專利名稱：一種電池極片激光切割裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到動力電池極片生產(chǎn)過程中所用到的切
割裝置。
背景技術(shù)：
混合動力車或電動車所用到的動力電池極片是將磷酸鐵鋰材料均勻涂覆在銅箔(負(fù)極)和鋁箔(正極)的兩側(cè)，然后通過切割設(shè)備將極片切割成特定的形狀。目前國內(nèi)汽車生產(chǎn)企業(yè)中用的切割設(shè)備大多是采用沖切和滾切設(shè)備，采用沖切和滾切設(shè)備來切割電池極片時，切出來的極片毛剌比較多(特別是負(fù)極片)、切邊掉粉嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了電池極片的質(zhì)量。此外，這兩種切割設(shè)備中的刀模需要頻繁更換，不利于大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)，同時也增加了設(shè)備后期的維護成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種切割質(zhì)量高、實用性強的電池極片激光切割裝置。
本發(fā)明的電池極片激光切割裝置包括控制單元和由激光發(fā)生器、激光切割頭組成的激光切割頭系統(tǒng)，關(guān)鍵在于所述激光切割頭系統(tǒng)的下方設(shè)置有真空吸附裝置，所述激光切割頭系統(tǒng)和真空吸附裝置之間可相對做水平方向的運動。 在切割電池極片時，首先將電池極片放置在真空吸附裝置上，利用真空作用將電池極片固定，然后按照設(shè)定程序來控制激光切割頭系統(tǒng)和真空吸附裝置之間的相對運動，同時控制激光切割頭系統(tǒng)的工作，即可將電池極片切割成所需形狀。 上述真空吸附裝置包括一個密閉腔體及與腔體相通的真空發(fā)生器，所述腔體的頂面為設(shè)有復(fù)數(shù)個吸附通孔的平面基板，所述基板沿電池極片的切割線設(shè)有內(nèi)凹的避空槽。腔體與真空發(fā)生器共同組成了抽真空裝置，將電池極片放在基板上后，電池極片會將吸附通孔遮蓋住，在真空發(fā)生器的抽真空作用下，腔體會產(chǎn)生負(fù)氣壓，電池極片就會被緊緊吸附在基板上，基板為平面結(jié)構(gòu)，可以保證電池極片不會產(chǎn)生蹺曲或塌陷的情況；基板沿電池極
片的切割線設(shè)有內(nèi)凹的避空槽，可以防止在激光切割時，激光的光束切割到基板上而造成基板被切割劃傷，產(chǎn)生凹凸不平的現(xiàn)象，影響后續(xù)電池極片的切割質(zhì)量，同時也延長了基板的使用壽命。 所述避空槽的局部貫通基板形成洞槽。這樣粉塵就會在真空發(fā)生器抽真空的作用
下從洞槽處被吸走，避免長期累積在避空槽處而影響電池極片的切割質(zhì)量。 該電池極片激光切割裝置包括左右支架和架設(shè)于左右支架上的前后支架，所述左
右支架上設(shè)置有可沿左右支架運動的平臺，所述真空吸附裝置固定在平臺上；所述激光切
割頭系統(tǒng)設(shè)置在前后支架上并可沿前后支架運動。在平臺左右移動和激光切割頭系統(tǒng)前后
移動的相互配合下，激光切割頭系統(tǒng)就可以相對于真空吸附裝置做任意水平方向的運動，
從而可以對電池極片進(jìn)行各種形狀的切割。 所述左右支架和前后支架上均設(shè)置有絲杠和驅(qū)動絲杠轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機，所述平臺
3通過絲杠螺母滑塊安裝在左右支架的絲杠上；所述激光切割頭系統(tǒng)通過絲杠螺母滑塊安裝 在前后支架的絲杠上。利用絲杠和絲杠螺母滑塊來控制激光切割頭系統(tǒng)相對于真空吸附裝 置的運動，可以使得其運動精度高、磨耗少，能長時間維持重復(fù)定位精度至少為15ym，滿足 激光切割高精度的要求。 所述控制單元分別與驅(qū)動電機、激光切割頭系統(tǒng)、真空發(fā)生器相連并控制驅(qū)動電 機、激光切割頭系統(tǒng)、真空發(fā)生器的工作。所述控制單元可以采用工控機，并編制程序來控 制驅(qū)動電機、激光切割頭系統(tǒng)、真空發(fā)生器的工作，這樣自動化程度大大提高，減少了人工 勞動強度，并提高了控制精度，從而提高了切割質(zhì)量。 上述控制單元包括基于PMAC運動控制器的數(shù)控系統(tǒng)，所述數(shù)控系統(tǒng)通過X軸電機 驅(qū)動器和相應(yīng)編碼器與左右支架的驅(qū)動電機相連，通過Y軸電機驅(qū)動器和相應(yīng)編碼器與前 后支架的驅(qū)動電機相連。