极片废料卷绕及收集装置的制作方法

本发明涉及一种极片废料卷绕及收集装置，属于动力锂电池自动化设备技术领域。

背景技术：

在锂电池生产制造过程中，极片卷绕及换卷等工序中，需要将极片截断对接，在此过程中，有大量的极片废料的产生，没有利用价值的废料极片需要及时回收。有效地处理极片废料对锂电池生产制造的效率极其重要。

现有技术中，对极片废料的处理是将极片废料带直接传输到废料箱。这种未经处理直接回收极片废料的方法，占用回收箱的空间大，极片翘曲，摆放散乱。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种极片废料卷绕及收集装置，同时兼具极片废料贴收尾胶带和卷式极片废料自动回收的功能。

按照本发明提供的技术方案，所述极片废料卷绕及收集装置，其特征是：包括极片卷绕机构和贴尾胶机构；

所述极片卷绕机构包括卷针、驱动卷针转动使极片废料卷绕在卷针上的卷针驱动机构、以及带动卷针和卷针驱动机构直线移动使卷针退出极片废料卷的卷针退出机构；

所述贴尾胶机构包括吸附胶带端部的贴胶盘、能够转动以切断胶带的胶带切刀以及驱动贴胶盘和胶带切刀同步水平直线运动使贴胶盘将胶带压到极片废料卷上的胶带移动机构。

进一步的，所述胶带移动机构包括滑动设置的胶带盘座以及驱动胶带盘座直线移动的驱动机构；在所述胶带盘座上转动安装胶带盘、过辊组合和贴胶盘；所述胶带切刀安装在切刀架上，切刀架转动设置，切刀架与带动切刀架实现转动的切刀转动驱动连接，切刀转动驱动安装在胶带盘座上。

进一步的，在所述胶带盘座上安装码盘和检测码盘转动圈数的第一光电传感器，码盘与一个过辊固连。

进一步的，所述卷针退出机构包括转动套筒和滑动轴，转动套筒转动安装在前端套筒支撑和后端套筒支撑之间；所述转动套筒与滑动轴的轴向滑动配合、径向相对固定，滑动轴的一端连接驱动滑动轴沿转动套筒轴线移动的卷针退出驱动装置，卷针安装于滑动轴的另一端。

进一步的，所述卷针驱动机构包括转轴，转轴与卷针驱动的输出端连接，转轴上安装与转轴同步转动的主动转动件，转动套筒上安装与转动套筒同步转动的从动转动件，主动转动件和从动转动件连接。

进一步的，所述卷针包括阳极极片卷针和阴极极片卷针，阳极极片卷针和阴极极片卷针分别安装在两根滑动轴的端部，两根滑动轴分别设置在两个转动套筒中，两个转动套筒上的从动转动件与同一根转轴上的主动转动件连接。

进一步的，在所述前端套筒支撑上固定第二光电传感器，在转轴上固定光电触发块。

进一步的，在所述前端套筒支撑的外壁固定安装外套筒，外套筒与卷针同心安装，在外套筒的外壁上固定安装导向弹片、导向过辊和缓冲螺钉；在所述外套筒的外壁上通过连杆连接压辊，连杆与外套筒外壁通过旋转副连接。

进一步的，所述卷针上加工便于极片穿过的开口槽。

进一步的，在所述卷针的下方安装极片废料收集机构，所述极片废料收集机构包括废料收集通道，在废料收集通道的入口处转动安装废料收集板，废料收集板与转动连杆一端固连，转动连杆另一端通过旋转副连接收集板翻转气缸，收集板翻转气缸的缸体与废料收集通道通过旋转副连接；在所述废料收集通道的出口处设置废料收集箱。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）本发明能够实现卷工极片废料的自动回收，在废料极片收卷结束后，具有贴收尾胶带的功能，保证废料极片在回收过程中不会因自身的弹力而发生展平；

