一種用于抽離電芯卷針的機構的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于鋰離子電池制造技術領域，尤其涉及一種用于抽離電芯卷針的機構；該機構包括第一卸料夾、與所述第一卸料夾對應設置的第二卸料夾、夾指連接件、夾指氣缸、設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置有真空吸孔，所述第二卸料夾上設置有真空吸嘴，所述真空吸孔與所述真空吸嘴對應設置。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型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廢問題，而且不會出現(xiàn)在卷芯抽針失敗后卷繞機還在繼續(xù)工作的情況。
【專利說明】
一種用于抽離電芯卷針的機構
技術領域
[0001]本實用新型屬于鋰離子電池制造技術領域，尤其涉及一種用于抽離電芯卷針的機構。
【背景技術】
[0002]在鋰離子電池生產過程中有一道將正、負極片和隔膜卷繞成卷芯的工序，而現(xiàn)有的全自動卷繞設備中的卷繞機構，大多采用的是兩半式卷針結構，其中的一半卷針可以相對于另一半卷針縱向前后移動;一半與電機固定連接作為主動卷針，另一半作為從動卷針，可以相對于與電機連接的一半作軸向移動，且完全可以移開(抽掉)，在電機的帶動下旋轉卷繞;兩半卷針中間有縫隙，隔膜從縫隙中穿過，與卷針一起卷繞，抽針時卷針從卷芯(正、負極片與隔膜卷繞在一起后的產品)中抽出，卷針與卷芯分離;而隔離膜因為張力的原因緊貼并包裹在卷針的表面，材質又薄又軟，其厚度通常是微米級，所以這種卷針運動方式的卷繞機構，常會造成卷芯在抽離卷針時將卷芯內第一圈的隔離膜跟卷針一起帶出，使整個卷芯無法正常脫離卷針，直接造成該卷芯報廢；即便能夠強制抽離也容易造成內層隔離膜損傷，還會造成電池卷芯中心的隔離膜松緊度較差，從而會降低整個卷芯的松緊度，使得后續(xù)的烘烤等工序中出現(xiàn)卷芯變形等品質問題。此外，如果該抽針異常的卷芯沒有及時取出，翻轉至下一工位后，將會使卷針撞壞下一個卷芯的隔離膜、正極片及負極片，造成材料浪費、生產效率降低下以及維修量增加等損失。
[0003]有鑒于此，確有必要對上述的卷芯抽針問題作進一步的改善。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于:針對現(xiàn)有全自動卷繞機卷芯抽針技術的不足，而提供一種鋰離子電芯在卷繞完成后進行抽離電芯卷針的機構，其不僅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，而且有效遏止了卷芯抽針失敗后卷繞機還在繼續(xù)工作的情況，提高了電芯的成品率、降低了生產成本。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下解決方案:
[0006]—種用于抽離電芯卷針的機構，包括第一卸料夾、與所述第一卸料夾對應設置的第二卸料夾、夾指連接件、夾指氣缸、設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置有真空吸孔，所述第二卸料夾上設置有真空吸嘴，所述真空吸孔與所述真空吸嘴對應設置。
[0007]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。
[0008]其中，該機構還包括真空控制器，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、檢測真空度和發(fā)行指令信號等作用；當電芯卸料夾上沒有電芯夾持時，真空控制器不會發(fā)出運行信號，設備將暫停，以保證不會出現(xiàn)抽芯異常設備繼續(xù)運行的情況。
[0009]在抽離電芯卷針之前，本實用新型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整限位氣缸和夾指氣缸，使其適應電芯的尺寸;并通過光電控制單元檢測第一卸料夾和第二卸料夾是否開啟到位，當開啟到位后，抽針機構整體平移，使夾指氣缸前行至設定的夾持電芯的位置。
[0010]然后夾指氣缸開始夾緊動作，利用夾指連接件帶動第一卸料夾和第二卸料夾對卷繞在卷針上的電芯夾緊，延時0.2?2秒后夾指氣缸松開，松開是否到位的動作同樣通過光電控制單元檢測，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、松開的動作次數(shù)可以根據(jù)實際情況進行設定，以能達到使電芯在卷針上松脫的目的為準。
