极片卷绕前纠偏装置及圆柱形电芯制片卷绕机的制作方法

本实用新型涉及电池生产设备技术领域，具体地说，是涉及一种极片卷绕前纠偏装置及设置有该极片卷绕前纠偏装置的圆柱形电芯制片卷绕机。

背景技术：

电池的电芯是通过将正极片、负极片、隔膜等按照一定的次序层叠后进行卷绕制成的，而目前对电芯的卷制技术已经相对成熟，且电芯的制作也基本可以通过卷制设备实现自动化生产，进而使得电芯的卷绕质量和卷绕精度得到了有效的保证，并且还能够大幅度的提高电芯的生产效率，降低人工成本和电芯制作的返工率。

而在电芯的卷制过程中，电芯对齐度的高低会直接对电芯的质量造成影响，此外，电芯对齐度也是判断电芯质量好坏的一个重要指标。目前，市场上现有的电芯卷制设备为了保证电芯的对齐度，会在电芯卷制设备上设置过程纠偏机构来对极片走带过程中极片出现的偏移进行纠正。但是，现有的过程纠偏机构只能实现对位于极片放卷机构和极片插入机构之间的极片进行位置纠偏，即只能对走带过程中的极片进行纠偏。而由于电芯在进行卷绕时，需要通过极片插入机构将极片夹持至卷绕头，使卷绕头对正极片、负极片、隔膜进行卷绕，而这使得极片插入机构对极片进行夹持、移动的过程中，以及极片与卷绕头连接，卷绕头对极片、隔膜卷绕的过程中，极片容易出现二次偏移，使得电芯卷制过程中电芯的对齐度降低，而此时的过程纠偏是无法对极片进行纠偏。

此外，电芯在进行卷绕时，极片极易出现偏移，使得电芯的对齐度降低，而此时的过程纠偏机构无法对极片进行及时的纠偏。再者，现有的过程纠偏机构大部分是通过一个可摆动的纠偏架对极片进行纠偏，即当极片出现偏移时，通过控制纠偏架进行摆动来使得极片进行“蛇形”移动，进而实现对极片进行纠偏，但这样的纠偏方式存在纠偏精度低、纠偏速度慢、偏移量难以控制等缺点。并且，传统的电芯卷制设备在进行卷绕时，是通过极片插入机构将极片夹持至卷绕头上的卷绕工位处，然后通过只卷隔膜的方式顺带将极片一并进行卷绕，而并无牵引机构辅助极片进行传动，这使得在电芯卷绕过程中，极片容易由于张力和惯性作用而发生后退，这也极易导致卷绕过程中极片出现偏移等问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的主要目的是提供一种能够防止极片在卷绕过程中出现位置偏移，保证卷制出的电芯具有良好的对齐度且对极片的位置纠偏效果好的极片卷绕前纠偏装置。

本实用新型的另一目的是提供一种能够防止极片在卷绕过程中出现位置偏移，保证卷制出的电芯具有良好的对齐度且对极片的位置纠偏效果好的圆柱形电芯制片卷绕机。

为了实现本实用新型的主要目的，本实用新型提供一种极片卷绕前纠偏装置，其中，包括固定座、驱动单元和纠偏单元，固定座上设置有第一导轨，驱动单元安装在固定座上，纠偏单元包括连接架、第一辊轴、第二辊轴、第一压紧机构和第二压紧机构，连接架与第一导轨可滑动地连接，连接架与驱动单元的驱动端连接，第一辊轴绕自身的轴线可转动地安装在连接架的安装板的第一端上，第二辊轴绕自身的轴线可转动地安装在安装板的第二端上，第一压紧机构安装在安装板的第一端，第一压紧机构包括第一驱动机构和第三辊轴，第一驱动机构驱动第三辊轴相对或相背第一辊轴移动，第二压紧机构安装在安装板的第二端，第二压紧机构包括第二驱动机构和第四辊轴，第二驱动机构驱动第四辊轴相对或相背第二辊轴移动。

