一种材料收卷前的展平装置的制作方法

本实用新型涉及展平装置领域，特别是涉及一种材料收卷前的展平装置。

背景技术：

柔性片状材料的在收卷工序前对材料的平整性要求较高，如果材料不平整，则会造成收卷的卷材褶皱，影响材料的质量。

比如锂电池制造过程中的集流体的生产，集流体为锂离子电池的关键部件，在集流体的生产过程中，涂布是最重要的工序之一，涂布过程如下：锂电池正、负极浆料通过涂布设备均匀的涂覆到集流体上，集流体一般是厚度为20μm以内的铝箔或铜箔，经过烘箱烘烤干燥定型，之后进行收卷，经烘烤后的集流体在收卷装置的卷筒牵引下卷收到卷筒上。

目前，涂布设备的干燥烘箱通常约30m-50m，有的烘箱在前半段内有托辊托起集流体，后半段的集流体为悬浮状态；也有设备采用整体全悬浮。无论采用何种烘箱，如正、负极涂覆区设计有纵向连续留白，因留白区无浆料涂覆面密度远低于周边涂布区域，在悬浮段会出现涂覆区下沉，留白区上浮情况，从而使集流体整体呈凹凸不平的状态。如果集流体凹凸程度较严重，并保持此状态经过收卷装置过辊时仍未自然展平，相对更加柔软的留白区会形成褶皱，即使轻微的纵向连续印记也会影响到辊压工序，严重的会造成集流体的报废。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种材料收卷前的展平装置，能够自动调整材料的平整度，保证了材料收卷的质量。本实用新型通过以下技术方案实现：

一种材料收卷前的展平装置，其特征在于，包括两套纠偏装置以及主控系统；两套纠偏装置分别设置于材料宽度方向的两侧的边缘处；每套纠偏装置均包括纠偏单元、边缘位置检测单元；两套纠偏装置各自的所述边缘位置检测单元分别用于检测材料两侧边缘的偏移量；两套纠偏装置各自的所述边缘位置检测单元与所述主控系统通信连接，所述主控系统与两套纠偏装置各自的所述纠偏单元通信连接。

本实用新型的所述主控系统根据所述偏移量控制所述纠偏单元对所述材料的位置进行纠偏。

具体地，所述边缘位置检测单元包括纠偏传感器。

具体地，所述纠偏传感器为光电传感器、或超声波传感器、或ccd传感器。

具体地，两套纠偏装置分别置于前工序的出料口处材料的两侧。

具体地，两套纠偏装置各自的纠偏单元均包括上下相对设置的两个展平辊、辊轴承座，所述展平辊的两端分别为驱动端与悬空端，两个展平辊的驱动端各自穿过一轴承装设于所述辊轴承座上，两个展平辊相互平行装设；两个展平辊之间具有过料间隙；两套纠偏装置的展平辊的悬空端相对设置，所述材料的两侧边缘分别置于两套纠偏装置的所述过料间隙中；两套纠偏装置各自的纠偏单元还包括控制展平辊转速的转动伺服电机、控制所述展平辊角度的旋转机构；初始位置时，所述展平辊与材料的走带方向垂直设置。

具体地，两套纠偏装置各自的纠偏单元还包括展平辊安装座，所述辊轴承座固定安装于所述展平辊安装座上方，所述展平辊安装座下方安装有所述旋转机构。

具体地，所述旋转机构包括蜗轮蜗杆分度机、转动伺服电机，所述蜗轮蜗杆分度机的输入轴连接所述转动伺服电机，输出轴连接所述展平辊安装座。

优选地，所述纠偏单元还包括调整过料间隙大小的间隙调整结构。

优选地，所述展平辊套设有可拆装的辊套。

具体地，两套纠偏装置各自的纠偏单元的两个展平辊的上辊为主动辊，下辊为从动辊，上辊的驱动端固设有主动齿轮，下辊的驱动端固设有从动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合；上辊的驱动端连接所述转动伺服电机。

优选地，所述展平辊转动的线速度沿着走带方向的分速度与走带的速度相同。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型的展平装置独立性和适应性高，不仅适用于新设备，同样适用于老旧设备改造；通过展平装置解决待展平材料收卷前的凹凸不平造成的收卷打皱问题；通过展平装置可以提高设备牵引的稳定性，保持走带的持续平整；主动系统可判断待展平材料不平整、整体位移等全部类型，并自适应做出材料边缘位置的纠偏，有效的避免了材料收卷的打皱或者轻微的印记，保证材料的质量。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的集流体生产线的部分结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的展平装置的正视图；

