高精度锂电池电芯叠片机制造技术

本发明专利技术涉及锂电池电芯叠片机技术领域，尤其涉及一种高精度锂电池电芯叠片机，包括设置于机架上的料盒、上料机构、定位机构、移片机构、叠片机构、隔膜放卷机构、隔膜卷绕机构、隔膜切断机构、取电芯机构、贴胶机构、下料机构和除尘机构，本发明专利技术具有抓取极片准确，定位台定位精准，缺角检测效果好，隔膜纠偏精度高，叠片过程不易划伤极片和除尘效果佳的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池电芯
，尤其涉及一种高精度锂电池电芯叠片机。
技术介绍
目前，大型锂离子电池的制造过程中，通常采用叠片机将锂离子电池电芯的正、负极片与隔离膜做Z形叠片装配，制作成电芯，其基本工作原理为：设备的左、右取片机械臂从正极、负极两料盒中拾取正、负极片放置在定位工作台上，经定位工作台定位后，左、右叠片机械臂从定位台拾取正、负极片在叠片台上交替放料，叠片台在两叠片机械臂之间运动配合两叠片机械臂动作，同时隔膜放卷机构放卷的隔离膜成Z形将正负极片隔开，设备如此循环动作实现极组的叠片组装，当叠片数量达到设定的数值后，由极片转移机械手将极组转至卷绕隔膜工位，卷绕机械手将极组夹紧，在极组外包隔膜，待极组外所包的隔膜达到设定的圈数后，裁刀裁断隔膜，设备自动进入下一个极组的组装，与此同时在已经外包隔膜的极组上贴终止防松胶纸，形成完整的裸电芯。由于极片组装过程中，极片上的碳粉容易脱落，造成设备污染，因此，叠片机通常还设有除尘机构。上述工艺中存在以下缺陷：1.极片上料机构容易一次抓取多片，虽然通常配置有多片分离机构，但未从根源上解决抓取多片的问题；2.定位台定位不精准，影响叠片效果；3.极片缺角检测时，检测位置单一，检测效果不理想；4.隔膜放卷机构产生隔膜偏移后隔膜纠偏机构纠偏效果不理想；5.叠片过程中，叠片压爪易划伤极片，导致极片不良；6.除尘效果不佳，长期使用后，设备污染严重，损伤设备。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种抓片精度高、叠片定位精准、缺角检测准确、隔膜纠偏能力强、除尘效果好和防划伤的高精度锂电池电芯叠片机。为实现以上技术目的，本专利技术的技术方案是：一种高精度锂电池电芯叠片机，包括设置于机架上的料盒、上料机构、定位机构、移片机构、叠片机构、隔膜放卷机构、隔膜卷绕机构、隔膜切断机构、取电芯机构、贴胶机构、下料机构、除尘机构和PLC控制机构；所述料盒为两个，分别用于盛放正极片和负极片；所述上料机构为两个，分别用于抓取正极片、负极片并分别放置在正极片、负极片定位机构上；所述定位机构为两个，分别用于对正极片、负极片定位；所述移片机构为两个，分别用于抓取定位好的正极片、负极片并将其放置在叠片机构上；所述叠片机构用于正、负极片的交替叠放及与隔膜的Z字形叠片装配，形成电芯；所述隔膜放卷机构用于Z字形放置隔膜在交替叠放的正、负极片之间；所述隔膜卷绕机构用于对电芯进行隔膜包覆；所述隔膜切断机构用于隔膜包覆完成后对隔膜切断；所述取电芯机构用于将已切断隔膜的电芯放置在贴胶机构上；所述贴胶机构用于对电芯贴终止胶带；所述下料机构用于将贴胶完成的电芯输送至机台外；所述除尘机构用于清除叠片过程中产生的粉尘；所述PLC控制机构用于对上料机构、定位机构、移片机构、叠片机构、隔膜放卷机构、隔膜卷绕机构、隔膜切断机构、取电芯机构、贴胶机构、下料机构和除尘机构的控制；所述料盒口边沿设有毛刷和离子风刀，所述离子风刀位于毛刷下方；所述上料机构包括取片伺服电机、