一种卷绕装置的制作方法

本实用新型涉及锂离子电池制备装置技术领域，尤其涉及一种卷绕装置。

背景技术：

电芯卷绕装置用于将正极极片、负极极片和隔膜卷绕形成一个电芯。主要包括机架、卷绕机构、贴胶机构、下料机构等部分。卷绕机构中，卷针通过驱动机构驱动，可以转动，从而进行卷绕。然而，传统的卷绕装置，精度较低。

技术实现要素：

鉴于此，有必要提供一种精度较高的卷绕装置。

一种卷绕装置，包括卷绕组件、驱动组件、穿针组件和拔针组件；

所述卷绕组件包括卷绕单元，所述卷绕单元包括第一轴承座、第二轴承座、连接轴、第一转盘、第二转盘、安装轴、直线滑轨、第一滑座、第二滑座、第三滑座、第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、第一针柄、第二针柄、第三针柄、第一卷针、第二卷针和第三卷针；

所述第一轴承座和所述第二轴承座相对设置；

所述连接轴的两端分别和第一轴承座和第二轴承座固定连接；

所述第一转盘和所述第二转盘分别设于所述第一轴承座和所述第二轴承座内部，所述第一转盘和所述第二转盘相对设置，所述第一转盘和所述第二转盘相对于所述第一轴承座和所述第二轴承座可以转动，所述第一转盘上开设有三个通孔，所述第二转盘上也开设有三个通孔，所述第一转盘上的三个通孔和所述第二转盘上的三个通孔相对设置；

所述第一转盘和所述第二转盘之间安装有多根安装轴，每根所述安装轴的两端分别和所述第一转盘和所述第二转盘固定连接，多根安装轴平行设置；

每根所述安装轴上均设有直线滑轨；

所述第一滑座、所述第二滑座和所述第三滑座分别设于不同的所述直线滑轨上，所述第一滑座、第二滑座、第三滑座均和所述直线滑轨滑动连接；

所述第一传动轴、所述第二传动轴和所述第三传动轴的两端均分别穿过所述第一转盘和所述第二转盘上相对设置三对通孔；

所述第一滑座和第一传动轴连接，所述第一传动轴相对于所述第一滑座可转动，所述第二滑座和所述第二传动轴连接，所述第二传动轴相对于所述第二滑座可转动，所述第三滑座和所述第三传动轴连接，所述第三传动轴相对于所述第三滑座可转动；

所述第一传动轴、所述第二传动轴和所述第三传动轴的一端均分别固定连接所述第一针柄、所述第二针柄和所述第三针柄，所述第一针柄、所述第二针柄和所述第三针柄分别可穿出所述第一转盘的三个所述通孔；

所述第一卷针、所述第二卷针和所述第三卷针分别设于所述第一针柄、所述第二针柄和所述第三针柄内；

所述穿针组件和卷绕工位对应设置，用于在卷绕前进行穿针；

所述拔针组件和下料工位对应设置，用于在卷绕完成后拔针；

所述驱动组件用于驱动所述第一传动轴、所述第二传动轴和所述第三传动轴转动，且用于驱动所述第一转盘和所述第二转盘转动。

在其中一个实施例中，所述安装轴的数量为六根，分别为第一安装轴、第二安装轴、第三安装轴、第四安装轴、第五安装轴和第六安装轴，所述第一滑座滑动设于所述第一安装轴和所述第二安装轴的直线滑轨上，所述第二滑座滑动设于所述第三安装轴和所述第四安装轴的直线滑轨上，所述第三滑座滑动设于所述第五安装轴和所述第六安装轴的直线滑轨上。

在其中一个实施例中，所述穿针组件包括第一底板、第一电机、第一丝杆、第一直线导轨、第一推块、第一感应器和第二感应器；

所述第一底板的两端分别固定在安装在所述第一轴承座和所述第二轴承座的边缘，所述第一底板平行于所述连接轴；

所述第一丝杆设于所述第一底板的一侧，所述第一丝杆和所述第一电机的轴固定连接；

所述第一底板远离所述第一丝杆的一侧设有所述第一直线导轨，所述第一推块设于所述第一直线导轨上，所述第一推块和所述第一直线导轨滑动连接，所述第一推块和所述第一丝杆连接；