由上可见，驱动单元用于驱动纠偏单元相对固定座的第一导轨滑动，进而对纠偏单元的位置进行调节，而纠偏单元的第一辊轴和第一压紧机构、第二辊轴和第二压紧机构分别用于对极片进行夹紧，使得当驱动单元驱动纠偏单元滑动时，纠偏单元上的第一辊轴和第一压紧机构、第二辊轴和第二压紧机构能够带动极片进行移动，进而对极片与圆柱形电芯制片卷绕机的卷绕头的之间的位置进行调节，实现对极片在卷绕过程中的纠偏，保证电芯的对齐度。本实用新型通过对极片卷绕前纠偏装置的设置和结构设计，使得该极片卷绕前纠偏装置具有能够防止极片在卷绕过程中出现位置偏移、保证卷制出的电芯具有良好的对齐度且对极片的位置纠偏效果好的优点。

进一步的方案是，极片卷绕前纠偏装置还包括牵引单元，牵引单元包括第三驱动机构，第三驱动机构安装在安装板上，第三驱动机构的驱动端与第二辊轴连接，第三驱动机构驱动第二辊轴绕自身轴线转动。

由上可见，第三驱动机构用于驱动第二辊轴绕自身轴线转动，进而使得极片卷绕前纠偏装置对极片具有牵引功能，使得当极片被极片插入裁切装置递送至圆柱形电芯制片卷绕机的卷绕头上时，牵引单元能够驱动第二辊轴转动，进而对极片的递送进行辅助牵引，从而辅助极片入料。

更进一步的方案是，极片卷绕前纠偏装置还包括位置传感器组，位置传感器组安装在固定座上，连接架上具有限位块，限位块朝向位置传感器组的检测端设置。

由上可见，位置传感器组能够对连接架移动的极限位置进行检测，以避免连接架在移动过程中越过安全位置，进而避免连接架与机架或卷绕头或其他部件发生碰撞，对极片卷绕前纠偏装置起到保护作用。

更进一步的方案是，极片卷绕前纠偏装置还包括极片位置检测单元，极片位置检测单元位于第一辊轴和第二辊轴之间，且极片位置检测单元的检测端位于安装板的第二端处。

由上可见，极片位置检测单元可用于对极片相对标准位置的偏移量进行测量，进而使得驱动单元能够根据极片的偏移量调节纠偏单元的位置，进而保证电芯卷绕过程中的对齐度。

更进一步的方案是，连接架具有第二导轨，固定座上设置有直线轴承，第二导轨沿自身轴向与直线轴承可滑动地连接。

由上可见，通过在连接架上设置第二导轨以及在固定座上设置直线轴承，能够有效降低连接架沿第一导轨相对固定座滑动时连接架受到的倾覆力矩，以保证连接架能够与固定座进行良好的相对滑动，此外，固定座上的直线轴承还能够降低连接架与固定座之间的滑动摩擦力，保证连接架滑动时能够更加顺畅。

为了解决本实用新型的另一目的，本实用新型提供一种圆柱形电芯制片卷绕机，包括机架、卷绕头和极片插入裁切装置，卷绕头绕自身的轴线可转动地安装在机架上，极片插入裁切装置的插入单元和裁切单元均朝向卷绕头设置，其中，圆柱形电芯制片卷绕机还包括极片卷绕前纠偏装置，极片卷绕前纠偏装置包括固定座、驱动单元、纠偏单元和极片位置检测单元，固定座安装在机架上，固定座沿机架的安装面的法向延伸地设置有第一导轨，驱动单元安装在固定座上，纠偏单元包括连接架、第一辊轴、第二辊轴、第一压紧机构和第二压紧机构，连接架与第一导轨可滑动地连接，连接架与驱动单元的驱动端连接，第一辊轴绕自身的轴线可转动地安装在连接架的安装板的第一端上，第二辊轴绕自身的轴线可转动地安装在安装板的第二端上，极片插入裁切装置位于安装板的第一端和第二端之间，且安装板的第二端位于裁切单元和卷绕头之间，第一压紧机构安装在安装板的第一端，第一压紧机构包括第一驱动机构和第三辊轴，第一驱动机构驱动第三辊轴相对或相背第一辊轴移动，第二压紧机构安装在安装板的第二端，第二压紧机构包括第二驱动机构和第四辊轴，第二驱动机构驱动第四辊轴相对或相背第二辊轴移动，极片位置检测单元安装在机架上，极片位置检测单元的检测端位于裁切单元和第二辊轴之间。

