一種電池芯軸上料機(jī)構(gòu)及卷繞設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種電池芯軸上料機(jī)構(gòu)，包括備芯軸機(jī)構(gòu)和取芯軸機(jī)構(gòu)，備芯軸機(jī)構(gòu)包括用于放置電池芯軸的料盒、旋轉(zhuǎn)輥、第一電機(jī)、定位銷、第二電機(jī)、第一氣缸以及檢測(cè)元件，旋轉(zhuǎn)輥設(shè)置在料盒附近，旋轉(zhuǎn)輥上設(shè)置有用于吸住電池芯軸的磁性結(jié)構(gòu)，第一電機(jī)耦合到旋轉(zhuǎn)輥，第一氣缸耦合到定位銷，第二電機(jī)耦合到定位銷，檢測(cè)元件配合旋轉(zhuǎn)輥而設(shè)置，以檢測(cè)旋轉(zhuǎn)輥上是否吸附了電池芯軸以及電池芯軸的缺口是否到達(dá)預(yù)定位置；取芯軸機(jī)構(gòu)包括取料夾及耦合到取料夾的取料夾移動(dòng)裝置，取料夾的取料工位對(duì)應(yīng)定位銷的工作位。一種卷繞設(shè)備，具有該電池芯軸上料機(jī)構(gòu)。該電池芯軸上料機(jī)構(gòu)能夠自動(dòng)、高效、可靠地對(duì)芯軸進(jìn)行取料和上料。
【專利說(shuō)明】一種電池芯軸上料機(jī)構(gòu)及卷繞設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池制作設(shè)備，特別是涉及一種電池芯軸上料機(jī)構(gòu)及卷繞設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]電池的電芯是采用卷繞設(shè)備卷繞制成的?，F(xiàn)有的電池電芯自動(dòng)卷繞設(shè)備包括機(jī)架、卷繞機(jī)構(gòu)、隔膜機(jī)構(gòu)、極片上料機(jī)構(gòu)、貼膠機(jī)構(gòu)、下料機(jī)構(gòu)以及電氣控制部分，電池的卷芯一般由正、負(fù)極片及隔膜按照一定的次序重疊卷繞，最后，貼終止膠帶而成電池電芯。其中一般卷繞方式是采用可抽出式卷針，以卷繞設(shè)備上的卷針為基軸卷繞至電芯成形，再將卷針抽出。另外一種卷繞方式是采用塑性芯軸，將隔膜燙在塑性芯軸上，卷繞完成后塑性芯軸留在電芯內(nèi)，但該方式對(duì)隔膜有損壞，不能保證電池的安全性。鋼性芯軸能較好地保證電池安全性，但是，如何自動(dòng)、高效、安全對(duì)芯軸進(jìn)行取料和上料并實(shí)施卷繞，是亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電池芯軸上料機(jī)構(gòu)及卷繞設(shè)備，能夠自動(dòng)、高效、可靠地對(duì)芯軸進(jìn)行取料和上料。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種電池芯軸上料機(jī)構(gòu)，包括受控制單元控制的備芯軸機(jī)構(gòu)和取芯軸機(jī)構(gòu)，
所述備芯軸機(jī)構(gòu)包括用于放置電池芯軸的料盒、旋轉(zhuǎn)輥、第一電機(jī)、定位銷、第二電機(jī)、第一氣缸以及檢測(cè)元件，所述旋轉(zhuǎn)輥設(shè)置在料盒附近，所述旋轉(zhuǎn)輥上設(shè)置有用于吸住電池芯軸的磁性結(jié)構(gòu)，所述第一電機(jī)耦合到所述旋轉(zhuǎn)輥以帶動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)輥旋轉(zhuǎn)，所述第一氣缸耦合到所述定位銷以帶動(dòng)所述定位銷軸向移動(dòng)，所述第二電機(jī)耦合到所述定位銷以帶動(dòng)所述定位銷旋轉(zhuǎn)，所述檢測(cè)元件配合所述旋轉(zhuǎn)輥而設(shè)置，以檢測(cè)所述旋轉(zhuǎn)輥上是否吸附了電池芯軸以及所述電池芯軸的缺口是否到達(dá)預(yù)定位置；
所述取芯軸機(jī)構(gòu)包括取料夾及耦合到所述取料夾的取料夾移動(dòng)裝置，所述取料夾的取料工位對(duì)應(yīng)所述定位銷的工作位。
[0005]進(jìn)一步地:
所述檢測(cè)元件包括第一感應(yīng)器、第二感應(yīng)器、第三感應(yīng)器以及光碼盤，所述光碼盤固定在所述第一電機(jī)的輸出端，所述第一感應(yīng)器設(shè)置在所述光碼盤附近以檢測(cè)所述光碼盤旋轉(zhuǎn)的角度，所述第二感應(yīng)器和所述第三感應(yīng)器設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)輥附近，所述第二感應(yīng)器用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)輥是否吸住電池芯軸，所述第三感應(yīng)器用于檢測(cè)電池芯軸的缺口位置。
