全自动卷绕的制造方法
【专利摘要】本实用新型全自动卷绕机，用于电芯制片卷绕工序；包括：竖直设立的一体机的基板，极片和隔膜的传送方向与基板平行；分布在基板左区和右区的制片部，包含分别衔接正、负极片制片工序的两套蛇形纠偏机构，分别完成正、负极片的焊接工序和贴胶工序，为卷绕工序提供连续的正、负极片；布置在基板中区的卷绕部，包含与制片部的两套蛇形纠偏机构分别衔接的两套驱动张力机构及顺序连接的两套夹棍纠偏装置，两套隔膜放卷换带装置，及电芯卷绕装置，将正、负极片分隔两层隔膜后卷绕成电芯，完成卷绕工序；安装在卷绕部侧边的后处理部，将卷绕完毕的电芯进行后续处理，最终移出全自动卷绕机。其优点是生产效率高，电芯整齐度很好，卷绕电芯次品率低。
【专利说明】全自动卷绕机
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电池制造【技术领域】，涉及电池的电芯生产设备，尤其涉及电芯的制片工序和卷绕工序的生产设备。
【背景技术】
[0002]现有电芯生产技术中，完成制片工序和卷绕工序的制造设备，一般是制片和卷绕分开进行，制片机以及卷绕机为独立的两种设备，制片完后的极片需人工二次转移到卷绕机，再次生产才完成整个电芯的卷绕，自动化程度不是很高。
[0003]现有技术的完成电芯制片工序和电芯卷绕工序的制造设备的缺点是:1、制片机工序以及卷绕机工序分开进行，中间需要不少的人为活动作为衔接，制片和卷绕的效率低；2、卷绕的电芯整齐度不高，电芯的张力控制不是很好。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是:针对上述现有技术存在的不足，提供一种连续完成电芯制片工序和电芯卷绕工序的制造设备。
[0005]本实用新型针对上述问题而提出的技术方案是:全自动卷绕机，用于电芯制片卷绕工序；包括:基板，全自动卷绕机的主件，竖直设立，极片和隔膜的传送方向与基板平行；制片部，包含分别衔接正、负极片制片工序的两套蛇形纠偏机构，分布在基板的左区和右区，分别完成正、负极片的焊接工序和贴胶工序，为卷绕工序提供连续的正、负极片；卷绕部，布置在基板的中区，包含与制片部的两套蛇形纠偏机构分别衔接的两套驱动张力机构及顺序连接的两套夹棍纠偏装置，两套隔膜放卷换带装置，及电芯卷绕装置，将正、负极片分隔两层隔膜后卷绕成电芯，完成卷绕工序；后处理部，安装在卷绕部的侧边，将电芯卷绕装置卷绕完毕的电芯进行后续处理，最终移出全自动卷绕机。
[0006]其中，所述制片部包括:负极制片部，设置在基板的左区，内置两块极片保护胶带的贴胶板机构，焊接工序后可完成负极片正反两面的四道贴胶工序；正极制片部，设置在基板的右区，内置三块极片保护胶带的贴胶板机构，焊接工序后可完成正极片正反两面的六道贴胶工序；所述两套蛇形纠偏机构，分别位于正极制片部和负极制片部的上方，内置与卷绕部衔接的蛇形缓存区，分别对完成贴胶工序的正、负极片进行初步纠偏。
[0007]其中，所述驱动张力机构分别安装在基板中区上段的两侧，与两套蛇形纠偏机构分别顺序连接；内置极片驱动单元和张力控制单元，用于牵引蛇形缓冲区的极片，并对进入卷绕工序的极片进行张力控制。