图3是本实用新型实施例提供的纠偏单元的结构示意图。

具体实施方式

为了更加清楚地理解本实用新型的技术方案，以下结合实施例对本实用新型作进一步说明，具体实施例仅限于方便解释本实用新型的方案内容，本实用新型保护的内容不限于具体实施例揭示的内容。

以电池集流体烘干后的展平为例对本实用新型的展平装置进行说明。此处集流体就是待展平材料。

如图1、图2所示，集流体70在涂布工序之后需要进入烘干箱002，一般集流体70在烘干箱002的后半段处于悬浮段，通过上下风刀吹热风对涂料进行烘干；集流体70的正、负极涂布区71之间设计有纵向连续留白区72，因留白区72无浆料涂覆，其面密度远低于周边涂布区71，且在悬浮段，集流体70为没有支撑的状态，会出现涂布区71下沉，留白区72上浮情况，从而使集流体70整体呈凹凸不平的状态，即中部留白区72的两侧边缘的实际距离w实际小于留白区宽度w留白。这样，在集流体70出了烘干箱002，后续收卷的过程中留白区会出现褶皱或者印记。

为了解决上述问题，本实施例提供了一种展平装置，用于集流体70涂布烘干后、收卷前的展平，有效的避免了收卷时留白区打皱、或者轻微的纵向印记，能够减少极片的浪费，提高后续的收卷工序的合格率。所述展平装置包括两套纠偏装置001以及主控系统；如图2，两套纠偏装置分别设置于集流体70宽度方向的两侧的边缘处；每套纠偏装置均包括纠偏单元10、边缘位置检测单元30。所述集流体宽度方向为垂直于集流体走带的方向(或者也可叫做牵引方向)。

如图3所示，为右侧的纠偏单元10的结构示意图，纠偏单元10包括底座18、展平辊安装座19、辊轴承座15、上下相对设置的两个展平辊(上辊11和下辊12)；辊轴承座15固定安装于展平辊安装座19上方，上辊11和下辊12的各自两端分别为驱动端与悬空端，上辊11和下辊12的驱动端穿过轴承装设于辊轴承座15上，上辊11和下辊12相互平行装设，两个展平辊之间具有过料间隙，集流体70的右侧边边缘部分置于所述过料间隙中；优选的所述纠偏单元10还具有调整过料间隙大小的间隙调整结构，调整过料间隙的大小以适应不同厚度规格的材料以及对材料的过辊力度；本实施例中，所述间隙调整结构为设置在两个展平辊的轴承间的弹簧14以及设置于上辊的轴承上方的调整螺栓13，调整螺栓13穿过辊轴承座15的顶端后位于上辊11的轴承上方，通过调整螺栓13来调整过料间隙的大小。

优选的，上下辊还各自套设有可拆装的辊套，便于清理与维修；其中辊套为镀铬辊套。

本实施例中上辊11是主动辊，下辊12是从动辊，上辊11的驱动端固设有主动齿轮17，下辊12的驱动端固设有从动齿轮16，主动齿轮17与从动齿轮16啮合，使下辊12在上辊11的转动带动下转动；上辊11的驱动端连接一控制展平辊转速的转动伺服电机。

底座18上方安装有控制展平辊角度的旋转机构20，旋转机构20具有转轴，旋转机构20的转轴垂直于展平辊安装座19，在展平辊安装座19下方与展平辊安装座19固定连接，通过旋转机构20控制展平辊安装座19的旋转以控制展平辊的角度；本实施例中，旋转机构20包括蜗轮蜗杆分度机，蜗轮蜗杆分度机的输入轴21连接所述转动伺服电机，输出轴22就是旋转机构20的转轴，通过输出轴22控制展平辊安装座19转动，从而带动展平辊转动；蜗轮蜗杆分度机的具体结构以及工作原理均是本领域公知的技术，此处不再赘述。

边缘位置检测单元30用于集流体的侧部边缘位置的偏移量检测，本实施实例中，边缘位置检测单元30包括纠偏传感器，其中纠偏传感器可以是但不限于光电传感器、或超声波传感器、或ccd传感器、或者光栅传感器；边缘位置检测单元30与主控系统通信连接，将检测到的边缘位置的偏移量发送给主控系统，主控系统与纠偏单元通信连接，用于控制展平辊的转速以及角度。

一般，集流体70出烘干箱002到收卷工序之间还设置有若干道过辊工序，以实现对集流体的张力等的调整；优选的，本实用新型的展平装置设置于烘干箱002的出口处，第一道过辊工序之前，在后续各道过辊工序之前先对集流体进行展平，有效的保证品质。

