一种叠片机用卷绕头及其工作方法与流程

本发明涉及一种叠片机用卷绕头及其工作方法。

背景技术：

锂电池由于其绿色环保等优点越来越受到人们的关注，具有高容量、低消耗、无公害和循环次数多等特点，已经应用到手机、电脑、相机等军事和民用领域。锂电池电芯的制作过程大致可分为：叠片、卷绕和贴胶，在卷绕过程中电芯上按Z字形缠绕隔膜将正负极片隔开。

目前，Z字形缠绕隔膜，常采用夹持机械手夹住电池极片单方向180度旋转的卷绕式叠片机，其缺点是：隔膜浪费多，导致电池卷绕叠片后宽度尺寸增加。另外对于左右卷绕头的移位常采用气缸移位的方式进行，其行程不够准确，易出现故障，容易出现行程不到位等情况发生，且速度慢。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种叠片机用卷绕头，以达到有效提高工作效率的目的。为此，本发明采取以下技术方案。

一种叠片机用卷绕头，包括横向设置的固定板、对称设于固定板上的左、右卷绕头,所述的左、右卷绕头均包括用于夹持叠片的夹持机构、用于往复间歇180度旋转的旋转机构、用于驱动夹持机构前进或后退的移动机构；所述的移动机构包括移动用电机、由移动用电机带动的偏心件、与偏心件相连的滑板及与滑板连接的能带动夹持机构左、右运动的固定座；固定板的中部设有用于穿设隔膜的隔膜孔；当移动用电机转动时，与之相连的偏心件转动并带动滑板、固定座左右移动，夹持机构随固定座左、右移动。在本技术方案中，采用移动用电机的转动带动偏心件，使滑板左右移动，实现卷绕头的前进与后退。动作迅速、准确，有利于提高工作效率，且工作可靠。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。

所述的滑板的下方设有滑板导轨座，所述的固定板上设有与滑板导轨座滑动连接的滑板导轨，所述的滑板导轨座、滑板为一体式结构或通过连接件相连的分体组装结构。本技术方案采用滑板导轨座与滑板导轨形成滑动副。

所述的偏心件包括曲轴、曲轴随动件，曲轴一端为电机连接端，另一端为曲轴随动件连接端，所述的滑板开设滑槽，曲轴的曲轴随动件连接端设有孔，曲轴随动件下部插入曲轴的孔中。曲轴的电机连接端可直接与电机相连或通过减速器等相连。

所述的曲轴呈“L”形，其上端为插接曲轴随动件的滑板连接端，所述的曲轴随动件外套滑块，所述的滑块与滑槽滑动连接，所述的滑块设有开口向下的圆形的随动件连接孔，随动件连接孔与曲轴随动件间隙配合。曲轴随动件外套滑块，实现铰接，同时偏心件包括曲轴和曲轴随动件，两者可采用不同的材料以满足不同的要求，强度好曲轴与摩擦力小的曲轴随动件相配，强度高，且摩擦力小，由曲轴随动件与滑块进行铰接，避免曲轴的摩损，有利于提高工作寿命，有效避免卡死等情况发生，提高工作的可靠性。

滑板包括固定座连接部及滑块连接部，固定座连接部、滑块连接部左右设置，且固定座连接部较滑块连接部靠近叠片位。固定板的设隔膜孔处为进行叠片的叠片位，固定座连接部用于连接固定座，滑块连接部用于连接滑块，固定座连接部较滑块连接部靠近叠片位，可以兼顾装配的方便性、可靠性及结构的简单性，同时也有利于缩减体积，尤其是滑板的长度，提高滑移的灵活性。

所述的滑块连接部设有所述的滑槽，滑槽的左右两侧设有滑块导轨，所述的滑块导轨前后方向设置，滑块导轨上设与其滑动连接的滑块导轨座，所述的滑块导轨座与滑块通过连接件连接。滑块导轨座可为一体式结构或分体式结构。

所述的移动用电机与偏心件之间设有减速装置，所述的移动用电机、减速装置设于固定板的下方。移动用电机及减速装置设于固定板的下方，有利于减少运动干涉，缩减体积。

所述的旋转机构包括旋转用电机，旋转用电机的转轴为中部设贯通孔的空心轴，所述的夹持机构包括夹持气缸、由夹持气缸驱动的前后对称设置的两压刀，所述的夹持气缸的气管通过空心轴的贯通孔后与气回转接头相连，所述的旋转用电机与固定座相连，所述的旋转用电机与夹持气缸之间通过连接件（405）连接。