由上可见，驱动单元用于驱动纠偏单元相对固定座的第一导轨滑动，进而对纠偏单元的位置进行调节，而纠偏单元的第一辊轴和第一压紧机构、第二辊轴和第二压紧机构分别用于对极片进行夹紧，使得当驱动单元驱动纠偏单元滑动时，纠偏单元上的第一辊轴和第一压紧机构、第二辊轴和第二压紧机构能够带动极片进行移动，进而对极片与卷绕头之间的位置进行调节，实现对极片在卷绕过程中的纠偏，保证电芯的对齐度。本实用新型通过对圆柱形电芯制片卷绕机的设置和结构设计，使得该圆柱形电芯制片卷绕机具有能够防止极片在卷绕过程中出现位置偏移、保证卷制出的电芯具有良好的对齐度且对极片的位置纠偏效果好的优点。

进一步的方案是，极片卷绕前纠偏装置还包括牵引单元，牵引单元包括第三驱动机构，第三驱动机构安装在安装板上，第三驱动机构的驱动端与第二辊轴连接，第三驱动机构驱动第二辊轴绕自身轴线转动。

由上可见，第三驱动机构用于驱动第二辊轴绕自身轴线转动，进而使得极片卷绕前纠偏装置对极片具有牵引功能，使得当极片被极片插入裁切装置递送至圆柱形电芯制片卷绕机的卷绕头上时，牵引单元能够驱动第二辊轴转动，进而对极片的递送进行辅助牵引，从而辅助极片入料。

更进一步的方案是，极片卷绕前纠偏装置还包括位置传感器组，位置传感器组安装在固定座上，连接架上具有限位块，限位块朝向位置传感器组的检测端设置。

由上可见，位置传感器组能够对连接架移动的极限位置进行检测，以避免连接架在移动过程中越过安全位置，进而避免连接架与机架或卷绕头或其他部件发生碰撞，对极片卷绕前纠偏装置起到保护作用。

更进一步的方案是，连接架具有第二导轨，固定座上设置有直线轴承，第二导轨沿自身的轴向与直线轴承可滑动地连接。

由上可见，通过在连接架上设置第二导轨以及在固定座上设置直线轴承，能够有效降低连接架沿第一导轨相对固定座滑动式连接架收到的倾覆力矩，以保证连接架能够与固定座进行良好的相对滑动，此外，固定座上的直线轴承还能够降低连接架与固定座之间的滑动摩擦力，保证连接架滑动时能够更加顺畅。

更进一步的方案是，极片位置检测单元包括安装座、滑动座、位置传感器和调节机构，安装座安装在机架上，安装座沿安装面的法向延伸地设置有第三导轨，滑动座与第三导轨可滑动地连接，位置传感器安装在滑动座上，位置传感器位于裁切单元和第二辊轴之间，调节机构连接在安装座和滑动座之间，调节机构控制滑动座沿第三导轨滑动。

由上可见，调节机构通过控制滑动座沿第三导轨进行滑动来对位置传感器的位置进行调节，使得极片位置检测单元能够满足对不同尺寸的极片的位置进行检测，进而使得圆柱形电芯制片卷绕机能够进行不同尺寸电芯的制作。

