专利名称：卷料的自动换卷接料装置及自动换卷接料方法
技术领域：
本发明涉及一种卷料装置，尤其涉及一种卷料的自动换卷接料装置和自动换卷接 料方法。
背景技术：
电池、包装及其他工业领域采用卷料加工产品时，当一组卷料完成放料后，需要及 时换卷，并将前一组卷料的尾部与后一组卷料的头部对接起来继续生产，接料过程不仅需 要节省材料、准确高效，而且应当尽可能地保障正常的产品生产状态，避免因为换料而影响 产品质量和精度。例如在电池领域，目前，电芯的卷绕工艺过程中，采用如下换卷接料的方法实现极 片的接料当一卷极片用完后，立即停机换上另一卷极片；手动切去前一卷极片的尾部和 后一卷极片的头部后，首尾对齐两组极片并在其两面分别粘贴两片胶纸，从而实现极片的 对接；最后，再次启动电芯的卷绕工艺。这种传统的手动换卷接料方式不仅效率低下，而且由于停机后极片处于自由伸展 状态，无法维持换料之前极片的张力状态和位置，导致电芯的尺寸和卷绕张力不稳定，因此 会对正常的产品生产状态造成一定的影响。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是，提供一种卷料的自动换卷接料装置及自动换卷 接料方法，能够显著提高接料效率，避免影响正常的产品生产状态。为解决上述技术问题，本发明提供一种卷料的自动换卷接料装置，包括用于提供 主用卷料的主用放料机构、用于提供备用卷料的备用放料机构，还包括对接机构、第一贴胶 机构、第二贴胶机构和控制机构；对接机构包括第一接料部件和第二接料部件，所述第一接料部件包括尾部吸盘， 所述第二接料部件包括头部吸盘；头部吸盘用于预先吸附备用卷料的头部，所述尾部吸盘用于当所述主用卷料用完 时，在所述控制机构的控制下吸附主用卷料的尾部；第一接料部件和第二接料部件还用于当所述尾部吸盘吸附主用卷料的尾部后，在 所述控制机构的控制下对齐所述主用卷料的尾部和所述备用卷料的头部；第一贴胶机构和第二贴胶结构用于在所述控制机构的控制下，分别将胶纸粘贴在 主用卷料的尾部与备用卷料的头部组成的接料处的两面。进一步地，所述第二接料部件还包括第一导辊和第二导辊；第一导辊用于在主用 卷料用完之前，引导所述主用卷料进入第一接料部件；第二导辊用于引导所述备用卷料的 头部预先吸附在所述头部吸盘，并在完成换卷接料后，引导所述备用卷料进入第一接料部 件。优选地，所述尾部吸盘安装在可沿所述第一接料部件移动的第一移动部件上，所述头部吸盘安装在可沿所述第二接料部件移动的第二移动部件上；所述第一移动部件和第二移动部件分别用于当所述尾部吸盘吸附主用卷料的尾 部后，在控制机构的控制下相互移动，从而将所述主用卷料的尾部与备用卷料的头部对齐 并靠拢。
所述第一贴胶机构和第二贴胶机构都包括用于预先吸附胶纸的胶纸吸盘，所述胶 纸的吸附位置与所述接料处相对应。所述自动换卷接料装置还包括用于调整所述主用放料机构或备用放料机构的放 料位置的纠偏机构。优选地，所述尾部吸盘在靠近所述第二接料部件的一侧还设有切刀，所述切刀用 于当所述主用卷料用完时，在所述控制机构的控制下修剪所述主用卷料的尾部。本发明还提供了一种卷料的自动换卷接料方法，用于实现备用卷料的头部与主用 卷料的尾部的自动接料，包括以下步骤A 预先将备用卷料的头部吸附在自动换卷接料装置的头部吸盘；B:当所述主用卷料用完时，将主用卷料的尾部吸附在自动换卷接料装置的尾部吸 盘；C 对齐所述主用卷料的尾部和所述备用卷料的头部；D 先后将两张胶纸分别粘贴在主用卷料的尾部与备用卷料的头部组成的接料处 的两面。优选地，所述步骤C中，或者步骤D之后利用备用卷料进行正常生产时，还包括对 备用卷料的放料位置进行纠偏的步骤。优选地，所述步骤B中，当所述主用卷料用完后，吸附所述主用卷料的尾部之前， 还包括自动修剪所述主用卷料的尾部的步骤。