本发明属于电池生产设备领域,尤其涉及一种模切叠片一体机。
背景技术:
电芯是锂电池的重要组成部分,叠片式电芯是电芯的一种主要类型。生产叠片式电芯需要经过极片裁切、电芯叠置等生产工序,生产过程中,在利用模切机对极片进行裁切以后,还需要将裁切得到的极片转移至叠片机,然后再通过叠片机进行电芯的叠置工作。
目前,将极片转移至叠片机的工作主要是通过人工完成,导致电芯的生产效率较低。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术中,将极片转移至叠片机的工作主要是通过人工完成,导致电芯的生产效率较低的问题,提供一种模切叠片一体机。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种模切叠片一体机,包括机台、正极片裁切装置、正极片传送装置、负极片裁切装置、负极片传送装置以及叠片装置,正极片裁切装置、正极片传送装置、负极片裁切装置、负极片传送装置以及叠片装置均设置在所述机台上;所述正极片裁切装置用于对正极料带进行裁切,以得到正极片;所述正极片传送装置设置在所述正极片裁切装置的输出端,用于盛接经所述正极片裁切装置裁切得到的正极片,并用于将正极片移送至所述叠片装置处;所述负极片裁切装置用于对负极料带进行裁切,以得到负极片;所述负极片传送装置设置在所述负极片裁切装置的输出端,用于盛接经所述负极片裁切装置裁切得到的负极片,并用于将负极片移送至所述叠片装置处;所述正极片检测装置用于对所述正极片传送装置上的正极片的品质进行检测,并将正极片中的不良品移送至正极片不良品存放区;所述叠片装置用于将隔膜、所述正极片传送装置上的正极片以及所述负极片传送装置上的负极片叠置在一起以形成电芯。
本发明实施例提供的模切叠片一体机在裁切得到正极片和负极片后,可以通过相应的传送装置将正极片和负极片移送至叠片装置处,使得叠片装置可以将各极片与隔膜叠置成电芯,即通过该模切叠片一体机可以自动完成极片的裁剪、运输以及电芯的叠置生产工作,从而可以降低劳动强度,提高生产效率。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的模切叠片一体机的结构示意图;
图2是本发明一实施例提供的模切叠片一体机的正极片接料单元的结构示意图;
图3是本发明一实施例提供的模切叠片一体机的正极片接料单元中的取料模块的示意图;
图4是本发明一实施例提供的模切叠片一体机的放料组件和正极片裁切组件处的结构示意图;
图5是本发明一实施例提供的模切叠片一体机的放料组件的结构示意图;
图6是图1中a区域的放大视图;
图7是本发明一实施例提供的模切叠片一体机的叠片装置的结构示意图;
图8是本发明一实施例提供的模切叠片一体机的叠片装置中的移片组件的结构示意图;
图9是本发明一实施例提供的模切叠片一体机的叠片装置中的电芯固定单元的结构示意图;
图10是本发明一实施例提供的模切叠片一体机的叠片装置中的贴胶单元的结构示意图。
说明书中的附图标记如下:
100、模切叠片一体机;1、机台;2、正极片裁切装置;3、正极片传送装置;4、负极片裁切装置;5、叠片装置;11、叠片支撑平台;12、叠片支撑架;21、正极片料辊组件;21a、第一正极片料辊单元;21b、第二正极片料辊单元;21c、第一正极片接料单元;201、第一夹臂;202、第二夹臂;203、第一驱动件;204、第一连接臂;205、第三夹臂;206、第四夹臂;207、第二驱动件;208、第二连接臂;209、第三连接臂;211、安装板;212、安装轴;213、施力模块;214、切刀模块;215、取料模块;216、第一移动部;217、第二移动部;2171、第一气缸;2172、第二气缸;22、正极片纠偏组件;221、第一施力部;222、第二施力部;223、第一夹持部;224、第二夹持部;23、正极片放料组件;231、放料支架;232、主动辊;233、从动辊;234、放料驱动单元;235、从动辊驱动单元;236、压轮;237、压轮驱动单元;24、正极片裁切组;241、整形单元;242、裁切单元;243、固定板;244、支撑板;245、上切模机构;246、下切模机构;247、切模驱动模块;248、第一整形驱动部、249第二整形驱动部;25、张力控制组件;31、第一传送组件;32第二传送组件;33、第三传送组件;51、隔膜放卷组件;52、叠片组件;53、叠片组件;54a、正极片暂存组件;54b负极片暂存组件;55、正极片检测归位组件;56、电芯转移组件;57、贴胶组件;571、电芯固定单元;5711、固定支架;5712、固定安装架;5713、第一固定驱动模块;5714、第二固定驱动模块;5715、第三固定驱动模块;5716、第四固定驱动模块;5717、第一固定夹板;5718、第二固定夹板;572、贴胶单元;5721、贴胶支撑件;5722、第一贴胶驱动模块;5723、第二贴胶驱动模块;5724、第三贴胶驱动模块;5725、第四贴胶驱动模块;5726、胶带安装轴;5727、切刀模块;5728、机械夹模块;5729、贴胶板。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,在一实施例中,模切叠片一体机100包括机台1、正极片裁切装置2、正极片传送装置3、负极片裁切装置4、负极片传送装置以及叠片装置5,正极片裁切装置2、正极片传送装置3、负极片裁切装置4、负极片传送装置以及叠片装置5均设置在机台1上。正极片裁切装置2用于对正极料带进行裁切以得到正极片,正极片传送装置3设置在正极片裁切装置2的输出端,用于盛接经正极片裁切装置2裁切得到的正极片,并用于将正极片移送至叠片装置5处;负极片裁切装置4用于对负极料带进行裁切以得到负极片,负极片传送装置设置在负极片裁切装置4的输出端,用于盛接经负极片裁切装置4裁切得到的负极片,并用于将负极片移送至叠片装置5处;叠片装置5用于将隔膜、正极片传送装置3上的正极片以及负极片传送装置上的负极片叠置在一起形成电芯。通过本实施例提供的模切叠片一体机100可以在裁切得到正极片和负极片后,通过相应的传送装置将正极片和负极片移送至叠片装置处,使得叠片装置5可以将各极片与隔膜叠置成电芯,即通过该模切叠片一体机可以自动完成极片的裁剪、运输以及电芯的叠置生产工作,从而可以降低劳动强度,提高生产效率。
机台1
在一实施例中,机台1包括用于支撑正极片裁切装置2的正极片裁切支撑组件、用于支撑正极片传送装置3的正极片传送支撑组件、用于支撑负极片裁切装置4的负极片裁切支撑组件、用于支撑负极片传送装置的负极片传送支撑组件以及用于支撑叠片装置5的叠片支撑组件,各支撑组件可以是一体设置,或者各支撑组件中的一者或若干者也可以的独立于其他支撑组件设置。
正极片裁切装置2
如图1所示,在一实施例中,正极片裁切装置2包括正极片料辊组件21、正极片纠偏组件22、正极片放料组件23以及正极片裁切组件24;正极片料辊组件21、正极片纠偏组件22、正极片放料组件23以及正极片裁切组件24均设置在正极片裁切支撑组件上。正极片放料组件23用于对安装在正极片料辊组件21上的正极片料卷进行放料;正极片纠偏组件22位于正极片料辊组件21和正极片放料组件23之间,用于对正极片料带进行支撑和纠偏;正极片裁切组件24能够对正极片料辊组件21上的正极片料卷放料出的正极片料带进行裁切,以得到正极片。
正极片料辊组件21