附图说明

图1是本实用新型圆柱形电芯制片卷绕机实施例的局部视图。

图2是本实用新型圆柱形电芯制片卷绕机实施例的极片卷绕前纠偏装置的结构图。

图3是本实用新型圆柱形电芯制片卷绕机实施例的极片卷绕前纠偏装置的另一视角下的结构图。

图4是本实用新型圆柱形电芯制片卷绕机实施例的极片卷绕前纠偏装置的极片位置检测单元的结构图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参照图1，圆柱形电芯制片卷绕机包括机架101、卷绕头102、极片插入裁切装置103和极片卷绕前纠偏装置10。其中，卷绕头102绕自身的轴线可转动地机架101安装在机架101上，卷绕头102用于在卷绕工位处将正极极片、负极极片、隔膜等卷绕成电芯后，将卷制出的电芯移动至贴胶工位对卷制出的电芯进行贴胶，此外，卷绕头102还用于将贴胶工位处完成贴胶的电芯移动至下料工位对电芯进行下料。

极片插入裁切装置103安装在机架101上，极片插入裁切装置103包括安装座、插入单元1031和裁切单元1032，安装座朝向卷绕头102延伸地设置有第一滑轨和第二滑轨，插入单元1031与第一滑轨可滑动地连接，裁切单元1032与第二滑轨可滑动地连接，且插入单元1031和裁切单元1032均朝向卷绕头102设置。插入单元1031用于将极片递送至卷绕头102的卷绕工位上，进而使得卷绕头102对插入单元103递送的极片进行卷绕。裁切单元1032用于在卷绕头102完成定长的极片卷绕后，对极片进行切断。

参照图2和图3，并结合图1，极片卷绕前纠偏装置10安装在机架101上，且在极片插入裁切装置103的上料方向X上，极片卷绕前纠偏装置10位于卷绕头102的上游端。极片卷绕前纠偏装置10在卷绕头102对极片进行卷绕时，对即将卷入卷绕头102的卷绕工位处的极片进行位置纠偏，以保证卷绕头102卷绕出的电芯能够具有良好的对齐度，以保证电芯的质量。

极片卷绕前纠偏装置10包括固定座1、驱动单元2、纠偏单元3、极片位置检测单元4、牵引单元6以及位置传感器组6。其中，固定座1安装在机架101上，固定座1上设置有第一导轨11，第一导轨11沿机架101的安装面的法向延伸地设置。纠偏单元3沿第一导轨11的延伸方向与第一导轨11可滑动地连接，驱动单元2安装在固定座1上，驱动单元2用于驱动纠偏单元3沿第一导轨11滑动，使得纠偏单元3夹持极片进行移动，实现对极片相对卷绕头102的卷绕工位处的卷针移动，实现极片在卷绕中的位置纠偏。

具体地，驱动单元3包括连接架31、第一辊轴32、第二辊轴33、第一压紧机构34和第二压紧机构35。连接架31沿固定座1的第一导轨11的延伸方向与第一导轨11可滑动地连接，驱动单元2的驱动端与连接架31连接，且连接架31具有安装板311，安装板311优选呈U型设置。优选地，连接架31上还具有第二导轨313，而固定座1上设置有直线轴承12，第二导轨313沿自身的轴向与直线轴线12可滑动地连接。由图2可知，连接架31上设置的第二导轨313和固定座1上设置的直线轴承12，能够有效降低连接架31沿第一导轨11相对固定座1滑动时连接架31所受的倾覆力矩，以保证连接架31沿第一导轨11进行良好的滑动而不出现卡死。此外，固定座1上的直线轴承12还能够降低连接架31与固定座1之间的滑动摩擦力，保证连接架31滑动时能够更加顺畅。

其中，驱动单元2优选包括电机21和滚珠丝杠组件22，电机21的驱动端与滚珠丝杠组件22的丝杠固定连接，连接架31与滚珠丝杠组件22的螺母固定连接，进而使得电机21通过驱动滚珠丝杠组件22的丝杠转动进而带动连接架31沿第一导轨11滑动。