升降同步带、升降丝杆、升降滑块、升降滑轨、移片伺服电机、平移丝杆、平移滑块、平移滑轨、升降滑块连接板、平移滑块连接板、连接竖板、连接横板、横梁一、横梁二、吸盘支架和真空吸盘，所述取片伺服电机通过升降同步带、升降丝杆驱动升降滑块沿升降滑轨上下移动，所述移片伺服电机通过平移丝杆驱动平移滑块沿平移滑轨水平移动，所述升降滑块连接板的两面分别与升降滑块和连接竖板连接，所述连接横板的顶面连接于连接竖板的底部，所述连接横板的两端分别固定有横梁一和横梁二，所述真空吸盘通过吸盘支架设在横梁一和横梁二上，所述平移滑块连接板的两面分别与平移滑块和升降滑轨连接；所述定位机构包括用于放置极片的定位台、用于限制极片位置的限位机构、用于检测极片缺角的顶角光纤传感器、用于检测极耳的极耳光纤传感器和用于检测多片重叠或缺片的超声波检测器，所述限位机构包括分别垂直设于定位台四边的固定限位挡板、第一定位块及其推动气缸、第二定位块及其推动气缸和第三定位块及其推动气缸，所述定位台上对应于极片各个顶角的位置设有顶角光纤传感器，对应于极耳的位置设有极耳光纤传感器，所述超声波传感器设于定位台中心上方且固定于移片机构上；所述移片机构包括取片气缸、升降滑块、升降滑轨、移片伺服电机、平移丝杆、平移滑块、平移滑轨、升降滑块连接板、平移滑块连接板、连接竖板、连接横板、横梁一、横梁二、横梁三、吸盘支架和真空吸盘，所述取片气缸驱动升降滑块沿升降滑轨上下移动，所述移片伺服电机通过平移丝杆驱动平移滑块沿平移滑轨水平移动，所述升降滑块连接板的两面分别与升降滑块和连接竖板连接，所述连接横板的顶面连接于连接竖板的底部，所述连接横板的两端分别固定有横梁一和横梁二，底面中部固定有横梁二，所述真空吸盘通过吸盘支架设在横梁一、横梁二和横梁三上，所述平移滑块连接板的两面分别与平移滑块和升降滑轨连接；所述叠片机构包括底板、叠片台、叠片压爪、第一伺服电机、第一丝杆、第一同步带、第二伺服电机、第二丝杆、第二同步带、滑轨、第一控制气缸和第二控制气缸，所述叠片台设在底板上，所述叠片压爪有多个且设于叠片台两侧，每个所述叠片压爪都配备有第一控制气缸和第二控制气缸，所述滑轨设于底板下方，所述第一伺服电机通过第一丝杆、第一同步带驱动叠片台上下移动，所述第二伺服电机通过第二丝杆、第二同步带驱动叠片台沿滑轨水平移动，所述第一控制气缸驱动叠片压爪水平移动，所述第二控制气缸驱动叠片压爪上下移动。所述隔膜放卷机构包括放卷电机、放卷轴、张紧辊、导辊、纠偏电机、竖直固定板、横板、纠偏滑块、纠偏滑轨、纠偏传感器、传感器滑块、传感器滑轨，所述张紧辊和导辊均为多个，所述竖直固定板的一面自上而下依次设置有放卷轴、张紧辊和导辊，另一面的下部连接有横板，所述纠偏滑块连接于横板的底部，所述放卷电机驱动放卷轴转动，所述纠偏电机驱动纠偏滑块沿纠偏滑轨水平移动，所述纠偏传感器、传感器滑块和传感器滑轨设于最低位置导辊的自由端的一侧，所述传感器滑块连接于纠偏传感器底部，手动调节传感器滑块沿传感器滑轨水平移动；所述除尘机构包括喇叭形吸尘盒、吸尘口、吸尘管、集尘箱、风管和负压风机，所述喇叭形吸尘盒有四个且分别设于定位机构的定位台四边下方，所述上料机构、叠片机构下方均设有吸尘口，所述喇叭形吸尘盒和吸尘口通过吸尘管连接到集尘箱，所述集尘箱通过风管连接到负压风机。从以上描述可以看出，本专利技术具备以下优点：1.利用离子风刀吹动位于料盒口的上层极片，使上层极片浮动，达到分离，并除去极片上的静电和粉尘，上料机构的吸盘抓取极片向上移动，移动过程中毛刷刷片，再次分离极片，从而实现了单张极片的抓取，避免了多片重叠粘连时一次抓取多张的情况。