CN101814612A - 一种锂氟化碳扣式电池生产线 - Google Patents

一种锂氟化碳扣式电池生产线 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种锂氟化碳扣式电池生产线。该生产线的特征在于包括机架组件、剪压锂片机构、剪纸机构、注液机构、上氟化碳机构、渗透机构、加正极壳机构、封口机构、主传动机构、气动控制***和电器控制***以及控制程序。该生产线采用了机、电、气、液一体化的自动化技术,可实现锂氟化碳扣式电池装配的自动化。

Description

一种锂氟化碳扣式电池生产线
技术领域
本发明涉及一种制造扣式电池的设备技术,具体为一种锂氟化碳扣式电池生产线。
背景技术
锂氟化碳、锂锰及锂铁扣式电池是最近几年发展起来的高性能电池,是国际上升级换代的低碳经济及新能源产品。对锂氟化碳体系的开发和特性的研究几乎是和锂二氧化锰体系同时进行的,高容量选择锂二氧化锰,而高功率则选择锂氟化碳。氟化碳正极和二氧化锰相比能够提供更大的电流。锂氟化碳单位体积能量密度可达700Wh/L以上,单位重量的能量密度可达700~1000Wh/kg,工作温度范围高达-60~160℃。直径20mm×厚1.6mm的硬币型电池“2016”的能量密度达到了约600Wh/L,其能量密度是采用二氧化锰(MnO2)的一次性电池的3倍。在需要大功率、大电流的应用领域,如汽车的轮胎气压监视装置(TPMS)、***,医疗设备及军事设备等,锂氟化碳有着广阔的市场前景。
申请人长期致力于扣式电池生产技术的研究,在申请人检索的范围内,有关采用机、电、气、液一体化的自动化技术的锂氟化碳扣式电池生产线的文献尚未见到报道。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明拟解决的技术问题是,提供一种锂氟化碳扣式电池生产线。该生产线可实现锂氟化碳扣式电池装配的自动化,具有结构简单,维护方便,环保卫生,生产成本降低,工人劳动强度减少等优点;同时,该生产线采用了人性化的设计理念,便于操作人员工作,特别是引入了人机交互技术,方便了生产过程中技术参数的修改,提高了解决生产问题的速度,便于实际生产使用,使生产效率增加,产品质量稳定可靠。
本发明解决所述生产线技术问题的技术方案是:设计一种锂氟化碳扣式电池生产线,其特征在于该生产线包括机架组件、剪压锂片机构、剪纸机构、注液机构、上氟化碳机构、渗透机构、加正极壳机构、封口机构、主传动机构、气动控制***和电器控制***以及控制程序;
所述的机架组件包括大工作台及其支架、下底板和地脚,通过地脚可以调节整个机器的水平度;在下底板上安装着电器控制柜和气动控制***;所述的剪压锂片机构、主传动机构、剪纸机构、注液机构、上氟化碳机构、渗透机构、加正极壳机构和封口机构依次安装于所述大工作台之上;所述的气动控制***安装于机架下底板上;电器控制***及控制程序安装于电器控制柜的内部;触摸屏支架垂直安装于大工作台上表面靠近封口机构一端;
所述的剪压锂片机构包括输送负极壳的上负极壳振动料斗、固定在大工作台上的剪压锂片托板、紧固于剪压锂片托板上的剪锂片机构及压锂片机构;所述上负极壳振动料斗的出料口处与剪锂片上负极壳推板安装在同一水平面上且互相垂直,剪锂片上负极壳推板固装在剪锂片上负极壳气缸上,剪锂片上负极壳气缸固装在剪压锂片托板上;所述的剪锂片机构包括:导柱固定座、导柱、直线导轨、剪锂冲头连接板、剪锂气缸固定板、剪锂气缸、剪锂气缸连接套、剪锂气缸连接头、剪锂冲头柄、剪锂冲头、剪锂出料气缸、剪锂出料气缸推板、送锂带气缸、送锂带气缸支架、压锂带气缸、压锂带气缸支架、剪锂带下模,其中导柱固定座通过螺栓连接固定在剪压锂片托板上,导柱通过紧定螺钉固定在导柱固定座上;剪锂气缸安装在剪锂气缸固定板上,剪锂气缸固定板通过螺纹连接固定在导柱上;剪锂气缸通过剪锂气缸连接套、剪锂气缸连接头连接在正下方的剪锂冲头连接板,剪锂冲头连接板内部装有直线轴承并套到在竖直平面内的导柱上;剪锂冲头柄通过螺纹连接固定在剪锂冲头连接板的正下方,剪锂冲头通过紧定螺钉固定在剪锂冲头柄头部;送锂带气缸支架固定在剪压锂片托板上,送锂带气缸固定在送锂带气缸支架上;压锂带气缸支架固定在送锂带气缸的输出端,压锂带气缸固定在压锂带气缸支架上;剪锂出料气缸固定在剪压锂托板的底面;所述的压锂片机构包括:压锂片上负极壳气缸、压锂片上负极壳气缸支架、压锂片上负极壳气缸推板、送膜气缸、送膜气缸支架、压膜气缸、压膜气缸支架、压锂片液压缸、压锂片液压缸固定板、压锂片液压缸支撑板、送膜电机、送膜电机固定板、压锂出料气缸、压锂片液压缸连接头、压锂片冲头、直线轴承、直线轴承座;其中压锂片液压缸支撑板固定在剪压锂托板的上表面,压锂片液压缸固定板固定在压锂片液压缸支撑板上,压锂片液压缸固定在压锂片液压缸固定板上表面;送膜电机固定板固定在压锂片液压缸支撑板的侧面,送膜电机固定在送膜电机固定板上;压锂片液压缸通过压锂片液压缸连接头连接压锂片冲头,其中压锂片冲头通过直线轴承导向,直线轴承安装在直线轴承座上;压锂片上负极壳气缸支架固定在剪压锂托板上表面,压锂片上负极壳气缸固定在压锂片上负极壳气缸支架上,压锂片上负极壳气缸推板固定在压锂片上负极壳气缸上;送膜气缸支架固定在剪压锂托板的上表面,送膜气缸固定在送膜气缸支架上,压膜气缸支架固定在送膜气缸的输出端,压膜气缸固定在压膜气缸支架上;压锂出料气缸固定在剪压锂托板的下表面,压锂出料气缸推杆固定在压锂出料气缸输出端;
所述的上氟化碳机构包括上氟化碳振动料斗、上氟化碳气缸、上氟化碳气缸支架、上氟化碳气缸支架座、上氟化碳气缸推板、上氟化碳定位气缸、上氟化碳定位气缸支架、上氟化碳定位气缸支架座、上氟化碳定位气缸推板;其中上氟化碳气缸支架座固定在大工作台上,上氟化碳气缸支架固定上氟化碳气缸支架座上,上氟化碳气缸固定在上氟化碳气缸支架上,上氟化碳气缸推板固定在上氟化碳气缸上;上氟化碳定位气缸支架座固定在大工作台上,上氟化碳定位气缸支架固定在上氟化碳定位气缸支架座上,上氟化碳定位气缸固定在上氟化碳定位气缸支架上,上氟化碳定位气缸推板固定在上氟化碳定位气缸上;