如图1所示,在一实施例中,正极片料辊组件21包括第一正极片料辊单元21a、第二正极片料辊单元21b以及正极片接料单元21c,其中,第一正极片料辊单元21a、第二正极片料辊单元21b以及正极片接料单元21c均安装在正极片支撑组件上。生产过程中,第一正极片料辊单元21a和第二正极片料辊单元21b上均能安装正极片料卷,而且正极片放料组件23能够分别对安装在这两个料辊单元上的正极片料卷进行放料。正极片接料单元21c能够利用胶带将第一正极片料辊单元21a上的正极片料卷(定义为第一料卷)放料出的正极片料带与第二正极片料辊单元21b上的正极片料卷(定义为第二料卷)放料出的正极片料带连接在一起,使得正极片放料组件23在对第一料卷放完料以后,能够自动对第二料卷进行放料,从而可以节省时间提高生产效率。
实际使用时,可以先在两个料辊单元都安装正极片料卷,然后先利用正极片料卷组件对第一料卷进行放料,第二料卷作为备用料卷。当第一料卷放卷完毕时,正极片接料单元21c可以利用胶带将第一料卷的尾端和第二料卷的前端连接在一起。其中,在料带长度方向上,料带具有前端和尾端,料带卷绕成料卷后尾端位于料卷内部,前端位于料卷外部,放卷时,放卷组件对前端施力以带动整个料卷转动,进而实现对料卷进行放料。
如图2所示,在一实施例中,正极片接料单元21c包括安装板211、安装轴212、施力模块213、切刀模块214以及取料模块215;安装板211设置在正极片裁切支撑组件上,安装轴212、施力模块213、切刀模块214以及取料模块215均设置在安装板211上。施力模块213用于对安装在安装轴212上的胶带卷的前端施力,进而实现对胶带卷进行放料;施力模块213驱动胶带卷放料后,切刀模块214可以切断胶带以得到一胶带段(也就是一段胶带),取料模块215可以抓取胶带段,并能够利用抓取的胶带段将第一料卷的尾端和第二料卷的前端粘接在一起。
如图2所示,在一实施例中,施力模块213包括第一施力部221、第二施力部222、第一夹持部223以及第二夹持部224。第一施力部221和第二施力部222沿y轴方向间隔设置在安装板211上,在y轴方向上,第一施力部221比第二施力部222更靠近安装轴212;第一夹持部223设置在第一施力部221上,第二夹持部224设置在第二施力部222上,这样第一夹持部223和第二夹持部224也沿着y轴方向间隔设置。第一夹持部223和第二夹持部224均可以夹持胶带料卷的前端,第一施力部221可以驱动第一夹持部223沿x轴方向移动,第二施力部222可以驱动第二夹持部224沿y轴方向移动。
生产过程中,正极片接料单元21c可以按照如下的步骤进行工作:第一夹持部223可以先夹持胶带卷的前端,然后,第一施力部221驱动第一夹持部223沿y轴正方向移动,以靠近第二夹持部224,此时胶带卷的前端也会靠近第二夹持部224,此过程可以实现对胶带卷进行放料;然后,利用第二夹持部224夹持胶带卷的前端,此时第一夹持部223松开不对胶带施力;然后,第二驱动部可以驱动第二夹持部224沿y轴正方向移动,以远离第一夹持部223,进而带动胶带卷的前端继续沿y轴正方向移动,以增大胶带卷的放料长度,在第二夹持部224带动带动胶带卷的前端沿y轴正方向移动时,第一驱动部可以驱动第一夹持部223沿y轴负方向移动回到初始位置,当第一夹持部223退回到初始位置后,可以再次夹持胶带,此时取料模块215可以靠近放卷出的胶带,并抓取胶带,其中,取料模块215抓取胶带位于第一夹持部223和第二夹持部224之间的部分;然后,切刀模块214靠近第一夹持部223,以切断胶带;然后,第二夹持部224松开胶带;最后,取料模块215可以将抓取的这一段胶带移送至第一料卷的尾端和第二料卷的前端的结合处,并将这一段胶带贴附在第一料卷和第二料卷的结合处。可以理解的,在第二料卷放卷完毕以后也可以采用上述操作将第一料卷的前端与第二料卷的后端粘接在一起。
可以理解的,切刀模块214裁切胶带后,新形成的胶带卷的前端会有一部分露出第一夹持部223,以便下次靠近第二夹持部224时,方便第二夹持部224夹持胶带。
如图2所示,在一实施例中,第一夹持部223包括第一夹臂201、第二夹臂202以及第一驱动件203,其中第一夹臂201固定在第一施力部221上,第二夹臂202可转动地安装在第一施力部221上;第一驱动件203安装在第一施力部221上,并与第二夹臂202相接,第一驱动件203能够驱动第二夹臂202转动,以使第二夹臂202靠近第一夹臂201,进而使第一夹臂201和第二夹臂202可以夹持胶带。
在一实施例中,第一施力部221和第一驱动件203均为气缸,第一夹臂201和第一驱动件203可以通过连接板等安装在第一施力部221的活塞杆上;第二夹臂202可转动地安装在第一驱动件203的缸体上,以实现相对第一施力部221可转动;第二夹臂202和第一驱动件203的活塞杆也转动连接,其中,第二夹臂202相对第一驱动件203的转动方向与第二夹臂202相对第一施力部221的转动方向相同,并且这两个转动的旋转方向均与y轴方向平行。第二夹臂202安装在第一驱动件203的缸体上以后形成一杠杆结构,第一驱动件203的活塞杆驱动第二夹臂202的一端施力,便可以使第二夹臂202的另一端靠近或远离第一夹臂201。
具体的,如图2所示,第一夹持部223还包括第一连接臂204,第一连接臂204的一端固定在第一驱动件203的缸体上,第一连接臂204的另一端固定有第一转轴,第二夹臂202可转动的安装在第一转轴上。其中,在一实施例中,第二夹臂202包括本体以及设置在本体上的凸起,本体具有相背设置的第一端和第二端,凸起位于第一端和第二端之间,凸起上设有通孔,第一转轴从通孔内穿过以实现第二夹臂202与第一转轴的转动连接。另外,本体的第一端与第一驱动件203的活塞杆转动连接,本体的第二端用于与第一夹臂201配合以夹持胶带。实际产品中,第一夹臂201和本体均可以设置成板状结构。
如图2所示,在一实施例中,第二夹持部224包括第三夹臂205、第四夹臂206以及第二驱动件207,其中,第二驱动件207可以驱动第三夹臂205向第四夹臂206移动,使得第三夹臂205和第四夹臂206可以夹持胶带。
在一实施例中,第二驱动件207为气缸,第二驱动件207的缸体安装在第二驱动部上,第二夹持部224还包括第二连接臂208和第三连接臂209,第二连接臂208的第一端固定在第一驱动件203的缸体上,第二连接臂208的第二端与第三夹臂205相接。另外,第二连接臂208的第二端还与第三连接臂209中间部位转动连接,第三连接臂209的第一端与第一驱动件203的活塞杆转动连接,第三连接臂209的第二端与第四夹臂206连接。第三连接臂209与第二连接臂208之间形成杠杆结构,第二驱动件207的活塞杆动作时可以使第三连接臂209的第二端带动第四夹臂206靠近或远离第三夹臂205,进而使第三夹臂205和第四夹臂206可以夹持或松开胶带。在本实施例中,第三连接臂209相对第二连接臂208转动的方向与y轴方向平行。
如图2所示,在一实施例中,第三夹臂205和第四夹臂206均为圆柱结构,二者的轴线均与y轴方向平行。另外,在本实施例中,第三夹臂205与第二连接臂208的第二端转动连接,第四夹臂206与第三连接臂209的第二端转动连接。
在一实施例中,正极片接料单元21c还包括一接料平台,第一料卷放料时会覆盖在接料平台上,当第一料卷的尾端移动到接料平台上时,可以通过人工或机械手将第二料卷的前端拉到接料平台上,然后正极片接料单元21c便可以进行如上的工作,以将第一料卷的尾端和第二料卷的前端连接在一起。
另外,如图2和图3所示,在一实施例中,取料模块215包括第一移动部216、第二移动部217以及真空吸附件218,其中,第一移动部216安装在安装板上,第二移动部217安装在第一移动部216上,真空吸附件218安装在第二移动部217上。第一移动部216能够驱动第二移动部217和真空吸附件218沿x轴同步移动,第二移动部217能够驱动真空吸附件218沿z轴方向移动,真空吸附件218与负压装置相接。
