一种卷针外周长调节装置、卷绕机及卷针外周长调节方法

摘要

本发明涉及一种卷针外周长调节装置、卷绕机及卷针外周长调节方法，调节装置包括卷针主体、驱动组件、以及至少一个变径滑块；所述变径滑块设于所述卷针主体的外周，并能够沿所述卷针主体的径向滑动，所述变径滑块设有在所述卷针主体的轴向上呈一夹角的驱动斜面；所述驱动组件包括推块和推块驱动件，所述推块设有与所述驱动斜面抵接的调节部；所述推块驱动件设于所述卷针主体的一端，所述推块驱动件能够沿所述卷针主体的轴向滑动，并推动所述推块沿卷针主体的轴向滑动，使得所述调节部沿所述驱动斜面滑动，进而带动变径滑块沿卷针主体的径向滑动。本发明的结构简单，使用方便，能够实现卷针外周长的自动连续调整。

说明书

技术领域

本发明涉及电池制造设备技术领域，具体而言，涉及一种卷针外周长调节装置、卷绕机及卷针外周长调节方法。

背景技术

锂电池的电芯由隔膜和正、负极片组成，通常采用卷绕机的卷针将卷料卷绕成电芯，再进行后续加工。卷针是卷绕工序的核心部分，在卷绕生产时，由于卷料的批次不同，其厚度存在公差，现有卷针的外周长一般不能自动进行调整，通常是利用人工将铁氟龙贴在卷针外侧改变卷针外周长，此技术人工维护成本高，且容易导致产品外径一致性差。另外，电芯的外径随着卷绕逐渐增加，若卷针的外周长无法调整，容易造成极片对齐度低，影响产品的质量。现有的技术中，通常是通过改变卷针结构，将圆形卷针通过机械结构改变为椭圆卷针，以达到卷针外周长改变，此方法存在电芯下料装置需跟随卷针变化而变化，导致调试时间长，设备产能降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卷针外周长调节装置、卷绕机及卷针外周长调节方法，其结构简单，使用方便，能够实现卷针外周长的自动连续调整。

一种卷针外周长调节装置，包括卷针主体、驱动组件、以及至少一个变径滑块；

所述变径滑块设于所述卷针主体的外周，并能够沿所述卷针主体的径向滑动，所述变径滑块设有在所述卷针主体的轴向上呈一夹角的驱动斜面；

所述驱动组件包括推块和推块驱动件，所述推块设有与所述驱动斜面抵接的调节部；所述推块驱动件设于所述卷针主体的一端，所述推块驱动件能够沿所述卷针主体的轴向滑动，并推动所述推块沿卷针主体的轴向滑动，使得所述调节部沿所述驱动斜面滑动，进而带动变径滑块沿卷针主体的径向滑动。

通过推块驱动件推动推块沿卷针主体的轴向移动，进而通过调节部带动变径滑块沿卷针主体的径向移动，从而达到改变卷针外周长的目的，结构简单，使用灵活方便。在调整的过程中，只需要移动推块驱动件，卷针主体无需移动，保证了卷针主体位置的固定，使得在后续的下料工序中，电芯下料装置不用随着卷针变径而调整，减少了调试时间，同时提高了卷绕的精度。通过斜面推动变径滑块，使得变径滑块移动平稳、流畅，实现了卷针外周长的连续无级调整，有效提高调整的精度和灵活度。

作为一种实施方式，所述推块靠近所述推块驱动件的一端设有第一导向柱，所述第一导向柱穿设在所述卷针主体的端部并沿卷针主体的轴向向外延伸。第一导向柱具有导向和固定作用，能够使推块移动更稳定。

作为一种实施方式，所述推块驱动件与所述第一导向柱相对设置。推块驱动件通过顶推第一导向柱即可实现推块的移动，方便卷针外周长的调整。

作为一种实施方式，所述推块远离所述推块驱动件的一端设有第二导向柱，所述第二导向柱穿设在所述卷针主体。第二导向柱具有导向和固定作用，能够使推块移动更稳定。

作为一种实施方式，所述第二导向柱远离所述推块驱动件的一端设有推块复位件，所述推块复位件与所述第二导向柱抵接。当推块驱动件推动推块时，推块复位件产生一反向的推力，可实现推块的自动复位。

