專利名稱：圓形鋰電池雙工位全自動卷繞機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鋰電池制作設備，具體涉及一種圓形鋰電池雙工位全 自動巻繞機。
背景技術：
目前廣泛應用在筆記本電腦和電動工具上的圓形鋰電池，其結構是由 正負兩片極片和兩層極片之間的隔離膜巻繞成圓形裸電芯，注入電解液， 外加金屬外殼封閉而成。其中，巻繞是其主要的生產(chǎn)工藝流程。這個過程 不能用手工完成，必須借助機器。目前鋰電行業(yè)主要應用的機器有國產(chǎn)的 單工位半自動巻繞機和進口的三工位全自動巻繞機。單工位半自動巻繞機 正負極片由人工送入巻針，巻針帶動完成巻繞后，貼終止防松膠帶拔針下 料。三工位全自動巻繞機是巻繞機上裝有三對巻針，正負極片和隔離膜由 機械手送到巻針上， 一工位實現(xiàn)巻繞，二工位貼終止防松膠帶，三工位自 動拔針下料，三根巻針分別在三個工位中循環(huán)，分別實現(xiàn)巻繞，貼終止防 松膠帶，拔針下料，循環(huán)工作，以實現(xiàn)功能。單工位半自動巻繞機正負極 片由人工送入巻針，入巻的位置精度由操作者的熟練程度和操作技巧決定， 所以片料入巻精度存在不穩(wěn)定性；巻繞過程張力由人工操作決定，這需要 較高的操作技巧，造成了巻繞張力的不穩(wěn)定。極片在巻繞過程中由人手扶 正，因而產(chǎn)品的一致性也較差。進口的三工位全自動巻繞機入料，巻繞， 貼終止膠帶，下料，過程張力等實現(xiàn)了全自動化，不需要人工干預，因而 產(chǎn)品的穩(wěn)定性和一致性較好，但是機構非常復雜，對工件加工精度要求高， 不容易調整和維護，機器的通用性也較差。目前國內不少廠家購買了進口 的全自動巻繞機，設備利用率都不高。 一是機構通用性不好，當產(chǎn)品型號 規(guī)格稍有更改，機器的調整非常復雜。二是當機器需要維護維修時很困難， 國內的技術人員難以勝任。 發(fā)明內容
本實用新型的主要目的就是解決現(xiàn)有技術中的問題，提供一種新型的 圓形鋰電池雙工位全自動巻繞機，實現(xiàn)入料、巻繞、貼終止膠帶和下料工 藝的全自動化，改善加工工藝性能，且方便調試，調試精度高，易于維護方便，通用性好。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案
一種圓形鋰電池雙工位全自動巻繞機，包括正負極片及隔膜放巻機 構、巻繞機構、貼膠機構和下料機構，所述正負片及隔膜放巻機構的帶料 傳送端分別耦合至所述巻繞機構的帶料接收端，所述巻繞機構的電芯輸出 端分別耦合至所述貼膠機構和所述下料機構，其特征在于，所述巻繞機構 包括巻繞換位中心，所述巻繞換位中心具有主軸和安裝在所述主軸上的至 少一個第一巻針和至少一個第二巻針，所述第一、二巻針隨所述主軸的旋 轉而循環(huán)換位于所述帶料接收端和所述電芯輸出端。
優(yōu)選地
所述第一、二巻針各包括兩個半針，所述兩個半針以可控制離合的方 式設置。
所述兩個半針為對稱的半圓柱形。
所述巻繞換位中心還包括分別對應于所述第一、二巻針的導軌，所述 導軌上分別設置有承載所述兩個半針的兩個抽針滑座，所述抽針滑座在受 驅動相互靠近時可使所述兩個半針合為一個巻針，在受驅動相互分離時使 所述兩個半針相抽離。
所述兩個半針中的至少一者與驅動裝置耦合。
所述兩個半針中的一者與驅動裝置耦合，所述巻繞換位中心還包括用 于限制所述兩個半針中的另一者在與所述一者分離時自由轉動的鎖針構 件。
還包括設置于所述放巻機構的帶料傳輸線上的糾偏機構和張力控制機 構，所述糾偏機構用于檢測帶料是否有偏移并根據(jù)檢測結果糾正所述偏移， 所述張力控制機構用于使帶料在行進間保持一定的張力。
還包括靠近所述巻繞機構的帶料接收端設置的送料機械手，其包括絲 桿、滑軌和裝在所述滑軌上的帶料夾，所述帶料夾夾住帶料的一端，所述 絲桿受驅轉動時帶動所述帶料夾以將帶料送給巻針。