[0008]其中，所述夹棍纠偏装置分别安装在基板中区上段驱动张力机构的侧边，与两套驱动张力机构分别顺序连接；包括:夹片纠偏机构，设立在基板的正面，内置一对夹持极片的滚动夹片辊，纠偏方向与基板垂直；导向支撑机构，垂直安装在基板上，用于支撑夹片纠偏机构；纠偏驱动机构，安装在基板的背面，通过导向支撑机构带动夹片纠偏机构相对于基板作纠偏移动或复位移动；纠偏感应器，安装在基板的正面，检测经过夹片纠偏机构的极片相对于基板的横向位置，控制纠偏驱动机构的纠偏方向；复位压片机构，设置在基板正面夹片纠偏机构的一侧，其复位辊的轴线与滚动夹片辊的轴线平行，在夹片纠偏机构复位时，用于压紧极片。
[0009]其中，所述隔膜放卷换带装置，一套安装在基板中区上段的中间，其连续提供的隔膜位于正、负极片之间进入电芯卷绕装置，另一套安装在基板中区下段的一侧，其连续提供的隔膜位于正极片的外侧进入电芯卷绕装置；每套隔膜放卷换带装置包括:换带纠偏板，竖直设立在基板的正面，与基板平行，其上垂直固定有穿过基板的纠偏导杆，与基板呈轴向浮动连接；一对放卷机构，设置在换带纠偏板的一端，分别安装互为备用的隔膜料卷，其转动轴线垂直于换带纠偏板，为卷绕工序轮流提供其释放的隔膜；接带机构，设置在换带纠偏板的中部，将备用料卷的新料隔膜的首部粘贴在当前料隔膜的尾部；切带机构，设置在一对放卷机构与接带机构之间，将粘贴连接后的当前料隔膜尾部的余料切断；张力机构，与接带机构顺序连接，控制隔膜的张力，为卷绕工序提供隔膜缓冲；纠偏机构，安装在基板上，调整换带纠偏板相对于基板的距离，对输出换带纠偏板的隔膜进行纠偏。
[0010]其中，所述电芯卷绕装置包括:正极片的卷绕送片机构，与右侧夹棍纠偏装置顺序连接，用于正极片的卷绕入片；负极片的卷绕送片机构，与左侧夹棍纠偏装置顺序连接，用于负极片的卷绕入片；卷绕辅助机构，设置在基板中区的中间，与两套极片的卷绕送片机构和两套隔膜放卷换带装置的输出端衔接；卷绕执行机构，设置在卷绕辅助机构下方，与卷绕辅助机构衔接配合卷绕电芯；终止贴胶机构，安装在卷绕执行机构的下方，位于基板中区的下段，将胶带拉出、切断、取长后，粘贴在卷绕成的电芯上。
[0011]其中，所述后处理部包括:电芯取料机构，设置在卷绕执行机构的一侧，将卷绕完毕的电芯从卷绕执行机构中取出；压扁测试机构，设置在电芯取料机构的一侧，将取出卷绕执行机构的电芯压扁，进行短路测试；电芯移出机构，设置在压扁测试机构一侧的上方，将测试完毕的电芯转移；成品传送带，设置在电芯移出机构的下方，接受电芯移出机构转移来的合格电芯，并输送出全自动卷绕机。
[0012]与现有技术的完成电芯制片工序的设备和电芯卷绕工序的设备相比，采用本实用新型技术方案的优点是:
[0013]1、采用制片卷绕一体，能将成卷的极片从极耳焊接到卷绕电芯，到电芯成次品测试筛选一并完成，生产效率高；
[0014]2、使用了多级纠偏其中包括放卷纠偏，焊接纠偏，贴胶纠偏，然后是制片后的蛇形纠偏，以及卷绕前的夹棍纠偏，通过重重的纠偏使得极片的对齐度有了一定的提高，电芯整齐度很好，卷绕电芯次品率低；
[0015]3、整机的布局合理搭配，美观大方，充分利用了机器的空间；
[0016]4、入片送料比较稳定，固极耳位置准确、贴胶稳定，自动换带稳定，驱动平缓。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明。
[0018]图1是本实用新型全自动卷绕机的较佳实施例的主视图。
[0019]图2是本实用新型全自动卷绕机的较佳实施例的俯视图。
[0020]图3是本实用新型全自动卷绕机的较佳实施例的左视图。[0021]图中包括:
[0022]基板I ;
[0023]制片部:贴胶板机构21、蛇形纠偏机构22、放卷交换带机构23、焊前张力机构24、极耳焊接机构25、贴胶缓冲机构26、极片牵引机构27、超声波焊接机28、毛刷除尘机构29 ；