所述第一感应器和所述第二感应器分别设于所述第一底板设有所述第一丝杆的一侧的两端。

在其中一个实施例中，所述拔针组件包括第二底板、第二电机、第二丝杆、第二直线导轨、第二推块、第三感应器和第四感应器；

所述第二底板的两端分别固定在安装在所述第一轴承座和所述第二轴承座的边缘，所述第二底板平行于所述连接轴；

所述第二丝杆设于所述第二底板的一侧，所述第二丝杆和所述第二电机的轴固定连接；

所述第二底板远离所述第二丝杆的一侧设有第二直线导轨，所述第二推块设于所述第二直线导轨上，所述第二推块和所述第二直线导轨滑动连接，所述第二推块和所述第二丝杆连接；

所述第三感应器和所述第四感应器分别设于所述第二底板设有所述第二丝杆的一侧的两端。

在其中一个实施例中，所述卷绕组件靠近所述穿针组件的所述传动轴上设有两个第五传感器，两个所述第五传感器分别设于所述传动轴的两端。

在其中一个实施例中，所述卷绕组件靠近所述拔针组件的所述传动轴上设有两个第六传感器，两个所述第六传感器分别设于所述传动轴的两端。

在其中一个实施例中，所述卷绕组件对应于贴胶工位的一根所述传动轴上设有一个第七传感器，所述第七传感器设于所述传动轴靠近所述第一轴承座的一端。

在其中一个实施例中，所述卷绕组件还包括支撑单元，所述支撑单元包括安装板、三个气缸和三个外针咀，三个所述气缸均安装在所述安装板上，三个所述气缸分别和三个所述外针咀固定连接，三个所述外针咀分别与所述第一针柄、所述第二针柄和所述第三针柄相对设置。

在其中一个实施例中，所述驱动装置包括第三电机、第四电机、芯轴、小齿轮和大齿轮；

所述第三电机通过皮带和所述芯轴的一端连接，所述芯轴的另一端安装在所述第二转盘上，所述芯轴相对于所述第二转盘可转动；

所述第一传动轴、所述第二传动轴和所述第三传动轴远离所述第一针柄、所述第二针柄和所述第三针柄的一端均分别通过皮带和所述芯轴远离所述第三电机的一端连接；

所述第四电机和所述小齿轮固定连接，所述小齿轮和所述大齿轮啮合，所述大齿轮固定于第二转盘远离第一转盘的一侧。

一种所述的卷绕装置的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

制备所述第一轴承座、第二轴承座、第一转盘和第二转盘；

在第一轴承座和第二轴承座之间安装连接轴，进行二次加工；

将第一转盘和第二转盘分别安装于第一轴承座和第二轴承座内，并在第一转盘和第二转盘之间安装安装轴，进行二次加工。

上述卷绕装置，针柄通过滑座在安装轴上的直线滑轨上移动，间隙小，导向好，精度高。从而保证三根卷针卷出的电芯的一致性，满足工艺的要求，保证极耳的对齐度，收尾贴胶位置的一致性，提高了生产效率，降低了生产成本。

附图说明

图1为一实施方式的卷绕装置的结构示意图；

图2为一实施方式的穿针组件和拔针组件的结构示意图；

图3为一实施方式的卷绕组件的结构示意图；

图4为一实施方式的穿针组件的结构示意图；

图5为一实施方式的拔针组件的结构示意图；

图6为一实施方式的驱动组件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1和图2，一实施方式的卷绕装置100，用于电芯的卷绕。包括卷绕组件10、穿针组件20、拔针组件30和驱动组件40。

请参考图3，卷绕组件10包括卷绕单元和支撑单元。卷绕单元包括：第一轴承座11、第二轴承座12、连接轴13、第一转盘14、第二转盘15、安装轴 16、直线滑轨17、第一滑座18、第二滑座(图未标)、第三滑座(图未标)、第一传动轴19、第二传动轴(图未标)、第三传动轴(图未标)、第一针柄51、第二针柄(图未标)、第三针柄(图未标)、第一卷针(图未标)、第二卷针(图未标) 和第三卷针(图未标)。

