專利名稱：一種二次電池卷繞機(jī)及其控制方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二次電池制造領(lǐng)域，具體涉及一種可同時(shí)多任務(wù)控制、實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)管理 維護(hù)的二次電池卷繞機(jī)及其控制方法與系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著越來(lái)越多電子產(chǎn)品對(duì)電池電量和便攜式要求的提高，鋰離子電池制造的質(zhì)量 和數(shù)量要求也隨之增加。如何快速高效的生產(chǎn)鋰離子電池同時(shí)保證生產(chǎn)的鋰離子電池質(zhì)量 一直是電池制造業(yè)界研究的課題?，F(xiàn)有的電池卷繞機(jī)一般分為手動(dòng)、半自動(dòng)和自動(dòng)卷繞機(jī)三類。手動(dòng)卷繞機(jī)效率低， 放置的電極或卷繞的電芯精度和質(zhì)量都不穩(wěn)定。半自動(dòng)和自動(dòng)卷繞機(jī)一般將電池卷繞分為 電芯卷繞過(guò)程、隔膜裁切過(guò)程和貼膠過(guò)程。這些二次電池卷繞的流程受控制器管理，依次完 成電芯卷繞、隔膜裁切和貼膠的過(guò)程。如中國(guó)實(shí)用新型專利號(hào)為200720119378. 9所揭示的 半自動(dòng)電池卷繞機(jī)，包括放料裝置、夾紙裝置、控制裝置、卷針定心裝置和卷針驅(qū)動(dòng)裝置，放 料裝置包括片槽板、紙槽板、拉紙機(jī)構(gòu)和可推動(dòng)拉紙機(jī)構(gòu)的放料主轉(zhuǎn)氣缸，片槽板設(shè)置在紙 槽板的上方，拉紙機(jī)構(gòu)與該紙槽板活動(dòng)連接；夾紙裝置包括兩根可被卷針定心裝置固定的 卷針，其中一卷針固定連接在驅(qū)動(dòng)主軸上；卷針驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)、與該電機(jī)相連接的驅(qū)動(dòng) 主軸和可推動(dòng)另一卷針的主氣缸，該卷針活動(dòng)連接在驅(qū)動(dòng)主軸上。該種電池卷繞機(jī)，在電芯 貼膠完成后才能開(kāi)始下次卷繞工序。該種傳統(tǒng)的電池卷繞_ >電池備膠_ >電池貼膠_ > 電池下料->準(zhǔn)備下次卷繞的依次進(jìn)行工序方式，增加了單個(gè)電池電芯的卷繞時(shí)間，間接 增加了電池制作的成本，并且鋰離子電池的生產(chǎn)效率難以再提高。而且傳統(tǒng)的卷繞機(jī)，在卷繞不同規(guī)格電池電芯的時(shí)候，一般都是根據(jù)對(duì)應(yīng)電芯的 尺寸要求手工裁切貼膠的膠帶，該種無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的工序也阻礙了卷繞機(jī)生產(chǎn)電池 電芯的效率。傳統(tǒng)的電池電芯批量生產(chǎn)中，車(chē)間需要安排很多個(gè)電池卷繞機(jī)，各個(gè)電池卷繞機(jī) 之間由工人分別維護(hù)，生產(chǎn)效率低，管理費(fèi)用高，維護(hù)很費(fèi)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種可同時(shí)多任務(wù)控制、實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)管理維護(hù)的二次電 池卷繞機(jī)及其控制方法與系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案予以解決的一種二次電池卷繞機(jī)，包括 隔膜送料機(jī)構(gòu)、電芯卷繞機(jī)構(gòu)、備膠機(jī)構(gòu)以及貼膠機(jī)構(gòu)。該卷繞機(jī)還包括連接并多進(jìn)程控制 該送料機(jī)構(gòu)、卷繞機(jī)構(gòu)、備膠機(jī)構(gòu)以及貼膠機(jī)構(gòu)同時(shí)工作的控制器。作為本實(shí)施方式的進(jìn)一步優(yōu)選方案，該卷繞機(jī)還包括連接控制器的用來(lái)組網(wǎng)的 CAN總線驅(qū)動(dòng)電路。作為本實(shí)施方式的再一優(yōu)選方案，該卷繞機(jī)還包括用來(lái)移動(dòng)卷繞后電芯的工位切 換機(jī)構(gòu)。