所述PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)是一種可編程 多軸運動控制器，它采用DSP56300處理器作為CPU，可以實現(xiàn)最多8個坐標(biāo)系同時運動，可 以通過存儲在其內(nèi)部的程序單獨操作，使用PMAC作為動力電池極片數(shù)控激光切割控制器， 物理結(jié)構(gòu)可以大大簡化，系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試過程也變得更簡單。通過PMAC運動控制器來控制 驅(qū)動電機的動作，可以實現(xiàn)高精度的激光切割。 所述激光發(fā)生器最好采用光纖激光發(fā)生器。光纖激光器與傳統(tǒng)的切割加工方法相 比，具有接近衍射極限的光束質(zhì)量、高能量轉(zhuǎn)換效率、高穩(wěn)定性、光路校正簡單，同時，光纖 激光器采用光纖來傳輸激光，具有很高的柔性，只需要220/llOV交流電源、功率小、幾乎免 維護、體積小及超長的適用壽命等優(yōu)點。光纖激光發(fā)生器所輸出的激光束經(jīng)過準(zhǔn)直、擴束 和聚焦之后將光斑直徑聚焦到數(shù)十個微米甚至幾個微米，光斑功率密度能達(dá)到108W/cm2以 上，切縫窄、熱影響區(qū)小、切邊光滑、切割速度快，滿足電池極片汽化切割的要求，是傳統(tǒng)模 切和滾切設(shè)備的理想替代設(shè)備。 所述激光切割頭上設(shè)有將激光束導(dǎo)達(dá)電池極片表面的可調(diào)焦導(dǎo)光鏡組，以使激光 束的對焦更準(zhǔn)，切割效果更好。 本發(fā)明的電池極片激光切割裝置結(jié)構(gòu)簡單，針對電池極片的特點做了針對性的設(shè) 計，使得電池極片的切割質(zhì)量及效率更高。


圖1是本發(fā)明的電池極片激光切割裝置的系統(tǒng)原理圖； 圖2是本發(fā)明的電池極片激光切割裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的電池極片激光切割裝置的真空吸附裝置的立體圖； 圖4是本發(fā)明的電池極片激光切割裝置的真空吸附裝置的基板的頂視圖； 圖5是本發(fā)明的電池極片激光切割裝置的真空吸附裝置的基板的側(cè)面局部剖視圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例和附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明。
實施例1 : 如圖所示，本實施例的電池極片激光切割裝置包括由工控機組成的控制單元1和
4由激光發(fā)生器、激光切割頭組成的激光切割頭系統(tǒng)2，激光切割頭系統(tǒng)2的下方設(shè)置有真空 吸附裝置13，所述激光切割頭系統(tǒng)2和真空吸附裝置13之間可相對做水平方向的運動。其 具體結(jié)構(gòu)如下該電池極片激光切割裝置包括左右支架11和架設(shè)于左右支架11上的前后 支架12，所述左右支架11上設(shè)置有可沿左右支架運動的平臺14，所述真空吸附裝置13固 定在平臺14上；所述激光切割頭系統(tǒng)2設(shè)置在前后支架12上并可沿前后支架12運動。
所述左右支架11上設(shè)置有絲杠和驅(qū)動絲杠轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機6，前后支架12上設(shè) 置有絲杠和驅(qū)動絲杠轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機9，所述平臺14通過絲杠螺母滑塊安裝在左右支架11 的絲杠上；所述激光切割頭系統(tǒng)2通過絲杠螺母滑塊安裝在前后支架12的絲杠上。
所述控制單元1分別與激光切割頭系統(tǒng)2、真空發(fā)生器3相連并控制激光切割頭系 統(tǒng)2、真空發(fā)生器3的工作，控制單元1包括基于PMAC運動控制器的數(shù)控系統(tǒng)IO，所述數(shù)控 系統(tǒng)10通過X軸電機驅(qū)動器4和相應(yīng)編碼器5與左右支架的驅(qū)動電機6相連，通過Y軸電 機驅(qū)動器7和相應(yīng)編碼器8與前后支架的驅(qū)動電機9相連。其中X軸電機驅(qū)動器4、Y軸電 機驅(qū)動器7為日本松下公司出品的MBDDT2210053型驅(qū)動器，左右支架的驅(qū)動電機6、前后支 架的驅(qū)動電機9為日本松下公司出品的MHMD042P1U型伺服電機。 如圖3、4、5所示，上述真空吸附裝置包括一個密閉腔體131，所述腔體131通過其 側(cè)面設(shè)有的排氣孔132與一個真空發(fā)生器相通(真空發(fā)生器在圖3、4、5中未畫出)，所述腔 體131的頂面為設(shè)有復(fù)數(shù)個吸附通孔134的平面基板133，所述基板133沿電池極片的切 割線設(shè)有內(nèi)凹的避空槽135，所述避空槽135的局部貫通基板133形成洞槽137，所述基板 133邊緣設(shè)有螺栓孔136，用于與腔體131螺栓連接。
