黃振奎

（廣東利元亨智能裝備股份有限公司，廣東 惠州 516000）

隨著科技的快速發(fā)展，許多行業(yè)在生過程中都實現(xiàn)了全自動化，同時全自動化生，可以提高生產(chǎn)效率，并且能夠減少生產(chǎn)過程中，因為人工操作失誤而引起的故障，確保生產(chǎn)的安全性。鋰電池生產(chǎn)是一項對技術(shù)要求較高的工作。

在鋰電池生產(chǎn)過程中，如果采用半自動卷繞機，將其作為生鋰電池電芯的設(shè)備，具體生產(chǎn)過程中，則需要通過人工方式，將生產(chǎn)中采用的極片放入到生產(chǎn)設(shè)備中，這種生產(chǎn)方式不僅會降低鋰電池生的整體效率，而且容易對生產(chǎn)過程中采用的極片造成污染，會對最終生的鋰電池的性能造成影響?？梢?，加強全自動鋰電池卷繞機的設(shè)計研究意義重大。

1 鋰電池的生產(chǎn)

鋰電池因為具有良好的性能，因此，得到了廣泛應(yīng)用。但是，鋰金屬是一種化學(xué)性質(zhì)十分活潑的金屬，對其進行加工、保存、應(yīng)用對環(huán)境有著較高要求，這也就增加了鋰電池的生產(chǎn)難度。

我國在鋰電池生產(chǎn)上，無論是在生產(chǎn)技術(shù)，還是在生產(chǎn)設(shè)備上與國家發(fā)國家相比都存在一定差距，這也導(dǎo)致我國鋰電池生產(chǎn)水平落后與國外發(fā)達國家。

過去一段時間，我國在鋰電池生產(chǎn)過程中采用兩工位 、兩卷繞頭的半自動卷繞機，這種生產(chǎn)設(shè)備在應(yīng)用過程中，需要人工進行極片添加，在實際生產(chǎn)期間，不僅生產(chǎn)效率低，而且最終生的鋰電池的性能差，而如果采用全自動鋰電池電芯卷繞機進行鋰電池生，則可以提高生產(chǎn)效率，提升最終生產(chǎn)的鋰電池的性能，為人們提供更加高質(zhì)量的鋰電池，從而滿足人們的應(yīng)用需求。

2 全自動鋰電池電芯卷繞機作業(yè)過程

第一，在具體生產(chǎn)過程中，正、負極片料卷以及隔膜料卷自動放料，需要人工對放料進行干預(yù)，各個料帶都會逐次進到卷繞部，在舉輸送過程中，為了確保輸送的穩(wěn)定性，以及生產(chǎn)過程中采用各項材料的性能都不會受到影響，整個過程中要經(jīng)過張力控制、除靜電、除塵，并且要對極片可能出現(xiàn)的偏差進行糾正，檢測好各項材料的性能。

第二，通過對引導(dǎo)輪和極片導(dǎo)送機構(gòu)的作用，使正、負極片料卷以及隔膜料進入到生產(chǎn)設(shè)備中的卷繞部，進入卷繞部時，正、負極和隔膜的具體位置對了鋰電池在具體應(yīng)用過程中的安全性會產(chǎn)生直接影響，實際生產(chǎn)作業(yè)過程中，卷繞膈膜必須能夠?qū)㈦姌O完全包住，避免鋰電池中的正極和負極出現(xiàn)短路現(xiàn)象，對鋰電池的性能造成影響，導(dǎo)致其作用無法得到發(fā)揮。

卷繞部有3個工位，包括3個卷繞頭，在生產(chǎn)鋰電池過程中，應(yīng)當依次完成卷繞、貼膠、下料作業(yè)，各項作業(yè)的質(zhì)量都達到要求標準，不得存在作業(yè)達不到要求標準情況，以免對最終生產(chǎn)的鋰電池的性能產(chǎn)生不良影響。完成卷繞作業(yè)后，電芯成品有由下料機械手在下料工位取下，并且要對其是否存在短路情況進行檢測，再送到傳輸裝置，通過光電傳感器器計數(shù)后，利用輸送帶完成所有成品的輸送，將其運輸?shù)匠善废渲?，如果檢測到質(zhì)量存在問題的成品，則應(yīng)當將其剔除，其應(yīng)當被輸送到次品箱中。