[0006]所述備芯軸機(jī)構(gòu)還包括連接塊和連接板，所述旋轉(zhuǎn)輥固定在所述料盒的下方，所述旋轉(zhuǎn)輥上設(shè)置有帶磁石的槽，可容納并吸住電池芯軸，所述第一氣缸、所述第一電機(jī)、所述第二電機(jī)、所述第二感應(yīng)器和所述第三感應(yīng)器固定在所述連接板上，所述連接板固定在所述料盒上，所述定位銷可旋轉(zhuǎn)地固定在所述連接塊上，所述連接塊連接所述第一氣缸的伸縮端和所述第二電機(jī)的輸出端。[0007]所述取料夾移動(dòng)裝置包括直線驅(qū)動(dòng)單元和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元，所述直線驅(qū)動(dòng)單元耦合到所述取料夾以帶動(dòng)所述取料夾直線移動(dòng)，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元耦合到所述直線驅(qū)動(dòng)單元以通過(guò)旋轉(zhuǎn)所述直線驅(qū)動(dòng)單元來(lái)旋轉(zhuǎn)移動(dòng)所述取料夾。
[0008]所述直線驅(qū)動(dòng)單元包括第二氣缸、固定板和第一滑軌，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元的旋轉(zhuǎn)軸固定連接所述固定板以驅(qū)動(dòng)所述固定板旋轉(zhuǎn)，所述第二氣缸和所述第一滑軌固定在所述固定板上，所述第二氣缸的伸縮端與所述取料夾連接以驅(qū)動(dòng)所述取料夾沿所述第一滑軌移動(dòng)。
[0009]所述直線驅(qū)動(dòng)單元還包括電芯夾、第三氣缸以及第二滑軌，所述第三氣缸和所述第二滑軌固定在所述固定板上，所述第三氣缸的伸縮端與所述電芯夾連接以驅(qū)動(dòng)所述電芯夾沿所述第二滑軌移動(dòng)，所述第一滑軌與所述第二滑軌之間有一個(gè)夾角。
[0010]所述取芯軸機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在所述固定板的旁邊以限制所述取料夾和所述電芯夾的旋轉(zhuǎn)角度的第一限位元件。
[0011]所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元包括旋轉(zhuǎn)軸、齒條、齒輪、第三滑軌和第四氣缸，所述齒條固定在所述第三滑軌上，所述齒輪固定在所述旋轉(zhuǎn)軸上，所述第四氣缸的伸縮端與所述齒條連接以推動(dòng)所述齒條移動(dòng)，所述齒條與所述齒輪嚙合以帶動(dòng)所述齒輪旋轉(zhuǎn)。
[0012]所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元還包括外圈、滑塊連接塊和第二限位單元，所述外圈上開(kāi)有供所述第三滑軌安置的缺口，所述第三滑軌的滑塊通過(guò)所述滑塊連接塊固定在所述外圈上，所述齒條通過(guò)所述外圈上的缺口與所述齒輪固定連接，所述第二限位單元設(shè)置在所述齒條的移動(dòng)路徑上以限制所述齒條的移動(dòng)極限。
[0013]一種卷繞設(shè)備,包括上述的任一種電池芯軸上料機(jī)構(gòu)。
[0014]本發(fā)明的有益技術(shù)效果:
本發(fā)明的電池芯軸上料機(jī)構(gòu)通過(guò)采用上述備芯軸機(jī)構(gòu)和上述取芯軸機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)備芯軸和自動(dòng)芯軸上料，能夠高效、可靠地進(jìn)行電池芯軸的取料和上料，應(yīng)用在卷繞設(shè)備上，能大大提高卷繞設(shè)備在實(shí)施卷繞操作之前的芯軸上料過(guò)程的工作效率，而且提高了操作的可靠性和安全性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明電池芯軸上料機(jī)構(gòu)一種優(yōu)選實(shí)施例的主視圖；
圖2為本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施例的備芯軸機(jī)構(gòu)的立體示意圖；
圖3為本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施例的取芯軸機(jī)構(gòu)的立體示意圖；
圖4為本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施例的取芯軸機(jī)構(gòu)的后視圖；