還包括靠近所述下料機構設置的傳送帶，所述下料機構包括下料夾， 所述下料夾用于夾住抽針后的電芯并放到傳送帶上。
還包括沿所述傳送帶設置的測短路機構，所述測短路機構包括兩個電 極，其在所述電芯通過時分別接到所述電芯的正負極以檢測所述電芯有無 短路。
本實用新型有益的技術效果是本實用新型的雙工位全自動巻繞機包括正負極片及隔膜放巻機構、巻 繞機構、貼膠機構和下料機構，巻繞機構包括巻繞換位中心，其具有主軸 和安裝在主軸上的至少一個第一巻針和至少一個第二巻針，第一、二巻針 隨主軸的旋轉而循環(huán)換位于帶料接收端和電芯輸出端，由此，第一/二巻針 在轉至帶料接收端時巻繞帶料，同時第二/一巻針則處在電芯輸出端，貼終 止膠帶并下料，實現(xiàn)入料、巻繞、貼終止膠帶和下料等工藝的全自動化， 相對于以往的單工位半自動巻繞機，本實用新型的雙工位對稱結構改善了 加工工藝性能，也便于操作人員調試，能獲得很高的調試精度，因而能提 高電池產(chǎn)品的質量、 一致性和可靠性，同時，相對于以往的三工位全自動 巻繞機，本實用新型結構更簡單，易于維護和維修，設備通用性好。

圖1為本實用新型雙工位全自動巻繞機一種實施例的結構示意圖； 圖2為圖1中的巻繞換位中心的側視圖； 圖3為兩個半針結合成一個圓柱形巻針的分解示意圖； 圖4為巻針隨主軸的旋轉而循環(huán)換位的示意圖。 本實用新型的特征及優(yōu)點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。
具體實施方式

如圖1所示，雙工位全自動巻繞機主要包括正負極片及隔膜放巻機構、 巻繞機構、貼膠機構600和下料機構700。
正負片及隔膜放巻機構包括用于放巻正極片的第一放巻構件101、用 于放巻負極片的第二放巻構件102、用于放巻第一隔膜的第三放巻構件103 以及用于放巻第二隔膜的第四放巻構件104。放巻機構優(yōu)選包括一根由電 機驅動的脹軸，脹軸可為汽動脹軸或手動脹軸，帶料巻裝在脹軸上，采用 汽動或手動脹緊，由電機帶動脹軸轉動巻放出帶料。第一至四放巻構件的 帶料傳送端分別耦合至巻繞機構的帶料接收端，而巻繞機構的電芯輸出端 分別耦合至貼膠機構和下料機構。
優(yōu)選的實施例中，還包括設置于正極片帶料傳輸線上的第一糾偏機構 201和設置于負極片帶料傳輸線上的第二糾偏機構202。第一、二糾偏機構 201、 202起糾正帶料位置的作用，其上分別裝有檢測帶料位置的傳感器， 糾偏機構根據(jù)檢測到的位置信號使帶料沿軸向方向前后進行移動或擺動， 使帶料始終保持在正確的位置。
優(yōu)選的實施例中，還包括設置于正極片帶料傳輸線上的第一張力控制 機構301、設置于負極片帶料傳輸線上的第二張力控制機構302、設置于第一隔膜帶料傳輸線上的第三張力控制機構303以及設置于第二隔膜帶料傳 輸線上的第四張力控制機構304。張力控制機構優(yōu)選包括一根可以擺動的 桿，通過汽缸或彈簧帶動，從而可使帶料在行進間保持一定的張力。
優(yōu)選的實施例中，還包括靠近巻繞機構的帶料接收端設置的送料機械 手第一送料機械手401和第二送料機械手402，第一送料機械手401設置 于正極片帶料傳輸線上，第二送料機械手402設置于負極片帶料傳輸線上。 送料機械手優(yōu)選包括絲桿、滑軌和裝在滑軌上的帶料夾，帶料夾夾住帶料 的一端，絲桿受驅轉動時帶動帶料夾沿滑軌移動，以將帶料送給巻針。
巻繞機構包括巻繞換位中心500，巻繞換位中心500具有主軸1和安 裝在主軸1上的至少一個第一巻針51和至少一個第二巻針52，第一、二 巻針51、 52優(yōu)選相對地設置于主軸1的同一徑向上，從而可隨主軸1的旋
轉而循環(huán)換位于巻繞機構的帶料接收端和電芯輸出端。
