一种锂电胶带加工设备及应用其加工锂电胶带的加工工艺的制作方法

1.本发明涉及锂电胶带加工技术领域，尤其涉及一种锂电胶带加工设备及应用其加工锂电胶带的加工工艺。


背景技术：

2.锂电胶带目前普遍采用的传统加工工艺流程为：卷料放卷
→
卷料移动预设长度
→
卷料静止供刻印设备对其膜面进行刻印相关内容
→
卷料再次移动让下一组需要刻印的膜进入刻印区域
→
卷料收卷，在收卷过程中，通过气缸驱动压辊使其和收卷的卷料接触并压紧卷料，从而将卷料中的气泡压出。这样的结构设计方式和工艺流程存在以下技术问题：
3.①
、压气泡工艺为一个卷料和一个压辊对应，同一规格的多个卷料在进行收卷时，对每个压辊的一致性要求苛刻，若压辊的规格和卷料不相对应则无法完成压气泡收卷；
4.②
、压气泡时，每个独立压辊之间的直线度以及压辊的压入压力均需保证，这样每次切换规格需要使用相应的工装夹具对全部压辊进行调试，难度相当大，操作极其繁琐；
5.③
、压气泡时，由收卷轴主动转动带动压辊反向转动，故在切换不同宽度规格的卷料时，需要更换相应规格的压辊，操作繁琐、生产效率低下且生产成本高昂；
6.因此，现有技术中亟需发明一种加工多样性强且生产效率高的锂电胶带加工设备及加工工艺。


技术实现要素：

7.为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，本发明提供一种锂电胶带加工设备及应用其加工锂电胶带的加工工艺，该锂电胶带加工设备具有结构设计简单合理以及设备调试难度低的特点，该锂电胶带加工设备所应用的加工工艺具有加工多样性强、生产效率高以及生产成本低的特点。
8.本发明为解决其问题所采用的技术方案是：
9.一种锂电胶带加工设备，其特征在于，包括：
10.机架；
11.压辊，所述压辊可转动地设置在所述机架上；
12.收卷轴和摇臂机构，所述摇臂机构包括第一摇臂和第二摇臂，所述第一摇臂的第一端部固定安装在所述机架上，第二端部和所述第二摇臂的第一端部可转动地连接，所述收卷轴可转动地设置在所述第二摇臂的第二端部；
13.其中，所述收卷轴用于将卷料压紧在所述压辊上，所述摇臂机构用于调节所述收卷轴对卷料的压力大小，进而调节所述压辊对卷料的压力大小。
14.进一步地，还包括驱动机构，所述驱动机构固定安装在所述第一摇臂上，且其端部设有可相对其做直线往复运动的输出端，所述输出端和所述第二摇臂可转动地连接。
15.进一步地，所述压辊的轴线和所述收卷轴的轴线相互平行设置；所述收卷轴和所述摇臂机构的数量均大于等于两个，且二者组成的整体沿所述压辊的轴线方向依次间隔设
置。
16.进一步地，还包括放卷机构和刻印设备，所述放卷机构和所述刻印设备均固定设置在所述机架上。
17.基于同一种设计思路，本发明还提供了一种锂电胶带加工工艺，其包括以下步骤：
18.s1.控制放卷机构进行放卷操作，使放卷的卷料持续移动；
19.s2.控制刻印设备对持续移动的卷料进行持续刻印操作；
20.s3.刻印操作完成的卷料经过所述压辊和所述收卷轴之间，且所述收卷轴将卷料压紧在所述压辊上，所述压辊主动转动以带动卷料持续移动，从而对卷料进行压气泡操作；
21.s4.所述压辊主动转动还带动所述收卷轴同步转动，以使卷料缠绕设置在所述收卷轴上，完成卷料的收卷操作。
22.进一步地，在所述s1中，所述放卷操作包括单卷放卷操作和/或长母卷放卷操作。
23.进一步地，在所述s2中，卷料的膜面包括多个刻印区域，刻印设备在完成一组刻印区域的刻印操作后，自动捕捉下一组需要刻印的刻印区域进行刻印操作。