3 全自動卷繞機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 輸送部件設(shè)計

輸送正、負極片和隔膜的裝置由多項裝置共同工程，具體結(jié)構(gòu)如下。

（1）放卷及糾偏裝置

正 、負極片料卷及隔膜料卷的放卷架采用的為單懸臂雙支承結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在具體運行過程中，驅(qū)動采用的為交流伺服電機，作業(yè)過程中，可以自主放卷，并且在整個結(jié)構(gòu)中設(shè)置了伺服系自動糾偏結(jié)構(gòu)，通過對結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，完成對生產(chǎn)過程中可能會出現(xiàn)的偏斜問題糾正，有效避免了實際生產(chǎn)過程中，由于偏斜問題而引起的質(zhì)量問題。

（2）控制張力位置

該裝置主要有張力擺臂、編碼器、過渡輪等多項結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成，每一項結(jié)構(gòu)的性能對會對裝置最終的性能產(chǎn)生直接影響，因此，對控制張力裝置來說，必須要保證裝置中每一項結(jié)構(gòu)性能都能夠達到應(yīng)用的要求標準。

控制張力裝置中的各項結(jié)構(gòu)完成對擺臂位置偏移閉環(huán)控制，這種控制方式，能夠?qū)崿F(xiàn)恒張力控制，對于具體生過程中的張力，可以在人機界面上進行設(shè)定，并且可以完成對具體張力大小的有效調(diào)節(jié)，為生產(chǎn)的順利進行提供保障。

（3）過程糾偏裝置

該裝置主要由有兩個部門構(gòu)成分別為檢測結(jié)構(gòu)和執(zhí)行結(jié)構(gòu)，在作業(yè)過程中，通過光電傳感器對極片基準邊緣進行檢測，通過該方式，對生產(chǎn)期間極片是發(fā)生了偏移進行確定，再利用控制執(zhí)行結(jié)構(gòu)完成片發(fā)生的偏移記性調(diào)整，確保生產(chǎn)質(zhì)量能夠達到要求標準。

（4）送極片裝置

通過對伺服電機驅(qū)動的應(yīng)用，可以時極片可以被準確的導(dǎo)入到卷繞部，并且可以完成極片在極片導(dǎo)送結(jié)構(gòu)上具體位置的確定，在該期間也可以自動補償。

（5）除塵裝置

通過旋轉(zhuǎn)毛刷的應(yīng)用完成相應(yīng)清理工作，同時，對于極片上的灰塵的去除則采取負壓吸收方式進行。

3.2 卷繞部件

該部件采用三卷繞頭、三工位運行方式，單向氣動撥針、卷針及三工位轉(zhuǎn)盤均由交流伺服電機驅(qū)動，實現(xiàn)運動過程的閉環(huán)控制。完成卷繞作業(yè)后，通過高壽命剪刀對正負極片和隔膜進行啟動裁切。

3.3 終止膠帶送進裝置

膠帶卷采用被動放卷方式，由氣缸完成開卷、壓緊端頭和進行裁切，膠帶卷繞長度可按要求設(shè)定。

3.4 下料機械手及檢測裝置

采用氣動機械手夾持電芯并回轉(zhuǎn)下料，在下料機械手的翻轉(zhuǎn)過程中同時實現(xiàn) 電芯成品的短路檢測。

3.5 成品電芯輸送部件

采用皮帶輪斷續(xù)輸送，與整機的生產(chǎn)節(jié)拍一致，輸送帶水平布置，合格品、不良品檢測后進 行分檢收集 。

4 結(jié)語

鋰電池生產(chǎn)是一項復(fù)雜工作，在具體生產(chǎn)過程中要采用先進的生設(shè)備，采用全自動鋰電池卷繞機進行鋰電池生產(chǎn)，可以使生產(chǎn)過程中遇到的各項問題都能夠得到解決，并且可以生產(chǎn)效率，但是，目前我國在全自動鋰電池卷繞機設(shè)計方面取得成績十分有限，因此，要加強相應(yīng)的分析工作。