所述的注液机构包括精密计量泵及其支架、注液管、注液嘴、注液嘴定位块、注液到位传感器和传感器支架;所述的精密计量泵支架固定在大工作台上,精密计量泵安装在其支架上;注液嘴通过注液管与精密计量泵相连并固定在注液嘴定位块上,注液嘴定位块安装在主支板上,注液到位传感器紧固在传感器支架上,传感器支架紧固在所述的侧支板侧面上;
所述的渗透机构包括隔离装置、隔离装置升降气缸、隔离装置升降气缸支架、隔离装置水平运动气缸、隔离装置水平运动气缸支架、直线轴承、直线轴承导柱;其中隔离装置水平运动气缸支架固装在大工作台上,隔离装置水平运动气缸固装在隔离装置水平运动气缸支架上,隔离装置水平运动气缸的输出端连接隔离装置升降气缸支架,隔离装置升降气缸支架两头装有直线轴承,分别套到直线轴承导柱上,直线轴承导柱固装到隔离装置水平运动气缸支架上;隔离装置固装到隔离装置升降气缸的输出端;
所述的加正极壳机构包括紧固于大工作台上的输送正极壳的加正极壳料斗、紧固于主支板上的加正极壳机构工作台和紧固于加正极壳机构工作台上的加正极壳执行机构;所述的加正极壳执行机构包括:加正极壳负极推入气缸、加正极壳负极推入气缸支座、加正极壳负极推入推板、加正极壳推入气缸、加正极壳推入气缸支座、加正极壳推入推板;其中加正极壳料道入料口与加正极壳料斗出料口衔接,加正极壳料道出料口与加正极壳机构工作台衔接;正极壳推入气缸通过正极壳推入气缸支座紧固在加正极壳机构工作台上,且与主皮带平行,正极壳推入推板紧固在正极壳推入气缸前端,与加正极壳料道口对齐,加正极壳负极推入气缸通过加正极壳负极推入气缸支座与加正极壳机构工作台紧固,且与主皮带在同一平面上垂直,并与加正极壳推入气缸分别位于主皮带两侧,加正极壳负极推入推板固装于加正极壳负极推入气缸前端;加正极壳负极阻挡块与加正极壳负极推入推板的右侧平行,且固装在加正极壳机构工作台上;
所述的封口机构包括封口装置和封口工作台机构,所述的封口装置包括封口底座支架,在封口底座支架上面安装液压缸,液压缸通过螺纹连接将动力传至封口下底板横梁,在封口下底板横梁上螺纹连接安装封口导柱将动力传至压网上横梁,在封口上横梁上通过螺纹连接安装封口连接套,在封口连接套上安装封口冲头,支撑筒用来支撑封口工作台板,封口下模固定在封口工作台板上;所述的封口工作台机构包括紧固于主支板上的封口托板、封口上料气缸、封口上料气缸支架、封口上料推板、封口出料气缸、封口出料气缸支架、封口出料气缸推板、封口阻挡块,其中封口上料气缸通过封口上料气缸支架固定在封口托板上,封口上料推板紧固在封口上料气缸的前端;封口出料气缸通过封口出料气缸支架固定在封口托板上,封口出料推板紧固在封口出料气缸的前端;
所述的主传动机构包括主支板、侧支板、主动轮、从动轮和从动轮轴以及主电机和主皮带;所述主支板垂直固装于大工作台的中间位置,且贯穿整条生产线的各个工位;所述侧支板与主支板平行安装,并利用其中间的支撑部分与主支板分段连接;所述主皮带安装在位于主支板和侧支板之间的主动轮和从动轮上;所述主传动机构包括两个,其一从动轮和从动轮轴安装在主支板上的剪纸机构一端,所述主电机及与之相连的主动轮安装在主支板上的渗透机构一端,其二从动轮和从动轮轴安装在主支板上的渗透机构一端,所述主电机及与之相连的主动轮安装在主支板上的封口机构一端;
所述的气动控制***包括气源,依次管接的过滤器、调压器、油雾器和并联电磁阀组;在所述油雾器和电磁阀组的进气端之间还接有压力继电器;所述的过滤器、调压器、油雾器和压力继电器均装在机架上;所述的并联电磁阀组安装在机架的下底板上,并联电磁阀组内各电磁阀的出气和排气通过气管分别与各自对应工作气缸的进气和回气相连接;所述的液压控制***包括油箱,依次管接的调压器、三位五通液压阀组,三位五通液压阀的出油和排油通过油管与液压缸的进油和出油相连;
所述的电器控制***包括安装在下底板上的电器控制柜,PLC主模块及控制程序、PLC扩展模块、直流电源及滤波器;所述触摸屏支架上安装有触摸屏,触摸屏下端依次安装有启动按钮、停止按钮和报警器,触摸屏通过COM1与所述的PLC主模块相连。
与现有技术相比,本发明锂氟化碳扣式电池生产线具有以下特点:
1锂氟化碳扣式电池组装自动化。本发明生产线采用了机、电、气、液一体化的自动化设计技术,使其实现了锂氟化碳扣式电池组装生产的自动化,且技术先进,控制方便,布局合理,便于操作,降低了劳动强度;生产线还采用声、光显示,即蜂鸣器报警、灯塔指示和触摸屏显示三位一体的报警信息***,便于自查出锂氟化碳电池在生产装配过程中出现的问题,产生的位置和可能的原因,提高了解决问题的速度,节省了时间;
2保证了锂氟化碳扣式电池产品质量。本发明生产线在压锂片机构中采用了液压冲压技术,保证金属锂片充分均匀延展,实现锂片充分嵌入负极壳内,增大了化学反应的接触面积,提高了反应的完全性,同时也避免了后续工序在操作过程中将锂片带起的可能,保证了产品的质量;
本发明生产线在剪隔膜纸机构中,采用了自动剪纸技术设计,实现了负极壳一次定位,剪纸气缸输出同时完成剪纸和装纸两道工序,改善了现有国内传统剪隔膜纸工序的单机冲纸人工装入现状,简化了工序步骤,节约了时间,避免了人为因素的影响,提高了装配精度,为后续正极片装配提供了安全的正负极隔离条件,切实保证了产品的质量;在机构布置上采用与生产线一字形平行的布置方式,便于故障观察,整体拆装维修;同时,采用了双模架结构,内外嵌套,上、下模和负极壳定位机构均与内模架集成,便于三者的同心调试;
本发明生产线在注液机构中,采用了精密计量泵输出和注液到位传感器控制的自动化注液技术,克服了人工注液精度低,浪费多的弊病,同时减少了中间环节,提高了电池性能的一致性;
本发明生产线在上氟化碳机构中,采用了振动料斗自动上料,特别设计了上氟化碳定位推板,实现上氟化碳及一次、二次注液的同时进行;
本发明生产线在上正极壳机构中,采用了振动料斗自动上料,特别设计了滚子和推板组合机构,用于自动组装正极壳与负极壳,正极壳滚子复压方式将锂氟化碳扣式电池组装的正极壳压实,减小了在往下一道封口工序输送的过程中正极壳的脱落的几率,降低了电池的不合格率;结构简单,可靠性高,便于维护,有利于保证产品质量;