24.进一步地，在所述s3中，通过所述摇臂机构调节所述收卷轴对卷料的压力大小，进而调节所述压辊对卷料的压气泡力度大小。
25.进一步地，在所述s3中，通过控制所述第二摇臂相对于所述第一摇臂转动，进而调节所述第二摇臂端部的所述收卷轴对卷料的压力大小。
26.进一步地，在所述s3中，通过控制驱动机构的输出端往复直线运动，进而带动所述第二摇臂相对于所述第一摇臂转动；在压气泡操作过程中，可根据卷料在所述收卷轴上的缠绕厚度来调节所述收卷轴对卷料的压力大小，以此实时调节所述压辊对卷料的压气泡力度大小。
27.综上所述，本发明提供的锂电胶带加工设备及应用其加工锂电胶带的加工工艺相比于现有技术，至少具有以下技术效果：
28.1)本发明提供的锂电胶带加工设备及应用其加工锂电胶带的加工工艺，通过仅设置一个压辊即可对应多组收卷轴和卷料，并对卷料同时完成压气泡和收卷操作，故在切换不同宽度规格的卷料或者同时加工不同宽度规格的卷料时，无需更换相应规格的压辊，只需调整收卷轴和卷料之间的压力即可，操作简便、生产效率高且可显著降低生产成本；
29.2)本发明提供的锂电胶带加工设备及应用其加工锂电胶带的加工工艺，在压气泡操作时，由于仅设置一个压辊即可对应多组收卷轴和卷料，故无需设置多个压辊，也即无需保证多个独立的压辊之间的直线度以及各个压辊对卷料的压入压力，在需要切换卷料的规格或者同时加工不同宽度规格的卷料时，仅需通过调节收卷轴对卷料的压力大小即可，无需使用工装夹具对多个压辊进行调试，操作简便且结构设计简单合理；
30.3)本发明提供的锂电胶带加工设备及应用其加工锂电胶带的加工工艺，由于收卷轴对卷料的压力大小可调节，故对同一规格或不同规格的多个卷料进行收卷时，仅需保证收卷轴对卷料压力大小的一致性或者根据卷料的宽度规格调整收卷轴对卷料压力大小即可，以此提高该锂电胶带加工设备和加工工艺对多种不同规格卷料加工的多样性。
附图说明
31.图1为本发明的锂电胶带加工设备的示意图；
32.图2为本发明的锂电胶带加工设备的各个加工模块的示意图；
33.图3为本发明的摇臂机构的整体力示意图；
34.其中，附图标记含义如下：
35.1、压辊；2、收卷轴；3、卷料；4、第一摇臂；5、第二摇臂；6、驱动机构；7、输出端；8、放卷机构；9、刻印设备。
具体实施方式
36.为了更好地理解和实施，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。
37.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。
38.参见图1所示，根据本发明的实施例，该锂电胶带加工设备包括机架和压辊1，所述压辊1可转动地设置在所述机架上。其中，本发明的机架上可以仅设置一组压辊1，且该压辊1沿其轴线方向延伸有预设长度，通过设置一款压辊1和多组卷料3对应，从而可同时完成多组卷料3的压气泡操作。
39.该锂电胶带加工设备还包括收卷轴2和摇臂机构，所述摇臂机构包括第一摇臂4和第二摇臂5，所述第一摇臂4的第一端部固定安装在所述机架上，第二端部和所述第二摇臂5的第一端部可转动地连接，所述收卷轴2可转动地设置在所述第二摇臂5的第二端部。其中，第一摇臂4的第一端部和第二端部、第二摇臂5的第一端部和第二端部均为二者相对设置的两端端部。具体地，第一摇臂4固定安装在机架上，用作第二摇臂5转动或摆动的支撑结构；收卷轴2设置在第二摇臂5的第二端部，从而在第二摇臂5转动或摆动的同时，调整收卷轴2相对于压辊1的相对位置或者调整收卷轴2对压辊1的压力大小。
