一种卷绕装置的制作方法

本发明属于卷绕设备技术领域，涉及一种用于生产新能源动力电池的卷绕装置。

背景技术：

目前，新能源市场经历了补贴的巨大退坡，产品自身的实力和价格越来越成为影响消费者决策的关键。消费者认为新能源汽车价格偏高，其中动力电池占比最大，若能大幅度降低动力电池的生产成本，那么消费者将更倾向于选择新能源汽车。

在新能源动力电池的制作过程中，通过卷针的旋转运动卷绕料带以形成电芯。为了提高卷绕效率，出现了双针或三针卷绕结构形式。以双针卷绕装置为例，其上装有两组卷针，正负极片和隔离膜由机械手送到卷针上，一工位实现电池卷绕，另一工位进行电池下料，两根卷针分别在两个工位中循环工作，分别实现电池卷绕、下料操作。

但现有卷绕设备一般具有装置结构尺寸大、绕卷不稳定、加工和装配难度大、生产周期长和硬件成本高的问题。如何降低工业生产设备成本，保证新能源动力电池品质是提高市场竞争力的关键因素。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种卷绕装置，旨在解决上述背景技术中提到的问题，提升新能源动力电池生产设备的综合竞争力。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种卷绕装置，包括一底板，所述底板垂直连接有一立板，所述立板上开有通孔，所述通孔内贯穿设置有一主轴，所述主轴两端分别连接有第一轴承和第二轴承，所述立板的两侧分别为动力区和卷绕区，位于所述动力区内的主轴上固定设置有直线导轨，所述直线导轨连接有一驱动部件，所述驱动部件可沿所述直线导轨做往复运动，所述驱动部件的输出端连接有卷针模块，所述卷针模块贯穿所述通孔、部分设置于所述卷绕区。

进一步地，位于所述动力区内的主轴上横向设置有一承接板，所述直线导轨设置有两条，两条所述直线导轨平行设置于所述承接板上，所述驱动部件通过一导轨滑块连接于所述两条直线导轨。

进一步地，所述导轨滑块上还设置有有第三轴承，所述第三轴承内安装有一传动杆，所述传动杆两端分别连接于所述驱动部件和卷针模块。

进一步地，所述导轨滑块连接有驱动轴，所述驱动轴用于驱动所述导轨滑块，所述驱动轴有两个、分列于所述承接板两侧。

进一步地，所述第一轴承安装于第一轴承座上，所述第一轴承座设立于所述底板上。

进一步地，所述立板向所述卷绕区延伸设置有一固定梁，所述固定梁连接一转接板，所述转接板上设置有用于安装所述第二轴承的第二轴承座。

进一步地，贴合所述通孔设置有防护盖板，所述防护盖板连接于所述主轴并随所述主轴转动，所述防护盖板上设有供所述卷针模块伸缩移动的开口。

进一步地，所述主轴一端设置有传动齿轮。

进一步地，所述卷针模块包括第一卷针模块和第二卷针模块，所述驱动部件包括第一驱动部件和第二驱动部件，所述第一驱动结构和所述第二驱动部件相对设置于所述承接板的两侧面，对应的，所述第一卷针模块和所述第二卷针模块分列于所述主轴两侧。

进一步地，所述驱动部件为驱动电机、驱动气缸中的至少一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供一种适用于新能源动力电池生成的卷绕装置，主轴的前后两端依靠常规小尺寸轴承支撑，不需要非常规的大尺寸轴承及固定零部件，尾端设计了齿轮传动，可实现主轴旋转，满足切换卷针模块的功能；卷针模块与驱动部件直连，可实现卷针模块卷绕高刚性、高速响应，提升产品精度及稳定性；卷针驱动部件固定于线性导轨副的滑块上，可实现卷针模块前后移动；线性导轨副与主轴刚性连接，可与主轴同步旋转，实现切换卷针模块工位的功能。

附图说明

下面结合附图详述本发明的具体结构

图1为本发明绕卷装置轴测视图；

图2为本发明绕卷装置侧视图；

图3为本发明绕卷装置正视图；

图4为沿图3剖面线a-a的剖视图；

图5为本发明绕卷装置的俯视图；

其中：10-底板；20-立板；201-防护盖板；30-主轴；301-承接板；302-直线导轨；303-驱动轴；304-导轨滑块；40-卷针模块；401-第三轴承；402-传动杆；50-驱动部件；60-第一轴承座；61-第一轴承；70-固定梁；80-转接板；81-第二轴承；90-传动齿轮。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例

