一種電池芯軸上料機構及卷繞設備的製作方法
2023-12-06 16:49:11 2
一種電池芯軸上料機構及卷繞設備的製作方法
【專利摘要】一種電池芯軸上料機構，包括備芯軸機構和取芯軸機構，備芯軸機構包括用於放置電池芯軸的料盒、旋轉輥、第一電機、定位銷、第二電機、第一氣缸以及檢測元件，旋轉輥設置在料盒附近，旋轉輥上設置有用於吸住電池芯軸的磁性結構，第一電機耦合到旋轉輥，第一氣缸耦合到定位銷，第二電機耦合到定位銷，檢測元件配合旋轉輥而設置，以檢測旋轉輥上是否吸附了電池芯軸以及電池芯軸的缺口是否到達預定位置；取芯軸機構包括取料夾及耦合到取料夾的取料夾移動裝置，取料夾的取料工位對應定位銷的工作位。一種卷繞設備，具有該電池芯軸上料機構。該電池芯軸上料機構能夠自動、高效、可靠地對芯軸進行取料和上料。
【專利說明】一種電池芯軸上料機構及卷繞設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及電池製作設備，特別是涉及一種電池芯軸上料機構及卷繞設備。
【背景技術】
[0002]電池的電芯是採用卷繞設備卷繞製成的。現有的電池電芯自動卷繞設備包括機架、卷繞機構、隔膜機構、極片上料機構、貼膠機構、下料機構以及電氣控制部分，電池的卷芯一般由正、負極片及隔膜按照一定的次序重疊卷繞，最後，貼終止膠帶而成電池電芯。其中一般卷繞方式是採用可抽出式卷針，以卷繞設備上的卷針為基軸卷繞至電芯成形，再將卷針抽出。另外一種卷繞方式是採用塑性芯軸，將隔膜燙在塑性芯軸上，卷繞完成後塑性芯軸留在電芯內，但該方式對隔膜有損壞，不能保證電池的安全性。鋼性芯軸能較好地保證電池安全性，但是，如何自動、高效、安全對芯軸進行取料和上料並實施卷繞，是亟待解決的問題。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種電池芯軸上料機構及卷繞設備，能夠自動、高效、可靠地對芯軸進行取料和上料。
[0004]為實現上述目的，本發明採用以下技術方案:
一種電池芯軸上料機構，包括受控制單元控制的備芯軸機構和取芯軸機構，
所述備芯軸機構包括用於放置電池芯軸的料盒、旋轉輥、第一電機、定位銷、第二電機、第一氣缸以及檢測元件，所述旋轉輥設置在料盒附近，所述旋轉輥上設置有用於吸住電池芯軸的磁性結構，所述第一電機耦合到所述旋轉輥以帶動所述旋轉輥旋轉，所述第一氣缸耦合到所述定位銷以帶動所述定位銷軸向移動，所述第二電機耦合到所述定位銷以帶動所述定位銷旋轉，所述檢測元件配合所述旋轉輥而設置，以檢測所述旋轉輥上是否吸附了電池芯軸以及所述電池芯軸的缺口是否到達預定位置；
所述取芯軸機構包括取料夾及耦合到所述取料夾的取料夾移動裝置，所述取料夾的取料工位對應所述定位銷的工作位。
[0005]進一步地:
所述檢測元件包括第一感應器、第二感應器、第三感應器以及光碼盤，所述光碼盤固定在所述第一電機的輸出端，所述第一感應器設置在所述光碼盤附近以檢測所述光碼盤旋轉的角度，所述第二感應器和所述第三感應器設置在所述旋轉輥附近，所述第二感應器用於檢測旋轉輥是否吸住電池芯軸，所述第三感應器用於檢測電池芯軸的缺口位置。
[0006]所述備芯軸機構還包括連接塊和連接板，所述旋轉輥固定在所述料盒的下方，所述旋轉輥上設置有帶磁石的槽，可容納並吸住電池芯軸，所述第一氣缸、所述第一電機、所述第二電機、所述第二感應器和所述第三感應器固定在所述連接板上，所述連接板固定在所述料盒上，所述定位銷可旋轉地固定在所述連接塊上，所述連接塊連接所述第一氣缸的伸縮端和所述第二電機的輸出端。[0007]所述取料夾移動裝置包括直線驅動單元和旋轉驅動單元，所述直線驅動單元耦合到所述取料夾以帶動所述取料夾直線移動，所述旋轉驅動單元耦合到所述直線驅動單元以通過旋轉所述直線驅動單元來旋轉移動所述取料夾。
