多工位叠片盘的制作方法

本实用新型涉及电池叠片技术领域，特别涉及多工位叠片盘。

背景技术：

锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，已成为高新技术发展的重点之一。锂离子电池具有以下特点：高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。因其上述特点，锂离子电池已应用到移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多民用及军事领域。

锂离子电池的电芯一般为层叠式，即由正极片、隔膜、负极片层叠设置，在进行叠片时，通常采用Z型多工位叠片盘，即首先通过正负极片吸盘分别将正极片和负极片从料盒中转运至正叠片工位和负叠片工位，再将隔膜牵引至正极片下方，将正极片压覆于隔膜一侧面，再将隔膜牵引至负极片下方，将负极片压覆于隔膜另一侧面，依次往复，直到隔膜两侧分别叠有预设层数的正极片和负极片，叠片完成后，通过卷绕机械手夹住极片，不断旋转，使隔膜卷绕于极片外部。

但这种叠片方法，一方面，在叠片过程中，隔膜完成一次正极片叠片后需运动至另一侧的负极片处叠片，隔膜往复运动距离长，隔膜往复运动过程中无法实现叠片，导致工作效率低；第二方面，叠片时正负极片位置对准较差，导致叠片精度低，叠片质量不佳。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种叠片效率高、叠片精度高、叠片质量好的多工位叠片盘。

本实用新型所采用的技术方案是：多工位叠片盘，包括转盘、位于转盘下方用于驱动转盘旋转的旋转装置、均匀阵列于转盘上的若干个用于叠片的叠片装置；所述叠片装置包括一叠片回转台、驱动叠片回转台在竖直平面内摆动的动力机构、对称设置于叠片回转台两侧用于吸取并带动正极片和负极片在竖直平面内摆动的第一吸取机构和第二吸取机构、安装于叠片回转台上方用于提供隔膜的隔膜放料机构，所述动力机构位于叠片回转台底部，所述隔膜放料机构的隔膜穿过叠片回转台中央，所述叠片回转台摆动轨迹分别与第一吸取机构和第二吸取机构的摆动轨迹相外切。

对上述方案的进一步改进为，所述叠片装置为两个，即第一叠片装置和第二叠片装置，所述第一叠片装置以转盘圆心为中心旋转180°后与第二叠片装置重合。

对上述方案的进一步改进为，所述叠片回转台包括回转底板、平行于回转底板且位于回转底板上方的叠片台、连接于回转底板和叠片台之间用于支撑叠片台的四根支撑杆，还包括位于回转底板上靠近第一吸取机构的第一压片组件和靠近第二吸取机构的第二压片组件。

对上述方案的进一步改进为，所述第一压片组件和第二压片组件平行设置，所述第一压片组件包括安装于回转底板上的第一滑轨、滑设于第一滑轨的两个第一滑块、安装于第一滑块上的第一动力单元、连接于第一滑块驱动第一滑块沿第一滑轨滑动的第一驱动单元、安装于第一动力单元顶部的第一固定板、连接于第一固定板且位于叠片台上用于压住极片的第一压杆；所述第二压片组件包括安装于回转底板上的第二滑轨、滑设于第二滑轨的两个第二滑块、安装于第二滑块上的第二动力单元、连接于第二滑块驱动第二滑块沿第二滑轨滑动的第二驱动单元、安装于第二动力单元顶部的第二固定板、连接于第二固定板且位于叠片台上用于压住极片的第二压杆。

对上述方案的进一步改进为，所述动力机构包括电机、连接于电机输出端的减速器、连接于减速器输出端的转轴、滚动套设于转轴外部的转滚，还包括两平行设置的第一固定块和第二固定块，所述转滚的两端分别连接于第一固定块和第二固定块。

对上述方案的进一步改进为，所述隔膜放料机构包括放料辊、平行于放料辊用于输送隔膜的若干个输送滚筒，若干个输送滚筒从上至下靠近叠片台，位于最下端的两个输送滚筒之间设有用于隔膜通过的间隙且最下端的两输送滚筒处于同一水平面，隔膜穿过间隙并垂直穿过叠片台中央。