请参阅图1-图5，本发明提供一种卷绕装置，所述卷绕装置包括一底板10，所述底板10垂直连接有一立板20，构成卷绕装置的支撑架构；在立板20上开有通孔，所述通孔内贯穿设置有一主轴30且所述主轴30两端分别连接有第一轴承61和第二轴承81，可选地，这里的轴承选用常规的小尺寸轴承，不需要大尺寸轴承及固定零部件支撑，从而减小了尺寸体积及简化装置架构；主轴30可在第一轴承61和第二轴承81上转动，其动力来源于外部动力传输，具体地，在主轴30一端设置有传动齿轮90，通过传动齿轮90连接外部动力组件，在外部动力组件的驱动下达到主轴30在第一轴承61和第二轴承81间转动的目的。

所述第一轴承61安装于第一轴承座60上，所述第一轴承座60为一固定板，设立于主轴30一端部的下方；另一方面，立板20延伸设置有一固定梁70，所述固定梁70连接一转接板80，所述转接板80上设置有用于安装所述第二轴承81的第二轴承座，其第一轴承61和第二轴承81处于同一水平线上设置。应当理解，此处的固定梁70也可直接连接于底板10，能够满足在主轴30两端固定有第一轴承61和第二轴承801的方式均在本发明申请的保护范围内。

进一步地，为提高生产安全性及增加美观性，在立板20通孔处设置有防护盖板201，其防护盖板201连接于所述主轴30并能够沿主轴30转动，在防护盖板201上设有供卷针模块40伸缩移动的开口。

所述立板20垂直设立于底板10上，如图1所示，立板20将卷绕装置分割为两个区域，进行电池绕卷的工作区域为绕卷区，进行动力驱动的区域为动力区，所述动力区主轴上固定设置有直线导轨302，一驱动部件50连接于所述直线导轨302并沿所述直线导轨302往复运动，所述驱动部件50输出端连接有卷针模块40，所述卷针模块40贯穿所述通孔、部分设置于所述卷绕区，其驱动部件50为驱动电机、驱动气缸中的至少一种。

具体地：位于动力区内的主轴30上横向设置有一承接板301，所述直线导轨302设置有两条，两条所述直线导轨302平行设置于承接板301上，所述驱动部件50通过一导轨滑块304连接于所述直线导轨302，导轨滑块304通过驱动轴303进行驱动，进而实现驱动部件50的前后移动，优选地，驱动轴303设置有两个、分列于所述承接板301两侧。进一步地，在导轨滑块304上还设置有第三轴承401，所述第三轴承401内安装有一传动杆402，且所述传动杆402两端分别连接于驱动部件50和卷针模块40进行动力传输，卷针模块40与驱动部件50直连，实现卷针模块40卷绕高刚性、高速响应，提升产品精度及稳定性。

进一步地，为提高动力电池生产效率，本实施例提供的绕卷装置采用双卷针工作模式，如图1-图5所示，所述卷针模块40包括第一卷针模块和第二卷针模块，设置有第一驱动部件和第二驱动部件及相对应的连接、驱动组件。其第一驱动部件和第二驱动部件相对设置在承接板301的两侧面，所连接的第一卷针模块和所述第二卷针模块分列于主轴30两侧形成工位a和工位b，根据生产需要，可设置工位a卷绕电芯，工位b下料的工作模式。

本发明提出如下工作流程：装置复位，第一卷针模块在工位a伸出，夹持隔离膜和极片旋转，卷绕好电芯后，主轴30旋转切换卷针，第一卷针模块带着隔离膜和极片到达工位b位，待电芯下料后，卷针再缩回去以免切换到上方后干涉未切断的隔离膜和极片，而同时，第二卷针模块移动到工位a伸出，夹着隔离膜和基片旋转，待卷绕好电芯后主轴30再次旋转切换卷针，第二卷针模块执行工位的下料操作，卷绕装置循环反复进行工作。

需要理解，在工作过程中，第一卷针模块和第二卷针模块分别对应有独立的驱动机构，如第一卷针模块由对应的驱动轴驱动进行相对立板的伸缩运动，由对应的驱动部件驱动进行电芯卷绕；卷针的切换则由主轴的旋转带动第一卷针模块和第二卷针模块同时变换工位。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：

本发明提供的卷绕装置结构简单，解决了传统卷针切换模块尺寸大、卷入不稳定、加工和装配难度大、生产周期长和硬件成本高的问题，适用于所有类型新能源锂电池卷绕设备，也可以推广到其它存在卷针切换模块的机械设备上，这非常有利于新能源锂电池卷绕设备及其它机械设备的尺寸小型化、机构简化，提升产品质量的同时，获得生产周期短、投入成本低的结果，最终适应于新能源锂电池大规模工业化生产，满足降低新能源锂电池成本的需求，支持新能源市场高质量发展，利于新能源市场推广应用工作，促进新能源市场消费。

此处第一、第二……只代表其名称的区分，不代表它们的重要程度和位置有什么不同。

此处，上、下、左、右、前、后只代表其相对位置而不表示其绝对位置

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。