本发明生产线在渗透机构中,采用了电池隔离装置,保证了在渗透过程中和渗透出料时电池整齐排列,利于封口上料,结构简单,可靠性高;
本发明生产线在封口机构中,采用了开放式结构设计,即封口机的主执行机构都暴露于大工作台之下即密封的手套箱之外,可便于拆装和维护,而不影响手套箱内的空气质量,封口模采用了模块化设计,整体抽出手套箱更换容易,提高了工作效率。
3.先进的模块化设计。本发明生产线整机结构紧凑,按照装配工艺采用一字形设计,便于生产布置和工艺操作;并将先进的模块化设计的思想引入锂氟化碳电池自动化生产线中,便于模具和装配机构在手套箱中的整体安装和维修,减少了停机时间和劳动强度,既提高了生产效率,又改善了手套箱内干燥空气的波动,进一步保证了电池的质量。
4.良好的人性化设计。本发明生产线采用了开放式的重要参数设计平台,具有合理的人机交互性能,适用于不同锂氟化碳电池生产厂家在一些技术参数的不同要求;同时这些重要参数设置区的开放设计,也满足了不同生产厂家对工艺技术参数的保密要求。
5.创建了绿色生产环境。本发明由于采用机、电、气、液一体化的自动化设计技术,机器传动简单,噪声相对较小,生产线自动化程度很高,可大幅减轻工人劳动强度,加上主要采用气动作动力源,各传动部件间无润滑,改善了手套箱中的空气质量,因此工作时,不仅提高了电池的质量,而且也创建了绿色或清洁生产工作环境,实现社会责任和人性化生产。
附图说明
图1是本发明锂氟化碳扣式电池生产线一种实施例的剪压锂片工序至注液工序的俯视结构示意图;
图2是本发明锂氟化碳扣式电池生产线一种实施例的渗透工序至封口工序的俯视结构示意图;
图3是本发明锂氟化碳扣式电池生产线一种实施例的剪压锂片工序至注液工序的主视结构示意图;
图4是本发明锂氟化碳扣式电池生产线一种实施例的渗透工序至封口工序的主视结构示意图;
图5是本发明锂氟化碳扣式电池生产线一种实施例的剪纸机构结构主视示意图;
图6是本发明锂氟化碳扣式电池生产线一种实施例的注液机构结构示意图;
图7是本发明锂氟化碳扣式电池生产线一种实施例的气动控制***结构示意图;
图8是本发明锂氟化碳扣式电池生产线一种实施例的电器控制***结构示意图;
图9(包括图9-1至图9-8,共8页)是本发明锂氟化碳扣式电池生产线一种实施例的PLC控制***程序设计框图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步详细叙述本发明,但本发明权利要求不受具体实施例的限制。
本发明设计的锂氟化碳扣式电池生产线(以下简称生产线,参见图1-9),包括机架组件1、剪压锂片机构2、剪纸机构3、上氟化碳机构4、注液机构5、渗透机构6、加正极壳机构7、封口机构8、主传动机构9、气动控制***10和电器控制***11以及控制程序。
所述的机架组件1(参见图1、3)包括大工作台1.3和紧固于其下表面的支架1.2、螺纹连接于支架1.2上的地脚1.1,通过地脚1.1可以调节整个机器的水平度;所述的剪压锂片机构2、剪纸机构3、上氟化碳机构4、注液机构5、渗透机构6、加正极壳机构7和封口机构8、主传动机构9均依次安装于所述大工作台1.3之上;所述的气动控制***10安装在支架1.2上;电器控制***11及控制程序安装于所述的控制柜的内部;触摸屏支架1.4垂直安装于大工作台1.3上表面靠近封口机构8一端。
所述的剪压锂片机构2(参见图1、3)包括输送负极壳的上负极壳振动料斗2.1、固定在大工作台上的剪压锂片托板2.20、紧固于剪压锂片托板2.20上的剪锂片机构及压锂片机构;所述上负极壳振动料斗2.1的出料口处与剪锂片上负极壳推板2.31安装在同一水平面上且互相垂直,剪锂片上负极壳推板2.31固装在剪锂片上负极壳气缸2.33上,剪锂片上负极壳气缸2.33固装在剪压锂片托板2.20上;所述的剪锂片机构包括:导柱固定座2.3、导柱2.4、直线轴承2.5、剪锂冲头连接板2.11、剪锂气缸固定板2.8、剪锂气缸2.7、剪锂气缸连接套2.9、剪锂气缸连接头2.10、剪锂冲头柄2.12、剪锂冲头2.6、剪锂出料气缸2.2、剪锂出料气缸推板2.29、送锂带气缸2.23、送锂带气缸支架2.24、压锂带气缸2.22、剪锂带下模2.21,其中导柱固定座2.3通过螺栓连接固定在剪压锂片托板2.20上,导柱2.4通过紧定螺钉固定在导柱固定座2.3上;剪锂气缸2.7安装在剪锂气缸固定板2.8上,剪锂气缸固定板2.8通过螺纹连接固定在导柱2.4上端;剪锂气缸2.7通过剪锂气缸连接套2.9、剪锂气缸连接头2.10连接在正下方的剪锂冲头连接板2.11,剪锂冲头连接板2.11内部装有直线轴承2.5并套到在竖直平面内的导柱2.4上;剪锂冲头柄2.12通过螺纹连接固定在剪锂冲头连接板2.11的正下方,剪锂冲头2.6通过紧定螺钉固定在剪锂冲头柄2.12头部;送锂带气缸支架2.24固定在剪压锂片托板2.20上,送锂带气缸2.23固定在送锂带气缸支架2.24上;压锂带气缸支架固定在送锂带气缸2.23的输出端,压锂带气缸2.22固定在压锂带气缸支架上;剪锂出料气缸2.2固定在剪压锂托板2.20的底面;所述的压锂片机构包括:压锂片上负极壳气缸2.37、压锂片上负极壳气缸支架2.36、压锂片上负极壳气缸推板2.35、送膜气缸2.26、送膜气缸支架2.27、压膜气缸2.25、压锂片液压缸2.13、压锂片液压缸固定板2.38、压锂片液压缸支撑板2.18、送膜电机2.39、送膜电机固定板2.14、压锂出料气缸2.19、压锂片冲头2.16、直线轴承2.17、直线轴承座2.40。其中压锂片液压缸支撑板2.18固定在剪压锂托板2.20的上表面,压锂片液压缸固定板固定在压锂片液压缸支撑板2.18上,压锂片液压缸2.13固定在压锂片液压缸固定板上表面;送膜电机固定板2.14固定在压锂片液压缸支撑板2.18的侧面,送膜电机固定在送膜电机固定板2.14上;压锂片液压缸2.13通过压锂片液压缸连接头连接压锂片冲头2.16,其中压锂片冲头2.16通过直线轴承2.17导向,直线轴承2.17安装在直线轴承座上;压锂片上负极壳气缸支架2.36固定在剪压锂托板2.20上表面,压锂片上负极壳气缸2.37固定在压锂片上负极壳气缸支架2.36上,压锂片上负极壳气缸推板2.35固定在压锂片上负极壳气缸2.37输出端上;送膜气缸支架2.27固定在剪压锂托板2.20的上表面,送膜气缸2.26固定在送膜气缸支架2.27上,压膜气缸支架固定在送膜气缸2.26的输出端,压膜气缸2.25固定在压膜气缸支架上;压锂出料气缸2.19固定在剪压锂托板2.20的下表面,压锂出料气缸推杆2.34固定在压锂出料气缸2.19输出端。