对上述方案的进一步改进为，所述第一吸取机构包括用于提供动力的第一旋转动力、连接于第一旋转动力输出端的第一转盘、安装于第一转盘背离第一旋转动力一端的第一导杆、滑设于第一导杆上的第一伸缩板、安装于第一伸缩板自由端的第一吸盘；所述第二吸取机构包括用于提供动力的第二旋转动力、连接于第二旋转动力输出端的第二转盘、安装于第二转盘背离第二旋转动力一端的第二导杆、滑设于第二导杆上的第二伸缩板、安装于第二伸缩板自由端的第二吸盘。

本实用新型的有益效果为：

1、一方面，转盘上设有若干个叠片装置，当一个叠片装置完成预设层数的叠片后，转盘旋转，使得另一叠片装置到达叠片工位进行叠片，叠片完成的叠片装置旋转到下一工位，进行叠片后的卷绕等工序，由于设置有多个叠片装置，使得叠片和卷绕等工序能同时进行，工作效率高。第二方面，叠片装置中，动力机构驱动叠片回转台交替向第一吸取机构和第二吸取机构方向摆动，由于隔膜穿过叠片回转台中央，隔膜也随叠片回转台一同摆动，当隔膜摆动到与第一吸取机构吸取的正极片相接触时，正极片叠于隔膜一侧，当隔膜摆动到与第二吸取机构吸取的负极片相接触时，负极片叠于隔膜另一侧，依此往复，相对于传统的隔膜在正负极片间往复直线运动，本实用新型的隔膜在正负极片间往复摆动，耗时较少，叠片效率高。第三方面，第一吸取机构和第二吸取机构对称设置于叠片回转台两侧，叠片回转台摆动轨迹分别与第一吸取机构和第二吸取机构的摆动轨迹相外切，使得隔膜运动至与第一吸取机构和第二吸取机构接触时，隔膜分别与正极片和负极片平行设置，正负极片能分别准确的贴覆到隔膜两侧，且正负极片正好相对于隔膜对称，叠片时位置对准好，叠片精度高，叠片质量好。

2、叠片装置为两个，即第一叠片装置和第二叠片装置，所述第一叠片装置以转盘圆心为中心旋转180°后与第二叠片装置重合。当第一叠片装置叠片完成后，转盘旋转，将第一叠片装置转移至卷绕工位，同时第二叠片装置旋转至叠片工位，此时，第一叠片装置对叠片进行卷绕，第二叠片装置进行叠片，第一叠片装置和第二叠片装置同时工作，进一步提高了工作效率。

3、叠片回转台包括回转底板、平行于回转底板且位于回转底板上方的叠片台、连接于回转底板和叠片台之间用于支撑叠片台的四根支撑杆，还包括位于回转底板上靠近第一吸取机构的第一压片组件和靠近第二吸取机构的第二压片组件。叠片回转台带动隔膜摆动时，第一压片组件和第二压片组件分部压住已经叠覆于隔膜上的正极片和负极片，防止正负极片摆动过程中移动或掉落，进一步提高叠片精度和叠片质量。