[0011]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壓緊吸在電芯的外表面，同時，真空控制器通過檢測真空度是否達到設定值，以判定電芯是否已被真空吸嘴及真空吸孔吸住，當達到設定的真空度后真空控制器發(fā)出指令信號。限位氣缸收到指令信號后將夾指連接件強制撐開，撐開的夾指連接件帶動第一卸料夾和第二卸料夾一起打開，此時真空吸嘴和真空吸孔由于真空負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，即卷芯的內層隔離膜不再是緊緊包裹著卷針，而是與卷針松脫。延時0.2?2秒后，卷繞機的卷針開始從電芯中間抽出，由于此時內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，而不會帶出隔離膜，形成抽芯不良，導致電芯報廢。當卷針全部脫離到位后，限位氣缸復位，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，最后進行電芯的下料動作。因此，本實用新型使卷針順利完成抽針動作，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廢問題，而且不會出現(xiàn)在卷芯抽針失敗后卷繞機還在繼續(xù)工作的情況。
[0012]所述第一卸料夾上設置有第一孔道，所述所述第二卸料夾上設置有第二孔道，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。
[0013]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置有固定孔，所述第一夾指連接件還設置有限位孔。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。
[0014]所述限位氣缸包括缸體和設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，伸出時可以撐開第二夾指連接件并帶動第一卸料夾和第二卸料夾張開。
[0015]所述光電控制單元包括遮光板、光電開關和設置在所述光電開關上的感應器，所述遮光板的一端與所述光電開關連接，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，感應器用來記錄和傳遞信息;光電開關的工作原理是根據(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;是利用被檢測物體對紅外光束的遮光或反射，由同步回路選通而檢測物體的有無，其物體不限于金屬，對所有能反射光線的物體均可檢測;其中，所述光電開關可為漫反射式光電開關、鏡反射式光電開關、對射式光電開關、槽式光電開關和光纖式光電開關中的任一種。
[0016]優(yōu)選的，所述真空吸孔和所述真空吸嘴的數(shù)量均設置為至少兩個;這樣可以起到更好的吸緊電芯的作用。
[0017]優(yōu)選的，所述真空吸孔設置于所述第一卸料夾的中部，所述真空吸嘴設置于所述第二卸料夾的中部;這樣設置可以使得電芯被真空吸嘴和吸孔吸緊時受力更加均勻，避免損壞電芯。
[0018]其中，使用上述用于抽離電芯卷針的機構的抽針方法，包括以下步驟:
[0019]步驟(I):夾指氣缸驅動第一卸料夾和第二卸料夾對卷繞完成后的卷芯進行夾緊和松開動作；
[0020]步驟(2):真空控制器啟動，第一卸料夾上的真空吸孔和第二卸料夾上的
[0021]真空吸嘴利用真空吸住卷芯的外表面；
[0022]步驟(3):真空控制器通過檢測真空度判定卷芯被吸緊的程度，當達到設定的真空度后，真空控制器發(fā)出指令信號；
[0023]步驟(4):限位氣缸收到所述步驟(3)中的指令信號后，其限位桿的伸縮部伸出并將第二夾指連接件撐開，撐開的第二夾指連接件帶動第一卸料夾和第二卸料夾使卷芯與卷針脫離；
[0024]步驟(5):卷繞機進行抽針動作，將卷針從卷芯中心抽出；
[0025]步驟(6):所述步驟(5)中的卷針抽出后，限位桿的伸縮部縮回，同時夾指氣缸驅動第一卸料夾和第二卸料夾夾緊抽針后的卷芯，并進行卸料動作。
[0026]優(yōu)選的，步驟(I)中所述夾緊和松開動作的次數(shù)設置為至少兩次;其目的是為了使得電芯與卷針能夠充分松脫。
[0027]本實用新型的有益效果在于:
[0028]本實用新型一種用于抽離電芯卷針的機構，包括第一卸料夾、與所述第一卸料夾對應設置的第二卸料夾、夾指連接件、夾指氣缸、設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置有真空吸孔，所述第二卸料夾上設置有真空吸嘴，所述真空吸孔與所述真空吸嘴對應設置;本實用新型不僅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，而且有效遏止了卷芯抽針失敗后卷繞機還在繼續(xù)工作的情況，提高了電芯的成品率、降低了生產成本。
