整形装置的制作方法

本发明涉及一种整形装置，尤其是一种能够加快整形速度的整形装置，属于自动化设备技术领域。

背景技术：

在自动化设备技术领域中，经常需要整形机构将物体压至目标状态，如，在锂电池生产的时候，极片卷绕完毕后，需要整形机构将电芯压实或者压至一定形状。而目前的整形机构在对电芯（物体）进行整形时，一次仅针对一个电芯（物体），整形速度慢。

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，提供一种整形装置，能够加快整形的速度。

按照本发明提供的技术方案，所述整形装置，其特征是：包括支撑架、安装在支撑架上的下压机构和侧压机构；

所述下压机构包括由上至下依次设置的第一压板、第二压板和支撑板，支撑板固定在支撑架上，第一压板和第二压板滑动设置在支撑板上方，第一压板和第二压板之间形成第一整形空间，第二压板和支撑板之间形成第二整形空间；在所述第一压板的下侧、第二压板的上下两侧以及支撑板的上侧均设置竖直整形板；所述第一压板与下压机构的驱动装置的输出端连接；

所述第一压板和第二压板通过连接部件实现联动；

所述侧压机构包括能够水平和竖直移动的第一侧压整形板和能够水平移动的第二侧压整形板，第一侧压整形板安装在第一整形空间的左右两侧，第二侧压整形板安装在第二整形空间的左右两侧；所述第一侧压整形板和第二侧压整形板与驱动第一侧压整形板和第二侧压整形板水平移动的侧压驱动装置的输出端连接。

在一个具体实施方式中，所述连接部件采用一组或多组滑轮机构，所述滑轮机构包括固定在第二压板上的滑轮和绕过滑轮的皮带，皮带的一端固定在支撑架上，皮带的另一端固定在第一压板上。

在一个具体实施方式中，所述侧压驱动装置包括第一侧压驱动装置和第二侧压驱动装置，第一侧压驱动装置和第二侧压驱动装置的输出端分别连接第一侧压整形板和第二侧压整形板。

在一个具体实施方式中，所述第一侧压驱动装置的输出端通过第一连接板连接水平滑动设置的第二连接板，第二连接板的内侧固定连接竖直设置的第三连接板，第三连接板的内侧竖直滑动设置第四连接板，第四连接板的内侧固定连接第五连接板，第五连接板的下侧滑动支撑在第二压板上；所述第一侧压整形板连接在第五连接板上。

在一个具体实施方式中，所述第二侧压驱动装置的输出端连接水平滑动设置的第六连接板，第六连接板上连接第二侧压整形板。

在一个具体实施方式中，所述侧压驱动装置包括侧压电机和减速器，减速器的输入端连接侧压电机的输出端，减速器左右两侧输出端连接由轴承进行支撑的丝杠，丝杠上螺纹连接螺母，螺母上固定第一连接板，第一连接板与水平滑动设置的第一承载板固定连接，第一承载板上设置第一侧压整形板和竖板；在所述竖板的内侧竖直滑动设置第二连接板，第二连接板的内侧固定连接水平滑动设置的第二承载板，第二承载板上设置第二侧压整形板。

在一个具体实施方式中，所述第一整形空间比第二整形空间高出一定的距离。

在一个具体实施方式中，所述皮带一侧设置检测皮带拉力的传感器。

在一个具体实施方式中，在所述第一压板和第二压板下侧的竖直整形板的下侧设置垫块，垫块位于竖直整形板的侧部，预留出工件进行整形的空间；所述垫块的高度为工件整形后的高度。

在一个具体实施方式中，还包括缓冲装置，所述缓冲装置包括缓冲驱动装置和第三连接板，缓冲驱动装置固定在竖板上，缓冲驱动装置的输出端连接第三连接板向第三连接板提供竖直向上的力；所述第三连接板与第二连接板固定连接。

本发明具有以下优点：

（1）本发明通过第一整形空间和第二整形空间，可以同时加工两个工件，能够加快整形的速度；

（2）本发明通过动滑轮机构可以实现第一压板、第二压板同步下压，并且第二压板向下运动的距离是第一压板运动距离的一半，实现第一整形空间和第二整形空间以相同的速度压缩；

