[實用新型]一種張力控制裝置及自動卷繞機

有效

• 申請號: 201420677629.5
• 申請日: 2014-11-13
• 公開（公告）號: CN204508356U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 夏佳輝;鄭剛;賀雁
• 申請（專利權）人: 深圳市吉陽自動化科技有限公司
• 主分類號: B65H23/188
• 分類號: B65H23/188;H01M10/04;H01M10/0587
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 胥強;彭家恩

技術領域

本申請涉及鋰電池自動卷繞設備領域，尤其涉及一種張力控制裝置和自動卷繞機。

背景技術

隨著數碼產品如手機、筆記本電腦等產品的廣泛使用，鋰電池以優異的性能在這類產品中得到廣泛應用，并在逐步向其他應用領域發展。鋰電池的廣泛應用，促進了鋰電池制造行業的發展。

目前，在鋰電池制造行業中，方形電芯通過卷繞設備完成卷繞。隔離膜或極片等帶狀薄料經放卷工位處的放卷裝置放卷后，輸送到收卷工位，在收卷工位處，由呈橢圓形狀的卷針夾著按照一定順序疊放的極片和隔離膜收卷，后剪切和貼膠，形成裸電芯。在自動卷繞機上隔離膜或極片等帶狀薄料經過放卷后，輸送到卷針處開始卷繞，當卷針旋轉時，卷針進料處的線速度時刻都在發生變化，而卷針進料的線速度與隔離膜或極片等帶狀薄料的輸送的線速度不能完全同步，因此隔膜或極片等帶狀薄料的張力在傳輸過程中出現波動；再加上鋰電池電芯卷繞設備上的部件之間的摩擦等各方面機械原因也會造成隔膜或極片等帶狀薄料卷繞時的張力波動。張力波動易引起卷繞后的鋰電池電芯層與層之間的接觸不良、起皺及變形等問題，嚴重影響了卷繞出來的鋰電池電芯的質量，降低了鋰電池電芯的合格率，這些都嚴重制約了鋰電池推廣應用的速度。

為減小隔膜或極片等帶狀薄料在卷繞過程中的張力波動，使這些帶狀薄料的張力趨于恒定，通常在卷料放料工位和收卷工位之間設置張力控制裝置。張力控制裝置通過調整繞過該裝置帶狀薄料的張力大小，從而使電芯在卷繞過程中帶狀薄料的張力趨于恒定。另外，在一些設備中也采用調整帶狀薄料放卷的速度，調整帶狀薄料的張力。

在這些張力控制裝置中，較為先進的是采用伺服電機輸出恒扭矩的張力控制模式。在這種模式中，伺服電機輸出恒定扭矩，對帶狀薄料產生恒定的牽引力，其輸出扭力不隨帶狀薄料張力的變化而變化，其張力控制方式為開環控制。但在卷繞過程中，帶狀薄料張力是實時變化的，其輸出扭矩恒定，不能隨著帶狀薄料張力的變化實時調整，帶狀薄料的張力仍然存在較大波動。

發明內容

本申請提供一種響應快、準確度高和穩定性好的鋰電池極片或者隔離膜張力控制裝置和自動卷繞機。

根據本申請的第一方面，本申請提供一種張力控制裝置，包括：旋轉驅動機構、擺棍機構，離合器，張力檢測機構和張力控制器，所述離合器輸入端與旋轉驅動機構輸出端聯接，輸出端與擺棍機構聯接；所述張力檢測機構與張力控制器連接；所述張力控制器與離合器連接。

根據本申請的第二方面，本申請提供一種自動卷繞機，包括機架和放卷裝置，所述放卷裝置用于將極片或隔離膜卷料放卷，所述放卷裝置安裝在機架上，還包括一種張力控制裝置，該張力控制裝置包括：旋轉驅動機構、擺棍機構、離合器、角度傳感器、張力檢測機構和張力控制器，所述離合器輸入端與旋轉驅動機構輸出端聯接，離合器輸出端與擺棍機構聯接；所述張力檢測機構與張力控制器連接；所述張力控制器與離合器連接；所述角度傳感器安裝在擺棍機構上，用于檢測擺棍機構的擺動信息。

該張力控制裝置通過張力檢測機構實時檢測帶狀薄料張力信息，并將帶狀薄料張力信息實時傳輸給張力控制器，張力控制器根據采樣到的帶狀薄料張力信息控制離合器的工作狀態，在這一過程中，與離合器輸入端聯接的旋轉驅動機構保持恒轉速轉動，且其輸出扭矩也恒定，當帶狀薄料張力信息變化的時候，離合器快速的接合和分離，改變離合器輸出端的輸出扭矩，進而改變與離合器輸出端相聯接的擺棍機構的輸出扭矩，使擺棍機構小幅度擺動，對帶狀薄料的張力進行閉環反饋調整，這種張力控制響應快，準確度高，穩定性好。

附圖說明

圖1為本申請張力控制裝置一種實施例(未包括張力檢測機構和張力控制機構)的結構示意圖；

圖2為本申請張力控制裝置一種實施例(包括張力檢測機構和張力控制機構)的結構示意圖；

圖3為圖2張力檢測機構的結構示意圖；

圖4為本申請自動卷繞機一種實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

本申請的張力控制裝置通過張力檢測機構實時檢測帶狀薄料張力信息，并將帶狀薄料張力信息實時傳輸給張力控制器，張力控制器控制離合器的工作狀態，使離合器快速的接合和分離，使擺棍機構小幅度擺動，動態調整與離合器相連接的擺棍機構的輸出扭矩，采用閉環反饋的方式對帶狀薄料的張力進行調?整，使帶狀薄料的張力在擺棍機構，放卷裝置和卷針的牽引下趨于恒定。