40.在该实施例的技术方案中，所述收卷轴2用于将卷料3压紧在所述压辊1上，所述摇臂机构用于调节所述收卷轴2对卷料3的压力大小，进而调节所述压辊1对卷料3的压力大小。具体来说，对卷料3进行压气泡工艺时，卷料2经过压辊1和收卷轴2之间，收卷轴2将卷料3压紧在压辊1上，故收卷轴2和卷料3之间、压辊1和卷料3之间均存在摩擦力，由于该两个摩擦力的存在，在通过驱动压辊1主动转动时，可产生以下两个技术效果：
41.①
、压辊1主动转动带动卷料3持续移动，在持续移动过程中，压辊1完成对卷料3的压气泡操作；
42.②
、卷料3持续移动带动收卷轴2反向转动，在收卷轴2被动转动过程中，卷料3缠绕在收卷轴2上，完成卷料的收卷操作。
43.通过以上结构设计方式和工艺流程，可仅设置一个压辊1即可对应多组收卷轴2和卷料3，并对卷料3同时完成压气泡和收卷操作，故在切换不同宽度规格的卷料3或者同时加工不同宽度规格的卷料3时，无需更换相应规格的压辊1，只需调整压辊1和卷料3之间的压力即可，操作简便、生产效率高且可显著降低生产成本。
44.更为具体来说，通过摇臂机构调节收卷轴2对卷料3的压力大小，进而调节压辊1对卷料3的压力大小，也即调节压辊1对卷料3的压气泡力度的大小，使压辊1的压气泡力度和卷料3的宽度规格相适应。在该实施例的技术方案中，由于一个压辊1可对应多个收卷轴2，
且收卷轴2对卷料3的压力大小可调节，故对同一规格的多个卷料3进行收卷时，仅需保证收卷轴2对卷料3压力大小的一致性即可；对不同规格的多个卷料3进行收卷时，仅需根据卷料3的宽度规格调整收卷轴2对卷料3压力大小即可；以此提高该锂电胶带加工设备对多种不同规格卷料3加工的多样性，并克服现有技术中对多个压辊的一致性要求苛刻，若压辊的规格和卷料不相对应则无法完成压气泡收卷的技术问题。
45.并且，由于本发明仅设置一个压辊1即可对应多组收卷轴2和卷料3，故在压气泡操作时，无需设置多个压辊1，也即无需保证多个独立的压辊1之间的直线度以及各个压辊1对卷料3的压入压力，在需要切换卷料3的规格或者同时加工不同宽度规格的卷料3时，仅需通过摇臂机构调节收卷轴2对卷料3的压力大小即可，无需使用工装夹具对多个压辊进行调试，操作简便且结构设计简单合理。
46.参见图1所示，在该实施例的进一步方案中，该锂电胶带加工设备还包括驱动机构6，所述驱动机构6固定安装在所述第一摇臂4上，且该驱动机构6的端部设有可相对其做直线往复运动的输出端7，所述输出端7和所述第二摇臂5可转动地连接。具体而言，驱动机构6固定安装在第一摇臂4上，也即第一摇臂4用作驱动机构6的支撑结构。由于输出端7和第二摇臂5可转动地连接，故在驱动机构6端部的输出端7相对其做直线往复运动的同时，可带动第二摇臂5以第一摇臂4和第二摇臂5的连接点为中心做旋转运动或摆动。进一步来说，在第二摇臂5转动或摆动的同时，即可调整收卷轴2相对于压辊1的相对位置或者调整收卷轴2对压辊1的压力大小，也即调整压辊1对卷料3的压气泡力度大小。
47.在该实施例的更进一步方案中，所述驱动机构6为气缸，所述气缸的缸体插设有气管，所述气管用于调节通入缸体的气量大小，进而控制所述输出端7相对气缸的缸体做直线往复运动。在该进一步的技术方案中，所述气管为快插式的气管，通过该结构设计方式，可快速地根据卷料3的宽度规格选择气路是否接通、通入气缸缸体的气量大小来控制输出端7是否做往复直线运动或者输出端7所做运动的行程大小。更进一步地，还可通过反插气管的方式来达到减小第二摇臂5自重的目的，从而通过该方式进一步灵活调节收卷轴2对卷料3的压力大小，满足不同规格收卷压气泡的多样性需求。