作为一种实施方式，所述推块驱动件设有锁定件，所述推块对应锁定件设有锁定槽，所述锁定件能够与锁定槽卡接，从而连接推块驱动件与推块，使得推块驱动件能够带动推块复位。当推块驱动件驱动推块移动到位，此时锁定件伸入锁定槽并与锁定槽卡接，使得推块驱动件复位时，可同时拉动推块，带动推块复位，推块复位到位后，锁定件在拉力作用下脱离锁定槽，从而实现推块的自动复位。

作为一种实施方式，所述推块与所述卷针主体之间设有调整间隙。调整间隙能够为推块移动提供空间，同时可通过调节调整间隙的长度限定推块的最大移动距离。

作为一种实施方式，所述变径滑块与所述卷针主体之间设有缓冲弹性件，所述缓冲弹性件设于所述变径滑块的两端。当变径滑块伸出卷针主体，缓冲弹性件的弹力能够使变径滑块自动复位。

一种卷绕机，包括上述的卷针外周长调节装置，还包括放卷装置、卷绕装置及电芯下料装置，所述卷针外周长调节装置设于所述卷绕装置，所述放卷装置用于将电芯卷料上料至所述卷绕装置，所述卷绕装置用于卷绕电芯，所述电芯下料装置用于将成型的电芯从卷绕装置移出下料。该卷绕机能够实现电芯卷料的自动上料、卷绕、以及电芯下料的功能，其中卷绕装置采用卷针外周长调节装置，能够在卷绕过程中自动实时地进行外周长调整，保证电芯卷绕尺寸的一致性，提高极片的对齐度，进而提高产品质量。

一种卷针外周长调节方法，包括步骤：

步骤1：通过检测装置，检测极耳错位量，获得调整卷针的外周长调整数据；

步骤2：根据外周长调整数据，利用推块驱动件驱动推块沿卷针主体的轴向移动，使得调节部沿驱动斜面滑动，进而带动变径滑块沿卷针主体的径向滑动。

通过检测装置检测极耳错位量，获得外周长调整数据，并根据外周长调整数据调节下个电芯卷绕，从而实现卷针外周长的自动调整，并形成闭环控制，降低人工维护成本。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在卷针主体设置变径滑块，通过推块驱动件推动推块沿卷针主体的轴向移动，进而通过调节部带动变径滑块沿卷针组件的径向向外或向内移动，使得卷针组件的外周长相应地增大或减小，达到改变卷针外周长的目的。调节部沿驱动斜面滑动带动变径滑块移动，能够实现卷针外周长连续无级地调整，有效提高调整的灵活度和精度。斜面驱动的方式能够使变径滑块移动平稳、流畅，从而提高调整的精度，且通过调节部与驱动斜面之间的相互作用，能够实现变径滑块的自锁，使得卷针外周长的调节更准确和稳定。在调整的过程中，只需要移动推块驱动件，卷针主体无需移动，保证了卷针主体位置的固定，使得在后续的下料工序中，电芯下料装置不用随着卷针变径而调整，减少了调试时间，同时提高了卷绕的精度。本发明能够在卷绕过程中自动实时地进行外周长调整，保证电芯卷绕尺寸的一致性，提高极片的对齐度，进而提高产品质量。

