電池電芯自動疊片的制造方法
【專利摘要】一種電池電芯自動疊片機，包括機架、疊片結構、料槽、上料結構、隔膜放料及張力控制結構、隔膜殘卷結構、電芯貼膠結構、取成品電芯結構和電芯抓取結構。機架包括面板和位于面板上方的頂板，上料結構和隔膜放料及張力控制結構安裝于頂板上，并分別對應于位于面板上的料槽和疊片結構設置，以進行疊片。隔膜殘卷結構、電芯貼膠結構和取成品電芯結構在疊片結構下游依工序順次布置。電芯抓取結構位于疊片結構和取成品電芯結構之間，從疊片結構上抓取半成品電芯，并將該半成品電芯依次送至隔膜殘卷機構卷繞和電芯貼膠機構貼膠后送至取成品電芯結構。本實用新型各結構布置緊湊，配合順暢，提高疊片效率。
【專利說明】電池電芯自動疊片機

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電池制造設備領域，尤其涉及一種電池電芯自動疊片機，適用于鋰電池、鎳氫電池及鎳鉻電池等矩形電池的“ Z ”字形疊片。

【背景技術】
[0002]鋰電池、鎳氫電池及鎳鉻電池等電池的電芯主要由交替疊放的正極片、負極片以及設置在正、負極片之間的絕緣隔膜組成，疊片機即為用以完成上述正負極片及隔膜疊放工作而生產出電芯的設備。
[0003]疊片機通常包括機架和固定在機架上的料槽、定位機構、疊片機構、機械手機構、隔膜放料及糾偏機構、卷繞機構及貼膠機構等功能機構，機架通常包括一水平設置的底座和固定在底座上的一豎直方向的立板，上述各功能機構都安裝在該立板上，使得各機構布置不夠緊湊，造成立板太高，占用空間大，且不利于機械手機構順暢活動，影響疊片效率。
[0004]另外，由于電芯中正極片和負極片需交替疊放，現有的疊片機中正、負極片的料槽一般是相鄰設置，在電芯的生產過程中，正負極片所產生的粉塵容易相互混合落到極片上對電池質量造成不良影響。
實用新型內容
[0005]本實用新型提出一種電池電芯自動疊片機，解決現有的疊片機中各功能機構布置不緊湊導致疊片機占用空間大的問題。
[0006]進一步地，本實用新型還解決正、負極片產生的粉塵容易相互混合落到極片上影響電池質量的技術問題。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案:一種電池電芯自動疊片機，包括機架、疊片結構、正極片料槽、負極片料槽、上料結構、隔膜放料及張力控制結構、隔膜殘卷結構、電芯貼膠結構、取成品電芯結構和電芯抓取結構；機架包括水平設置的面板和位于面板上方的頂板；疊片結構安裝于所述面板上，包括疊片臺機構和用以驅動疊片臺機構在第一位置和第二位置之間水平直線往復運動的疊片臺移載機構；正極片料槽和負極片料槽安裝于所述面板上，且分別對應于第一位置和第二位置設置；上料結構安裝于所述頂板上，并分別對應于所述正極片料槽和負極片料槽設置，以在疊片臺機構往復運動時將正極片料槽中的正極片和負極片料槽中的負極片交替地移載至所述疊片臺機構上；隔膜放料及張力控制結構，安裝于所述頂板上，并位于所述第一位置和第二位置之間，以在疊片臺機構往復運動時向疊片臺機構上提供隔膜而使正極片與負極片相隔離；隔膜殘卷結構，安裝于所述面板上并位于所述疊片結構的下游，以將預定長度的隔膜卷繞于完成疊片后形成的半成品電芯上；電芯貼膠結構，位于所述隔膜殘卷機構的下游，用以對卷繞完成的電芯進行貼膠而形成成品電芯；取成品電芯結構，位于所述電芯貼膠結構的下游，用以承托成品電芯并將成品電芯轉移至成品放置區(qū)；電芯抓取結構，位于所述疊片結構和所述取成品電芯結構之間，用以抓取所述半成品電芯，并將所述半成品電芯依次送至隔膜殘卷機構卷繞和電芯貼膠機構貼膠后送至所述取成品電芯結構。
[0008]優(yōu)選地，所述正極片料槽和所述負極片料槽分列于所述疊片臺機構直線運動方向的兩側。
[0009]優(yōu)選地，所述上料結構包括用以吸取極片的吸料機構和用以帶動吸料機構行走的水平移動機構；所述水平移動機構包括第一級傳動機構和第二級傳動機構；第一級傳動機構包括第一連接板以及與所述第一連接板相連的動力組件，所述動力組件驅動第一連接板以設定速度相對于所述頂板移動；第二級傳動機構與第一連接板相連，并在第一連接板的帶動下以兩倍的設定速度相對于頂板作倍速移動；所述吸料機構與所述第二級傳動機構相連，從而使所述吸料機構相對于所述頂板作快速移動。
[0010]優(yōu)選地，所述隔膜放料及張力控制結構包括立板機構、隔膜卷軸、過輥、隔膜張力控制機構、水平滑軌和隔膜糾偏機構；立板機構可移動地安裝于該水平滑軌上；隔膜卷軸用以放置隔膜卷，安裝于所述立板機構上；過輥用以對隔膜進行引導，安裝于所述立板機構上；隔膜張力控制機構包括導軌、位置可調地連接于導軌上的浮動輥、驅動浮動輥沿導軌移動而保持隔膜張力的張力控制驅動裝置；所述導軌安裝于立板機構上，且導軌兩端點的連線與水平面具有夾角α ;水平滑軌安裝于所述頂板上，水平滑軌的長度方向與所述疊片臺機構直線運動方向垂直；隔膜糾偏機構，連接所述立板機構而可驅動立板機構沿水平滑軌移動。
