一种复合机械手装置的制作方法

本实用新型涉及锂电池生产技术领域，尤其涉及一种复合机械手装置。

背景技术：

卷绕机是方形锂电池生产的关键设备之一，一般由二十多个机构组成，分别是放料机构、放料纠偏机构、刷粉机构、张力控制机构、张力测力机构、卷前纠偏机构、左右送片机械手机构、卷前夹紧导向机构、卷绕机构、隔膜切断机构，电芯收尾机构，电芯贴尾胶机构，下料机构，电芯转移机构，短路测试及预压成型机构，坏品剔除机构和传送带机构。其工作原理是将正、负极片分别装在左右放料机构，并手动拉动片路依次穿过放料纠偏、刷粉、张力机构、卷前纠偏、机械手和中间的相应辊组件；将隔膜料卷分别装在上下放料机构，并手动拉动隔膜按照穿隔膜方式依次穿过相应的组件，最终将其夹紧在卷绕机构的卷针机构中，左右机械手上下运动，将正、负极片送入卷针，卷针按照一定方向进行旋转，将正负极片和隔膜卷成方型电芯，正负极片和隔膜卷绕达到设定长度后，机械手上的极片切刀和隔膜切断机构分别将极片和隔膜切断，然后自动收尾、贴胶、下料和输送到机器外部。

本领域技术人员对现有公知技术的缺陷进行了分析，包括：极片与极片、极片与隔膜之间的对齐程度直接关系着电芯成型良品率和成品品质，由于现有卷绕机因为空间布局的关系，极片首先通过卷前纠偏机构后再由机械手送入卷针，中间需要经过数道过辊，同时还要受到卷针与卷前纠偏机构之间距离过远等诸多外部因素的影响，造成极片卷入卷针时的对齐精度无法做到有效的、精确的控制。

综上所述，本实用新型正是在现有公知技术的基础上，结合实际应用的验证，对同一技术领域内的产品结构提出进一步研发与创新的技术方案，这些所提出的技术方案完全能够解决极片卷入卷针时的对齐精度控制以及卷绕机纠偏装置使用的灵活性等技术问题，以满足对现有技术缺陷的弥补，同时也有利于同一技术领域的众多技术问题的解决以及提高技术方案的可拓展性。

技术实现要素：

针对以上缺陷，本实用新型提供一种复合机械手装置，使其进一步提高对极片对齐度的控制，解决现有技术的诸多不足。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种复合机械手装置，该机械手装置由伺服电机I驱动的补偿单元、伺服电机II驱动的送片单元和伺服电机III驱动的纠偏单元组成；所述补偿单元由伺服电机I、丝杆、导轨组成，补偿单元具有传感器，导轨与具有滑动夹块的连接板II连接，所述伺服电机I驱动丝杆带动连接板沿着导轨上下运动；所述送片单元由伺服电机II、离合器、驱动辊组成；所述纠偏单元由伺服电机III与线性模组组成，所述伺服电机III驱动线性模组带动送片单元前后运动。

对于上述技术方案的技术特征，还包括：

所述伺服电机I驱动丝杆旋转带动纠偏单元和送片单元向前下方位运动至传感器限位位置，补偿单元通过连接板II对送片单元和纠偏单元进行补偿动作，伺服电机II带动驱动辊旋转并且以摩擦传动的方式驱动极片向下运动；送片单元的运动拉动极片前后运动，使极片边缘保持在程序设定的数值范围。

一种卷绕机的机械手装置，该机械手装置由三部分组成，即驱动送片及纠偏机构、夹紧机构、极片切刀机构，所述驱动送片及纠偏机构由权利要求1-4所述的送片单元与纠偏单元组成，所述夹紧机构的每个夹紧辊下方相邻部位具有对应的驱动辊。

本实用新型所述的复合机械手装置的有益效果为：

(1)通过该复合机械手装置，其中的补偿单元由伺服电机II带动驱动辊旋转，以摩擦传动的方式驱动极片向下运动，同时伺服电机I驱动丝杆旋转，带动纠偏单元和送片单元向前下方位运动至传感器限位位置；

(2)通过该复合机械手装置，其中的送片单元的驱动辊在极片向下运动的摩擦力作用下以微小阻力进行旋转，同时伺服电机III驱动线性模组带动送片单元进行前后运动，从而拉动极片前后运动，使极片边缘时时保持在程序设定的数值范围；