参照图2，第一辊轴32绕自身的轴线可转动地安装在连接架31的安装板311的第一端上，第一压紧机构34安装在安装板311的第一端上。优选地，第一压紧机构34包括第一驱动机构341和第三辊轴342，第一驱动机构341固定安装在安装板311的第一端，第一驱动机构341的驱动端设置有第一支架，第三辊轴342绕自身的轴线可转动地安装第一支架上，第一驱动机构341用于驱动第三辊轴342相对或相背第一辊轴32移动，进而实现对穿过第一辊轴32、第三辊轴342之间的极片进行夹紧或松开。

第二辊轴33绕自身的轴线可转动地安装在连接架31的安装板311的第二端上，第二压紧机构35安装在安装板311的第二端上。优选地，第二压紧机构35包括第二驱动机构351和第四辊轴352，第二驱动机构351固定安装在安装板311的第二端，第二驱动机构351的驱动端设置有第二支架，第四辊轴352绕自身的轴线可转动地安装在第二支架上，第二驱动机构351用于驱动第四辊轴352相对或相背第二辊轴33移动，进而实现对穿过第二辊轴33和第四辊轴352之间的极片进行夹紧或松开。

此外，如图1所示，极片插入裁切装置103的插入单元1031和裁切单元1032均位于安装板311的第一端和安装板311的第二端之间。通过对纠偏单元3的结构设置以及对极片插入裁切装置103的位置设置，使得纠偏单元3能够成段的极片进行位置纠偏，避免极片在即将被卷绕时才进行临时的、节点式的位置纠偏，从而能够大幅度提高极片的位置纠偏的精确度，并有效的保证卷制出的电芯的对齐度。

参照图4，并结合图1，极片位置检测单元4安装在机架101上，且极片位置检测单元4位于极片插入裁切装置103的裁切单元1032和纠偏单元3的第二辊轴33之间。具体地，极片位置检测单元4包括安装座41、滑动座42、位置传感器43以及调节机构44，安装座41安装在机架101上，且安装座41沿机架101的安装面的法向延伸地设置有第三导轨，滑动座42的第一端与第三导轨可滑动地连接，位置传感器43安装在滑动座42的第二端上，且位置传感器43位于裁切单元1032和第二辊轴33之间。

位置传感器43用于极片的位置进行检测，进而获取极片当前位于与设定的标准位置之间的偏移量，以便于驱动单元2根据极片的偏移量控制纠偏单元3的位置，进而使得纠偏单元3对极片的位置进行纠偏，保证电芯卷绕过程中的对齐度。

调节机构44连接在安装座41和滑动座42之间，调节机构44用于控制滑动座42沿安装座41的第三导轨滑动，进而对位置传感器43的位置进行调节，使得极片位置检测单元4能够满足对不同尺寸的极片的位置进行检测，提高圆柱形电芯制片卷绕机的适用范围。

牵引单元5包括第三驱动机构51，第三驱动机构51安装在连接架31的安装板311上，第三驱动机构51的驱动端与第二辊轴33连接，且第三驱动机构51用于驱动第二辊轴33绕自身轴线转动。具体地，第三驱动机构51的电机，第三驱动机构51的输出端设置有带轮511，第二辊轴33的端部设置有带轮331，带轮331与带轮511之间通过同步带52连接。

第三驱动机构51用于驱动第二辊轴33绕自身轴线转动，进而使得极片卷绕前纠偏装置10对极片具有牵引功能，使得当极片插入裁切装置103的插入单元1031将极片递送至卷绕头102的卷绕工位上后，牵引单元5能够驱动第二辊轴33转动，进而使得第二辊轴33对极片的递送进行辅助牵引，从而辅助极片入料。