[0011]優(yōu)選地，所述隔膜殘卷結構包括隔膜切斷機構、挑隔膜機構、隔膜卷繞機構；所述挑隔膜機構包括第一級隔膜張力控制組件和第二級隔膜張力控制組件；第一級隔膜張力控制組件包括由至少兩根相互間隔的第一過輥構成的第一組過輥、由至少一根第二過輥構成的第二組過輥以及第一驅動裝置，所述第一組過輥位于隔膜上方，所述第二組過輥位于隔膜下方，且第一過輥與第二過輥在隔膜長度方向交錯排列，所述第一驅動裝置驅動第一組過輥和第二組過輥相互遠離而將隔膜挑成所述預定長度，且所述第一驅動裝置還驅動兩組過輥隨隔膜卷繞而相互靠近，以使隔膜在卷繞時保持恒張力；第二級隔膜張力控制組件包括位于隔膜上方的第一壓輥、位于隔膜下方的第二壓輥以及第二驅動裝置，當隔膜卷繞至還剩設定的警戒長度時，所述第二驅動裝置驅動所述第一壓輥和所述第二壓輥相互靠近而夾住隔膜，使隔膜尾段在卷繞時保持恒張力；所述隔膜切斷機構設置于所述第一級隔膜張力控制組件的上游，用以在第一級隔膜張力控制組件將隔膜挑成預定長度后將隔膜切斷；所述隔膜卷繞機構設置于所述第二級隔膜張力控制組件的下游，用以將所述預定長度的隔膜卷繞于所述半成品電芯上。
[0012]優(yōu)選地，所述疊片臺機構包括一底板；所述疊片臺移載機構包括固定在所述面板上并且前后延伸的移載導軌、與該移載導軌相配合并固定在疊片臺機構的底板上的滑塊以及用以驅動該滑塊前后移動的移載驅動裝置；所述移載驅動裝置包括一電機和由該電機驅動的兩條平行設置的齒形帶；所述齒形帶與所述移載導軌平行，所述移載導軌的兩端分別對應所述第一位置和所述第二位置。
[0013]優(yōu)選地，所述電芯貼膠結構通過支撐桿支撐于所述面板上；所述電芯抓取結構包括:一抓持單元，用以抓取電芯；一翻轉單元，用以固定該抓持單元并帶動該抓持單元在豎直面進行-度范圍的翻轉；一上下移動單元，用以固定該翻轉單元并帶動該翻轉單元上下移動；以及一水平移動單元，其能夠前后移動地固定在所述面板上，用以固定該上下移動單元并帶動該上下移動單元前后移動；所述電芯抓取結構能夠將電芯從水平狀態(tài)翻轉至豎直狀態(tài)送至所述電芯貼膠結構處，從而配合所述電芯貼膠結構對電芯的側面進行U字形包膠。
[0014]優(yōu)選地，所述電池電芯自動疊片機還包括電芯檢測結構，所述電芯檢測結構設置于所述電芯貼膠結構處，所述電芯檢測結構包括:一安裝座；相對設置的兩夾持臂，夾持臂沿豎直方向設置，每個夾持臂都包括一絕緣材質的連接板及分別固定在所述連接板上下兩端的上導電夾板與下導電夾板，所述上導電夾板和下導電夾板之間具有間隔；一短路測試儀，其包括兩測試端，其中一測試端與所述兩夾持臂的上導電夾板電性連接，另一測試端與所述兩夾持臂的下導電夾板電性連接；至少一第一驅動件，其固定在所述安裝座上，驅動所述兩夾持臂相對靠近或遠離。
[0015]優(yōu)選地，所述取成品電芯結構包括安裝架、電芯托盤機構、電芯轉移機構、電芯提取機構和電芯堆疊機構；安裝架安裝于所述面板上；電芯托盤機構包括用以緩存成品電芯的托盤，所述托盤安裝于所述安裝架上；電芯轉移機構安裝于所述安裝架上并位于所述電芯托盤機構上方；電芯提取機構連接所述電芯轉移機構，并由電芯轉移機構驅動而可水平移動；電芯堆疊機構用以疊放成品電芯，設置于所述電芯提取機構的行程范圍內，并位于電芯提取機構下方；所述電芯提取機構能夠提取緩存于所述托盤上的成品電芯，并在水平移動時將成品電芯轉移至所述電芯堆疊機構上。
[0016]與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果:本實用新型的疊片機中，機架設有上下間隔排布的面板和頂板，上料結構、隔膜放料及張力控制結構安裝在頂板上，與位于面板上的疊片臺結構相配合完成電池電芯制造過程中最重要的疊片工作。上料結構、隔膜放料及張力控制結構、疊片臺結構的行動路線互不干擾，充分利用機架空間，各結構可順暢移動，有機配合，提聞置片機置片的效率。
[0017]進一步地，本實用新型的疊片機中，正、負極片料槽分列于疊片臺機構行走路線的兩側，并分別對應設置在疊片臺機構行程范圍的前后位置上，呈中心對稱布置，疊片臺機構在往復運動過程中接受正、負極片的交替上料及隔膜放料而實現疊片；正、負極片料槽距離相隔較遠，避免了生產過程中正、負極片所產生的粉塵相互混合落到極片上對電池質量造成影響的因素，提高產品質量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型電池電芯自動疊片機實施例的結構示意圖。