所述步骤A中，还包括预先将胶纸分别吸附在自动换卷接料装置中第一贴胶机构 和第二贴胶机构的胶纸吸盘上的步骤。本发明的有益效果是与人工接料的方式相比，本发明不仅能够显著提高接料效 率和生产效率，而且不会在接料时松开主用卷料使其处于自由状态，避免由于卷料的张力 和位置发生变化而影响正常的产品生产状态，因此提高了生产的稳定性。本发明还采用第 一贴胶机构和第二贴胶机构进行异步的自动贴胶，不仅贴胶牢固，而且消除了手动贴胶可 能产生的卷料起皱或者破裂的情况，能够更好地保护卷料。本发明还通过纠偏机构及时调整主用卷料或备用卷料的放料位置，保证接料过程 中卷料的首尾对齐，以及保证正常的生产过程中卷料不会发生位置偏移。
图1为本发明一种实施例的卷料的换卷接料装置立体图；图2为本发明一种实施例的卷料的换卷接料装置主视图；图3为本发明一种实施例的卷料的换卷接料装置右视图；图4为本发明一种实施例的主用放料机构和备用放料机构的结构立体图；图5为本发明一种实施例的第二贴胶机构的结构立体图；图6为本发明一种实施例的对接机构接料前的结构示意图7为本发明一种实施例的对接机构接料过程中的结构示意图；图8为本发明一种实施例的卷料的自动换卷接料的方法流程图；图9为本发明一种实施例的接料后卷料的主视示意图；图10为本发明一种实施例的接料后卷料的俯视示意图。
具体实施例方式下面通过具体实施方式
结合附图对本发明作进一步详细说明。请参考图1至图3，本发明一种实施例的卷料的自动换卷接料装置主要包括主用 放料机构21、备用放料机构22、对接机构4、第一贴胶机构31、第二贴胶机构32，以及对以上 机构进行控制的控制机构(图中未画出)，以上机构可相互配合地安装在底座1上，底座1 起到固定和结构支撑的作用。其中，主用放料机构21用于装夹第一组卷料210，从而提供正常的产品生产所使 用的主用卷料110，相应地，备用放料机构22用于装夹需要替换的第二组卷料220，从而提 供当主用卷料110用完时，通过接料的方式继续使用的备用卷料120。如图4所示，主用放 料机构21和备用放料机构22可以独立设置，也可以连接在一起，二者还包括用于驱动主用 卷料210或备用卷料220转动从而实现放卷和收卷功能的驱动电机212，以及用于调整放料 位置的驱动汽缸211。如图5所示，第一贴胶机构31和第二贴胶机构32的结构相同且位置相对，可在控 制机构的驱动下依次移动至相互靠近的位置从而进行贴胶。二者都包括用于预先吸附一张 胶纸的胶纸吸盘320，胶纸吸盘320可为真空吸盘。如图2、图6和图7所示，对接机构4包括配合使用的第一接料部件41和第二接料 部件42，第一接料部件41包括尾部吸盘411，第二接料部件42包括头部吸盘421。其中，尾 部吸盘411和头部吸盘421都可采用能够吸附特定材料的卷料的真空吸盘。一种优选的实施方式中，第二接料部件42还包括第一导辊422和第二导辊423，第 一导辊422用于在主用卷料110用完之前，引导主用卷料110进入第一接料部件41从而进 行正常的生产；第二导辊423用于在换料之前，引导备用卷料120的头部预先吸附在头部吸 盘421，并用于在完成换卷接料后，引导备用卷料120进入第一接料部件41从而进行换卷 后的正常生产。进一步地，为了更好地控制主用卷料110和备用卷料120在换卷和正常生 产过程中走向和位置，如图1所示，换卷接料装置还可包括主用导料机构51和备用导料机 构52，二者都包括设置在一定位置的过渡导辊，主用导料机构51用于将主用卷料110从主 用放料机构21引导至第一导辊422，备用导料机构52用于将备用卷料120从备用放料机构 22引导至第二导辊423。如图6所示，换卷接料之前，使用主用卷料110进行正常生产、主用卷料110尚未 用完的时候，预先将备用卷料120的头部吸附在头部吸盘421上，吸附之前，还可采用人工 或者自动的方式对备用卷料120的头部进行修剪，保证头部的平整。当主用卷料110用完 时，尾部吸盘411在控制机构的控制下吸附主用卷料110的尾部，控制机构还可控制设置在 尾部吸盘411 一侧(第二接料部件42所在侧)的切刀412在切刀驱动汽缸415的驱动下， 自动修剪主用卷料110的尾部，从而保证尾部的平整。修剪之前，可停机或者暂停正常生 产，并采用压紧机构70压住主用卷料110避免移动。
