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【发明授权】一种多工位叠片装置及其叠片方法_深圳市光大激光科技股份有限公司_201910625079.X 

申请/专利权人:深圳市光大激光科技股份有限公司

申请日:2019-07-11

公开(公告)日:2024-03-22

公开(公告)号:CN110323497B

主分类号:H01M10/058

分类号:H01M10/058;H01M10/0583

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2024.03.22#授权;2019.11.05#实质审查的生效;2019.10.11#公开

摘要:本发明公开了一种多工位叠片装置,包括:二对压紧升降机构1、二对压紧平移机构2、叠片台升降机构3、辅助升降机构4、叠片台5和二对压料组件6以及隔膜纠正机构7。本发明提供的多工位叠片装置,基于采用多对压紧升降机构和压紧平移机构对多个压料组件进行控制的技术特征、基于采用多个压料组件对多个电极片进行交替压紧的技术特征、基于采用机械齿轮传动与平面盘形沟槽凸轮控制压料组件进退与升降的方式技术特征,其共同作用效果均是提高叠片装置效率;同时也提出了一种可以在叠片台上同时放置多个极片进行高速叠片的叠片方法。

主权项:1.一种多工位叠片装置的叠片方法,其特征在于,适用于多工位叠片装置,所述多工位叠片装置包括:二对压紧升降机构1、二对压紧平移机构2、叠片台升降机构3、辅助升降机构4、叠片台5和二对压料组件6以及隔膜纠正机构7;所述二对压紧升降机构1包括:一对压紧升降机构一11,和一对压紧升降机构二12;所述压紧升降机构一11包括:第一压紧升降机构一11a和第二压紧升降机构一11b;所述一对压紧升降机构二12包括:第一压紧升降机构二12a和第二压紧升降机构二12b;任一对所述压紧升降机构均包括第一伺服电机13、第一平面盘形沟槽凸轮14和第一传动部分15,以通过第一伺服电机13驱动第一平面盘形沟槽凸轮14动作继而控制二对压料组件6上下运动;所述二对压紧平移机构2包括:一对压紧平移机构一21和一对压紧平移机构二22;所述一对压紧平移机构一21包括:第一压紧平移机构一21a和第二压紧平移机构一21b;所述一对压紧平移机构二22包括:第一压紧平移机构二22a和第二压紧平移机构二22b,任一对所述压紧平移机构包括第二伺服电机23、第二平面盘形沟槽凸轮24、第二传动部分25和压料组件连接部分26,以控制任一对所述压料组件6相向运动靠近叠片台或相反运动远离叠片台;所述第一压紧升降机构一11a、所述第二压紧升降机构一11b和所述第一压紧平移机构一21a、所述第二压紧平移机构一21b由同一第一伺服电机13驱动;同一齿轮带动齿轮内两侧所述第一平面盘形沟槽凸轮14、所述第二平面盘形沟槽凸轮24,由所述第一传动部分15、所述第二传动部分25以及所述压料组件连接部分26连接第一压料组件一61a、所述第二压料组件二62b同步升降与相向运动或相背运动;所述第一压紧升降机构二12a、所述第二压紧升降机构二12b和所述第一压紧平移机构二22a、所述第二压紧平移机构二22b由同一第二伺服电机23驱动,同一齿轮带动齿轮内两侧所述第一平面盘形沟槽凸轮14、所述第二平面盘形沟槽凸轮24,由所述第一传动部分15、所述第二传动部分25以及所述压料组件连接部分26连接第一压料组件二62a、第二压料组件二62b同步升降与相向运动或相背运动;所述叠片台升降机构3包括第三伺服电机31、第一丝杆传动部分32和支撑板33,控制叠片台5上下运动以保证每次压料机构压紧电芯在同一个高度;所述辅助升降机构4包括导杆气缸41、第三传动部分42、中间支撑板43,所述中间支撑板43上升以填充叠片台5漏空部分以保证所述叠片时叠片台5的整个平面都有支撑;直至叠片完成后,所述中间支撑板43下降,以使电芯从所述叠片台5上取出,所述叠片台升降机构3动作以带动所述辅助升降机构4整体一起升降;所述叠片台5包括T型支撑块51和两侧支撑块52;所述T型支撑块51包括真空吸附结构;所述二对压料组件6包括:一对压料组件一61和一对压料组件二62;所述一对压料组件一61包括:第一第一压料组件一61a和第二压料组件一61b;所述一对压料组件二62包括:第一压料组件二62a和第二压料组件二62b,压料组件一61