初始时,第一移动部216、第二移动部217以及真空吸附件218均位于第二夹持部224和第一夹持部223的上方。接料时,第二移动部217先驱动真空吸附件218沿z轴负方向移动(即向下移动)以靠近第二夹持部224,使得真空吸附件218与第一夹持部223和第二夹持部224之间的料带抵触;然后负压装置工作,使真空吸附件218上的真空吸孔可以吸附胶带;胶带剪切完毕后,第二移动部217驱动真空吸附件218沿z轴正方向移动以远离第二夹持部224;然后第一移动部216驱动真空吸附件218沿x轴正方向移动,以靠近第一料卷的尾端和第二料卷的前端的结合处;随后第二移动部217驱动真空吸附件218沿z轴负方向移动以靠近第一料卷的尾端和第二料卷的前端的结合处,并最终抵触在第一料卷的尾端和第二料卷的前端的结合处,以使胶带分别与第一料卷的尾端和第二料卷的前端粘接;此时负压装置停止工作,第二移动部217驱动真空吸附件218沿z轴正反向移动至初始高度,然后第一移动部216驱动真空吸附件218沿x轴负方向移动至初始位置,这样取料模块便完成一个料带的粘接操作。
如图3所示,在一实施例中,第二移动部217包括两个气缸,定义这两个分别为第一气缸2171和第二气缸2172,其中,第一气缸2171的缸体固定在第一移动部216上,第二移动部217的缸体固定在第一气缸2171的活塞杆上,真空吸附件218固定在第二气缸2172的活塞杆上。以用气缸可以使第二移动部217的生产设计更加简单,采用两个气缸可以增大第二移动部217的工作行程。另外,第一移动部216也采用气缸(定义为第三气缸),第三气缸的缸体固定在安装板上,第一气缸2171的缸体固定在第三气缸的活塞杆上。
在一实施例中,第一料辊单元包括第一料辊以及第一料辊驱动模块,其中第一料辊驱动模块设置在机台1上,第一料辊设置在第一料辊驱动模块上,正极片料卷安装在第一料辊上,第一料辊驱动模块用于驱动第一料辊转动,进而带动正极片料辊转动,以实现正极片料辊的放料。此时第一料辊驱动模块相当于是一辅助驱动模块,使得正极片放料组件23的放料更加方便。第一料辊驱动模块为电机驱动模块,电机驱动模块包括电机、减速机等零部件,其连接方式可以是常规连接方式,本实施例在此不做过多说明。
在一实施例中,第二料辊单元可以采用与第一料辊单元相同的设置方式,以便对正极片料卷进行辅助放料,本实施例在此不做过多说明。
正极片纠偏组件22
如图1所示,在一实施例中,正极片放料组件23在x轴方向上对安装在正极片料辊上的正极片料卷进行放料,即正极片放料组件23和正极片料辊组件21在x轴方向上排布,其中,由正极片放料组件23至正极片料辊组件21的方向为x轴正方向。正极片纠偏组件22包括纠偏辊和纠偏驱动单元,其中,纠偏驱动单元设置在正极片裁切支撑组件上,纠偏辊可转动地设置在纠偏驱动单元上,正极片放料组件23在对安装在正极片料辊上的正极片料卷进行放料时,纠偏辊可以支撑正极片料带。同时,纠偏驱动单元还能够驱动纠偏辊沿y轴方向移动,进而可以对正极片料带施加y轴方向的力,这样便可以在正极片料带沿y轴方向窜动时对其进行纠偏。纠偏方式为:当正极片料带向y轴正方向窜动时,纠偏驱动单元驱动纠偏辊沿y轴负方向移动,以使正极片料带回到合适的位置;当正极片料带向y轴负方向窜动时,纠偏驱动单元驱动纠偏辊沿y轴正方向移动,以使正极片料带回到合适的位置。
在一实施例中,纠偏驱动单元为电机驱动单元,该电机驱动单元包括电机以及与电机相接的丝杆机构,其中,电机固定在正极片裁切支撑组件上,电机的主轴与丝杆机构的丝杆相接,纠偏辊安装在丝杆机构的螺母上,丝杆的轴线与y轴平行,电机驱动丝杆转动时,便可以带动纠偏辊沿y轴方向移动。
正极片放料组件23
如图4所示,在一实施例中,正极片放料组件23包括放料支架231,主动辊232、从动辊233以及放料驱动单元234,其中,放料支架231安装在机台1上,主动辊232、从动辊233以及放料驱动单元234均安装在放料支架231上;主动辊232和从动辊233沿着z轴方向间隔排布,且主动辊232的轴线以及从动辊233的轴线均与y轴方向平行;放料驱动单元234与主动辊232相接,用于驱动主动辊232转动,进而带动位于主动辊232和从动辊233之间的正极片料带沿x轴方向移动。在一实施例中,主动辊232驱动单元为电机驱动单元,电机驱动单元可以包括电机、减速机等零部件,其结构设计与现有设计类似本实施例在此不做过多说明。
如图4所示,在一实施例中,正极片放料组件23还包括从动辊驱动单元235,从动辊驱动单元235设置在放料支架231上,从动辊233安装在从动辊驱动单元235上,通过从动辊驱动单元235可以驱动从动辊233沿z轴方向移动,使得从动辊233可以靠近或远离主动辊232,进而调整二者之间的间距,使得二者既能夹持正极片放料组件23以驱动其沿x轴方向移动,又能避免二者夹坏正极片料带。
在一实施例中,从动辊驱动单元235为气缸驱动单元,即气缸驱动单元中气缸的缸体固定在放料支架231上,气缸驱动单元中气缸的活塞杆与从动辊233相接,通过对气缸内气压的合适设置可以使该气缸具有弹簧的特性,进而使从动辊233对正极片料带施加合适的压力。
如图4所示,在一实施例中,正极片放料组件23还包括压轮236,压轮236安装在放料支架231上,并位于主动辊232远离整形单元的一侧,通过压轮236可以轻压从主动辊232和从动辊233之间传出的正极片料带,避免正极片料带翘起,有利于裁切单元对正极片料卷进行裁切。另外,正极片放料组件23还包括压轮驱动单元237,压轮驱动单元237安装在放料支架231上,压轮236安装在压轮驱动单元237上,压轮驱动单元237可以伸出以对压轮236施力,进而将压轮236抵触在正极片料带上。在一实施例中,压轮驱动单元237为气缸驱动单元,其动作原理与上述从动辊驱动单元235类似,本实施例在此不再重复说明。
正极片裁切组件24
如图5所示,在一实施例中,正极片裁切组件24包括整形单元241和裁切单元242,整形单元241和裁切单元242均设置在正极片裁切支撑组件上,整形单元241位于正极片料辊组件21和正极片放料组件23之间,正极片放料组件23位于整形单元241和裁切单元242之间,即从正极片料辊组件21上放料出的正极片料带先经过整形单元241,再经过正极片放料组件23,然后才传送到裁切单元242。
在一实施例中,整形单元241用于对正极片料带进行裁切,以在正极片料带上形成由多个正极片依次连接而成的正极片组,然后正极片放料组件23会继续驱动正极片料带向裁切单元242移动。裁切单元242用于对正极片组进行裁切,使各正极片分离开,只是经过整形单元241整形裁切后,各正极片并未分离,而裁切单元242的工作则是将各正极片分离开。
如图5所示,在一实施例中,整形单元241包括固定板243、支撑板244、上切模机构245、下切模机构246以及切模驱动模块247,其中,固定板243安装在正极片裁切支撑组件上;支撑板244和下切模机构246均安装在固定板243上,二者位于固定板243远离机台1的一侧,且二者间隔设置;切模驱动模块247安装在支撑板244上,上切模机构245安装在切模驱动模块247上,并位于下切模机构246的上方。切模驱动模块247用于驱动上切模机构245沿z轴方向移动,以靠近或远离下切模机构246,其中,上切模机构245靠近下切模机构246时,可以与下切模机构246配合以裁切位于二者之间的正极片料带,以在正极片料带上形成由多个正极片依次连接而成的正极片组。
如图5所示,在一实施例中,整形单元241还包括第一整形驱动部248和第二整形驱动部249,第一整形驱动部248设置在正极片裁切支撑组件上,第二整形驱动部249设置在第一整形驱动部248上,固定板243固定在第二整形驱动部249上,支撑板244、上切模机构245、下切模机构246以及切模驱动模块247均设置在固定板243远离第二整形驱动部249的一侧。其中,第一整形驱动部248用于驱动第二整形驱动部249、固定板243、支撑板244、上切模机构245、下切模机构246以及切模驱动模块247沿着x轴方向同步移动,第二整形驱动部249用于带动固定板243、支撑板244、上切模机构245、下切模机构246以及切模驱动模块247沿着y轴方向同步移动。