所述的旋转用电机为旋转用电机，所述的固定座包括竖向的用于与旋转用电机连接的竖板、横向的用于与滑板连接的横板及位于前后两侧的侧板，所述的竖板和横板相连形成“L”形连接架，连接架的竖板位于横板的外侧，所述的连接架的外侧设有气回转接头连接架，所述的气回转接头连接架上设有气回转接头，所述的连接架上设有与气回转接头相对的通孔以穿设气管。连接架强度高，结构紧凑。

叠片卷绕方法，包括以下步骤：

1)初始准备：移动机构处于固定板的外侧位置，夹持机构处于张开状态；

2)夹隔膜：隔膜从上至下穿过隔膜孔，左卷绕头的移动用电机顺时针旋转90°带动左卷绕头的夹持机构向叠片中心运动，同时右卷绕头的移动用电机逆时针旋转90°也带动右卷绕头的夹持机构向叠片中心运动，待各自运动距离到位后，左右卷绕头上的夹持机构的压刀同时夹紧隔膜；

3)叠极片：叠片中心前后各有一套送片组件同时把正负极片压紧在以上叠片位上的隔膜两侧，左卷绕头的一对压刀泄压后，其上移动用电机顺时针旋转90°带动此一对压刀远离叠片中心运动，同时右卷绕头的一对压刀做相同动作，泄压后远离叠片中心，待各自运动距离到位后，再向叠片位运动，到位后夹紧隔膜和极片组合体；

4)卷绕：左卷绕头的旋转用电机带动压刀顺时针旋转180°，同时右卷绕头的旋转用电机带动压刀逆时针旋转180°，以带动隔膜极片组合体旋转，并把隔膜缠绕在正负极片的外侧；

5)如此循环，直到所叠极片达到一定厚度后完成叠片。

当然也可采用反向转动实现相同功能。

有益效果：

1、本技术方案的两个卷绕头可以同时向中心运动或远离，同时向同一方向旋转，从而完成先叠片后旋转运动，结构简单，工作可靠。

2、用移动用电机的转动带动曲轴，使滑板左右移动，实现卷绕头的前进与后退；动作迅速、准确，有利于提高工作效率，且工作可靠。

3、滑板连接端外套滑块，可以减少摩擦力，并避免曲轴的摩损，有利于提高工作寿命；曲轴的滑板连接端与曲轴连接孔形状相异，且为间隙配合，有效避免卡死等情况发生，提高工作的可靠性。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明剖视结构示图。

图中： 1- 左卷绕头；2-右卷绕头； 3-固定板；301-隔膜孔；夹持机构： 401-夹持气缸； 402-压刀；403-气回转接头；404-气回转接头连接架；旋转机构：501-旋转用电机；移动机构：601-移动用电机；602-曲轴； 603-滑板；604-固定座；605-滑板导轨座；606-滑板导轨；607-滑槽；608-滑块；609-减速装置；610-滑块导轨；611-滑块导轨座；612－曲轴随动件；7-叠片。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

如图1、2所示，本发明包括横向设置的固定板3、对称设于固定板3上的左、右卷绕头1、2,所述的左、右卷绕头1、2均包括用于夹持叠片7的夹持机构、用于往复间歇180度旋转的旋转机构、用于驱动夹持机构前进或后退的移动机构；所述的移动机构包括移动用电机601、由移动用电机601带动的偏心件、与偏心件相连的滑板603及与滑板603连接的能带动夹持机构左、右运动的固定座604；固定板3的中部设有用于穿设隔膜的隔膜孔301；当移动用电机601转动时，与之相连的偏心件转动并带动滑板603、固定座604左右移动，夹持机构随固定座604左、右移动。在本技术方案中，采用移动用电机601的转动带动偏心件，使滑板603左右移动，实现卷绕头的前进与后退。动作迅速、准确，有利于提高工作效率，且工作可靠。

为提高滑动的灵活性，并对滑动进行位置导向，所述的滑板603的下方设有滑板导轨座605，所述的固定板3上设有与滑板导轨座605滑动连接的滑板导轨606，所述的滑板导轨座605、滑板603为一体式结构或通过连接件相连的分体组装结构。本技术方案采用滑板导轨座605与滑板导轨606形成滑动副。