4、所述第一压片组件和第二压片组件平行设置，使得正极片和负极片平行的被压在隔膜两侧对应位置，叠片精度高。所述第一压片组件包括安装于回转底板上的第一滑轨、滑设于第一滑轨的两个第一滑块、安装于第一滑块上的第一动力单元、连接于第一滑块驱动第一滑块沿第一滑轨滑动的第一驱动单元、安装于第一动力单元顶部的第一固定板、连接于第一固定板且位于叠片台上用于压住极片的第一压杆；所述第二压片组件包括安装于回转底板上的第二滑轨、滑设于第二滑轨的两个第二滑块、安装于第二滑块上的第二动力单元、连接于第二滑块驱动第二滑块沿第二滑轨滑动的第二驱动单元、安装于第二动力单元顶部的第二固定板、连接于第二固定板且位于叠片台上用于压住极片的第二压杆。当隔膜随叠片台运动至第一吸取组件处时，两个第一驱动单元分别驱动两个第一滑块相背运动，以带动两个第一压杆分别向叠片台两端运动以让位，同时第一动力单元通过第一固定板带动第一压杆向上运动，正极片叠覆于隔膜一侧后，两个第一驱动单元分别带动两个第一压杆相向运动至第一压杆正好位于极片上方，第一动力单元通过第一固定板带动第一压杆向下运动至与正极片相接触，第一压杆压住正极片，对正极片起限位作用，防止正极片在随隔膜运动过程中移动或掉落，当隔膜随叠片台运动至第二吸取组件处时，两个第二驱动单元分别驱动两个第二滑块相背运动，以带动两个第二压杆分别向叠片台两端运动以让位，同时第二动力单元通过第二固定板带动第二压杆向上运动，负极片叠覆于隔膜一侧后，两个第二驱动单元分别带动两个第二压杆相向运动至第二压杆正好位于极片上方，第二动力单元通过第二固定板带动第二压杆向下运动至与负极片相接触，第二压杆压住负极片，对负极片起限位作用，防止负极片在随隔膜运动过程中移动或掉落。在叠片过程中，第一压片组件和第二压片组件会先让位，防止第一压片组件和第二压片组件阻止极片无法准确叠覆于隔膜对应位置，正极片或负极片叠片完成后，第一压片组件和第二压片组件复位并压住正极片或负极片，防止正极片或负极片在随隔膜摆动过程中移动或掉落，进一步提高了叠片精度和叠片质量。

5、动力机构包括电机、连接于电机输出端的减速器、连接于减速器输出端的转轴、滚动套设于转轴外部的转滚，还包括两平行设置的第一固定块和第二固定块，所述转滚的两端分别连接于第一固定块和第二固定块。电机通过减速器带动转轴旋转，转轴带动转滚旋转，转滚旋转以带动位于转滚上方的叠片回转台摆动，摆动速度快，且摆动平稳、摆动控制精度高，确保叠片回转台左右摆动幅度相同，进一步提高了叠片速度和叠片精度。

6、隔膜放料机构包括放料辊、平行于放料辊用于输送隔膜的若干个输送滚筒，若干个输送滚筒从上至下靠近叠片台，位于最下端的两个输送滚筒之间设有用于滚筒通过的间隙且位于最下端的两个输送滚筒处于同一水平面，隔膜穿过所述间隙并垂直穿过叠片台中央。在叠片过程中，隔膜经放料辊输出，依次经若干个输送滚筒输送，最后穿过叠片台中央，在隔膜放料过程中，通过若干个输送滚筒维持隔膜张力恒定，确保隔膜输送平稳，叠片时隔膜能处于张紧状态，进一步提高了叠片速度和叠片精度。

7、第一吸取机构包括用于提供动力的第一旋转动力、连接于第一旋转动力输出端的第一转盘、安装于第一转盘背离第一旋转动力一端的第一导杆、滑设于第一导杆上的第一伸缩板、安装于第一伸缩板自由端的第一吸盘；第一吸盘吸住正极片后，通过第一旋转动力带动第一吸盘旋转，从而带动正极片旋转，当旋转至与隔膜一侧相外切时，第一伸缩板沿第一导杆向外伸出，以将正极片叠在隔膜一侧。所述第二吸取机构包括用于提供动力的第二旋转动力、连接于第二旋转动力输出端的第二转盘、安装于第二转盘背离第二旋转动力一端的第二导杆、滑设于第二导杆上的第二伸缩板、安装于第二伸缩板自由端的第二吸盘；第二吸盘吸住负极片后，通过第二旋转动力带动第二吸盘旋转，从而带动负极片旋转，当旋转至与隔膜另一侧相外切时，第二伸缩板沿第二导杆向外伸出，以将负极片叠在隔膜一侧。通过第一吸盘及第二吸盘的旋转和伸缩，确保正负极片能准确与隔膜两侧分别相外切，从而准确的叠于隔膜两侧，进一步提高了叠片精度和叠片质量。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为本实用新型的叠片回转台的立体图；

