并联环形模切工艺和并联环形模切装置的制作方法

1.本发明涉及电芯极片模切技术领域，具体而言，涉及一种并联环形模切工艺和并联环形模切装置。


背景技术：

2.当前锂离子电池的电芯极片采用的模切方法大多为：夹爪夹住极片，将极片往前牵拉到感应的位置，切刀将极片五金模切。整个过程的模切工艺可分为感应极片的标记点、夹爪夹住极片送料、极片五金模切、夹爪切刀回刀、感应极片的下一个标记点、夹爪夹住极片送料
……
，如此往复循环。这种模切方式存在以下缺陷：夹爪和切刀回刀一次产出单个极片，每次切割均需要夹爪和切刀回刀，重复动作，效率低；其次，单个极片的模切也制约了极片的传输速度，导致模切效率低。


技术实现要素：

3.本发明的目的包括，例如，提供了一种并联环形模切工艺和并联环形模切装置，其能够提高极片传输速度，提高模切效率。
4.本发明的实施例可以这样实现：
5.第一方面，本发明提供一种并联环形模切工艺，包括：
6.在第一模切机构切割出第一尺寸的第一极片；
7.转移所述第一极片至第二模切机构；
8.在所述第二模切机构将所述第一极片切割为多个第二尺寸的第二极片；
9.转移所述第二极片至叠片台或输送带。
10.在可选的实施方式中，所述转移所述第二极片至叠片台或输送带的步骤还包括：
11.判断所述第二极片是否合格；
12.若所述第二极片合格，转移所述第二极片至叠片台或输送带；若所述第二极片不合格，移除所述第二极片。
13.在可选的实施方式中，将所述第一极片转移至第二模切机构的转移时间为第一时长，将所述第一极片切割为多个第二尺寸的第二极片的切割时间为第二时长，所述第一时长与所述第二时长相等。
14.在可选的实施方式中，所述在所述第二模切机构将所述第一极片切割为多个第二尺寸的第二极片的步骤包括：
15.定位模具移动至第一工位，以使所述第一极片放置于所述定位模具上；
16.所述定位模具移动至第二工位，以使所述第一极片位于所述定位模具和切割模具之间，所述切割模具将位于所述定位模具和所述切割模具之间的第一极片切割为多个第二极片；
17.所述定位模具和所述第二极片移动至第三工位，以判断所述第二极片是否合格；
18.所述定位模具从所述第三工位移动至所述第一工位。
19.在可选的实施方式中，所述定位模具和所述第二极片移动至第三工位，以判断所述第二极片是否合格的步骤还包括：
20.若所述第二极片合格，从所述第三工位转移所述第二极片至叠片台或输送带。
21.在可选的实施方式中，判断所述第二极片是否合格的步骤包括：
22.获取所述第二极片的尺寸，判断所述尺寸是否合格。
23.在可选的实施方式中，所述获取所述第二极片的尺寸的步骤包括：
24.获取所述第二极片的尺寸，并获取所述第二极片的位置坐标；
25.若所述第二极片合格，依据所述位置坐标进行叠片。
26.第二方面，本发明提供一种并联环形模切装置，包括第一模切机构、第二模切机构、第一转移机构和第二转移机构，所述第一转移机构设置在所述第一模切机构和所述第二模切机构之间；
27.所述第一模切机构用于切割出第一尺寸的第一极片，所述第一转移机构用于将所述第一极片输送至所述第二模切机构，所述第二模切机构用于将所述第一极片切割为多个第二尺寸的第二极片，所述第二转移机构用于将所述第二极片转移至叠片台或输送带。
28.在可选的实施方式中，所述第二模切机构设有视觉检测单元，所述视觉检测单元用于检测所述第二极片是否合格。
29.在可选的实施方式中，所述第二模切机构包括环切平台和设于所述环切平台上的定位模具、切割模具和移动组件；
30.所述移动组件与所述定位模具连接，用于带动所述定位模具移动，以使所述定位模具移动至第一工位、第二工位和第三工位，其中，所述第一工位用于承载所述第一极片，所述切割模具设于所述第二工位，用于切割所述第一极片，所述视觉检测单元设于所述第三工位，用于检测所述第二极片是否合格。
31.本发明实施例的有益效果包括，例如：
32.本发明实施例提供的并联环形模切工艺，在第一模切机构切割出第一尺寸的第一极片，第一极片的第一尺寸较大，能够切割出多个第二尺寸的第二极片，第二极片的第二尺寸较小，为可供极片叠片的尺寸。由于第一模切机构用于切割尺寸更大的第一极片，夹爪和切刀回刀的次数减少，重复回刀的时间更少，也有利于提高极片的传输速度。第二模切机构将第一极片分切为尺寸更小的第二极片，再将第二极片进行叠片，这样第二模切机构可以与第一模切机构同时作业，提高作业效率，极片模切效率更高。