为提高偏心件的寿命，并提高位移的准确性与可靠性，所述的偏心件包括曲轴602、曲轴随动件612，曲轴602一端为电机连接端，另一端为曲轴随动件连接端，所述的滑板603开设滑槽607，曲轴602的曲轴随动件连接端设有孔，曲轴随动件612下部插入曲轴602的孔中。所述的曲轴602呈“L”形，其上端为插接曲轴随动件的滑板连接端，所述的曲轴随动件612外套滑块608，所述的滑块608与滑槽607滑动连接，所述的滑块608设有开口向下的圆形的随动件连接孔，随动件连接孔与曲轴随动件612间隙配合。滑板连接端设曲轴随动件612，可以减少摩擦力，并避免曲轴602的摩损，有利于提高工作寿命；且有效避免卡死等情况发生，提高工作的可靠性。

为提高结构的紧凑性，滑板603包括固定座连接部及滑块连接部，固定座连接部、滑块连接部左右设置，且固定座连接部较滑块连接部靠近叠片位。固定板3的设隔膜孔301处为进行叠片7的叠片位，固定座连接部用于连接固定座604，滑块连接部用于连接滑块608，固定座连接部较滑块连接部靠近叠片位，可以兼顾装配的方便性、可靠性及结构的简单性，同时也有利于缩减体积，尤其是滑板603的长度，提高滑移的灵活性。

为提高滑动的灵活性，减少滑移阻力。所述的滑块连接部设有所述的滑槽607，滑槽607的左右两侧设有滑块导轨610，所述的滑块导轨610前后方向设置，滑块导轨610上设与其滑动连接的滑块导轨座611，所述的滑块导轨座611与滑块608通过连接件连接。滑块导轨座611可为一体式结构或分体式结构。

为避免运动干涉，所述的移动用电机601与曲轴602之间设有减速装置609，所述的移动用电机601、减速装置609设于固定板3的下方。移动用电机601及减速装置609设于固定板3的下方，有利于减少运动干涉，有利于缩减体积。

为简化结构，提高工作的可靠性，所述的旋转机构包括旋转用电机501，旋转用电机501的转轴为中部设贯通孔的空心轴，所述的夹持机构包括夹持气缸401、由夹持气缸401驱动的前后对称设置的两压刀402，所述的夹持气缸401的气管通过空心轴的贯通孔后与气回转接头403相连，所述的旋转用电机501与固定座604相连，所述的旋转用电机501与夹持气缸401之间通过连接件405连接。

所述的旋转用电机501为DD马达，所述的固定座604包括竖向的用于与旋转用电机501连接的竖板、横向的用于与滑板603连接的横板及位于前后两侧的侧板，所述的竖板和横板相连形成“L”形连接架，连接架的竖板位于横板的外侧，所述的连接架的外侧设有气回转接头连接架404，所述的气回转接头连接架404上设有气回转接头，所述的连接架上设有与气回转接头相对的通孔以穿设气管。连接架强度高，结构紧凑。

叠片卷绕方法，包括以下步骤：

1)初始准备：移动机构处于固定板3的外侧位置，夹持机构处于张开状态；

2)夹隔膜：隔膜从上至下穿过隔膜孔301，左卷绕头1的移动用电机601顺时针旋转90°带动左卷绕头1的夹持机构向叠片7中心运动，同时右卷绕头2的移动用电机601逆时针旋转90°也带动右卷绕头2的夹持机构向叠片7中心运动，待各自运动距离到位后，左右卷绕头2上的夹持机构的压刀402同时夹紧隔膜；

3)叠极片：叠片7中心前后各有一套送片组件同时把正负极片压紧在以上叠片位上的隔膜两侧，左卷绕头1的一对压刀402泄压后，其上移动用电机601顺时针旋转90°带动此一对压刀402远离叠片7中心运动，同时右卷绕头2的一对压刀402做相同动作，泄压后远离叠片7中心，待各自运动距离到位后，再向叠片位运动，到位后夹紧隔膜和极片组合体；

4)卷绕：左卷绕头1的DD马达带动压刀402顺时针旋转180°，同时右卷绕头2的DD马达带动压刀402逆时针旋转180°，以带动隔膜极片组合体旋转，并把隔膜缠绕在正负极片的外侧；

5)如此循环，直到所叠极片达到一定厚度后完成叠片7。

以上图1-2所示的一种叠片机用卷绕头及其工作方法是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。