所述激光發(fā)生器為光纖激光發(fā)生器。 所述激光切割頭上設(shè)有將激光束導(dǎo)達(dá)電池極片表面的可調(diào)焦導(dǎo)光鏡組，以使激光 束的對焦更準(zhǔn)，切割效果更好。 在切割電池極片時，首先將電池極片放置在真空吸附裝置13上，利用真空作用將 電池極片固定，然后按照設(shè)定程序來控制激光切割頭系統(tǒng)2和真空吸附裝置13之間的相對 運動，同時控制激光切割頭系統(tǒng)2的工作，即可將電池極片切割成所需形狀。
權(quán)利要求
一種電池極片激光切割裝置，包括控制單元和由激光發(fā)生器、激光切割頭組成的激光切割頭系統(tǒng)，其特征在于所述激光切割頭系統(tǒng)的下方設(shè)置有真空吸附裝置，所述激光切割頭系統(tǒng)和真空吸附裝置之間可相對做水平方向的運動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池極片激光切割裝置，其特征在于所述真空吸附裝置包括 一個密閉腔體及與腔體相通的真空發(fā)生器，所述腔體的頂面為設(shè)有復(fù)數(shù)個吸附通孔的平面 基板，所述基板沿電池極片的切割線設(shè)有內(nèi)凹的避空槽。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池極片真空吸附裝置，其特征在于所述避空槽的局部貫通 基板形成洞槽。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電池極片激光切割裝置，其特征在于該電池極片激 光切割裝置包括左右支架和架設(shè)于左右支架上的前后支架，所述左右支架上設(shè)置有可沿左 右支架運動的平臺，所述真空吸附裝置固定在平臺上；所述激光切割頭系統(tǒng)設(shè)置在前后支 架上并可沿前后支架運動。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池極片激光切割裝置，其特征在于所述左右支架和前后支 架上均設(shè)置有絲杠和驅(qū)動絲杠轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機，所述平臺通過絲杠螺母滑塊安裝在左右支 架的絲杠上；所述激光切割頭系統(tǒng)通過絲杠螺母滑塊安裝在前后支架的絲杠上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池極片激光切割裝置，其特征在于所述控制單元分別與驅(qū) 動電機、激光切割頭系統(tǒng)、真空發(fā)生器相連并控制驅(qū)動電機、激光切割頭系統(tǒng)、真空發(fā)生器 的工作。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池極片激光切割裝置，其特征在于所述控制單元包括基于 PMAC運動控制器的數(shù)控系統(tǒng)，所述數(shù)控系統(tǒng)通過X軸電機驅(qū)動器和相應(yīng)編碼器與左右支架 的驅(qū)動電機相連，通過Y軸電機驅(qū)動器和相應(yīng)編碼器與前后支架的驅(qū)動電機相連。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電池極片激光切割裝置，其特征在于所述激光發(fā)生 器是光纖激光發(fā)生器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電池極片激光切割裝置，其特征在于所述激光切割 頭上設(shè)有將激光束導(dǎo)達(dá)電池極片表面的可調(diào)焦導(dǎo)光鏡組。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提出一種切割質(zhì)量高、實用性強的電池極片激光切割裝置。本發(fā)明的電池極片激光切割裝置包括控制單元和由激光發(fā)生器、激光切割頭組成的激光切割頭系統(tǒng)，關(guān)鍵在于所述激光切割頭系統(tǒng)的下方設(shè)置有真空吸附裝置，所述激光切割頭系統(tǒng)和真空吸附裝置之間可相對做水平方向的運動。在切割電池極片時，首先將電池極片放置在真空吸附裝置上，利用真空作用將電池極片固定，然后按照設(shè)定程序來控制激光切割頭系統(tǒng)和真空吸附裝置之間的相對運動，同時控制激光切割頭系統(tǒng)的工作，即可將電池極片切割成所需形狀。本發(fā)明的電池極片激光切割裝置結(jié)構(gòu)簡單，針對電池極片的特點做了針對性的設(shè)計，使得電池極片的切割質(zhì)量及效率更高。
文檔編號B23K26/38GK101722370SQ20091021418
公開日2010年6月9日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者江濤 申請人:奇瑞汽車股份有限公司