包括一个第一压刀连接杆63a和第一压刀64a,压料组件二(62)包括一个第二压刀连接杆63b和第二压刀64b,以使得叠片时通过压料组件的压刀压紧极片;所述隔膜纠正机构7包括:第四伺服电机71、第二丝杆传动部分72、活动吸板73,所述活动吸板73包含真空吸附结构;所述叠片方法的一个工作循环包括以下步骤:S1:二对压料组件6处于打开的初始位置,开始工作时隔膜纠正机构7的活动吸板73真空吸附第一层隔膜并纠正位置,同时叠片台升降机构3动作,叠片台5运动至叠片位置;S2:隔膜纠正后,进行Z形隔膜,叠片台5的T型支撑块,真空吸附第一层隔膜至叠片台5上,同时辅助升降机构4动作,中间支撑板43上升至叠片台5的叠片位置;S3:极片转运装置一次移载五个负极片放在第一层隔膜上,叠片台升降机构3动作,叠片台5下降一个设定高度,保证叠片的高度不变;S4:一对压紧平移机构一21动作,一对压料组件一61的压刀移至叠片台5正上方;S5:一对压紧升降机构一11动作,一对压料组件一61的第一压刀64a下降分别压紧五个极片的一侧;第一压料组件一61a的五个压刀和第二压料组件一61b的五个压刀对称压紧每个极片的一侧,进行Z形隔膜;S6:极片转运装置再一次移载五个正极片放在第二层隔膜上,叠片台升降机构3动作,叠片台5下降一个设定高度,保证叠片的高度不变;S7:另一对压紧平移机构二22动作,另一对压料组件二62的第二压刀64b移至叠片台5正上方,另一对压紧升降机构二12动作,另一对压料组件二62的第二压刀64b下降分别压紧五个极片的另一侧,第一压料组件二62a的五个压刀和第二压料组件二62b的五个压刀对称压紧每个极片的另一侧;S8:一对压紧升降机构一11动作,驱动一对压紧平移机构一21上升一段高度,同时一对压料组件一61的第一压刀64a跟随上升一段高度;S9:一对压紧平移机构一21的第二平面盘形沟槽凸轮24动作,一对压料组件一61的第一压刀64a动作至叠片台5的远端,进行Z形隔膜;S10:同时一对压紧升降机构一11动作,一对压料组件一61回到初始位置,极片转运装置一次移载五个负极片放在第三层隔膜上,叠片台升降机构3动作,叠片台5下降一个设定高度,保证叠片的高度不变;S11:一对压紧平移机构一21动作,一对压料组件一61的压刀移至叠片台5正上方,一对压紧升降机构一11动作,一对压料组件一61的第一压刀64a下降分别压紧五个极片的一侧;S12:对压紧升降机构二12动作,驱动另一对压紧平移机构二22上升一段高度,同时另一对压料组件二62的第二压刀64b跟随上升一段高度;S13:另一对压紧平移机构二22的第二平面盘形沟槽凸轮24动作,另一对压料组件二62的第二压刀64b动作至叠片台5的远端,进行Z形隔膜;S14:同时另一对压紧升降机构二12动作,另一对压料组件二62回到初始位置,二对压料组件6交替循环动作直至整个电芯叠片完成;S15:辅助升降机构4动作,中间支撑板43下降至最低初始位置,电芯转运装置一次取出五个电芯。

全文数据:一种多工位叠片装置及其叠片方法技术领域本发明涉及锂电池叠片加工制造领域,具体地,涉及一种多工位叠片装置及其叠片方法。背景技术目前,锂电池叠片技术,是使用隔膜将正、负电极片进行隔离,并依次层叠使其成为电芯的锂电池制造技术。其基本原理及工作过程为:利用隔膜组件将成卷的隔膜拉出,通过叠片台或隔膜组件的往复运动将隔膜折叠为Z字形,同时,利用机械手或其他转运装置将正、负电极片交替放在折叠的隔膜之间,由隔膜将正、负电极片分开。多次重复上述过程,最终形成具有一定厚度的锂电池电芯。现有的叠片装置采用单工位方式,通过机械手或其他转运装置一次只放置一个极片到叠片台上进行叠片,不能放置多个极片到叠片台上并进行多个极片同时叠片操作,因而导致叠片效率较低。本发明就是为了解决上述问题而设计的一种新型多工位叠片装置。现有的叠片装置采用单工位方式,通过机械手一次只放置一个极片到叠片台上进行叠片,不能在叠片台上放置多个极片同时进行叠片操作,因而会导致叠片效率较低。发明内容本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种同时叠五个及五个以上极片的叠片装置及其叠片方法。为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种多工位叠片装置,包括:二对压紧升降机构1、二对压紧平移机构2、叠片台升降机构3、辅助升降机构4、叠片台5和二对压料组件6以及隔膜纠正机构7。