[0024]卷绕部:夹棍纠偏装置31、隔膜放卷换带装置32、卷绕送片机构34、卷绕辅助机构35、卷绕执行机构36、终止贴胶机构37、驱动张力机构38 ；
[0025]后处理部:电芯取料机构41、压扁测试机构42、电芯移出机构43、电芯转移平台44、成品传送带45、电芯短路测试仪46。
【具体实施方式】
[0026]为了进一步说明本实用新型的原理和结构，现结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。
[0027]图1是本实用新型全自动卷绕机的较佳实施例的主视图；图2是该实施例的俯视图；图2是该实施例的左视图。
[0028]本实用新型全自动卷绕机用于电芯制片卷绕工序，包括:制片卷绕机一体的主件竖直设立的基板1，极片和隔膜的传送方向与基板I平行；分布在基板I左区和右区的制片部，包含分别衔接正、负极片制片工序的两套蛇形纠偏机构22，分别完成正、负极片的焊接工序和正、负极片的贴胶工序，分别为卷绕工序提供连续的正、负极片；布置在基板I中区的卷绕部，包含与制片部的两套蛇形纠偏机构22分别衔接两套驱动张力机构38及顺序连接的两套夹棍纠偏装置31，两套隔膜放卷换带装置32，以及电芯卷绕装置33，将正、负极片分隔两层隔膜后卷绕成电芯，完成卷绕工序；安装在卷绕部侧边的后处理部，将电芯卷绕装置33卷绕完毕的电芯进行后续处理，最终移出全自动卷绕机。
[0029]图中的制片部包括:设置在基板I左区的负极制片部，内置两块极片保护胶带的贴胶板机构21，焊接工序后可完成负极片正反两面的四道贴胶工序；设置在基板I右区的正极制片部，内置三块极片保护胶带的贴胶板机构21，焊接工序后可完成正极片正反两面的六道贴胶工序。分别位于正极制片部和负极制片部上方的两套蛇形纠偏机构22，内置与卷绕部衔接的蛇形缓存区，分别对完成贴胶工序的正、负极片进行初步纠偏。
[0030]正极制片部和负极制片部均包括:安装在基板I左、右两部下段的放卷交换带机构23，其转动轴线与基板I垂直，自动进行正、负极片的转接换带和极片的放卷，为制片工序提供连续的极片；设置在基板左、右两端的极片焊接装置，与放卷交换带机构23顺序连接，将极耳焊接在正、负极片的引出部位；设置在基板I左、右两部中段的极片贴胶装置，与极片焊接装置顺序连接，分步将定长胶带粘贴在正、负极片的正反两面。
[0031]极片焊接装置包括:竖直布置在基板I左、右两端边沿的焊前张力机构24，为焊接工序提供极片的缓冲和张力控制；与焊前张力机构24顺序连接的极耳焊接机构25，竖直布置在基板I上，将成卷的极耳切成工艺所需的单个极耳逐个焊接在极片上；安装在基板I上的极片牵引机构27，与极耳焊接机构25顺序连接，将焊有极耳的极片传送给极片贴胶装置；安装在基板I左、右两端上角的超声波焊接机28，与极耳焊接机构25配套；布置在焊前张力机构24前和极耳焊接机构25后的毛刷除尘机构29，对进入焊前张力机构24的焊前极片和输出极耳焊接机构25的焊后极片进行清洁。[0032]极片贴胶装置分为若干依次相连的贴胶组合，包括:水平或竖直布置在基板上的贴胶缓冲机构26，为贴胶工序提供极片的缓冲和张力控制；与贴胶缓冲机构26顺序连接的贴胶板机构21，竖直布置在基板I上，与基板I呈垂直状态，将成卷的极片保护胶带拉出、切断、取长后，分别粘贴在焊有极耳的极片上；安装在基板I上的极片牵引机构27，与贴胶板机构21顺序连接，将贴有胶带的极片传送给下道工序。