在实际生产时,通过调节第一整形驱动部248可以调整上切模机构245和正极片放料组件23之间的位置关系。通过调节第二整形驱动部249可以调整上切模机构245和下切模机构246在y轴方向上的位置,从而可以调整正极片料带与上切模机构245之间的相对位置,使得正极片料带从上切模机构245和下切模机构246之间的合适位置穿过。
在一实施例中,第一整形驱动部248为手动驱动部,包括转轮、丝杆机构,其中,丝杆机构的丝杆通过轴承、轴承座等零部件可转动地安装在第一整形驱动部248上,固定板243安装在丝杆机构的螺母上,转轮与丝杆相接,手动转动转轮使便可以使丝杆转动,进而使螺母带动固定板243、支撑板244、上切模机构245、下切模机构246以及切模驱动模块247等沿x轴方向移动。第二整形驱动部249为电机驱动部,电机驱动部可以包括电机、减速机等零部件,其结构设计与上述的电机驱动单元相同,本实施例在此不做重复说明。
在一实施例中,切刀模块242包括切刀支架、上切刀机构、下切刀机构以及切刀驱动部。切刀支架安装在机台1上,上切刀机构、下切刀机构以及切刀驱动部均安装在切刀支架上;上切刀机构和下切刀机构沿着z轴方向间隔排布;切刀驱动部与上切刀机构相接,用于驱动上切刀机构沿z轴方向移动,以靠近或远离下切刀机构。其中上切刀机构沿z轴负方向移动时可以靠近下切刀机构进而对从二者之间通过的正极片料带进行裁切。另外,在一实施例中,切刀驱动部为电机驱动部,电机驱动部与上述的电机驱动单元可以采用相同的结构设置,本实施例在此不做重复说明。
张力控制组件25
如图1所示,在一实施例中,正极片裁切装置2还包括张力控制组件25,通过张力控制组件25可以时正极片料带张紧。在一实施例中,张力控制组件25设置在正极片料辊组件21和正极片纠偏组件22之间。
在一实施例中,张力控制组件25包括第一张力辊、第二张力辊、摆动辊以及张力驱动单元。其中,第一张力辊和第二张力辊沿y轴间隔设置在机台1上第一张力辊位于第二张力辊的上方;张力驱动单元安装机台1上,摆动辊通过连接杆安装张力驱动单元上,其中摆动辊安装在连接杆的一端,张力驱动单元连接在连接杆的另一端,张力驱动单元转动时可以使摆动辊摆动,张力驱动单元的转动方向与摆动辊的轴线垂直,第一张力辊、第二张力辊以及摆动辊三者的轴线平行。
使用时,正极片料带依次绕过第一张力辊、摆动辊以及第二张力辊,其中,第一张力辊和第二张力辊均可以沿着x轴正方向对正极片料带施力,摆动辊位于第一张力辊和第二张力辊之间,并可以沿着x轴负方向对正极片料带施力,这样通过张力驱动单元驱动摆动辊摆动时,便可以使正极片料带张紧,即通过对摆动辊摆动角度的调整,便可以实现对正极片料带的张力的调整。
可以理解的,在其他实施例中,为了实现对正极片料带的张力的调节,也可以采用其他设置方式,比如,第一张力辊和第二张力辊也可以是沿着x轴方向间隔设置,此时,第一张力辊和第二张力辊均可以沿着z轴正方向对正极片料带施力,摆动辊位于第一张力辊和第二张力辊之间,并可以沿着z轴负方向对正极片料带施力。
在一实施例中,正极片裁切装置2还包括辅助动力组件,辅助动力组件设置在正极片放料组件23和正极片料辊组件21之间,用于对正极片料带施力,使正极片料带沿x轴负方向移动。其中,辅助动力组件包括辅助支架、第一辅助辊、第二辅助辊以及辅助驱动单元,辅助支架安装在机台1上,第一辅助辊、第二辅助辊以及辅助驱动单元均安装在辅助支架上,第一辅助辊和第二辅助辊沿着z轴方向间隔设置,辅助驱动单元与第一辅助辊相接,以驱动第一辅助辊转动,进而对从第一辅助辊和第二辅助辊之间通过的正极片料带施加x轴负方向的力。
负极片裁切装置4
负极片裁切装置4与正极片裁切装置2采用相同的设置,本实施例在此不做重复说明。
正极片传送装置3和正极片检测装置6
如图1所示,在一实施例中,模切叠片一体机100还包括正极片检测装置6和负极片检测装置;正极片检测装置6用于对正极片传送装置3上的正极片的品质进行检测,并将正极片中检测认定为不良品的正极片移送至正极片不良品存放区,以免正极片中的不良品被叠置在电芯内;负极片检测装置用于对负极片传送装置上的负极片的品质进行检测,并将负极片中检测认定为不良品的负极片移送至负极片不良品存放区,以免负极片中的不良品被叠置在电芯内。
如图7所示,在一实施例中,正极片检测装置6包括尺寸检测组件61、正面外观检测组件62以及背面外观检测组件63,尺寸检测组件61、正面外观检测组件62以及背面外观检测组件63均设置在机台1上。
正极片传送装置3包括第一传送组件31、第二传送组件32以及第三传送组件33,第二传送组件32位于第一传送组件31的输出端,用于盛接从第一传送组件31传送出的正极片,第三传送组件33位于第二传送组件32的输出端,用于盛接从第二传送组件32传送出的正极片。
尺寸检测组件61位于第一传送组件31的上方,用于拍摄位于第一传送组件31上的正极片,使得处理单元能够对正极片的尺寸进行判断,其中处理单元可以是模切叠片一体机100中一个安装在机台1上处理器,也可以是与模切叠片一体机100远程通信连接的后台服务器。背面外观检测组件63位于第二传送组件32的下方,用于拍摄正极片的背面,使得处理单元能够对正极片的正面品质进行判断;正面外观检测组件62位于第三传送组件33的上方,用于拍摄正极片的正面,使得处理单元对正极片的正面品质进行判断。
实际生产过程中,位于第一传送组件31上的电极片位于第一传送组件31上的上方,正极极片的正面与第一传送组件31接触;位于第二传送组件32上的电极片位于第二传送组件32上的下方,正极极片的背面与第二传送组件32接触;位于第三传送组件33上的电极片位于第三传送组件33上的上方,正极片的正面与所述第三传送组件33接触。
其中,第二传送组件32上设有真空吸附单元,以吸附正极片的背面,避免正极片从第二传送组件32上掉落。具体的,在一实施例中,第二传送组件32包括传送带机构,传送带的皮带上设有真空吸口,同时皮带还与负压装置相接,使得第二传送组件32的皮带可以吸附正极极片。另外,在一些实施例中,第一传送组件31第三传送组件33也为传送带结构,第一传送组件31和第三传送组件33二者用于支撑放置正极片的表面平齐(即定义这两个表面为第一表面和第二表面,第一表面和第二表面平齐是指二者相对地面的高度相同),第二传送组件32位于用于吸附正极片的表面(定义为第三表面)的进料端位于第一表面的上方,出料端位于第二表面的上方。
在一实施例中,尺寸检测组件61包括第一驱动单元、压板、光源(定义为第一光源611)以及相机(第一相机612),第一驱动单元、第一光源611以及第一相机612均安装在机台1上,压板安装在第一驱动单元上;第一驱动单元用于驱动压板沿z轴方向移动,以抵触在放置于正极片传送装置3上的正极片;压板为透明板,使得第一光源611发出的光线能够投射至位于压板和正极片传送装置3之间(即位于压板和第一传送组件31之间)的正极片上;第一相机612用于拍摄位于压板和第一传组件之间的正极片。
在本实施例中,通过压板的抵触试压可以避免正极片翘起,使得对正极片尺寸的检测更加精准,同时通过第一光源611的设置可以使第一相机612具有更好的成像效果,进而提高对正极片尺寸检测的精准度。
如图7所示,在一实施例中,背面外观检测组件63包括第二光源631以及第二相机632,第二光源631用于向第二传送组件32上的正极片投射光线,以提高第二相机632的拍摄效果,进而提高对正极片背面外观检测的精准度。