附图说明

图1为本发明实施例的卷针外周长调节装置的结构示意图。

图2为本发明实施例的卷针外周长调节装置的剖面结构示意图。

图3为本发明另一实施例的卷针外周长调节装置的剖面结构示意图。

图4为图3的局部放大示意图。

图5为本发明实施例的卷针外周长调节装置的局部放大示意图。

图6为本发明实施例的卷针外周长调节装置变径滑块伸出状态的结构示意图。

附图标号说明：

卷针主体1、第一针体11、第二针体12、调整间隙13；

驱动组件2、推块21、调节部211、第一导向柱212、第二导向柱213、锁定槽214、推块驱动件22、锁定件221、推块复位件23、缓冲弹性件24；

变径滑块3、驱动斜面31。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

本发明的卷针外周长调节装置具有外周长可连续调节的特点，其主要应用于电芯卷绕机上。

如图1至图6所示，一较佳实施例中，本发明的卷针外周长调节装置主要包括卷针主体1、驱动组件2、以及至少一个变径滑块3。其中，卷针主体1用于卷绕电芯，变径滑块3用于调整卷针主体1的外周长，驱动组件2用于驱动变径滑块3沿卷针主体1的径向滑动。

本实施例中，卷针主体1呈圆柱形，但不限于此，一些实施例中，卷针主体1可以是菱形或其他形状。卷针主体1包括相对设置的第一针体11和第二针体12，第一针体11、第二针体12为相互独立的半圆柱形。卷针主体1与未图示的驱动装置连接，卷针主体1可在驱动装置的驱动下沿其轴向转动，从而卷绕电芯。

变径滑块3设于卷针主体1的外周，本实施例中，变径滑块3为两个，两个变径滑块3分别设于第一针体11和第二针体12，但不限于此，一些实施例中，变径滑块3可以是大于两个。变径滑块3配置为可沿卷针主体1的径向移动，变径滑块3设有在卷针主体1的轴向上呈一夹角的驱动斜面31。具体实施时，卷针主体1的外周面对应变径滑块3设有开口，变径滑块3朝向卷针主体1外侧设有支撑面，支撑面与开口的形状尺寸相匹配，初始状态下，支撑面与卷针主体1的外周面齐平，当需要调整卷针主体1的外周长时，变径滑块3沿卷针主体1的径向滑动，使支撑面伸出卷针主体1，从而改变卷针主体1的外周长。

驱动组件2包括推块21和推块驱动件22，推块21设于卷针主体1内，并能够沿卷针主体1的轴向移动，推块21设有与驱动斜面31抵接的调节部211，本实施例中，调节部211与驱动斜面31抵接的一面形成为与驱动斜面31角度相匹配的斜面。推块驱动件22设于卷针主体1外部，其与卷针主体1同轴并与卷针主体1的端部隔空相对设置。推块驱动件22与未图示的驱动装置连接，在驱动装置的驱动下，推块驱动件22能够沿卷针主体1的轴向滑动，并顶推推块21，使推块21沿卷针主体1的轴向滑动，与此同时，调节部211沿驱动斜面31滑动，在调节部211的压力作用下，带动变径滑块3沿卷针主体1的径向滑动，从而达到改变卷针外周长的目的。

作为一种实施方式，推块21靠近推块驱动件22的一端设有第一导向柱212，卷针主体1的端部对应第一导向柱212设有通孔，第一导向柱212的一端与推块21连接，另一端自通向卷针主体1外部延伸，第一导向柱212的延伸方向与卷针主体1的轴向平行。第一导向柱212具有导向和固定作用，能够使推块21移动更稳定，其端部伸出卷针主体1，通过顶推第一导向柱212即可实现推块21的移动，方便卷针外周长的调整。推块驱动件22与第一导向柱212相对置，本实施例中，推块驱动件22具有一用于顶推推块的表面，使其能够同时顶推多个第一导向柱212，使得多个推块21同时沿卷针主体1的轴向移动，进而使多个变径滑块3同时伸出卷针主体1的外周。

作为另一种实施方式，卷针主体1靠近推块驱动件22的一端对应推块21设有通孔，推块驱动件22的端部设有与通孔相匹配的顶推杆，推块驱动件22可沿卷针主体1的轴向移动，使顶推杆伸入卷针主体1内并顶推推块21，从而实现推块21的移动。

推块21远离推块驱动件22的一端设有第二导向柱213，卷针主体1的端部对应第二导向柱213设有通孔，第二导向柱213的一端与推块21连接，另一端自通向卷针主体1外部延伸，第二导向柱213的延伸方向与卷针主体1的轴向平行。第二导向柱213具有导向和固定作用，能够进一步使推块21移动稳定。