[0033]衔接制片工序的两套蛇形纠偏机构22通过与基板I平行的摆动纠偏轴，分别安装在基板I左、右两部的上段，与最后一块贴胶板机构21输出的极片顺序连接，对输出制片部的正、负极片进行摆动纠偏。摆动驱动单元安装在基板I的背面，调整蛇形纠偏机构22相对于基板I的摆动角。
[0034]与蛇形纠偏机构22衔接的驱动张力机构38，安装在基板I中区上段的两侧，与蛇形纠偏机构22顺序连接，内置极片驱动单元和张力控制单元，用于牵引蛇形缓冲区的极片，并对进入卷绕工序的极片进行张力控制。
[0035]图中的两套夹棍纠偏装置31分别安装在基板I中区上段驱动张力机构38的侧边，与两套驱动张力机构38分别顺序连接；包括:竖直设立在基板I正面的夹片纠偏机构，内置一对夹持极片的滚动夹片辊，纠偏方向与基板I垂直；垂直安装在基板I上的导向支撑机构，用于支撑夹片纠偏机构；安装在基板I背面的纠偏驱动机构，通过导向支撑机构带动夹片纠偏机构相对于基板I作纠偏移动或复位移动；安装在基板I正面的纠偏感应器，检测经过夹片纠偏机构的极片相对于基板I的横向位置，用于控制纠偏驱动机构的纠偏方向；设置在基板I正面夹片纠偏机构一侧的复位压片机构，其复位辊的轴线与滚动夹片辊的轴线平行，在夹片纠偏机构复位时，用于压紧极片。
[0036]图中的两套隔膜放卷换带装置32，一套安装在基板I中区上段的中间，其连续提供的隔膜位于正、负极片之间进入电芯卷绕装置33，另一套安装在基板I中区下段的一侧，其连续提供的隔膜位于正极片的外侧进入电芯卷绕装置33。每套隔膜放卷换带装置32包括:竖直设立在基板I正面的换带纠偏板，与基板I平行，其上垂直固定有穿过基板I的纠偏导杆，与基板I呈轴向浮动连接；设置在换带纠偏板一端的一对放卷机构，分别安装互为备用的隔膜料卷，其转动轴线垂直于换带纠偏板，为卷绕工序轮流提供其释放的隔膜；设置在换带纠偏板中部的接带机构，将备用料卷的新料隔膜的首部粘贴在当前料隔膜的尾部；设置在一对放卷机构与接带机构之间的切带机构，将粘贴连接后的当前料隔膜尾部的余料切断；与接带机构顺序连接的张力机构，控制隔膜的张力，为卷绕工序提供隔膜缓冲；安装在基板I上的纠偏机构，调整换带纠偏板相对于基板I的距离，对输出换带纠偏板的隔膜进行纠偏。
[0037]图中的电芯卷绕装置包括:负极片的卷绕送片机构34，位于基板I中区上段隔膜放卷换带装置32的左侧，与左侧夹棍纠偏装置31顺序连接，用于负极片的卷绕入片；正极片的卷绕送片机构34，位于基板I中区上段隔膜放卷换带装置32的右侧，与右侧夹棍纠偏装置31顺序连接，用于正极片的卷绕入片；卷绕辅助机构35，设置在基板I中区的中间，与两套极片的卷绕送片机构34和两套隔膜放卷换带装置32的输出端衔接；设置在卷绕辅助机构35下方的卷绕执行机构36，与卷绕辅助机构35衔接配合卷绕电芯；安装在卷绕执行机构36下方的终止贴胶机构37，位于基板I中区的下段，将胶带拉出、切断、取长后，粘贴在卷绕成的电芯上。[0038]图中的后处理部包括:设置在卷绕执行机构36 —侧的电芯取料机构41，将卷绕完毕的电芯从卷绕执行机构36中取出；设置在电芯取料机构41 一侧的压扁测试机构42，将从卷绕执行机构36取出的电芯压扁，再进行短路测试；设置在压扁测试机构42 —侧上方的电芯移出机构43，将测试完毕的电芯转移；设置在电芯移出机构43下方的成品传送带45，接受电芯移出机构43转移来的合格电芯，并输送出全自动卷绕机；设置在压扁测试机构42下方的电芯短路测试仪46，与压扁测试机构42配套。