（2）收尾胶带的长度通过光电传感器和编码盘的配合测得，避免了收尾胶带少绕或过绕造成的不良影响；

（3）本发明采用同一伺服电机同时控制阴阳极卷针进行极片废料的自动卷绕，结构简单，动作可靠；

（4）本发明在极片卷绕收尾时，压辊始终压在极片表面，避免了极片在未贴保护胶带的情况下散开。

附图说明

图1为本发明所述极片废料卷绕及收集装置的主视图。

图2为所述极片卷绕机构的主视图。

图3为所述极片卷绕机构的侧视图。

图4为所述卷针的剖视图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明所述极片废料卷绕及收集装置，包括极片卷绕机构、贴尾胶机构和极片废料收集机构；所述极片废料卷绕及收集装置为左右对称结构，左右两部分分别用于阳极极片废料卷绕收集和阴极极片废料卷绕收集。

所述极片贴尾胶机构包括：胶带放卷底板101、胶带送给气缸102、胶带送给线轨103、胶带盘座104、胶带盘105、码盘106、第一光电传感器107、胶带送给滑块108、切刀翻转气缸109、切刀架110、胶带切刀111、贴胶盘112、浮动接头113、过辊114；

所述极片废料自动卷绕机构包括：拔卷针气缸201、连接支架202、伺服驱动单元203、导向键204、转动套筒205、安装底板206、从动带轮207、前端套筒支撑208、滑动轴209、卷针210、同步带211、第二光电传感器212、光电触发块213、转轴214、主动带轮215、中间支架216、导向弹片217、导向过辊218、缓冲螺钉219、压辊220、后端套筒支撑221、外套筒222；

所述极片废料收集机构包括：废料收集板301、转动连杆302、蝶形铰链303、收集板翻转气缸304、废料收集通道305、废料收集箱306、抽出把手307。

以下以阳极极片废料卷绕和收集为例加以说明。

如图1所示，所述极片贴尾胶机构包括胶带放卷底板101，胶带放卷底板101竖直安装；胶带送给线轨103安装在胶带放卷底板101上，胶带送给线轨103用于水平导向；胶带送给滑块108固设于胶带盘座104的背面，胶带送给滑块108滑动于胶带送给线轨103上；胶带盘105、码盘106、过辊组合和贴胶盘112安装于胶带盘座104的正面；胶带盘105、码盘106、过辊组合和贴胶盘112均可以绕各自的轴心旋转；其中，一个过辊114与码盘106固连，同步转动；胶带送给气缸102固定安装于胶带放卷底板101上；浮动接头113的安装座安装在胶带盘座104的下侧，胶带送给气缸102的活塞杆端部与浮动接头113固连；胶带送给气缸102动作，驱动胶带盘座104沿胶带送给线轨103移动；切刀架110与贴胶盘112同轴安装，切刀架110可绕贴胶盘112的轴心转动，切刀架110和贴胶盘112的转动不同步。切刀翻转气缸109的缸体通过旋转副与胶带盘座104上的气缸安装座连接，切刀翻转气缸109的活塞杆端部通过旋转副与切刀架110连接，胶带切刀111固定安装于切刀架110；胶带盘座104、切刀翻转气缸109和切刀架110构成连杆机构；切刀翻转气缸109动作，驱动切刀架110带动胶带切刀110摆动；第一光电传感器107固定安装于胶带盘座104上，码盘106触发第一光电传感器107；尾胶带从胶带盘105上引出，通过过辊组，尾胶带端部贴于贴胶盘112上，当尾胶带被抽动时，尾胶带的张力会带动与码盘106固连的过辊114转动，码盘106随过辊114同步转动，第二光电传感器107检测码盘106旋转的圈数，从而计算出尾胶带被抽出的长度。

