一种全自动化电池卷绕纠偏设备的制作方法

本发明涉及锂电池自动卷绕设备技术领域，尤其涉及一种全自动化电池卷绕纠偏设备。

背景技术

目前，锂电池的基材越来越薄，传统的锂电池卷绕设备采用隔膜与极片物料一起进料，夹紧顶辊夹紧后，靠卷针拉动隔膜，极片物料靠与隔膜间的摩擦力以及夹紧顶辊气缸的压力被动地拉动进行包裹卷绕，该过程中隔膜物料会受到约为设定张力数倍的拉力，从而导致卷绕后的电芯变形，进一步导致内层极片打折。另外，传统的锂电池卷绕设备的纠偏机构与卷绕机构之间的距离一般为550mm至750mm，两者之间相隔甚远会导致纠偏操作响应严重滞后，严重影响卷绕产品对齐度的精度，因此采用传统的锂电池卷绕设备所生产出来的电芯都会出现不同程度的电芯变形、内层极片打折、对齐度精度差等缺陷问题，严重影响锂电池的生产质量，降低良品率，特别是当长宽尺寸比小于1的电芯，此类缺陷问题表现得更为突出。目前为了解决这些问题，一般采用变卷速的方法，降低卷绕设备的卷绕张力以及卷绕速度，虽然对以上的缺陷问题有所改善，但是降低生产效率，增加生产成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种全自动化电池卷绕纠偏设备，采用隔膜物料与极片物料分别独立进料，并通过主动驱动极片物料送料卷绕，实现极片物料的送料速度与卷绕速度同步，有效避免发生电芯变形以及内层极片皱褶的情况，通过极片纠偏电机与极片边缘检测传感器相互配合工作，提高卷绕产品的对齐度精度与生产效率。

为实现上述目的，本发明的一种全自动化电池卷绕纠偏设备，包括主驱动机台，所述主驱动机台的两侧分别设置有第一夹紧机构与第二夹紧机构，所述主驱动机台设置有负极片驱动电机与正极片驱动电机，所述负极片驱动电机的动力输出端驱动连接有与第一夹紧机构匹配输送负极片的负极片驱动组件，所述正极片驱动电机的动力输出端驱动连接有与第二夹紧机构匹配输送正极片的正极片驱动组件，所述负极片驱动电机的一侧设置有负极片纠偏电机，所述主驱动机台设置有与负极片纠偏电机匹配工作的负极片边缘检测传感器，所述正极片驱动电机的一侧设置有正极片纠偏电机，所述主驱动机台设置有与正极片纠偏电机匹配工作的正极片边缘检测传感器。

优选的，所述负极片驱动电机的输出轴驱动连接有第一带传动组件，所述第一带传动组件的一端与负极片驱动组件传动连接，所述负极片驱动电机的底部连接有第一固定板，所述第一固定板与负极片驱动组件连接，所述负极片纠偏电机的动力输出端驱动连接有第一纠偏板，所述第一纠偏板与第一固定板连接。

优选的，所述负极片驱动组件设置有第一辊筒架，所述第一辊筒架转动连接有第一驱动辊，所述第一驱动辊的一端与第一带传动组件驱动连接，所述第一辊筒架的外侧壁设置有第一滑轨，所述主驱动机台的内侧壁设置有与第一滑轨滑动连接的第一滑块。

优选的，所述正极片驱动电机的输出轴驱动连接有第二带传动组件，所述第二带传动组件的一端与正极片驱动组件传动连接，所述主驱动机台靠近正极片驱动组件的上方设置有第二过渡辊，所述正极片驱动电机的底部连接有第二固定板，所述第二固定板与正极片驱动组件连接，所述正极片纠偏电机的动力输出端驱动连接有第二纠偏板，所述第二纠偏板与第二固定板连接。

优选的，所述正极片驱动组件设置有第二辊筒架，所述第二辊筒架转动连接有第二驱动辊，所述第二驱动辊的一端与第二带传动组件驱动连接，所述第二辊筒架的外侧壁设置有第二滑轨，所述主驱动机台的内侧壁设置有与第二滑轨滑动连接的第二滑块。

优选的，所述第一夹紧机构设置有第一固定基准板以及与第一固定基准板滑动连接的第一活动板，所述第一固定基准板固定设置有驱动气缸，所述驱动气缸的动力输出端与第一活动板驱动连接，所述第一活动板的一侧设置有第一导向辊，所述第一活动板设置有第一过渡辊，所述第一活动板靠近第一过渡辊的一侧设置有第一夹紧驱动组件。

