激光切极耳机构和激光切极耳成型机的制作方法

1.本发明涉及技术电池制造技术领域，具体而言，涉及一种激光切极耳机构和激光切极耳成型机。


背景技术：

2.在目前锂电池极片高速激光切极耳设备中，极片竖直经过两水平过辊，极片上的每一个极耳均由在极片同侧，至上而下布置的两个激光器横向出光完成切割作业的。
3.由于在光路系统中，振镜与场镜的体积较大，其出光的中心位置相对固定，使得在极片同侧上下分布的两激光器出光中心距离较大，且激光准直器的方向只能相对布置，导致激光工位在高度方向占用机台的空间较大，维护空间相对拥挤，观察视野受限，可操作性、效率较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种激光切极耳机构和激光切极耳成型机，能够改变激光器的排布方式，使得激光工位在高度方向上占用机台的空间较小，使得观察视野更广，两激光器出光中心距离可以更小，减小了极片波动或偏移对两个激光切割点的影响。
5.本发明的实施例是这样实现的：
6.在一方面，本发明提供一种激光切极耳机构，包括进料过辊、出料过辊、第一激光器、第二激光器和负压吸附组件，所述进料过辊和所述出料过辊间隔设置，用于承载极片，所述负压吸附组件设置在所述进料过辊和所述出料过辊之间，并具有用于吸附所述极片的负压吸附面，所述第一激光器和所述第二激光器错位分设在所述负压吸附面的两侧，且所述第一激光器用于与所述负压吸附面的上部对应，所述第二激光器用于与所述负压吸附面的下部对应。
7.在本发明可选的实施方式中，所述负压吸附组件包括侧面腔体、后封板、极片负压吸附腔体和负压皮带腔体，所述极片负压吸附腔体和所述后封板相对设置，且所述极片负压吸附腔体具有所述负压吸附面，所述负压皮带腔体设置在所述极片负压吸附腔体的下侧，所述侧面腔体设置在所述后封板的至少一侧边缘，且所述侧面腔体、所述后封板、所述极片负压吸附腔体和所述负压皮带腔体共同围设形成一切割腔室，所述切割腔室用于供所述极片通过。
8.在本发明可选的实施方式中，所述后封板上开设有第一激光切割口，所述极片负压吸附腔体上开设有第二激光切割口，所述第一激光器与所述第一激光切割口对应，并通过所述第一激光切割口向所述极片发射激光，所述第二激光器与所述第二激光切割口对应，并通过所述第二激光切割口向所述极片发射激光，其中，所述第一激光切割口和所述第二激光切割口上下错位设置。
9.在本发明可选的实施方式中，所述极片负压吸附腔体包括第一负压吸附腔体和第二负压吸附腔体、所述第一负压吸附腔体设置有第一吸附板，所述第一吸附板用于贴合吸
附在所述极片上，所述第二负压吸附腔体设置有第二吸附板，所述第二吸附板用于贴合吸附在所述极片上，且所述第一吸附板设置在所述第二吸附板的上方。
10.在本发明可选的实施方式中，所述第一吸附板与所述第一激光切割口对应，所述第二吸附板呈l形，且所述第二激光切割口开设在所述第二吸附板上。
11.在本发明可选的实施方式中，所述负压皮带腔体设置有负压输送皮带，所述负压输送皮带具有用于吸附极耳废料的皮带吸附面，所述皮带吸附面设置在所述第二激光切割口下方，并靠近所述第二吸附板设置。
12.在本发明可选的实施方式中，所述皮带吸附面包括竖直面和倾斜面，所述竖直面靠近所述第二吸附板设置，所述倾斜面与所述竖直面的下侧相接合，且所述倾斜面朝向远离所述出料过辊的方向倾斜，以将所述极耳废料带离所述极片。
13.在本发明可选的实施方式中，所述负压皮带腔体上还设置有隔离板，所述隔离板设置在所述负压输送皮带的上方，用于隔离切割粉尘。
14.在本发明可选的实施方式中，所述侧面腔体设置有吹尘风刀，所述吹尘风刀用于形成平行于所述负压吸附面的方向的气流，以处理切割产生的粉尘。