第一轴承座11和第二轴承座12相对设置。第一轴承座11和第二轴承座 12之间安装有多根连接轴13，连接轴13的两端分别和第一轴承座11和第二轴承座12固定连接。多根连接轴13平行设置，且沿轴承座的圆周间隔均匀分布。在其中一个实施方式中，连接轴13的数量为六根。可以理解，连接轴13 的数量不限于六根，可以根据实际需要设置。

第一转盘14和第二转盘15分别设于第一轴承座11和第二轴承座12内部。第一转盘14和第二转盘15相对设置。第一转盘14和第二转盘15相对于第一轴承座11和第二轴承座12可以转动。第一转盘14上开设有三个通孔，第二转盘15上也开设有三个通孔，第一转盘14上的三个通孔和第二转盘15上的三个通孔相对设置。具体的，第一转盘14上开设有第一通孔、第二通孔和第三通孔。第二转盘15上开设有第四通孔、第五通孔和第六通孔。其中，第一通孔和第四通孔相对设置，第二通孔和第五通孔相对设置，第三通孔和第六通孔相对设置。

第一转盘14和第二转盘15之间安装有多根安装轴16。安装轴16的两端分别和第一转盘14和第二转盘15固定连接。多根安装轴16平行设置。在其中一个实施方式中，安装轴16的数量为六根。可以理解，安装轴16的数量不限于六根，可以根据实际需要设置。

每根安装轴16上均设有直线滑轨17。

滑座设于直线滑轨17上。滑座和直线滑轨17滑动连接。具体的，每两根直线滑轨17上安装有滑座，滑座和直线滑轨17滑动连接。滑座沿直线滑轨17 可以滑动。在图1所示的实施方式中，安装轴有六根，分别为第一安装轴16、第二安装轴(图未示)、第三安装轴(图未示)、第四安装轴(图未示)、第五安装轴(图未示)、第六安装轴(图未示)。滑座有三个，分别为第一滑座18、第二滑座和第三滑座。第一滑座18滑动设于第一安装轴16和第二安装轴的直线滑轨17上。具体的，第一滑座18的两端分别和第一安装轴16和第二安装轴的直线滑轨滑动连接。第二滑座滑动设于第三安装轴和第四安装轴的直线滑轨上。第三滑座滑动设于第五安装轴和第六安装轴的直线滑轨上。

第一传动轴19的两端分别穿过第一通孔和第四通孔。第二传动轴的两端分别穿过第二通孔和第五通孔。第三传动轴的两端分别穿过第三通孔和第六通孔。

第一滑座18和第一传动轴19连接。第一传动轴19相对于第一滑座18可转动。第二滑座和第二传动轴连接。第二传动轴相对于第二滑座可转动。第三滑座和第三传动轴连接。第三传动轴相对于第三滑座可转动。

第一传动轴19、第二传动轴和第三传动轴的一端均分别固定连接第一针柄 51、第二针柄和第三针柄。第一传动轴19、第二传动轴和第三传动轴分别带动第一针柄51、第二针柄和第三针柄进行自转。第一滑座18、第二滑座和第三滑座沿直线滑轨17滑动时，带动第一针柄51、第二针柄和第三针柄滑动，第一针柄51、第二针柄和第三针柄分别可穿出第一转盘14的三个通孔，从而使第一针柄51、第二针柄和第三针柄进出卷绕单元。

第一卷针、第二卷针和第三卷针分别设于第一针柄51、第二针柄和第三针柄内。

支撑单元设于卷绕单元上。具体的，支撑单元包括安装板52、第一外针咀 53、第二外针咀(图未标)、第三外针咀(图未标)、第一气缸54、第二气缸(图未标)和第三气缸(图未标)。三个外针咀分别和三个针柄相对设置。第一气缸54、第二气缸和第三气缸安装在安装板52上。三个气缸分别和三个外针咀固定连接。三个气缸分别驱动三个外针咀前后移动。

请参考图2和图4，穿针组件20对应于卷绕工位，在电芯卷绕前进行穿针。穿针组件20包括第一底板21、第一电机22、第一丝杆23、第一直线导轨24、第一推块25、第一感应器26和第二感应器27。

