一种卷绕机入料机构、卷绕机及入料方法与流程

1.本发明涉及锂电池加工领域，特别是一种卷绕机入料机构、卷绕机及入料方法。


背景技术：

2.当前锂电池制芯的关键技术为卷绕成型，卷绕成型裸电芯的关键质量控制点为阴阳极极片边缘对齐度以及阴阳极极片起卷头部的位置对齐度。为保证阴阳极极片边缘对齐度，裸电芯卷绕成型工艺过程中，从阴阳极极片放卷至最终卷绕成型等工序，配备了多级的对齐度检测及纠偏闭环控制系统；为保证阴阳极极片起卷头部的位置对齐度，配备主动送片入料及纠偏机构。通过这一系列的检测及执行组件的配合使用，使得通过卷绕工艺输出的裸电芯满足对齐度要求，具有很高的产品良率。
3.现有的卷绕机入料技术中，一方面，由于机构空间受限以及避让卷绕针上卷绕已完成的裸电芯，入料纠偏机构无法进一步靠近卷针，致使纠偏送料主动辊与卷针的切线距离过长，导致此切线距离长度的极片，在卷绕过程无法实现位置检测及纠偏控制，为成品裸电芯的对齐度增加ng风险；另一方面，当前技术中，入料纠偏机构大多为固定位置安装，入料纠偏机构与卷绕机构相对位置固定不变，导致卷绕机构可兼容的卷绕最大电芯受限，若要兼容最大电芯，则会导致在卷绕最小电芯时，纠偏送料主动辊与卷针切线距离过长，对齐度难以有效控制。
4.综上，现有卷绕机入料技术存在入料纠偏机构纠偏效果差、存在ng风险、电芯兼容性差、影响生产质量等技术缺陷，所述种种缺陷严重限制了本领域进一步向前推广应用。
5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新的技术方案以解决现存的技术缺陷。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种卷绕机入料机构、卷绕机及入料方法，解决了现有技术中纠偏夹辊与卷针之间切线距离长、影响纠偏质量、存在ng风险、电芯尺寸兼容性差、应用灵活性及通用性不佳等技术缺陷。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种卷绕机入料机构，包括入料纠偏模组及卷针模组，所述入料纠偏模组包括移动驱动组件、纠偏导向组件及纠偏夹辊组件，所述移动驱动组件用于驱动所述纠偏夹辊组件在纠偏导向组件上移动以调节纠偏夹辊组件与卷针模组之间的间距。
8.作为上述技术方案的改进，所述移动驱动组件包括固定在卷绕机的墙板上的移动驱动组件底板，所述移动驱动组件底板上设置有移动驱动电机及移动驱动丝杆螺母副，所述移动驱动电机的输出端设置有移动减速机，所述移动减速机的输出端通过移动联轴器连接到移动驱动丝杆螺母副的丝杆一端，所述移动驱动丝杆螺母副的螺母连接有第一连接块并可通过第一连接块带动纠偏夹辊组件在纠偏导向组件上移动。
9.作为上述技术方案的进一步改进，所述纠偏导向组件包括固定安装在卷绕机的墙板上的导向组件底板、固定在导向组件底板上的导向导轨及安装在所述导向导轨上的导向
移动板，所述纠偏夹辊组件直接或间接安装在所述导向移动板上。
10.作为上述技术方案的进一步改进，还包括纠偏执行组件，所述纠偏执行组件包括设置在纠偏导向组件上的纠偏执行组件安装板及设置在纠偏执行组件安装板上的纠偏执行电机、纠偏丝杆螺母副、纠偏执行导轨，所述纠偏执行电机的输出端连接有纠偏减速机，所述纠偏减速机的输出端通过纠偏联轴器连接到纠偏丝杆螺母副的丝杆一端，所述纠偏丝杆螺母副的螺母连接有第二连接块，所述纠偏夹辊组件直接或间接安装在所述纠偏执行导轨上，所述第二连接块连接到所述纠偏夹辊组件，纠偏执行电机可通过纠偏丝杆螺母副及第二连接块带动纠偏夹辊组件在纠偏执行导轨上移动。