离子风刀和毛刷配合作用于极片，提高了极片分离效率，分离效果好。2.利用气缸推动定位块定位极片的三边，同时利用固定限位挡板限制极片的第四边，从而精准定位极片位置。3.极片的各个顶角处均设有光纤传感器，检测位置众多，检测效果好。4.隔膜位置传感器位于最下方的导向辊轮处，偏移信号准确，当隔膜发生偏移时，纠偏电机推动滑块组件，进而推动固定在固定板上的辊轮的位置，从而调整隔膜的位置，纠偏效果好。5.叠片压爪涂覆有铁氟龙薄膜层，不易划伤极片。6.利用毛刷和离子风刀对料盒口的极片进行初次除尘，以减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度锂电池电芯叠片机，包括设置于机架上的料盒(1)、上料机构(2)、定位机构(3)、移片机构(4)、叠片机构(5)、隔膜放卷机构(6)、隔膜卷绕机构(7)、隔膜切断机构(8)、取电芯机构(9)、贴胶机构(10)、下料机构(11)、除尘机构(12)和PLC控制机构；所述料盒(1)为两个，分别用于盛放正极片和负极片；所述上料机构(2)为两个，分别用于抓取正极片、负极片并分别放置在正极片、负极片定位机构上；所述定位机构(3)为两个，分别用于对正极片、负极片定位；所述移片机构(4)为两个，分别用于抓取定位好的正极片、负极片并将其放置在叠片机构上；所述叠片机构(5)用于正、负极片的交替叠放及与隔膜的Z字形叠片装配，形成电芯；所述隔膜放卷机构(6)用于Z字形放置隔膜在交替叠放的正、负极片之间；所述隔膜卷绕机构(7)用于对电芯进行隔膜包覆；所述隔膜切断机构(8)用于隔膜包覆完成后对隔膜切断；所述取电芯机构(9)用于将已切断隔膜的电芯放置在贴胶机构上；所述贴胶机构(10)用于对电芯贴终止胶带；所述下料机构(11)用于将贴胶完成的电芯输送至机台外；所述除尘机构(12)用于清除叠片过程中产生的粉尘；所述PLC控制机构用于对上料机构(2)、定位机构(3)、移片机构(4)、叠片机构(5)、隔膜放卷机构(6)、隔膜卷绕机构(7)、隔膜切断机构(8)、取电芯机构(9)、贴胶机构(10)、下料机构(11)和除尘机构(12)的控制；其特征在于：所述料盒(1)口边沿设有毛刷(101)和离子风刀(102)，所述离子风刀(102)位于毛刷(101)下方；所述上料机构(2)包括取片伺服电机(201)、升降同步带(202)、升降丝杆(203)、升降滑块(204)、升降滑轨(205)、移片伺服电机(206)、平移丝杆、平移滑块、平移滑轨(207)、升降滑块连接板(208)、平移滑块连接板(209)、连接竖板(210)、连接横板(211)、横梁一(212)、横梁二(213)、吸盘支架(214)和真空吸盘(215)，所述取片伺服电机(201)通过升降同步带(202)、升降丝杆(203)驱动升降滑块(204)沿升降滑轨(205)上下移动，所述移片伺服电机(206)通过平移丝杆驱动平移滑块沿平移滑轨(207)水平移动，所述升降滑块连接板(208)的两面分别与升降滑块(204)和连接竖板(210)连接，所述连接横板(211)的顶面连接于连接竖板(210)的底部，所述连接横板(211)的两端分别固定有横梁一(212)和横梁二(213)，所述真空吸盘(215)通过吸盘支架(214)设在横梁一(212)和横梁二(213)上，所述平移滑块连接板(209)的两面分别与平移滑块和升降滑轨(205)连接；所述定位机构(3)包括用于放置极片的定位台(301)、用于限制极片位置的限位机构、用于检测极片缺角的