第一底板21的两端分别固定在安装在第一轴承座11和第二轴承座12的边缘。第一底板21平行于连接轴13。

第一丝杆23设于第一底板21的一侧，第一丝杆23和第一电机22的轴固定连接。第一底板21远离第一丝杆23的一侧设有第一直线导轨24。第一推块 25设于第一直线导轨24上。第一推块25和第一直线导轨24滑动连接。第一推块25和第一丝杆23通过第一连接块28连接。第一感应器26和第二感应器 27分别设于第一底板21设有第一丝杆23的一侧的两端。在本实施方式中，第一电机22安装在第一底板21上。可以理解，第一电机22也可以安装在其他位置，只要其能驱动第一丝杆23即可。

第一电机22驱动第一丝杆23，带动第一推块25沿第一直线导轨24来回滑动。第一推块25和第一滑座18连接。第一推块25沿第一直线导轨24移动时，带动第一滑座18沿第一安装轴16和第二安装轴的直线滑轨17移动。当第一推块25沿第一直线导轨24来回移动时，第一感应器26和第二感应器27 可以感应到第一推块25移动的位置是否到位。如第一推块25移动的位置没有到位，第一感应器26或第二感应器27感应不到第一推块25，则报警提示。

请参考图2和5，拔针组件30对应于下料工位，在电芯卷绕完成后进行拔针。拔针组件30包括第二底板31、第二电机32、第二丝杆33、第二直线导轨 34、第二推块35、第三感应器36和第四感应器37。

第二底板31的两端分别固定在安装在第一轴承座11和第二轴承座12的边缘。第二底板31平行于连接轴13。

第二丝杆33设于第二底板31的一侧，第二丝杆33和第二电机32的轴固定连接。第二底板31远离第二丝杆33的一侧设有第二直线导轨34。第二推块 35设于第二直线导轨34上。第二推块35和第二直线导轨34滑动连接。第二推块35和第二丝杆33通过第二连接块38连接。第三感应器36和第四感应器 37分别设于第二底板31设有第二丝杆33的一侧的两端。在本实施方式中，第二电机32安装在第二底板31上。可以理解，第二电机32也可以安装在其他位置，只要其能驱动第二丝杆33即可。

第二电机32驱动第二丝杆33，带动第二推块35沿第二直线导轨34来回滑动。第二推块35和第二滑座连接。第二推块35沿第二直线导轨34移动时，带动第二滑座沿第三安装轴和第四安装轴的直线滑轨17移动。当第二推块35 沿第二直线导轨34来回移动时，第三感应器36和第四感应器37可以感应到第二推块35移动的位置是否到位。如第二推块35移动的位置没有到位，第三感应器36或第四感应器37感应不到第二推块35，则报警提示。

卷绕组件10靠近穿针组件20的连接轴13上设有两个第五传感器62。即对应于卷绕工位的一根连接轴13上设有两个第五传感器62。两个第五传感器 62分别设于连接轴13的两端。两个第五传感器62用于感应到第一推块移动的位置是否到位。若第一传感器26和第二传感器27感应不良，两个第五传感器 62可以辅助感应，双重保险，提高设备运行的安全性。

卷绕组件10靠近拔针组件30的连接轴13上设有两个第六传感器(图未标)。即对应于下料工位的一根连接轴13上设有两个第六传感器。两个第六传感器分别设于连接轴13的两端。两个第六传感器用于感应到第二推块移动的位置是否到位。若第三传感器36和第四传感器37感应不良，两个第六传感器可以辅助感应，双重保险，提高设备运行的安全性。

对应于贴胶工位的一根连接轴13上设有一个第七传感器。该第七传感器设于该连接轴13靠近外针咀的一端。第七传感器用于感应针柄的位置是否到位。

请参考图3和图6，驱动组件40用于给卷绕组件提供动力。具体的，驱动组件40包括第三电机42、第四电机44、芯轴46、小齿轮48和大齿轮49。

第三电机42通过皮带43和芯轴46的一端连接。具体的，在其中一个实施方式中，第三电机42的数量为三个。三个第三电机42的电机轴分别通过皮带43和芯轴46的一端连接。芯轴46的另一端安装在第二转盘15上。芯轴46 相对于第二转盘15可转动。第一传动轴19、第二传动轴和第三传动轴远离第一针柄51、第二针柄和第三针柄的一端均分别通过皮带47和芯轴46远离第三电机42的一端连接。第三电机42带动芯轴46转动，芯轴46带动第一传动轴 19、第二传动轴和第三传动轴转动，从而带动第一针柄51、第二针柄和第三针柄转动。第一针柄51、第二针柄和第三针柄转动带动卷针转动。

