一種用於高速疊片機的疊片凸輪壓緊裝置的製作方法

2023-09-17 06:41:30

本發明屬於電池設備製造技術改進領域，尤其涉及一種用於高速疊片機的疊片凸輪壓緊裝置。

背景技術：

傳統疊片壓緊機構用在高速疊片機中時，會出現以下嚴重的問題，一、氣缸壓緊機構反應速度遲緩，跟不上高速疊片的速度，嚴重影響疊片效率。二、氣缸疊片壓緊機構由於通過壓縮空氣輸送給氣缸運動，壓縮空氣管路存在回流量差值，會造成壓刀動作不一致，在高速疊片過程中壓刀動作微小的不一致都會嚴重影響疊片和隔離膜的整齊度和密實度，特別是隔離膜的整齊度和密實度。三、氣缸壓刀疊片機構穩定性差，換型麻煩且成本高，同時體積大，佔用整機安裝空間，不方便布局。四、雙凸輪配合壓緊機構雖然與單凸輪壓緊機構相類似，但是雙凸輪壓緊機構存在以下缺點：1、和氣缸壓緊機構一樣體積大，佔用安裝空間，不方便布局；2、驅動運轉機構是通過同步輪同步帶伺服電機驅動，同步輪同步帶增加了機械運動副，從而降低機械效率和機械穩定性。而直齒輪正反面對心直動尖頂從動件溝槽凸輪是通過兩直齒輪配合伺服電機驅動，穩定性好，機械效率高。

因為針對傳統疊片機壓緊機構的換型麻煩、速度慢，效率低，穩定性差，體積大等缺陷難以滿足高速疊片機的運動配合需求。所以為了滿足高速疊片機疊片速度的需求，傳統疊片機壓緊機構有待改進和優化，甚至摒棄，然後另闢蹊徑設計出一種易換型，速度快，效率高，穩定性強，體積小全新的疊片機壓緊機構。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種用於高速疊片機的疊片凸輪壓緊裝置，旨在解決疊片機壓緊機構的換型麻煩，速度慢，效率低，穩定性差，體積大的技術問題。

本發明是這樣實現的，一種用於高速疊片機的疊片凸輪壓緊裝置，所述疊片凸輪壓緊裝置包括用於控制壓刀張合、升降的直齒輪對心直動尖頂從動件正反面溝槽凸輪裝置，用於疊片時極片安放的疊片升降平臺裝置，用於壓緊極片的壓刀緩衝裝置，用於安裝正反面溝槽凸輪裝置的底座，所述正反面溝槽凸輪裝置設於所述底座上，所述升降平臺裝置設於所述正反面溝槽凸輪裝置上，所述壓刀緩衝裝置設於所述正反面溝槽凸輪裝置的頂面。

本發明的進一步技術方案是：所述疊片凸輪壓緊裝置為兩個，相對設於所述底座上。

本發明的進一步技術方案是：兩個所述疊片凸輪壓緊裝置相同，其包括底板，設於所述底板上的前固定軸支座，置於所述前固定軸支座中間並設於所述底板上的大板支座，通過軸連接所述前固定軸支座的大直齒輪，所述大直齒輪置於所述大板支座中，連接於所述大板支座上的第一伺服電機，所述第一伺服電機的電機軸連接固定的小直齒輪，所述大直齒輪與所述小直齒輪齒合連接，所述大直齒輪的正、反面分別設有凸輪溝槽，所述大直齒輪的正、反面的凸輪溝槽分別於第一隨動器、第二隨動器、第三隨動器及第四隨動器相切配合旋轉運動，所述第一隨動器分別於連杆的一端、左連杆的一端及右連杆的一端安裝連接，所述連杆的另兩端分別通過滑座固定安裝於大板支座上，所述左連杆的另一端連接所述左搖杆的一端連接，所述右連杆的另一端連接所述右搖杆的一端連接，所述左搖杆的另一端通過所述第二隨動器與左壓刀滑座連杆的一端連接，所述右搖杆的另一端通過所述第三隨動器與右壓刀滑座連杆的一端連接，所述頂杆的一端與所述第四隨動器安裝連接。

本發明的進一步技術方案是：所述疊片升降平臺裝置包括第二伺服電機，所述第二伺服電機通過電機座安裝與所述底座上，所述第二伺服電機的電機軸通過聯軸器連接絲槓，所述絲槓的螺母座連接升降臺滑座，所述升降臺滑座連接疊片平臺，所述疊片平臺的側面安裝有檢測平臺上電芯的傳感器。

本發明的進一步技術方案是：所述壓刀緩衝裝置包括四個設置壓刀裝置，四個所述壓刀裝置分別設於所述疊片凸輪壓緊裝置上，四個所述壓刀裝置包括兩個左壓刀裝置和兩個右壓刀裝置。

