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极片送料纠偏定位机构及其纠偏方法实质审查 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及纠偏定位机构领域,尤其涉及锂电池极片卷绕领域,具体涉及极片送料纠偏定位机构及其纠偏方法。

相关背景技术

[0002] 锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池,已成为高新技术发展的重点之一。锂离子电池具有以下特点:高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。因其上述特点,锂离子电池具有广泛的应用,包括但不限于移动电话、笔记本电脑、平板电脑等众多民用及军事领域。近年来锂离子电池制造业飞速发展,对制造电池卷芯的工艺质量要求不断提高,而生产过程中极片送料的精准推入及卷绕的高精准对于保证电池性能一致、质量稳定等方面起着重要的作用。
[0003] 在电芯极片的制造过程中,纠偏定位机构是确保极片在输送和加工过程中保持准确位置的关键设备。现有的电芯极片的输送一般为成卷的电芯极片进行输送,而现有的电芯极片还设置有将卷绕的电芯极片裁断成对应大小的极片,以方便后续的卷绕使用,因此,对于极片的输送过程通常需使用纠偏定位机构对极片进行纠偏,进而提高后续卷绕加工的准确性和稳定性。
[0004] 然而,对于现有的极片送料纠偏定位机构仍存在以下缺陷,首先,在对裁断成对应大小的极片输送过程的输送定位结构设置较为简易,不利于极片的精确送料和定位,以及影响极片后续加工过程的稳定性和可靠性,其次,现有不同规格、材质的极片在输送过程中可能表现出不同的特性,现有纠偏机构往往难以快速适应这些变化,导致纠偏效果不理想,以及纠偏机构在检测和控制过程中的纠偏精度较差,导致极片在输送过程中仍存在偏差,影响后续加工质量。
[0005] 现有的纠偏机构在对极片的纠偏过程中一般通过感应器对极片放置的位置检测后,再通过驱动组件对极片进行纠偏至对应的位置,而现有的纠偏机构的纠偏控制较为简易,其在使用过程中不易对极片进行实时检测和纠偏,从而难以实现自动化纠偏生产,降低了生产效率和稳定性,以及对于电芯极片的纠偏定位不易根据需求进行适应性的调节和使用,从而影响纠偏精度和纠偏效率。

具体实施方式

[0047] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
[0048] 为使得描述更清楚,首先对极片送料纠偏定位机构作如下定义,其中定义的方向仅为描述参考使用,对应本实施例不做具体的限制,具体参考附图定义的坐标系。
[0049] 实施例一
[0050] 本实施例,参照图1‑图9,其具体实施的极片送料纠偏定位机构,包括底板1,底板1上通过滑动件2连接有移动板3,所述移动板3上连接有直线纠偏驱动组件4,且移动板3通过直线纠偏驱动组件4可沿滑动件2为路径进行移动调节,移动板通过轴承座连接有连接杆7,轴承座包括第一轴承座5和第二轴承座6,且第一轴承座5和第二轴承座6呈相对分布并安装于移动板3的一端,连接杆7上连接有可活动的主动纠偏组件8,移动板上设置有旋转纠偏驱动组件9,旋转纠偏驱动组件9通过联动块10与连接杆的一端7进行连接,从而可驱动连接杆7沿第一轴承座5和第二轴承座6进行直线运动,并带动主动纠偏组件8进行旋转摆动,移动板3上设置有固定座11,固定座11安装于移动板3的另一端,且固定座11上通过纠偏杆12连接有从动纠偏组件13,主动纠偏组件8和从动纠偏组件13的顶部连接有纠偏工作台14,纠偏工作台14上设置有用于检测极片偏移位置的纠偏检测装置,通过旋转纠偏驱动组件9和直线纠偏驱动组件4可驱动纠偏工作台14进行旋转纠偏和直线纠偏,从而可完成对极片的纠偏定位。