所述的剪纸机构3(参见图1、5)基本同于申请人的在先专利申请技术“一种扣式电池生产线”(200810052503.8),具体包括三部分,第一部分为供纸部分,第二部分为负极壳传送部分,第三部分为剪纸模架部分;三个部分通过剪纸工作台3.1连接在一起。所述的供纸(即隔膜纸)部分包括收纸电机支架3.5、放纸支架3.32、收纸电机3.33、收纸中心轴3.7、收纸挡盘3.6、放纸盘轴3.30、放纸挡盘3.31、送纸气缸3.8、送纸气缸支架3.9、剪纸工作台3.1、送纸连接板3.10、送纸支架3.11、送纸压块3.12和压纸气缸3.13;其中,放纸支架3.32和收纸电机支架3.5按工艺顺序分别置于剪纸工作台3.1的两侧,并紧固于大工作台1.3上,且与剪纸模架部分成一字形对称排开;其余部分固装于剪纸工作台3.1上,剪纸工作台3.1紧固于主支板9.4上;收纸电机支架3.5上固装着收纸电机3.33,收纸电机轴上固装着收纸中心轴3.7,在收纸中心轴3.7上与收纸电机3.33对应的一端间隙安装着收纸挡盘3.6;同样,放纸盘轴3.30固装在放纸支架3.32上,在放纸盘轴3.30的另一端间隙安装着放纸挡盘3.31,送纸气缸3.8通过送纸气缸支架3.9固装在剪纸工作台3.1上,送纸支架3.11通过送纸连接板3.10与送纸气缸3.8相连,送纸压块3.12通过螺纹与压纸气缸3.13相连,二者一并垂直安装于送纸支架3.11上;所述的负极壳传送部分包括剪纸上负极壳气缸3.4、剪纸上负极壳气缸支座3.3、剪纸工作台3.1、剪纸上负极壳推板3.2、剪纸上负极壳挡块、剪纸移料气缸3.14、剪纸移料推板3.15其中,剪纸上负极壳气缸3.4通过剪纸上负极壳气缸支座3.3与剪纸工作台3.1相连,剪纸上负极壳推板3.2安装在剪纸上负极壳气缸3.4前端,剪纸上负极壳挡块与剪纸上负极壳推板3.2平行且紧固于剪纸工作台3.1上,剪纸移料气缸3.14安装于剪纸工作台3.1底面,其中心轴线和送纸气缸3.8轴线同在一垂直于剪纸工作台3.1的平面内,剪纸移料推板3.15安装于剪纸移料气缸3.14前端,穿过剪纸工作台3.1的内槽,且和剪纸上负极壳气缸3.4水平垂直;所述的剪纸模架部分包括剪纸气缸支柱3.16、剪纸工作台3.1、剪纸气缸连接板3.17、剪纸气缸3.19、锁紧螺母3.20、挂销套3.21、挂销3.22、隔膜纸成型杆3.34、剪纸上模3.36、剪纸模架导套连接板3.27、剪纸模架导套3.25、剪纸模架导柱3.29、剪纸模架底座、剪纸下模固定螺栓、剪纸下模3.18、剪纸模架压板、剪纸模架压板固定螺栓、限位螺栓3.28、缓冲弹簧3.23,其中,剪纸气缸支柱3.16固定于剪纸工作台3.1上,在剪纸气缸支柱3.16上端紧固着剪纸气缸连接板3.17,在剪纸气缸连接板3.17上部中间位置紧固着剪纸气缸3.19,在剪纸气缸3.19的下部依次连接着用于锁紧挂销套3.21的锁紧螺母3.20,在锁紧挂销套3.21下方挂接着挂销3.22,在挂销3.22下方紧固着隔膜纸成型杆3.24,在隔膜纸成型杆3.24的***与其滑动配合着剪纸上模3.26,剪纸上模3.26固装在剪纸模架导套连接板3.27的中间位置,剪纸模架导套连接板3.27左右两端分别和剪纸模架导套3.25紧固连接,剪纸模架导柱3.29从剪纸模架导套3.25(该部分结构左右对称,因此附图5中仅标注了右半部分)中心穿过,剪纸模架导柱3.29下端紧固在剪纸模架底座上,在剪纸模架底座的u型前端下底面用剪纸下模固定螺栓紧固着剪纸下模3.18,剪纸模架底座通过剪纸模架压板固定螺栓被剪纸模架压板压紧,在挂销3.22和剪纸模架导套连接板3.27之间连接着缓冲弹簧3.23,位于剪纸模架底座和剪纸模架导套连接板3.27之间在剪纸模架底座上紧固着限位螺栓3.28。
本发明进一步特征是所述剪纸机构使用的隔膜纸的直径大于负极壳的内径,当隔膜纸被剪纸机构压入负极壳内后,可以形成碗状结构。所述隔膜纸直径大于所述负极壳内径的程度与电池的大小有关,例如BR2032锂氟化碳电池,传统平面隔膜纸的直径为16.5mm,本发明实施例剪切隔膜纸的直径实施例设计为19mm。当所述剪纸上模4.35剪切下来(平面)隔膜纸后,随即利用所述隔膜纸成型杆4.33的成型头部将剪切下来的平面隔膜纸压入负极壳内,使其成为碗状结构。这种大直径和碗状结构隔膜纸设计,也意味着剪纸机构相关结构要做相应的改进设计,例如,剪纸上模4.35的形状尺寸的改进等。这种碗状结构隔膜纸的设计可更好的保证了正负极的完全隔绝,避免了可能短路的发生。
所述的上氟化碳机构4(参加图2、4)包括上氟化碳振动料斗4.11、上氟化碳气缸4.5、上氟化碳气缸支架4.4、上氟化碳气缸支架座4.6、上氟化碳气缸推板4.3、上氟化碳定位气缸4.9、上氟化碳定位气缸支架4.8、上氟化碳定位气缸支架座、上氟化碳定位气缸推板4.7。其中上氟化碳气缸支架座4.6固定在大工作台1.3上,上氟化碳气缸支架4.4固定上氟化碳气缸支架座4.6上,上氟化碳气缸4.5固定在上氟化碳气缸支架4.4上,上氟化碳气缸推板4.3固定在上氟化碳气缸4.5上;上氟化碳定位气缸支架座4.6固定在大工作台1.3上,上氟化碳定位气缸支架4.8固定在上氟化碳定位气缸支架座上,上氟化碳定位气缸4.9固定在上氟化碳定位气缸支架4.8上,上氟化碳定位气缸推板4.7固定在上氟化碳定位气缸4.9上。
所述的注液机构5(参见图6)包括精密计量泵5.1及其精密计量泵支架5.2、注液管5.3、注液嘴5.5、注液嘴定位块5.4、注液到位传感器5.6和传感器支架5.7;所述的精密计量泵支架5.2固定在大工作台1.3上,精密计量泵5.1安装在精密计量泵支架5.2上;注液嘴5.5通过注液管5.3与精密计量泵5.1相连并固定在注液嘴定位块5.4上,注液嘴定位块5.4安装在主支板上,注液到位传感器5.6紧固在传感器支架5.7上,传感器支架5.7紧固在所述的侧支板侧面上,便于注液到位传感器5.6能从主皮带3侧面感应负极壳的到位情况。