第四电机44和小齿轮48固定连接，小齿轮48和大齿轮49啮合，大齿轮 49固定于第二转盘15远离第一转盘14的一侧。第四电机44带动小齿轮48 转动，从而带动大齿轮49转动，大齿轮49带动第一转盘14和第二转盘15转动。从而完成三个针柄在卷绕、贴胶和下料三个工位的转换。

上述卷绕装置，工作过程如下：

在卷绕工位，第一电机22带动第一丝杆23运动，从而带动第一推块25 沿第一直线导轨24移动，第一推块25带动针柄内部的卷针向靠近外针咀的方向移动，并插入外针咀中，实现穿针。接着，第三电机42通过芯轴46带动皮带43进行运动，皮带43带动传动轴上的针柄进行转动，针柄转动带动卷针转动，实现卷绕功能。

接着，第四电机44带动小齿轮48转动，小齿轮48带动大齿轮49转动，大齿轮49带动第一转盘14和第二转盘15转动，将之前处于卷绕工位的针柄转换到贴胶工位，进行工位转换。

在贴胶工位完成贴胶工序后，第四电机44再次带动第一转盘14和第二转盘15转动，将处于贴胶工位的针柄转换到下料工位。与下料工位对应的连接轴13上设置的第六传感器感应到电芯处于下料工位后，对应于下料工位的气缸驱动与之对应的外针咀向远离转盘的方向移动，机械手夹持卷绕好的电芯。接着，拔针组件30的第二电机32带动第二丝杆33运动，从而带动第二推块 35沿第二直线导轨34移动，第二推块35带动针柄内部的卷针向远离外针咀的方向移动，实现拔针。

卷绕组件的三个针柄通过第三电机42的驱动，实现自转，完成电芯的卷绕。在第四电机44的驱动下，通过两个转盘实现在三个工位之间的转换，完成电芯的制备工序。

上述卷绕装置，针柄通过滑座在安装轴上的直线滑轨17上移动，间隙小，导向好，精度高。从而保证三根卷针卷出的电芯的一致性，满足工艺的要求，保证极耳的对齐度，收尾贴胶位置的一致性，提高了生产效率，降低了生产成本。

相比于传统的卷绕机上的穿针组件和拔针组件的推块沿直线轴承进行上下运动进行穿针和拔针，精度低。上述卷绕装置的穿针组件20和拔针组件30，推块在电机的驱动下沿直线导轨移动，间隙小，导向好，精度高。且上述卷绕装置在对应于三个工位的连接轴13上均安装传感器，使得感应的效果更好，提高设备运行的安全性。

一实施方式的上述卷绕装置的制作方法，包括如下步骤：

制备上述第一轴承座11、第二轴承座12、第一转盘14和第二转盘15；

在第一轴承座11和第二轴承座12之间安装连接轴13，进行二次加工；

将第一转盘14和第二转盘15分别安装于第一轴承座11和第二轴承座12 内，并在第一转盘14和第二转盘15之间安装安装轴，进行二次加工。

上述卷绕装置的制作方法，第一轴承座11和第二轴承座12加工工艺为一次加工，精度高，且当在第一轴承座11和第二轴承座12之间安装连接轴13 后，再进行二次加工，第一转盘14和第二转盘15也同样在安装了安装轴后，进行二次加工，保证了同心度，提高了精度。

相比于传统的卷绕头上的前后轴承座，实行的是两次次加工，即轴承座进行镗孔，采用的正面加工后，拆卸，反面再进行加工，同心度低，无法保证精度。本实用新型的上述卷绕装置的制作方法，实行一次加工，即安装一次，不用拆卸，便可加工完成，提高第一轴承座和第二轴承座的同心度。

相比于传统的前后轴承座、前后转盘，加工后，安装上支撑轴，便进行使用，同心度低，无法保证精度。本实用新型的上述卷绕装置的制作方法，实行在安装支撑轴后，整体固定进行二次加工，提高精度。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。