一种极片自动取样检测设备的制作方法

1.本实用新型涉及电芯的极片生产技术领域，尤其是涉及一种极片自动取样检测设备。


背景技术：

2.随着现代工业的发展，环境污染日趋严重，社会及需清洁能源替代不可再生能源，新能源产业应运而生，并迅速崛起。锂离子电池具备能量密度高，循环寿命较长，充放电倍率性能好等特点，已得到广泛的应用。
3.锂离子电池中最重要的部件则是电芯极片，极片作为电芯的核心部件，其生产过程要求非常高，尤其是需要保障极片的涂布密度和均匀性。
4.在现有技术中，一般极片取样检测大多是采用人工完成，工装简易稳定性较低，噪声污染较大，手工放置极片裁切易造成工伤事故，裁切完成的极片样品尺寸质量不一。这种方式无法保证取样过程的安全性和稳定性，生产效率低下，裁切样品质量及可靠性无法保证。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种极片自动取样检测设备，结构稳定、安装方便、通用性高、有效保证极片样品质量、自动化程度高。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种极片自动取样检测设备，包括：
7.工作平台；
8.极片自动送料机构，所述自动送料机构包括直线模组一、用于输送待取样极片的极片送料台；所述极片送料台安装在直线模组一的滑台上、可随直线模组一上的滑台一起横移；
9.极片自动裁切机构，所述极片自动裁切机构包括可随气缸一竖直升降的裁切模具、位于裁切模具下方的极片裁切台；
10.极片自动取样机构，所述极片自动取样机构包括可竖直升降的气缸二、固定在气缸二下端部的旋转气缸、固定在旋转气缸旋转盘上的取样吸盘机构；所述气缸二竖直安装在直线模组二的滑台上、可随直线模组二上的滑台一起横移；所述极片自动裁切机构、极片自动取样机构并排设置在自动送料机构一侧的工作平台上；
11.用于对裁切后的样片进行称重检测的极片自动称重机构；
12.用于回收检测后样片的极片自动回收机构，所述极片自动回收机构设在极片自动称重机构一侧。
13.所述直线模组一沿工作平台的长度方向布置；
14.所述极片送料台由两个支撑平台组成，两个支撑平台对称固定在直线模组一上的滑台两侧；直线模组一依托箱体中的控制器控制其步进间距，极片送料台可在直线模组一
作用下做往返步进运动；
15.支撑平台为由两个横板和两个竖板组装成的方形框架结构，支撑平台沿工作平台长度方向延伸，两个所述支撑平台内侧面之间的间距小于待取样极片的宽度，两个所述支撑平台外侧面之间的间距不小于待取样极片的宽度；
16.两个支撑平台之间有极片托架，极片托架包括托板，托板一端支撑在所述极片裁切台上、另一端支撑的立板上，立板底部固定在工作平台上；
17.两个支撑平台两端部均设有一极片压夹；支撑平台上端面一侧向上凸起形成用于定位待取样极片的凸台。
18.气缸一固定于支架一上，支架一立在所述工作平台上，气缸一其中一个拉杆顶端设有外螺纹、并在其上装有限位螺母；
19.裁切模具包括安装板、固定在安装板上的裁切刀和脱料板，安装板与气缸一下端的推板固定连接，脱料板四个边角处均有一台阶通孔，安装板四个边角处均有螺纹沉孔，螺纹沉孔与台阶通孔一一对应，螺栓由下至上穿过台阶通孔后、末端固定在对应螺纹沉孔内，螺栓外套设有导向套，导向套为空心的阶梯圆柱体，导向套下端的大圆柱体与台阶通孔的大孔间隙配合，导向套上端的小圆柱体与台阶通孔的小孔间隙配合，导向套外套装有弹簧，弹簧下端与脱料板上端面相抵，弹簧上端面与安装板下面相抵；裁切模具的导向套和脱料板确保裁切稳定性。裁切刀中部设有气道，气道入口端与压缩气源经管道连通、出口端位于裁切刀的底面中部。
20.极片裁切台包括立在工作平台上的支撑台、固定在支撑台上端的工作台；支撑台横跨在两个支撑平台和直线模组一两侧；工作台位于裁切模具的正下方，工作台上端面与极片送料台上端面平齐。