48.在该实施例的一个可选方案中，所述压辊1的轴线和所述收卷轴2的轴线相互平行设置。具体来说，通过该结构设计方式，可确保卷料3进入压辊1和收卷轴2之间后，压辊1和卷料3之间的摩擦力、卷料3和收卷轴2之间的摩擦力相互平行，进而确保压辊1在转动同时可带动卷料3持续移动，进而带动收卷轴2同步反向转动，使压辊1和收卷轴2分别对卷料3完成压气泡和收卷操作。
49.更进一步地，通过以上可选方案的结构设计方式，可提高压辊1和卷料3之间接触的包角大小，提高收卷前卷料3和压辊1之间的吸附性，从而保证压气泡效果。并且，通过该结构设计方式，还可提高卷料3和收卷轴2之间接触的包角大小，从而保证卷料3的收卷端面的整齐度。
50.在该实施例的一个优选方案中，所述收卷轴2和所述摇臂机构的数量均大于等于两个，且二者组成的整体沿所述压辊1的轴线方向依次间隔设置。在该优选的技术方案中，多种不同规格的卷料3通过收卷轴2和摇臂机构共用同一个可主动转动的压辊1，实现一个压辊1同时满足多种规格卷料3或同种规格多个卷料3的压气泡及收卷工艺的多样性需求。更为具体来说，通过设置一个压辊1对应多组收卷轴2和卷料3，并对卷料3同时完成压气泡
和收卷操作，故在切换不同宽度规格的卷料3或者同时加工不同宽度规格的卷料3时，无需更换相应规格的压辊1，只需调整压辊1和卷料3之间的压力即可，操作简便、生产效率高且可显著降低生产成本。
51.参见图2所示，更进一步地，锂电胶带加工设备还包括放卷机构8和刻印设备9，所述放卷机构8和所述刻印设备9均固定设置在所述机架上。其中，放卷机构8用于对卷料3完成放卷操作；刻印设备9用于对卷料3完成刻印及扫码操作，且该刻印设备可优选为激光刻印设备。
52.基于同一种设计思路，本发明还提供了一种锂电胶带加工工艺的实施例，该加工工艺包括以下步骤：
53.s1.控制放卷机构8进行放卷操作，使放卷的卷料3持续移动；
54.s2.控制刻印设备9对持续移动的卷料3进行持续刻印操作；
55.s3.刻印操作完成的卷料3经过所述压辊1和所述收卷轴2之间，且所述收卷轴2将卷料3压紧在所述压辊1上，所述压辊1主动转动以带动卷料3持续移动，从而对卷料3进行压气泡操作；
56.s4.所述压辊1主动转动还带动所述收卷轴2同步转动，以使卷料3缠绕设置在所述收卷轴2上，完成卷料3的收卷操作。
57.在该实施例的技术方案中，包括有4个工序，分别是放卷操作
→
刻印操作
→
压气泡操作
→
收卷操作。
58.在步骤s1的放卷操作和步骤s2的刻印操作中，放卷的卷料3处于持续移动状态，且刻印设备9对持续移动的卷料3进行持续的刻印操作，故卷料3的放卷效率和刻印效率高，克服现有技术中的卷料3在移动预设或指定长度后，需停止供刻印设备9完成刻印扫码操作后再继续移动的技术问题，显著减少了放卷和刻印操作的时间，显著提高卷料3的整体加工效率。
59.在步骤s3的压气泡操作中，由于设置一个压辊1即可对应多组收卷轴2和卷料3，并对卷料3同时完成压气泡和收卷操作，故在切换不同宽度规格的卷料3或者同时加工不同宽度规格的卷料3时，无需更换相应规格的压辊1，只需调整压辊1和卷料3之间的压力即可，操作简便、生产效率高且可显著降低生产成本。并且，由于压辊1主动转动以带动卷料3持续移动，故对同一规格的多个卷料3进行收卷时，仅需保证收卷轴2对卷料3压力大小的一致性即可，对不同规格的多个卷料3进行收卷时，仅需根据卷料3的宽度规格调整收卷轴2对卷料3压力大小即可，从而提高该锂电胶带加工设备对多种不同规格卷料3加工的多样性。
