第一導(dǎo)桿123c、滑設(shè)于第一導(dǎo)桿123c上的第一伸縮板123d、安裝于第一伸縮板123d自由端的第一吸盤123e;第一吸盤123e吸住正極片后,通過(guò)第一旋轉(zhuǎn)動(dòng)力123a帶動(dòng)第一吸盤123e旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)正極片旋轉(zhuǎn),當(dāng)旋轉(zhuǎn)至與隔膜一側(cè)相外切時(shí),第一伸縮板123d沿第一導(dǎo)桿123c向外伸出,以將正極片疊在隔膜一側(cè)。第二吸取機(jī)構(gòu)124包括用于提供動(dòng)力的第二旋轉(zhuǎn)動(dòng)力124a、連接于第二旋轉(zhuǎn)動(dòng)力124a輸出端的第二轉(zhuǎn)盤124b、安裝于第二轉(zhuǎn)盤124b背離第二旋轉(zhuǎn)動(dòng)力124a一端的第二導(dǎo)桿124c、滑設(shè)于第二導(dǎo)桿124c上的第二伸縮板124d、安裝于第二伸縮板124d自由端的第二吸盤124e;第二吸盤124e吸住負(fù)極片后,通過(guò)第二旋轉(zhuǎn)動(dòng)力124a帶動(dòng)第二吸盤124e旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)負(fù)極片旋轉(zhuǎn),當(dāng)旋轉(zhuǎn)至與隔膜另一側(cè)相外切時(shí),第二伸縮板124d沿第二導(dǎo)桿124c向外伸出,以將負(fù)極片疊在隔膜一側(cè)。通過(guò)第一吸盤123e及第二吸盤124e的旋轉(zhuǎn)和伸縮,確保正負(fù)極片能準(zhǔn)確與隔膜兩側(cè)分別相外切,從而準(zhǔn)確的疊于隔膜兩側(cè),進(jìn)一步提高了疊片精度和疊片質(zhì)量。
如圖11所示,為本實(shí)用新型的卷繞工位的立體圖。
卷繞工位400包括安裝于平臺(tái)900上的卷繞軌道410、滑設(shè)于卷繞軌道410上的夾子安裝板420、架設(shè)于夾子安裝板420兩端的夾子安裝架430、安裝于夾子安裝架430上的夾子組件440、驅(qū)動(dòng)夾子安裝板420沿卷繞軌道410滑動(dòng)以轉(zhuǎn)運(yùn)極片的第一動(dòng)力組件450、驅(qū)動(dòng)夾子組件440繞夾子安裝架430旋轉(zhuǎn)以將隔膜卷繞于極片外部的第二動(dòng)力組件460,第一動(dòng)力組件450設(shè)置于卷繞軌道410中央,第二動(dòng)力組件460設(shè)置于夾子安裝架430一側(cè)。疊片完成后,夾子組件440在第一動(dòng)力組件450的作用下向前運(yùn)動(dòng)至疊片工位100從夾住極片,然后在第二動(dòng)力組件460的作用下帶動(dòng)極片旋轉(zhuǎn)以將隔膜卷繞于極片外部,剪刀工位在卷繞完成后向前伸出剪斷隔膜,剪斷后剪刀工位復(fù)位以為夾子組件440讓位,夾子組件440再在第一動(dòng)力組件450的作用下沿卷繞軌道410向后運(yùn)動(dòng)至沖壓工位600處進(jìn)行沖壓,再由貼膠紙工位700貼膠紙,由于沖壓工位600和貼膠紙工位700分別位于卷繞軌道410兩側(cè),由第一動(dòng)力組件450驅(qū)動(dòng)夾子工位帶動(dòng)極片依次進(jìn)行卷繞、沖壓和貼膠紙,使得本實(shí)用新型能充分利用卷繞軌道410兩側(cè)的空間,減小設(shè)備整體的長(zhǎng)度,布局合理,空間利用率高,且自動(dòng)化程度高,工作效率高。
一方面,本實(shí)用新型的疊片工位100的轉(zhuǎn)盤110上設(shè)有若干個(gè)疊片裝置120,當(dāng)一個(gè)疊片裝置120完成預(yù)設(shè)層數(shù)的疊片后,轉(zhuǎn)盤110旋轉(zhuǎn),使得另一疊片裝置120到達(dá)疊片工位100進(jìn)行疊片,疊片完成的疊片裝置120旋轉(zhuǎn)到下一工位,進(jìn)行疊片后的卷繞等工序,由于設(shè)置有多個(gè)疊片裝置120,使得疊片和卷繞等工序能同時(shí)進(jìn)行,工作效率高。第二方面,疊片裝置120中,疊片動(dòng)力機(jī)構(gòu)122驅(qū)動(dòng)疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121交替向第一吸取機(jī)構(gòu)123和第二吸取機(jī)構(gòu)124方向擺動(dòng),由于隔膜穿過(guò)疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121中央,隔膜也隨疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121一同擺動(dòng),當(dāng)隔膜擺動(dòng)到與第一吸取機(jī)構(gòu)123吸取的正極片相接觸時(shí),正極片疊于隔膜一側(cè),當(dāng)隔膜擺動(dòng)到與第二吸取機(jī)構(gòu)124吸取的負(fù)極片相接觸時(shí),負(fù)極片疊于隔膜另一側(cè),依此往復(fù),相對(duì)于傳統(tǒng)的隔膜在正負(fù)極片間往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),本實(shí)用新型的隔膜在正負(fù)極片間往復(fù)擺動(dòng),耗時(shí)較少,疊片效率高。