顶角光纤传感器(302)、用于检测极耳的极耳光纤传感器(303)和用于检测多片重叠或缺片的超声波检测器(304)，所述限位机构包括分别垂直设于定位台(301)四边的固定限位挡板(305)、第一定位块(306)及其推动气缸(307)、第二定位块(308)及其推动气缸(309)和第三定位块(310)及其推动气缸(311)，所述定位台(301)上对应于极片各个顶角的位置设有顶角光纤传感器(302)，对应于极耳的位置设有极耳光纤传感器(303)，所述超声波传感器(304)设于定位台(301)中心上方且固定于移片机构(4)上；所述移片机构(4)包括取片气缸(401)、升降滑块(402)、升降滑轨(403)、移片伺服电机(404)、平移丝杆、平移滑块、平移滑轨(405)、升降滑块连接板(406)、平移滑块连接板(407)、连接竖板(408)、连接横板(409)、横梁一(410)、横梁二(411)、横梁三(412)、吸盘支架(413)和真空吸盘(414)，所述取片气缸(401)驱动升降滑块(402)沿升降滑轨(403)上下移动，所述移片伺服电机(404)通过平移丝杆驱动平移滑块沿平移滑轨(405)水平移动，所述升降滑块连接板(406)的两面分别与升降滑块(402)和连接竖板(408)连接，所述连接横板(409)的顶面连接于连接竖板(408)的底部，所述连接横板(409)的两端分别固定有横梁一(410)和横梁二(412)，底面中部固定有横梁二(411)，所述真空吸盘(414)通过吸盘支架(413)设在横梁一(410)、横梁二(411)和横梁三(412)上，所述平移滑块连接板(407)的两面分别与平移滑块和升降滑轨(403)连接；所述叠片机构(5)包括底板(501)、叠片台(502)、叠片压爪(503)、第一伺服电机(504)、第一丝杆(505)、第一同步带(506)、第二伺服电机(507)、第二丝杆(50...

【技术特征摘要】
1.一种高精度锂电池电芯叠片机，包括设置于机架上的料盒(1)、上料机构(2)、定位机构(3)、移片机构(4)、叠片机构(5)、隔膜放卷机构(6)、隔膜卷绕机构(7)、隔膜切断机构(8)、取电芯机构(9)、贴胶机构(10)、下料机构(11)、除尘机构(12)和PLC控制机构；所述料盒(1)为两个，分别用于盛放正极片和负极片；所述上料机构(2)为两个，分别用于抓取正极片、负极片并分别放置在正极片、负极片定位机构上；所述定位机构(3)为两个，分别用于对正极片、负极片定位；所述移片机构(4)为两个，分别用于抓取定位好的正极片、负极片并将其放置在叠片机构上；所述叠片机构(5)用于正、负极片的交替叠放及与隔膜的Z字形叠片装配，形成电芯；所述隔膜放卷机构(6)用于Z字形放置隔膜在交替叠放的正、负极片之间；所述隔膜卷绕机构(7)用于对电芯进行隔膜包覆；所述隔膜切断机构(8)用于隔膜包覆完成后对隔膜切断；所述取电芯机构(9)用于将已切断隔膜的电芯放置在贴胶机构上；所述贴胶机构(10)用于对电芯贴终止胶带；所述下料机构(11)用于将贴胶完成的电芯输送至机台外；所述除尘机构(12)用于清除叠片过程中产生的粉尘；所述PLC控制机构用于对上料机构(2)、定位机构(3)、移片机构(4)、叠片机构(5)、隔膜放卷机构(6)、隔膜卷绕机构(7)、隔膜切断机构(8)、取电芯机构(9)、贴胶机构(10)、下料机构(11)和除尘机构(12)的控制；其特征在于：所述料盒(1)口边沿设有毛刷(101)和离子风刀(102)，所述离子风刀(102)位于毛刷(101)下方；所述上料机