一种极片上料模组及叠片机的制作方法

本实用新型涉及自动化设备技术领域，特别是涉及一种极片上料模组及叠片机。

背景技术：

锂电池电芯制造可采用卷绕或叠片工艺制造，其中叠片方式有z型叠片工艺。但是现有的z型叠片设备的上料效率较低，进而会影响叠片的生产效率，故需要一种可以解决上述技术问题的方案。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种可提高生产效率的极片上料模组及叠片机。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种极片上料模组，所述极片上料模组包括取片组件，所述取片组件包括第一提取件、第二提取件、第一竖直驱动件和第一水平驱动件，所述第一竖直驱动件用于驱动所述第一提取件和所述第二提取件在竖直方向移动，以使得所述第一提取件和第二提取件能够分别从上料工位和定位工位提取极片，第一水平驱动件用于驱动所述第一提取件和所述第二提取件沿第一水平方向同步移动，以使得所述第一提取件和所述第二提取件分别移动至所述定位工位和叠片工位，所述第一提取件和第二提取件在所述第一竖直驱动件的驱动下将所提取的所述极片分别放置于所述定位工位和所述叠片工位，所述第一水平驱动件进一步驱动所述第一提取件和所述第二提取件返回所述上料工位和所述定位工位。

进一步地，所述第一提取件包括多个能够同时吸附所述极片的真空吸盘；

所述第二提取件为真空吸附板，所述真空吸附板用于吸附所述极片的端面设置为平面。

所述极片上料模组还包括顶升组件，所述顶升组件设置于所述上料工位，用于将位于所述上料工位的料盒内的所述极片顶升至预定高度。

所述极片上料模组还包括料盒上料组件、料盒下料组件以及料盒横移组件，所述料盒上料组件用于沿垂直于所述第一水平方向的第二水平方向将装载有所述极片的料盒上料至所述上料工位，所述料盒横移组件用于沿所述第一水平方向将所述取片组件取完所述极片的料盒移动至所述料盒下料组件，以沿所述第二水平方向进行下料。

所述顶升组件设置于所述料盒横移组件的移动端上，所述料盒承载于所述顶升组件上，并在所述料盒横移组件的驱动下同步移动，或者所述料盒承载于所述料盒横移组件的移动端上，并在所述料盒横移组件的驱动下在所述顶升组件和所述料盒下料组件之间进行移动。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种叠片机，所述叠片机包括叠片工位、定位工位、上料工位、叠片组件、极片上料模组及隔膜放卷机构，所述叠片工位、所述定位工位和所述上料工位在第一水平方向间隔设置、且所述叠片工位的两侧依次设置有一个所述定位工位和一个所述上料工位；

所述极片上料模组设置于所述上料工位和所述定位工位处，用于将极片上料至所述叠片工位，所述极片上料模组为如上所述的模组；

所述叠片组件设置于所述叠片工位，用于对所述极片上料模组上料至所述叠片工位的极片进行叠片以获得电芯，所述叠片组件包括用于承载所述极片和隔膜的叠片平台、在竖直方向驱动所述叠片平台的第二竖直驱动件以及将所述极片和隔膜压持于所述叠片平台上的压持组件。

进一步地，所述隔膜放卷机构设置于所述叠片工位，且包括用于夹紧隔膜的夹辊组件以及在所述第一水平方向或其他水平方向驱动所述夹辊组件水平移动的第二水平驱动件，进而在所述极片上放卷所述隔膜，以进行叠片形成所述电芯。

所述叠片机进一步包括极片压持组件，所述极片压持组件(80)包括至少两组沿着所述第一水平方向相对设置的压爪组，所述压爪组包括第三水平驱动件、第三竖直驱动件和两个沿垂直于所述第一水平方向的第二水平方向相对设置的压爪，其中，所述第三水平驱动件在所述第二水平方向驱动两个所述压爪彼此靠近或远离，以使得在靠近状态下，两个所述压爪在所述极片所处平面内的投影位于所述极片内，而在远离状态，所述两个压爪在所述极片所处平面内的投影位于所述极片外，所述第三竖直驱动件在所述竖直方向驱动两个所述压爪，以使得处于靠近状态的两个所述压爪将所述极片压持于所述叠片平台上。