[0051] 在一些实施例中,轴承座设置有一个,使连接杆7的一端与轴承座进行连接,连接杆7的另一端与联动块10进行连接,使其在联动块10的驱动下,连接杆7可沿一个轴承座进行运动。
[0052] 本实施例中,参照图7,直线纠偏驱动组件4包括第一驱动电机401、第一支撑座402、第一支撑块403和第一丝杆404,第一支撑座402和第一支撑块403安装于底座上,第一丝杆404安装于第一支撑座402和第一支撑块403之间,且第一丝杆404的一末端穿过第一支撑座402与第一驱动电机401的驱动轴通过第一连接件连接,第一丝杆404上通过第一螺母
405连接有用于安装移动板3的连接座406,从而可驱动连接座406带动移动板3沿滑动件2做直线运动。
[0053] 具体的,通过第一驱动电机401的驱动,使其连接座406带动移动板3沿第一丝杆404的轴向路径进行移动,从而可通过移动板3带动纠偏工作台14进行直线纠偏调节,进而提高纠偏的效率,以及丝杆传动可提高调节的稳定性和准确性。
[0054] 本实施例中,参照图3‑图6,主动纠偏组件8包括第一关节轴承801和纠偏安装座802,第一关节轴承801与连接杆7进行同轴连接,且第一关节轴承801的两端均抵接有纠偏轴套15,纠偏轴套15同轴心套接于连接杆7上,纠偏安装座802安装于第一关节轴承801上,纠偏工作台14的一端与纠偏安装座802连接。
[0055] 具体的,纠偏轴套15设置有两个,且两个纠偏轴套15相邻的端部与第一关节轴承801进行抵接限位,以及连接杆7上设置有固定环,使其通过固定环和联动块10可对两个纠偏轴套15进行限位,使其纠偏安装座802安装与第一关节轴承801上,并可沿第一关节轴承
801进行前后摆动调节。
[0056] 本实施例中,参照图4和图5,从动纠偏组件13包括第二关节轴承131和纠偏安装块132,第二关节轴承131与纠偏杆12进行同轴连接,纠偏安装块132安装于第二关节轴承131上,纠偏工作台14的另一端与纠偏安装块132连接。
[0057] 具体的,纠偏安装座802带动纠偏工作台14的一端水平旋转摆动时,其纠偏工作台14安装于纠偏安装块132上的另一端由设置的第二关节轴承131,使其纠偏工作台14的另一端根据纠偏安装座802的摆动进行旋转,从而可控制极片在纠偏工作台14的纠偏动作。
[0058] 具体的,从动纠偏组件13设置有两组,且两组从动纠偏组件13均安装于纠偏工作台14的纠偏端,使其主动纠偏组件8和两组从动纠偏组件13呈三角形分布设置。
[0059] 本实施例中,参照图3‑图6,旋转纠偏驱动组件9包括第二驱动电机901、第二支撑座902、第二支撑块903和第二丝杆904,第二支撑座902和第二支撑块903安装于移动板3上,第二丝杆904安装于第二支撑座902和第二支撑块903之间,且第二丝杆904的一末端穿过第二支撑座902与第二驱动电机901的驱动轴通过第二连接件连接,第二丝杆904上通过第二螺母905与联动块10进行连接,从而可驱动联动块10带动连接杆7做直线运动,并使纠偏安装座802通过第一关节轴承801带动纠偏工作台14进行摆动。
[0060] 具体的,通过第二驱动电机901的驱动,使其连接杆7带动第一关节轴承801进行直线运动时,纠偏安装座802可沿第一关节轴承801进行摆动,从而可带动纠偏工作台14进行前后水平扭转摆动,进而可对极片进行前后扭转纠偏。
[0061] 本实施例中,参照图2、图7和图8,底板1上连接有移动组件16,移动组件16的移动端向纠偏工作台14的边缘延伸,且移动组件16上设置有用于安装纠偏检测装置的推动板17,推动板17的侧面连接有可驱动推动板17沿移动组件16向纠偏工作台14移动的驱动源