优选的，所述第一夹紧驱动组件设置有装设于第一活动板底部的第一安装底板以及与第一安装底板滑动连接的第一夹紧驱动板，所述第一安装底板固定设置有第一夹紧驱动气缸，所述第一夹紧驱动气缸的动力输出端与第一夹紧驱动板驱动连接，所述第一夹紧驱动板设置有第一夹紧顶辊。

优选的，所述第二夹紧机构设置有第二固定基准板以及与第二固定基准板滑动连接的第二活动板，所述第二固定基准板的旁侧设置有驱动电机，所述驱动电机的动力输出端驱动连接有滚珠丝杠副，所述滚珠丝杠副的一端滑动连接有连接件，所述连接件与第二活动板连接，所述第二活动板的一侧设置有第二导向辊，所述第二活动板靠近第二导向辊的一侧设置有第二夹紧驱动组件。

优选的，所述第二夹紧驱动组件设置有装设于第二活动板上部的第二安装底板以及与第二安装底板滑动连接的第二夹紧驱动板，所述第二安装底板固定设置有第二夹紧驱动气缸，所述第二夹紧驱动气缸的动力输出端与第二夹紧驱动板驱动连接，所述第二夹紧驱动板设置有第二夹紧顶辊。

本发明的有益效果：本发明的一种全自动化电池卷绕纠偏设备，包括主驱动机台，所述主驱动机台的两侧分别设置有第一夹紧机构与第二夹紧机构，所述主驱动机台设置有负极片驱动电机与正极片驱动电机，所述负极片驱动电机的动力输出端驱动连接有与第一夹紧机构匹配输送负极片的负极片驱动组件，所述正极片驱动电机的动力输出端驱动连接有与第二夹紧机构匹配输送正极片的正极片驱动组件，所述负极片驱动电机的一侧设置有负极片纠偏电机，所述主驱动机台设置有与负极片纠偏电机匹配工作的负极片边缘检测传感器，所述正极片驱动电机的一侧设置有正极片纠偏电机，所述主驱动机台设置有与正极片纠偏电机匹配工作的正极片边缘检测传感器。

第一夹紧机构向负极片驱动组件做出伸出动作，直至两者相互接触夹紧，实现对负极片物料夹紧定位；第二夹紧机构向正极片驱动组件做出伸出动作，直至两者相互接触夹紧，实现对正极片物料夹紧定位。下隔膜物料由第一夹紧机构的第一过渡辊输送再通过第一导向辊引入到卷针，下隔膜物料的受力仅为自身的张力，上隔膜物料由设置于主驱动机台的第二过渡辊输送，再通过第二夹紧机构的第二导向辊引入到卷针，上隔膜物料的受力仅为自身的张力。卷针位于第一导向辊与第二导向辊的下方，随着卷针的转动带动下隔膜物料与上隔膜物料进行卷绕的同时，负极片驱动组件的第一驱动辊通过负极片驱动电机的驱动产生转动，转动速度与卷针的转动速度同步，主动驱动负极片通过第一导向辊与下隔膜物料、上隔膜物料同步送料卷绕；与此同时，正极片驱动组件的第二驱动辊通过正极片驱动电机的驱动产生转动，转动速度与卷针的转动速度同步，主动驱动正极片通过第二导向辊与下隔膜物料、上隔膜物料同步送料卷绕，最终实现下隔膜物料、上隔膜物料、负极片、正极片由起始的分开独立进料操作到同步汇合于卷针进行卷绕操作。负极片纠偏电机能够根据负极片边缘检测传感器在输送负极片的过程中的负极片边缘变化情况，适时驱动调整第一驱动辊的位置进行针对性的纠偏操作；正极片纠偏电机能够根据正极片边缘检测传感器在输送正极片的过程中的正极片边缘变化情况，适时驱动调整第二驱动辊的位置进行针对性的纠偏操作。纠偏执行机构与卷针之间的距离大概为150mm，能够快速响应并实现纠偏操作，而且纠偏执行机构所设计的位置是目前行业上的传统设备能够布置位置的最大极限。本发明采用隔膜物料与极片物料分别独立进料，并通过主动驱动极片物料送料卷绕，实现极片物料的送料速度与卷绕速度同步，有效避免发生电芯变形以及内层极片皱褶的情况，通过极片纠偏电机与极片边缘检测传感器相互配合工作，提高卷绕产品的对齐度精度与生产效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明主驱动机台的结构示意图。