[0008]所述直線驅動單元包括第二氣缸、固定板和第一滑軌，所述旋轉驅動單元的旋轉軸固定連接所述固定板以驅動所述固定板旋轉，所述第二氣缸和所述第一滑軌固定在所述固定板上，所述第二氣缸的伸縮端與所述取料夾連接以驅動所述取料夾沿所述第一滑軌移動。
[0009]所述直線驅動單元還包括電芯夾、第三氣缸以及第二滑軌，所述第三氣缸和所述第二滑軌固定在所述固定板上，所述第三氣缸的伸縮端與所述電芯夾連接以驅動所述電芯夾沿所述第二滑軌移動，所述第一滑軌與所述第二滑軌之間有一個夾角。
[0010]所述取芯軸機構還包括設置在所述固定板的旁邊以限制所述取料夾和所述電芯夾的旋轉角度的第一限位元件。
[0011]所述旋轉驅動單元包括旋轉軸、齒條、齒輪、第三滑軌和第四氣缸，所述齒條固定在所述第三滑軌上，所述齒輪固定在所述旋轉軸上，所述第四氣缸的伸縮端與所述齒條連接以推動所述齒條移動，所述齒條與所述齒輪嚙合以帶動所述齒輪旋轉。
[0012]所述旋轉驅動單元還包括外圈、滑塊連接塊和第二限位單元，所述外圈上開有供所述第三滑軌安置的缺口，所述第三滑軌的滑塊通過所述滑塊連接塊固定在所述外圈上，所述齒條通過所述外圈上的缺口與所述齒輪固定連接，所述第二限位單元設置在所述齒條的移動路徑上以限制所述齒條的移動極限。
[0013]一種卷繞設備,包括上述的任一種電池芯軸上料機構。
[0014]本發明的有益技術效果:
本發明的電池芯軸上料機構通過採用上述備芯軸機構和上述取芯軸機構，可實現自動備芯軸和自動芯軸上料，能夠高效、可靠地進行電池芯軸的取料和上料，應用在卷繞設備上，能大大提高卷繞設備在實施卷繞操作之前的芯軸上料過程的工作效率，而且提高了操作的可靠性和安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明電池芯軸上料機構一種優選實施例的主視圖；
圖2為本發明一種優選實施例的備芯軸機構的立體示意圖；
圖3為本發明一種優選實施例的取芯軸機構的立體示意圖；
圖4為本發明一種優選實施例的取芯軸機構的後視圖；
圖5為本發明一種優選實施例的取芯軸機構的剖面圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖對本發明的實施例作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的範圍及其應用。
[0017]參閱圖1至圖5，在一些實施例裡，電池芯軸上料機構包括從芯軸料盒內取出芯軸的備芯軸機構I和將芯軸輸送至卷繞工位的取芯軸機構2。備芯軸機構I和取芯軸機構2均受控制單元(未圖示)控制。[0018]參閱圖2，在優選的實施例裡，備芯軸機構包括料盒101、料盒擋板102、第一電機103、第二電機104、第一感應器105、第二感應器106、第三感應器107、光碼盤108、旋轉輥109、定位銷110、連接塊111、連接板112以及第一氣缸113。料盒擋板102用於分隔料盒內空間，根據芯軸的尺寸不同可調節其位置，旋轉輥109固定在料盒101的下方，旋轉輥109上設置有帶磁石的槽，可容納並吸住芯軸，由第一電機103帶動旋轉，光碼盤108固定在第一電機103的輸出端,第一感應器105檢測光碼盤108旋轉的角度,第一氣缸113固定在連接板112上，連接板112固定在料盒101上，第一電機103和第二電機104都固定在連接板112上，第二電機104的輸出端連接連接塊111，定位銷110插入連接塊111內，連接塊111同時連接第一氣缸113的伸縮端和第二電機104的輸出端,第二感應器106和第三感應器107均固定在連接板112上，第二感應器106檢測旋轉輥是否吸住芯軸，第三感應器107檢測芯軸的缺口位置。