[0019]圖2是本實用新型電池電芯自動疊片機實施例的俯視結構示意圖。
[0020]圖3是本實用新型電池電芯自動疊片機實施例中料槽與疊片結構的布置示意圖。
[0021]圖4是本實用新型電池電芯自動疊片機實施例中疊片結構的俯視結構示意圖。
[0022]圖5是本實用新型電池電芯自動疊片機實施例中上料結構的側向結構示意圖。
[0023]圖6是本實用新型電池電芯自動疊片機實施例中上料結構的水平移動機構的示意圖。
[0024]圖7是本實用新型電池電芯自動疊片機實施例中隔膜放料及張力控制結構的示意圖。
[0025]圖8是本實用新型電池電芯自動疊片機實施例中后半部分各結構相配合的原理示意圖。
[0026]圖9是本實用新型電池電芯自動疊片機實施例中電芯貼膠結構的示意圖。
[0027]圖10是本實用新型電池電芯自動疊片機實施例中電芯檢測結構的示意圖。
[0028]圖11是本實用新型電池電芯自動疊片機實施例中取成品電芯結構的示意圖。
[0029]圖12是本實用新型電池電芯自動疊片機實施例中電芯抓取結構的示意圖。
[0030]標號說明如下:200、隔膜；300、膠紙；400、電芯。
[0031]1、機架；11、面板；12、頂板；13、立柱；111、支撐桿；15、料槽；15a、正極片料槽；15b、負極片料槽；16a、正極片校準臺；16b、負極片校準臺。
[0032]2、疊片結構；21、疊片臺機構；211、疊片臺；212、底板；22、疊片臺移載機構；221、移載導軌；222、電機；223、齒形帶。
[0033]3、上料結構；31、吸料機構；311、第一吸料頭；312、第二吸料頭；314、上下移動驅動組件；32、水平移動機構；322、第一級傳動機構；3221、第一級滑軌；3223、第一級同步帶；3224、第一級同步輪組件；3224a、主動輪；3224b、惰輪；3225、第一同步帶壓板；3226、第一連接板；323、第二級傳動機構；3231、第二級同步帶；3232、第二級同步輪組件；3233、固定座；3234、第二級滑軌；3236、第二同步帶壓板；3237、第二連接板；3238、第三同步帶壓板。
[0034]4、隔膜放料及張力控制結構；41、立板機構；411、第一立板；412、第二立板；413、固定桿；42、隔膜卷軸；43、過輥；44、隔膜張力控制機構；441、浮動輥；442、導軌；443、恒扭矩伺服電機；444、帶輪；445、浮輥拉板；446、傳動帶；448、過渡輪；45、隔膜糾偏機構；46、水平滑軌。
[0035]5、隔膜殘卷結構；51、隔膜切斷機構；52、挑隔膜機構；521、第一級隔膜張力控制組件；5211、第一過輥；5212、第二過輥；522、第二級隔膜張力控制組件；5221、第一壓輥；5222、第二壓輥；53、隔膜卷繞機構。
[0036]6、電芯貼膠結構；61、貼膠安裝座；62、送膠機構；63、貼膠機構；631、貼膠吸盤；64、包膠機構；641、包膠輪。
[0037]7、電芯檢測結構；71、安裝座；711、夾持臂；7111、連接板；7112、上導電夾板；7113、下導電夾板；713、第一驅動件；72、固定板。
[0038]8、取成品電芯結構；81、安裝架；82、電芯托盤機構；821、托盤；83、電芯提取機構；84、電芯轉移機構；85、電芯堆疊機構。
[0039]9、電芯抓取結構；91、抓持單元；92、翻轉單元；93、上下移動單元；94、水平移動單
J Li ο

【具體實施方式】
[0040]為了進一步說明本實用新型的原理和結構，現結合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細說明。
[0041]參閱圖1至圖4，本實用新型的電池電芯自動疊片機主要包括機架1、疊片結構2、料槽15、上料結構3、隔膜放料及張力控制結構4、隔膜殘卷結構5、電芯貼膠結構6、電芯檢測結構7、取成品電芯結構8和電芯抓取結構9。
[0042]其中，料槽15設置為兩個，分別用以放置正極片和負極片；上料結構3對應料槽15設置，將正極片或負極片移載至疊片結構2上；隔膜放料及張力控制結構4則用以在疊片時提供隔膜以隔離正極片和負極片。料槽15、疊片結構2、上料結構3和隔膜放料及張力控制結構4相配合，將正極片和負極片交替疊合直至達到預定的厚度則完成了疊片工作，形成半成品電芯。
[0043]隔膜殘卷結構5用以將預定長度的隔膜卷繞于完成疊片后形成的半成品電芯上；電芯貼膠結構6用以對卷繞完成的電芯進行貼膠而形成成品電芯；取成品電芯結構8位于電芯貼膠結構6的下游，用以承托成品電芯并將成品電芯轉移至成品放置區(qū)。該三個結構在疊片結構2的下游依工序順次布置。