本發明的進一步技術方案是：所述壓刀裝置包括滑塊座，設於滑塊座上的壓刀，拉簧的兩端分別設於所述滑塊座的上下兩端，所述滑塊座還連接搖杆的另一端。

本發明的進一步技術方案是：所述搖杆包括兩個左搖杆和兩個右搖杆。

本發明的進一步技術方案是：所述滑塊座包括滑板，與所述滑板垂直連接的支撐板，與所述滑板和支撐板分別連接所加強座，設於加強座上的限位塊，與所述支撐板的上端側面連接的壓刀座，兩端分別連接所述壓刀座和加強座的拉簧。

本發明的有益效果是：通過第一、二個伺服電機分別驅動兩個主動小直齒輪，兩個小直齒輪分別帶動兩個從動大直齒輪（直齒輪對心直動尖頂從動件正反面溝槽凸輪）。正面溝槽凸輪通過連杆、搖杆控制壓刀座的張開與閉合，反面溝槽凸輪通過頂杆控制壓刀的升與降。第三個伺服電機連接絲杆控制升降平臺起落。以上所述機構構建了全新的疊片平臺凸輪壓緊機構，克服了傳統疊片機壓緊機構的換型麻煩，速度慢，效率低，穩定性差，體積大等缺陷。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的疊片凸輪壓緊裝置的結構示意圖。

圖2是本發明實施例提供的正反面溝槽凸輪裝置的正面結構示意圖。

圖3是本發明實施例提供的正反面溝槽凸輪裝置的反面結構示意圖。

圖4是本發明實施例提供的直齒輪正反面對心直動尖頂從動件溝槽凸輪時序圖。

圖5是本發明實施例提供的升降平臺機構的結構示意圖。

圖6是本發明實施例提供的大直齒輪正面凸輪機構的結構示意圖。

圖7是本發明實施例提供的大直齒輪反面凸輪機構的結構示意圖。

圖8是本發明實施例提供的壓刀裝置結構示意圖。

具體實施方式

圖1示出了本發明提供的用於高速疊片機的疊片凸輪壓緊裝置，所述疊片凸輪壓緊裝置包括用於控制壓刀張合、升降的直齒輪對心直動尖頂從動件正反面溝槽凸輪裝置10，用於疊片時極片安放的疊片升降平臺裝置20，用於壓緊極片的壓刀緩衝裝置30，用於安裝正反面溝槽凸輪裝置的底座40，所述正反面溝槽凸輪裝置10設於所述底座40上，所述升降平臺裝置20設於所述正反面溝槽凸輪裝置10上，所述壓刀緩衝裝置30設於所述正反面溝槽凸輪裝置10的頂面。所述疊片升降平臺裝置20用於疊片時極片的安放以及隨著疊片數量的增加自適應下降合適高度。

所述疊片凸輪壓緊裝置為兩個，相對設於所述底座上。

兩個所述疊片凸輪壓緊裝置相同，其包括底板201，設於所述底板201上的前固定軸支座202，置於所述前固定軸支座202中間並設於所述底板201上的大板支座203，通過軸連接所述前固定軸支座202的大直齒輪204，所述大直齒輪204置於所述大板支座203中，連接於所述大板支座203上的第一伺服電機205，所述第一伺服電機205的電機軸連接固定的小直齒輪206，所述大直齒輪與所述小直齒輪齒合連接，所述大直齒輪的正、反面分別設有凸輪溝槽，所述大直齒輪的正、反面的凸輪溝槽分別於第一隨動器207、第二隨動器208、第三隨動器209及第四隨動器210相切配合旋轉運動，所述第一隨動器207分別於連杆211的一端、左連杆212的一端及右連杆213的一端安裝連接，所述連杆211的另兩端分別通過滑座216固定安裝於大板支座203上，所述左連杆212的另一端連接所述左搖杆214的一端連接，所述右連杆213的另一端連接所述右搖杆215的一端連接，所述左搖杆214的另一端通過所述第二隨動器208與左壓刀滑座連杆301的一端連接，所述右搖杆215的另一端通過所述第三隨動器209與右壓刀滑座連杆302的一端連接，所述頂杆217的一端與所述第四隨動器210安裝連接。

所述疊片升降平臺裝置包括第二伺服電機501，所述第二伺服電機501通過電機座安裝502與所述底座40上，所述第二伺服電機501的電機軸通過聯軸器連接絲槓503，所述絲槓503的螺母座連接升降臺滑座，所述升降臺滑座連接疊片平臺，所述疊片平臺的側面安裝有檢測平臺上電芯的傳感器504。