圖5為本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施例的取芯軸機(jī)構(gòu)的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0017]參閱圖1至圖5，在一些實(shí)施例里，電池芯軸上料機(jī)構(gòu)包括從芯軸料盒內(nèi)取出芯軸的備芯軸機(jī)構(gòu)I和將芯軸輸送至卷繞工位的取芯軸機(jī)構(gòu)2。備芯軸機(jī)構(gòu)I和取芯軸機(jī)構(gòu)2均受控制單元(未圖示)控制。[0018]參閱圖2，在優(yōu)選的實(shí)施例里，備芯軸機(jī)構(gòu)包括料盒101、料盒擋板102、第一電機(jī)103、第二電機(jī)104、第一感應(yīng)器105、第二感應(yīng)器106、第三感應(yīng)器107、光碼盤108、旋轉(zhuǎn)輥109、定位銷110、連接塊111、連接板112以及第一氣缸113。料盒擋板102用于分隔料盒內(nèi)空間，根據(jù)芯軸的尺寸不同可調(diào)節(jié)其位置，旋轉(zhuǎn)輥109固定在料盒101的下方，旋轉(zhuǎn)輥109上設(shè)置有帶磁石的槽，可容納并吸住芯軸，由第一電機(jī)103帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，光碼盤108固定在第一電機(jī)103的輸出端,第一感應(yīng)器105檢測(cè)光碼盤108旋轉(zhuǎn)的角度,第一氣缸113固定在連接板112上，連接板112固定在料盒101上，第一電機(jī)103和第二電機(jī)104都固定在連接板112上，第二電機(jī)104的輸出端連接連接塊111，定位銷110插入連接塊111內(nèi)，連接塊111同時(shí)連接第一氣缸113的伸縮端和第二電機(jī)104的輸出端,第二感應(yīng)器106和第三感應(yīng)器107均固定在連接板112上，第二感應(yīng)器106檢測(cè)旋轉(zhuǎn)輥是否吸住芯軸，第三感應(yīng)器107檢測(cè)芯軸的缺口位置。
[0019]對(duì)于芯軸式電池，其中的芯軸是空心帶磁性的，且具有軸向缺口，制作電池時(shí)要先將芯軸上料至卷繞工位，而芯軸的缺口位置要求固定。采用上述機(jī)構(gòu)可以方便地取料并使其能夠準(zhǔn)確上料。
[0020]參閱圖3-圖4，在優(yōu)選的實(shí)施例里，取芯軸機(jī)構(gòu)2包括取料夾21、電芯夾22、第二氣缸23、第三氣缸24、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元25、固定板26、第一滑軌27、第二滑軌28以及第一限位元件29。固定板26與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元25固定連接，第二氣缸23、第三氣缸24、第一滑軌27、第二滑軌28均固定在固定板26上，取料夾21與第二氣缸23的伸縮端連接，電芯夾22與第三氣缸24的伸縮端連接，第二氣缸23驅(qū)動(dòng)取料夾21沿第一滑軌移動(dòng)，第三氣缸24驅(qū)動(dòng)電芯夾22沿第二滑軌28移動(dòng)，取料夾21和電芯夾22的移動(dòng)方向間隔一定角度，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元25驅(qū)動(dòng)固定板26旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)取料夾21和電芯夾22旋轉(zhuǎn)，第一限位元件29限制取料夾21和電芯夾22的旋轉(zhuǎn)極限并起到緩沖的作用。
[0021]參閱圖3和圖5，在優(yōu)選的實(shí)施例里，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元25包括旋轉(zhuǎn)軸257、軸承258、齒條259、齒輪250、外圈251、第三滑軌252、第四氣缸253、第二限位單元254以及安裝板255?；瑝K連接塊256，第四氣缸253及外圈251固定在安裝板255上，外圈251上開(kāi)有供第三滑軌252和第四氣缸253安置的缺口，第三滑軌252的滑塊通過(guò)滑塊連接塊256固定在外圈251上，齒條259固定在第三滑軌252上，通過(guò)外圈251上的缺口與齒輪250固定連接，齒輪259固定在旋轉(zhuǎn)軸257上，旋轉(zhuǎn)軸257的一段固定在固定板26上，第四氣缸253的伸縮端與齒條259連接，第四氣缸253推動(dòng)齒條移動(dòng)，齒條259帶動(dòng)齒輪250旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸257旋轉(zhuǎn)，第二限位單元254現(xiàn)在齒條259移動(dòng)的極限。