15.在另一方面，本发明提供了一种激光切极耳成型机，包括前述的激光切极耳机构，该激光切极耳机构包括进料过辊、出料过辊、第一激光器、第二激光器和负压吸附组件，所述进料过辊和所述出料过辊间隔设置，用于承载极片，所述负压吸附组件设置在所述进料过辊和所述出料过辊之间，并具有用于吸附所述极片的负压吸附面，所述第一激光器和所述第二激光器错位分设在所述负压吸附面的两侧，且所述第一激光器用于与所述负压吸附面的上部对应，所述第二激光器用于与所述负压吸附面的下部对应。
16.本发明实施例的有益效果包括：
17.本发明实施例提供的激光切极耳机构和激光切极耳成型机，通过负压吸附组件来对极片进行吸附，第一激光器和第二激光器错位分设在负压吸附面的两侧，能够降低竖直方向上的占用空间，且第一激光器用于与负压吸附面的上部对应，第二激光器用于与负压吸附面的下部对应，通过改变两个激光器的排布方式，采用在极片两侧的排布方式，使得第一激光器和第二激光器的中心距离可以相对靠近，从而使得由极片张力、速度引起的波动以及上一级纠偏引起的极片偏移对于两激光切割点的影响会越小。相较于现有技术，本发明实施例提供的激光切极耳机构和激光切极耳成型机，能够改变激光器的排布方式，使得激光工位在高度方向上占用机台的空间较小，使得观察视野更广，两激光器出光中心距离可以更小，减小了极片波动或偏移对两个激光切割点的影响。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1为本发明实施例提供的激光切极耳机构在第一视角下的结构示意图；
20.图2为本发明实施例提供的激光切极耳机构在第二视角下的结构示意图；
21.图3为本发明实施例提供的激光切极耳机构在第三视角下的结构示意图；
22.图4为本发明实施例提供的激光切极耳机构的局部结构示意简图。
23.图标:
24.100-激光切极耳机构；110-进料过辊；130-出料过辊；150-第一激光器；170-第二激光器；190-负压吸附组件；191-侧面腔体；192-后封板；193-极片负压吸附腔体；1931-第一负压吸附腔体；1933-第二负压吸附腔体；1935-第一吸附板；1937-第二吸附板；194-负压皮带腔体；1941-负压输送皮带；1943-竖直面；1945-倾斜面；1947-隔离板；195-切割腔室；196-第一激光切割口；197-第二激光切割口。
具体实施方式
25.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
26.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
30.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.正如背景技术中所公开的，现有技术中的双激光器结构，通常是采用单侧布局，即采用上下分布的方式，而由于在光路系统中，振镜与场镜的体积较大，其出光的中心位置相对固定，使得在极片同侧上下分布的两激光器出光中心距离较大，极片的波动和微小位移对于激光切割的精度有较大影响。并且，激光准直器的方向只能相对布置，导致激光工位在高度方向占用机台的空间较大，维护空间相对拥挤，观察视野受限，可操作性、效率较低。
32.此外，现有技术中两个激光器所对应的是两个独立的切割腔室，相互之间并没有
直接导通，并且安装基准不一致，过渡零件较多，无疑增加了结构复杂度，并且装配精度难以保证，不利于极耳切割稳定性的控制。
33.并且，由于采用了独立的切割腔室，上下切割腔室之间设置过渡辊来传递极片，当上腔体切出裂口后的极耳传递至下腔体的过程中，受到张力影响，再经过设置在两个腔体之间的过渡辊圆弧辊面时，容易使得裂口进一步绷断，影响下腔体内的切割效果。特别是极片两侧延展性不一致的情况下会更加恶劣。同时，在切割大极耳时，还必须在过渡辊处考虑极耳翻折的问题。