图4为本实用新型的叠片回转台另一视角的立体图；

图5为本实用新型的第一吸取机构的立体图；

图6为本实用新型的第二吸取机构的立体图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1～图2所示，分别为本实用新型的立体图和主视图。

多工位叠片盘10，包括转盘200、位于转盘200下方用于驱动转盘200旋转的旋转装置(图中未示出)、均匀阵列于转盘200上的若干个用于叠片的叠片装置100。转盘200上设有若干个叠片装置100，当一个叠片装置100完成预设层数的叠片后，转盘200旋转，使得另一叠片装置100到达叠片工位进行叠片，叠片完成的叠片装置100旋转到下一工位，进行叠片后的卷绕等工序，由于设置有多个叠片装置100，使得叠片和卷绕等工序能同时进行，工作效率高。

本实施例中，叠片装置100为两个，即第一叠片装置100a和第二叠片装置100b，所述第一叠片装置100a以转盘200圆心为中心旋转180°后与第二叠片装置100b重合。

叠片装置100为两个，即第一叠片装置100a和第二叠片装置100b，所述第一叠片装置100a以转盘200圆心为中心旋转180°后与第二叠片装置100b重合。当第一叠片装置100a叠片完成后，转盘200旋转，将第一叠片装置100a转移至卷绕工位，同时第二叠片装置100b旋转至叠片工位，此时，第一叠片装置100a对叠片进行卷绕，第二叠片装置100b进行叠片，第一叠片装置100a和第二叠片装置100b同时工作，进一步提高了工作效率。

叠片装置100，包括一叠片回转台110、驱动叠片回转台110在竖直平面内摆动的动力机构120、对称设置于叠片回转台110两侧用于吸取并带动正极片和负极片在竖直平面内摆动的第一吸取机构130和第二吸取机构140、安装于叠片回转台110上方用于提供隔膜的隔膜放料机构150，动力机构120位于叠片回转台110底部，隔膜放料机构150的隔膜穿过叠片回转台110中央，叠片回转台110摆动轨迹分别与第一吸取机构130和第二吸取机构140的摆动轨迹相外切。

如图3～图4所示，分别为本实用新型的叠片回转台不同视角的立体图。

叠片回转台110包括回转底板111、平行于回转底板111且位于回转底板111上方的叠片台112、连接于回转底板111和叠片台112之间用于支撑叠片台112的四根支撑杆113，还包括位于回转底板111上靠近第一吸取机构130的第一压片组件114和靠近第二吸取机构140的第二压片组件115。叠片回转台110带动隔膜摆动时，第一压片组件114和第二压片组件115分部压住已经叠覆于隔膜上的正极片和负极片，防止正负极片摆动过程中移动或掉落，进一步提高叠片精度和叠片质量。

第一压片组件114和第二压片组件115平行设置，使得正极片和负极片平行的被压在隔膜两侧对应位置，叠片精度高。第一压片组件114包括安装于回转底板111上的第一滑轨114a、滑设于第一滑轨114a的两个第一滑块114b、安装于第一滑块114b上的第一动力单元114c、连接于第一滑块114b驱动第一滑块114b沿第一滑轨114a滑动的第一驱动单元114d、安装于第一动力单元114c顶部的第一固定板114e、连接于第一固定板114e且位于叠片台112上用于压住极片的第一压杆114f；第二压片组件115包括安装于回转底板111上的第二滑轨115a、滑设于第二滑轨115a的两个第二滑块115b、安装于第二滑块115b上的第二动力单元115c、连接于第二滑块115b驱动第二滑块115b沿第二滑轨115a滑动的第二驱动单元115d、安装于第二动力单元115c顶部的第二固定板115e、连接于第二固定板115e且位于叠片台112上用于压住极片的第二压杆115f。当隔膜随叠片台112运动至第一吸取组件处时，两个第一驱动单元114d分别驱动两个第一滑块114b相背运动，以带动两个第一压杆114f分别向叠片台112两端运动以让位，同时第一动力单元114c通过第一固定板114e带动第一压杆114f向上运动，正极片叠覆于隔膜一侧后，两个第一驱动单元114d分别带动两个第一压杆114f相向运动至第一压杆114f正好位于极片上方，第一动力单元114c通过第一固定板114e带动第一压杆114f向下运动至与正极片相接触，第一压杆114f压住正极片，对正极片起限位作用，防止正极片在随隔膜运动过程中移动或掉落，当隔膜随叠片台112运动至第二吸取组件处时，两个第二驱动单元115d分别驱动两个第二滑块115b相背运动，以带动两个第二压杆115f分别向叠片台112两端运动以让位，同时第二动力单元115c通过第二固定板115e带动第二压杆115f向上运动，负极片叠覆于隔膜一侧后，两个第二驱动单元115d分别带动两个第二压杆115f相向运动至第二压杆115f正好位于极片上方，第二动力单元115c通过第二固定板115e带动第二压杆115f向下运动至与负极片相接触，第二压杆115f压住负极片，对负极片起限位作用，防止负极片在随隔膜运动过程中移动或掉落。在叠片过程中，第一压片组件114和第二压片组件115会先让位，防止第一压片组件114和第二压片组件115阻止极片无法准确叠覆于隔膜对应位置，正极片或负极片叠片完成后，第一压片组件114和第二压片组件115复位并压住正极片或负极片，防止正极片或负极片在随隔膜摆动过程中移动或掉落，进一步提高了叠片精度和叠片质量。