[0044]電芯抓取結構9位于疊片結構2和取成品電芯結構8之間，用以從疊片結構2上抓取半成品電芯，并將該半成品電芯依次送至隔膜殘卷機構5卷繞和電芯貼膠機構6貼膠后送至取成品電芯結構8。
[0045]以下對各結構具體介紹。
[0046]機架I包括水平設置的面板11和位于面板11上方的頂板12，頂板12的面積小于面板11的面積，頂板12位于面板11前半部分的上方，通過立柱13固定支撐于面板11上。
[0047]如圖1所示，料槽15、疊片結構2、上料結構3和隔膜放料及張力控制結構4大致布置于由頂板12和面板11所限定的空間范圍內，其中，料槽15和疊片結構2安裝于面板11上，上料結構3和隔膜放料及張力控制結構4安裝于頂板12上，通過空間上不同支撐點的設置，合理地在空間內排布，使得這幾個結構能夠順暢地移動配合，快速高效地完成疊片工作。
[0048]參閱圖4，疊片結構2包括疊片臺機構21和疊片臺移載機構22，疊片臺機構21具有置片臺211以承托極片的堆置，置片臺移載機構22則用以驅動置片臺機構21在弟一位置Wl和第二位置W2之間水平直線往復運動，第一位置Wl和第二位置W2在面板11上呈前后布置。
[0049]本實施例中，疊片臺機構21還具有一底板212 (如圖1中所示)，疊片臺移載機構22包括固定在面板11上并且前后延伸的移載導軌221、與該移載導軌221相配合并固定在疊片臺機構21的底板212上的滑塊(未示出)，以及用以驅動該滑塊前后移動的移載驅動裝置；移載驅動裝置包括一電機222和由該電機222驅動的兩條平行設置的齒形帶223 ;齒形帶223與移載導軌221平行，移載導軌221的兩端分別對應第一位置Wl和第二位置W2。本實施例采用雙齒形帶223驅動疊片臺機構21，使疊片臺211在運行過程中可以保持更加平穩(wěn)。
[0050]再參閱圖2和圖3，兩料槽15分別對應于第一位置Wl和第二位置W2設置，為便于表述，將圖3所示意的布置原理圖中兩料槽15分別定義為正極片料槽15a和負極片料槽15b。本實施例中較優(yōu)地將正極片料槽15a和負極片料槽15b分列于疊片臺機構21直線運動方向的兩側，使得兩料槽15之間的距離較大，避免正、負極片所產生的粉塵相互混合的問題。料槽15與疊片臺211之間具有校準臺，同樣地，為便于表述，將正極片料槽15a與第一位置Wl之間的校準臺稱為正極片校準臺16a，負極片料槽15b與第二位置W2之間的校準臺稱為負極片校準臺16b,正極片料槽15a (負極片料槽15b)經正極片校準臺16a (負極片校準臺16b)至第一位置Wl (第二位置W2)的連線與疊片臺機構21直線運動方向相垂直。
[0051]兩上料結構3分別對應于兩料槽15設置，將正極片(或負極片)從正極片料槽15a(或負極片料槽15b)移載至正極片校準臺16a (或負極片校準臺16b)校準，再將校準后的正極片或負極片移載至疊片臺機構21上。
[0052]參閱圖5，上料結構3包括用以吸取極片的吸料機構31和用以帶動吸料機構31行走的水平移動機構32。
[0053]吸料機構31包括第一吸料頭311和第二吸料頭312，兩吸料頭311、312由上下移動驅動組件314驅動而可同步上下移動。水平移動機構32帶動吸料機構31行走時，吸料機構31的兩吸料頭分別完成將極片從料槽15移載至校準臺(16a、16b)和將極片從校準臺(16a、16b)移載至疊片臺211的動作。
[0054]參閱圖6，水平移動機構32包括第一級傳動機構322和第二級傳動機構323。
[0055]第一級傳動機構322包括:第一連接板3226以及與第一連接板3226相連的動力組件，動力組件驅動第一連接板3226以設定速度相對于機架I的頂板12移動。動力組件可采用多種形式，實現第一連接板3226的直線運動即可。本實施例中，動力組件包括第一級滑軌3221、第一級同步帶3223、第一級同步輪組件3224、伺服電機(圖中未示出)等。
[0056]第一級滑軌3221適配連接一固定在頂板12下表面的滑塊(圖中未示出)而可相對于頂板12移動。
[0057]第一級同步帶3223為開口同步帶,其兩端各固定一第一同步帶壓板3225,該兩第一同步帶壓板3225均與第一級滑軌3221固定連接，以使第一級滑軌3221跟隨第一級同步帶3223移動。
[0058]第一級同步輪組件3224的位置相對于頂板12固定，包括一主動輪3224a和兩個惰輪3224b，兩惰輪3224位于主動輪3224a下方并分列于主動輪3224a的兩側。主動輪3224a由伺服電機驅動轉動。主動輪3224位于第一級同步帶3223的下表面，兩惰輪3224b位于第一級同步帶3223的上表面，使得第一級同步帶3223呈幾字形。