所述叠片机进一步包括台面板、第一支撑板、第二支撑板、第四竖直驱动件及电芯下料组件，其中，所述第一支撑板垂直设置于所述台面板上，所述第二支撑板沿所述竖直方向滑动支撑于所述第一支撑板上，所述隔膜放卷机构设置于所述第一支撑板上用于放卷所述隔膜，所述取片组件、所述料盒横移组件和所述电芯下料组件设置于所述第二支撑板上，所述第四竖直驱动件在所述竖直方向驱动所述第二支撑板相对于所述第一支撑板上下运动，进而使得所述电芯下料组件和所述取片组件与所述叠片平台对接。

再进一步地，所述叠片机进一步包括垂直固设于所述第二支撑模板上的第三支撑板；

所述电芯下料组件设置于所述第三支撑板上，用于对所述叠片平台上所形成的所述电芯进行下料，所述电芯下料组件包括第四水平驱动件和夹爪，所述第四竖直驱动件在所述竖直方向驱动所述第二支撑板，以使得所述夹爪在竖直方向上与所述叠片平台对接，所述第四水平驱动件在所述第一水平方向或其他水平方向驱动所述夹爪靠近和远离所述叠片平台，进而夹取并下料所述电芯。

本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型所提供极片上料模组及叠片机可以实现由第一竖直驱动件驱动第一提取件和第二提取件在竖直方向移动，以分别从上料工位和定位工位上提取极片，再由第一水平驱动件驱动第一提取件和第二提取件沿第一水平方向同步移动至对应的定位工位和叠片工位，第一竖直驱动件同时驱动第一提取件和第二提取件将极片分别放置在定位工位和叠片工位，实现同时移动两个工位上的极片，提高了极片上料的效率，进而提高了叠片机整体的生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为本实用新型一种极片上料模组一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一种极片上料模组中取片组件在一实施例中的结构示意图；

图3为本实用新型一种叠片机一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型一种叠片机另一实施例的结构示意图；

图5为本实用新型一种叠片机中隔膜放卷机构在一实施例中的结构示意图；

图6为本实用新型一种叠片机中极片压持组件在一实施例中的结构示意图；

图7为本实用新型一种叠片机中电芯下料组件在一实施例中的结构示意图；

图8为本实用新型一种叠片机叠片所得的电芯的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请同时参见图1和图2，图1为本实用新型一种极片上料模组一实施例中的结构示意图，图2为本实用新型一种极片上料模组另一实施例中的结构示意图。在当前实施例中，本实用新型所提供的极片上料模组100包括取片组件30。

其中，取片组件30包括第一提取件31、第二提取件32、第一竖直驱动件33和第一水平驱动件34。第一竖直驱动件33移动端固设有第一提取件31和第二提取件32，第一竖直驱动件33用于驱动第一提取件31和第二提取件32在竖直方向移动，以使得第一提取件31和第二提取件32能够分别从上料工位3和定位工位2提取极片。

进一步地，在一实施例中，第一竖直驱动件33用于驱动第一提取件31和第二提取件32在竖直方向同步运动，以使得第一提取件31和第二提取件32能够分别从上料工位3和定位工位2同步提取极片，第一竖直驱动件33还用于在第一提取件31和第二提取件32分别到达定位工位2和叠片工位1时，驱动第一提取件31和第二提取件32同时放下工件至对应的工位。

再进一步地，在又一实施例中，第一竖直驱动件33包括两个子竖直驱动结构，两个子竖直驱动结构分别用于驱动第一提取件31和第二提取件32，以实现独立驱动第一提取件31和第二提取件32。其中，需要说明的是，两个子竖直驱动结构对于第一提取件31和第二提取件32的驱动节奏是跟随第一水平驱动件34在第一水平方向的驱动节奏进行设置。

第一水平驱动件34的移动端固设第一竖直驱动件33，第一水平驱动件34用于驱动第一竖直驱动件33及与第一竖直驱动件33连接的第一提取件31和第二提取件32沿第一水平方向同步移动，进而使得第一提取件31和第二提取件32分别移动至定位工位2和叠片工位1上方，第一提取件31和第二提取件32进一步在第一竖直驱动件33的驱动下将所提取的极片分别放置于定位工位2和叠片工位1，在第一提取件31和第二提取件32将极片分别放置于定位工位2和叠片工位1之后，第一水平驱动件34进一步用于驱动第一提取件31和第二提取件32同时返回上料工位3和定位工位2。其中，第一水平驱动件34可以为电缸、丝杆螺母模组、直线电机中的任意一种，第一竖直驱动件33可以为电缸、丝杆螺母模组、直线电机中的任意一种。