11.作为上述技术方案的进一步改进，所述纠偏夹辊组件包括夹辊组件安装架及设置在夹辊组件安装架上的主动夹辊、从动夹辊、主动夹辊驱动电机，所述主动夹辊驱动电机用于驱动所述主动夹辊转动。
12.作为上述技术方案的进一步改进，还包括极片夹紧组件，所述极片夹紧组件包括从动夹辊移动驱动气缸，所述从动夹辊驱动气缸的输出端连接到所述从动夹辊并可驱动从动夹辊移动，移动的从动夹辊可配合主动夹辊实现极片夹紧功能。
13.作为上述技术方案的进一步改进，所述主动夹辊驱动电机的输出端设置有主动同步轮，所述主动夹辊的一端设置有从动同步轮，所述主动同步轮与从动同步轮之间设置有同步带，所述主动夹辊驱动电机可通过主动同步轮、同步带及从动同步轮驱动主动夹辊转动，转动的主动夹辊可配合从动夹辊实现极片送料功能。
14.作为上述技术方案的进一步改进，还包括纠偏检测组件，所述纠偏检测组件包括纠偏检测固定座及设置在纠偏检测固定座上的纠偏传感器滑动导柱，所述纠偏传感器滑动导柱上设置有纠偏传感器安装座，所述纠偏传感器安装座上设置有纠偏传感器，所述纠偏传感器用于实时收集极片的边缘位置数据。
15.本发明还提供：一种卷绕机，所述卷绕机包括所述的卷绕机入料机构。
16.本发明还提供了：一种卷绕机入料方法，采用入料纠偏模组将极片入料到卷针模组中，其中，入料纠偏模组可通过移动驱动组件驱动其纠偏夹辊组件在纠偏导向组件上移动，通过移动纠偏夹辊组件的位置可调节纠偏夹辊组件与卷针模组之间的间距，进而降低极片入料时纠偏夹辊组件的夹辊与卷针模组中的卷针的距离。
17.作为上述技术方案的进一步改进，所述纠偏夹辊组件的夹辊可以水平移动、竖直移动、与水平方向呈一定角度的方向移动，在纠偏夹辊移动过程中，纠偏夹辊组件中的夹辊与卷绕模组中的卷针的距离可由大变小或由小变大。
18.本发明还提供了：一种卷绕机入料方法，所述卷绕机入料方法采用所述卷绕机入料机构执行极片入料工作或采用所述的卷绕机实现极片入料。
19.本发明的有益效果是：本发明提供了一种卷绕机入料机构、卷绕机及入料方法，该种卷绕机入料机构、卷绕机及入料方法可通过移动驱动组件驱动纠偏夹辊组件在纠偏导向组件上移动，进而可调节夹辊与卷针之间的间距，在实际应用时，通过该种可移动的功能可尽可能缩小夹辊与卷针之间的切线距离，使得入料时纠偏机构能够最大限度地靠近卷针，
提升纠偏效果，保证电芯在卷绕时具有良好的对齐度，提升电芯的良品率；另一方面，通过夹辊的移动功能，可兼容不同尺寸的电芯卷绕工作，极大提升电芯尺寸的兼容性，有效提高应用灵活性及通用性，进一步可提升生产效率及降低设备成本。
20.综上，该种卷绕机入料机构、卷绕机及入料方法解决了现有技术中纠偏夹辊与卷针之间切线距离长、影响纠偏质量、存在ng风险、电芯尺寸兼容性差、应用灵活性及通用性不佳等技术缺陷。
附图说明
21.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
22.图1是本发明中卷绕机入料机构的装配示意图；图2是本发明中卷绕机入料机构的另一装配示意图；图3是本发明中移动驱动组件的装配示意图；图4是本发明中纠偏导向组件与纠偏执行组件的装配示意图；图5是本发明中纠偏导向组件与纠偏执行组件的另一装配示意图；图6是本发明中纠偏夹辊组件与极片夹紧组件的装配示意图；图7是本发明中纠偏夹辊组件与极片夹紧组件的另一装配示意图；图8是本发明中纠偏检测组件的装配示意图；图9是本发明中在入料小尺寸电芯及小尺寸卷针时纠偏夹辊组件的动作示意图；图10是本发明中在入料大尺寸电芯及大尺寸卷针时纠偏夹辊组件的动作示意图。