所述壓刀緩衝裝置包括四個設置壓刀裝置，四個所述壓刀裝置分別設於所述疊片凸輪壓緊裝置上，四個所述壓刀裝置包括兩個左壓刀裝置和兩個右壓刀裝置。

所述壓刀裝置包括滑塊座，設於滑塊座上的壓刀307，拉簧的兩端分別設於所述滑塊座的上下兩端，所述滑塊座還連接搖杆的另一端。

所述搖杆包括兩個左搖杆和兩個右搖杆。

所述滑塊座包括滑板301，與所述滑板301垂直連接的支撐板302，與所述滑板301和支撐板302分別連接所加強座303，設於加強座303上的限位塊304，與所述支撐板302的上端側面連接的壓刀座305，兩端分別連接所述壓刀座305和加強座303的拉簧306307。

一種用於高速疊片機的疊片凸輪壓緊機構，包括用於控制壓刀緩衝機構張合、升降的直齒輪對心直動尖頂從動件正反面溝槽凸輪裝置，用於疊片時極片安放的疊片升降平臺裝置。所述疊片升降平臺裝置用於疊片時極片的安放以及隨著疊片數量的增加自適應下降合適高度。

通過左右兩組對稱直齒輪對心直動尖頂從動件正反面溝槽凸輪裝置控制四把壓刀緩衝機構的張合、升降。所述正面溝槽大凸輪控制壓刀緩衝機構的張合，反面溝槽小凸輪控制壓刀緩衝機構的升降。所述疊片升降平臺裝置處在四把壓刀緩衝機構中間。

正、反面溝槽凸輪槽內相切配合凸輪隨動器，所述凸輪隨動器與頂杆、連杆一端安裝連接。所述連杆另一端與搖杆一端安裝連接，所述搖杆另一端與小凸輪隨動器安裝固定。所述小凸輪隨動器與左右壓刀滑動連杆腰型槽滾動相切配合。所述左右壓刀滑動連杆安裝固定於壓刀左右滑動座。所述左右滑動連杆與左右壓刀緩衝滑動座安裝。

通過改變更換所述左右壓刀滑動座的長度尺寸，即可改變壓刀張合的尺寸大小。運動核心部分直齒輪對心直動尖頂從動件正反面溝槽凸輪不需要更換，保證做到換型後機械運動的穩定性。

四把壓刀緩衝機構包括壓刀、壓刀上下移動滑塊滑軌、壓刀左右移動滑塊滑軌、壓刀上下滑動座、壓刀左右滑動座、壓刀上下滑軌固定座、壓刀左右滑軌固定座、拉簧、優力膠緩衝限位塊。所述拉簧一端安裝固定在上下滑動座，另一端安裝固定在左右滑動座。所述優力膠緩衝限位塊安裝於壓刀上下移動滑塊滑軌底部，可進行上下位置的微調。

第一伺服電機的電機軸與小直齒輪安裝固定，所述小直齒輪與直齒輪對心直動尖頂從動件正反面溝槽凸輪配合。

所述直齒輪對心直動尖頂從動件正反面溝槽凸輪通過兩側固定軸支座固定。所述固定軸支座安裝於底板。

第一伺服電機安裝固定於大板支座上。所述大板支座安裝固定於底板。

搖杆安裝連接於外側軸支座上。

所述頂杆另一端與壓刀左右滑軌固定座安裝固定。所述壓刀左右滑軌固定座兩端分別與兩個滑塊座安裝固定。所述滑塊滑軌安裝固定在大板支座外側上。

所述壓刀左右移動滑塊滑軌安裝於壓刀左右滑動座上。

第二伺服電機驅動控制升降平臺裝置。所述伺服電機其固定座下表面與底板連接，上表面固定支撐升降平臺。

直齒輪對心直動尖頂從動件正反面溝槽凸輪內側小凸輪外圓邊緣裝有感應片，用於感應直齒輪對心直動尖頂從動件正反面溝槽凸輪的周期圓周運動。

光電傳感器固定在大板支座上。

如圖1所示，本發明提供的一種用於高速疊片機的疊片凸輪壓緊裝置，包括用於控制壓刀張合、升降的直齒輪對心直動尖頂從動件正反面溝槽凸輪裝置，用於疊片時極片安放的疊片升降平臺裝置，以及用於壓緊極片的壓刀緩衝裝置。所述疊片升降平臺可根據疊片片數自適應降低平臺高度，滿足高速連續作業的疊片要求，同時使疊片連續作業時保證極片上表面與壓刀下表面保持固定距離值和壓力值，從而保證壓刀運動時不損傷極片和隔離膜；所述壓刀緩衝裝置除了起到壓緊極片時的緩衝作用，同時也對疊片完成後電芯的整齊度、密實度有影響。