其进一步技术方案为:所述二对压紧升降机构1包括:一对压紧升降机构一11,和一对压紧升降机构二12;所述压紧升降机构一11包括:压紧升降机构一11a和压紧升降机构一11b;所述一对压紧升降机构二12包括:压紧升降机构二12a和压紧升降机构二12b;任一对所述压紧升降机构均包括伺服电机13、平面盘形沟槽凸轮14和传动部分15,以通过伺服电机13驱动平面盘形沟槽凸轮14动作继而控制二对所述压料组件6上下运动。其进一步技术方案为:所述二对压紧平移机构2包括:一对压紧平移机构一21和一对压紧平移机构二22;所述一对压紧平移机构一21包括:压紧平移机构一21a和压紧平移机构一21b;所述一对压紧平移机构二22包括:压紧平移机构二22a和压紧平移机构二22b,任一对所述压紧平移机构包括伺服电机23、平面盘形沟槽凸轮24、传动部分25和压料组件连接部分26,以控制任一对所述压料组件6相向运动靠近叠片台或相反运动远离叠片台。其进一步技术方案为:所述压紧升降机构11a、所述压紧升降机构11b和所述压紧平移机构21a、所述压紧平移机构21b由同一伺服电机13驱动;同一齿轮带动齿轮内两侧所述平面盘形沟槽凸轮14、所述平面盘形沟槽凸轮24,由所述传动部分15、所述传动部分25以及所述压料组件连接部分26连接所述压料组件61a、所述压料组件61b同步升降与相向运动或相背运动;所述压紧升降机构12a、所述压紧升降机构12b和所述压紧平移机构22a、所述压紧平移机构22b由同一伺服电机23驱动,同一齿轮带动齿轮内两侧所述平面盘形沟槽凸轮14、所述平面盘形沟槽凸轮24,由所述传动部分15、所述传动部分25以及所述压料组件连接部26连接所述压料组件62a、所述压料组件62b同步升降与相向运动或相背运动。其进一步技术方案为:所述叠片台升降机构3包括伺服电机31、丝杆传动部分32和支撑板33,控制叠片台5上下运动以保证每次压料机构压紧电芯在同一个高度。其进一步技术方案为:所述辅助升降机构4包括导杆气缸41、传动部分42、中间支撑板43,所述中间支撑板43上升以填充叠片台5漏空部分以保证所述叠片时叠片台5的整个平面都有支撑;直至叠片完成后,所述中间支撑板43下降,以使电芯从所述叠片台5上取出,所述叠片台升降机构3动作以带动所述辅助升降机构4整体一起升降。其进一步技术方案为:所述叠片台5包括T型支撑块51和两侧支撑块52;所述T型支撑块51包括真空吸附结构。其进一步技术方案为:所述二对压料组件6包括:一对压料组件一61和一对压料组件二62;所述一对压料组件一61包括:压料组件一61a和压料组件一61b;所述一对压料组件二62包括:压料组件二62a和压料组件二62b,每个压料组件包括一个压刀连接杆63和压刀64,以使得叠片时通过压料组件的压刀压紧极片。其进一步技术方案为:所述隔膜纠正机构7包括:伺服电机71、丝杆传动部分72、活动吸板73,所述活动吸板73包含真空吸附结构。一种多工位叠片装置的叠片方法,叠片方法的一个工作循环包括以下步骤:S1:二对压料组件6处于打开的初始位置,开始工作时隔膜纠正机构7的活动吸板71真空吸附第一层隔膜并纠正位置,同时叠片台升降机构3动作,叠片台5运动至叠片位置;S2:隔膜纠正后,进行Z形隔膜,叠片台5的T型支撑块,真空吸附第一层隔膜至叠片台5上,同时辅助升降机构4动作,中间支撑板43上升至叠片台5的叠片位置;S3:极片转运装置一次移载五个负极片放在第一层隔膜上,叠片台升降机构3动作,叠片台5下降一个设定高度,保证叠片的高度不变;S4:一对压紧平移机构21动作,一对压料组件一61的压刀移至叠片台5正上方;S5:一对压紧升降机构一11动作,一对压料组件一61的压刀64下降分别压紧五个极片的一侧;压料组件一61a的五个压刀和压料组件一61b的五个压刀对称压紧每个极片的一侧,进行Z形隔膜;S6:极片转运装置再一次移载五个正极片放在第二层隔膜上,叠片台升降机构3动作,叠片台5下降一个设定高度,保证叠片的高度不变;S7:另一对压紧平移机构22动作,另一对压料组件二62的压刀64移至叠片台5正上方,另一对压紧升降机构二12动作,另一对压料组件二62的压刀64下降分别压紧五个极片的另一侧,压料组件二62a的五个压刀和压料组件二62b的五个压刀对称压紧每个极片的另一侧;S8:一对压紧升降机构一11动作,驱动一对压紧平移机构一21上升