60.在步骤s4的收卷操作中，压辊1主动转动带动卷料3持续移动，卷料3带动收卷轴2相对压辊1做同步、反向转动，也即收卷轴2通过其和卷料3之间的摩擦力获得卷料3收卷所需要的力矩，在卷料3持续移动的过程中，其持续缠绕在收卷轴2上，从而完成收卷操作。
61.根据本发明的一个可选实施例，在所述步骤s1中，所述放卷操作包括单卷放卷操作和/或长母卷放卷操作。具体来说，无论是何种放卷方式，通过本发明设置的多个收卷轴2对应一个压辊1的结构设计方式，能够实现单卷卷料3、同种规格多卷卷料3以及不同规格多种卷料3的放卷、刻印、压气泡以及收卷操作。
62.根据本发明的另一个可选实施例，在所述步骤s2中，卷料3的膜面包括多个刻印区域，刻印设备9在完成一组刻印区域的刻印操作后，自动捕捉下一组需要刻印的刻印区域进
行刻印操作。在现有技术的方案中，通常采用“卷料3移动预设长度
→
卷料3静止供刻印设备9对其膜面进行刻印相关内容
→
卷料3再次移动让下一组需要刻印的膜进入刻印区域”的加工方式，卷料3的放卷效率和刻印效率较低。而在该可选实施例的技术方案中，放卷机构8放卷的卷料3处于持续移动状态，且刻印设备9对持续移动的卷料3进行持续的刻印操作，且刻印设备9刻印当组内容后会激光自动捕捉下一组需要刻印的刻印区域进行刻印操作。放卷和刻印操作无需停顿，从而显著减少了放卷和刻印操作的时间，进而显著提高卷料3的整体加工效率。
63.在本发明的另一个实施例中，在所述步骤s3中，通过所述摇臂机构调节所述收卷轴2对卷料3的压力大小，进而调节所述压辊1对卷料3的压气泡力度大小。其中，由于卷料3设置在收卷轴2和压辊1之间，且收卷轴2将卷料3压紧在压辊1上，从而力的相对性而言，收卷轴2对卷料3具有朝向压辊1轴向方向的按压作用力，则压辊1也对卷料3产生朝向收卷轴2的轴线方向的按压作用力，该按压作用力即为压辊1对卷料3的压气泡作用力。更为具体地，通过调节压辊1对卷料3的压气泡力度大小，即可满足多种规格对个卷料3或同种规格多个卷料3的压气泡及收卷工艺的多样性需求。
64.根据该实施例的其中一个优选方案，在所述步骤s3中，通过控制所述第二摇臂5相对于所述第一摇臂4转动，进而调节所述第二摇臂5端部的所述收卷轴2对卷料3的压力大小。具体来说，由于收卷轴2设置在第二摇臂5的端部，故当控制第二摇臂5相对于第一摇臂4转动或摆动时，即可调整收卷轴2相对于卷料3的相对位置或者调整收卷轴2对卷料3的压力大小，进而满足多种规格对个卷料3或同种规格多个卷料3的压气泡及收卷工艺的多样性需求。
65.根据该实施例的另一个优选方案，在所述步骤s3中，通过控制驱动机构6的输出端7往复直线运动，进而带动所述第二摇臂5相对于所述第一摇臂4转动。具体而言，由于驱动机构6的输出端7和第二摇臂5可转动地连接，故在输出端7做直线往复运动的同时，可带动第二摇臂5以第一摇臂4和第二摇臂5的连接点为中心做旋转运动或摆动。进一步地，在第二摇臂5转动或摆动的同时，即可调整收卷轴2相对于压辊1的相对位置或者调整收卷轴2对压辊1的压力大小，也即调整压辊1对卷料3的压气泡力度大小。