请继续参见图2，进一步地在一实施例中，第一提取件31包括多个能够同时吸附极片的真空吸盘311。第二提取件32为真空吸附板，真空吸附板用于吸附极片的端面设置为平面。其中，在当前实施例中，将第一提取件31设置为包括多个能够同时吸附极片的真空吸盘311，可以实现更为准确以及稳定地吸附极片，将第二提取件32设置为吸附极片的端面为平面的真空吸附板可以较好地避免造成在定位工位2处由定位组件20进行定位后的极片再次发生位置偏移。

优选地，设置第一提取件31包括4个或6个真空吸盘311，4个或6个真空吸盘311成矩形排列，以吸取极片的四个角或6个角。在其他实施例中，当第一提取件31包括奇数个真空吸盘311时，以可稳定吸附极片为基准设置真空吸盘311，如可按照真空吸盘311中心排列成三角形进行排布真空吸盘311。可以理解地，在其他实施例中，也可以将真空吸盘311排列为其他的形状，具体在此不一一列举。

再进一步地，当将叠片工位1和定位工位2的间距设置与定位工位2和取片工位3间的间距相等时，则会设置第一提取件31和第二提取件32间距等于叠片机中的叠片工位1和定位工位2的间距，也即等于定位工位2和取片工位3的间距，设置第一提取件31与第二提取件32间距等于叠片工位1和定位工位2的间距和定位工位2和取片工位3的间距，可以较好地实现在第一提取件31自取片工位3提取极片时，第二提取件32同时自定位工位2提取已经完成定位的极片，还可以在第一提取件31和第二提取件32分别移动至定位工位2和叠片工位1上方时，实现在第一提取件31和第二提取件32同时下降并分别放置极片至定位工位2和叠片工位1。

图1所对应的实施例中，提供一种极片上料模组可以实现由第一竖直驱动件驱动第一提取件和第二提取件在竖直方向同步移动，以分别从上料工位和定位工位上同步提取极片，再由第一水平驱动件驱动第一提取件和第二提取件沿第一水平方向同步移动至对应的定位工位和叠片工位上方，并由第一竖直驱动件同时驱动第一提取件和第二提取件将极片分别放置在定位工位和叠片工位，实现同时移动两个工位上的极片，提高了极片上料的效率，进而提高了叠片机整体的生产效率。

请继续参见图1，极片上料模组100还包括顶升组件40。顶升组件40设置于上料工位3处，用于将位于上料工位3的料盒内的极片顶升至预定高度。具体地，顶升组件40可以是将极片及承载极片的料盒同时顶升，也可是仅仅顶升极片。当前实施例中所提供的极片上料模组100中通过设置顶升组件40将料盒中的极片顶升至设定高度，可以实现只需要第一竖直驱动件33将第一提取件31驱动下降至该设定高度即可提取到极片，较好地提高了第一提取件31自上料工位3提取极片的效率。其中，顶升组件40可以为丝杆螺母模组。

对应的，由于第二提取件32和第一提取件31均是由第一竖直驱动件33进行驱动，故为匹配第二提取件32在竖直方向的移动行程，将定位工位2与第一提取件31或第二提取件32所相对的端面设置为设定高度。

进一步地，由于叠片工位1处上会承载电芯半成品，而由于随着所叠片的进程，电芯半成品的厚度会越来越厚，也可以理解为电芯半成品的高度越来越高，故为保证第二提取件32每次都是在设定高度放置极片，故本实用新型所提供的叠片机1000中的叠片工位1上的结构会随着电芯半成品厚度的改变而对应调整高度，具体地，可以通过调整承载电芯半成品结构的高度实现控制电芯半成品的最高处的高度保持在设定高度，进而实现保证第二提取件32每次都在设定高度放置极片至叠片组件10，具体可以参见下文的阐述。

进一步地，极片上料模组100包括料盒上料组件60、料盒下料组件70以及料盒横移组件50。其中，图1所示意的实施例中，料盒上料组件60设置在垂直于第一水平方向的第二水平方向、且料盒上料组件60的输出端与上料工位3连接，料盒上料组件60用于沿垂直于第一水平方向的第二水平方向将装载有极片的料盒上料至上料工位3。其中，第二水平方向为图1所示意的ef方向，其中，料盒上料组件60是沿ef所示意的方向将料盒上料至上料工位3处。其中，料盒上料/下料组件可以为皮带传送组件驱动、气缸推送组件驱动。