[0039]本实用新型全自动卷绕机的工作原理为:
[0040]原料极片从放卷交换带机构23输出，在焊接装置的极片牵引机构27带动下，经过焊机前张力机构24调节张力后，进入极耳焊接机构25进行极耳焊接。再经过贴胶缓冲机构26，在贴胶装置的极片牵引机构27的带动下，进入贴胶板机构21粘贴极片保护胶带。基板I左区的负极片为四道贴胶，经过两块贴胶板机构21 ;基板I右区的正极片为六道贴胶，经过三块贴胶板机构21。然后分别经过蛇形纠偏机构22初步纠偏后，输出正、负极片的制片部。
[0041]两套驱动张力机构38及顺序连接的两套夹棍纠偏装置31分别衔接制片部输出的正、负极片，再次调整好极片的位置以及极片的张力，再经过卷绕送片机构34将正、负极片送入卷绕辅助机构35进行入片。之后，经由卷绕执行机构36将正、负极片和从上、下两套隔膜放卷换带装置32过来的隔膜分隔后再进行卷绕，在电芯卷绕完毕之后，由终止贴胶机构37贴上终止胶带。
[0042]由电芯取料机构41将卷绕后的电芯从卷绕部的卷绕执行机构36，转移至压扁测试机构42进行压扁、测试，然后再由压扁测试机构42上的吸盘，将电芯转移至电芯移出机构43下方的电芯转移平台44上。测试合格的电芯由电芯移出机构43转移到成品传送带45上，不合格的电芯将在转移途中丢入废料盒中。
[0043]上述内容，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用于限制本实用新型的实施方案，本领域普通技术人员根据本实用新型的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本实用新型的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.全自动卷绕机，用于电芯制片卷绕工序；其特征在于，包括: 基板(1)，全自动卷绕机的主件，竖直设立，极片和隔膜的传送方向与基板(I)平行；制片部，分布在基板(I)的左区和右区，包含分别衔接正、负极片制片工序的两套蛇形纠偏机构(22)，分别完成正、负极片的焊接工序和贴胶工序，为卷绕工序提供连续的正、负极片； 卷绕部，布置在基板(I)的中部，包含与制片部的两套蛇形纠偏机构(22)分别衔接的两套驱动张力机构(38)及顺序连接的两套夹棍纠偏装置(31)，两套隔膜放卷换带装置(32)，及电芯卷绕装置，将正、负极片分隔两层隔膜后卷绕成电芯，完成卷绕工序； 后处理部，安装在卷绕部的侧边，将电芯卷绕装置卷绕完毕的电芯进行后续处理，最终移出全自动卷绕机。
2.依据权利要求1所述的全自动卷绕机，其特征在于:所述制片部包括: 负极制片部，设置在基板(I)的左区，内置两块极片保护胶带的贴胶板机构(1)，焊接工序后可完成负极片正反两面的四道贴胶工序； 正极制片部，设置在基板(I)的右区，内置三块极片保护胶带的贴胶板机构(1)，焊接工序后可完成正极片正反两面的六道贴胶工序； 所述两套 蛇形纠偏机构(22)，分别位于正极制片部和负极制片部的上方，内置与卷绕部衔接的蛇形缓存区，分别对完成贴胶工序的正、负极片进行初步纠偏。
3.依据权利要求2所述的全自动卷绕机，其特征在于:所述驱动张力机构(38)分别安装在基板(I)中区上段的两侧，与两套蛇形纠偏机构(22)分别顺序连接；内置极片驱动单元和张力控制单元，用于牵引蛇形缓冲区的极片，并对进入卷绕工序的极片进行张力控制。