（3）本发明通过第一整形空间和第二整形空间高度的高度的设置，能够避免皮带被拉紧甚至绷断；

（4）本发明采用一个减速器实现动力分流，通过一个电机对两个整形空间中的电芯侧边进行整形，达到了简化装置，降低装置成本的效果。

附图说明

图1为本发明所述整形装置第一实施例的主视图。

图2为本发明所述整形装置第二实施例的主视图。

图3为第一实施例中第一整形空间的侧压机构的示意图。

图4为第一实施例中第二整形空间的侧压机构的示意。

图5为所述皮带拉力检测机构的示意图。

图6为第二实施例中侧压机构的示意图。

附图标记说明：支撑柱100、上支撑板101、下支撑板102、导向柱200、第一压板201、第二压板202、支撑板203、导向板204、电缸205、浮动接头206、压力传感器207、竖直加热加压板208、第一侧压气缸300、第一连接板301、第二连接板302、第三连接板303、第四连接板304、第一滑块305、第一导轨306、第二滑块307、第二导轨308、第三滑块309、第三导轨310、第五连接板311、第一加热加压板312、第二侧压气缸400、第六连接板401、第四导轨402、第四滑块403、第二加热加压板404、滑轮500、侧压电机600、减速器601、丝杠602、螺母603、第一连接板604、第一承载板605、竖板606、第二连接板607、第二承载板608、第一侧面加热加压板609-1、第二侧面加热加压板609-2、第一滑块610、第一导轨611、第二滑块612、第二导轨613、第三滑块614、第三导轨615、气缸700、第三连接板701、传感器800、垫块900。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

以下具体实施方式的描述中，以图1、图2中的左右方向为左侧和右侧、上下方向为上下，垂直纸面向外的方向为前侧，垂直纸面向内的方向为后侧。

实施例一：

如图1、图3、图4所示，本发明所述整形装置主要包括支撑架、下压机构、侧压机构和滑轮机构。

所述支撑架主要包括支撑柱100、上支撑板101和下支撑板102。支撑柱100有四个，分别对应上支撑板101和下支撑板102的四个角设置，支撑柱100下部固定连接至下支撑板102，上部固定连接至上支撑板101，用以为整形装置提供支撑。

所述下压机构主要包括导向柱200、第一压板201、第二压板202、支撑板203、导向板204、电缸205、浮动接头206、压力传感器207、竖直加热加压板208。所述支撑板203下侧固定在下支撑板102上，支撑板203上侧固定有四个导向柱200，四个导向柱200分别对应支撑板203的四个角设置，导向柱200上侧用锁紧螺母固定至上支撑板101，导向板204、第一压板201、第二压板202从上至下均通过导向套相对滑动套设在四个导向柱200上。电缸205固定支撑在上支撑板101上，电缸205用以提供向下的压力，电缸205的活塞杆向下穿过上支撑板101，通过浮动接头206连接至导向板204，导向板204下侧设置有用于测量压力的压力传感器207，压力传感器207的下侧连接至第一压板201，第一压板201和第二压板202之间的空间为第一整形空间，第二压板202和支撑板203之间的空间为第二整形空间，在第一压板201的下侧、第二压板202的上下两侧以及支撑板203的上侧均设置有竖直加热加压板208用以热压整形。对于不需要热压整形的，将加热加压板208设置为加压板即可。工作时，电缸205动作，电缸205的活塞杆通过浮动接头206传递向下的动力，导向板204给向下的运动导向，压力传感器207测试力的大小，动力经压力传感器207、第一压板201向下传递。

所述滑轮机构主要包括滑轮500和绕过滑轮500的皮带（实施例中选用平皮带），滑轮500固定在第二压板202上的前侧面（或者前后侧面）上，皮带绕过第二压板202上的滑轮500，一端固定至上支撑板101，另一端固定在第一压板201上。滑轮500/皮带组合的数量可以根据需要进行设置，图1中为设置有两组的形式。

所述下压机构控制电芯或者其他物品竖直方向上的整形，侧压机构负责电芯的水平方向（或者说图1中左右方向）上的整形，如图1所示，左侧和右侧的侧压机构相同，对称设置，因此，对于侧压机构，主要就一侧的机构进行介绍。