具体实施方式
23.以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
24.参照图1-10。
25.一种卷绕机入料机构，包括入料纠偏模组1及卷针模组2，所述入料纠偏模组1包括移动驱动组件11、纠偏导向组件12、纠偏执行组件13、纠偏夹辊组件14、极片夹紧组件15及纠偏检测组件16，所述移动驱动组件11用于驱动所述纠偏执行组件13、纠偏夹辊组件14及极片夹紧组件15在纠偏导向组件12上移动以调节纠偏夹辊组件14与卷针模组2之间的间距。
26.本实施例中，所述移动驱动组件11包括固定在卷绕机的墙板上的移动驱动组件底板111，所述移动驱动组件底板111上设置有移动驱动电机112及移动驱动丝杆螺母副113，所述移动驱动电机112的输出端设置有移动减速机114，所述移动减速机114的输出端通过移动联轴器115连接到移动驱动丝杆螺母副113的丝杆一端，所述移动驱动丝杆螺母副113的螺母连接有第一连接块116并可通过第一连接块116带动纠偏执行组件13、纠偏夹辊组件
14及极片夹紧组件15在纠偏导向组件12上移动，所述移动驱动电机112作为移动驱动机构，在其他实施例中，也可以采用电缸、气缸等其他形式的驱动机构作为驱动源。所述移动驱动组件11主要功能是实现纠偏检测组件16、纠偏执行组件13、纠偏夹辊组件14及极片夹紧组件15组件的整体部件实现伺服移动，保证在兼容不同尺寸的蓝本电芯时，均可以使入料纠偏组件14最大限度靠近卷针模组2上的卷针，确保纠偏送料主动辊与卷针的切线距离可控制在最短距离，使处于纠偏检测及执行盲区的切线距离长度的极片做到最短；入料纠偏模组1与卷针模组2相对位置可变，可使当前卷绕机设备能够兼容电芯蓝本尺寸范围变得更大，即使在兼容卷绕最大电芯的同时，也不会导致在兼容卷绕最小电芯时，因偏送料主动辊与卷针切线距离过长，使对齐度不好有效控制。
27.所述纠偏导向组件12包括固定安装在卷绕机的墙板上的导向组件底板121、固定在导向组件底板121上的导向导轨122及安装在所述导向导轨122上的导向移动板123，所述纠偏执行组件13、纠偏夹辊组件14及极片夹紧组件15直接或间接安装在所述导向移动板123上，所述纠偏导向组件12提供滑动导向作用，其中，导向导轨122采用精密导轨、直线轴承或现有已知的其他线性导向装置，确保入料纠偏组件上下移动位置精度高，运动顺畅。
28.所述纠偏执行组件13包括设置在纠偏导向组件12上的纠偏执行组件安装板131及设置在纠偏执行组件安装板131上的纠偏执行电机132、纠偏丝杆螺母副133、纠偏执行导轨134，所述纠偏执行电机132的输出端连接有纠偏减速机，所述纠偏减速机的输出端通过纠偏联轴器连接到纠偏丝杆螺母副133的丝杆一端，所述纠偏丝杆螺母副133的螺母连接有第二连接块135，所述纠偏夹辊组件14及极片夹紧组件15直接或间接安装在所述纠偏执行导轨134上，所述第二连接块135连接到所述纠偏夹辊组件14及极片夹紧组件15，纠偏执行电机132可通过纠偏丝杆螺母副133及第二连接块135带动纠偏夹辊组件14及极片夹紧组件15在纠偏执行导轨134上移动，本实施例中，所述的纠偏执行组件13采用伺服电机、模组、电缸或现有已知的其他驱动方式，实现直线移动。主要功能是接收plc或工控机给出的纠偏检测传感器检测信号指令，并执行纠偏动作，与纠偏检测组件16配合实现实时闭环控制极片的位置对齐度。