[0022]工作時(shí)，第一電機(jī)103驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)輥109旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)輥109上的槽吸取料盒內(nèi)的芯軸，第二感應(yīng)器106檢測(cè)旋轉(zhuǎn)輥是否吸取了芯軸100，若已吸取芯軸，第二氣缸23伸出，取料夾21伸出，夾住芯軸，第一氣缸113帶動(dòng)定位銷110插入芯軸內(nèi)，取料夾21松開(kāi)芯軸，第二氣缸23的伸縮端退回，帶動(dòng)取料夾退回，第二電機(jī)104驅(qū)動(dòng)定位銷110進(jìn)而帶動(dòng)芯軸旋轉(zhuǎn)，第三感應(yīng)器107檢測(cè)芯軸的缺口位置，位置合適后第二電機(jī)104停止旋轉(zhuǎn)，第二氣缸23伸出，取料夾21伸出，夾住芯軸，定位銷自芯軸內(nèi)抽出，取料夾夾住芯軸，第四氣缸253伸出，帶動(dòng)齒條259，進(jìn)而帶動(dòng)齒輪250旋轉(zhuǎn)，齒輪250的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸257及固定板26旋轉(zhuǎn)，并最終帶動(dòng)取料夾21旋轉(zhuǎn)，取料夾21將芯軸輸送至入下一工位。
[0023]其中，取料夾既起到實(shí)現(xiàn)運(yùn)送芯軸的作用，又能起到夾住芯軸以方便定位銷插入芯軸的作用，有效克服了旋轉(zhuǎn)輥吸住芯軸的力不夠支撐其穿入定位銷的問(wèn)題。
[0024]容易理解，上述各機(jī)構(gòu)的動(dòng)作均由控制單元控制，而各個(gè)感應(yīng)器采集的信號(hào)是送到控制單元。
[0025]另一些實(shí)施例是關(guān)于一種電池電芯的卷繞設(shè)備，其可具有上述任一實(shí)施例的電池芯軸上料機(jī)構(gòu)，在此不予贅述。
[0026]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電池芯軸上料機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括備芯軸機(jī)構(gòu)和取芯軸機(jī)構(gòu)； 所述備芯軸機(jī)構(gòu)包括用于放置電池芯軸的料盒、旋轉(zhuǎn)輥、第一電機(jī)、定位銷、第二電機(jī)、第一氣缸以及檢測(cè)元件，所述旋轉(zhuǎn)輥設(shè)置在料盒附近，所述旋轉(zhuǎn)輥上設(shè)置有用于吸住電池芯軸的磁性結(jié)構(gòu)，所述第一電機(jī)耦合到所述旋轉(zhuǎn)輥以帶動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)輥旋轉(zhuǎn)，所述第一氣缸耦合到所述定位銷以帶動(dòng)所述定位銷軸向移動(dòng)，所述第二電機(jī)耦合到所述定位銷以帶動(dòng)所述定位銷旋轉(zhuǎn)，所述檢測(cè)元件配合所述旋轉(zhuǎn)輥而設(shè)置，以檢測(cè)所述旋轉(zhuǎn)輥上是否吸附了電池芯軸以及所述電池芯軸的缺口是否到達(dá)預(yù)定位置； 所述取芯軸機(jī)構(gòu)包括取料夾及耦合到所述取料夾的取料夾移動(dòng)裝置，所述取料夾的取料工位對(duì)應(yīng)所述定位銷的工作位。
2.如權(quán)利要求1所述的電池芯軸上料機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述檢測(cè)元件包括第一感應(yīng)器、第二感應(yīng)器、第三感應(yīng)器以及光碼盤，所述光碼盤固定在所述第一電機(jī)的輸出端，所述第一感應(yīng)器設(shè)置在所述光碼盤附近以檢測(cè)所述光碼盤旋轉(zhuǎn)的角度，所述第二感應(yīng)器和所述第三感應(yīng)器設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)輥附近，所述第二感應(yīng)器用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)輥是否吸住電池芯軸，所述第三感應(yīng)器用于檢測(cè)電池芯軸的缺口位置。