如图7所示,在一实施例中,正面外观检测组件62包括第三光源621以及第三相机622,第三光源621用于向第三传送组件33上的正极片投射光线,以提高第三相机622的拍摄效果,进而提高对正极片正面外观检测的精准度。在一实施例中,上述各相机均可以采用ccd相机。
如图7所示,在一实施例中,正极片检测装置6还包括第一除尘组件64,第一除尘组件64设置在尺寸检测组件61和裁切单元242之间,第一除尘组件64与第一传送组件31相对,并设置在第一传送组件31的上方,第一除尘组件用于除去放置在第一传送组件31上的正极片上的灰尘等杂物。其中,第一除尘组件64可以是真空吸附组件,以便通过真空吸附的方式除去正极片上的灰尘等杂物。
如图7所示,在一实施例中,正极片检测装置6还包括第二除尘组件65,第二除尘组件65设置在尺寸检测组件61和背面外观检测组件63之间,第二除尘组件65与第二传送组件32相对,并设置在第二传送组件32的下方,第二除尘组件65用于除去放置在第二传送组件32上的正极片上的灰尘等杂物。其中,第二除尘组件65可以是真空吸附组件,以便通过真空吸附的方式除去正极片上的灰尘等杂物。
如图7所示,在一实施例中,正极片检测装置6还包括第三除尘组件66,第三除尘组件66设置在背面外观检测组件63和正面外观检测组件62之间,第三除尘组件66与第三传送组件33相对,并设置在第三传送组件33的上方,第三除尘组件66用于除去放置在第三传送组件33上的正极片上的灰尘等杂物。其中,第三除尘组件66可以是真空吸附组件,以便通过真空吸附的方式除去正极片上的灰尘等杂物。
如图7所示,在一实施例中,正极片检测装置6还包括机械手组件67,机械手组件67设置在正面外观检测组件62和叠片装置5之间,机械手组件67用于将传送装置上的正极片中的不良品移送至不良品放置区,机械手组件67用于将传送装置上的正极片中的良品移送至叠片装置5上。另外,实际生产时,不良品存放区可以是一放置在机台1上的料盘。
在一实施例中,机械手组件67包括取放单元和抓取单元,其中取放单元设置在正极片裁切支撑组件上,抓取单元设置在取放单元上。取放单元用于驱动抓取单元沿z轴方向移动,以便使抓取单元靠近传送装置的第三传送组件33,使得抓取单元可以抓取第三组件上的正极片。在一实施例中,取放单元为气缸驱动单元,抓取单元为真空吸附单元。
在一实施例中,机械手组件67还包括转动单元,转动单元设置在正极片裁切支撑组件上,取放单元设置在转动单元上,其中取放单元的个数与抓取单元的个数均大于或等于两个,取放单元和抓取单元一一对应,每一个取放单元上设置一个抓取单元,一个取放单元和设置在其上的抓取单元可以看作是一抓取模组,各抓取模组环绕转动单元设置。转动单元可以是电机驱动单元,用于驱动抓取模组转动,使得每一个抓取模组都可以抓取第三传送组件33上的正极片。另外,在实际产品中,各抓取模组绕着转动单元的转动轴线均匀排布。
可以理解的,在上述实施例中,机械手组件67将良品的正极片从传送装置上移送至叠片装置上,其取代了传送装置的一部分功能,此时机械手组件67也可以看作是传送装置的一部分。在其他实施例中,机械手组件的功能也可以只是将正极片中的不良品从传送装置上取走,而正极片中的良品则还是通过传送装置(比如第三传送组件)直接运送至叠片装置处。
负极片检测装置
负极片检测装置与正极片检测装置采用相同的设置方式,本实施例在此不做重复说明。
叠片装置5
如图6所示,在一实施例中,叠片装置5包括隔膜放卷组件51、叠片组件52以及移片组件53,移片组件53用于将正极片和负极片沿z轴方向依次交替地叠置在叠片组件52上;隔膜放卷组件51用于向叠片组件52上放料,使隔膜叠置在叠片组件52上;移片组件53和隔膜放卷组件51可以交替工作,以使放置在叠片组件52上的正极片的两侧以及负极片两侧均被隔膜覆盖。
如图6所示,叠片支撑组件包括叠片支撑平台11和叠片支撑架12,其中,叠片组件52和叠片支撑件均安装在叠片支撑平台11上,二者间隔设置;隔膜放卷组件51以及移片组件53均安装在叠片支撑架12上,使得二者与叠片支撑平台11相隔一定距离。
隔膜放卷组件51
在一实施例中,隔膜放卷组件51包括隔膜放料单元和放料动力单元,放料动力单元设置在叠片支撑架12上,隔膜放料单元设置放料动力单元上,放料动力单元用于驱动隔膜放料单元沿着y轴方向往复移动,以便使隔膜放料单元放料出的隔膜沿z字形叠放在叠片组件52上。其中,隔膜放料单元每一次沿y轴正方向移动到最大行程后和每一次沿y轴负方向移动到最大行程后,移片组件53均按照正极片和负极片依次交替的方式将一极片放置在隔膜上。这样叠置形成的电芯中,相邻两个极片分别为正极片和负极片,相邻两个极片之间通过隔膜隔开,另外,在z轴方向上(也即电芯各极片的叠置方向上)任何一个极片的两侧均被隔膜覆盖。
在一实施例中,隔膜放料单元具有第一隔膜安装轴和第二隔膜安装轴,这两个安装轴上可以分别安装一隔膜料卷,这样当其中一个安装轴上的隔膜料卷放卷完毕后可以对另一安装轴上的隔膜料卷进行放料,从而可以提高生产效率。
在一实施例中,隔膜放卷组件51还包括隔膜接带单元,隔膜接带单元设置在叠片支撑架12上,用于将两个安装轴上的隔膜料带连接在一起,使得其中一个隔膜料卷放卷完毕后,可以在不停机的情况下对另一安装轴上的隔膜料卷进行放料。
在一实施例中,隔膜接带单元包括第一隔膜压带模块、第二隔膜压带模块、第一隔膜切刀模块、第二隔膜切刀模块以及第三隔膜切刀模块。第一隔膜压带模块可以对隔膜料带施力,以及隔膜料带抵压在第二隔膜压带模块上;第一隔膜切刀模块、第二隔膜切刀模块以及第三隔膜切刀模块均可以对隔膜料带进行裁切,其中,第一隔膜切刀模块位于第二隔膜压带模块和第二隔膜安装轴之间,第二隔膜切刀模块以及第三隔膜切刀模块均位于第二隔膜压带模块远离第一隔膜切到模块的一侧。
在一实施例轴,第一隔膜安装轴和第二隔膜安装轴沿着z轴方向间隔设置,且第一隔膜安装轴位于第二隔膜安装轴的上方;第一隔膜压带模块和第二隔膜压带模块沿着z轴方向设置,且第一隔膜压带模块位于第二隔膜压带模块的上方;第二隔膜切刀模块和第三隔膜切刀模块沿着z轴方向间隔设置,且第二隔膜切刀模块位于第三隔膜切刀模块的上方;两个安装轴所在区域(第一为第一区域)和两个压带模块所在区域(定义为第二区域)沿着y轴方向间隔排布,第一隔膜切刀模块所在区域(定义为第三区域)位于第一区域和第二区域之间;第二隔膜切刀模块以及第三隔膜切刀模块所在区域(定义为第四区域)位于第二区域远离第三区域的一侧。
假定第一隔膜安装轴上的隔膜料卷为第一料卷,第二隔膜安装轴上的隔膜料卷为第二料卷,生产过程中,第一料卷和第二料卷放料出的隔膜料带均从两个压膜模块之间通过,假设先对第一料卷进行放料,则第一料卷放料完毕时,操作者可以将第二料卷的前端拉倒两个压膜模块之间,此时,第二料卷的隔膜料带位于第一料卷的隔膜料带的下方,同时可以手动在第二料卷的隔膜带上贴上双面胶;然后,控制第一隔膜压膜模块动作将第一料卷放卷的隔膜料带和第二料卷放料出的隔膜料带压在第二隔膜压膜模块上,这时两个料卷的料带便可以通过双面胶粘接在一起;然后,第一隔膜切刀模块可以将第一料卷的料带位于第一区域和第二区域之间的部分切断,第三隔膜切刀模块将第二料卷的隔膜料带位于第二区域和第四区域的部分切断。设置第一隔膜切刀模块的原因主要是因为:实际生产时,隔膜料带绕设在一料盘上形成料卷,料盘安装在第一隔膜安装轴或第二隔膜安装轴上,当料卷放料完成时,料带的尾端还是通过料盘固定在相应的安装轴上,所以接带时需要将隔膜料带位于第一区域和第二区域之间的部分切断,以便取走料盘重新在该安装轴上安装料卷。
当第二料卷放卷完毕时,操作者将第一料卷的前端拉到两个压膜模块之间,当两个料卷的隔膜料带被挤压连接在一起后,第一隔膜切刀模块切断第二料卷放料出的料带位于第一区域和第二区域之间的部分,第二隔膜切刀模块将第二料卷的隔膜料带位于第二区域和第四区域的部分切断。
叠片组件52