(3)通过送片单元和纠偏单元通过伺服电机I的驱动向上移动到设定位置，然后通过极片切刀将极片切断；

(4)在形成的卷绕机的机械手装置中，具有送片单元与纠偏单元，通过将送片和极片纠偏进行重新组合，尽可能的减短了卷绕机设备中的卷绕机构与纠偏机构之间的有效距离，同时减少了极片从纠偏机构到卷绕机构之间的过辊数量，进一步提高了对极片对齐度的控制；

(5)所设置的补偿单元、送片单元以及纠偏单元能够应用于现有的同类设备，通过将三个单元或部分单元安装于卷绕机的纠偏布局中，能够解决因无法确保极片与极片、极片与隔膜之间的对齐度而出现控制精度较差的问题。

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例一所述复合机械手装置结构示意图；

图2是本实用新型实施例二所述送片机械手装置的结构示意图；

图3是传统的送片机械手装置所应用于现有卷绕机卷前纠偏布局示意图。

图中：

1、伺服电机I；2、丝杆；3、传感器；4、驱动辊；5、离合器；6、伺服电机II；7、伺服电机III；8、线性模组；9、连接板I；10、连接板II；11、安装座；12、轴承座；13、夹紧辊；14、导轨。

100、驱动送片及纠偏机构；200、夹紧机构；300、极片切刀机构；

1000、极片料卷；2000、隔膜料卷；3000、卷前纠偏机构；4000、送片机械手机构；5000、卷绕机构。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，本实用新型实施例一所述的复合机械手装置，该机械手装置由伺服电机I1驱动的补偿单元、由伺服电机II6驱动的送片单元和由伺服电机III7驱动的纠偏单元组成；

对于上述补偿单元的设置，包括但不仅限于以下实施手段：

所述补偿单元之部分零件均安装于相应的设备板架上，该补偿单元包括伺服电机I1、丝杆2、传感器3、导轨14以及加工件，所述丝杆2与导轨14通过连接板II10进行连接，其中的导轨14与丝杆2在位置关系上保持相互平行，与导轨10相配合的连接板II10具有垂直于所述连接板II10板面的滑动夹块，通过该滑动夹块夹持于导轨14上，再由伺服电机I1驱动丝杆2，从而带动连接板10沿着导轨14上下运动；

进一步地，对于上述补偿单元的实现方式，还包括该单元位置关系的设置，包括在补偿单元之内的伺服电机I1、丝杆2、传感器3、导轨14可处于不同平面但相互之间保持平行，该补偿单元通过连接板II10对送片单元和纠偏单元进行补偿动作；

此外，对于传感器3的设置不局限于补偿单元内，具体可在平行于丝杆2且与夹紧辊13构成的异面垂直区域内的探测杆上，该探测杆适当位置分布若干传感器3并且这些传感器3位于夹紧辊13两侧，以便于在操作时能够带动纠偏单元和送片单元向前下方位运动至传感器3限位位置；

对于上述送片单元的设置，包括但不仅限于以下实施手段：

所述送片单元之部分零件均安装于相应的设备板架上，该送片单元包括伺服电机II6、离合器5、驱动辊4、联轴器、气缸、轴承和对应加工件，其中的伺服电机II6、离合器5与驱动辊4通过加工件进行连接，所述送片单元通过安装座11与纠偏单元连接，相应地，所述送片单元通过轴承座12及对应组件与补偿单元连接。

进一步地，对于上述送片单元的实现方式，还包括该单元位置关系的设置，包括在送片单元之内的伺服电机II6、离合器5、联轴器等均处于同一轴心上，该送片单元的驱动辊4设置于与导轨14相垂直且与夹紧辊13相邻的异面区域内；

相应地，所述送片单元的离合器5若闭合时，夹紧辊13则在气缸作用下向下夹紧极片，伺服电机II6带动驱动辊4旋转，以摩擦传动的方式驱动极片向下运动，同时伺服电机I1驱动丝杆2旋转，实现带动纠偏单元和送片单元向前下方位运动至传感器3限位位置。

对于上述纠偏单元的设置，包括但不仅限于以下实施手段：

所述纠偏单元之部分零件均安装于相应的设备板架上，该纠偏单元包括伺服电机III7、线性模组8、连接板I9、传感器和对应的加工件，其中的伺服电机III7安装在线性模组8相对外端的部位，所述纠偏单元通过连接板I9及对应组件与补偿单元进行连接。

进一步地，对于上述纠偏单元的实现方式，还包括该单元位置关系的设置，包括在纠偏单元之内的伺服电机III7、线性模组8相互之间设置为首尾相接且相对于纠偏单元一外一内的位置关系，该线性模组8侧面贴紧用于固安装送片单元中的离合器5及联轴器等组件的安装座11，通过该线性模组8及配置的纠偏组件进行纠偏操作。