具體來(lái)說(shuō)，該隔膜送料機(jī)構(gòu)包括用來(lái)放置隔膜的卷軸和用來(lái)行走隔膜的張緊機(jī) 構(gòu)，該張緊機(jī)構(gòu)包括若干導(dǎo)膜輥。該電芯卷繞機(jī)構(gòu)包括由汽缸驅(qū)動(dòng)的切刀、動(dòng)力裝置以及由動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)的卷針， 該備膠機(jī)構(gòu)包括尺寸調(diào)整機(jī)構(gòu)以及切刀，該貼膠機(jī)構(gòu)包括動(dòng)力源、取膠器以及貼膠頭。本發(fā)明還涉及一種二次電池卷繞機(jī)的控制方法，采用控制器多進(jìn)程的控制電池電 芯卷繞流程、備膠流程以及卷繞后電芯貼膠流程同時(shí)進(jìn)行。除了卷繞機(jī)本身的多進(jìn)程控制改進(jìn)以外，本方式還具有組網(wǎng)控制的特征該二次 點(diǎn)電池卷繞機(jī)與其它至少一二次電池卷繞機(jī)組網(wǎng)，采用控制平臺(tái)對(duì)該組網(wǎng)的若干二次電池 卷繞機(jī)進(jìn)行管理維護(hù)。具體來(lái)說(shuō)，該組網(wǎng)采用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線組網(wǎng)若干二次電池卷繞機(jī)設(shè)置連接控制器 的CAN總線驅(qū)動(dòng)電路并通過(guò)CAN總線與控制平臺(tái)組網(wǎng)。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種二次電池卷繞機(jī)控制系統(tǒng)，包括組網(wǎng)的若干二次電池卷繞 機(jī)以及控制平臺(tái)，該控制平臺(tái)管理和維護(hù)該若干電池卷繞機(jī)，其中，至少一卷繞機(jī)包括多進(jìn) 程控制送料機(jī)構(gòu)、卷繞機(jī)構(gòu)、備膠機(jī)構(gòu)以及貼膠機(jī)構(gòu)同時(shí)工作的控制器。每一卷繞機(jī)包括控制器。為了組網(wǎng)，每一卷繞機(jī)設(shè)置連接控制器的CAN總線驅(qū)動(dòng) 電路并通過(guò)CAN總線與控制平臺(tái)組網(wǎng)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是本發(fā)明的二次電池卷繞機(jī)通過(guò)采用分時(shí)控制的控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)電芯卷繞工序 分時(shí)控制同時(shí)進(jìn)行，該種采用雙頭、多進(jìn)程控制的二次電池卷繞機(jī)可實(shí)現(xiàn)電芯卷繞、備膠、 貼膠多任務(wù)同時(shí)并行處理，相較干傳統(tǒng)的多個(gè)工序依次進(jìn)行的方式，縮短了單個(gè)電池電芯 的卷繞時(shí)間，提高了電池電芯的卷繞效率，降低了電池制作的成本。進(jìn)一步地，通過(guò)各個(gè)具體實(shí)施方式
的技術(shù)方案，帶來(lái)如下的有益效果1)本發(fā)明的二次電池卷繞機(jī)控制方法和系統(tǒng)，將若干二次電池卷繞機(jī)通過(guò)CAN總 線組網(wǎng)連接集中管理維護(hù)，管理人員能即時(shí)知道所有卷繞機(jī)的生產(chǎn)情況，也能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向 每臺(tái)卷繞機(jī)發(fā)送運(yùn)行參數(shù)，管理信息，使得若干二次電池卷繞機(jī)的生產(chǎn)，維護(hù)非常方便。2)本發(fā)明的二次電池卷繞機(jī)控制方法和系統(tǒng)，在備膠流程中，該控制器控制尺寸 調(diào)整機(jī)構(gòu)和切刀根據(jù)卷繞的電芯的特征裁切對(duì)應(yīng)尺寸的膠帶，實(shí)現(xiàn)電芯卷繞備膠的自動(dòng) 化。3)本發(fā)明的二次電池卷繞機(jī)控制方法和系統(tǒng)，卷繞機(jī)還包括連接控制器的用來(lái)組 網(wǎng)的CAN總線驅(qū)動(dòng)電路，若干二次電池卷繞機(jī)并通過(guò)CAN總線與控制平臺(tái)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)控制系 統(tǒng)的安全、低成本和高效的數(shù)據(jù)傳輸。4)本發(fā)明的二次電池卷繞機(jī)，該卷繞機(jī)還包括用來(lái)移動(dòng)卷繞后電芯的工位切換機(jī) 構(gòu)，該工位切換機(jī)構(gòu)包括工位轉(zhuǎn)盤(pán)，工位轉(zhuǎn)盤(pán)上設(shè)置兩工位，分別為電芯卷繞工位和貼膠工 位，電芯卷繞機(jī)構(gòu)的卷針伸出工位并可由安裝在工位轉(zhuǎn)盤(pán)后方的動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。