3.如權(quán)利要求2所述的電池芯軸上料機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述備芯軸機(jī)構(gòu)還包括連接塊和連接板，所述旋轉(zhuǎn)輥固定在所述料盒的下方，所述旋轉(zhuǎn)輥上設(shè)置有帶磁石的槽，可容納并吸住電池芯軸，所述第一氣缸、所述第一電機(jī)、所述第二電機(jī)、所述第二感應(yīng)器和所述第三感應(yīng)器固定在所述連接板上，所述連接板固定在所述料盒上，所述定位銷可旋轉(zhuǎn)地固定在所述連接塊上，所述連接塊連接所述第一氣缸的伸縮端和所述第二電機(jī)的輸出端。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的電池芯軸上料機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述取料夾移動(dòng)裝置包括直線驅(qū)動(dòng)單元和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元，所述直線驅(qū)動(dòng)單元耦合到所述取料夾以帶動(dòng)所述取料夾直線移動(dòng)，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元耦合到所述直線驅(qū)動(dòng)單元以通過(guò)旋轉(zhuǎn)所述直線驅(qū)動(dòng)單元來(lái)旋轉(zhuǎn)移動(dòng)所述取料夾。
5.如權(quán)利要求4任一項(xiàng)所述的電池芯軸上料機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述直線驅(qū)動(dòng)單元包括第二氣缸、固定板和第一滑軌，所`述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元的旋轉(zhuǎn)軸固定連接所述固定板以驅(qū)動(dòng)所述固定板旋轉(zhuǎn)，所述第二氣缸和所述第一滑軌固定在所述固定板上，所述第二氣缸的伸縮端與所述取料夾連接以驅(qū)動(dòng)所述取料夾沿所述第一滑軌移動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5任一項(xiàng)所述的電池芯軸上料機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述直線驅(qū)動(dòng)單元還包括電芯夾、第三氣缸以及第二滑軌，所述第三氣缸和所述第二滑軌固定在所述固定板上，所述第三氣缸的伸縮端與所述電芯夾連接以驅(qū)動(dòng)所述電芯夾沿所述第二滑軌移動(dòng)，所述第一滑軌與所述第二滑軌之間有一個(gè)夾角。
7.如權(quán)利要求6所述的電池芯軸上料機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述取芯軸機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在所述固定板的旁邊以限制所述取料夾和所述電芯夾的旋轉(zhuǎn)角度的第一限位元件。
8.如權(quán)利要求4任一項(xiàng)所述的電池芯軸上料機(jī)構(gòu),其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元包括旋轉(zhuǎn)軸、齒條、齒輪、第三滑軌和第四氣缸，所述齒條固定在所述第三滑軌上，所述齒輪固定在所述旋轉(zhuǎn)軸上，所述第四氣缸的伸縮端與所述齒條連接以推動(dòng)所述齒條移動(dòng)，所述齒條與所述齒輪嚙合以帶動(dòng)所述齒輪旋轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求8任一項(xiàng)所述的電池芯軸上料機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元還包括外圈、滑塊連接塊和第二限位單元，所述外圈上開(kāi)有供所述第三滑軌安置的缺口，所述第三滑軌的滑塊通過(guò)所述滑塊連接塊固定在所述外圈上，所述齒條通過(guò)所述外圈上的缺口與所述齒輪固定連接，所述第二限位單元設(shè)置在所述齒條的移動(dòng)路徑上以限制所述齒條的移動(dòng)極限。
10.一種卷繞設(shè)備，其特征在于，`包括如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述電池芯軸上料機(jī)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H01M10/04GK103682412SQ201410006408
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】張勇, 李尤娜 申請(qǐng)人:深圳市贏合科技股份有限公司