33.本发明实施例提供的并联环形模切装置，包括第一模切机构、第二模切机构、第一转移机构和第二转移机构，第一模切机构可以与第二模切机构同时作业，切割效率更高，减少第一模切机构中夹爪和切刀的回刀次数和重复时间，有利于提高极片模切效率。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
35.图1为本发明实施例提供的并联环形模切工艺的步骤示意图；
36.图2为本发明实施例提供的并联环形模切装置的应用场景示意图；
37.图3为现有模切工艺的时序示意图；
38.图4为本发明实施例提供的并联环形模切工艺的时序示意图。
39.图标：1-放卷机构；2-第一模切机构；3-主动传输单元；4-第一转移机构；5-第二模切机构；6-第一极片；7-定位模具；8-切割模具；9-第二极片；10-视觉检测单元；11-第二转移机构；12-吸盘组件。
具体实施方式
40.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
41.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
44.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
45.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
46.第一实施例
47.请参考图1和图2，本实施例提供了一种并联环形模切工艺，主要包括一下步骤：
48.步骤s100：在第一模切机构2切割出第一尺寸的第一极片6；
49.步骤s200：转移第一极片6至第二模切机构5；
50.步骤s300：在第二模切机构5将第一极片6切割为多个第二尺寸的第二极片9；
51.步骤s400：转移第二极片9至叠片台或输送带。
52.可以理解，第二尺寸小于第一尺寸，可选地，第一极片6和第二极片9的宽度相等，第一极片6的长度为第二极片9的长度的整数倍。即第一极片6的长度为l，第二极片9的长度为l0，l＝n*l0，其中，n为正整数，n表示第一极片6能切割出的第二极片9的数量。比如，第二极片9的长度为220mm，若一个第一极片6需切割4个第二极片9，则第一极片6的长度为880mm。
53.需要说明的是，现有技术中，采用五金模切机构进行单片极片模切，若需要切割220mm的极片，则极片每输送220mm的长度，传送带需要暂停一下，夹爪和切刀回刀进行切割；若要切割出4张极片，则传送带需要暂停4次，夹爪和切刀回刀次数也为4次，严重制约了
传送带的输出效率。而采用本实施例中的并联环形模切工艺，若切割4张极片，传送带将极片输送至第一模切机构2进行切割时，每输送880mm才暂停一次，夹爪和切刀回刀进行切割，可以有效减少传送带的暂停次数，相对提高了传送带的传输效率。
54.可选的，步骤s400中，转移第二极片9至叠片台或输送带的步骤还包括：
55.判断第二极片9是否合格；若第二极片9合格，转移第二极片9至叠片台或输送带；若第二极片9不合格，移除第二极片9。可以理解，若第二极片9合格，则第二极片9可以用于叠片，可以直接将合格的第二极片9转移至叠片台进行叠片，也可以将第二极片9转移至输送带上，再由其它机构将输送带上的第二极片9转移至叠片台进行叠片。若第二极片9不合格，则需要移除，可直接将不合格的第二极片9抛料至废品箱，或者将其转移至另一输送线进行集中处理。