一段高度,同时一对压料组件一61的压刀64跟随上升一段高度;S9:一对压紧平移机构一21的平面盘形沟槽凸轮24动作,一对压料组件一61的压刀64动作至叠片台5的远端,进行Z形隔膜;S10:同时一对压紧升降机构一11动作,一对压料组件一61回到初始位置,极片转运装置一次移载五个负极片放在第三层隔膜上,叠片台升降机构3动作,叠片台5下降一个设定高度,保证叠片的高度不变;S11:一对压紧平移机构21动作,一对压料组件一61的压刀移至叠片台5正上方,一对压紧升降机构一11动作,一对压料组件一61的压刀64下降分别压紧五个极片的一侧;S12:对压紧升降机构二12动作,驱动另一对压紧平移机构二22上升一段高度,同时另一对压料组件二62的压刀64跟随上升一段高度;S13:另一对压紧平移机构二22的平面盘形沟槽凸轮24动作,另一对压料组件二62的压刀64动作至叠片台5的远端,进行Z形隔膜;S14:同时另一对压紧升降机构二12动作,另一对压料组件二62回到初始位置,二对压料组件6交替循环动作直至整个电芯叠片完成;S15:辅助升降机构4动作,中间支撑板43下降至最低初始位置,电芯转运装置一次取出五个电芯。与现有技术相比的有益效果:本发明的一种多工位叠片装置由两对压紧升降机构、两对压紧平移机构、一个叠片台升降机构、一个辅助升降机构、两对压料组件包括二十个压刀,每个压料组件含五个压刀、一个叠片台及一个隔膜纠正机构组成,通过叠片装置或隔膜组件的往复运动将隔膜折叠为Z字型,然后通过极片转运装置一次移载五个正负电极片交替放在折叠的隔膜之间,压紧平移机构动作使压料组件做往复平移运动,压紧升降机构动作使压紧平移机构做升降运动,因而使两对压料组件的压刀交替运动对极片交替压紧,当一对压料组件含十个压刀动作压紧五个极片各一侧时,另一对压料组件含十个压刀动作从五个极片的另一侧退出,两对压料组件交替动作,在叠片过程中始终保证五个极片各有一侧是压紧的,以避免隔膜Z字型折叠时使极片窜动而影响叠片精度,直到电芯叠片完成,通过一次同时叠五个极片的叠片操作,使叠片效率得到很大提升,同时也提高了叠片装置空间利用率。在叠片台上放置多个极片同时进行多工位叠片操作;采用多对压料组件对多个极片进行压紧;每个压料组件可包括多个压刀,叠片时每个极片同一侧各有一对压刀压紧,避免Z型隔膜时使极片窜动,从而保证多个极片叠片的精度及效率。本发明提供的多工位叠片装置,基于采用多对压紧升降机构和压紧平移机构对多个压料组件进行控制的技术特征、基于采用多个压料组件对多个电极片进行交替压紧的技术特征、基于采用机械齿轮传动与平面盘形沟槽凸轮控制压料组件进退与升降的方式技术特征,其共同作用效果均是以提高叠片装置效率;同时也提出了一种可以在叠片台上同时放置多个极片进行高速叠片的叠片方法。为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特性和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。附图说明图1为本发明的多工位叠片装置的立体结构示意图;图2为图1中压紧升降机构1的立体结构示意图;图3为图1中压紧平移机构2的立体结构示意图;图4为图1中叠片台升降机构3的立体结构示意图;图5为图1中辅助升降机构4的立体结构示意图;图6为图1中叠片台5的立体结构示意图;图7为压料组件61的立体结构示意图;图8为压料组件62的立体结构示意图;图9为隔膜纠正组件7的立体结构示意图;图10为多工位叠片装置的动作原理示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。应当理解,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和或其集合的存在或添加。还应当理解,在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解,在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。如图1-9所示,本发明提供的一种多工位叠片装置,包括两对压紧升降机构1、两对压紧平移机构2、叠片台升降机构3、辅助升降机构4、叠片台5和两对压料组件6以及隔膜纠正机构7。