圖1是本實(shí)施方式的二次電池卷繞機(jī)控制系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)施方式的二次電池卷繞機(jī)的控制器控制邏輯圖；圖3是本實(shí)施方式二次電池卷繞機(jī)的一實(shí)施方式結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體的實(shí)施方式并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參考圖1和圖2，簡(jiǎn)要的概述，本實(shí)施方式涉及的二次電池卷繞機(jī)的控制方法， 首先，采用分時(shí)控制的卷繞機(jī)控制器80，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)電芯卷繞工序分時(shí)控制同時(shí)進(jìn)行，該種 采用多進(jìn)程控制的二次電池卷繞機(jī)可實(shí)現(xiàn)電池電芯卷繞流程84、備膠流程86以及卷繞后 電芯貼膠流程88多任務(wù)同時(shí)并行處理。其次，除了卷繞機(jī)本身的多進(jìn)程控制改進(jìn)以外，本 實(shí)施方式控制方法還具有組網(wǎng)控制的特征通過(guò)在二次點(diǎn)電池卷繞機(jī)20上設(shè)置CAN總線驅(qū) 動(dòng)電路和采用232通訊82，使得若干二次電池卷繞機(jī)20-1 20-n的組網(wǎng)，并采用控制平臺(tái) 10對(duì)該組網(wǎng)的若干二次電池卷繞機(jī)20-1 20-n進(jìn)行管理和維護(hù)。本例中該具體組網(wǎng)采用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線組網(wǎng)，若干二次電池卷繞機(jī)20-1 20_n設(shè) 置連接控制器的CAN總線驅(qū)動(dòng)電路并通過(guò)CAN總線與控制平臺(tái)10組網(wǎng)。以下具體介紹本實(shí)施方式的二次電池卷繞機(jī)控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括組網(wǎng)的若 干二次電池卷繞機(jī)20-1 20-n以及控制平臺(tái)10。該控制平臺(tái)10管理和維護(hù)該若干電池 卷繞機(jī)20-1 20-n。其中，組網(wǎng)的若干二次電池卷繞機(jī)并不僅限于本實(shí)施方式介紹的多進(jìn) 程控制的半自動(dòng)卷繞機(jī)，也可以是全自動(dòng)卷繞機(jī)或者非多進(jìn)程控制式的卷繞機(jī)。為了實(shí)現(xiàn) 集中控制，只需要每個(gè)聯(lián)網(wǎng)的卷繞機(jī)的控制器設(shè)置CAN總線驅(qū)動(dòng)器和接口，從而實(shí)現(xiàn)和CAN 總線的互聯(lián)。為了保持實(shí)施方式的單一性，本例中組網(wǎng)的卷繞機(jī)至少包括一個(gè)多進(jìn)程控制 的卷繞機(jī)。該多進(jìn)程控制的卷繞機(jī)具有多進(jìn)程控制送料機(jī)構(gòu)22、卷繞機(jī)構(gòu)24、備膠機(jī)構(gòu)26 以及貼膠機(jī)構(gòu)28同時(shí)工作的控制器。請(qǐng)同時(shí)參考圖3，本實(shí)施方式涉及的多進(jìn)程控制的二次電池卷繞機(jī)，包括機(jī)座 110、隔膜送料機(jī)構(gòu)22、電芯卷繞機(jī)構(gòu)24、用來(lái)移動(dòng)卷繞后電芯的工位切換機(jī)構(gòu)50、備膠機(jī) 構(gòu)26、貼膠機(jī)構(gòu)28、連接上述機(jī)構(gòu)并多進(jìn)程控制其同時(shí)工作的控制器80以及人機(jī)操作界面 120。