一種用于抽離電芯卷針的機(jī)構(gòu)及其抽針方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋰離子電池制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于抽離電芯卷針的機(jī)構(gòu)及其抽針方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋰離子電池生產(chǎn)過程中有一道將正、負(fù)極片和隔膜卷繞成卷芯的工序，而現(xiàn)有的全自動(dòng)卷繞設(shè)備中的卷繞機(jī)構(gòu)，大多采用的是兩半式卷針結(jié)構(gòu)，其中的一半卷針可以相對(duì)于另一半卷針縱向前后移動(dòng);一半與電機(jī)固定連接作為主動(dòng)卷針，另一半作為從動(dòng)卷針，可以相對(duì)于與電機(jī)連接的一半作軸向移動(dòng)，且完全可以移開(抽掉)，在電機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)卷繞;兩半卷針中間有縫隙，隔膜從縫隙中穿過，與卷針一起卷繞，抽針時(shí)卷針從卷芯(正、負(fù)極片與隔膜卷繞在一起后的產(chǎn)品)中抽出，卷針與卷芯分離;而隔離膜因?yàn)閺埩Φ脑蚓o貼并包裹在卷針的表面，材質(zhì)又薄又軟，其厚度通常是微米級(jí)，所以這種卷針運(yùn)動(dòng)方式的卷繞機(jī)構(gòu)，常會(huì)造成卷芯在抽離卷針時(shí)將卷芯內(nèi)第一圈的隔離膜跟卷針一起帶出，使整個(gè)卷芯無法正常脫離卷針，直接造成該卷芯報(bào)廢；即便能夠強(qiáng)制抽離也容易造成內(nèi)層隔離膜損傷，還會(huì)造成電池卷芯中心的隔離膜松緊度較差，從而會(huì)降低整個(gè)卷芯的松緊度，使得后續(xù)的烘烤等工序中出現(xiàn)卷芯變形等品質(zhì)問題。此外，如果該抽針異常的卷芯沒有及時(shí)取出，翻轉(zhuǎn)至下一工位后，將會(huì)使卷針撞壞下一個(gè)卷芯的隔離膜、正極片及負(fù)極片，造成材料浪費(fèi)、生產(chǎn)效率降低下以及維修量增加等損失。
[0003]有鑒于此，確有必要對(duì)上述的卷芯抽針問題作進(jìn)一步的改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的之一在于:針對(duì)現(xiàn)有全自動(dòng)卷繞機(jī)卷芯抽針技術(shù)的不足，而提供一種鋰離子電芯在卷繞完成后進(jìn)行抽離電芯卷針的機(jī)構(gòu)，其不僅可提高電芯的成品率，還可以減少因抽芯而引起的隔離膜報(bào)廢問題，而且不會(huì)出現(xiàn)在卷芯抽針失敗后卷繞機(jī)還在繼續(xù)工作的情況。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下解決方案:
一種用于抽離電芯卷針的機(jī)構(gòu)，包括第一卸料夾、與所述第一卸料夾對(duì)應(yīng)設(shè)置的第二卸料夾、夾指連接件、夾指氣缸、設(shè)置在所述夾指連接件與所述夾指氣缸之間的固定座、以及安裝于所述固定座的光電控制單元和限位控制單元，所述第一卸料夾、所述第二卸料夾分別通過所述夾指連接件與所述夾指氣缸連接，所述第一卸料夾上設(shè)置有真空吸孔，所述第二卸料夾上設(shè)置有真空吸嘴，所述真空吸孔與所述真空吸嘴對(duì)應(yīng)設(shè)置。
[0006]所述限位控制單元包括限位氣缸、限位氣缸固定件和限位氣缸調(diào)整件，所述限位氣缸通過所述限位氣缸固定件安裝于所述夾指連接件的上方。
[0007]其中，該機(jī)構(gòu)還包括真空控制器，所述限位氣缸和所述夾指氣缸均與所述真空控制器電連接，所述真空控制器與所述光電控制單元電連接。真空控制器起到抽取真空、檢測(cè)真空度和發(fā)行指令信號(hào)等作用；當(dāng)電芯卸料夾上沒有電芯夾持時(shí)，真空控制器不會(huì)發(fā)出運(yùn)行信號(hào)，設(shè)備將暫停，以保證不會(huì)出現(xiàn)抽芯異常設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行的情況。
[0008]在抽離電芯卷針之前，本發(fā)明的光電控制單元和限位控制單元先根據(jù)電芯的厚度大小來調(diào)整限位氣缸和夾指氣缸，使其適應(yīng)電芯的尺寸;并通過光電控制單元檢測(cè)第一卸料夾和第二卸料夾是否開啟到位，當(dāng)開啟到位后，抽針機(jī)構(gòu)整體平移，使夾指氣缸前行至設(shè)定的夾持電芯的位置。