56.可选的，步骤s300中，第二模切机构5包括定位模具7和切割模具8，其中，定位模具7可以理解为下模，切割模具8可以理解为上模，第一极片6位于定位模具7和切割模具8之间，当定位模具7和切割模具8匹配后，第一极片6被夹持，实现自动定位，切割模具8的切刀下落，将第一极片6切割为多个第二极片9。本实施例中，第二模切机构5还包括环切平台和移动组件，环切平台上设有间隔的第一工位、第二工位和第三工位，移动组件与定位模具7连接，用于带动定位模具7移动，以使定位模具7在第一工位、第二工位和第三工位之间循环移动。可选地，定位模具7移动至第一工位，以使第一极片6放置于定位模具7上，即第一模切机构2上的第一极片6转移至第二模切机构5的第一工位；定位模具7移动至第二工位，以使第一极片6位于定位模具7和切割模具8之间，切割模具8将位于定位模具7和切割模具8之间的第一极片6切割为多个第二极片9；定位模具7和第二极片9移动至第三工位，用于对切割后的第二极片9进行检测，以判断第二极片9是否合格；检测后，第二极片9被移出定位模具7，定位模具7从第三工位移动至第一工位，如此循环往复，实现对第一极片6的切割。
57.本实施方式中，定位模具7和第二极片9移动至第三工位，以判断第二极片9是否合格的步骤还包括：若第二极片9合格，从第三工位转移第二极片9至叠片台或输送带。若第二极片9合格，从第三工位转移第二极片9至废品箱或其它输送线上，以便于对不合格的第二极片9进行集中处理。
58.可选的，判断第二极片9是否合格的步骤包括：获取第二极片9的尺寸，判断尺寸是否合格。本实施方式中，获取第二极片9的尺寸的步骤包括：获取第二极片9的尺寸，并获取第二极片9的位置坐标；若第二极片9合格，依据位置坐标进行叠片。可选地，位置坐标便于转移机械手精装地拾取第二极片9，并将第二极片9放置到叠片台，提高叠片精度。
59.可选地，将第一极片6转移至第二模切机构5的转移时间为第一时长，将第一极片6切割为多个第二尺寸的第二极片9的切割时间为第二时长，第一时长与第二时长相等。这样设置，可以避免第一转移机构4或第二模切机构5空闲等待的时间，确保第一转移机构4和第二模切机构5始终处于工作状态，提高模切效率。
60.第二实施例
61.本发明实施例提供的一种并联环形模切装置，包括第一模切机构2、第二模切机构5、第一转移机构4和第二转移机构11，第一转移机构4设置在第一模切机构2和第二模切机构5之间；第一模切机构2用于切割出第一尺寸的第一极片6，第一转移机构4用于将第一极片6输送至第二模切机构5，第二模切机构5用于将第一极片6切割为多个第二尺寸的第二极
片9，第二转移机构11用于将第二极片9转移至叠片台或输送带。
62.可选地，第一模切机构2为五金模切机构，包括极片感应器、夹爪和切刀等，属于本领域的常用模切机构，这里不作具体介绍。第一模切机构2用于切割出具有第一尺寸的第一极片6，第一尺寸能够满足切割出多个第二极片9，本实施例中，以第一极片6可切割为4张第二极片9为例，但并不仅限于4张，在其它可选的实施方式中，根据实际情况，也可以设计为一张第一极片6可切割出第二极片9的数量为两个、三个、五个、六个、八个、十个或更多，这里不作具体限定。
63.可选的，第二模切机构5设有视觉检测单元10，视觉检测单元10用于检测第二极片9是否合格。视觉检测单元10可以采用但不限于ccd工业相机，通过拍摄第二极片9的图像，以获取第二极片9的尺寸和坐标位置。本实施例中，第二模切机构5为环形模切机构，包括环切平台和设于环切平台上的定位模具7、切割模具8和移动组件；移动组件与定位模具7连接，用于带动定位模具7移动，以使定位模具7移动至第一工位、第二工位和第三工位，其中，第一工位用于承载第一极片6，切割模具8设于第二工位，用于切割第一极片6，视觉检测单元10设于第三工位，用于检测第二极片9是否合格。移动组件带动定位模具7在第一工位、第二工位和第三工位之间循环移动，以将第一极片6切割成多个第二极片9，并完成对第二极片9的检测。移动组件包括但不限于为传送带等机构。
64.可选地，切割模具8设有浮生压块，切割模具8下压时，浮生压块先压住第一极片6，切刀将第一极片6模切成多个第二极片9，切刀回刀，浮生压块上升，多片模切完成。浮生压块与切割模具8之间设有弹性件，如弹簧等，以实现对极片的压持，既能提高模切精度，也能防止极片被压坏。
65.本实施例中，第二切割机构可以实现多片模切，即一次性切割出多个第二极片9，模切效率更高。容易理解，切割模具8中设置有多个切刀，在浮生模块下压后，多个切刀同时下落切割第一极片6，即可完成多片模切。
66.第一转移机构4可以采用机械手，将第一极片6移动至第二模切机构5中。可选地，机械手上设有吸盘组件，采用吸附方式拾取第一极片6，可以防止第一极片6在转移过程中受到损伤。当然，也可以采用传输带等其它转移方式，这里不作具体限定。