一种优选的实施方式中，尾部吸盘411安装在第一移动部件414上，第一移动部件414可在斜向设置的第一对接汽缸413的驱动下沿第一接料部件41移动；头部吸盘421安 装在第二移动部件425上，第二移动部件425可在斜向设置的第二对接汽缸424的驱动下 沿第二接料部件42移动。尾部吸盘411吸附主用卷料110的尾部后，在控制机构的控制下， 第一接料部件41和第二接料部件42产生相互移动，第一移动部件414与第二移动部件425 也发生斜向的相对移动，从而使主用卷料110的尾部与备用卷料120的头部相互对齐并靠 拢，形成图7所示的主用卷料110和备用卷料120对齐的状态。第一贴胶机构31和第二贴胶机构32的胶纸吸盘320上各预先吸附一张胶纸，胶 纸的吸附位置与主用卷料Iio的尾部与备用卷料120的头部组成的接料处相对应，当主用 卷料110与备用卷料120首尾对齐后，第一贴胶机构41和第二贴胶结构42在控制机构的 控制下先后移动至接料处，分别将胶纸吸盘320上吸附的胶纸粘贴在主用卷料110与备用 卷料120的接料处的两面，从而完成整个接料过程。本实施方式采用异步贴胶的方式，即第一贴胶机构31首先将一张胶纸粘贴在接 料处的正面，对其形成一定的支撑，接着第二贴胶机构32将另一张胶纸粘贴在接料处的反 面，能够避免主用卷料110与备用卷料120在接料处发生变形或者位置偏移，进一步提高了 接料质量。接料完成后，控制机构控制第一接料部件41上的尾部吸盘411松开备用卷料120 的头部，相应地，头部吸盘421松开备用卷料120的头部，压紧机构70松开主用卷料110，第 一贴胶机构31和第二贴胶机构32分别复位，继续使用备用卷料120进行正常的生产。如图9至10所示，完成换卷接料后，两片胶纸60分别粘贴在主用卷料110和备用 卷料120的两面，将二者牢固地连接起来，主用卷料110和备用卷料120之间的宽度正好等 于切刀412的宽度。胶纸60的长度根据具体需要设定，胶纸60的宽度可略宽于主用卷料 110和备用卷料120的宽度，从而在宽度方向包覆接料处，避免偏移或脱离。后续的生产过程中，可重新在第一贴胶机构31和第二贴胶机构32的胶纸吸盘320 上分别吸附下一张胶纸60，将备用卷料120替换为主用卷料110，即调整主用放料机构21 和备用放料机构22的位置，重新装夹下一组备用卷料120，准备采用同样的方式再一次进 行自动换卷接料。一种优选的实施方式如图4所示，换卷接料装置还包括用于调整主用放料机构21 或备用放料机构22的放料位置的纠偏机构23，该纠偏机构23能够在主用卷料110和备用 卷料120相互对齐的过程中，调整主用放料机构21或备用放料机构22的位置，使主用卷料 110与备用卷料120在宽度方向完全对齐；纠偏机构23还能在正常的生产过程中，调整主 用放料机构21或备用放料机构22的位置，使主用卷料110或备用卷料120保持准确的放 料位置，避免材料偏移。 控制机构可以根据具体需要采用PLC (可编程控制器)或者单片机等，能够在正常 生产过程中，根据主用卷料110的直径、放料速度等计算主用卷料110完成放料的时间，并 在主用卷料110完成放料时自动控制对接机构4、第一贴胶机构31和第二贴胶机构32等构 件的动作。 