两对压紧升降机构1分为一对压紧升降机构一11和一对压紧升降机构二12,为了便于具体说明工作原理,一对压紧升降机构一11分为压紧升降机构一11a和压紧升降机构一11b,一对压紧升降机构二12分为压紧升降机构二12a和压紧升降机构二12b,每对压紧升降机构都包括伺服电机13、平面盘形沟槽凸轮14和传动部分15,通过伺服电机13驱动平面盘形沟槽凸轮14动作,控制两对压料组件6上下运动。两对压紧平移机构2分为一对压紧平移机构一21和一对压紧平移机构二22,为了便于具体说明工作原理,一对压紧平移机构一21分为压紧平移机构一21a和压紧平移机构一21b,一对压紧平移机构二22分为压紧平移机构二22a和压紧平移机构二22b,每对压紧平移机构包括伺服电机23、平面盘形沟槽凸轮24、传动部分25和压料组件连接部分26,控制每对压料组件6相向运动靠近叠片台或相反运动远离叠片台。压紧升降机构11a、11b和压紧平移机构21a、21b由同一伺服电机13驱动,同一齿轮带动齿轮内两侧平面盘形沟槽凸轮14、24,由传动部分15、25以及压料组件连接部分26连接压料组件61a、61b同步升降与相向运动或相背运动升降机构11a、11b带动平移机构21a、21b升降;压紧升降机构12a、12b和压紧平移机构22a、22b由同一伺服电机1323驱动,同一齿轮带动齿轮内两侧平面盘形沟槽凸轮14、24,由传动部分15、25以及压料组件连接部分26连接压料组件62a、62b同步升降与相向运动或相背运动升降机构12a、12b带动平移机构22a、22b升降。叠片台升降机构3包括伺服电机31、丝杆传动部分32和支撑板33,控制叠片台5上下运动,保证每次压料机构压紧电芯在同一个高度。辅助升降机构4包括导杆气缸41、传动部分42、中间支撑板43,中间支撑板43上升,填充叠片台5漏空部分,保证叠片时叠片台5的整个平面都有支撑,叠片完成后,中间支撑板43下降,便于电芯从叠片台5上取出,叠片台升降机构3动作,带动辅助升降机构4整体一起升降。叠片台5包括T型支撑块51含真空吸附和两侧支撑块52。两对压料组件6分为一对压料组件一61和一对压料组件二62,为了便于具体说明工作原理,一对压料组件一61分为压料组件一61a和压料组件一61b,一对压料组件二62分为压料组件二62a和压料组件二62b,每个压料组件包括一个压刀连接杆63和压刀64,叠片时通过压料组件的压刀压紧极片。隔膜纠正机构7包括伺服电机71、丝杆传动部分72、活动吸板73含真空吸附。于其他更具体的实施例中,一次叠极片的数量不仅限于5个,可以是多个极片。每个压料组件包括压刀数量不仅限于5个,可以是多个压刀。压紧升降机构不仅限于两对,可以是多对,实现方式不仅限于平面盘形沟槽凸轮结构,也可以是气缸、模组等其它升降方式。压紧平移机构不仅限于两对,可以是多对,实现方式不仅限于平面盘形沟槽凸轮方式,也可以是气缸、模组等其它平移方式。压料组件不仅限于两对,可以是多对。如图10所示,本发明提供的一种多工位叠片装置的叠片方法,具体为:两对压料组件6处于打开的初始位置,开始工作时隔膜纠正机构7的活动吸板71真空吸附第一层隔膜并纠正位置,同时叠片台升降机构3动作,叠片台5运动至叠片位置,隔膜纠正后,进行Z形隔膜,叠片台5的T型支撑块含真空吸附装置,真空吸附第一层隔膜至叠片台5上,同时辅助升降机构4动作,中间支撑板43上升至叠片台5的叠片位置,保证整个叠片台都有支撑,极片转运装置一次移载五个负极片放在第一层隔膜上,叠片台升降机构3动作,叠片台5下降一个设定高度,保证叠片的高度不变,一对压紧平移机构21动作,一对压料组件一61的压刀移至叠片台5正上方,一对压紧升降机构一11动作,一对压料组件一61的压刀64下降分别压紧五个极片的一侧压料组件一61a的五个压刀和压料组件一61b的五个压刀对称压紧每个极片的一侧,进行Z形隔膜,极片转运装置再一次移载五个正极片放在第二层隔膜上,叠片台升降机构3动作,叠片台5下降一个设定高度,保证叠片的高度不变,另一对压紧平移机构22动作,另一对压料组件二62的压刀64移至叠片台5正上方,另一对压紧升降机构二12动作,另一对压料组件二62的压刀64下降分别压紧五个极片的另一侧压料组件二62a的五个压刀和压料组件二62b的五个压刀对称压紧每个极片的另一侧,一对压紧升降机构一11动作,驱动一对压紧平移机构一21上升一小段高度,同时一对压料组件一61的压刀64跟随上升一小段高度,一对压紧平移机构一21的平面盘形沟槽凸轮24动作,一对压料组件一61的压刀64动作至叠