图3为本发明主驱动机台另一角度的结构示意图。

图4为本发明主驱动机台的分解结构示意图。

图5为本发明第一夹紧机构的结构示意图。

图6为本发明第二夹紧机构的结构示意图。

附图标记包括：

1——主驱动机台11——第一滑块12——第二滑块

13——第二过渡辊

2——第一夹紧机构21——第一固定基准板22——第一活动板

23——驱动气缸24——第一导向辊25——第一过渡辊

26——第一夹紧驱动组件261——第一安装底板

262——第一夹紧驱动板263——第一夹紧驱动气缸

264——第一夹紧顶辊

3——第二夹紧机构31——第二固定基准板32——第二活动板

33——驱动电机34——滚珠丝杠副35——连接件

36——第二导向辊37——第二夹紧驱动组件

371——第二安装底板372——第二夹紧驱动板

373——第二夹紧驱动气缸374——第二夹紧顶辊

4——负极片驱动电机41——负极片驱动组件411——第一辊筒架

412——第一驱动辊413——第一滑轨42——第一带传动组件

43——第一固定板

5——正极片驱动电机51——正极片驱动组件511——第二辊筒架

512——第二驱动辊513——第二滑轨52——第二带传动组件

53——第二固定板

6——负极片纠偏电机61——第一纠偏板

7——负极片边缘检测传感器

8——正极片纠偏电机81——第二纠偏板

9——正极片边缘检测传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1至图6所示，本发明的一种全自动化电池卷绕纠偏设备，包括主驱动机台1，所述主驱动机台1的两侧分别设置有第一夹紧机构2与第二夹紧机构3，所述主驱动机台1设置有负极片驱动电机4与正极片驱动电机5，所述负极片驱动电机4的动力输出端驱动连接有与第一夹紧机构2匹配输送负极片的负极片驱动组件41，所述正极片驱动电机5的动力输出端驱动连接有与第二夹紧机构3匹配输送正极片的正极片驱动组件51，所述负极片驱动电机4的一侧设置有负极片纠偏电机6，所述主驱动机台1设置有与负极片纠偏电机6匹配工作的负极片边缘检测传感器7，所述正极片驱动电机5的一侧设置有正极片纠偏电机8，所述主驱动机台1设置有与正极片纠偏电机8匹配工作的正极片边缘检测传感器9。

第一夹紧机构2向负极片驱动组件41做出伸出动作，直至两者相互接触夹紧，实现对负极片物料夹紧定位；第二夹紧机构3向正极片驱动组件51做出伸出动作，直至两者相互接触夹紧，实现对正极片物料夹紧定位。下隔膜物料由第一夹紧机构2的第一过渡辊25输送再通过第一导向辊24引入到卷针，下隔膜物料的受力仅为自身的张力，上隔膜物料由设置于主驱动机台1的第二过渡辊13输送，再通过第二夹紧机构3的第二导向辊36引入到卷针，上隔膜物料的受力仅为自身的张力。卷针位于第一导向辊24与第二导向辊36的下方，随着卷针的转动带动下隔膜物料与上隔膜物料进行卷绕的同时，负极片驱动组件41的第一驱动辊412通过负极片驱动电机4的驱动产生转动，转动速度与卷针的转动速度同步，主动驱动负极片通过第一导向辊24与下隔膜物料、上隔膜物料同步送料卷绕；与此同时，正极片驱动组件51的第二驱动辊512通过正极片驱动电机5的驱动产生转动，转动速度与卷针的转动速度同步，主动驱动正极片通过第二导向辊36与下隔膜物料、上隔膜物料同步送料卷绕，最终实现下隔膜物料、上隔膜物料、负极片、正极片由起始的分开独立进料操作到同步汇合于卷针进行卷绕操作。负极片纠偏电机6能够根据负极片边缘检测传感器7在输送负极片的过程中的负极片边缘变化情况，适时驱动调整第一驱动辊412的位置进行针对性的纠偏操作；正极片纠偏电机8能够根据正极片边缘检测传感器9在输送正极片的过程中的正极片边缘变化情况，适时驱动调整第二驱动辊512的位置进行针对性的纠偏操作。纠偏执行机构与卷针之间的距离大概为150mm，能够快速响应并实现纠偏操作，而且纠偏执行机构所设计的位置是目前行业上的传统设备能够布置位置的最大极限。本发明采用隔膜物料与极片物料分别独立进料，并通过主动驱动极片物料送料卷绕，实现极片物料的送料速度与卷绕速度同步，有效避免发生电芯变形以及内层极片皱褶的情况，通过极片纠偏电机与极片边缘检测传感器相互配合工作，提高卷绕产品的对齐度精度与生产效率。