18,纠偏检测装置包括两个纠偏感应器19和两个感应放大器20,两个纠偏感应器19通过对应的安装支架安装于推动板17的两端,且两个纠偏感应器19的感应端向纠偏工作台14的边缘延伸,两个感应放大器20均安装于推动板17上,并与对应的两个纠偏感应器19进行电性连接,驱动源18通过驱动推动板17可带动纠偏感应器19向工作台的边缘移动,从而可通过纠偏感应器19的感应端对纠偏工作台14上的极片进行实时检测。
[0062] 具体的,驱动源18为驱动气缸,在一些实施例中,驱动源18可以为驱动电缸。具体的,纠偏工作台14的侧面开设有用于配对纠偏感应器19的检测开口,检测开口上安装有透明的托板21,托板21的上表面与纠偏工作台14的上表面平齐。
[0063] 本实施例中,纠偏感应器19为光纤传感器,两个光纤传感器呈左右分布于纠偏工作台14中纠偏端的一侧,纠偏感应器19的中部形成有用于适配纠偏工作台14厚度的感应端,从而使其在移动组件16的前后移动下,纠偏感应器19的感应端可穿入纠偏工作台14的检测开口对极片的放置位置进行检测,并与控制器内预设的极片纠偏模块进行实时分析对比,从而控制旋转纠偏驱动组件9和/或直线纠偏驱动组件4对纠偏工作台14进行对应的纠偏动作。
[0064] 本实施例中,参照图7和图8,推动板17的两端均连接有升降气缸22,升降气缸22的伸缩端向纠偏工作台14的顶部延伸,且升降气缸22的伸缩端连接有压板23,通过升降气缸22的伸缩端可带动压板23向纠偏工作台14的上表面移动,从而可对纠偏工作台14上的极片进行压紧定位。
[0065] 具体的,通过设置于推动板17上的升降气缸22,使其驱动源18驱动推动板17带动升降气缸22向纠偏工作台14的边缘移动,从而通过升降气缸22连接的压板23可对纠偏工作台14上的极片进行压紧定位,使极片处于绷直状态,方便后续纠偏感应器19的检测。
[0066] 本实施例中,滑动件2和移动组件16均由导轨和滑块组成,对应的导轨安装于底板1的上表面,滑块与导轨配对安装,移动板3安装于滑动件2的滑块上,推动板17安装于移动组件16的滑块上,从而使移动板3和推动板17通过对应的滑块可沿对应的导轨进行移动。
[0067] 具体的,本实施例中的第一连接件和第二连接件均为联轴器。
[0068] 具体的,本实施例中的第一关节轴承801和第二关节轴承131均为向心关节轴承。
[0069] 本实施例中极片在控制器预设的极片纠偏模块感应值为5.00±0.05mm,可选地,本实施例中的感应值为参考值,对于感应值的设定不做限制,其可根据实际需求进行调节:
[0070] 极片输送放置于纠偏工作台的检测位置
[0071]
[0072] 极片在纠偏工作台进行纠偏后的检测位置
[0073]
[0074] 极片送料纠偏定位机构的纠偏方法,所述该纠偏方法包括以下步骤:
[0075] 步骤一,安装纠偏定位机构,将极片送料纠偏定位机构安装于对应的纠偏检测工位上;
[0076] 步骤二,取料,纠偏工作台14上开设有用于极片定位的真空吸附孔,纠偏工作台14的上形成有储料端和纠偏端,通过抓料机构将储料端的极片抓取放置于纠偏工作台14的纠偏端,从而通过真空吸附孔对极片进行吸附定位;
[0077] 步骤三,检测,驱动源18驱动推动板17带动纠偏感应器19向纠偏工作台14的边缘移动,使纠偏感应器19的感应端检测极片在纠偏端的位置,并与控制器中预设的极片纠偏模块的扭转角度和偏移量进行实时检测对比,或通过检测相机24的检测端对极片进行检测,并与控制器中预设的极片纠偏模块的扭转角度和偏移量进行实时检测对比;
[0078] 步骤四,纠偏,通过旋转纠偏驱动组件9和/或直线纠偏驱动组件4对纠偏工作台14进行对应的纠偏动作,纠偏动作的动作状态设置有极片扭转重合状态、极片移动重合状态以及极片扭转并移动重合状态。
[0079] 本实施例中,步骤四中,纠偏动作的动作状态中:
[0080] 极片扭转重合状态,通过纠偏端的极片与纠偏模块进行检测对比,当需扭转完成重合时,直线纠偏驱动组件4停止动作,由旋转纠偏驱动组件9带动纠偏工作台14进行水平扭转纠偏动作,使纠偏端的极片与预设的极片纠偏模块形成扭转纠偏;