作为一种实施方式，第二导向柱213远离推块驱动件22的一端设有推块复位件23，推块复位件23可采用弹簧，推块复位件23与第二导向柱213抵接。当推块驱动件22推动推块21时，推块复位件23产生一反向的推力，从而实现推块21的自动复位。

请参考图3和图4，作为另一种实施方式，推块驱动件22设有锁定件221，推块21对应锁定件221设有锁定槽214，锁定件221能够与锁定槽214卡接，从而连接推块驱动件22与推块21，使得推块驱动件22能够带动推块21复位。本实施例中，锁定槽214设于第一导向柱212的周面，锁定件221配置为具有弹性并与锁定槽214的位置相匹配。锁定件221与锁定槽214的具体工作原理为：推块驱动件22推动推块21移动，推块21移动到位并在卷针主体1的阻挡下停止移动，此时推块驱动件22相对于推块21继续移动，锁定件221在推力作用下缩入推块驱动件22的内部，当推块驱动件22移动到位，锁定件221与锁定槽214相对，锁定件221弹出并伸入锁定槽214内，使得推块驱动件22与推块21卡接，当推块驱动件22复位（反向移动）时，锁定件221带动推块21，使推块21沿随推块驱动件22移动，从而实现推块21的自动复位。当推块21复位到位后，由于卷针主体1的阻挡，推块21停止移动，此时推块驱动件22保持移动，即可使得锁定件221与锁定槽214分离，从而实现推块驱动件22与推块21的自动分离。

本实施例中，驱动斜面31设于变径滑块3的两端，调节部211对应设于推块21的两端。驱动斜面31和调节部211分别设于变径滑块3和推块21的两端，可增加变径滑块3与推块21的接触面积，使变径滑块3两端的受力均匀，从而避免变径滑块3在滑动过程中卡顿，使变径滑块3移动更平稳顺畅。

本实施例中，推块21与卷针主体1之间设有调整间隙13。具体的，调整间隙13位于推块21的端部与卷针主体1端部的内表面之间，调整间隙13为推块21在卷针主体1内部移动提供空间，另外，通过设置调整间隙13的长度，可设置推块21滑动的最大距离。

变径滑块3与卷针主体1之间设有缓冲弹性件24，缓冲弹性件24可采用弹簧，当变径滑块3伸出卷针主体1，缓冲弹性件24可对变径滑块3形成一朝向卷针主体1内部的弹力，使得变径滑块3能够自动复位。本实施例中，缓冲弹性件24设于所述变径滑块3的两端，使得变径滑块3受力更均匀，复位时更加稳定。

本发明还提供一种卷绕机，包括上述的卷针外周长调节装置，还包括放卷装置、卷绕装置及电芯下料装置，卷针外周长调节装置设于所述卷绕装置，放卷装置用于将电芯卷料上料至所述卷绕装置，卷绕装置用于卷绕电芯，电芯下料装置用于将成型的电芯从卷绕装置移出下料。该卷绕机能够实现电芯卷料的自动上料、卷绕、以及电芯下料的功能，其中卷绕装置采用卷针外周长调节装置，能够在卷绕过程中自动实时地进行外周长调整，保证电芯卷绕尺寸的一致性，提高极片的对齐度，进而提高产品质量。

本发明还提供一种卷针外周长调节方法，包括步骤：

步骤1：通过检测装置，检测极耳错位量，获得调整卷针的外周长调整数据；

步骤2：根据外周长调整数据，利用推块驱动件驱动推块沿卷针主体1的轴向移动，使得调节部211沿驱动斜面31滑动，进而带动变径滑块3沿卷针主体1的径向滑动。

通过检测装置检测极耳错位量，获得外周长调整数据，并根据外周长调整数据调节下个电芯卷绕，从而实现卷针外周长的自动调整，并形成闭环控制，降低人工维护成本。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语诸如 “上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。