如图1、图2和图3所示，本实施例的负极片驱动电机4的输出轴驱动连接有第一带传动组件42，所述第一带传动组件42的一端与负极片驱动组件41传动连接，所述负极片驱动电机4的底部连接有第一固定板43，所述第一固定板43与负极片驱动组件41连接，所述负极片纠偏电机6的动力输出端驱动连接有第一纠偏板61，所述第一纠偏板61与第一固定板43连接。具体地，一方面，通过负极片驱动电机4、第一带传动组件42两者的配合工作与负极片驱动组件41驱动连接，另一方面，负极片驱动电机4通过第一固定板43实现负极片驱动电机4整体结构与负极片驱动组件41固定连接。负极片纠偏电机6能够接收负极片边缘检测传感器7检测负极片在输送过程中的边缘变化情况所发出的反馈信号，负极片纠偏电机6的第一纠偏板61通过负极片驱动电机4整体结构驱动负极片驱动组件41沿着主驱动机台1的内侧壁水平移动，实现对负极片物料的输送位置进行纠偏操作，结构紧凑，响应速度快。

如图1、图2和图3所示，本实施例的负极片驱动组件41设置有第一辊筒架411，所述第一辊筒架411转动连接有第一驱动辊412，所述第一驱动辊412的一端与第一带传动组件42驱动连接，所述第一辊筒架411的外侧壁设置有第一滑轨413，所述主驱动机台1的内侧壁设置有与第一滑轨413滑动连接的第一滑块11。具体地，负极片驱动电机4通过第一带传动组件42驱动第一驱动辊412在第一辊筒架411内转动，当负极片纠偏电机6的第一纠偏板61通过负极片驱动电机4整体结构驱动负极片驱动组件41移动，由于在外力的作用下，设置于第一辊筒架411外侧壁的第一滑轨413沿着主驱动机台1内侧壁的第一滑块11滑动，其中第一滑块11是固定不动的，第一滑轨413是沿着第一滑块11滑动的，实现负极片驱动组件41在外力的作用下沿着主驱动机台1的内部水平移动，达到纠偏操作的目的。

如图1、图3和图4所示，本实施例的正极片驱动电机5的输出轴驱动连接有第二带传动组件52，所述第二带传动组件52的一端与正极片驱动组件51传动连接，所述主驱动机台1靠近正极片驱动组件51的上方设置有第二过渡辊13，所述正极片驱动电机5的底部连接有第二固定板53，所述第二固定板53与正极片驱动组件51连接，所述正极片纠偏电机8的动力输出端驱动连接有第二纠偏板81，所述第二纠偏板81与第二固定板53连接。具体地，一方面，通过正极片驱动电机5、第二带传动组件52两者的配合工作与正极片驱动组件51驱动连接，另一方面，正极片驱动电机5通过第二固定板53实现正极片驱动电机5整体结构与正极片驱动组件51固定连接。正极片纠偏电机8能够接收正极片边缘检测传感器9检测正极片在输送过程中的边缘变化情况所发出的反馈信号，正极片纠偏电机8的第二纠偏板81通过正极片驱动电机5整体结构驱动正极片驱动组件51沿着主驱动机台1的内侧壁水平移动，实现对正极片物料的输送位置进行纠偏操作，结构紧凑，响应速度快。

如图1、图3和图4所示，本实施例的正极片驱动组件51设置有第二辊筒架511，所述第二辊筒架511转动连接有第二驱动辊512，所述第二驱动辊512的一端与第二带传动组件52驱动连接，所述第二辊筒架511的外侧壁设置有第二滑轨513，所述主驱动机台1的内侧壁设置有与第二滑轨513滑动连接的第二滑块12。具体地，正极片驱动电机5通过第二带传动组件52驱动第二驱动辊512在第二辊筒架511内转动，当正极片纠偏电机8的第二纠偏板81通过正极片驱动电机5整体结构驱动正极片驱动组件51移动，由于在外力的作用下，设置于第二辊筒架511外侧壁的第二滑轨513沿着主驱动机台1内侧壁的第二滑块12滑动，其中第二滑块12是固定不动的，第二滑轨513是沿着第二滑块12滑动的，实现正极片驱动组件51在外力的作用下沿着主驱动机台1的内部水平移动，达到纠偏操作的目的。