所述直齒輪對心直動尖頂從動件正反面溝槽凸輪裝置控制壓刀緩衝機構的張合、升降，如圖2、3所示。第一伺服電機安裝固定於大板支座上，所述電機軸端連接固定小直齒輪；所述小直齒輪與大直齒輪（直齒輪對心直動尖頂從動件正反面溝槽凸輪）配合；所述大直齒輪正、反面的溝槽凸輪與分別於大、小凸輪隨動器相切配合旋轉運動；所述大凸輪隨動器與連杆、左連杆、右連杆一端安裝連接；所述小凸輪隨動器與頂杆一端安裝固定；所述連杆兩端分別裝固定於兩塊滑座上，隨大凸輪隨動器的上下移動而上下滑動；所述左連杆、右連杆另一端分別於左搖杆、右搖杆一端安裝連接；所述左搖杆、右搖杆另一端分別與凸輪隨動器安裝連接；所述凸輪隨動器分別與左、右壓刀滑座連杆安裝連接；所述左、右壓刀左右滑座連杆分別與左、右壓刀緩衝裝置安裝固定。當伺服電機帶動小直齒輪運轉時，所述小直齒輪會帶動大直齒輪運轉，所述大直齒輪的運轉會使正面溝槽凸輪也圓周運轉，所述正面溝槽凸輪圓周運轉時大凸輪隨動器就會上下周期性的運動，所述大凸輪隨動器上下周期運動時通過連杆，左、右連杆，左、右搖杆，左、右壓刀滑座連杆間的機械安裝連接運動使左、右緩衝壓刀裝置周期性的張開、閉合。

所述頂杆另一端與壓刀左右滑軌固定座安裝固定；所述壓刀左右滑軌固定座兩端分別與兩塊滑座安裝固定，隨大小輪隨動器的上下移動而上下滑動。當伺服電機帶動小直齒輪運轉時，所述小直齒輪會帶動大直齒輪運轉，所述大直齒輪的運轉會使反面溝槽凸輪也圓周運轉，所述反面溝槽凸輪圓周運轉時小凸輪隨動器就會上下周期性的運動，所述小凸輪隨動器上下周期運動時通過頂杆與壓刀左右滑軌固定座連接安裝運動會使左、右緩衝壓刀裝置周期性的上下移動。

由於所述左、右緩衝壓刀裝置的上下、左右周期性的工作是通過控制所述伺服電機的運動旋轉，則所述壓刀的工作效率可以通過控制所述伺服電機轉速速率提高壓刀的工作速率；且直齒輪對心直動尖頂從動件正反面溝槽凸輪設計發明大大縮小機構的體積；合理的設計凸輪運動軌跡及應用驗證，保證了壓刀工作的穩定性、可靠性。所以綜合所述此凸輪壓緊機構速度快，效率高，穩定性強，體積小，及其適合運用在當今乃至今後的高速疊片機疊片平臺壓緊機構中。

如圖4所示為本發明的直齒輪對心直動尖頂從動件正反面溝槽凸輪時序圖。

如圖5所示，本發明提供的一種用於高速疊片機的疊片升降平臺裝置機構。伺服電機通過電機底座安裝在底板上，同時左右大板支座也安裝於所述底板上面；所述伺服電機通過聯軸器與絲杆連接安裝；所述絲杆螺母座與升降平臺滑座安裝；所述升降平臺滑座與平臺安裝；所述平臺側面裝有傳感器來檢測平臺上電芯（或極片）的有無，避免疊片時的衝突幹涉。

當進行疊片時，疊片升降平臺會隨著疊片數量的增加而在伺服電機驅動下自適應的向下移動，保證極片和隔膜與壓刀間的壓力值。

如圖6、7，是本發明提供的一種用於高速疊片機疊片壓緊凸輪機構的直齒輪對心直動尖頂從動件正反面溝槽凸輪，左、右緩衝壓刀裝置周期性的左右、上下移動就是通過所述直齒輪對心直動尖頂從動件正反面溝槽凸輪的周期性運轉實現。

如圖8所示，是本發明提供的一種用於高速疊片機壓刀緩衝裝置機構。壓刀固定在滑塊座上，所述滑塊座與拉簧一端安裝連接；所述拉簧另一端與左（右）壓刀滑塊座安裝連接。當所述壓刀與極片和隔膜沒有相互作用力時，也就是說當壓刀沒有疊壓極片和隔膜時，所述壓刀在所述拉簧拉力作用下使所述滑塊座底部限位貼合於限位優力膠表面；而當所述壓刀與極片和隔膜有相互作用力時，也就是說當壓刀有疊壓極片和隔膜時，拉簧起到了當壓刀疊壓隔膜瞬時的緩衝作用，同時拉簧也起到壓緊隔膜和極片的作用，使隔膜和極片在左右壓刀交替壓緊時，隔膜和極片不鬆弛、不跑偏，從而能保證極片和隔膜的密實度和平整度。當更換極片型號時，只需相應更換左右滑動座尺寸即可完成換型，不需要做換型後的調試，方便簡潔。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。