第三方面,第一吸取機(jī)構(gòu)123和第二吸取機(jī)構(gòu)124對(duì)稱設(shè)置于疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121兩側(cè),疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121擺動(dòng)軌跡分別與第一吸取機(jī)構(gòu)123和第二吸取機(jī)構(gòu)124的擺動(dòng)軌跡相外切,使得隔膜運(yùn)動(dòng)至與第一吸取機(jī)構(gòu)123和第二吸取機(jī)構(gòu)124接觸時(shí),隔膜分別與正極片和負(fù)極片平行設(shè)置,正負(fù)極片能分別準(zhǔn)確的貼覆到隔膜兩側(cè),且正負(fù)極片正好相對(duì)于隔膜對(duì)稱,疊片時(shí)位置對(duì)準(zhǔn)好,疊片精度高,疊片質(zhì)量好。
電芯疊片方法,包括以下步驟,
上料:第一上料工位200進(jìn)行正極片上料,第二上料工位300進(jìn)行負(fù)極片上料,隔膜放料機(jī)構(gòu)125釋放隔膜,隔膜穿過(guò)疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121中央;
疊片:疊片動(dòng)力機(jī)構(gòu)122驅(qū)動(dòng)疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121帶動(dòng)隔膜向第一吸取機(jī)構(gòu)123一側(cè)擺動(dòng);第一吸取機(jī)構(gòu)123吸取正極片并帶動(dòng)正極片旋轉(zhuǎn)至與隔膜一側(cè)相外切,以將正極片疊在隔膜一側(cè);疊片動(dòng)力機(jī)構(gòu)122驅(qū)動(dòng)疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121帶動(dòng)隔膜向第二吸取機(jī)構(gòu)124一側(cè)擺動(dòng);第二吸取機(jī)構(gòu)124吸取負(fù)極片并帶動(dòng)負(fù)極片旋轉(zhuǎn)至與隔膜背離正極片的一側(cè)相外切,以將負(fù)極片疊在隔膜背離正極片的一側(cè);正極片和負(fù)極片依次疊片至預(yù)設(shè)層數(shù);疊片完成后,轉(zhuǎn)盤110旋轉(zhuǎn)裝置(圖中未示出)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤110旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)疊片裝置120旋轉(zhuǎn)至卷繞工位400處;
卷繞:夾子組件440在第一動(dòng)力組件450的作用下運(yùn)動(dòng)至疊片裝置120處夾住極片,第二動(dòng)力組件460驅(qū)動(dòng)夾子組件440旋轉(zhuǎn)以將隔膜卷繞于極片外部,連續(xù)卷繞預(yù)設(shè)層數(shù);
剪切:卷繞完畢后,剪切工位500剪斷隔膜;
沖壓:剪切完畢后,第一動(dòng)力組件450驅(qū)動(dòng)夾子組件440帶動(dòng)極片沿卷繞軌道410運(yùn)動(dòng)至沖壓工位600處,沖壓工位600對(duì)極片進(jìn)行壓緊;
貼膠紙:壓緊極片后,貼膠紙工位700對(duì)極片表面進(jìn)行貼膠紙,以得到電芯;
下料:得到電芯后,下料工位800對(duì)電芯進(jìn)行下料。
其中,疊片動(dòng)力機(jī)構(gòu)122驅(qū)動(dòng)疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121向第一吸取機(jī)構(gòu)123方向和向第二吸取機(jī)構(gòu)124方向擺動(dòng)的角度均為45°,當(dāng)擺動(dòng)角度過(guò)大時(shí),疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)110擺動(dòng)幅度大,耗時(shí)長(zhǎng)、不利于提高疊片效率,當(dāng)擺動(dòng)角度過(guò)小時(shí),疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121擺動(dòng)幅度過(guò)小,雖然耗時(shí)少,但疊片回轉(zhuǎn)臺(tái)121上的隔膜下方空間小,隔膜不易與極片外切,導(dǎo)致疊片精度不高,實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)擺動(dòng)角度為20°~60°,特別是擺動(dòng)角度為45°時(shí),此時(shí)疊片效率和疊片精度最佳。
本實(shí)用新型的疊片方法充分利用各工位的相互配合,工作效率高、疊片精度高、疊片質(zhì)量好。
本實(shí)施例中,第一動(dòng)力單元、第二動(dòng)力單元、第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元均為氣缸。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此,本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。