片台5的远端,进行Z形隔膜,同时一对压紧升降机构一11动作,一对压料组件一61回到初始位置,极片转运装置一次移载五个负极片放在第三层隔膜上,叠片台升降机构3动作,叠片台5下降一个设定高度,保证叠片的高度不变,一对压紧平移机构21动作,一对压料组件一61的压刀移至叠片台5正上方,一对压紧升降机构一11动作,一对压料组件一61的压刀64下降分别压紧五个极片的一侧,另一对压紧升降机构二12动作,驱动另一对压紧平移机构二22上升一小段高度,同时另一对压料组件二62的压刀64跟随上升一小段高度,另一对压紧平移机构二22的平面盘形沟槽凸轮24动作,另一对压料组件二62的压刀64动作至叠片台5的远端,进行Z形隔膜,同时另一对压紧升降机构二12动作,另一对压料组件二62回到初始位置,两对压料组件6交替循环动作直至整个电芯叠片完成,辅助升降机构4动作,中间支撑板43下降至最低初始位置,电芯转运装置一次取出五个电芯,上述为多工位叠片装置的一个工作循环。各个组成机构的动作原理分别是:两对压紧升降机构1的动作原理:一对压紧升降机构一11和一对压紧升降机构二12交替动作,在叠片前两对压紧升降机构1都处于最高位初始位置,叠片时平面盘形沟槽凸轮14驱动压紧升降机构一11a和压紧升降机构一11b同时动作,带动压紧平移机构一21a和压紧平移机构一21b下降到最低点,另一对平面盘形沟槽凸轮14驱动压紧升降机构二12a和压紧升降机构二12b同时动作,带动压紧平移机构二22a和压紧平移机构二22b上升一小段高度,等待压料组件二62a和压料组件二62b的压刀64同时完全退出时,压紧升降机构二12a和压紧升降机构二12b带动压紧平移机构二22a和压紧平移机构二22b上升到最高点,压紧升降机构二12a和压紧升降机构二12b带动压紧平移机构二22a和压紧平移机构二22b再下降到最低点,压紧升降机构一11a和压紧升降机构一11b带动压紧平移机构一21a和压紧平移机构一21b上升一小段高度,等待压料组件一61a和压料组件一61b的压刀64完全退出时,压紧升降机构一11a和压紧升降机构一11b带动压紧平移机构一21a和压紧平移机构一21b下降到最低点,上述为两对压紧升降机构1的一个工作循环,整个电芯叠片完成后,两对压紧升降机构1驱动两对压紧平移机构2都回到最高位初始位置。两对压紧平移机构2的动作原理:一对压紧平移机构一21和一对压紧平移机构二22交替动作,在叠片前两对压紧平移机构2都处于叠片台的远端初始位置,叠片时压紧平移机构一21a和压紧平移机构一21b的平面盘形沟槽凸轮24带动压料组件一61a和压料组件一61b的压刀64动作至叠片台5正上方,压紧升降机构一11a和压紧升降机构一11b分别驱动压紧平移机构一21a和压紧平移机构一21b下降到最低点,压料组件一61a和压料组件一61b的压刀64压紧极片,进行Z形隔膜,压紧平移机构二22a和压紧平移机构二22b带动压料组件二62a和压料组件二62b的压刀64动作至叠片台5正上方,压紧升降机构二12a和压紧升降机构二12b带动压紧平移机构二22a和压紧平移机构二22b下降到最低点,压料组件二62a和压料组件二62b的压刀64压紧极片,压紧升降机构一11a和压紧升降机构一11b带动压紧平移机构一21a和压紧平移机构一21b上升一小段高度,压紧平移机构一21a和压紧平移机构一21b的平面盘形沟槽凸轮24驱动压料组件一61a和压料组件一61b的压刀64动作至叠片台的远端,进行Z形隔膜,同时压紧升降机构一11a和压紧升降机构一11b带动压紧平移机构一21a和压紧平移机构一21b上升至最高点使其回到初始位置,上述为两对压紧平移机构2的一个工作循环,整个电芯叠片完成后两对压紧平移机构2都回到叠片台的远端初始位置。叠片台升降机构3的动作原理:开始叠片时,叠片台升降机构3动作使叠片台5处于叠片初始位置,每叠一层极片,叠片台升降机构3的伺服电机31启动,使叠片台5下降一个设定高度,直到整个电芯叠片完成,电芯转出,叠片台升降机构3回到初始位置,上述为叠片台升降机构3的一个工作循环。辅助升降机构4的动作原理:在叠片前辅助升降机构4的中间支撑板43处于最低位初始位置,开始叠片时,辅助升降机构4的导杆气缸41启动,通过传动部分42使中间支撑板43上升至与叠片台5同一高度,保证叠片台5的漏空部分都有支撑,整个电芯叠片完成后辅助升降机构4的导杆气缸41启动驱动传动部分42动作,使中间支撑板43下降回到最低位初始位置,上述为辅助升降机构4的一个工作循环,叠片台升降机构3动作会驱动辅助升降机构4整体升降。