料盒横移组件50设置在上料工位3背向极片上料端c处，料盒横移组件50用于沿图1所示意的第一水平方向cd将取片组件30取完极片的料盒移动至料盒下料组件70，以沿第二水平方向gh进行料盒下料。故在其他实施例中，可将料盒下料组件70设置在上料工位3背向极片上料方向端或是直接设置在料盒横移组件50的输出端，以输送的空置料盒。其中，料盒横移组件50可以为皮带传送组件驱动、气缸推送组件驱动。

其中，在当前实施例中，顶升组件40设置于料盒横移组件50的移动端上，料盒承载于顶升组件40上，并在料盒横移组件50的驱动下沿第一水平方向cd做同步的往复移动，即当第一提取件31将料盒中的极片取完后，顶升组件40及其所承载的空置料盒均会在料盒横移组件50的驱动下沿c至d的方向移动，以将空置的料盒输送至料盒下料组件70。

在另一实施例中，在料盒进行下料时，顶升组件40与料盒的移动是独立的，即顶升组件40与料盒横移组件50相互独立，且料盒横移组件50与顶升组件40的非上料端c侧连接，料盒是直接承载于料盒横移组件50的移动端上，并在料盒横移组件50的驱动下在顶升组件40和料盒下料组件70之间进行移动，以向料盒下料组件70输送空置料盒。

请参见图3，图3为本实用新型一种叠片机一实施例中的结构示意图。在当前实施例中，叠片机1000包括叠片工位1、定位工位2、上料工位3、叠片组件10、极片上料模组100及隔膜放卷机构110。其中，叠片工位1、定位工位和上料工位3在第一水平方向上间隔设置。

其中，叠片工位1的两侧依次设置有一个定位工位2和上料工位3，即如图3所示意的，在第一水平方向上叠片工位1的两侧，按照远离叠片工位1的方向依次设置有定位工位2和上料工位3，对应的，定位工位2上设置有定位组件20，上料工位3上设置有取片组件30。

极片上料模组100设置于上料工位3和定位工位2处，用于将极片上料至叠片工位1，极片上料模组100为如图1至图2及其所对应的任意一个实施例所述的极片上料模组100，极片上料模组100的结构可以参见上文的阐述，在此不再详述。

叠片组件10设置于叠片工位1处，用于对经由极片上料模组100上料至叠片工位1的极片进行叠片以获得电芯。叠片组件10包括用于承载极片和隔膜的叠片平台11、在竖直方向驱动叠片平台11的第二竖直驱动件12以及将极片和隔膜压持于叠片平台11上的压持组件80。其中，第二竖直驱动件12可以为丝杆螺母模组。

其中，叠片工位1与定位工位2的间距和定位工位2与上料工位3的间距与对应的提取件匹配设置。进一步地，在一实施例中，叠片工位1与定位工位2的间距和定位工位2与上料工位3的间距相等。可以理解地，在其他实施例中也可以根据实际的需求设定叠片工位1与定位工位2之间的间距和定位工位2与上料工位3的间距。其中，第一水平方向为图3所示意的a至b或b至a的方向。

进一步地，请结合图3并同时参见图4至图5，其中，图4具体展示的是台面板7上所设的叠片机的结构示意图，图5具体展示的是叠片机1000中的隔膜放卷机构110的结构。叠片机1000进一步包括隔膜放卷机构110，隔膜放卷机构110设置于第一支撑板4上用于放卷隔膜。其中，第二竖直驱动件12用于驱动叠片平台11在竖直方向移动，以使得叠片平台11在第二竖直驱动件12的驱动下叠片平台11上所承载的最接近第二提取件32的隔膜的高度保持在设定高度。

隔膜放卷机构110设置于叠片工位1的上方，且包括用于夹紧隔膜1013的夹辊组件111以及在第一水平方向或其他水平方向驱动夹辊组件111水平移动的第二水平驱动件112，夹辊组件111在第二水平驱动件112的驱动下在j、k和m之间进行往复移动，进而在极片上放卷隔膜1013，以进行叠片形成电芯。

进一步地，在一实施例中，隔膜放卷机构110还包括传感组件(图未示)和纠偏组件(图未示)，传感组件用于检测隔膜1013相对于设定位置是否发生偏移，纠偏组件用于在传感组件检测到隔膜1013相对设定位置发生位置偏移时驱动夹棍组件111在设定的方向做往复运动以纠偏隔膜1013，其中，传感组件在放卷隔膜的方向上是由第二水平驱动件112间接联动，传感组件在纠偏方向上与夹棍组件111的运动则是相互独立的，其中放卷隔膜方向与纠偏方向为相互垂直的方向。