[0059]伺服電機通過減速機帶動主動輪3224a轉動，進而通過主動輪3224a牽引第一級同步帶3223，使第一級同步帶3223以設定速度作直線往復移動。
[0060]第一連接板3226與第一級滑軌3221固定連接，以使第一連接板3226、第一級滑軌3221均跟隨第一級同步帶3223以設定速度相對于頂板12移動。
[0061]第二級傳動機構323包括第二連接板3237、第二級滑軌3234、第二級同步輪組件3232，以及繞接于第二級同步輪組件3232上的第二級同步帶3231等。
[0062]第二級滑軌3234安裝于頂板12上，并平行于第一級傳動機構322的第一級滑軌3221。
[0063]第二級同步輪組件3232通過固定座3233與第一級傳動機構322的第一連接板3226固定連接，而可隨著第一級同步帶3223移動。
[0064]第二級同步帶3231 —側邊的設定位置通過第三同步帶壓板3238與機架I的頂板12固定連接，第二級同步帶3231的另一側邊安裝有第二同步帶壓板3236,該第二同步帶壓板3236可滑動地連接第二級滑軌3234。
[0065]當所述第一連接板3226以設定速度移動時，固定座3233帶動第二級同步輪組件3232以該設定速度跟隨第一連接板3226作同步移動；由于第二級同步帶3231的設定位置與頂板12固定連接,第二級同步輪組件3232移動時被第二級同步帶3231牽引而轉動,使得固定于第二級同步帶3231上的第二同步帶壓板3236以設定速度相對于固定座3233移動，從而使第二同步帶壓板3236以兩倍的設定速度相對于頂板12移動。
[0066]第二連接板3237固定連接第二同步帶壓板3236而可相對于頂板12作倍速移動，吸料機構31固定安裝于該第二連接板3237上，從而可獲得快速移動。水平移動機構32為一倍速機構，采用倍速機構驅動吸料機構31，縮短了極片移送時間，提高效率。
[0067]參閱圖7，隔膜放料及張力控制結構4包括立板機構41、用以放置隔膜卷的隔膜卷軸42、用以對隔膜200進行引導的過輥43、用以保持隔膜200張力的隔膜張力控制機構44、用以調整隔膜放料位置以使隔膜位置與極片疊放位置適配對準的隔膜糾偏機構45，以及用以在糾偏時進行導向的水平滑軌46。隔膜卷軸42、過輥43和隔膜張力控制機構44均分別安裝于立板機構41上，隔膜糾偏機構45連接并可驅動立板機構41沿水平滑軌46移動而調整立板機構41的安裝位置。
[0068]立板機構41包括平行間隔設置的第一立板411和第二立板412，以及固定連接在第一立板411和第二立板412之間的固定桿413，第二立板412的上部超出第一立板411。隔膜卷軸42的一端安裝于第二立板412的上部,另一端懸空。過棍43安裝于第一立板411和第二立板412之間，過棍43的兩端分別連接第一立板411和第二立板412。
[0069]隔膜張力控制機構44包括導軌442、位置可調地連接于導軌442上的浮動輥441、驅動浮動輥441沿導軌442移動而保持隔膜200張力的張力控制驅動裝置；導軌442安裝于立板機構41上，且導軌442兩端點的連線與水平面具有夾角α，該角度α較優(yōu)地為60°?90° ;本實施例中，導軌442為直線導軌。利用該隔膜張力控制機構44可使得隔膜向疊片臺211放料時能始終保持張緊狀態(tài)，提高電芯質量。
[0070]其中，本實施例中，張力控制驅動裝置包括恒扭矩伺服電機443、帶輪444、浮輥拉板445和傳動帶446。恒扭矩伺服電機443驅動帶輪444轉動，浮輥拉板445與浮動輥441固定連接，傳動帶446下端固定于浮輥拉板445上，上端繞過一過渡輪448后卷繞于帶輪444上，并在帶輪444轉動時增加或減少卷繞于帶輪444上的長度而帶動浮輥拉板445移動。
[0071]隔膜放料及張力控制機構的隔膜出料處大致在第一位置Wl和第二位置W2的中心點的上方，疊片臺211在由第一位置Wl或第二位置W2運動至中心點的過程中，浮動輥441將由恒扭矩伺服電機443驅動沿導軌442斜向上移動，將繞接于浮動輥441上的隔膜200挑起，從而使隔膜出料處與疊片臺211之間的隔膜200保持為張緊狀態(tài)。
[0072]水平滑軌46安裝于頂板12上，水平滑軌46的長度方向與疊片臺機構21直線運動方向垂直，立板機構41的固定桿413可移動地安裝于該水平滑軌46上。隔膜糾偏機構45為直線驅動機構，其可連接立板機構41的第二立板412而驅動整個立板機構41沿水平滑軌46移動，使隔膜出料處與下方的疊片臺機構21適配。