以上本实用新型实施例一所述的复合机械手装置，上述构成的装置工作时：

①首先进行送片，在送片时，离合器5闭合，夹紧辊13在气缸作用下向下夹紧极片，伺服电机II6带动驱动辊4旋转，以摩擦传动的方式驱动极片向下运动，同时伺服电机I1驱动丝杆2旋转，带动纠偏单元和送片单元向前下方位运动至传感器3限位位置；

②然后进行卷绕时，离合器5断开连接，夹紧辊13仍然处于夹紧状态，驱动辊4在极片向下运动的摩擦力作用下以微小阻力进行旋转，同时伺服电机III7驱动线性模组8带动送片单元进行前后运动，从而拉动极片前后运动，使极片边缘时时保持在程序设定的数值范围；

③在卷绕完成之后，夹紧辊13在气缸作用下松开，送片单元和纠偏单元通过伺服电机I1的驱动向上移动到设定位置，然后通过极片切刀将极片切断。

实施例二

如图2-3所示，本实用新型实施例二所描述的为一种卷绕机的机械手装置，该机械手装置由三部分组成，即驱动送片及纠偏机构100、夹紧机构200、极片切刀机构300，所述驱动送片及纠偏机构100包括如实施例一所述的送片单元与纠偏单元，其中的送片单元由伺服电机II6驱动，其中的纠偏单元由伺服电机III7驱动，所述夹紧机构200安装于驱动送片及纠偏机构100外围，该夹紧机构200与伺服电机I1驱动的补偿单元异面垂直并且该夹紧机构200包含若干夹紧辊13，每个夹紧辊13下方相邻部位具有对应的驱动辊4，该驱动辊4与送片单元之间的连接关系及工作原理参照上述实施例一所述，此处不再赘述；

进一步地，所述夹紧机构200外侧增设极片切刀机构300，所述极片切刀机构300在位置关系上同样与伺服电机I1驱动的补偿单元异面垂直并且该极片切刀机构300与具有连续夹紧作用的最外侧夹紧辊13相邻。

以上结构设置的具体原因在于，通过参照图3的现有卷绕机的卷前纠偏布局示意可知，现有的同类设备在工作时，不同位置具有极片料卷1000与隔膜料卷2000，极片首先穿过卷前纠偏机构3000，经数道过辊后穿过送片机械手机构4000，再经卷前夹紧导向机构后送入卷绕机构5000，卷绕机构5000与卷前纠偏机构3000距离较远，而机械手机构只是完成送片和切断的功能，致使极片受过多外部因素影响，造成极片与极片、极片与隔膜之间的对齐度无法做到有效的、精确的控制。

为了克服上段所述现有卷前纠偏机构的缺陷，故设计实施本实用新型实施例二所述的复合机械手装置，该装置工作时：由于在该机械手装置中，将送片和极片纠偏进行了重新组合，尽可能的减短了卷绕机设备中的卷绕机构与纠偏机构之间的有效距离，同时减少了极片从纠偏机构到卷绕机构之间的过辊数量，进一步提高了对极片对齐度的控制。

在本说明书的描述中，若出现术语″实施例一″、″本实施例″、″具体实施″等描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型或实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例；而且，所描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以恰当的方式结合。

在本说明书的描述中，术语″连接″、″安装″、″固定″、″设置″、″具有″等均做广义理解，例如，″连接″可以是固定连接或在不影响部件关系与技术效果的基础上通过中间组件间接进行，也可以是一体连接或部分连接，如同此例的情形对于本领域普通技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型或实用新型中的具体含义。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用本案技术，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，对于以下几种情形的修改，都应该在本案的保护范围内：①以本实用新型技术方案的技术特征为基础并结合现有公知常识所实施的新的技术方案，该新的技术方案所产生的技术效果并没有超出本实用新型技术效果之外，例如，以本实用新型送片单元、纠偏单元、补偿单元相结合之后，再结合与卷绕机有关的其它装置，来实现一种与本实用新型技术方案所实现的技术效果相同的新的技术方案；②采用公知技术对本实用新型技术方案的部分技术特征的等效替换，所产生的技术效果与本实用新型技术效果相同，例如，将本实用新型技术方案中的送片单元、纠偏单元、补偿单元的任意组份进行结构的改进，然后没有产生超出本实用新型之外的技术效果；③以本实用新型技术方案为基础进行可拓展，拓展后的技术方案的实质内容没有超出本实用新型技术方案之外；④利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域。