如图8所示，本发明还提供了一种卷料的自动换卷接料方法，用于通过自动换卷 接料装置实现备用卷料120的头部与主用卷料110的尾部的自动对接，主要包括以下步骤步骤S801 正常的生产过程中，当主用卷料110尚未用完时，预先准备一组备用卷 料120，将其装夹在备用放料机构22上，并将备用卷料120的头部吸附在自动换卷接料装置 的头部吸盘421，为了保证头部材料的平整，吸附之前，还可利用人工或者自动的方式修剪 备用卷料120的头部。进一步地，本步骤还包括预先将两块胶纸分别吸附在自动换卷接料装置中第一贴 胶机构31和第二贴胶机构32的胶纸吸盘320上，准备在贴胶过程中将两块胶纸分别粘贴 在接料处的两面。步骤S802 在控制机构的控制下，当主用卷料120用完时，使用切刀412自动修剪 主用卷料Iio的尾部，接着将其吸附在自动换卷接料装置的尾部吸盘411上，准备接料。步骤S803 对齐主用卷料110的尾部和备用卷料120的头部。本步骤中，主用卷 料110和备用卷料120在控制机构的控制下相对移动，接着分别夹紧并靠拢主用卷料110 的尾部和备用卷料120的头部，使二者相互对齐、靠拢。该过程中，可以利用纠偏机构23调 整备用放料机构22的放料位置，从而对备用卷料120的放料位置进行纠偏，使对接的两组 卷料在宽度方向对齐。步骤S804 先后将两张胶纸分别粘贴在主用卷料110的尾部与备用卷料120的头 部组成的接料处的两面，从而完成接料过程。优选地，胶纸的宽度略大于主用卷料110和备 用卷料120的宽度。接料完成以后，即可利用换卷后的备用卷料120进行正常生产，生产过程中，仍然 可以采用纠偏机构23调整备用卷料120的放料位置，保证正常的生产；当然，还可根据需要 利用纠偏机构23调整主用卷料110的放料位置。本发明的卷料的自动换卷接料装置及自动换卷接料方法可广泛应用于包装、纸 业、电池等多种工业领域。与人工接料的方式相比，本发明不仅能够显著提高接料效率和生 产效率，而且不会在接料时松开主用卷料110使其处于自由状态，避免由于卷料的张力和 位置发生变化而影响正常的产品生产状态，因此提高了生产的稳定性。进一步地，本发明在控制机构的控制下，利用第一贴胶机构31和第二贴胶机构32 进行异步的自动贴胶，不仅贴胶牢固，而且消除了手动贴胶可能产生的卷料起皱或者破裂 的情况，能够更好地保护卷料。本发明还通过纠偏机构23及时调整主用卷料110或备用卷 料120的放料位置，保证接料过程卷料的首尾对齐，以及保证正常的生产过程中卷料不会 发生位置偏移。例如在电池的电芯卷绕工艺过程中，本发明的主用卷料110或备用卷料120为电 池正极片或负极片，由于接料快捷牢固，接料处的对齐精度高，而且不会改变极片的卷绕张 力，因此能够保证电池的尺寸精度和质量的稳定性。以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发 明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护 范围。
权利要求
一种卷料的自动换卷接料装置，包括用于提供主用卷料的主用放料机构、用于提供备用卷料的备用放料机构，其特征在于，还包括对接机构、第一贴胶机构、第二贴胶机构和控制机构；对接机构包括第一接料部件和第二接料部件，所述第一接料部件包括尾部吸盘，所述第二接料部件包括头部吸盘；头部吸盘用于预先吸附备用卷料的头部，所述尾部吸盘用于当所述主用卷料用完时，在所述控制机构的控制下吸附主用卷料的尾部；第一接料部件和第二接料部件还用于当所述尾部吸盘吸附主用卷料的尾部后，在所述控制机构的控制下对齐所述主用卷料的尾部和所述备用卷料的头部；第一贴胶机构和第二贴胶结构用于在所述控制机构的控制下，分别将胶纸粘贴在主用卷料的尾部与备用卷料的头部组成的接料处的两面。