对于第一整形空间的侧压机构（如图3所示）主要包括：第一侧压气缸300、第一连接板301、第二连接板302、第三连接板303、第四连接板304、第一滑块305、第一导轨306、第二滑块307、第二导轨308、第三滑块309、第三导轨310、第五连接板311、第一加热加压板312。所述第一侧压气缸300固定在第一压板201的上侧，第一侧压气缸300的活塞杆向整形装置的外侧伸出，并通过第一连接板301连接水平设置的第二连接板302，第二连接板302的上侧面通过第一滑块305滑动设置在第一导轨306上，第一导轨306水平固定在第一压板201的下侧，第二连接板302的内侧固定连接竖直设置的第三连接板303，第三连接板303的内侧竖直固定有第二导轨308，第二导轨308上滑动设置第二滑块307，第二滑块307上固定连接第四连接板304，第四连接板304的内侧固定连接第五连接板311，第五连接板311的下侧通过第三滑块309和第三导轨310滑动支撑在第二压板202上；所述第五连接板311呈“丄”型，包括水平部分和竖直部分，第五连接板311竖直部分的内侧固定连接有第一侧压压力传感器，第一侧压压力传感器用于检测侧压时的压力，第一侧压压力传感器靠近电芯的一侧通过导向机构连接第一加热加压板312，第一加热加压板312用以热压电芯的侧面。工作时，侧压机构中第一侧压气缸300用以提供侧压的压力，第一侧压气缸300沿水平方向向内侧运动，从而带动整个侧压机构在第一滑块305、第一导轨306和第三滑块309、第三导轨310的导向下压向位于第一整形空间中的电芯，由于第一压板201和第二压板202通过滑轮/皮带联动，而侧压之前电缸205会带动第一压板201向下运动，那么与此同时，第二压板202会以第一压板201一半的速度向下运动，那么第一压板201和第二压板202之间会有竖直方向上的相对运动，即滑动支撑在第二压板202上的第五连接板311及第五连接板311上的部件与位于第一压板201上的第一侧压气缸300（以及与第一侧压气缸300固定连接的部分）会有竖直方向的相对运动，而这一竖直相对运动借由第二滑块307、第二导轨308实现及导向。

所述第二整形空间的侧压机构（如图4所示）主要包括：第二侧压气缸400、第六连接板401、第四导轨402、第四滑块403。所述第二侧压气缸400支撑在下支撑板102上，第二侧压气缸400的活塞杆朝向整形装置的内侧连接第六连接板401，第六连接板401的上侧通过第二侧压压力传感器、导向机构固定连接第二加热加压板404，用以对位于第二整形空间的电芯的侧面进行热压整形，第六连接板401的下侧通过第四滑块403、第四导轨402滑动支撑在支撑板203上，第四滑块403、第四导轨402对第六连接板401的水平运动提供导向。

实施例一的工作过程如下：电缸205的活塞杆向下运动，会通过浮动接头206、导向板204、压力传感器207推动第一压板201，第一压板201向下运动，在皮带/滑轮500的作用下，第二压板202以第一压板201一半的速度向下运动，当第一压板201、第二压板202压住电芯时，位于整形装置左右两侧的侧压机构向整形装置中间推动，对电芯的侧边进行热压整形。整形完毕后，电缸205的活塞杆向上运动，带动第一压板201向上运动，使得一端与第一压板201固定连接的皮带向上运动，带动滑轮500及第二压板202向上运动，使整形装置还原到初始位置。

压电芯时有压力控制和位置控制两种方式，压力控制是指用一定的力将电芯压实，采用位置控制即是使用电缸205将电芯压至一定高度。

由动滑轮的原理可知，第一压板201向下运动时，第二压板202运动的距离会是第一压板201运动距离的一半，也就是说当电缸205的活塞杆向下运动时，第二压板202向下运动的距离是第一压板201运动距离的一半，那么第一整形空间和第二整形空间会以相同的速度在被压缩。

对于采用压力控制的情形：如果第一、第二整形空间在未压缩时高度一致，且上下电芯厚度一致，那么第一压板201和第二压板202下落后压板下的竖直加热加压板208会同时压住电芯的上表面，随后同步进行压缩（不考虑上下空间中电芯软硬不同的前提下）。而实际中来料电芯的厚度是在一定的公差范围内的，当位于第一整形空间中的电芯厚而位于第二整形空间中的电芯薄时，在下压过程中会出现：第一压板201下的竖直加热加压板208已经压在电芯上表面时，第二压板202下的竖直加热加压板208还没有接触到位于第二整形空间中的电芯上表面。第一压板201继续下压，假定电芯非常硬不会被压缩来分析，第一压板201会通过电芯使第二压板202向下同步运动，而当第一压板201运动距离s时，设置在第一压板201和第二压板202之间的滑轮500/皮带组合仅能提供第二压板202向下s/2的运动距离，这就会使得皮带被拉紧甚至被绷断。为了避免上述情况的出现，整形装置的第一整形空间比第二整形空间高出一定的距离，这一距离的预留值比来料电芯的公差值稍大。