如图1所示，位置传感器组安装在固定座1上，具体地，位置传感器组包括第一位置传感器61和第二位置传感器62，第一位置传感器61和第二位置传感器62分别安装在固定座1上。

连接架31上设置有限位块312，且限位块312朝向位置传感器组的检测端设置，位置传感器组用于对连接架31移动的极限位置进行检测，以避免连接架31在移动过程中越过安全位置，进而避免连接架31与机架101或卷绕头102或其它部件发生碰撞，对极片卷绕前纠偏装置10以及圆柱形电芯制片卷绕机起到保护作用。

优选地，固定座1上设置有安装槽13，第一位置传感器61和第二位置传感器62分别沿安装槽13的延伸方向可滑动地与安装槽13连接。通过设置安装槽13，使得第一位置传感器61和第二位置传感器62的位置能够进行调节，进而使得位置传感器组能够根据圆柱形电芯制片卷绕机卷制的不同尺寸的电芯来调整连接架31移动的极限位置，从而控制纠偏单元3的整体移动的极限位置，使得极片卷绕前纠偏装置10能够对不同尺寸的极片进行位置纠偏。

圆柱形电芯制片卷绕机的工作过程如下：

当极片插入裁切装置103处于上料状态时，首先，第一压紧机构34的第一驱动机构341驱动第三辊轴342背向第一辊轴32移动，第二压紧机构34的第二驱动机构341驱动第四辊轴342背向第二辊轴33移动。

接着，极片插入裁切装置103的插入单元1031将极片递送至卷绕头102的卷绕工位处，使得卷绕头102的卷绕工位处的卷针对极片进行夹紧，并准备进行电芯的卷制。

在插入单元1031将极片送入卷绕头102的卷绕工位处后，插入单元1031进行复位。同时，第一压紧机构34的第一驱动机构341驱动第三辊轴342朝向第一辊轴32移动，进而使第三辊轴342将位于第一辊轴32、第三辊轴342之间的极片压合在第一辊轴32上；第二压紧机构35的第二驱动机构351驱动第四辊轴352朝向第二辊轴33移动，进而使第四辊轴352将位于第二辊轴33、第四辊轴352之间的极片压合在第二辊轴33上。

接着，卷绕头103的卷绕工位处的卷针开始对极片进行卷绕，同时，极片位置检测单元4开始对卷绕中的极片的位置进行检测，当检测到极片处于标准位置范围内，则牵引单元5的驱动机构51驱动第二辊轴33转动，辅助极片进行上料；当检测到极片处于偏离状态时，牵引单元5的驱动机构51停止对第二辊轴33的驱动，同时，驱动单元2驱动纠偏单元3沿固定座1的第一导轨11滑动，进而根据极片的偏移位置推动或拉动极片相对卷绕头102的卷绕工位处的卷针滑动，从而实现对极片进行位置纠偏。若极片完成纠偏，且处于标准位置范围内，则牵引单元5的驱动机构51再次驱动第二辊轴33转动，辅助极片进行上料，否则，驱动单元2继续驱动纠偏单元3对极片的位置进行纠偏。

当极片完成定长卷绕时，极片插入裁切装置103的裁切单元1032对极片定长的末端进行切断。接着，裁切单元1032进行复位、第一压紧机构34的第一驱动机构341驱动第三辊轴342背向第一辊轴32移动、第二压紧机构35的第二驱动机构351驱动第四辊轴352背向第二辊轴33移动。随后，卷绕头102将卷制出的电芯移动至贴胶工位对电芯进行贴胶处理，从而完成对电芯的卷制。

综上可见，本实用新型通过对极片卷绕前纠偏装置及圆柱形电芯制片卷绕机的设置和结构设计，使得该极片卷绕前纠偏装置及圆柱形电芯制片卷绕机均具有能够防止极片在卷绕过程中出现位置偏移、保证卷制出的电芯具有良好的对齐度且对极片的位置纠偏效果好的优点。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。