[0073]再參閱圖1和圖2，隔膜殘卷結構5、電芯貼膠結構6、電芯檢測結構7、取成品電芯結構8和電芯抓取結構9分布于機架I的后半部分，用以對完成疊片后的半成品電芯進行進一步的處理。其中，電芯貼膠結構6通過支撐桿111支撐于機架I的面板11上，電芯檢測結構7安裝于支撐桿111上。隔膜殘卷結構5和取成品電芯結構8分別位于電芯貼膠結構6的上游和下游。電芯抓取結構9則在這些結構間進行電芯的運送。
[0074]圖8示意了后半部分的各結構相配合的原理圖，以下一一介紹。
[0075]隔膜殘卷結構5包括隔膜切斷機構51、挑隔膜機構52、隔膜卷繞機構53。其中，挑隔膜機構52包括第一級隔膜張力控制組件521和第二級隔膜張力控制組件522。隔膜切斷機構51設置于第一級隔膜張力控制組件521的上游，隔膜卷繞機構53位于第二級隔膜張力控制組件522的下游。
[0076]第一級隔膜張力控制組件521包括由至少兩根相互間隔的第一過輥5211構成的第一組過輥，以及，由至少一根第二過輥5212構成的第二組過輥。第一組過輥位于隔膜200上方，第二組過輥位于隔膜200下方，且第一過輥5211與第二過輥5212在隔膜長度方向交錯排列。第一組過輥和第二組過輥由一第一驅動裝置驅動相互遠離時，即可將隔膜200挑成預定的長度儲存于過輥之間。而后，隔膜切斷機構51將隔膜切斷，使后續(xù)隔膜卷繞機構53的隔膜卷繞工序與前方疊片臺機構21的疊片工序分離。
[0077]第一驅動裝置可為伺服電機，通過適配的運動轉換機構而為第一組過輥或第二組過輥提供直線運動。另外，第一驅動裝置還驅動兩組過輥隨隔膜200卷繞而相互靠近，以使隔膜200在卷繞時保持恒張力。
[0078]第二級隔膜張力控制組件522包括位于隔膜200上方的第一壓輥5221和位于隔膜200下方的第二壓輥5222。第一壓輥5221和第二壓輥5222的間距調節(jié)由一第二驅動裝置實現，當隔膜200卷繞至還剩設定的警戒長度時，第二驅動裝置驅動第一壓輥5221和第二壓輥5222相互靠近而夾住隔膜200，使隔膜200尾段在卷繞時保持恒張力。
[0079]參閱圖9，電芯貼膠結構6大致包括貼膠安裝座61、送膠機構62、貼膠機構63和包膠機構64。貼膠安裝座61固定于支撐桿111上，送膠機構62用以提供需貼到電芯400上的膠紙，貼膠機構63設有貼膠吸盤631吸附膠紙，而后將膠紙貼在電芯400上，包膠機構64設有包膠輪641，用以將膠紙壓為U字型包覆于電芯上。膠紙300包覆于電芯400上的形式可參見圖8。電芯貼膠結構6的其他結構不予贅述。電芯貼膠結構6在電芯400上形成U字形包膠，將電芯包裹得更緊，防止隔膜松散，提高電芯可靠性。
[0080]參閱圖10，電芯檢測結構7包括一安裝座71、兩夾持臂711、一短路測試儀及兩第一驅動件713。安裝座71通過固定板72安裝于支撐桿111上。兩夾持臂711相對設置，且兩夾持臂711均沿豎直方向設置，每個夾持臂711都包括一絕緣材質的連接板7111及分別固定在該連接板7111上下兩端的上導電夾板7112與下導電夾板7113，上導電夾板7112和下導電夾板7113之間設有間隔，通過該間隔以及絕緣材質的連接板7111防止測試時發(fā)生短路。短路測試儀包括兩測試端，其中一測試端與兩夾持臂711的上導電夾板7112電性連接，另一測試端與兩夾持臂711的下導電夾板7113電性連接。第一驅動件713可為氣缸或直線電機，兩第一驅動件713分別固定在安裝座71上并各連接一夾持臂711，以驅動兩夾持臂711相對靠近或遠離，。
[0081]電芯400在測試時，上導電夾板7112和下導電夾板7113各夾持電芯的一個電極。由于一個電極是由多個極片的極耳組成，使兩個電極上下排布進行檢測，可以防止極耳松散，提高電芯檢測效率和準確度。
[0082]本實用新型通過電芯檢測結構對電芯進行檢測，確保不良品不流入下一道工序，降低生產成本。經檢測后的成品電芯由電芯抓取結構送至取成品電芯結構。
[0083]參閱圖11，取成品電芯結構8包括安裝架81、用以緩存成品電芯的電芯托盤機構82、用以從電芯托盤機構82上提取成品電芯的電芯提取機構83、用以帶動電芯提取機構83水平移動的電芯轉移機構84和用以疊放成品電芯的電芯堆疊機構85。
[0084]安裝架81安裝于機架I的面板11上。電芯托盤機構82設有一托盤821以承托成品電芯，托盤821安裝于安裝架81上。電芯轉移機構84安裝于安裝架81上并位于電芯托盤機構82上方，電芯提取機構83由電芯轉移機構84驅動而可水平移動；電芯堆疊機構85設置于電芯提取機構83的行程范圍內，并位于電芯提取機構83下方；電芯提取機構83在移動時能夠將成品電芯從托盤821上轉移至電芯堆疊機構85上，使成品電芯堆疊于電芯堆疊機構85上。電芯堆疊機構85設置有兩個，可分別用以堆疊合格品和不合格品。