动力机构120包括电机121、连接于电机121输出端的减速器122、连接于减速器122输出端的转轴123、滚动套设于转轴123外部的转滚124，还包括两平行设置的第一固定块125和第二固定块126，转滚124的两端分别连接于第一固定块125和第二固定块126。电机121通过减速器122带动转轴123旋转，转轴123带动转滚124旋转，转滚124旋转以带动位于转滚124上方的叠片回转台110摆动，摆动速度快，且摆动平稳、摆动控制精度高，确保叠片回转台110左右摆动幅度相同，进一步提高了叠片速度和叠片精度。

隔膜放料机构150包括放料辊151、平行于放料辊151用于输送隔膜的若干个输送滚筒152，若干个输送滚筒152从上至下靠近叠片台112，位于最下端的两个输送滚筒152之间设有用于滚筒通过的间隙153且位于最下端的两个输送滚筒152处于同一水平面，隔膜穿过间隙153并垂直穿过叠片台112中央。在叠片过程中，隔膜经放料辊151输出，依次经若干个输送滚筒152输送，最后穿过叠片台112中央，在隔膜放料过程中，通过若干个输送滚筒152维持隔膜张力恒定，确保隔膜输送平稳，叠片时隔膜能处于张紧状态，进一步提高了叠片速度和叠片精度。

如图5和图6所示，分别为本实用新型的第一吸取机构和第二吸取机构的立体图。

第一吸取机构130包括用于提供动力的第一旋转动力131、连接于第一旋转动力131输出端的第一转盘132、安装于第一转盘132背离第一旋转动力131一端的第一导杆133、滑设于第一导杆133上的第一伸缩板134、安装于第一伸缩板134自由端的第一吸盘135；第一吸盘135吸住正极片后，通过第一旋转动力131带动第一吸盘135旋转，从而带动正极片旋转，当旋转至与隔膜一侧相外切时，第一伸缩板134沿第一导杆133向外伸出，以将正极片叠在隔膜一侧。第二吸取机构140包括用于提供动力的第二旋转动力141、连接于第二旋转动力141输出端的第二转盘142、安装于第二转盘142背离第二旋转动力141一端的第二导杆143、滑设于第二导杆143上的第二伸缩板144、安装于第二伸缩板144自由端的第二吸盘145；第二吸盘145吸住负极片后，通过第二旋转动力141带动第二吸盘145旋转，从而带动负极片旋转，当旋转至与隔膜另一侧相外切时，第二伸缩板144沿第二导杆143向外伸出，以将负极片叠在隔膜一侧。通过第一吸盘135及第二吸盘145的旋转和伸缩，确保正负极片能准确与隔膜两侧分别相外切，从而准确的叠于隔膜两侧，进一步提高了叠片精度和叠片质量。