隔膜纠正机构7的动作原理:在开始叠片前,隔膜纠正机构7的活动吸板73真空吸附第一层隔膜,通过隔膜两侧的光纤感应器检测隔膜拉出位置的偏移量,将偏移量信号反馈给隔膜纠正机构7的伺服电机71,伺服电机71启动,驱动丝杆传动部分72动作带动活动吸板73移动,从而对第一层隔膜进行纠正,直到隔膜达到设定的位置后方可开始叠片,整个电芯叠片完成后,电芯转出,上述为隔膜纠正机构7的一个工作循环。综上所述,本发明的一种多工位叠片装置由两对压紧升降机构、两对压紧平移机构、一个叠片台升降机构、一个辅助升降机构、两对压料组件包括二十个压刀,每个压料组件含五个压刀、一个叠片台及一个隔膜纠正机构组成,通过叠片装置或隔膜组件的往复运动将隔膜折叠为Z字型,然后通过极片转运装置一次移载五个正负电极片交替放在折叠的隔膜之间,压紧平移机构动作使压料组件做往复平移运动,压紧升降机构动作使压紧平移机构做升降运动,因而使两对压料组件的压刀交替运动对极片交替压紧,当一对压料组件含十个压刀动作压紧五个极片各一侧时,另一对压料组件含十个压刀动作从五个极片的另一侧退出,两对压料组件交替动作,在叠片过程中始终保证五个极片各有一侧是压紧的,以避免隔膜Z字型折叠时使极片窜动而影响叠片精度,直到电芯叠片完成,通过一次同时叠五个极片的叠片操作,使叠片效率得到很大提升,同时也提高了叠片装置空间利用率。在叠片台上放置多个极片同时进行多工位叠片操作;采用多对压料组件对多个极片进行压紧;每个压料组件可包括多个压刀,叠片时每个极片同一侧各有一对压刀压紧,避免Z型隔膜时使极片窜动,从而保证多个极片叠片的精度及效率。本发明提供的多工位叠片装置,基于采用多对压紧升降机构和压紧平移机构对多个压料组件进行控制的技术特征、基于采用多个压料组件对多个电极片进行交替压紧的技术特征、基于采用机械齿轮传动与平面盘形沟槽凸轮控制压料组件进退与升降的方式技术特征,其共同作用效果均是以提高叠片装置效率;同时也提出了一种可以在叠片台上同时放置多个极片进行高速叠片的叠片方法。上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容,以便于理解,但不代表本发明的实施方式仅限于此,任何依照本发明所做的技术延伸或再创造,均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

权利要求:1.一种多工位叠片装置,其特征在于,包括:二对压紧升降机构1、二对压紧平移机构2、叠片台升降机构3、辅助升降机构4、叠片台5和二对压料组件6以及隔膜纠正机构7。2.根据权利要求1所述的一种多工位叠片装置,其特征在于,所述二对压紧升降机构1包括:一对压紧升降机构一11,和一对压紧升降机构二12;所述压紧升降机构一11包括:压紧升降机构一11a和压紧升降机构一11b;所述一对压紧升降机构二12包括:压紧升降机构二12a和压紧升降机构二12b;任一对所述压紧升降机构均包括伺服电机13、平面盘形沟槽凸轮14和传动部分15,以通过伺服电机13驱动平面盘形沟槽凸轮14动作继而控制二对所述压料组件6上下运动。3.根据权利要求1所述的一种多工位叠片装置,其特征在于,所述二对压紧平移机构2包括:一对压紧平移机构一21和一对压紧平移机构二22;所述一对压紧平移机构一21包括:压紧平移机构一21a和压紧平移机构一21b;所述一对压紧平移机构二22包括:压紧平移机构二22a和压紧平移机构二22b,任一对所述压紧平移机构包括伺服电机23、平面盘形沟槽凸轮24、传动部分25和压料组件连接部分26,以控制任一对所述压料组件6相向运动靠近叠片台或相反运动远离叠片台。4.根据权利要求1所述的一种多工位叠片装置,其特征在于,所述压紧升降机构11a、所述压紧升降机构11b和所述压紧平移机构21a、所述压紧平移机构21b由同一伺服电机13驱动;同一齿轮带动齿轮内两侧所述平面盘形沟槽凸轮14、所述平面盘形沟槽凸轮24,由所述传动部分15、所述传动部分25以及所述压料组件连接部分26连接所述压料组件61a、所述压料组件61b同步升降与相向运动或相背运动;所述压紧升降机构12a、所述压紧升降机构12b和所述压紧平移机构22a、所述压紧平移机构22b由同一伺服电机23驱动,同一齿轮带动齿轮内两侧所述平面盘形沟槽凸轮14、所述平面盘形沟槽凸轮24,由所述传动部分15、所述传动部分25以及所述压料组件连接部26连接所述压料组件62a、所述压料组件62b同步升降与相向运动或相背运动。