34.最后，常规技术中，下切割腔体的切割口位置在排废料皮带旋转方向的侧边，吸附皮带吸住废料和极耳顶部，而极耳根部将近半个极耳尺寸的长度未被吸附，此“悬臂”吸附力拉扯极耳顶部以及极耳顶部排出废料的方式，极易使极耳和废料因受力不均，而导致极耳根部箔材区在切割口位置出现褶皱离焦切不断；废料的排出方向易往极耳根部方向偏移，导致废料剐蹭极片涂布区，引起排废料不顺畅，因此该结构对皮带的速度控制要求极为严苛。特别是极耳高度低、废料较窄的电池极片规格，废料极易脱离皮带吸附，导致结构难以自动完成该尺寸要求的极耳切割连续作业。
35.为了解决上述问题，本发明提供了一种新型的激光切极耳机构和激光切极耳成型机。下面对该激光切接机构和激光切极耳成型机进行详细介绍。
36.第一实施例
37.请参照图1和图2，本实施例提供了一种激光切极耳机构100，其能够改变激光器的排布方式，使得激光工位在高度方向上占用机台的空间较小，使得观察视野更广，两激光器出光中心距离可以更小，减小了极片波动或偏移对两个激光切割点的影响。同时本实施例采用了一体式的切割腔体，结构简单，占用空间少，过渡零件少。同时能够保证极片的输送稳定性，并能够实现废料的稳定排放。
38.本实施例提供的激光切极耳机构100，包括进料过辊110、出料过辊130、第一激光器150、第二激光器170和负压吸附组件190，进料过辊110和出料过辊130间隔设置，用于承载极片，负压吸附组件190设置在进料过辊110和出料过辊130之间，并具有用于吸附极片的负压吸附面，第一激光器150和第二激光器170错位分设在负压吸附面的两侧，且第一激光器150用于与负压吸附面的上部对应，第二激光器170用于与负压吸附面的下部对应。
39.在本实施例中，激光切极耳机构100适用于激光切极耳成型机，其中进料过辊110、出料过辊130均可转动地设置在一安装板上，第一激光器150、第二激光器170和负压吸附组件190也安装在该安装板上，实现了机构的装配安装。其中，第一激光器150和第二激光器170的激光切割原理，具体可以参考现有的激光器结构。
40.在本实施例中，通过负压吸附组件190来对极片进行吸附，第一激光器150和第二激光器170错位分设在负压吸附面的两侧，能够降低竖直方向上的占用空间，且第一激光器150用于与负压吸附面的上部对应，第二激光器170用于与负压吸附面的下部对应，通过改变两个激光器的排布方式，采用在极片两侧的排布方式，使得第一激光器150和第二激光器170的中心距离可以相对靠近，从而使得由极片张力、速度引起的波动以及上一级纠偏引起的极片偏移对于两激光切割点的影响会越小。
41.需要说明的是，本实施例中第一激光器150和第二激光器170错位设置，指的是第一激光器150的中心与第二激光器170的中心并不对应，从而使得第一激光器150和第二激
光器170能够分别作用在负压吸附面的不同位置，实现错位上下分布，方便切割同一极耳。
42.负压吸附组件190包括侧面腔体191、后封板192、极片负压吸附腔体193和负压皮带腔体194，极片负压吸附腔体193和后封板192相对设置，且极片负压吸附腔体193具有负压吸附面，负压皮带腔体194设置在极片负压吸附腔体193的下侧，侧面腔体191设置在后封板192的至少一侧边缘，且侧面腔体191、后封板192、极片负压吸附腔体193和负压皮带腔体194共同围设形成一切割腔室195，切割腔室195用于供极片通过。
43.具体地，此处切割腔室195能够将上切割工位和下切割工位囊括在内，实现一体式切割腔结构。而本实施例采用一体式的切割腔室195，结构简单空间占用少，过渡零件少，能够更容易的保证两切割点位置与极片表面平行，两激光器的作业位置也能保证良好的衔接；整体结构的调节、打表更容易，设备维护和观察的空间宽裕，人员操作效率高。