21.极片自动裁切机构还包括粉尘吸收装置、消声器、用于监控裁切压力的气压表，气压表安装在气缸一的供气管路上，粉尘吸收装置吸气口位于工作台侧部，消声器固定在支架一靠近工作台的位置处。
22.所述直线模组二水平固定于支架二上，直线模组二与直线模组一相互平行；
23.所述气缸二经气缸座固定在直线模组二的滑台上；
24.所述取样吸盘机构包括连接杆，连接杆的一端固定在旋转气缸的旋转盘上，连接杆的另一端设有腰型孔，腰型孔内装有吸料盘。用于显示吸料盘真空度的真空表固定于气缸座上。取样吸盘机构可在旋转气缸作用下绕旋转气缸的旋转中心做180
°
往返旋转运动、在气缸二作用下随旋转气缸一起升降、在直线模组二作用下随气缸二和旋转气缸一起水平移动。
25.在所述直线模组二的滑台上有微调板，用于调节调节气缸座和气缸高度，微调板两端的螺栓孔内分别装有一调节螺栓，调节螺栓下端设环形凹槽，气缸座上端部设有与调节螺栓一一对应的阶梯型凹槽，阶梯型凹槽上端小台阶部与环形凹槽间隙配合，阶梯型凹槽下端的大台阶部与调节螺栓的螺杆部间隙配合，气缸座上设多个竖直延伸的长条型孔，在所述直线模组二的滑台上设与长条型孔对应的螺纹孔，螺栓穿过对应的长条型孔及螺纹孔径气缸座固定在所述直线模组二的滑台上。
26.极片自动称重机构包括固定于工作平台上的称重台，放置于称重台上的电子秤；电子秤带有数据反馈接口，通过数据线将信息反馈数据于液晶操控屏，供工作人员读取；称
重台上有用于定位电子秤的四个位置可微调的限位板，四个限位板分设在电子秤四侧面上，限位板两端部有腰型孔，称重台有与腰型孔对应的安装螺孔，限位板经装于对应腰型孔和安装螺孔内的螺栓固定在称重台上。称重台上的限位板在调整电子秤位置的同时，加以稳固电子秤的位置，防止因裁切冲击力或其它外力导致电子秤偏移或晃动，保证数据的真实性。
27.极片自动回收机构包括固定于工作平台上的气缸三和固定于直线导轨上的平台，平台与气缸三连接，平台底部固定可沿直线导轨做往返运动的滑块，平台上的竖板上固定有气缸四和真空表，气缸四上端也固定有取样吸盘机构，样品回收盒放置在电子秤一侧的工作平台上。
28.工作平台下方有箱体、上方有包围整个工作平台的外壳；工作平台为钢制镀铬板，预防变形生锈，并增加配重加强裁切稳定性，钢板上开设线槽孔，使各机构上的线束通往箱体。下方的箱体安装不锈钢磁吸门，内部设置控制器；外壳安装透明亚克力磁吸门，正面中间部分设置液晶操控屏。
29.直线模组一、直线模组二的滑台两端分别装有一行程开关，气缸一、气缸二、旋转气缸、气缸三及气缸四上均装有检测气缸活塞杆位置的磁性开关，工作台中心装有用于探测样片的红外探测器；
30.还包括用于接收各行程开关、各磁性开关和红外探测器信号，处理后控制直线模组一、直线模组二、气缸一、气缸二、旋转气缸、气缸三及气缸四动作的控制器；
31.还包括液晶操控屏，液晶操控屏与控制器经信号线互通，电子秤带有数据反馈接口，液晶操控屏与电子秤经数据线连通，通过数据线将信息传递到外壳液晶显示屏上，供工作人员读取，极大的提高了工作便利性。
32.本实用新型的技术解决方案中的极片自动送料机构设置在极片自动裁切机构裁切范围以外，保证了取样过程的安全性；极片自动送料机构为步进往返运动，保证了取样的连续性，极大的提高了效率。
33.本实用新型的技术解决方案中极片自动裁切机构，气压表用于感控气缸压力以管控裁切模具裁切力度；消声器用于削弱裁切时产生的噪音污染；电磁阀用于管控裁切模具的升降裁切；粉尘吸收装置用于吸收裁切时产生的粉尘，避免粉尘粘在裁切模具导致极片样品毛刺等不良现象发生，同时避免了环境污染；由此保证了裁切样品的稳定性和一致性，极大提高了极片样品的可靠性。