请参见图6，图6为本实用新型一种叠片机又一实施例的结构示意图。叠片机进一步包括极片压持组件80，极片压持组件80包括至少两组沿着第一水平方向相对设置的压爪组(未标识)，压爪组包括第三水平驱动件82、第三竖直驱动件83和两个沿垂直于第一水平方向的第二水平方向相对设置在隔膜两侧的压爪81a和81b。其中，第三水平驱动件82在第二水平方向驱动两个压爪81a和81b彼此靠近或远离，以使得在靠近状态下，两个压爪81a和81b在极片所处平面内的投影位于叠片平台11上所承载的极片内，进而在压爪81a和81b下降时压持于极片的表面。而在远离状态，两个压爪81a和81b在极片所处平面内的投影位于极片外，以实现不干扰叠片放卷隔膜的动作或电芯下料的动作，第三竖直驱动件83在竖直方向驱动两个压爪81a和81b，以使得处于靠近状态的两个压爪81a和81b将极片压持于叠片平台11上，同理对于压爪81c和81d是由同一第三水平驱动件85和第三竖直驱动件84进行驱动靠近或远离叠片平台11以压持于隔膜或远离隔膜。

请再次参见图4，叠片机1000进一步包括台面板7、第一支撑板4、第二支撑板5、第四竖直驱动件1020及电芯下料组件90，第四竖直驱动件1020可以为丝杆螺母模组或气缸。其中，料盒上料组件60和料盒下料组件70固设于台面板上，第一支撑板4垂直设置于台面板7上，第二支撑板5沿竖直方向滑动支撑于第一支撑板4上，隔膜放卷机构110设置于第一支撑板4上，取片组件(图4未示)、料盒横移组件50和电芯下料组件90设置于第二支撑板5上，第四竖直驱动件1020在竖直方向驱动第二支撑板5相对于第一支撑板4上下运动，进而使得所述电芯下料组件90和取片组件30与叠片平台11对接，电芯下料组件90与叠片平台11对接用以获取叠片所得的电芯，进而实现对电芯进行下料。其中，台面板7为承载整个叠片机1000的结构。

请同时参见图4、图7和图8，图7为本实用新型一种叠片机中电芯下料组件在一实施例中的结构示意图，图8为本实用新型一种叠片机叠片所得电芯的结构示意图。

叠片机1000进一步包括电芯下料组件90，电芯下料组件设置于第二支撑板5上，用于对叠片平台11上所形成的电芯进行下料。在叠片组件10完成叠片时，电芯下料组件90跟随第二支撑板5在竖直方向上移动以与叠片平台11对接，电芯下料组件90在第四水平驱动件93驱动靠近叠片平台11，进而实现夹取电芯进行电芯下料。

叠片机1000进一步包括第三支撑板6。第三支撑板6垂直固设于第二支撑板5上，电芯下料组件90设置于第三支撑板6上，电芯下料组件90包括第四水平驱动件93和夹爪91。第四竖直驱动件1020在竖直方向驱动第二支撑板5，以使得夹爪91在竖直方向上与叠片平台11对接，以获取叠片平台11上所承载的电芯，第四水平驱动件93在第一水平方向或其他水平方向驱动夹爪91靠近或远离叠片平台11，进而夹取电芯1010并进行电芯下料。其中，第四水平驱动件93可以为丝杆螺母组、电缸等，本实用新型所提供的叠片机1000中，会由正极片上料模组100向叠片工位1处输送正极片，由负极片上料模组200向叠片工位1输送负极片，由隔膜放卷机构110向叠片工位10放卷隔膜1013，在叠片工位1处由叠片组件10叠片得到电芯1010。其中，叠片所得的电芯1010如图7所示意，正极片1012和负极片1011交替叠放，且相邻的两个极片间会叠加隔膜1013。夹爪91是夹取电芯1010厚度方向。

进一步地，当一实施例中叠片机1000同时包括取片组件30和电芯下料组件90时，取片组件30设置在电芯下料组件90的竖直方向上的下方。

进一步地，本实用新型所提供的叠片机1000还包括切刀(图未示)，用于对所夹的电芯上的隔膜进行切断。

进一步地，请再次参见图4，在一实施例中，台面板7上可以设置多个叠片机。如图4所示意的，台面板上设置有2个叠片机1000和2000，形成双工位叠片装备。可以理解的，在其他实施例中，并不限定叠片机的数量，如可在台面板7上也可以设置4个、5个叠片机。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。