【附圖說明】
[0029]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0030]圖2為本實用新型中第一卸料夾的結構示意圖。
[0031 ]圖3為本實用新型中第二卸料夾的剖視圖。
[0032]圖4為本實用新型中第一夾指連接件的俯視圖。
[0033]圖5為本實用新型中第二夾指連接件的俯視圖。
[0034]圖6為本實用新型中限位氣缸的結構示意圖。
[0035]圖中:1-第一卸料夾；11-真空吸孔；12-第一孔道;2-第二卸料夾；21-真空吸嘴；22-第二孔道;3-夾指連接件;31-第一夾指連接件;311-限位孔;32-第二夾指連接件;33-固定孔;4-夾指氣缸;5-固定座;6-光電控制單元;61-遮光板;62-光電開關;63-感應器;7-限位控制單元;71-限位氣缸;711-缸體;712-限位桿;7121-固定部;7122-伸縮部;72-限位氣缸固定件;73-限位氣缸調整件。
【具體實施方式】
[0036]下面將結合【具體實施方式】和說明書附圖對本實用新型及其有益效果作進一步詳細說明，但是，本實用新型的【具體實施方式】并不局限于此。
[0037]如圖1?6所示，一種用于抽離電芯卷針的機構，包括第一卸料夾1、與第一卸料夾I對應設置的第二卸料夾2、夾指連接件3、夾指氣缸4、設置在夾指連接件3與夾指氣缸4之間的固定座5、以及安裝于固定座5的光電控制單元6和限位控制單元7，第一卸料夾1、第二卸料夾2分別通過夾指連接件3與夾指氣缸4連接，第一卸料夾I上設置有真空吸孔11，第二卸料夾2上設置有真空吸嘴21，真空吸孔11與真空吸嘴21對應設置;限位控制單元7包括限位氣缸71、限位氣缸固定件72和限位氣缸調整件73，限位氣缸71通過限位氣缸固定件72安裝于夾指連接件3的上方。
[0038]其中，該機構還包括真空控制器，限位氣缸71和夾指氣缸4均與真空控制器電連接，真空控制器與光電控制單元6電連接。真空控制器起到抽取真空、檢測真空度和發(fā)行指令信號等作用；當電芯卸料夾上沒有電芯夾持時，真空控制器不會發(fā)出運行信號，設備將暫停，以保證不會出現(xiàn)抽芯異常設備繼續(xù)運行的情況。
[0039]第一卸料夾I上設置有第一孔道12，第二卸料夾2上設置有第二孔道22，第一孔道12與真空吸孔11相連通，第二孔道22與真空吸嘴21相連通，第一孔道12和第二孔道22均與真空控制器密封連接。設置孔道是為了形成密閉的真空通道，使真空吸嘴21和真空吸孔11更好的起到吸附電芯的作用。
[0040]夾指連接件3包括第一夾指連接件313和第二夾指連接件323，第一夾指連接件313和第二夾指連接件323均設置有固定孔33，第一夾指連接件313還設置有限位孔311。固定孔33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4，限位氣缸71可穿過限位孔311并與第二夾指連接件323配合起作用。
[0041 ]限位氣缸71包括缸體711和設置于缸體711端部的限位桿712，限位桿712包括固定部7121和伸縮部7122，限位桿712穿過限位孔311并垂直設置于第二夾指連接件323的上方。限位桿712的伸縮部7122可以伸出和縮回固定部7121，伸出時可以撐開第二夾指連接件323并帶動第一卸料夾I和第二卸料夾2張開。
[0042]光電控制單兀6包括遮光板61、光電開關62和設置在光電開關62上的感應器63，遮光板61的一端與光電開關62連接，遮光板61的另一端與第二夾指連接件323連接。遮光板61用來阻斷光線、防止透光，感應器63用來記錄和傳遞信息;光電開關62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;是利用被檢測物體對紅外光束的遮光或反射，由同步回路選通而檢測物體的有無，其物體不限于金屬，對所有能反射光線的物體均可檢測;其中，光電開關62可為漫反射式光電開關、鏡反射式光電開關、對射式光電開關、槽式光電開關和光纖式光電開關中的任一種。
[0043]優(yōu)選的，真空吸孔11和真空吸嘴21的數(shù)量均設置為至少兩個;這樣可以起到更好的吸緊電芯的作用。
[0044]優(yōu)選的，真空吸孔11設置于第一卸料夾I的中部，真空吸嘴21設置于第二卸料夾2的中部;這樣設置可以使得電芯被真空吸嘴21和吸孔11吸緊時受力更加均勻，避免損壞電芯。
[0045]本實用新型的工作原理如下:
[0046]在抽離電芯卷針之前，本實用新型的光電控制單元6和限位控制單元7先根據(jù)電芯的厚度大小來調整限位氣缸71和夾指氣缸4，使其適應電芯的尺寸;并通過光電控制單元6檢測第一卸料夾I和第二卸料夾2是否開啟到位，當開啟到位后，抽針機構整體平移，使夾指氣缸4前行至設定的夾持電芯的位置。然后夾指氣缸4開始夾緊動作，利用夾指連接件3帶動第一卸料夾I和第二卸料夾2對卷繞在卷針上的電芯夾緊，延時0.2?2秒后夾指氣缸4松開，松開是否到位的動作同樣通過光電控制單元6檢測，松開到位后，第一卸料夾I和第二卸料夾2再次夾緊在電芯上;其中夾緊、松開的動作次數(shù)可以根據(jù)實際情況進行設定，以能達到使電芯在卷針上松脫的目的為準。接著第一卸料夾I上的真空吸孔11和第二卸料夾2的真空吸嘴21利用真空形成負壓緊吸在電芯的外表面，同時，真空控制器通過檢測真空度是否達到設定值，以判定電芯是否已被真空吸嘴21及真空吸孔11吸住，當達到設定的真空度后真空控制器發(fā)出指令信號。限位氣缸71收到指令信號后將夾指連接件3強制撐開，撐開的夾指連接件3帶動第一卸料夾I和第二卸料夾2—起打開，此時真空吸嘴21和真空吸孔11由于真空負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，即卷芯的內層隔離膜不再是緊緊包裹著卷針，而是與卷針松脫。延時0.2?2秒后，卷繞機的卷針開始從電芯中間抽出，由于此時內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，而不會帶出隔離膜，形成抽芯不良，導致電芯報廢。當卷針全部脫離到位后，限位氣缸71復位，夾指氣缸4再次將電芯夾緊，使電芯被第一卸料夾I和第二卸料夾2夾持住，最后進行電芯的下料動作。因此，本實用新型使卷針順利完成抽針動作，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廢問題，而且不會出現(xiàn)在卷芯抽針失敗后卷繞機還在繼續(xù)工作的情況。
[0047]根據(jù)上述說明書的揭示和教導，本實用新型所屬領域的技術人員還能夠對上述實施方式進行變更和修改。因此，本實用新型并不局限于上述的【具體實施方式】，凡是本領域技術人員在本實用新型的基礎上所作出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本實用新型的保護范圍。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本實用新型構成任何限制。
【主權項】
1.一種用于抽離電芯卷針的機構，其特征在于:包括第一卸料夾、與所述第一卸料夾對應設置的第二卸料夾、夾指連接件、夾指氣缸、設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置有真空吸孔，所述第二卸料夾上設置有真空吸嘴，所述真空吸孔與所述真空吸嘴對應設置。2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于抽離電芯卷針的機構，其特征在于: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。3.根據(jù)權利要求2所述的一種用于抽離電芯卷針的機構，其特征在于: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。4.根據(jù)權利要求3所述的一種用于抽離電芯卷針的機構，其特征在于:所述第一卸料夾上設置有第一孔道，所述第二卸料夾上設置有第二孔道，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。5.根據(jù)權利要求2所述的一種用于抽離電芯卷針的機構，其特征在于: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置有固定孔，所述第一夾指連接件還設置有限位孔。6.根據(jù)權利要求5所述的一種用于抽離電芯卷針的機構，其特征在于:所述限位氣缸包括缸體和設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置于所述第二夾指連接件的上方。7.根據(jù)權利要求5所述的一種用于抽離電芯卷針的機構，其特征在于:所述光電控制單元包括遮光板、光電開關和設置在所述光電開關上的感應器，所述遮光板的一端與所述光電開關連接，所述遮光板的另一端與所述第二夾指連接件連接。8.根據(jù)權利要求1所述的一種用于抽離電芯卷針的機構，其特征在于:所述真空吸孔和所述真空吸嘴的數(shù)量均設置為至少兩個。9.根據(jù)權利要求1所述的一種用于抽離電芯卷針的機構，其特征在于:所述真空吸孔設置于所述第一卸料夾的中部，所述真空吸嘴設置于所述第二卸料夾的中部。
【文檔編號】H01M10/0587GK205583078SQ201620304231
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】葉海軍, 王威, 李載波, 楊山, 鄭明清
【申請人】東莞鋰威能源科技有限公司