34.本实用新型的技术解决方案中的极片自动取样机构，直线模组上装有感应装置，控制其行程；真空表用于判断取样吸盘内的真空度，真空度达到技术要求即表示可以吸起极片样品，进行取样操作。脱料板在裁切刀下压裁切时可以压紧极片，防止样片裁切过程中出现撕扯，导致样片边缘撕扯断裂，进而样片报废；脱料板在裁切刀上移时，在弹簧的推动下，防止极片随着裁切刀一起上移，裁切刀中部的气路与工业压缩气连通，可以防止样片随裁切刀上移，避免样片变形，影响后续的检测效果。
35.本实用新型的技术解决方案中的极片自动回收机构，气缸一和气缸二上均设有感应装置，可调控器行程；真空表用于判断取样吸盘内的真空度，真空度达到技术要求即表示可以吸起极片样品，进行回收操作。
36.本实用新型各机构之间配合度较高，结构稳定；各机构排布有序，安装方便；可对
各种型号极片采样称重，通用性高；自动化程度高，操作安全，并能保证极片样品质量、检测数据的可靠性。
附图说明
37.图1为本实用新型的外形示意图；
38.图2为本实用新型内部结构的俯视图；
39.图3为本实用新型内部结构的正面轴侧示意图；
40.图4为本实用新型内部结构的背面轴侧示意图；
41.图5为本实用新型的部分结构示意图一；
42.图6为本实用新型极片自动裁切机构的结构图；
43.图7为本实用新型的部分结构示意图二；
44.图8为极片自动取样机构的局部放大图；
45.图中：1-工作平台、2-箱体、3-外壳、4-极片自动送料机构、401-直线模组一、402-极片托架、403-极片送料台、404-极片压夹、5-极片自动裁切机构、501-支架一、502-极片裁切台、503-气缸一、504-气压表、505-电磁阀、506-消声器、507-粉尘吸收装置、508-裁切模具、6-极片自动取样机构、601-支架二、602-直线模组二、603-气缸座、604-气缸二、605-旋转气缸、606-电磁阀、607-真空表、608-取样吸盘机构、7-极片自动称重机构、701-称重台、702-电子秤、8-极片自动回收机构、801-气缸三、802-直线导轨、803-平台、804-气缸四、805-电磁阀、806-取样吸盘机构、807-样品回收盒、808-真空表。
具体实施方式
46.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
47.实施例一
48.图1中，本实用新型包括工作平台1，工作平台1下方的箱体2，包围整个工作平台1的外壳3；工作平台为钢制镀铬板，预防变形生锈，并增加配重加强裁切稳定性，钢板上开设线槽孔，使各机构上的线束通往箱体。箱体2安装不锈钢磁吸门，内部安装控制器，底部安装站脚调节设备平衡度；外壳3安装透明亚克力磁吸门，外壳3正面中间部分设置液晶操控屏9。
49.图2中，工作平台1上设有极片自动送料机构4、极片自动裁切机构5、极片自动取样机构6、极片自动称重机构7、极片自动回收机构8；极片自动送料机构4沿工作台1的长度方向延伸，极片自动裁切机构5、极片自动取样机构6并排设置在自动送料机构4一侧，极片自动称重机构7、极片自动回收机构8位于自动送料机构4运输方向的后端。
50.图3、图4、图5中，自动送料机构4包括固定在工作平台1上的直线模组一401和极片托架402，固定在直线模组一401上的极片送料台403，固定在极片送料台403上的极片压夹404；极片送料台403由两个结构相同的支撑平台组成，两个支撑平台为由两个横板和两个竖板组装成的方形框架结构，两个支撑平台沿工作平台1长度方向对称固定在直线模组一
401上的滑台两侧，并可随该滑台横移，两个支撑平台内侧面之间的间距小于待取样极片的宽度，两个支撑平台外侧面之间的间距不小于待取样极片的宽度，保证极片完全支撑在两个支撑平台上端；支撑平台上端面一侧向上凸起形成用于定位待取样极片的凸台，方便待取样极片的定位固定。极片托架402包括托在待取样极片下表面中部的托板，托板一端支撑在所述极片裁切台502上、另一端支撑的立板上，立板底部固定在工作平台1上，托板上端面与极片送料台403平齐。极片自动送料机构4设置在极片自动裁切机构5裁切范围之外，确保取样过程的安全性。