[0009]然后夾指氣缸開始夾緊動(dòng)作，利用夾指連接件帶動(dòng)第一卸料夾和第二卸料夾對(duì)卷繞在卷針上的電芯夾緊，延時(shí)0.2?2秒后夾指氣缸松開，松開是否到位的動(dòng)作同樣通過光電控制單元檢測(cè)，松開到位后，第一卸料夾和第二卸料夾再次夾緊在電芯上;其中夾緊、松開的動(dòng)作次數(shù)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定，以能達(dá)到使電芯在卷針上松脫的目的為準(zhǔn)。
[0010]接著第一卸料夾上的真空吸孔和第二卸料夾的真空吸嘴利用真空形成負(fù)壓緊吸在電芯的外表面，同時(shí)，真空控制器通過檢測(cè)真空度是否達(dá)到設(shè)定值，以判定電芯是否已被真空吸嘴及真空吸孔吸住，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的真空度后真空控制器發(fā)出指令信號(hào)。限位氣缸收到指令信號(hào)后將夾指連接件強(qiáng)制撐開，撐開的夾指連接件帶動(dòng)第一卸料夾和第二卸料夾一起打開，此時(shí)真空吸嘴和真空吸孔由于真空負(fù)壓的作用仍將電芯的外表面吸住，但電芯中心出現(xiàn)騰空現(xiàn)象，即卷芯的內(nèi)層隔離膜不再是緊緊包裹著卷針，而是與卷針?biāo)擅?。延時(shí)0.2?2秒后，卷繞機(jī)的卷針開始從電芯中間抽出，由于此時(shí)內(nèi)層的隔離膜已與卷針表面松脫，因此沒有電芯夾持的阻力，卷針可以平滑地從電芯中間抽出，而不會(huì)帶出隔離膜，形成抽芯不良，導(dǎo)致電芯報(bào)廢。當(dāng)卷針全部脫離到位后，限位氣缸復(fù)位，夾指氣缸再次將電芯夾緊，使電芯被第一卸料夾和第二卸料夾夾持住，最后進(jìn)行電芯的下料動(dòng)作。因此，本發(fā)明使卷針順利完成抽針動(dòng)作，避免了因卷針的阻力而帶出隔離膜的抽芯異常現(xiàn)象，不僅可提高電芯的成品率，還可以減少因抽芯而引起的隔離膜報(bào)廢問題，而且不會(huì)出現(xiàn)在卷芯抽針失敗后卷繞機(jī)還在繼續(xù)工作的情況。
[0011]所述第一卸料夾上設(shè)置有第一孔道，所述所述第二卸料夾上設(shè)置有第二孔道，所述第一孔道與所述真空吸孔相連通，所述第二孔道與所述真空吸嘴相連通，所述第一孔道和所述第二孔道均與所述真空控制器密封連接。設(shè)置孔道是為了形成密閉的真空通道，使真空吸嘴和真空吸孔更好的起到吸附電芯的作用。
[0012]所述夾指連接件包括第一夾指連接件和第二夾指連接件，所述第一夾指連接件和所述第二夾指連接件均設(shè)置有固定孔，所述第一夾指連接件還設(shè)置有限位孔。固定孔可為圓形通孔、條狀孔或者其他形狀的通孔，其主要用于固定卸料夾和夾指氣缸，限位氣缸可穿過限位孔并與第二夾指連接件配合起作用。
[0013]所述限位氣缸包括缸體和設(shè)置于所述缸體端部的限位桿，所述限位桿包括固定部和伸縮部，所述限位桿穿過所述限位孔并垂直設(shè)置于所述第二夾指連接件的上方。限位桿的伸縮部可以伸出和縮回固定部，伸出時(shí)可以撐開第二夾指連接件并帶動(dòng)第一卸料夾和第二卸料夾張開。
[0014]所述光電控制單元包括遮光板、光電開關(guān)和設(shè)置在所述光電開關(guān)上的感應(yīng)器，所述遮光板的一端與所述光電開關(guān)連接，所述遮光板的另一端與所述第二夾指連接件連接。遮光板用來阻斷光線、防止透光，感應(yīng)器用來記錄和傳遞信息;光電開關(guān)的工作原理是根據(jù)投光器發(fā)出的光束，被物體阻斷或部分反射，受光器最終據(jù)此作出判斷反映;是利用被檢測(cè)物體對(duì)紅外光束的遮光或反射，由同步回路選通而檢測(cè)物體的有無，其物體不限于金屬，對(duì)所有能反射光線的物體均可檢測(cè);其中，所述光電開關(guān)可為漫反射式光電開關(guān)、鏡反射式光電開關(guān)、對(duì)射式光電開關(guān)、槽式光電開關(guān)和光纖式光電開關(guān)中的任一種。
[0015]優(yōu)選的，所述真空吸孔和所述真空吸嘴的數(shù)量均設(shè)置為至少兩個(gè);這樣可以起到更好的吸緊電芯的作用。
[0016]優(yōu)選的，所述真空吸孔設(shè)置于所述第一卸料夾的中部，所述真空吸嘴設(shè)置于所述第二卸料夾的中部;這樣設(shè)置可以使得電芯被真空吸嘴和吸孔吸緊時(shí)受力更加均勻，避免損壞電芯。
[0017]本發(fā)明的目的之二在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種使用上述機(jī)構(gòu)使卷芯抽離卷針的方法，該抽針方法能夠有效解決卷繞完成后的電芯無法正常脫卷針、以及卷針易損傷隔離膜的問題，提高電芯的成品