本实用新型的两套纠偏装置分别位于集流体宽度方向的左右两侧的边缘处，两套纠偏装置镜像设置，其中两套展平辊的悬空端相对设置、驱动端设置在外侧，以便集流体的两侧边缘能够分别穿过两套展平装置的过料间隙；两套展平装置的边缘位置检测单元30分别设置于展平辊的前方(沿着走带方向的前方)，用于检测集流体的边缘位置的偏移量，纠偏传感器的零点设置在集流体侧边的基准边缘位置(设计的边缘位置)，因此纠偏传感器检测的数据就是边缘位置的偏移量。

优选的，如图1，两套纠偏装置的过料间隙的高度与烘干箱002出料口的高度相同或者比烘干箱002出料口的高度略高；高度相同时能够保证展平辊的下辊12与集流体接触自然，集流体能够平整的牵引，高度略高可以增加集流体与展平辊的接触面的摩擦力，有利于集流体的走带。

两套纠偏装置各自的纠偏传感器将边缘位置偏移量数据发送给主控系统，主控系统根据偏移量判断集流体是否会出现留白区凸起的现象；当判断留白区出现凸起的现象，主控系统根据集流体两侧的偏移量数据，计算出两套展平装置的展平辊的旋转方向(展平辊安装座19逆时针或者顺时针旋转)，也就是集流体两侧调整方向(向内侧调整或者向外侧调整)，并根据展平辊的当前角度α调整两辊的转速，使v辊＝v走带/cosα，即使展平辊沿着走带方向的分速度与走带速度相同，其中α是展平辊当前的角度，是集流体的宽度方向与展平辊的夹角(如图2所示)；一般走带的速度是匀速的，在走带过程中v走带不变，通过调整展平辊的转速使展平辊沿着走带方向的分速度与走带速度相同，从而保证整个走带正常。

应用本展平装置对展平辊的转向以及转速的调整是一个动态调整的过程，贯穿整个生产运行。展平辊的角度α与蜗轮蜗杆分度驱动电机转角θ唯一相关，因此主控系统根据分度驱动电机转角θ就能够确定展平辊的角度α，从而能够确定展平辊的转速v辊。

涂布设备启动后，同步启动展平装置；初始状态下，每套展平装置的展平辊垂直于走带方向设置，即α＝0度，展平辊的线速度v辊与走带速度v走带相同，微调螺栓13，上辊11缓慢向下压合，取小段集流体的端头插入展平辊的过料间隙，当集流体能够自然通过，停止微调；其中过料间隙的高度与烘干箱002出料口高度相同以保证集流体出了烘干箱002之后的高度与过辊高度相同。

本实施例中，参考表1，集流体偏移量主要分,4个类型，针对各类型对展平辊的调整方向见表1：

表1

其中δx1、δx2分别表示左侧边缘的偏移量以及右侧边缘的偏移量。

δx1<0表示，左侧边缘向内移动；δx1>0,表示左侧边缘向外移动；δx1＝0,表示左侧边缘与左侧基准边缘位置重合。

δx2<0表示，右侧边缘向内移动，δx2>0,表示右侧边缘向外移动；δx2＝0,表示右侧边缘与右侧基准边缘位置重合。

其中，因集流体整体宽度固定，不可能存在δx1、δx2同时大于0的情况。

如左右两侧偏移量相反，则存在整体向左或向右位移情况，根据偏移的具体数值确定调整方向；当集流体70整体偏移时(类型3与类型4)，集流体左、右偏移方向不同，分为内侧偏移和外侧偏移，优先将内侧偏移的一侧向外调整，调整至|δx1|＝|δx2|即停止调整。

本实用新型的两个纠偏装置独立驱动，独立控制；主控系统根据两个纠偏单元的集流体70纠偏传感器检测到的偏移量数据，按照上述预先设定的方法，分别控制两套纠偏装置的展平辊的速度与方向。左、右两套展平装置独立驱动，可适应集流体出烘箱后左、右不同的形变情况。同时通过左、右双纠偏传感器反馈信号的组合的逻辑判断，对不同类型情况可控制左、右两侧的展平辊进行自适应调整。

本实用新型的展平装置独立性和适应性高，不仅适用于新设备，同样适用于老旧设备改造；通过展平装置解决待展平材料收卷前的凹凸不平造成的收卷打皱问题；通过展平装置可以提高设备牵引的稳定性，保持走带的持续平整；主控系统可判断待展平材料不平整、整体位移等全部类型，并自适应做出材料边缘位置的纠偏，有效的避免了材料收卷的打皱或者轻微的印记，保证材料的质量。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，不经创造性所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。