51.图3、图4、图5中，极片自动裁切机构5包括固定于工作平台1上的支架一501和极片裁切台502，固定于支架一501上的气缸一503、压力表504、消声器506和粉尘吸收装置507，固定于气缸一503上的裁切模具508；气缸一503固定于支架一501上，支架一501立在所述工作平台1上；极片裁切台502包括工作台、支撑在工作台下方的支撑台，支撑台横跨在两个支撑平台和直线模组一401两侧；工作台位于裁切模具508的正下方，工作台上端面与极片送料台403上端面平齐。裁切模具508包括安装板、固定在安装板上的裁切刀和脱料板，裁切刀中部设有气道，气道入口端与压缩气源经管道连通、出口端位于裁切刀的底面中部；安装板与气缸一503下端推板固定连接，脱料板四个边角处均有一台阶通孔，安装板四个边角处均有螺纹沉孔，螺纹沉孔与台阶通孔一一对应，螺栓由下至上穿过台阶通孔后、末端固定在对应螺纹沉孔内，螺栓外套设有导向套，导向套为空心的阶梯圆柱体，导向套下端的大圆柱体与台阶通孔的大孔间隙配合，导向套上端的小圆柱体与台阶通孔的小孔间隙配合，导向套外套装有弹簧，弹簧下端与脱料板上端面相抵，弹簧上端面与安装板下面相抵；裁切模具的导向套和脱料板确保裁切稳定性。气压表504安装在气缸一503的供气管路上，用于感控气缸压力以管控裁切模具508的裁切力度；消声器506固定在支架一501靠近工作台的位置处，用于削弱裁切时产生的噪音污染；粉尘吸收装置507粉尘吸收装置507吸气口位于工作台侧部，用于吸收裁切时产生的粉尘，避免粉尘粘在裁切模具导致极片样品毛刺等不良现象发生，同时避免环境污染。
52.图6中，气缸一503其中一个拉杆顶端设有外螺纹、并在其上装有限位螺母，用于限制气缸一503的活塞杆底部脱料板能到达的最低位置。气缸一503供气管路上的电磁阀505 设置在支架一501上。
53.图3、图4、图7中，极片自动取样机构6包括固定于工作平台1上的支架601，固定于支架601上的直线模组二602，固定于直线模组二602上的气缸座603，固定于气缸座603上的气缸二604和真空表607，固定于气缸二604上的旋转气缸605，固定于旋转气缸605上的取样吸盘机构608；直线模组二602水平固定于支架二601上，气缸座603固定于直线模组二602的滑台上，气缸座603可在直线模组二602作用下做往返直线运动；取样吸盘机构608包括连接杆，连接杆的一端固定在旋转气缸605的旋转盘上，连接杆的另一端设有腰型孔，腰型孔内装有吸料盘。取样吸盘机构608可在旋转气缸605作用下绕旋转气缸605的旋转中心做180
°
往返旋转运动、在气缸二604作用下随旋转气缸605一起升降、在直线模组二602作用下随气缸二604和旋转气缸605一起水平移动。真空表607固定于气缸座603上，用于判断取样吸盘机构608内的真空度，真空度达到技术要求即表示可以吸起极片样品，进行取样操作。气缸二604、旋转气缸605供气管路上的两个电磁阀606装在工作平台1上。
54.图3、图4、图7中，极片自动称重机构7包括固定于工作平台1上的称重台701，放置
于称重台701上的电子秤702；电子秤702带有数据反馈接口，通过数据线将信息反馈数据于液晶操控屏9，供工作人员读取；电子秤702四侧的称重台701上安装带腰形孔的限位板，用于调整电子秤的位置，限位板两端部有腰型孔，称重台有与腰型孔对应的安装螺孔，限位板经装于对应腰型孔和安装螺孔内的螺栓固定在称重台上。称重台701上的限位板在调整电子秤位置的同时，加以稳固电子秤的位置，防止因裁切冲击力或其它外力导致电子秤偏移或晃动，保证数据的真实性。