44.在本实施例中，后封板192上开设有第一激光切割口196，极片负压吸附腔体193上开设有第二激光切割口197，第一激光器150与第一激光切割口196对应，并通过第一激光切割口196向极片发射激光，第二激光器170与第二激光切割口197对应，并通过第二激光切割口197向极片发射激光，其中，第一激光切割口196和第二激光切割口197上下错位设置。具体地，第一激光切割口196与负压吸附面的上部对应，第二激光切割口197与负压吸附面的下部对应，第一激光器150由第一激光切割口196向极片发射激光，第二激光器170由第二激光切割口197向极片发射激光，从而实现了激光切割动作。
45.在本实施例中，极片负压吸附腔体193包括第一负压吸附腔体1931和第二负压吸附腔体1933、第一负压吸附腔体1931设置有第一吸附板1935，第一吸附板1935用于贴合吸附在极片上，第二负压吸附腔体1933设置有第二吸附板1937，第二吸附板1937用于贴合吸附在极片上，且第一吸附板1935设置在第二吸附板1937的上方。具体地，第一吸附板1935和第二吸附板1937的板面用于构成了负压吸附面，第一负压腔体和第二负压腔体分别连接有负压管道，从而实现相互独立的负压抽气，而第一吸附板1935和第二吸附板1937上均开设有负压吸附孔，通过负压吸附孔来实现对极片的吸附，其负压吸附原理与常规的负压吸附板一致，在此不作具体限定。
46.在本实施例中，第一吸附板1935与第一激光切割口196对应，第二吸附板1937呈l形，且第二激光切割口197开设在第二吸附板1937上。具体地，第一吸附板1935呈矩形，用于吸附极片的上部，第二吸附板1937呈l形，用于吸附极片的下部，并对第二激光切割口197做让位，通过设计l型的第二吸附板1937，能够隔绝第一激光切割口196和第二激光切割口197之间的极片被切割后，箔材的张力释放极片抖动互相影响切割稳定性，这样既可以保持原有方案的废料在排出过程被吸附住不随意摆动，还可以使第一负压吸附腔体1931和第二负压吸附腔体1933的料面相对平整，不受延展辊引起料带张紧不均和延展张力释放放大的问题。
47.在本实施例中，侧面腔体191设置有吹尘风刀(图未示)，吹尘风刀用于形成平行于负压吸附面的方向的气流，以处理切割产生的粉尘。
48.在实际工作时，极片自上而下在竖直方向运动，穿过一体式的切割腔室195，并且该切割腔室195的前后两侧的激光切割口出分别布置第一激光器150和第二激光器170，第一激光切割口196背面的第一负压吸附腔体1931和第二负压吸附腔体1933能够有效地抚平两个激光切割点之间的极片，保证极片不抖动不离焦。同时切割腔室195的侧边设置有吹尘
风刀，能够及时处理切割产生粉尘，第二激光切割口197出采用负压皮带腔体194，可以吸附并排出二次切割极耳时所产生的的废料/边角料。
49.在本实施例中，负压皮带腔体194设置有负压输送皮带1941，负压输送皮带1941具有用于吸附极耳废料的皮带吸附面，皮带吸附面设置在第二激光切割口197下方，并靠近第二吸附板1937设置。具体地，负压皮带腔体194用于吸附并输送切割极耳产生的废料，并将废料输送至下方的废料收集箱。其中，负压输送皮带1941位于切割工位的正下方，使得极耳和废料所收到的皮带吸附力相对稳定，从而提高了切割的稳定性。并且能够兼容矮极耳和窄废料的极耳尺寸规格的切割需求。
50.在本实施例中，皮带吸附面包括竖直面1943和倾斜面1945，竖直面1943靠近第二吸附板1937设置，倾斜面1945与竖直面1943的下侧相接合，且倾斜面1945朝向远离出料过辊130的方向倾斜，以将极耳废料带离极片。具体地，通过在下侧设置倾斜面1945，能够更好地将废料与极耳分离，并且避免发生极耳翻折现象。
51.在本实施例中，负压皮带腔体194上还设置有隔离板1947，隔离板1947设置在负压输送皮带1941的上方，用于隔离切割粉尘。具体地，隔离板1947设置在负压皮带腔体194上，并位于负压输送皮带1941和第二吸附板1937之间，且该隔离板1947开设有用于让位极片的让位口，能够避免影响极片的输送。通过设置隔离板1947，能够有效地防止切割产生的高温粉尘直接溅射在负压输送皮带1941的表面，对负压输送皮带1941进行了保护。