如果第一整形空间与第二整形空间的高度差足够大，即使第二整形空间中没有放置电芯，进行空压，皮带也将不会存在绷断的危险，但是同时将导致每次整形时下压过程耗时较长，拉长生产节拍，降低生产效率。因此，针对皮带有可能绷断这一问题，本发明中提供了一种滑轮机构的解决方案，如图5所示，即在皮带（可以是如图所示的右侧皮带，也可以是在左侧皮带上）某处增设用以检测皮带拉力的传感器800，皮带绕过过辊后再绕过滑轮500固定至第二压板202上，传感器800设置在中间过辊的左侧，当皮带由于某种情况被拉紧，中间过辊则会受到向左的力，传感器800检测向左的力，当传感器800检测数值超过一定值时报警，从而防止皮带被拉断。

对于采用位置控制的情形：可以在第一压板201、第二压板202下侧的竖直加热加压板208的下侧设置垫块900（如图2所示），垫块900位于竖直加热加压板208下侧的前、后侧，垫块900的高度即是电芯最后需要压至的高度。这种情形下，为了防止皮带绷断，第一整形空间比第二整形空间高的距离跟压力控制的情况保持一致。

实施例二：

如图2所示，本发明所述整形装置同样也包括支撑架、下压机构、侧压机构和滑轮机构，实施例2中的整形装置与实施例1中的整形装置的区别主要在于侧压机构，因此，下文中将主要介绍实施例2中的侧压机构。实施例2中的侧压机构采用一个减速器实现动力分流，然后结合一些连接机构，实现了通过一个电机对两个整形空间中的电芯侧边进行整形，达到了简化装置，降低装置成本的效果。

如图6所示，实施例2中的侧压机构主要包括侧压电机600、减速器601、丝杠602、螺母603、第一连接板604、第一承载板605、竖板606、第二连接板607、第二承载板608、侧面加热加压板609、第一滑块610、第一导轨611、第二滑块612、第二导轨613、第三滑块614、第三导轨615、气缸700、第三连接板701。其中，所述侧压电机600设置在支撑板203和下支撑板102之间，侧压电机600动力经过设置在侧压电机600后方的减速器601减速分动，分别驱动设置在减速器601左右侧的丝杠602，丝杠602上螺纹连接有螺母603，丝杠602两端通过轴承/轴承座支撑。当侧压电机600转动时，位于侧压电机600两侧的丝杠602会带动其上的螺母603进行水平方向的运动。螺母603上固定有第一连接板604，第一连接板604上端与第一承载板605固定连接，第一承载板605呈水平设置，第一承载板605的下侧通过第一滑块610/第一导轨611水平滑动设置在支撑板203上，第一承载板605的上部内侧的一端通过第三侧压压力传感器、导向机构固定连接有第一侧面加热加压板609-1。

在所述第一承载板605的上侧远离整形装置的一端固定有竖板606，竖板606的内侧竖直固定第二导轨613，第二滑块612滑动配合在第二导轨613上，第二滑块612固定连接第二连接板607，第二连接板607的内侧固定连接水平设置的第二承载板608，第二承载板608的下侧通过第三滑块614、第三导轨615水平滑动支撑在第二压板202上，第二承载板608的上侧通过第四侧压压力传感器、导向机构固定连接有第二侧面加热加压板609-2。

当侧压电机600转动时，动力经减速器601分动之后流向位于减速器601两侧的丝杠602，丝杠602带动螺母603及其上的第一连接板604进行水平运动，第一连接板604带动第一承载板605、竖板606、第二连接板607及第二承载板608水平运动，第一承载板605在第四滑轨611/第一滑块610的导向下水平运动，推动其上的第一侧面加热加压板609-1对第二整形空间中的电芯侧边热压；第二承载板608在第三滑块614/第三导轨615的导向下水平运动，推动其上的第二侧面加热加压板609-2对第一整形空间中的电芯侧边热压。第二承载板608及其上的第二侧面加热加压板609-2之所以通过第二滑块612、第二导轨613连接至竖板606从而接收水平方向运动的力，是因为在下压整形过程中，第二压板202会有向下的位移。至此，通过一个电机实现了两个整形空间中的电芯的侧边热压。

此外，为了减少第二压板202的重力对第二整形空间中电芯热压时所受压力的影响，本发明还设置了缓冲装置用以平衡掉一部分第二压板202的重力。所述缓冲装置主要包括气缸700和第三连接板701，气缸700固定在竖板606远离整形装置的一侧，气缸700的活塞杆通过第三连接板701与第二连接板607固定连接。当整形装置进行工作时，气缸700通过第三连接板701、第二连接板607等给予第二压板202一个向上的力，其将平衡掉第二压板202一部分的重力，给予第二压板202的向上的力以不影响其竖直方向下落动作的实现和避免其重力增加第二整形空间中电芯所受压力为条件。