所述的渗透机构6(参加图2、4)包括隔离装置6.1、隔离装置升降气缸6.6、隔离装置升降气缸支架6.7、隔离装置水平运动气缸6.2、隔离装置水平运动气缸支架6.4、直线轴承6.3、直线轴承导柱6.10。其中隔离装置水平运动气缸支架6.4固装在大工作台1.3上,隔离装置水平运动气缸6.2固装在隔离装置水平运动气缸支架6.4上,隔离装置水平运动气缸6.2的输出端连接隔离装置升降气缸支架6.7,隔离装置升降气缸支架6.7两头装有直线轴承6.3,分别套到直线轴承导柱6.10上,直线轴承导柱6.10固装到隔离装置水平运动气缸支架6.4上;隔离装置6.1固装到隔离装置升降气缸6.6的输出端。
所述的加正极壳机构7(参加图2、4)包括紧固于大工作台1.3上的输送正极壳的加正极壳料斗7.1、紧固于主支板9.9上的加正极壳机构工作台7.5和紧固于加正极壳机构工作台7.5上的加正极壳执行机构;所述的加正极壳执行机构包括:加正极壳负极推入气缸7.6、加正极壳负极推入气缸支座7.7、加正极壳负极推入推板7.8、加正极壳推入气缸7.2、加正极壳推入气缸支座7.3、加正极壳推入推板7.4。其中加正极壳料道入料口与加正极壳料斗出料口衔接,加正极壳料道出料口与加正极壳机构工作台7.5衔接;正极壳推入气缸7.2通过正极壳推入气缸支座7.3紧固在加正极壳机构工作台7.5上,且与主皮带平行,正极壳推入推板7.8紧固在正极壳推入气缸7.2前端,与加正极壳料道口对齐,加正极壳负极推入气缸7.6通过加正极壳负极推入气缸支座7.7与加正极壳机构工作台7.5紧固,且与主皮带在同一平面上垂直,并与加正极壳推入气缸7.2分别位于主皮带两侧,加正极壳负极推入推板7.8固装于加正极壳负极推入气缸7.6前端;加正极壳负极阻挡块7.9与加正极壳负极推入推板的右侧平行,且固装在加正极壳机构工作台7.5上。
所述的封口机构8(参加图2、4)包括封口装置和封口工作台机构,所述的封口装置包括封口底座支架8.9,在封口底座支架8.9上面安装封口液压缸8.13,封口液压缸8.13通过螺纹连接将动力传至封口下底板横梁8.11,在封口下底板横梁8.11上通过螺纹连接安装封口导柱8.10将动力传至封口上横梁8.15,在封口上横梁8.15上通过螺纹连接安装封口连接套8.16,在封口连接套8.16上安装封口冲头8.17,支撑筒8.14用来支撑封口装置工作台板8.15,封口下模固定在封口装置工作台板8.15上;所述的封口工作台机构包括紧固于主支板9.9上的封口托板8.2、封口上料气缸8.6、封口上料气缸支架8.7、封口上料推板8.8、封口出料气缸8.1、封口出料气缸支架8.2、封口出料气缸推板8.3、封口阻挡块8.8,其中封口上料气缸8.6通过封口上料气缸支架8.7固定在封口托板8.2上,封口上料推板8.8紧固在封口上料气缸的前端8.8;封口出料气缸8.1通过封口出料气缸支架8.2固定在封口托板8.2上,封口出料气缸推8.3板紧固在封口出料气缸8.1的前端。
所述的主传动构机9(参见图1、2)包括主支板、侧支板、主动轮、从动轮和从动轮轴以及主电机和主皮带;所述主支板垂直固装于大工作台的中间位置,且贯穿整条生产线的各个工位;所述侧支板与主支板平行安装,并利用其中间的支撑部分与主支板分段连接;所述主皮带安装在位于主支板和侧支板之间的主动轮和从动轮上;所述主传动机构包括两个,其一从动轮9.11和从动轮轴安装在主支板9.4上的剪纸机构一端,所述主电机9.5及与之相连的主动轮9.6安装在主支板9.4上的渗透机构一端,其二从动轮9.10和从动轮轴安装在主支板9.9上的渗透机构一端,所述主电机9.2及与之相连的主动轮9.3安装在主支板9.9上的封口机构一端。
所述的气动控制***10(参见图7)包括气源10.1,依次管接的过滤器10.2、调压器10.3、油雾器10.4和并联电磁阀组;在所述油雾器10.4和电磁阀组的进气端之间还接有压力继电器10.5;所述的过滤器10.2、调压器10.2、油雾器10.3和压力继电器10.6均装在机架1.2上;所述的并联电磁阀组包括并联的电磁阀10.6-10.24,均安装在机架的下底板上,并联电磁阀组内各电磁阀的出气和排气通过气管分别与各自对应工作气缸的进气和回气相连接,即分别对应控制剪锂片上负极壳气缸2.33、剪锂气缸2.7、送锂带气缸2.23、压锂带气缸2.22、剪锂带出料气缸2.2、压锂片上料气缸2.37、压锂片出料气缸2.19、剪纸上料气缸3.4、剪纸气缸3.9、精密计量泵5.1、剪纸出料气缸3.14、上锰片气缸4.5、上锰片定位气缸4.9、渗透隔离装置水平运动气缸6.2、渗透隔离装置竖直升降气缸6.6、上正极壳负极推入气缸7.6、上正极壳气缸7.4、封口上料气缸8.6、封口出料气缸8.1;所述的液压控制***包括油箱10.30,依次管接的调压器10.29、三位五通液压阀组10.25-10.28,三位五通液压阀的出油和排油通过油管与液压缸的进油和出油相连,即分别对应压锂片液压缸2.13和封口液压缸8.13。
所述的电器控制***11(参见图8)包括,安装在支架1.2上的电器控制柜,电器控制柜内安装有PLC主模块及控制程序、PLC扩展模块、直流电源及滤波器;大工作台1.3上表面靠近封口机构8的一端垂直安装有触摸屏支架1.4,所述摸屏支架1.4上安装有触摸屏,触摸屏下端依次安装有启动按钮、停止按钮和报警器,触摸屏通过COM1与所述的PLC主模块相连;PLC输入模块的输入分别为:
(1)触摸屏支架1.4面板上的启动KB7,停止KB8,急停KB3等开关量(参见图8);
(2)各工作气缸上的磁性开关(实施例具体为CK01、CK02、CK03、CK04、CK05、CK06、CK07、CK08、CK09、CK10、CK11、CK12、CK13、CK14、CK15、CK16、CK17、CK18、CK19、CK20、CK21、CK22、CK23、CK24、CK25、CK26、CK27、CK28、CK29;CK-F-1、CK-F-2、CK-F-3、CK-F-4、CK-F-5、CK-F-6、CK-F-7、CK-F-8、CK-F-9、CK-F-10、CK-F-11、CK-F-12、CK-F-13 CK-F-14);