[0085]該取成品電芯結構8采用電芯托盤機構82對由疊片機的電芯抓取結構9傳送來的成品電芯進行緩存，而后由電芯提取機構83和電芯轉移機構84將成品電芯移至電芯堆疊機構85上堆放。在成品電芯轉移至堆疊的過程中，電芯抓取結構9可以去并行完成其他的工序，優(yōu)化了置片機各結構之間的配合，提聞置片機的整體效率。成品電芯可堆置至一定數量后再取出，減輕操作人員的勞動強度。
[0086]參閱圖12，電芯抓取結構9大致包括:一抓持單元91，用以抓取電芯；一翻轉單元92，用以固定該抓持單元91并帶動該抓持單元91在豎直面進行O?180度范圍的翻轉；一上下移動單元93，用以固定該翻轉單元92并帶動該翻轉單元92上下移動；以及一水平移動單元94，其能夠前后移動地固定在機架I的面板11上，用以固定該上下移動單元93并帶動該上下移動單元93前后移動。
[0087]抓持單元91可采用可開合的機械手爪的結構形式而抓持電芯400。翻轉單元92可以采用電機，通過減速機帶動抓持單元91翻轉。上下移動單元93可采用氣缸或電機加絲桿等結構。水平移動單元94則可采用由電機驅動的傳動帶結構配合直線滑軌。
[0088]一并參閱圖8，水平移動單元94使得抓持單元91可向前運動至疊片臺211處抓取完成置片后的電芯400,再向后運動將電芯400送給隔I旲卷繞機構53進彳丁卷繞；接著由翻轉單元92將電芯向后翻轉90度至豎直狀態(tài)，結合上下移動單元93的動作將電芯400送至電芯貼膠結構6處，配合電芯貼膠結構6對電芯400的側面進行U字形包膠；然后翻轉單元92再向后翻轉90度將成品電芯400轉至水平狀態(tài)，將成品電芯400送至至取成品電芯結構8處；最后翻轉單元92再向前翻轉180度，前去疊片臺211處抓取下一個電芯400。翻轉單元92動作的同時，如有必要可結合水平移動單元94進行水平方向的位置調整，以使抓持單元91與其他結構的位置相配合。
[0089]通過上述的電池電芯自動疊片機進行電芯制造的步驟大致如下:
[0090]令疊片臺在第一位置和第二位置之間水平直線往復運動；
[0091]在疊片臺往復運動時令分別安裝在對應于第一位置和第二位置的上方的上料結構將正極片和負極片交替地疊放于疊片臺上；
[0092]令一隔膜放料結構從疊片臺上方向疊片臺提供隔膜，并由疊片臺的往復運動使得隔膜呈Z字形放料將正極片與負極片相隔離，其中隔膜放料結構位于第一位置和第二位置連線的中點的上方；
[0093]將預定長度的隔膜卷繞在完成疊片后形成的半成品電芯上；
[0094]對卷繞完成的電芯進行貼膠而形成成品電芯。
[0095]以上僅為本實用新型的較佳可行實施例，并非限制本實用新型的保護范圍，凡運用本實用新型說明書及附圖內容所作出的等效結構變化，均包含在本實用新型的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種電池電芯自動疊片機,其特征在于,包括: 機架，包括水平設置的面板和位于面板上方的頂板； 疊片結構，安裝于所述面板上，包括疊片臺機構和用以驅動疊片臺機構在第一位置和第二位置之間水平直線往復運動的疊片臺移載機構； 正極片料槽和負極片料槽，安裝于所述面板上，且分別對應于第一位置和第二位置設置； 上料結構，安裝于所述頂板上，并分別對應于所述正極片料槽和負極片料槽設置，以在疊片臺機構往復運動時將正極片料槽中的正極片和負極片料槽中的負極片交替地移載至所述疊片臺機構上； 隔膜放料及張力控制結構，安裝于所述頂板上，并位于所述第一位置和第二位置之間，以在疊片臺機構往復運動時向疊片臺機構上提供隔膜而使正極片與負極片相隔離； 隔膜殘卷結構，安裝于所述面板上并位于所述疊片結構的下游，以將預定長度的隔膜卷繞于完成置片后形成的半成品電芯上； 電芯貼膠結構，位于所述隔膜殘卷機構的下游，用以對卷繞完成的電芯進行貼膠而形成成品電芯； 取成品電芯結構，位于所述電芯貼膠結構的下游，用以承托成品電芯并將成品電芯轉移至成品放置區(qū)； 電芯抓取結構，位于所述疊片結構和所述取成品電芯結構之間，用以抓取所述半成品電芯，并將所述半成品電芯依次送至隔膜殘卷機構卷繞和電芯貼膠機構貼膠后送至所述取成品電芯結構。
2.根據權利要求1所述的電池電芯自動疊片機，其特征在于:所述正極片料槽和所述負極片料槽分列于所述疊片臺機構直線運動方向的兩側。
3.根據權利要求1所述的電池電芯自動疊片機，其特征在于: 所述上料結構包括用以吸取極片的吸料機構和用以帶動吸料機構行走的水平移動機構； 所述水平移動機構包括: 第一級傳動機構，包括:第一連接板以及與所述第一連接板相連的動力組件，所述動力組件驅動第一連接板以設定速度相對于所述頂板移動； 第二級傳動機構，與第一連接板相連，并在第一連接板的帶動下以兩倍的設定速度相對于頂板作倍速移動； 所述吸料機構與所述第二級傳動機構相連，從而使所述吸料機構相對于所述頂板作快速移動。