在一实施例中,叠片组件52包括安装底板、叠片台、第一升降单元、第二升降单元、第一压板以及第二压板,安装底板设置在叠片支撑平台11上,叠片台、第一升降单元以及第二升降单元均设置在安装底板上,第一压板设置在第一升降单元上,第二压板设置第二升降单元上。叠片台用于承载极片和隔膜;第一升降单元用于驱动第一压板元沿z轴方向移动,以靠近或远离叠片台,使得第一压板能够压紧放置在叠片台上的极片和隔膜;第二升降单元用于驱动第二压板沿z轴方向移动,以靠近或远离叠片台,使得第二压板能够压紧放置在叠片台上的极片和隔膜,其中,第一压板和第二压板在x轴方向上间隔设置,并分别位于叠片台的两侧。
在一实施例中,叠片组件52还包括纵向驱动单元,纵向驱动单元设置在安装底板上,第一升降单元和第二升降单元均设置在纵向驱动单元上,纵向驱动单元能够驱动第一升降单元和第二升降单元沿x轴方向相对或向背移动。其中,第一升降单元和第二升降单元向背移动时,第一压板和第二压板远离叠片台,此时可以避免对向叠片台上放置极片或者向叠片台上放料隔膜等操作产生干涉;第一升降单元和第二升降单元向对移动时,第一压板和第二压板会移动到叠片台的上方,当第一升降单元和第二升降单元动作时,第一压板和第二压板可以压在叠片平台上。
在一实施例中,纵向驱动单元包括电机、丝杆、轴承、轴承座、以及两个螺母(定义为第一螺母和第二螺母),其中,轴承座固定在安装底板上,丝杆的两端分别安装有一个轴承,然后通过轴承与轴承座的配合实现丝杆在固定底座上的安装。电机与丝杆的一端相接,用于驱动丝杆转动。丝杆的轴线与x轴方向平行,在丝杆的轴向上,丝杆具有第一段螺纹段和第二段螺纹段,这两个螺纹段的螺纹螺旋方向相反。第一螺母与第一螺纹段配合,第二螺母与第二螺纹段配合,第一升降单元设置在第一螺母上,第二升降单元设置在第二螺母上。电机正转时,两个螺母可以相对运动以相互靠近,进而带动第一压板和第二压板相互靠近;电机反转时,两个螺母可以相背运动以相互远离,进而带动第一压板和第二压板相互远离。
在实际产品中,第一升降单元、第二升降单元、第一压板、第二压板以及纵向驱动单元组成一个压紧模组,在一实施例中压紧模组的设置有两个,两个压紧模组沿y轴方向间隔设置,即此时叠片组件52中具有两个第一压板、两个第二压板,这四个压板可以组成一个矩形压紧固定空间。
生产时,可以先在叠片台上放料一层隔膜(第一层隔膜,此时假定放料单元位于y轴负方向的最大行程处),然后利用移片组件53将一极片放置在第一层隔膜上(该极片为第一层极片);随后利用四个压板将第一层极片的两端压紧固定在叠片台上,此时第一层隔膜也被压紧固定在叠片台上,然后放料动力单元驱动放料单元沿y轴正方向移动,由于位于固定空间内的隔膜不会移动,所以放料单元沿y轴正方向移动时,会使隔膜覆盖在四个压板上,此时便形成第二层隔膜;随后,第一压板和第二压板做向背移动以远离叠片台,然后用移片组件53将另一极片放置在第二层隔膜上,形成第二层极片;随后,再驱动第一压板和第二压板上升至合适位置,再驱动第一压板和第二压板相对移动,使得四个压板重新移动到叠片台的上方,随后再次驱动四个压板向下移动,以将第二层极片、第二层隔膜、第一层极片、第一层隔膜压紧在叠片台上;然后,放料动力单元驱动放料单元沿y轴负方向移动,以便在叠片台上形成第三层隔膜,然后重复上述各步骤,直至极片和隔膜的层数达到要求后,通过相应的切刀切断隔膜以得到电芯,其中,此时的电芯可以称之为初级电芯。
在一实施例中,叠片组件52还包括竖直驱动单元,竖直驱动单元设置安装底板上,叠片台设置在竖直驱动单元上,竖直驱动单元用于驱动叠片台沿z轴方向移动。在叠片过程中,叠片台上的极片和隔膜的总厚度逐渐增大,这可能会影响第一压板和第二压板的正常工作,所以在叠片台上叠片一段时间后,竖直驱动单元会驱动叠片台沿z轴负方向移动,以增大叠片台与第一压板(和第二压板)之间的间距。
在一实施例中,叠片组件52还包括横向驱动单元,横向驱动单元设置在叠片支撑平台11上,安装底板设置在横向驱动单元上,横向驱动单元用于驱动纵向驱动单元、竖直驱动单元、第一升降单元、第二升降单元、叠片台、第一压板以及第二压板沿y轴方向移动,进而调整叠片组件52在y轴方向上相对机台1和隔膜放卷组件51之间的位置关系,使得隔膜放卷组件51能够将隔膜放卷叠放在叠片台上的合适位置。
移片组件53
移片组件53包括第一移片驱动单元531、第二移片驱动单元532以及第一吸片单元533,其中,第一移片驱动单元531设置在叠片支撑架12上,第二移片驱动单元532设置在第一移片驱动单元531上,第一吸片单元533设置在第二移片驱动单元532上;第一移片驱动单元531用于驱动第二移片驱动单元532和第一吸片单元533沿y轴方向移动,第二移片驱动单元532用于驱动第一吸片单元533沿z轴方向移动,第一吸片单元533与负压装置相接以抓取极片。
叠片装置5具有正极片暂存组件54a,机械手组件可以将良品的正极片放置在正极片暂存组件54a上。第一移片驱动单元531可以驱动第一吸片单元533沿y轴负方向移动至正极片暂存组件54a的上方,然后第二移片驱动单元532驱动第一吸片单元533沿z轴负方向移动使得第一吸片单元533可以抵触在放置于正极片暂存组件54a上的正极片,然后负压装置工作,使第一吸片单元533抓取正极极片。随后第二移片驱动单元532驱动第一吸片单元533上升至合适位置,然后第一移片驱动单元531驱动第一吸片单元533沿y轴正方向移动至叠片台上方,然后,再通过第二移片驱动单元532驱动第一吸片单元533沿z轴负方向移动至合适位置;然后,负压装置停止工作,使得第一吸片单元533可以将正极片放置在叠片台上;然后第二移片驱动单元532驱动第一吸片单元533沿z轴正方向移动至合适位置,最后,第一移片驱动单元531驱动第一吸片单元533沿y轴负方向移动至初始位置。可以理解的,第一吸片单元533的初始位置位于叠片台和正极片暂存组件54a之间。
与之对应的,叠片装置5还具有类似的设计,以将负极片放置在叠片台上。具体的,如图xx所示,移片组件53包括第三移片驱动单元534、第四移片驱动单元535以及第二吸片单元536,其中,第三移片驱动单元534设置在叠片支撑架12上,第四移片驱动单元535设置在第三移片驱动单元534上,第二吸片单元536设置在四移片驱动单元上;第三移片驱动单元534用于驱动第四移片驱动单元535和第二吸片单元536沿y轴方向移动,第四移片驱动单元535用于驱动第二吸片单元536沿z轴方向移动,第二吸片单元536与负压装置相接以抓取极片。
叠片装置5具有负极片暂存组件54b,负极片裁切装置4的机械手组件可以将良品的负极片放置在负极片暂存组件54b上。正极片暂存组件54a和负极片暂存组件54b沿y轴方向间隔设置在叠片组件52的两侧,实际生产时,第三移片驱动单元534、第四移片驱动单元535以及第二吸片单元536的工作方式可以参考第一移片驱动单元531、第二片驱动单元以及第一片单元的工作方式,本实施例在此不做过多说明。
在一实施例中,第一吸片单元533设置有两个,两个第一吸片单元533沿y轴方向间隔设在第二移片驱动单元532上。工作时,这两个第一吸片单元533可以分别从正极片暂存组件54a上抓取一个正极片,然后在移动至叠片组件52处,这样设有可以减少第一吸片单元533从叠片组件52处向正极片暂存组件54a处移动的次数,从而可以提高生产效率。同样的,第二吸片单元536也可以采用类似的设计,以提高生产效率。此外,在一些实施例中,在空间允许的情况下,第一吸片单元533和第二吸片单元536的个数也可以是设置成多个,以进一步提高生产效率。
正极片检测归位组件55