[0081] 极片移动重合状态,通过纠偏端的极片与纠偏模块进行检测对比,当需移动完成重合时,旋转纠偏驱动组件9停止动作,由直线纠偏驱动组件4带动纠偏工作台14进行直线移动纠偏动作,使纠偏端的极片与预设的极片纠偏模块形成移动纠偏;
[0082] 极片扭转并移动重合状态,通过纠偏端的极片与纠偏模块进行检测对比,当需移动和扭转完成重合时,由旋转纠偏驱动组件9带动纠偏工作台14进行水平扭转纠偏动作,以及由直线纠偏驱动组件4带动纠偏工作台14进行直线移动纠偏动作,使纠偏端的极片与预设的极片纠偏模块形成扭转和移动纠偏。
[0083] 本实施例中,步骤三中,通过驱动源18驱动推动板17上的纠偏检测装置向纠偏工作台14移动时,推动板17带动压板23移动至纠偏工作台14的上方,使其通过升降气缸22的伸缩端驱动压板23下压,可对纠偏工作台14上的极片进行压紧定位,使极片呈绷直状态。
[0084] 本实施例中的具体动作过程为:将极片送料纠偏定位机构安装于锂电池卷绕机中的极片纠偏工位;
[0085] 取料,通过机械手抓取储料端的极片放置于纠偏端,纠偏工作台14通过真空吸附孔进行吸附定位,通过设置的推动板17带动升降气缸22向纠偏工作台14进行移动,使升降气缸22驱动压板23对纠偏工作台14上的极片进行压紧,极片处于绷直状态;
[0086] 检测,纠偏工作台14上设置的两个纠偏感应器19和对应的两个感应放大器20以及外部的控制器通信连接,通过纠偏感应器19能够实时检测极片的输送位置,并通过控制器控制旋转纠偏驱动组件9和/或直线纠偏驱动组件4可对极片进行实时、高效精准的纠偏定位;
[0087] 纠偏,通过连接杆7将纠偏安装座802与旋转纠偏驱动组件9相连,并借助联动块10实现动力传递,纠偏工作台14安装于纠偏安装座802和纠偏安装块132上,使得纠偏安装座802在旋转纠偏驱动组件9的驱动下可带动纠偏工作台14进行前后摆动纠偏与预设位置平行,从而可适用于极片输送定位出现的水平前后扭转纠偏,保证极片的平面度和输送方向性,纠偏安装座802和纠偏安装块132协同工作,共同支撑并引导纠偏工作台14上的极片进行精确调整,增强纠偏机构的稳定性和可靠性;
[0088] 通过第一驱动电机401的驱动能够精确控制移动板3沿滑动件2为路径进行纠偏调节,解决极片在输送过程中可能发生的水平方向偏移问题,确保极片在横向水平位置上的精确对位,可带动纠偏工作台14进行前后移动纠偏与预设位置重合,提高纠偏效率和产品质量。
[0089] 综上所述,本发明的极片送料纠偏定位机构可实现对极片的高效、精准纠偏定位,不仅提升了生产线的自动化水平和稳定性,还降低了因极片偏移导致的不良品率,为电池后续的卷绕制造提高一致性和稳定性,确保极片在后续加工过程中的精确定位,提高整体生产效率和产品质量。
[0090] 实施例二
[0091] 本实施例,参照图9和图10,本实施例二与实施例一的区别在于:纠偏检测装置包括检测相机24和辅助光源25,检测相机24设置于纠偏工作台14的上方,且检测相机24的检测端向纠偏工作台14的上表面延伸,辅助光源25安装于移动板3上,且辅助光源25的光源端向纠偏工作台14延伸。
[0092] 本实施例中,通过设置检测相机24,使其可对纠偏工作台14上的极片进行拍摄并与控制器内预设的极片纠偏模块进行实时分析对比,从而控制旋转纠偏驱动组件9和/或直线纠偏驱动组件4对纠偏工作台14进行对应的纠偏动作。
[0093] 以上所述,仅是本发明较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明以较佳实施例公开如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围内。

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