29.所述纠偏夹辊组件14包括夹辊组件安装架141及设置在夹辊组件安装架141上的主动夹辊142、从动夹辊143、主动夹辊驱动电机144，所述主动夹辊驱动电机144用于驱动所述主动夹辊142转动；所述主动夹辊驱动电机144的输出端设置有主动同步轮，所述主动夹辊142的一端设置有从动同步轮，所述主动同步轮与从动同步轮之间设置有同步带145，所述主动夹辊驱动电机144可通过主动同步轮、同步带145及从动同步轮驱动主动夹辊142转动，转动的主动夹辊142可配合从动夹辊143实现极片送料功能。主动夹辊142与从动夹辊143张开时，可进行极片穿带或屏蔽纠偏功能，极片则自由从两辊之间穿过；两辊在驱动力作用下夹紧时，可在纠偏执行组件13的驱动作用下，对极片实现左右移动纠偏。其中驱动夹辊142在两辊夹紧时可实现主动牵引入料。
30.所述极片夹紧组件15包括从动夹辊移动驱动气缸151，所述从动夹辊驱动气缸151的输出端连接到所述从动夹辊143并可驱动从动夹辊143移动，移动的从动夹辊143可配合主动夹辊142实现极片夹紧功能，在其他可能的实施例中，也可以采用电缸、电机模组等组件实现从动夹辊143的移动夹紧功能。
31.所述纠偏检测组件16包括纠偏检测固定座161及设置在纠偏检测固定座161上的
纠偏传感器滑动导柱162，所述纠偏传感器滑动导柱162上设置有纠偏传感器安装座163，所述纠偏传感器安装座163上设置有纠偏传感器164，所述纠偏传感器164用于实时收集极片的边缘位置数据，当极片边缘的位置超出预设值时，发出对应的纠偏信号，纠偏执行机构根据纠偏信号执行纠偏功能。
32.具体地，所述纠偏传感器164的类型包含对射式或反射式，纠偏传感器164用以实现在线实时检测极片边缘的位置，并以数据信号型式反馈给设备控制系统，进而控制并驱动纠偏执行机构执行实时纠偏动作，实现“检测-执行-再检测-再执行”的在线闭环反馈纠偏控制。
33.基于上述的卷绕机入料机构，本发明还提供了：一种卷绕机，所述卷绕机包括所述的卷绕机入料机构。
34.本发明还提供了：一种卷绕机入料方法，采用入料纠偏模组1将极片入料到卷针模组2中，其中，入料纠偏模组1可通过移动驱动组件11驱动其纠偏夹辊组件14在纠偏导向组件12上移动，通过移动纠偏夹辊组件14的位置可调节纠偏夹辊组件14与卷针模组2之间的间距，进而降低极片入料时纠偏夹辊组件14的夹辊与卷针模组2中的卷针的距离。
35.进一步，所述纠偏夹辊组件14的夹辊可以水平移动、竖直移动、与水平方向呈一定角度的方向移动，在纠偏夹辊移动过程中，纠偏夹辊组件14中的夹辊与卷绕模组2中的卷针的距离可由大变小或由小变大。
36.另外，基于上述的卷绕机入料机构及卷绕机，本发明还提供了：一种卷绕机入料方法，所述卷绕机入料方法采用所述卷绕机入料机构执行极片入料工作或采用所述的卷绕机实现极片入料。
37.具体参照图9、10，采用上述的卷绕机入料方法后，在兼容最小卷针及最小尺寸电芯时，通过移动驱动组件11驱动纠偏夹辊组件14向着靠近卷针模组2的卷针移动，使得纠偏夹辊组件14中的夹辊与卷针模组2中的卷针的切线距离最小，在兼容最大卷针及最大尺寸电芯时，通过移动驱动组件11驱动纠偏夹辊组件14向着远离近卷针模组2的卷针移动，使得纠偏夹辊组件14中的夹辊与卷针模组2中的卷针的切线距离最大，具有兼容性好、应用灵活性及通用性强的优点。
38.以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。