如圖2和圖3所示，優(yōu)選的實施例中，第一巻針51和第二巻針52分 別由一對半圓柱形的半針501、 502組成，通過兩對半針分別在第一工位上 實施巻繞，在第二工位上實施貼膠帶、下料。具體而言，主軸1安裝在一 軸承上，可通過電機驅動主軸1從而帶動巻繞換位中心整體旋轉。主軸1 的上下對稱設置有兩個加工平面，位于上方的加工平面對應第一工位，位 于下方的加工平面對應第二工位。上下兩面各相向安裝有一對導軌2、 6， 上下各一對抽針滑座4、 7分別安裝在上下的一對導軌上，抽針滑座可在汽 缸8的帶動下在導軌上滑動。每對抽針滑座4、 7上分別通過軸承安裝有一 對半針501、 502,半針501、 502能各隨抽針滑座4、 7滑動。半針50K 502優(yōu)選為對稱的半圓柱形。每對半針501、 502中的一者與電機相耦合， 從而該半針可受驅動而轉動。巻針和電機之間可采用例如行星方式或離合 方式連接。優(yōu)選還安裝有鎖針汽缸3，在兩個滑座4、 7分開時，不希望未 與電機相連的半針自由轉動，通過鎖針汽缸3可限制其自由轉動。同一加 工平面上的兩個抽針滑座4、 7各攜半針在導軌上滑動時，在兩者最為靠近 的情形下，兩個半圓柱形半針相合形成一個圓形巻針，其中一個半針由電 機帶動時驅使另一個半針一同轉動，從而使圓形巻針巻繞帶料，形成電池 電芯。而當兩個抽針滑座分開時，兩個巻針即彼此抽離開。
貼膠機構600對完成巻繞的電芯貼上膠帶，接著分開兩個滑座使巻針 從電芯中抽出，下料機構拾取裸電芯，以實現(xiàn)下料。
優(yōu)選的實施例中，貼膠機構600包括一個膠帶的安裝盤和一系列引導膠帶走向的棍子，靠近巻針的一端還設置有汽缸驅動的切刀601，用于在
貼完膠帶后切斷膠帶。
優(yōu)選的實施例中，下料機構700包括一個下料夾701,用于前后巻針 拔針時夾住電芯?？拷铝蠙C構設置有傳動帶800，下料夾701可將夾取 電芯放到傳送帶上。
優(yōu)選的實施例中，還包括沿傳動帶800設置的燙孔機構850，燙孔機 構850優(yōu)選為一根加熱到100 130攝氏度左右的圓棒，圓棒可由汽缸驅動 插入電芯中部，以在圓形電芯中間形成一個圓孔。該圓孔為電池的一個工 藝孔，用于后續(xù)工藝中將裸電芯的負極與外殼底部焊接時方便圓形的銅焊 針的插入。
優(yōu)選的實施例中，還包括沿傳送帶800設置的測短路機構900，測短 路機900構包括兩個電極，在電芯通過時分別接到電芯的正負極以檢測電 芯有無短路。
以下描述雙工位全自動巻繞機一種優(yōu)選實施例的基本工作原理。 工作時，兩個隔膜分別從第三、第四放巻構件上的放巻出，經(jīng)相應的 張力控制機構控制巻繞張力，糾偏機構糾正帶料位置誤差，隔膜帶料送達 巻繞換位中心的第一工位即巻繞位置后，先在由一對半圓柱形的半針合成 的圓形巻針上巻一到兩圈，接著，正、負極片帶料分別從第一、第二放巻 構件上的放巻出，經(jīng)相應的張力控制機構控制巻繞張力，糾偏機構糾正帶 料位置誤差，由送料機械手夾住送到巻繞位置，通過圓形巻針轉動帶動四 種帶料一同巻繞。巻到適合尺寸時，設備夾住四種帶料并切斷。然后，巻 繞換位中心旋轉以將巻繞位置上的巻針與貼膠位置上的巻針換位，原巻繞 位置上的巻好的巻針移至巻繞換位中心的第二工位即貼膠位置，將巻好的 裸電芯貼上終止防松膠帶后，驅使兩個半針分離以從電芯中拔針，通過下 料機構下料，并將脫針后的裸電芯置于傳送帶上，最后由傳送帶送往后級 工位；與此同時，原貼膠位置上的空巻針則移至第一工位即巻繞位置，繼 續(xù)按前述方式巻繞裸電芯。巻繞換位中心上的兩對巻針如是旋轉循環(huán)轉換， 實現(xiàn)全自動的裸電芯巻繞、貼終止膠帶及下料功能。
本實用新型彌補了現(xiàn)有半自動巻繞機和全自動巻繞機的不足，采用雙 工位對稱結構，實現(xiàn)入料，巻繞，貼終止膠帶，下料，過程張力等全自動 化，提高產(chǎn)品的一致性，改善加工工藝性能，同時使之方便調試，可以獲 得很高的調試精度。因而提高產(chǎn)品的質量和可靠性，且設備維護方便，通以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳 細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用 新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提 下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護 范圍。