(4)接近开关(实施例具体为J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7、J8、J9、J10、J11、J12、J13、J14、J15、J16、J17、J18,J19,J20);
(5)光电开关G1、G2、G3;
(6)气源过滤器上设计有压力继电器(YJ);
(7)PLC的输出口直接连接到电磁阀组(实施例包括电磁阀10.6、10.7、10.8、10.9、10.10、10.11、10.12、10.13、10.14、10.15、10.16、10.17、10.18、10.19、10.20、10.21、10.22、10.23、10.24),中间继电器ZJ1、ZJ2、ZJ4、ZJ5、ZJ6分别连接到剪纸皮带电机9.5、收纸电机3.33和封口皮带电机9.2、收膜电机、封口接触器;所述的报警器实施例为蜂鸣器(FMQ),报警指示为灯塔实施例为红(DR)、绿(DG)、黄(DY)三色。
本发明生产线的PLC控制***的控制程序(软件)设计原理说明如下(参见图9-1至9-8):利用PLC可编成控制器作为整个控制***的核心部分,根据整个机械***的动作顺序的要求采用控制程序里面的虚拟继电器来完成时序的匹配;采用磁性开关、接近开、光电开关和控制面板上的按钮作为输入;执行机构包括电机,电磁阀和蜂鸣器等作为输出执行机构;利用触摸屏作为人机交互的窗口,显示报警信息和实现重要参数的输入,所述的重要参数包括计数、注液时间、保压时间、报警时间和PLC的通讯参数设置等;同时,触摸屏也作为各工位单动调试的点击窗口(软按钮)。在程序的设计构成中,采用了自动和单动的换档方式,单动方式便于模具更换后的单步调试,自动和单动的切换由操作人员通过触摸屏完成。
本发明的锂氟化碳扣式电池生产线总体布局方案采用直线型的机、电、气、液一体化布局结构,其工艺技术路线为:上负极壳-剪压锂片-上隔膜纸-注电解液-加氟化碳-注电解液-加正极壳-封口;执行机构的协调运动由PLC和触摸屏及相应程序实现;各工位的上料、出料均是由接近开关和磁性开关传感器检测、PLC控制、相应的气缸推板机构联合完成。具体说:
剪压锂片运动控制:负极壳从上负极壳振动料斗2.1依次振出,当其到达剪锂片上负极壳推板2.31正前方时,接近开关传感器J1感应并将信号传给PLC,PLC向剪锂片上负极壳电磁阀10.6发出指令,加锂片上负极壳气缸2.33输出并保持,加锂片上负极壳气缸终点磁开CK2亮,并将信号传递给PLC,PLC向压锂带气缸电磁阀10.9发出指令,压锂带气缸2.22输出并保持,压锂带气缸终点磁开CK5亮,并将信号传递给PLC,PLC向送锂带气缸电磁阀10.8发出指令,送锂带气缸2.23输出并保持,送锂带气缸终点磁开CK-F-4亮,并将信号传递给PLC,PLC向剪锂带气缸电磁阀10.7发出指令,剪锂带气缸2.7输出,剪锂带气缸终点磁开CK-F-4亮,并将信号传递给PLC,PLC向剪锂带气缸电磁阀10.7发出指令,剪锂带气缸2.7退回,剪锂带气缸终点磁开CK-F-2下降沿信号传递给PLC,PLC向压锂带气缸电磁阀10.9、送锂带气缸电磁阀10.8、加锂片上负极壳气缸电磁阀10.6发出指令,压锂带气缸2.22退回,送锂带气缸2.23退回,加锂片上负极壳气缸2.33退回,加锂片上负极壳气缸起点磁开CK1上升沿信号传递给PLC,PLC发指令给剪锂出料气缸电磁阀10.10,剪锂出料气缸输出2.2,剪锂出料气缸终点磁开CK4亮,将信号传递给PLC,PLC给剪锂出料气缸电磁阀10.10发指令,剪锂出料2.2气缸退回,负极壳被推到压锂片工位;当负极壳到达压锂片上负极壳推板正前方时,接近开关传感器J3感应并将信号传给PLC,PLC向压锂片上负极壳气缸电磁阀10.11发指令,压锂片上负极壳气缸输出2.37并保持,压锂片上负极壳气缸终点磁开CK7亮,并将信号传递给PLC,PLC向压锂片液压缸下降输出电磁阀10.26发指令,压锂片液压缸2.13下降输出,压锂片终点接近开关传感器J19亮,并将信号传递给PLC,PLC向压锂片液压缸上升输出电磁阀10.25、压锂片上负极壳气缸电磁阀10.11发指令,压锂片液压缸2.13上升输出和压锂片上负极壳气缸2.37退回,压锂片上负极壳气缸起点磁开CK6得到一个上升沿信号并传递给PLC,PLC向压锂片出料气缸电磁阀10.12发出指令,压锂片出料气缸2.19输出,压锂片出料气缸终点磁开CK-F-8亮,并向PLC传递信号,PLC向压锂片出料气缸电磁阀10.12发指令,压锂片出料气缸2.19退回,压锂片出料气缸起点磁开CK-F-7上升沿,并向PLC传递信号,PLC向压膜气缸电磁阀10.33发指令,压膜气缸2.25输出,压膜气缸终点磁开CK8亮,把信号传递给PLC,PLC给送膜气缸电磁阀10.34发指令,送膜气缸2.26输出,送膜气缸终点磁开CK-F-10亮,并把信号传给PLC,PLC给送膜气缸和压膜气缸电磁阀发指令,压膜气缸2.25和送膜气缸2.26退回。
主皮带上的料堵塞控制:该控制按照工序分为剪纸堵料控制、上氟化碳堵料控制、加正极壳堵料控制和封口堵料控制。它们分别是由传感器接近开关J6,J9,J12和接近开关J15来完成控制的。当没有发生堵料时,每一个料经过主皮带传送时均会有一个上升沿信息,在PLC程序中设计为当传感器亮且在2秒(依据设计要求可调)内没有上升沿发生时,则控制***判断认为主皮带上的该部分料道发生堵料,于是指令该工位之前的所有工序停止运行,以使或等待该工位的疏通(解决了料堵塞问题)。在该工位及其之前所有工序停止运行时,该工位之后的所有工位可依旧运行,以解决余料问题,减小浪费。