如图7所示,在一实施例中,叠片装置5还包括正极片检测归位组件55,正极片检测归位组件55第一检测驱动模块、第二检测驱动模块、第三检测驱动模块、支撑台以及相机(定义为第四相机)。其中,第一检测驱动模块设置在叠片支撑平台11上,第二检测驱动模块设置在第一检测驱动模块上,第三检测驱动模块设置在第二检测驱动模块上,支撑台设置在第三检测驱动模块上,第四相机设置在叠片支撑架12上。第一检测驱动模块用于驱动第二检测驱动模块、第三检测驱动模块以及支撑台沿x轴方向移动;第二检测驱动模块用于驱动第三检测驱动模块以及支撑台沿y轴方向移动;第三检测驱动模块用于支撑台倾斜;第四相机可以是ccd相机,用对放置在支撑台上的正极片进行拍摄成像,使得处理单元能够判断支撑台上的正极片是否倾斜、位置是否合适、品质是否合格,其中,检测正极片的位置是否合适主要是检测正极片在x轴方向和y轴方向上相对支撑台的位置是否合适,检测正极片的品质是否合格主要是检测正极片的四角是否存在翘起、折角等不良问题。
工作时,移片组件53先将抓取的正极片放置在支撑台上,以便检测正极片是否倾斜、品质是否合适。若认定品质不合适,则移片组件53会将该正极片移送到正极片废料收集组件处。若认定位置不合适,则通过第一检测驱动模块和第二检测驱动模块调整正极片的位置至合适。若认定极片倾斜,则移片组件53先把正极片取走,然后根据检测到的正极片的倾斜角度,控制第三检测驱动模块工作,以使支撑台朝同样的方向倾斜同样的角度,随后移片组件53再次将先前取走的正极片放置在倾斜后的支撑台上,随后第三检测驱动模块驱动支撑台复位,进而带动正极片偏转倾斜使正极片归正,最后移片组件53再将归正后的正极片移动到叠片组件52处进行叠片操作。
在一实施例中,正极片废料收集组件包括收集支架、第一收集驱动单元、第二收集驱动单元以及收集盒,其中,收集支架固定在叠片支撑平台11上,第一收集驱动单元安装在收集支架上,第二收集驱动单元安装在第一收集驱动单元上,收集盒安装在第二收集驱动单元上。第一收集驱动单元用于驱动第二收集驱动单元和收集盒沿z轴方向同步移动,爹收集驱动单元用于驱动收集盒沿x轴方向移动。
其中,在一实施例中,正极片废料收集组件和正极片检测归位组件55沿x轴方向间隔排布,正极片检测归位组件55相比于正极片收集组件而言更靠近移片组件53。也即由正极片废料收集组件至正极片检测归位组件55的方向为x轴正方向。
当判断正极片检测归位组件55上的正极片为废料时,移片组件53会将该正极片从正极片检测归位组件55上抓起。此时第一收集驱动单元会驱动收集盒沿z轴正方向上升至合适位置,然后第二收集驱动单元会驱动收集盒沿x轴正方向移动至移片组件53的下方,此时移片组件53会将抓取的正极片防止废料盒内。
负极片检测归位组件
在一实施例中,叠片装置5还具有负极片检测归位组件,其中,负极片检测归位组件可以采用与正极片检测归位组件55相同的设置方式,本实施例在此不再重复说明。
如图6所示,在一实施例中,叠片装置5还包括电芯转移组件56以及电芯贴胶组件57,其中,电芯转移组件56用于将叠片台上的叠好的电芯转移至电芯贴胶组件57处,使得电芯贴胶组件57能够对电芯进行贴胶,避免叠置在一起的隔膜、正极片、负极片散落。
电芯转移组件56
在一实施例中,电芯转移组件56包括第一转移驱动单元、第二转移驱动单元、第三转移驱动单元、第四转移驱动单元、第五转移驱动单元以及夹爪单元,其中第一转移驱动单元设置在叠片支撑架12上,第二转移驱动单元设置在第一转移驱动单元上,第三转移驱动单元设置在第二转移驱动单元上,第四转移驱动单元设置在第三转移驱动单元上,、第五转移驱动单元设置在第四转移驱动单元上,夹爪单元设置在第五移动驱动单元上。第一转移驱动单元用于驱动第二转移驱动单元、第三转移驱动单元、第四转移驱动单元、第五转移驱动单元以及夹爪单元沿着x轴方向同步移动;第二移动驱动单元用于驱动第三转移驱动单元、第四转移驱动单元、第五转移驱动单元以及夹爪单元沿着y轴方向同步移动;第三移动驱动单元用于驱动第四移动驱动单元、第五转移驱动单元以及夹爪单元沿着z轴同步移动;第四转移驱动单元用于驱动第五转移驱动单元和夹爪单元同步转动,其中,转动方向与z轴垂直;第五移动驱动单元用于驱动夹爪单元动作以夹或松开持电芯。
电芯转移组件56的工作流程大致如下:当电芯叠放完成后,第一转移驱动单元驱动夹爪单元沿x轴正方向移动至合适位置,然后,第二转移驱动单元驱动夹爪单元沿y轴负方向移动至合适位置,然后,第五转移驱动单元驱动夹爪单元动作以夹持放置在叠片台上的电芯,然后,第二转移驱动单元驱动夹爪单元沿y轴正方向移动至初始位置,然后,第三转移驱动单元驱动夹爪单元上升至合适位置;然后,第四转移驱动单元驱动夹爪单元转动,以便将电芯移动至电芯贴胶组件57处;然后,第五转移驱动单元驱动夹爪单元动作,以将电芯放置在电芯贴胶组件57上;然后,第四转移驱动组件驱动夹爪单元旋转至初始位置;然后,第一转移驱动组件驱动夹爪单元沿x轴负方向移动至初始位置;然后,第三转移驱动单元驱动夹爪单元沿z轴负方向移动至初始位置。
在一实施例中,夹爪单元包括第一转移夹板和第二转移夹板,其中,第五转移驱动单元具有驱动部和活动部,驱动部固定在第四转移驱动单元上,第一转移夹板固定在驱动部上,第二转移夹板固定在活动部上。驱动部可以驱动活动部沿y轴方向移动进而带动第二转移夹板靠近或远离第一转移夹板,使得第一转移夹板和第二转移夹板可以夹持或松开电芯。另外,在一实施例中,第二转移夹板位于第一转移夹板的下方。在一实施例中,第五转移驱动单元为气缸单元,气缸单元中的气缸的缸体便为驱动部,气缸的活塞便为活动部。另外,上述各转移驱动模块、各转移驱动单元可以根据实际需要采用电机驱动、气缸驱动、电磁铁驱动等其中的一种或任意组合。
为了避免对夹爪单元夹持电芯产生干涉,在一实施例中,叠片台上设有避让缺口,夹爪单元从避让缺口处夹取电芯。在一实施例中,叠片台包括多个子平台,这些子平台沿着x轴方向间隔设置,相邻两个子平台之间的间隙便可以看着是避让缺口的一部分。与此对应的,第二转移夹板为齿状结构,每一个齿都可以置入子平台之间的间隙内,这样第二抓鱼夹板向第一转移夹板移动时,便可以和第一转移夹板夹持固定电芯。
电芯贴胶组件57
如图1所示,在一实施例中,电芯贴胶组件57包括电芯固定单元571和贴胶单元572,其中,电芯固定单元571和贴胶单元572均设置在叠片支撑平台11上,电芯固定单元571用于存放并固定电芯转移组件56转移过来的电芯,贴胶单元572用于对固定在电芯固定单元571上的电芯进行贴胶。
如图9所示,在一实施例中,电芯固定单元571包括固定支架5711、固定安装架5712、第一固定驱动模块5713、第二固定驱动模块5174、第三固定驱动模块5715、第四固定驱动模块5716、第一固定夹板5717以及第二固定夹板5718。固定支架5711固定安装在叠片支撑平台11上,第一固定驱动模块5713设置在固定支架5711上,以便与叠片支撑平台11间隔设置;第二固定驱动模块5174设置在第一固定驱动模块5713上,固定安装架5712设置在第二固定驱动模块5174上,第三固定驱动模块5715和第四固定驱动模块5716均设置在固定安装架5712上,第一固定夹板5717设置在第三固定驱动模块5715上,第二固定夹板5718设置在第四固定驱动模块5716上。
第一固定驱动模块5713用于驱动固定安装架5712、第二固定驱动模块5174、第三固定驱动模块5715、第四固定驱动模块5716、第一固定夹板5717以及第二固定夹板5718沿y轴方向同步移动;第二固定驱动模块5174用于驱动固定安装架5712、第三固定驱动模块5715、第四固定驱动模块5716、第一固定夹板5717以及第二固定夹板5718同步转动,其中转动方向与z轴垂直;第三固定驱动模块5715用于驱动第一固定夹板5717沿z轴方向移动,以靠近第二固定夹板5718,进而使得第一固定夹板5717和第二固定夹板5718可以夹持固定电芯;第四固定驱动模块5716用于驱动第二固定夹板5718沿z轴方向移动,以靠近第一固定夹板5717,进而使得第一固定夹板5717和第二固定夹板5718可以夹持固定电芯。上述的各固定驱动模块可以根据实际需要采用电机驱动、气缸驱动、电磁驱动等其中的一种或任意组合。