權利要求1. 一種圓形鋰電池雙工位全自動卷繞機，包括正負極片及隔膜放卷機構、卷繞機構、貼膠機構和下料機構，所述正負片及隔膜放卷機構的帶料傳送端分別耦合至所述卷繞機構的帶料接收端，所述卷繞機構的電芯輸出端分別耦合至所述貼膠機構和所述下料機構，其特征在于，所述卷繞機構包括卷繞換位中心，所述卷繞換位中心具有主軸和安裝在所述主軸上的至少一個第一卷針和至少一個第二卷針，所述第一、二卷針隨所述主軸的旋轉而循環(huán)換位于所述帶料接收端和所述電芯輸出端。
2. 如權利要求1所述的圓形鋰電池雙工位全自動巻繞機，其特征在 于，所述第一、二巻針各包括兩個半針，所述兩個半針以可控制離合的方 式設置。
3. 如權利要求2所述的圓形鋰電池雙工位全自動巻繞機，其特征在 于，所述兩個半針為對稱的半圓柱形。
4. 如權利要求2所述的圓形鋰電池雙工位全自動巻繞機，其特征在 于，所述巻繞換位中心還包括分別對應于所述第一、二巻針的導軌，所述 導軌上分別設置有承載所述兩個半針的兩個抽針滑座，所述抽針滑座在受 驅動相互靠近時可使所述兩個半針合為一個巻針，在受驅動相互分離時使 所述兩個半針相抽離。
5. 如權利要求2所述的圓形鋰電池雙工位全自動巻繞機，其特征在 于，所述兩個半針中的至少一者與驅動裝置耦合。
6. 如權利要求2所述的圓形鋰電池雙工位全自動巻繞機，其特征在 于，所述兩個半針中的一者與驅動裝置耦合，所述巻繞換位中心還包括用 于限制所述兩個半針中的另一者在與所述一者分離時自由轉動的鎖針構 件。
7. 如權利要求1至6任意一項所述的圓形鋰電池雙工位全自動巻繞 機，其特征在于，還包括設置于所述放巻機構的帶料傳輸線上的糾偏機構 和張力控制機構，所述糾偏機構用于檢測帶料是否有偏移并根據(jù)檢測結果 糾正所述偏移，所述張力控制機構用于使帶料在行進間保持一定的張力。
8. 如權利要求1至6任意一項所述的圓形鋰電池雙工位全自動巻繞 機，其特征在于，還包括靠近所述巻繞機構的帶料接收端設置的送料機械 手，其包括絲桿、滑軌和裝在所述滑軌上的帶料夾，所述帶料夾夾住帶料的一端，所述絲桿受驅轉動時帶動所述帶料夾以將帶料送給巻針。
9. 如權利要求1至6任意一項所述的圓形鋰電池雙工位全自動巻繞 機，其特征在于，還包括靠近所述下料機構設置的傳送帶，所述下料機構 包括下料夾，所述下料夾用于夾住抽針后的電芯并放到傳送帶上。
10. 如權利要求1至6任意一項所述的圓形鋰電池雙工位全自動巻繞 機，其特征在于，還包括沿所述傳送帶設置的測短路機構，所述測短路機 構包括兩個電極，其在所述電芯通過時分別接到所述電芯的正負極以檢測 所述電芯有無短路。
專利摘要本實用新型公開了一種圓形鋰電池雙工位全自動卷繞機，包括正負極片及隔膜放卷機構、卷繞機構、貼膠機構和下料機構，正負片及隔膜放卷機構的帶料傳送端分別耦合至卷繞機構的帶料接收端，卷繞機構的電芯輸出端分別耦合至貼膠機構和下料機構，卷繞機構包括卷繞換位中心，卷繞換位中心具有主軸和安裝在主軸上的至少一個第一卷針和至少一個第二卷針，第一、二卷針隨主軸的旋轉而循環(huán)換位于帶料接收端和電芯輸出端。本實用新型通過卷針在雙工位輪換的設計，實現(xiàn)入料、卷繞、貼終止膠帶和下料工藝的全自動化，改善加工工藝性能，且方便調試，調試精度高，易于維護方便，通用性好。
文檔編號H01M10/38GK201307622SQ20082021405
公開日2009年9月9日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權日2008年11月28日
發(fā)明者陽如坤 申請人:深圳市吉陽自動化科技有限公司