如图1～图4所示，所述极片废料自动卷绕机构包括安装底板206，在安装底板206上固定安装前端套筒支撑208和后端套筒支撑221，在前端套筒支撑208和后端套筒支撑221之间通过轴承转动安装转动套筒205，转动套筒205可以绕轴线转动，但不可以沿轴线移动；在所述转动套筒205内腔中设置滑动轴209，滑动轴209的上下两侧沿轴向加工有导向长槽，与滑动轴209上导向长槽相配合的一对导向键204固定安装于转动套筒205上，滑动轴209可以在导向键204的限制下沿轴向滑动；在所述滑动轴209的前端（即滑动轴209伸出前端套筒支撑208的一端）通过螺丝固定卷针210，阳极极片的卷针和阴极极片的卷针旦对称分布（如图3所示，上下两根卷针分别对应阳极极片和阴极极片），以下以阳极卷针为例。转轴214的两端分别通过轴承与中间支架216和前端套筒支撑207连接，在转轴214上安装主动带轮215，主动带轮215随转轴214同步转动；在所述转动套筒205上安装从动带轮207，从动带轮207随转动套筒205同步转动；所述主动带轮215和从动带轮207之间通过同步带211传动；在所述后端套筒支撑221上固定安装伺服驱动单元203，伺服驱动单元203的输出轴与转轴214之间通过联轴器连接；在所述前端套筒支撑208上固定第二光电传感器212，在转轴214上固定光电触发块213，伺服驱动单元203驱动转轴214每转360度，第二光电传感器212触发一次。所述滑动轴209的后端通过轴承与连接支架202配合，在安装底板206上固定安装拔卷针气缸201，拔卷针气缸201的活塞杆与连接支架202固连。在所述前端套筒支撑208的外壁固定安装外套筒222，外套筒222与卷针210同心安装，在外套筒222的外壁上固定安装导向弹片217、导向过辊218和缓冲螺钉219；在所述外套筒222的外壁上通过连杆连接压辊220，连杆与外套筒222外壁上的支架通过旋转副连接，缓冲螺钉219用作压辊220的上限位，缓冲螺钉219的端部具有弹性。

如图2、图4所示，所述卷针210加工成两半，两半之间相对的面呈夹角设置，以方便极片穿过。

极片废料由导向弹片217处导入，经过导向过辊218插入卷针210的斜缝中，伺服驱动单元203动作，驱动主动带轮215转动，通过同步带211带动从动带轮207转动，从而带动卷针210卷绕废料极片，极片卷绕时，压辊220与极片的表面接触。

如图1所示，所述极片废料收集机构包括废料收集通道305，在废料收集通道305的入口处通过蝶形铰链303安装废料收集板301，废料收集板301与转动连杆302一端固连；收集板翻转气缸304的缸体与废料收集通道305上的支架通过旋转副连接，收集板翻转气缸304的活塞杆与转动连杆302的另一端通过旋转副连接；在所述废料收集通道305的出口处设置废料收集箱306，在废料收集箱306上固定抽出把手307，当废料极片收集满时，手动将废料收集箱306抽出，并更换空的废料收集箱306。

本发明所述极片废料卷绕及收集装置的具体实施方法为：

初始状态下，胶带送给气缸102、切刀翻转气缸109和拔卷针气缸201均处于活塞杆缩回状态。胶带从胶带盘105上引出，绕过过辊组吸附到贴胶盘112上。

极片废料穿过导向弹片217和导向过辊218，从卷针210的开口方向插入，当极片作为废料进行自动卷绕时，伺服驱动单元203驱动主动带轮215转动，从而通过同步带211带动从动带轮207同步转动，进而驱动卷针210自动卷绕极片废料；压辊220在卷绕过程中与已卷绕到卷针210上的极片接触。

卷绕结束时，胶带送给气缸102动作，推动胶带盘座104沿胶带送给线轨103向前运动，贴胶盘112 将胶带压到卷绕的极片上，随着卷针210的继续转动，胶带卷绕到极片上，在缓冲螺钉219的作用，压辊220将胶带压贴在极片表面，同时胶带不断地从胶带盘105上抽出。胶带卷绕到极片上的长度通过第一光电传感器107检测码盘106的转动圈数测得。当胶带达到设定长度时，控制器驱动伺服驱动单元203停止动作，卷针210停止卷绕。切刀翻转气缸109动作，驱动胶带切刀111翻转将胶带切断，并迅速撤回。胶带送给气缸102动作，驱动胶带盘座104退回。

收尾胶带卷绕完成后，拔卷针气缸201动作，驱动连接支架202带动滑动轴209从转动套筒205中拔出，从而卷针210从卷好的极片废料中拔出。极片废料掉到废料收集板301上，废料板翻转气缸304动作，通过转动连杆302将废料收集板301的自由端抬起，废料极片由废料收集通道305传送带废料收集箱306中。完成极片废料的收集。