需要对电芯贴胶时,第一固定驱动模块5713驱动第一固定夹板5717和第二固定夹板5718沿y轴负方向移动以靠近电芯转移组件56;然后第三固定驱动模块5715和第四固定驱动模块5716驱动第一固定夹板5717和第二固定夹板5718相背移动,使得电芯转移组件56的夹爪单元能够将电芯放置在第一固定夹板5717和第二固定夹板5718之间;然后,第三固定驱动模块5715和第四固定驱动模块5716驱动第一固定夹板5717和第二固定夹板5718相对移动,以夹持固定电芯,其中第一固定夹板5717和第二固定夹板5718夹持电芯时,电芯的层叠方向与z轴方向平行;贴胶单元572可以将胶带从电芯的第一表面拉到电芯的第二表面,使得胶带分别与电芯的第一表面、侧面以及第二表面粘贴接触,其中,第一表面和第二表面相背设置,第一表面为电芯用于与第一固定夹板5717接触的表面,第二表面为电芯用于与第二固定夹板5718接触的表面,由第一表面至第二表面的方向与电芯中各极片的叠置方向平行;当贴胶单元572对电芯的一侧贴胶完成后,第二固定驱动模块5174驱动固定在第一固定板和第二固定夹板5718之间的电芯转动一定角度,使电芯的另一侧对准贴胶单元572,此时贴胶单元572会再次对电芯进行贴胶操作,然后贴胶单元572每一次贴胶完成后,第二固定驱动模块5174都会驱动电芯转移一定角度,使贴胶单元572对电芯的其它表面进行贴胶,这个操作重复进行直至对电芯的贴胶满足预定要求。
如图10所示,在一实施例中,贴胶单元572包括贴胶支撑件5721、第一贴胶驱动模块5722、第二贴胶驱动模块5723、第三贴胶驱动模块5724、第四贴胶驱动模块5725、胶带安装轴5726、切刀模块5727、以及机械夹模块5728。其中,贴胶支撑件5721设置在叠片支撑平台11上,第一贴胶驱动模块5722设置在贴胶支撑件5721上,第二贴胶驱动模块5723设置在第一贴胶驱动模块5722上,第三贴胶驱动模块5724、第四贴胶驱动模块5725、胶带安装轴5726以及机械夹模块5728均设置在第二贴胶驱动模块5723上,切刀模块5727设置在第四贴胶驱动模块5725上。
在实际产品中,贴胶单元572还具有一贴胶板5729,贴胶板5729设置在第二贴胶驱动模块5723上,第三贴胶驱动模块5724、第四贴胶驱动模块5725、胶带安装轴5726、切刀模块5727、以及机械夹模块5728均设置在贴胶板5729上。
第一贴胶驱动模块5722用于驱动第二贴胶驱动模块5723、第三贴胶驱动模块5724、第四贴胶驱动模块5725、胶带安装轴5726、切刀模块5727、以及机械夹模块5728沿z轴方向同步移动;第二贴胶驱动模块5723用于驱动第三贴胶驱动模块5724、第四贴胶驱动模块5725、胶带安装轴5726、切刀模块5727、以及机械夹模块5728沿x轴方向同步移动;胶带料卷安装在胶带安装轴5726上;第三贴胶驱动模块5724用于对胶带卷进行放料;放料出的胶带的前端被机械夹模块5728夹持,使得胶带能够粘贴在电芯上;第四贴胶驱动模块5725用于驱动切刀模块5727沿x轴移动,以切断胶带。
贴胶时,第二贴胶驱动模块5723先驱动机械夹模块5728沿x轴负方向移动以靠近电芯,使得胶带粘贴在电芯的上表面(其中,机械夹模块5728可以在不贴胶时夹紧固定胶带的前端,并可以在贴胶时松开胶带);然后第二贴胶驱动模块5723驱动机械夹模块5728沿x轴正方向移动一定距离使得胶带可以贴附到电芯上表面的边缘位置;然后,第一贴胶驱动模块5722驱动机械夹模块5728沿z轴负方向移动至合适位置,使得胶带从电芯的侧面的上边缘贴附到侧面的下边缘;然后,第二贴胶驱动模块5723驱动机械夹模块5728沿x轴负方向移动至合适位置,使得胶带在下表面上贴附适当的长度;然后,第四贴胶驱动模块5725驱动切刀模块5727沿着x轴负方向移动切断胶带;然后第四贴胶模块驱动切刀模块5727沿x轴正方向移动至初始位置,第二贴合模块驱动机械夹模块5728沿着x轴正方向移动至初始位置;然后,第一贴胶驱动模块5722驱动机械夹模块5728沿z轴正方向移动至初始位置。
如图10所示,在一实施例中,第三贴胶驱动模块5724包括第一贴胶施力部572a、第二贴胶施力部572b、第一支撑杆572c以及第二支撑杆572d;第一贴胶施力部572a、第二贴胶施力部572b、第一支撑杆572c以及第二支撑杆572d均设置在贴胶板5729上。第一支撑杆572c和第二支撑杆572d间隔设置,放料出的胶带先绕过第一支撑杆572c再绕过第二支撑杆572d,第一贴胶施力件用于对位于第一支撑杆572c和第二支撑杆572d之间的胶带施力,进而使胶带卷放料;第二贴胶施力部572b可以对胶带施力,以在第一贴胶施力部572a对胶带施力之间,先将胶带抵压在第二支撑杆572d上。这样第一贴胶施力部572a对胶带施力时,在胶带卷的放料路径上,第二支撑杆572d远离第一支撑杆572c一侧的胶带不会向两个支撑杆之间移动,而第一支撑杆572c远离第二支撑杆572d一侧的胶带便会向两个支撑杆之间移动实现对胶带卷进行放料,对电芯贴胶时可以停止驱动两个施力部对胶带进行施力。
如图10所示,在一实施例中,第一支撑杆572c和第二支撑杆572d沿着x轴方向间隔设置,第一贴胶施力部572a和第二贴胶施力部572b均可以自上而下对两个支撑杆之间的胶带施力,第一贴胶施力部572a和第二贴胶施力部572b均可以设置在两个支撑杆的上方;生产时,胶带可以从第一支撑杆572c的下方绕过,并从第二支撑杆572d的上方绕过。
在一实施例中,第一贴胶施力部572a和第二贴胶施力部572b均包括气缸,气缸动作时,通过气缸的活塞杆对胶带施力。另外,第一贴胶施力部572a还具有一压块572e,压块572e安装在活塞杆上,当停止对第一贴胶施力部572a的气缸通气时,压块572e可以在自身重力作用下使两个支撑杆之间的胶带绷紧。
在一实施例中,上述的隔膜放卷组件51、叠片组件52、移片组件53、正极片检测归位组件55、负极片检测归位组件以及电芯转移组件56可以看作是一叠片模组5a。在该实施例中,叠片模组5a设置有两个,二者沿x轴方向间隔设置,两个叠片模组叠置的电芯可以通过同一个电芯贴胶组件57进行贴胶操作。
在一实施例中,正极片暂存组件54a为传送带组件,传送带组件可以沿着x轴方向驱动放置在其上的正极片移动,进而将正极片分别移送至两个叠片模组处。此外,负极片暂存组件54b为传送带组件,传送带组件可以沿着x轴方向驱动放置在其上的负极片移动,进而将负极片分别移送至两个叠片模组处。
可以理解的,上述各实施例中的设置方式也可以根据实际需求进行替换,比如:
上述各实施例中的各驱动单元、驱动模块以及动力单元等作为动力源的零部件大多是采用了电机驱动和气缸驱动,在其他实施例中,电机驱动和气缸驱动二者可以根据实际需求进行互换,而且,电机驱动和气缸驱动也可以采用液压驱动、电磁驱动等驱动方式进行替换。
在其他实施例中,上述实施例中的丝杆机构也可以采用齿轮齿条机构等可以将旋转运动转换为直线运动的机构进行替换。
在其他实施例中,上述各实施例中的排布方位也可以根据实际情况进行调整,只要满足各组件能够正常工作即可。
在其他实施例中,上述的正极片裁切装置中也可以不设置正极片料辊组件和正极片放料组件,即用于对正极片的放料装置可以不属于本模切叠片一体机。同样的,叠片装置用于隔膜放料的装置也可以不属于本模切叠片一体机。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。