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二接料部件还包括第一导辊和第二 导辊；第一导辊用于在主用卷料用完之前，引导所述主用卷料进入第一接料部件；第二导 辊用于引导所述备用卷料的头部预先吸附在所述头部吸盘，并在完成换卷接料后，引导所 述备用卷料进入第一接料部件。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述尾部吸盘安装在可沿所述第一接料部 件移动的第一移动部件上，所述头部吸盘安装在可沿所述第二接料部件移动的第二移动部 件上；所述第一移动部件和第二移动部件分别用于当所述尾部吸盘吸附主用卷料的尾部后， 在控制机构的控制下相互移动，从而将所述主用卷料的尾部与备用卷料的头部对齐并靠 拢。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一贴胶机构和第二贴胶机构都包括 用于预先吸附胶纸的胶纸吸盘，所述胶纸的吸附位置与所述接料处相对应。
5.如权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述自动换卷接料装置还包括 用于调整所述主用放料机构或备用放料机构的放料位置的纠偏机构。
6.如权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述尾部吸盘在靠近所述第二 接料部件的一侧还设有切刀，所述切刀用于当所述主用卷料用完时，在所述控制机构的控 制下修剪所述主用卷料的尾部。
7.一种卷料的自动换卷接料方法，用于实现备用卷料的头部与主用卷料的尾部的自动 接料，其特征在于，包括以下步骤A 预先将备用卷料的头部吸附在自动换卷接料装置的头部吸盘；B 当主用卷料用完时，将主用卷料的尾部吸附在自动换卷接料装置的尾部吸盘；C 对齐所述主用卷料的尾部和所述备用卷料的头部；D 先后将两张胶纸分别粘贴在主用卷料的尾部与备用卷料的头部组成的接料处的两面。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，或者步骤D之后利用备用卷 料进行正常生产时，还包括对备用卷料的放料位置进行纠偏的步骤。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，当所述主用卷料用完后，吸附 所述主用卷料的尾部之前，还包括自动修剪所述主用卷料的尾部的步骤。
10.如权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，还包括预先将 胶纸分别吸附在自动换卷接料装置中第一贴胶机构和第二贴胶机构的胶纸吸盘上的步骤。
全文摘要
本发明公开了一种卷料的自动换卷接料装置及自动换卷接料方法，装置包括主用放料机构、备用放料机构，对接机构、第一贴胶机构、第二贴胶机构和控制机构；对接机构包括第一接料部件和第二接料部件，第一接料部件包括尾部吸盘，第二接料部件包括头部吸盘；头部吸盘预先吸附备用卷料的头部，尾部吸盘用于当所述主用卷料用完时，在控制机构的控制下吸附主用卷料的尾部；吸附主用卷料的尾部后，对接机构对齐主用卷料的尾部和备用卷料的头部；第一贴胶机构和第二贴胶结构在控制机构的控制下，先后将胶纸粘贴在主用卷料的尾部与备用卷料的头部组成的接料处的两面。本发明能够显著提高接料效率，而且避免对正常的产品生产状态造成影响。
文档编号B65H19/18GK101804922SQ201010118999
公开日2010年8月18日 申请日期2010年3月5日 优先权日2010年3月5日
发明者曾令中 申请人:深圳市吉阳自动化科技有限公司