构(2)包括取片伺服电机(201)、升降同步带(202)、升降丝杆(203)、升降滑块(204)、升降滑轨(205)、移片伺服电机(206)、平移丝杆、平移滑块、平移滑轨(207)、升降滑块连接板(208)、平移滑块连接板(209)、连接竖板(210)、连接横板(211)、横梁一(212)、横梁二(213)、吸盘支架(214)和真空吸盘(215)，所述取片伺服电机(201)通过升降同步带(202)、升降丝杆(203)驱动升降滑块(204)沿升降滑轨(205)上下移动，所述移片伺服电机(206)通过平移丝杆驱动平移滑块沿平移滑轨(207)水平移动，所述升降滑块连接板(208)的两面分别与升降滑块(204)和连接竖板(210)连接，所述连接横板(211)的顶面连接于连接竖板(210)的底部，所述连接横板(211)的两端分别固定有横梁一(212)和横梁二(213)，所述真空吸盘(215)通过吸盘支架(214)设在横梁一(212)和横梁二(213)上，所述平移滑块连接板(209)的两面分别与平移滑块和升降滑轨(205)连接；所述定位机构(3)包括用于放置极片的定位台(301)、用于限制极片位置的限位机构、用于检测极片缺角的顶角光纤传感器(302)、用于检测极耳的极耳光纤传感器(303)和用于检测多片重叠或缺片的超声波检测器(304)，所述限位机构包括分别垂直设于定位台(301)四边的固定限位挡板(305)、第一定位块(306)及其推动气缸(307)、第二定位块(308)及其推动气缸(309)和第三定位块(310)及其推动气缸(311)，所述定位台(301)上对应于极片各个顶角的位置设有顶角光纤传感器(302)，对应于极耳的位置设有极耳光纤传感器(303)，所述超声波传感器(304)设于定位台(301)中心上方且固定于移片机构(4)上；所述移片机构(4)包括取片气缸(401)、升降滑块(402)、升降滑轨(403)、移片伺服电机(404)、平移丝杆、平移滑块、平移滑轨(405)、升降滑块连接板(406)、平移滑块连接板(407)、连接竖板(408)、连接横板(409)、横梁一(410)、横梁二(411)、横梁三(412)、吸盘支架(413)和真空吸盘(414)，所述取片气缸(401)驱动升降滑块(402)沿升降滑轨(403)上下移动，所述移片伺服电机(404)通过平移丝杆驱动平移滑块沿平移滑轨(405)水平移动，所述升降滑块连接板(406)的两面分别与升降滑块(402)和连接竖板(408)连接，所述连接横板(409)的顶面连接于连接竖板(408)的底部，所述连接横板(409)的两端分别固定有横梁一(410)和横梁二(412)，底面中部固定有横梁二(411)，所述真空吸盘(414)通过吸盘支架(413)设在横梁一(410)、横梁二(411)和横梁三(412)上，所述平移滑块连接板(407)的两面分别与平移滑块和升降滑轨(403)连接；所述叠片机构(5)包括底板(501)、叠片台(502)、叠片压爪(503)、第一伺服电机(504)、第一丝杆(505)、第一同步带(506)、第二伺服电机(507)、第二丝杆(508)、第二同步带(509)、滑轨(510)、第一控制气缸(511)和第二控制气缸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张安彬，孙庆勘，胡海雷，刘培，
申请(专利权)人：无锡百立德自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32