55.图3、图4、图7中，极片自动回收机构8包括固定于工作平台1上的气缸三801，直线导轨802，固定于直线导轨802上的平台803；平台803与气缸三801连接，可沿直线导轨802做往返运动，平台803一侧立着的竖板顶端装固定有气缸四804和真空表808，气缸四804下端的脱料板上固定有取样吸盘机构806，样品回收盒807放置在电子秤702一侧的工作平台1上；真空表808用于判断取样吸盘内的真空度，真空度达到技术要求即可以吸起极片样品，进行回收操作。气缸三801、气缸四804供气管路上的两个电磁阀805装在工作平台1上。
56.图8中，气缸二604固定在气缸座603上、且可通过微调机构进行上下微调，微调机构包括设在直线模组二的滑台上的微调板，微调板两端的螺栓孔内分别装有一调节螺栓，调节螺栓下端设环形凹槽，气缸座603上端部有与调节螺栓一一对应的阶梯型凹槽，阶梯型凹槽上端小台阶部与环形凹槽间隙配合，阶梯型凹槽下端的大台阶部与调节螺栓的螺杆部间隙配合，气缸座上设多个竖直延伸的长条型孔，在直线模组二的滑台上设与长条型孔对应的螺纹孔，螺栓穿过对应的长条型孔及螺纹孔径气缸座固定在所述直线模组二的滑台上。
57.实施例二
58.在直线模组一401、直线模组二602的滑台两端分别装有一行程开关，气缸一503、气缸二604、旋转气缸605、气缸三801及气缸四804上均装有检测气缸活塞杆位置的磁性开关，工作台中心装有用于探测样片的红外探测器；控制器用于接收各行程开关、各磁性开关和红外探测器信号，处理后控制直线模组一401、直线模组二602、气缸一503、气缸二604、旋转气缸605、气缸三801及气缸四804动作，控制器采用plc，通过plc控制气缸和直线模组为现有常规控制技术，本实施例不在赘述。液晶操控屏9与控制器经信号线互通，电子秤702带有数据反馈接口，液晶操控屏9与电子秤702经数据线连通。
59.工作时，将极片自动取样检测设备放置在车间内，根据车间地面平整度，调整箱体2下方的站脚，使设备达到水平放置；工作人员打开安全门将极片放置在极片送料台403上，并用极片压夹404将极片固定好；然后关闭安全门，操控液晶操控屏9启动设备；极片送料台403在直线模组一401驱动下，将极片送至裁切模具508与裁切台502之间；气缸一503带动裁切模具508对极片进行裁切，裁切完成后裁切模具508返回原位置，样片和极片在脱料板作用下留在工作台上；然后旋转气缸605带动取样吸盘机构608旋转到裁切样品上方，然后气缸二604带动旋转气缸605和取样吸盘机构608下压，开始吸取裁切下来的样片；当真空表607数据达到需求值后，气缸二604带动旋转气缸605和取样吸盘机构608开始上升，然后旋转气缸605驱动取样吸盘机构608旋转回原位置；此时直线模组二602开始工作，驱动气缸二604、旋转气缸605和取样吸盘机构608到达电子秤702上方，然后取样吸盘机构608停止工作，将极片样品落入电子秤702开始称重；电子秤702数据稳定后反馈到液晶操控屏9上，供技术人员读取；气缸602驱动气缸二604、旋转气缸605和取样吸盘机构608离开电子秤702，
此时气缸801驱动气缸四804和取样吸盘机构806到达电子秤702上方，然后气缸四804开始工作，带动取样吸盘806下压吸取极片样品；真空表808数据达到要求后，气缸四804带动取样吸盘806上升；然后气缸801驱动气缸四804和取样吸盘806到达回收盒807上方，取样吸盘806停止工作将极片样品落入回收盒807内。
60.以上所述的实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还是可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。