為了實(shí)現(xiàn)CAN總線的組網(wǎng)管理維護(hù)，該卷繞機(jī)的控制器80還設(shè)置用來(lái)組網(wǎng)的CAN 總線驅(qū)動(dòng)電路。該隔膜送料機(jī)構(gòu)22可以采用單頭隔膜送料或者雙頭隔膜送料。為了提高電芯卷 繞的效率，本實(shí)施方式中以雙頭隔膜送料為例加以說(shuō)明。因?yàn)椴捎秒p頭隔膜送料，因此需要 設(shè)置兩組隔膜送料機(jī)構(gòu)。其中，每組隔膜送料機(jī)構(gòu)22包括分布在機(jī)座110上下位置的置物 盤(pán)112、用來(lái)放置隔膜的卷軸32和用來(lái)行走隔膜的張緊機(jī)構(gòu)。本例中，該張緊機(jī)構(gòu)為設(shè)置在 機(jī)座110正面的若干導(dǎo)膜輥34。該電芯卷繞機(jī)構(gòu)24包括動(dòng)力裝置(圖未示)、由動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)的卷針42以及由汽 缸48驅(qū)動(dòng)的切刀46。該工位切換機(jī)構(gòu)50包括工位轉(zhuǎn)盤(pán)52。工位轉(zhuǎn)盤(pán)52上設(shè)置左右兩工位，左邊為電 芯卷繞工位，右邊為貼膠工位。電芯卷繞機(jī)構(gòu)24的卷針42伸出靠近隔膜送料機(jī)構(gòu)22的電 芯卷繞工位并可由安裝在工位轉(zhuǎn)盤(pán)52后方的動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。在電芯卷繞完畢后，工位 轉(zhuǎn)盤(pán)52轉(zhuǎn)動(dòng)，帶著電芯轉(zhuǎn)動(dòng)到靠近貼膠機(jī)構(gòu)28的貼膠工位，此時(shí)，原貼膠工位轉(zhuǎn)換為卷繞 工位。該備膠機(jī)構(gòu)26包括尺寸調(diào)整機(jī)構(gòu)以及切刀(圖未示)，該卷繞機(jī)控制器80控制尺寸調(diào)整機(jī)構(gòu)和切刀根據(jù)卷繞的電芯的特征裁切對(duì)應(yīng)尺寸的膠帶，實(shí)現(xiàn)電芯卷繞備膠的自動(dòng) 化。該貼膠機(jī)構(gòu)28包括取膠器、貼膠頭以及推動(dòng)貼膠頭的動(dòng)力源(圖未示)。為了便于說(shuō)明，本實(shí)施方式采用半自動(dòng)卷繞機(jī)，卷入電芯的極片被手工放入卷繞 中的隔膜。從隔膜送料機(jī)構(gòu)22來(lái)的隔膜卷繞在卷繞機(jī)構(gòu)24的卷針42上，卷針42帶著隔 膜在動(dòng)力裝置的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，操作員隨著轉(zhuǎn)動(dòng)將電極放置在隔膜上進(jìn)行組合。電池電芯在 卷繞工位完成和極片結(jié)合的卷繞后，被工位轉(zhuǎn)盤(pán)52帶動(dòng)到貼膠工位，由貼膠機(jī)構(gòu)28進(jìn)行最 后的貼膠作業(yè)。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，并不局限 于本實(shí)施例。凡在本發(fā)明所屬技術(shù)原則和精神內(nèi)做任何修改、等同替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本 發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種二次電池卷繞機(jī)的控制方法，采用控制器多進(jìn)程的控制電池電芯卷繞流程、備膠流程以及卷繞后電芯貼膠流程同時(shí) 進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池卷繞機(jī)的控制方法，其特征在于所述二次點(diǎn)電池 卷繞機(jī)與其它至少一二次電池卷繞機(jī)組網(wǎng)，采用控制平臺(tái)對(duì)所述組網(wǎng)的若干二次電池卷繞 機(jī)進(jìn)行管理維護(hù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二次電池卷繞機(jī)的控制方法，其特征在于若干二次電池卷 繞機(jī)設(shè)置連接控制器的CAN總線驅(qū)動(dòng)電路并通過(guò)CAN總線與控制平臺(tái)組網(wǎng)。