[0019]對於芯軸式電池，其中的芯軸是空心帶磁性的，且具有軸向缺口，製作電池時要先將芯軸上料至卷繞工位，而芯軸的缺口位置要求固定。採用上述機構可以方便地取料並使其能夠準確上料。
[0020]參閱圖3-圖4，在優選的實施例裡，取芯軸機構2包括取料夾21、電芯夾22、第二氣缸23、第三氣缸24、旋轉驅動單元25、固定板26、第一滑軌27、第二滑軌28以及第一限位元件29。固定板26與旋轉驅動單元25固定連接，第二氣缸23、第三氣缸24、第一滑軌27、第二滑軌28均固定在固定板26上，取料夾21與第二氣缸23的伸縮端連接，電芯夾22與第三氣缸24的伸縮端連接，第二氣缸23驅動取料夾21沿第一滑軌移動，第三氣缸24驅動電芯夾22沿第二滑軌28移動，取料夾21和電芯夾22的移動方向間隔一定角度，旋轉驅動單元25驅動固定板26旋轉，進而帶動取料夾21和電芯夾22旋轉，第一限位元件29限制取料夾21和電芯夾22的旋轉極限並起到緩衝的作用。
[0021]參閱圖3和圖5，在優選的實施例裡，旋轉驅動單元25包括旋轉軸257、軸承258、齒條259、齒輪250、外圈251、第三滑軌252、第四氣缸253、第二限位單元254以及安裝板255。滑塊連接塊256，第四氣缸253及外圈251固定在安裝板255上，外圈251上開有供第三滑軌252和第四氣缸253安置的缺口，第三滑軌252的滑塊通過滑塊連接塊256固定在外圈251上，齒條259固定在第三滑軌252上，通過外圈251上的缺口與齒輪250固定連接，齒輪259固定在旋轉軸257上，旋轉軸257的一段固定在固定板26上，第四氣缸253的伸縮端與齒條259連接，第四氣缸253推動齒條移動，齒條259帶動齒輪250旋轉，進而帶動旋轉軸257旋轉，第二限位單元254現在齒條259移動的極限。
[0022]工作時，第一電機103驅動旋轉輥109旋轉，旋轉輥109上的槽吸取料盒內的芯軸，第二感應器106檢測旋轉輥是否吸取了芯軸100，若已吸取芯軸，第二氣缸23伸出，取料夾21伸出，夾住芯軸，第一氣缸113帶動定位銷110插入芯軸內，取料夾21鬆開芯軸，第二氣缸23的伸縮端退回，帶動取料夾退回，第二電機104驅動定位銷110進而帶動芯軸旋轉，第三感應器107檢測芯軸的缺口位置，位置合適後第二電機104停止旋轉，第二氣缸23伸出，取料夾21伸出，夾住芯軸，定位銷自芯軸內抽出，取料夾夾住芯軸，第四氣缸253伸出，帶動齒條259，進而帶動齒輪250旋轉，齒輪250的旋轉帶動旋轉軸257及固定板26旋轉，並最終帶動取料夾21旋轉，取料夾21將芯軸輸送至入下一工位。
[0023]其中，取料夾既起到實現運送芯軸的作用，又能起到夾住芯軸以方便定位銷插入芯軸的作用，有效克服了旋轉輥吸住芯軸的力不夠支撐其穿入定位銷的問題。
[0024]容易理解，上述各機構的動作均由控制單元控制，而各個感應器採集的信號是送到控制單元。
[0025]另一些實施例是關於一種電池電芯的卷繞設備，其可具有上述任一實施例的電池芯軸上料機構，在此不予贅述。