剪纸运动控制:当主皮带带着负极壳到达剪纸工位时,被剪纸上负极壳挡块挡住,此时接近开关J7得到信号,并传递给PLC,PLC向剪纸上负极壳电磁阀10.13发出信号,剪纸上负极壳气缸3.4输出;当剪纸上负极壳气缸终点磁性开关CK10变亮时,表明负极壳已经送到剪纸模具的正下方,这时剪纸上负极壳气缸终点磁性开关CK10将信号传递给PLC,PLC向剪纸电磁阀10.14发送指令,剪纸气缸3.9输出;隔膜纸剪下之后,利用上模内的成型杆3.24将隔膜纸压入负极壳内,隔离开电池的正负极,或者将所述大直径隔膜纸压入负极壳内,使其形成碗状结构,充分隔离开电池的正负极;当剪纸气缸下行到达终点时,剪纸气缸终点磁性开关CK-F-12亮,这时剪纸上负极壳气缸收回;然后,剪纸气缸3.9抬起,送纸气缸3.8运行纸带前行一个工位,同时剪纸出料气缸3.14将填装好隔膜纸的负极壳推出,送回主皮带,进入下一工序。
上氟化碳及注液动作控制:当填装好隔膜纸的负极壳经过上氟化碳及注液工位时,负极壳到位传感器J10感应,并将信号传递给PLC,PLC将指令发送给上氟化碳定位气缸电磁阀10.18和注液电磁阀10.15,上氟化碳定位气缸4.9输出,然后精密计量泵5.1输出,实现一次、二次注液;氟化碳经自动上料料斗上料,氟化碳到位传感器J11感应,并将信号传递给PLC,PLC将指令发送给上氟化碳气缸电磁阀10.17,上氟化碳气缸4.5输出,把氟化碳推入负极壳内。
渗透运动控制:当加完氟化碳和二次注液完时,扣式电池组件被传送到渗透工序,当渗透料到位时J8感应,并将信号传递给PLC,PLC将指令发送给隔离装置水平运动气缸电磁阀10.19和隔离装置竖直升降运动气缸电磁阀10.20,控制隔离装置水平运动气缸6.2和隔离装置竖直升降运动气缸6.6输出联动,把扣式电池组件推入渗透板和推出渗透板返回主皮带。
加正极壳运动控制:当带氟化碳的负极壳在主皮带上运行至加正极壳工位时,被加正极壳负极阻挡块7.9挡住;此时,负极壳到位接近开关J14变亮,并将信号传递给PLC,PLC将输出信号传递给加正极壳负极推入电磁阀10.21,指令加正极壳负极推入气缸7.6输出,等待正极壳的到来;加正极壳振动料斗7.1通过加正极壳料道将正极壳送入正极壳等候位置;加正极壳接近开关J13变亮,并将信号传递给PLC,PLC将输出信号传递给正极壳推入电磁阀10.22,指令上正极壳气缸7.4输出,通过滚子紧压正极壳将正极壳紧扣住带有氟化碳的负极壳,完成扣式电池配件的组装;扣式电池组件一个推一个被送回到主皮带上,进入下一工序。
封口运动的控制:当扣式电池在主皮带上运行至封口工位时,被封口组件阻挡块8.8挡住;此时,扣式电池组件到位接近开关J16变亮,并将信号传递给PLC,PLC将输出信号传递给封口上料电磁阀10.23,指令封口上料气缸8.6输出,封口上料气缸终点磁开CK26亮,并将信号传递至PLC,PLC向封口液压缸电磁阀10.28发指令,封口液压缸8.13下降输出,封口液压缸终点检测开关J18亮,信号传递至PLC,PLC向封口液压缸电磁阀10.27发指令使封口液压缸8.13上升输出,封口液压缸起点检测开关J17亮,PLC向封口出料气缸电磁阀10.24发指令控制封口出料气缸8.1输出,将成品电池推入主皮带。
本发明生产线的设计思路是:各工位机构均安装于生产线的大工作台1.3上,工位之间的连接依靠主支板、侧支板和主皮带来完成;物料传送采用减速电机+皮带作为传送机构,气缸和液压缸作为动力源;工位采用模块化设计,便于整体拆装维护;各工位布局采用平行于主皮带的设计方式,便于操作者操作,机构的调试和维护;采用触摸屏作为人机交互窗口,实现参数修改、单机调试、报警信息显示。
本发明生产线的主要特点为:***采用机、电、气、液一体化的设计技术方案,即整个生产线***采用机电一体化设计技术,各工序的运动和各工位的工作状态由传感器检测和监控;采用PLC程序控制技术,触摸屏的人机交互技术,对各工位执行机构的气缸、液压缸、电机等进行工作程序控制,并利用皮带摩擦传送物料;在传送过程中逐件装配,实现上负极壳-剪锂片-剪锂片出料-压锂片-压锂片出料-剪纸上料-剪纸-纸带移动-剪纸出料-一次注液-加氟化碳上负极-上氟化碳-二次注液-加正极壳上负极-加正极壳-封口上料-封口-封口出料等工序或操作过程的自动化;采用模块化的双模架剪纸机构,外模架固定于生产线上,内模架将上、下剪纸模和隔膜纸成型杆集成到一起,平行于生产线,便于整体拆装,方便手套箱外维护,定位简便可靠,同时在剪纸工位实现了剪纸和成型的一体化;加正极壳工位特别设计了滚子和推板组合机构,用于自动组装正极壳与负极壳,正极壳滚子复压方式将锂氟化碳扣式电池组装的正极壳压实;操作***采用触摸屏作为人机界面,进行交互式操作,方便、快捷和高效。
本发明生产线的工作原理和工作过程是:当按下启动按钮后,由控制***的核心PLC装置发出工作指令,控制主皮带电机9.5和9.2、上负极壳振动料斗2.1、上氟化碳振动料斗4.11、加正极壳振动料斗7.1、收纸电机3.33和收膜电机启动工作;通过主动轮9.5和从动轮9.11带动主皮带转动,及主动轮9.10和从动轮9.2带动主皮带转动,使电池具备了按工位顺序传送装配的基本条件;然后负极壳将从负极壳料斗中振出,被剪锂片上负极壳气缸2.33推到剪锂片工位处,剪锂气缸2.7动作剪下锂带并使之粘到负极壳上,剪锂出料气缸2.2将负极壳推出;接着压锂片上负极壳气缸2.37将粘有锂带的负极壳推入压锂片工位处,压锂片液压缸2.13动作压下,这时锂片开始延展,均匀充满负极壳内表面,增大了化学反应的接触面积,有利于反应完全;压锂片完成后的负极壳被压锂片出料气缸2.19推至主皮带上,当主皮带带着负极壳到达剪纸工位时,被剪纸上负极壳挡块挡住,剪纸上负极壳气缸3.4输出将带锂片的负极壳推入到隔膜纸装配工位,这时剪纸上负极壳气缸3.4并不退回,利用剪纸上负极壳推板3.3和剪纸工作台上3.1上的定位突起将负极壳定位,定位完成后,剪纸气缸3.19输出压缩压缩弹簧3.23,压缩弹簧3.23推动剪纸模架导套连接板3.27向下运动,由于剪纸上模3.26紧固在剪纸模架导套连接板3.27上,因此剪纸上模3.26也往下运行,在剪纸上下模刃口接触的瞬间将圆形隔膜纸被剪出,之后剪纸上模3.26被剪纸下模3.18内径突台所阻挡停止运行,而剪纸上模3.26内的成型杆3.24随剪纸气缸3.19的活塞杆继续下行,压缩弹簧3.23被继续压缩,成型杆3.24从剪纸上模3.26伸出,将剪出的隔膜纸压入负极壳内形成碗