67.类似地，第二转移机构11也可以采用多轴机械手，机械手上设有吸盘组件12，利用吸附方式将第二极片9从第二模切机构5移动至叠片台或传输带上。可选地，本实施例中，多片模切中一次性产出4个第二极片9，多轴机械手采用4轴机械手，机械手上设有4组吸盘组件12，每组吸盘组件12用于拾取一个第二极片9，视觉检测单元10获取的第二极片9的坐标位置能传递至机械手，实现对机械手抓取位置的补偿，提高第二极片9的转移精度。
68.可以理解，本实施例中，并联环形模切装置的工作过程如下：
69.放卷机构1将极片放卷，极片通过主动传输单元3实现输送，主动传输单元3包括但不限于采用带轮传动，第一模切机构2设于放卷机构1和第一传输单元之间，用于将极片切割为具有第一尺寸的第一极片6。第一转移机构4将切割成的第一极片6转移至第二模切机构5的第一工位，定位模具7载着第一极片6到达第二工位，与切割模具8匹配，切割模具8将第一极片6切割为多个第二极片9；切割后，定位模具7载着第二极片9到达第三工位，第二极片9位于视觉检测单元10的下方，视觉检测单元10检测第二极片9是否合格，若合格，则第二转移机构11将第二极片9转移至叠片台或输送带；若不合格，则将第二极片9移除，避免不合
格的第二极片9流入下一个工序。定位模具7移动至第一工位，继续承载下一张第一极片6，如此循环往复。其中，定位模具7从第一工位到第二工位、再到第三工位、再回到第一工位的时间为一个切割周期，即第二时长。第一转移机构4从第一工位回到第一模切机构2，再将第一极片6移动至第一工位为一个转移周期，即第一时长，第一时长和第二时长相等，可以确保第二模切机构5连续作业，无空闲等待时间，模切效率更高。
70.容易理解，若采用五金模切机构进行单片模切，其模切时序图如图3所示，每产出一个第二尺寸的极片需依次经历极片传输时间t1、传输延时时间t2、切刀延时时间t3、切刀回刀时间t4和预切时间t5。产出4个第二尺寸的极片所需的时间则为4*(t1 t2 t3 t4 t5)。
71.采用本实施例中的并联环形模切工艺，其模切时序图如图4所示，产出四个第二尺寸的极片需依次经历极片传输时间4*t1、传输延时时间t2、切刀延时时间t3、切刀回刀时间4*t4和预切时间t5。由此可以看出，采用本实施例中的并联环形模切工艺，可以省去3*(t2 t3 t5)的时间，以提升模切效率。
72.以第二极片9的长度为220mm、第一极片6的长度为880mm为例，一个第一极片6可以切割出4个第二极片9，采用五金模切机构进行单片模切，模切速度≥1.0s/pcs，采用本发明实施例的并联环形模切工艺，模切速度v＝(0.88/0.44/4) 0.15＝0.65s/pcs，其中，0.88m为4片220mm长度极片的总长度，0.44m/s为传输带的传输速度，4pcs为4片单元极片，即4个第二极片9，0.15s为辅助和延时时间；这样模切速度v约为0.65s/pcs，极大提高了模切效率。
73.本实施例中未提及的其它内容，与第一实施例中描述的内容相似，这里不再赘述。
74.综上所述，本发明实施例的有益效果包括：
75.本发明实施例提供的并联环形模切工艺，在第一模切机构2切割出第一尺寸的第一极片6，第一极片6的第一尺寸较大，能够切割出多个第二尺寸的第二极片9，第二极片9的第二尺寸较小，为可供极片叠片的尺寸。由于第一模切机构2用于切割尺寸更大的第一极片6，夹爪和切刀回刀的次数减少，重复回刀的时间更少，也有利于提高传输带的传输速度，即极片的传输速度。第二模切机构5将第一极片6分切为尺寸更小的第二极片9，可实现多片模切，再将第二极片9进行叠片，这样第二模切机构5可以与第一模切机构2同时作业，提高作业效率，极片模切效率更高。
76.本发明实施例提供的并联环形模切装置，包括第一模切机构2、第二模切机构5、第一转移机构4和第二转移机构11，第一模切机构2可以与第二模切机构5同时作业，切割效率更高，减少第一模切机构2中夹爪和切刀的回刀次数和重复时间，有利于提高极片模切效率。
77.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。