4.根據權利要求1所述的電池電芯自動疊片機，其特征在于，所述隔膜放料及張力控制結構包括: 立板機構； 隔膜卷軸，用以放置隔膜卷，安裝于所述立板機構上； 過輥，用以對隔膜進行引導，安裝于所述立板機構上； 隔膜張力控制機構，包括導軌、位置可調地連接于導軌上的浮動輥、驅動浮動輥沿導軌移動而保持隔膜張力的張力控制驅動裝置；所述導軌安裝于立板機構上，且導軌兩端點的連線與水平面具有夾角α ； 水平滑軌，安裝于所述頂板上，水平滑軌的長度方向與所述疊片臺機構直線運動方向垂直，所述立板機構可移動地安裝于該水平滑軌上； 隔膜糾偏機構，連接所述立板機構而可驅動立板機構沿水平滑軌移動。
5.根據權利要求1所述的電池電芯自動疊片機，其特征在于:所述隔膜殘卷結構包括隔膜切斷機構、挑隔膜機構、隔膜卷繞機構； 所述挑隔膜機構包括: 第一級隔膜張力控制組件，包括:由至少兩根相互間隔的第一過輥構成的第一組過輥、由至少一根第二過輥構成的第二組過輥以及第一驅動裝置，所述第一組過輥位于隔膜上方，所述第二組過輥位于隔膜下方，且第一過輥與第二過輥在隔膜長度方向交錯排列，所述第一驅動裝置驅動第一組過輥和第二組過輥相互遠離而將隔膜挑成所述預定長度，且所述第一驅動裝置還驅動兩組過輥隨隔膜卷繞而相互靠近，以使隔膜在卷繞時保持恒張力；第二級隔膜張力控制組件，包括:位于隔膜上方的第一壓輥、位于隔膜下方的第二壓輥以及第二驅動裝置，當隔膜卷繞至還剩設定的警戒長度時，所述第二驅動裝置驅動所述第一壓輥和所述第二壓輥相互靠近而夾住隔膜，使隔膜尾段在卷繞時保持恒張力； 所述隔膜切斷機構設置于所述第一級隔膜張力控制組件的上游，用以在第一級隔膜張力控制組件將隔膜挑成預定長度后將隔膜切斷； 所述隔膜卷繞機構設置于所述第二級隔膜張力控制組件的下游，用以將所述預定長度的隔膜卷繞于所述半成品電芯上。
6.根據權利要求1所述的電池電芯自動疊片機，其特征在于:所述疊片臺機構包括一底板；所述疊片臺移載機構包括固定在所述面板上并且前后延伸的移載導軌、與該移載導軌相配合并固定在疊片臺機構的底板上的滑塊以及用以驅動該滑塊前后移動的移載驅動裝置； 所述移載驅動裝置包括一電機和由該電機驅動的兩條平行設置的齒形帶；所述齒形帶與所述移載導軌平行，所述移載導軌的兩端分別對應所述第一位置和所述第二位置。
7.根據權利要求1所述的電池電芯自動疊片機，其特征在于:所述電芯貼膠結構通過支撐桿支撐于所述面板上； 所述電芯抓取結構包括: 一抓持單元，用以抓取電芯； 一翻轉單元，用以固定該抓持單元并帶動該抓持單元在豎直面進行-度范圍的翻轉；一上下移動單元，用以固定該翻轉單元并帶動該翻轉單元上下移動；以及一水平移動單元，其能夠前后移動地固定在所述面板上，用以固定該上下移動單元并帶動該上下移動單元前后移動； 所述電芯抓取結構能夠將電芯從水平狀態(tài)翻轉至豎直狀態(tài)送至所述電芯貼膠結構處，從而配合所述電芯貼膠結構對電芯的側面進行U字形包膠。
8.根據權利要求1所述的電池電芯自動疊片機，其特征在于:所述電池電芯自動疊片機還包括電芯檢測結構，所述電芯檢測結構設置于所述電芯貼膠結構處，所述電芯檢測結構包括: 一安裝座； 相對設置的兩夾持臂，夾持臂沿豎直方向設置，每個夾持臂都包括一絕緣材質的連接板及分別固定在所述連接板上下兩端的上導電夾板與下導電夾板，所述上導電夾板和下導電夾板之間具有間隔； 一短路測試儀，其包括兩測試端，其中一測試端與所述兩夾持臂的上導電夾板電性連接，另一測試端與所述兩夾持臂的下導電夾板電性連接； 至少一第一驅動件，其固定在所述安裝座上，驅動所述兩夾持臂相對靠近或遠離。
9.根據權利要求1所述的電池電芯自動疊片機，其特征在于，所述取成品電芯結構包括: 安裝架，安裝于所述面板上； 電芯托盤機構，包括用以緩存成品電芯的托盤，所述托盤安裝于所述安裝架上； 電芯轉移機構，安裝于所述安裝架上并位于所述電芯托盤機構上方； 電芯提取機構，連接所述電芯轉移機構，并由電芯轉移機構驅動而可水平移動； 電芯堆疊機構，用以疊放成品電芯，設置于所述電芯提取機構的行程范圍內，并位于電芯提取機構下方； 所述電芯提取機構能夠提取緩存于所述托盤上的成品電芯，并在水平移動時將成品電芯轉移至所述電芯堆疊機構上。
【文檔編號】H01M6/00GK204118194SQ201420654260
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權日:2014年11月4日
【發(fā)明者】謝啟陽 申請人:深圳市富泰頂精密機械有限公司