5.根据权利要求1所述的一种多工位叠片装置,其特征在于,所述叠片台升降机构3包括伺服电机31、丝杆传动部分32和支撑板33,控制叠片台5上下运动以保证每次压料机构压紧电芯在同一个高度。6.根据权利要求1所述的一种多工位叠片装置,其特征在于,所述辅助升降机构4包括导杆气缸41、传动部分42、中间支撑板43,所述中间支撑板43上升以填充叠片台5漏空部分以保证所述叠片时叠片台5的整个平面都有支撑;直至叠片完成后,所述中间支撑板43下降,以使电芯从所述叠片台5上取出,所述叠片台升降机构3动作以带动所述辅助升降机构4整体一起升降。7.根据权利要求1所述的一种多工位叠片装置,其特征在于,所述叠片台5包括T型支撑块51和两侧支撑块52;所述T型支撑块51包括真空吸附结构。8.根据权利要求1所述的一种多工位叠片装置,其特征在于,所述二对压料组件6包括:一对压料组件一61和一对压料组件二62;所述一对压料组件一61包括:压料组件一61a和压料组件一61b;所述一对压料组件二62包括:压料组件二62a和压料组件二62b,每个压料组件包括一个压刀连接杆63和压刀64,以使得叠片时通过压料组件的压刀压紧极片。9.根据权利要求1所述的一种多工位叠片装置,其特征在于,所述隔膜纠正机构7包括:伺服电机71、丝杆传动部分72、活动吸板73,所述活动吸板73包含真空吸附结构。10.一种多工位叠片装置的叠片方法,其特征在于,叠片方法的一个工作循环包括以下步骤:S1:二对压料组件6处于打开的初始位置,开始工作时隔膜纠正机构7的活动吸板71真空吸附第一层隔膜并纠正位置,同时叠片台升降机构3动作,叠片台5运动至叠片位置;S2:隔膜纠正后,进行Z形隔膜,叠片台5的T型支撑块,真空吸附第一层隔膜至叠片台5上,同时辅助升降机构4动作,中间支撑板43上升至叠片台5的叠片位置;S3:极片转运装置一次移载五个负极片放在第一层隔膜上,叠片台升降机构3动作,叠片台5下降一个设定高度,保证叠片的高度不变;S4:一对压紧平移机构21动作,一对压料组件一61的压刀移至叠片台5正上方;S5:一对压紧升降机构一11动作,一对压料组件一61的压刀64下降分别压紧五个极片的一侧;压料组件一61a的五个压刀和压料组件一61b的五个压刀对称压紧每个极片的一侧,进行Z形隔膜;S6:极片转运装置再一次移载五个正极片放在第二层隔膜上,叠片台升降机构3动作,叠片台5下降一个设定高度,保证叠片的高度不变;S7:另一对压紧平移机构22动作,另一对压料组件二62的压刀64移至叠片台5正上方,另一对压紧升降机构二12动作,另一对压料组件二62的压刀64下降分别压紧五个极片的另一侧,压料组件二62a的五个压刀和压料组件二62b的五个压刀对称压紧每个极片的另一侧;S8:一对压紧升降机构一11动作,驱动一对压紧平移机构一21上升一段高度,同时一对压料组件一61的压刀64跟随上升一段高度;S9:一对压紧平移机构一21的平面盘形沟槽凸轮24动作,一对压料组件一61的压刀64动作至叠片台5的远端,进行Z形隔膜;S10:同时一对压紧升降机构一11动作,一对压料组件一61回到初始位置,极片转运装置一次移载五个负极片放在第三层隔膜上,叠片台升降机构3动作,叠片台5下降一个设定高度,保证叠片的高度不变;S11:一对压紧平移机构21动作,一对压料组件一61的压刀移至叠片台5正上方,一对压紧升降机构一11动作,一对压料组件一61的压刀64下降分别压紧五个极片的一侧;S12:对压紧升降机构二12动作,驱动另一对压紧平移机构二22上升一段高度,同时另一对压料组件二62的压刀64跟随上升一段高度;S13:另一对压紧平移机构二22的平面盘形沟槽凸轮24动作,另一对压料组件二62的压刀64动作至叠片台5的远端,进行Z形隔膜;S14:同时另一对压紧升降机构二12动作,另一对压料组件二62回到初始位置,二对压料组件6交替循环动作直至整个电芯叠片完成;S15:辅助升降机构4动作,中间支撑板43下降至最低初始位置,电芯转运装置一次取出五个电芯。

百度查询: 深圳市光大激光科技股份有限公司 一种多工位叠片装置及其叠片方法

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