一方面，动力机构120驱动叠片回转台110交替向第一吸取机构130和第二吸取机构140方向摆动，由于隔膜穿过叠片回转台110中央，隔膜也随叠片回转台110一同摆动，当隔膜摆动到与第一吸取机构130吸取的正极片相接触时，正极片叠于隔膜一侧，当隔膜摆动到与第二吸取机构140吸取的负极片相接触时，负极片叠于隔膜另一侧，依此往复，相对于传统的隔膜在正负极片间往复直线运动，本实用新型的隔膜在正负极片间往复摆动，耗时较少，叠片效率高。第二方面，第一吸取机构130和第二吸取机构140对称设置于叠片回转台110两侧，叠片回转台110摆动轨迹分别与第一吸取机构130和第二吸取机构140的摆动轨迹相外切，使得隔膜运动至与第一吸取机构130和第二吸取机构140接触时，隔膜分别与正极片和负极片平行设置，正负极片能分别准确的贴覆到隔膜两侧，且正负极片正好相对于隔膜对称，叠片时位置对准好，叠片精度高，叠片质量好。

叠片方法，包括以下步骤，隔膜放料机构150释放隔膜，隔膜穿过叠片回转台110中央；动力机构120驱动叠片回转台110带动隔膜向第一吸取机构130一侧摆动；第一吸取机构130吸取正极片并带动正极片旋转至与隔膜一侧相外切，以将正极片叠在隔膜一侧；动力机构120驱动叠片回转台110带动隔膜向第二吸取机构140一侧摆动；第二吸取机构140吸取负极片并带动负极片旋转至与隔膜背离正极片的一侧相外切，以将负极片叠在隔膜背离正极片的一侧。本实用新型的叠片方法，相对于传统的隔膜在正负极片间往复直线运动以进行叠片的方法，隔膜在正负极片间往复摆动，耗时较少，叠片效率高，且正负极片能准确的叠于隔膜两侧的对称位置，叠片精度高、叠片质量好。

在动力机构120驱动叠片回转台110带动隔膜摆动过程中，第一压片组件114和第二压片组件115分别压住叠于隔膜上的正极片和负极片，放置极片滑动或掉落，进一步提高了叠片精度和叠片质量。

动力机构120驱动叠片回转台110带动隔膜向第一吸取机构130摆动和向第二吸取机构140摆动的角度均为20°～60°。当摆动角度过大时，叠片回转台110摆动幅度大，耗时长、不利于提高叠片效率，当摆动角度过小时，叠片回转台110摆动幅度过小，虽然耗时少，但叠片回转台110上的隔膜下方空间小，隔膜不易与极片外切，导致叠片精度不高，实验证明，当摆动角度为20°～60°，特别是摆动角度为45°时，此时叠片效率和叠片精度最佳。

本实用新型的工作原理为：

首先，第一叠片装置100a旋转至叠片工位，隔膜放料机构150释放隔膜，隔膜穿过叠片回转台110中央；动力机构120驱动叠片回转台110带动隔膜向第一吸取机构130一侧摆动；第一吸取机构130吸取正极片并带动正极片旋转至与隔膜一侧相外切，以将正极片叠在隔膜一侧；动力机构120驱动叠片回转台110带动隔膜向第二吸取机构140一侧摆动；第二吸取机构140吸取负极片并带动负极片旋转至与隔膜背离正极片的一侧相外切，以将负极片叠在隔膜背离正极片的一侧。

然后，第一叠片装置100a叠片完成后，旋转装置(图中未示出)驱动转盘200旋转180°，第二叠片装置100b到达叠片工位按第一叠片装置100a的叠片步骤进行叠片，同时第一叠片装置100a到达卷绕工位进行卷绕，卷绕完成后，极片被转运至下一工位，同时第二叠片装置100b完成叠片。

最后，旋转装置(图中未示出)驱动转盘200旋转180°，第一叠片装置100a旋转至叠片工位叠片，第二叠片装置100b旋转至卷绕工位卷绕，依此往复。

本实施例中，第一动力单元、第二动力单元、第一驱动单元和第二驱动单元均为气缸。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。