[0026]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種電池芯軸上料機構，其特徵在於，包括備芯軸機構和取芯軸機構； 所述備芯軸機構包括用於放置電池芯軸的料盒、旋轉輥、第一電機、定位銷、第二電機、第一氣缸以及檢測元件，所述旋轉輥設置在料盒附近，所述旋轉輥上設置有用於吸住電池芯軸的磁性結構，所述第一電機耦合到所述旋轉輥以帶動所述旋轉輥旋轉，所述第一氣缸耦合到所述定位銷以帶動所述定位銷軸向移動，所述第二電機耦合到所述定位銷以帶動所述定位銷旋轉，所述檢測元件配合所述旋轉輥而設置，以檢測所述旋轉輥上是否吸附了電池芯軸以及所述電池芯軸的缺口是否到達預定位置； 所述取芯軸機構包括取料夾及耦合到所述取料夾的取料夾移動裝置，所述取料夾的取料工位對應所述定位銷的工作位。
2.如權利要求1所述的電池芯軸上料機構，其特徵在於，所述檢測元件包括第一感應器、第二感應器、第三感應器以及光碼盤，所述光碼盤固定在所述第一電機的輸出端，所述第一感應器設置在所述光碼盤附近以檢測所述光碼盤旋轉的角度，所述第二感應器和所述第三感應器設置在所述旋轉輥附近，所述第二感應器用於檢測旋轉輥是否吸住電池芯軸，所述第三感應器用於檢測電池芯軸的缺口位置。
3.如權利要求2所述的電池芯軸上料機構，其特徵在於，所述備芯軸機構還包括連接塊和連接板，所述旋轉輥固定在所述料盒的下方，所述旋轉輥上設置有帶磁石的槽，可容納並吸住電池芯軸，所述第一氣缸、所述第一電機、所述第二電機、所述第二感應器和所述第三感應器固定在所述連接板上，所述連接板固定在所述料盒上，所述定位銷可旋轉地固定在所述連接塊上，所述連接塊連接所述第一氣缸的伸縮端和所述第二電機的輸出端。
4.如權利要求1至3任一項所述的電池芯軸上料機構，其特徵在於，所述取料夾移動裝置包括直線驅動單元和旋轉驅動單元，所述直線驅動單元耦合到所述取料夾以帶動所述取料夾直線移動，所述旋轉驅動單元耦合到所述直線驅動單元以通過旋轉所述直線驅動單元來旋轉移動所述取料夾。
5.如權利要求4任一項所述的電池芯軸上料機構，其特徵在於，所述直線驅動單元包括第二氣缸、固定板和第一滑軌，所`述旋轉驅動單元的旋轉軸固定連接所述固定板以驅動所述固定板旋轉，所述第二氣缸和所述第一滑軌固定在所述固定板上，所述第二氣缸的伸縮端與所述取料夾連接以驅動所述取料夾沿所述第一滑軌移動。
6.如權利要求5任一項所述的電池芯軸上料機構，其特徵在於，所述直線驅動單元還包括電芯夾、第三氣缸以及第二滑軌，所述第三氣缸和所述第二滑軌固定在所述固定板上，所述第三氣缸的伸縮端與所述電芯夾連接以驅動所述電芯夾沿所述第二滑軌移動，所述第一滑軌與所述第二滑軌之間有一個夾角。
7.如權利要求6所述的電池芯軸上料機構，其特徵在於，所述取芯軸機構還包括設置在所述固定板的旁邊以限制所述取料夾和所述電芯夾的旋轉角度的第一限位元件。
8.如權利要求4任一項所述的電池芯軸上料機構,其特徵在於，所述旋轉驅動單元包括旋轉軸、齒條、齒輪、第三滑軌和第四氣缸，所述齒條固定在所述第三滑軌上，所述齒輪固定在所述旋轉軸上，所述第四氣缸的伸縮端與所述齒條連接以推動所述齒條移動，所述齒條與所述齒輪嚙合以帶動所述齒輪旋轉。
9.如權利要求8任一項所述的電池芯軸上料機構，其特徵在於，所述旋轉驅動單元還包括外圈、滑塊連接塊和第二限位單元，所述外圈上開有供所述第三滑軌安置的缺口，所述第三滑軌的滑塊通過所述滑塊連接塊固定在所述外圈上，所述齒條通過所述外圈上的缺口與所述齒輪固定連接，所述第二限位單元設置在所述齒條的移動路徑上以限制所述齒條的移動極限。
10.一種卷繞設備，其特徵在於，`包括如權利要求1至9任一項所述電池芯軸上料機構。
【文檔編號】H01M10/04GK103682412SQ201410006408
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2014年1月7日 優先權日:2014年1月7日
【發明者】張勇, 李尤娜 申請人:深圳市贏合科技股份有限公司