52.本实施例提供的激光切极耳机构100，其工作原理如下：
53.极片在切割工位的进料过辊110与出料过辊130之间形成一个平面，并与负压吸附面相贴合，第一激光器150水平射入后封板192上的第一激光切割口196，对极片进行极耳的一次切割工序，极片背面的第一吸附板1935提供负压“抚平”从进料过辊110进入切割工位的极片，保证一次切割的稳定性；完成一次切割极耳工序的极片经过l型的第二吸附板1937，由第二吸附板1937提供足够的负压保证极片稳定进入极耳的二次切割工位，第二激光器170水平射入第二吸附板1937上的第二激光切割口197，对极片进行极耳的二次切割工序，l型的第二吸附板1937正下方有负压输送皮带1941进行废料排放，其皮带运动的速度略大于极片的走带速度，由二次切割产生的废料/边角料吸附于负压输送皮带1941上，并被带出，避免影响切割的稳定性。
54.综上所述，本实施例提供的激光切极耳机构100，通过负压吸附组件190来对极片进行吸附，第一激光器150和第二激光器170错位分设在负压吸附面的两侧，能够降低竖直方向上的占用空间，且第一激光器150用于与负压吸附面的上部对应，第二激光器170用于与负压吸附面的下部对应，通过改变两个激光器的排布方式，采用在极片两侧的排布方式，使得第一激光器150和第二激光器170的中心距离可以相对靠近，从而使得由极片张力、速度引起的波动以及上一级纠偏引起的极片偏移对于两激光切割点的影响会越小。
55.并且，两个激光切割工位采用一体式的切割腔室195，结构简单空间占用少，过渡零件少，能够更容易的保证两个切割点位置与极片表面平行，同时两个激光器的作业位置也能保证良好的衔接；结构调节、打表更容易，设备维护和观察的空间宽裕，人员操作效率高。
56.此外，切割腔体的中间过渡段采用l型的第二吸附板1937进行极片吸附，能够有效地抚平一次切割时产生裂口的极耳，保证其进入二次切割工位时极片面相对焦平面静止。
同时，完成一次切割的箔材区始终吸附于l型负压板，避免激光二次切割极片时，箔材瞬时张力的释放所引起的极片抖动导致离焦切不断，也能够避免边角料被卡住，排废料不顺畅而导致极片断带，提高了侧面除尘风刀除尘效率。
57.最后，第二激光切割口197选择布局在负压输送皮带1941正上方，皮带面设置的隔离板1947能够有效地防止切割产生的高温粉尘直接溅射在负压输送皮带1941上；皮带吸附力的作用下极耳和废料相对稳定，保证了极耳切割的稳定性，并切结构可以很好的兼容矮极耳和窄废料的极耳尺寸规格的切割需求。
58.第二实施例
59.本实施例提供了一种激光切极耳成型机，其包括了激光切极耳机构100，其中激光切极耳机构100的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。
60.本实施例提供的激光切极耳成型机包括安装架和激光切极耳机构100，激光切极耳机构100包括进料过辊110、出料过辊130、第一激光器150、第二激光器170和负压吸附组件190，进料过辊110和出料过辊130间隔设置，用于承载极片，负压吸附组件190设置在进料过辊110和出料过辊130之间，并具有用于吸附极片的负压吸附面，第一激光器150和第二激光器170错位分设在负压吸附面的两侧，且第一激光器150用于与负压吸附面的上部对应，第二激光器170用于与负压吸附面的下部对应。其中进料过辊110、出料过辊130均可转动地设置在一安装板上，第一激光器150、第二激光器170和负压吸附组件190也安装在该安装板上，实现了机构的装配安装
61.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。