如图1和图5所示，本实施例的第一夹紧机构2设置有第一固定基准板21以及与第一固定基准板21滑动连接的第一活动板22，所述第一固定基准板21固定设置有驱动气缸23，所述驱动气缸23的动力输出端与第一活动板22驱动连接，所述第一活动板22的一侧设置有第一导向辊24，所述第一活动板22设置有第一过渡辊25，所述第一活动板22靠近第一过渡辊25的一侧设置有第一夹紧驱动组件26。具体地，第一固定基准板21与第一活动板22之间设置有滑轨滑块组件，驱动气缸23通过输出轴推动第一活动板22沿着第一固定基准板21往复滑动，通过设置于第一活动板22的第一夹紧驱动组件26与负极片驱动组件41的第一驱动辊412接触压紧，实现对负极片物料夹紧定位，下隔膜物料由两根并排设置的第一过渡辊25输送至第一导向辊24，再通过第一导向辊24引入到卷针，第一夹紧机构2整体结构设计合理且安装稳定，占用空间小。另外，驱动气缸23也可以选择使用其他动力源，例如电机、动力泵、驱动机械臂等。

如图5所示，本实施例的第一夹紧驱动组件26设置有装设于第一活动板22底部的第一安装底板261以及与第一安装底板261滑动连接的第一夹紧驱动板262，所述第一安装底板261固定设置有第一夹紧驱动气缸263，所述第一夹紧驱动气缸263的动力输出端与第一夹紧驱动板262驱动连接，所述第一夹紧驱动板262设置有第一夹紧顶辊264。具体地，第一夹紧驱动组件26通过第一安装底板261连接于第一活动板22的底部，第一安装底板261与第一夹紧驱动板262之间设置有滑轨滑块组件，第一夹紧驱动气缸263通过输出轴推动第一夹紧驱动板262沿着第一安装底板261往复滑动。当第一夹紧机构2通过驱动气缸23驱动第一活动板22做初步伸出动作之后，设置于第一活动板22的第一夹紧驱动气缸263驱动第一夹紧驱动板262紧跟着做进一步伸出动作，驱使设置于第一夹紧驱动板262的第一夹紧顶辊264与负极片驱动组件41的第一驱动辊412接触压紧，实现对负极片物料夹紧定位，结构紧凑，空间利用率高，运动平稳。

如图1和图6所示，本实施例的第二夹紧机构3设置有第二固定基准板31以及与第二固定基准板31滑动连接的第二活动板32，所述第二固定基准板31的旁侧设置有驱动电机33，所述驱动电机33的动力输出端驱动连接有滚珠丝杠副34，所述滚珠丝杠副34的一端滑动连接有连接件35，所述连接件35与第二活动板32连接，所述第二活动板32的一侧设置有第二导向辊36，所述第二活动板32靠近第二导向辊36的一侧设置有第二夹紧驱动组件37。具体地，第二固定基准板31与第二活动板32之间设置有滑轨滑块组件，驱动电机33通过滚珠丝杠副34带动连接件35，进而通过连接件35推动第二活动板32沿着第二固定基准板31往复滑动，通过设置于第二活动板32的第二夹紧驱动组件37与正极片驱动组件51的第二驱动辊512接触压紧，实现对正极片物料夹紧定位，第二夹紧机构3整体结构设计合理且安装稳定，占用空间小。另外，驱动电机33也可以选择使用其他动力源，例如气缸、动力泵、驱动机械臂等。

如图6所示，本实施例的第二夹紧驱动组件37设置有装设于第二活动板32上部的第二安装底板371以及与第二安装底板371滑动连接的第二夹紧驱动板372，所述第二安装底板371固定设置有第二夹紧驱动气缸373，所述第二夹紧驱动气缸373的动力输出端与第二夹紧驱动板372驱动连接，所述第二夹紧驱动板372设置有第二夹紧顶辊374。具体地，第二夹紧驱动组件37通过第二安装底板371连接于第二活动板32的上部，第二安装底板371与第二夹紧驱动板372之间设置有滑轨滑块组件，第二夹紧驱动气缸373通过输出轴推动第二夹紧驱动板372沿着第二安装底板371往复滑动。当第二夹紧机构3通过驱动电机33、滚珠丝杠副34以及滑块滑轨组件之间的配合工作驱动第二活动板32做初步伸出动作之后，设置于第二活动板32的第二夹紧驱动气缸373驱动第二夹紧驱动板372紧跟着做进一步伸出动作，驱使设置于第二夹紧驱动板372的第二夹紧顶辊374与正极片驱动组件51的第二驱动辊512接触压紧，实现对正极片物料夹紧定位，结构紧凑，空间利用率高，运动平稳。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。