66.根据该实施例的另一个优选方案，在所述步骤s3中，在压气泡操作过程中，可根据卷料3在所述收卷轴2上的缠绕厚度来调节所述收卷轴2对卷料3的压力大小，以此实时调节所述压辊1对卷料3的压气泡力度大小。具体来说，在卷料3的收卷过程中，卷料3持续缠绕在收卷轴2上，故收卷轴2上的厚度不断增加，此时若不及时调整收卷轴2对卷料3的压力大小，则压辊1对卷料3的压气泡力度就会和此种宽度规格的卷料3不相对应，从而影响压气泡效果。因此，本发明根据卷料3在收卷轴2上的缠绕厚度来实时调整收卷轴2对卷料3的压力大小，进而实时调整压辊1对卷料3的压气泡力度大小，即可确保在收卷和压气泡过程中，压辊1的压气泡力度和卷料3的宽度规格相适应，并且不受卷料3缠绕在收卷轴2上的厚度的影响。
67.更进一步地，在本发明中，通过力矩平衡方程，简化受力后通过程序计算实时角度及重量，即可得出气缸实时气压输入值，具体如下：
68.将摇臂机构的整体力简化如图3所示(为一瞬时的示意图，力的夹角随卷料3的米数变化而实时变化)，分别为摇臂机构自重、气缸作用力、卷料重力、压轮作用摇臂机构的作
用力，通过力矩平衡方程，以摇臂机构的旋转中心为力矩中心，得到如下方程：fa×
la+fd×
ld＝fb×
lb+fc×
lc。因此，随着收卷米数增加，通过卷料3厚度及米数计算出实时的角度，根据上述方程可推算出实时需要输入的气压，通过plc控制比例阀可获得所需要的摇臂气压，从而实现恒压力收卷(此收卷过程中，摇臂机构重力不变，随着米数增加、卷料重力增大，需要保证压力理论几乎不变，即实时调整气缸作用力)。通过上述控制方式，能够实时地控制压力，大大简化了调整工艺，实现了分卷的高度智能化控制。
69.其中fa为气缸作用力，la为对应作用力的力臂；fb为摇臂机构的重力，lb为对应作用力的力臂；fc为卷料重力，lc为对应作用力的力臂；fd为压轮作用摇臂机构的作用力，ld为对应作用力的力臂；单个摇臂承受卷径范围为90-350mm(直径)，摇臂承受气压范围为-0.6-0.6mpa。
70.根据该实施例的另一个优选方案，在所述步骤s3和所述步骤s4中，卷料3和所述压辊1之间、卷料3和所述收卷轴2之间分别存在第一摩擦力和第二摩擦力，所述压辊1通过第一摩擦力带动卷料3持续移动，持续移动的卷料3通过第二摩擦力带动所述收卷轴2转动。具体来说，卷料3通过其和压辊3之间的第一摩擦力获得持续移动的力矩，从而在卷料3持续移动过程中完成压气泡操作。收卷轴2通过其和卷料3之间的第二摩擦力获得持续转动的力矩，也即收卷的力矩，使卷料3持续缠绕在收卷轴2上，完成收卷操作。
71.优选地，所述卷料3为胶带，且优选为锂电胶带。其中，本发明提供的加工设备和加工工艺均属于锂电胶带加工技术领域，具体实现锂电胶带从放卷
→
刻印
→
压气泡
→
收卷整个工艺流程的直通，避免锂电胶带形成无法压出的气泡印。
72.综上所述，本发明提供的锂电胶带加工设备及应用其加工锂电胶带的加工工艺，在切换不同宽度规格的卷料3或者同时加工不同宽度规格的卷料3时，无需更换相应规格的压辊1，只需调整收卷轴2和卷料3之间的压力即可，操作简便、生产效率高且可显著降低生产成本。并且，由于收卷轴2对卷料3的压力大小可调节，故对同一规格或不同规格的多个卷料3进行收卷时，仅需保证收卷轴2对卷料3压力大小的一致性或者根据卷料3的宽度规格调整收卷轴2对卷料3压力大小即可，确保该锂电胶带加工设备和加工工艺的加工多样性强。
73.本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。