4.一種二次電池卷繞機(jī)，包括隔膜送料機(jī)構(gòu)、電芯卷繞機(jī)構(gòu)、備膠機(jī)構(gòu)以及貼膠機(jī)構(gòu)， 其特征在于還包括連接并多進(jìn)程控制所述送料機(jī)構(gòu)、卷繞機(jī)構(gòu)、備膠機(jī)構(gòu)以及貼膠機(jī)構(gòu)同 時(shí)工作的控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二次電池卷繞機(jī)，其特征在于所述卷繞機(jī)還包括連接控制 器的用來(lái)組網(wǎng)的CAN總線驅(qū)動(dòng)電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二次電池卷繞機(jī)，其特征在于所述卷繞機(jī)還包括用來(lái)移動(dòng) 卷繞后電芯的工位切換機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6任意一項(xiàng)所述的二次電池卷繞機(jī)，其特征在于所述隔膜送料 機(jī)構(gòu)包括用來(lái)放置隔膜的卷軸和用來(lái)行走隔膜的張緊機(jī)構(gòu)，所述張緊機(jī)構(gòu)包括若干導(dǎo)膜 棍。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的二次電池卷繞機(jī)，其特征在于所述電芯卷繞機(jī)構(gòu)包括由汽 缸驅(qū)動(dòng)的切刀、動(dòng)力裝置以及由動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)的卷針，所述備膠機(jī)構(gòu)包括尺寸調(diào)整機(jī)構(gòu)以 及切刀，所述貼膠機(jī)構(gòu)包括動(dòng)力源、取膠器以及貼膠頭。
9.一種二次電池卷繞機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于包括組網(wǎng)的若干二次電池卷繞機(jī)以及 控制平臺(tái)，所述控制平臺(tái)管理和維護(hù)所述若干電池卷繞機(jī)，其中，至少一卷繞機(jī)包括多進(jìn)程 控制送料機(jī)構(gòu)、卷繞機(jī)構(gòu)、備膠機(jī)構(gòu)以及貼膠機(jī)構(gòu)同時(shí)工作的控制器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的二次電池卷繞機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于每一卷繞機(jī)包括控 制器，每一卷繞機(jī)設(shè)置連接控制器的CAN總線驅(qū)動(dòng)電路并通過(guò)CAN總線與控制平臺(tái)組網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種二次電池卷繞機(jī)，包括隔膜送料機(jī)構(gòu)、電芯卷繞機(jī)構(gòu)、備膠機(jī)構(gòu)以及貼膠機(jī)構(gòu)。該卷繞機(jī)還包括連接并多進(jìn)程控制該送料機(jī)構(gòu)、卷繞機(jī)構(gòu)、備膠機(jī)構(gòu)以及貼膠機(jī)構(gòu)同時(shí)工作的控制器。本發(fā)明還涉及一種卷繞機(jī)控制方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的二次電池卷繞機(jī)通過(guò)采用分時(shí)控制的控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)電芯卷繞工序分時(shí)控制同時(shí)進(jìn)行，該種采用多進(jìn)程控制的二次電池卷繞機(jī)可實(shí)現(xiàn)電芯卷繞、備膠、貼膠多任務(wù)同時(shí)并行處理，相較于傳統(tǒng)的多個(gè)工序依次進(jìn)行的方式，縮短了單個(gè)電池電芯的卷繞時(shí)間，提高了電池電芯的卷繞效率，降低了電池制作的成本。
文檔編號(hào)H01M10/04GK102136598SQ201010103710
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月26日
發(fā)明者楊秀春, 汪學(xué)平, 王立松, 龍暢 申請(qǐng)人:深圳市先陽(yáng)軟件技術(shù)有限公司