4.依据权利要求3所述的全自动卷绕机，其特征在于:所述夹棍纠偏装置(31)分别安装在基板(I)中区上段驱动张力机构(38)的侧边，与两套驱动张力机构(38)分别顺序连接；包括: 夹片纠偏机构，设置在基板(I)的正面，内置一对夹持极片的滚动夹片辊，纠偏方向与基板⑴垂直； 导向支撑机构，垂直安装在基板(I)上，用于支撑夹片纠偏机构； 纠偏驱动机构，安装在基板(I)的背面，通过导向支撑机构带动夹片纠偏机构相对于基板(I)作纠偏移动或复位移动； 纠偏感应器，安装在基板(I)的正面，检测经过夹片纠偏机构的极片相对于基板(I)的横向位置，控制纠偏驱动机构的纠偏方向； 复位压片机构，设置在基板(I)正面夹片纠偏机构的一侧，其复位辊的轴线与滚动夹片辊的轴线平行，在夹片纠偏机构复位时，用于压紧极片。
5.依据权利要求3所述的全自动卷绕机，其特征在于:所述隔膜放卷换带装置(32)，一套安装在基板(I)中区上段的中间，其连续提供的隔膜位于正、负极片之间进入电芯卷绕装置，另一套安装在基板(I)中区下段的一侧，其连续提供的隔膜位于正极片的外侧进入电芯卷绕装置；每套隔膜放卷换带装置(32)包括: 换带纠偏板，竖直设立在基板(I)的正面，与基板(I)平行，其上垂直固定有穿过基板(I)的纠偏导杆，与基板(I)呈轴向浮动连接； 一对放卷机构，设置在换带纠偏板的一端，分别安装互为备用的隔膜料卷，其转动轴线垂直于换带纠偏板，为卷绕工序轮流提供其释放的隔膜； 接带机构，设置在换带纠偏板的中部，将备用料卷的新料隔膜的首部粘贴在当前料隔膜的尾部； 切带机构，设置在一对放卷机构与接带机构之间，将粘贴连接后的当前料隔膜尾部的余料切断； 张力机构，与接带机构顺序连接，控制隔膜的张力，为卷绕工序提供隔膜缓冲； 纠偏机构，安装在基板(I)上，调整换带纠偏板相对于基板(I)的距离，对输出换带纠偏板的隔膜进行纠偏。
6.依据权利要求3所述的全自动卷绕机，其特征在于，所述电芯卷绕装置包括: 正极片的卷绕送片机构(34)，与右侧夹棍纠偏装置(31)顺序连接，用于正极片的卷绕入片; 负极片的卷绕送片机构(34)，与左侧夹棍纠偏装置(31)顺序连接，用于负极片的卷绕入片; 卷绕辅助机构(35)，设置在基板(I)中区的中间，与两套极片的卷绕送片机构(34)和两套隔膜放卷换带装置(32)的输出端衔接； 卷绕执行机构(36)，设 置在卷绕辅助机构(35)下方，与卷绕辅助机构(35)衔接配合卷绕电芯； 终止贴胶机构(37)，安装在卷绕执行机构(36)的下方，位于基板(I)中区的下段，将胶带拉出、切断、取长后，粘贴在卷绕成的电芯上。
7.依据权利要求6所述的全自动卷绕机，其特征在于，所述后处理部包括: 电芯取料机构(41)，设置在卷绕执行机构(36)的一侧，将卷绕完毕的电芯从卷绕执行机构(36)中取出； 压扁测试机构(42)，设置在电芯取料机构(41)的一侧，将取出的电芯压扁，进行短路测试; 电芯移出机构(43)，设置在压扁测试机构(42) —侧的上方，将测试完毕的电芯转移； 成品传送带(45)，设置在电芯移出机构(43)的下方，接受电芯移出机构(43)转移来的合格电芯，并输送出全自动卷绕机。
【文档编号】H01M10/058GK203434246SQ201320269031
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年5月16日 优先权日:2013年5月16日
【发明者】赵伟 申请人:东莞市雅康精密机械有限公司