状,这时剪纸上负极壳气缸3.4退回,然后,剪纸气缸3.19抬起,送纸气缸3.8运行纸带前行一个工位,同由剪纸出料气缸3.14将负极壳又送回主皮带;当填装好隔膜纸的负极壳经过注液及加氟化碳工位时,上氟化碳定位气缸输出,固定住三个负极壳,分别为未注电解液负极壳、一次注液完负极壳、上完氟化碳负极壳,精密计量泵5.1输出,电解液滴入到固定住的未注电解液负极壳内的隔膜纸上和上完氟化碳负极壳内,实现一次及二次注液,同时上氟化碳气缸4.5输出将氟化碳推入一次注液完负极壳内;上氟化碳定位气缸退回,上完氟化碳且二次注液完的负极壳随主皮带传送至下一工位;当运行至渗透工位时,被负极壳阻挡块挡住,当渗透上料料道满时,隔离装置升降气缸6.6和隔离装置水平运动气缸6.2联动,把料推上渗透板和推出渗透板;料出了渗透板则又回到主皮带上,当运行至加正极壳工位时,被加正极壳负极阻挡块挡住;加正极壳负极推入气缸7.6将带氟化碳负极壳推入加正极壳工位,等待正极壳的到来;当加正极壳振动料斗7.1通过加正极壳料道将正极壳送入到氟化碳负极壳的上方时,正极壳推入气缸7.2输出,正极壳和负极壳从滚子底下滑过,其中滚子紧压着正极壳,实现正极壳紧扣到负极壳上,避免了后续工序在运送过程中组件脱落,完成扣式电池配件的组装;将扣式电池组件压紧后,扣式电池组件一个推一个被送回到主皮带上,进入封口工序。当运行至封口工位时,扣式电池组件被封口组件阻挡块8.8挡住,封口上料气缸8.6输出,将电池组件推入封口位置,封口液压缸8.13输出,实现扣式电池封口,随后封口出料气缸8.1将电池推出封口位置返回主皮带。
需要说明的是,本发明生产线结构所述的“上、下”、“前、后”、“左、右”等零部件的安装方位词是依据生产线的操作工位或工艺顺序(一般左侧代表原料进入该工位的一侧;右侧代表该工位加工后输出的一侧)而言,只具有相对性,或者仅是为了叙述方便,不代表该安装位置的唯一性和必须性。本发明生产线的实施例完全可以根据需要做非本质的适当地调整和变化。
本发明生产线未述及之处适用于现有技术(特别是申请人的在先专利申请技术)。

Claims (2)

1.一种锂氟化碳扣式电池生产线,其特征在于该生产线包括机架组件、剪压锂片机构、剪纸机构、注液机构、上氟化碳机构、渗透机构、加正极壳机构、封口机构、主传动机构、气动控制***和电器控制***以及控制程序;
所述的机架组件包括大工作台及其支架、下底板和地脚,通过地脚可以调节整个机器的水平度;在下底板上安装着电器控制柜和气动控制***;所述的剪压锂片机构、主传动机构、剪纸机构、注液机构、上氟化碳机构、渗透机构、加正极壳机构和封口机构依次安装于所述大工作台之上;所述的气动控制***安装于机架下底板上;电器控制***及控制程序安装于电器控制柜的内部;触摸屏支架垂直安装于大工作台上表面靠近封口机构一端;
所述的剪压锂片机构包括输送负极壳的上负极壳振动料斗、固定在大工作台上的剪压锂片托板、紧固于剪压锂片托板上的剪锂片机构及压锂片机构;所述上负极壳振动料斗的出料口处与剪锂片上负极壳推板安装在同一水平面上且互相垂直,剪锂片上负极壳推板固装在剪锂片上负极壳气缸上,剪锂片上负极壳气缸固装在剪压锂片托板上;所述的剪锂片机构包括:导柱固定座、导柱、直线导轨、剪锂冲头连接板、剪锂气缸固定板、剪锂气缸、剪锂气缸连接套、剪锂气缸连接头、剪锂冲头柄、剪锂冲头、剪锂出料气缸、剪锂出料气缸推板、送锂带气缸、送锂带气缸支架、压锂带气缸、压锂带气缸支架、剪锂带下模,其中导柱固定座通过螺栓连接固定在剪压锂片托板上,导柱通过紧定螺钉固定在导柱固定座上;剪锂气缸安装在剪锂气缸固定板上,剪锂气缸固定板通过螺纹连接固定在导柱上;剪锂气缸通过剪锂气缸连接套、剪锂气缸连接头连接在正下方的剪锂冲头连接板,剪锂冲头连接板内部装有直线轴承并套到在竖直平面内的导柱上;剪锂冲头柄通过螺纹连接固定在剪锂冲头连接板的正下方,剪锂冲头通过紧定螺钉固定在剪锂冲头柄头部;送锂带气缸支架固定在剪压锂片托板上,送锂带气缸固定在送锂带气缸支架上;压锂带气缸支架固定在送锂带气缸的输出端,压锂带气缸固定在压锂带气缸支架上;剪锂出料气缸固定在剪压锂托板的底面;所述的压锂片机构包括:压锂片上负极壳气缸、压锂片上负极壳气缸支架、压锂片上负极壳气缸推板、送膜气缸、送膜气缸支架、压膜气缸、压膜气缸支架、压锂片液压缸、压锂片液压缸固定板、压锂片液压缸支撑板、送膜电机、送膜电机固定板、压锂出料气缸、压锂片液压缸连接头、压锂片冲头、直线轴承、直线轴承座;其中压锂片液压缸支撑板固定在剪压锂托板的上表面,压锂片液压缸固定板固定在压锂片液压缸支撑板上,压锂片液压缸固定在压锂片液压缸固定板上表面;送膜电机固定板固定在压锂片液压缸支撑板的侧面,送膜电机固定在送膜电机固定板上;压锂片液压缸通过压锂片液压缸连接头连接压锂片冲头,其中压锂片冲头通过直线轴承导向,直线轴承安装在直线轴承座上;压锂片上负极壳气缸支架固定在剪压锂托板上表面,压锂片上负极壳气缸固定在压锂片上负极壳气缸支架上,压锂片上负极壳气缸推板固定在压锂片上负极壳气缸上;送膜气缸支架固定在剪压锂托板的上表面,送膜气缸固定在送膜气缸支架上,压膜气缸支架固定在送膜气缸的输出端,压膜气缸固定在压膜气缸支架上;压锂出料气缸固定在剪压锂托板的下表面,压锂出料气缸推杆固定在压锂出料气缸输出端;
所述的上氟化碳机构包括上氟化碳振动料斗、上氟化碳气缸、上氟化碳气缸支架、上氟化碳气缸支架座、上氟化碳气缸推板、上氟化碳定位气缸、上氟化碳定位气缸支架、上氟化碳定位气缸支架座、上氟化碳定位气缸推板;其中上氟化碳气缸支架座固定在大工作台上,上氟化碳气缸支架固定上氟化碳气缸支架座上,上氟化碳气缸固定在上氟化碳气缸支架上,上氟化碳气缸推板固定在上氟化碳气缸上;上氟化碳定位气缸支架座固定在大工作台上,上氟化碳定位气缸支架固定在上氟化碳定位气缸支架座上,上氟化碳定位气缸固定在上氟化碳定位气缸支架上,上氟化碳定位气缸推板固定在上氟化碳定位气缸上;
所述的注液机构包括精密计量泵及其支架、注液管、注液嘴、注液嘴定位块、注液到位传感器和传感器支架;所述的精密计量泵支架固定在大工作台上,精密计量泵安装在其支架上;注液嘴通过注液管与精密计量泵相连并固定在注液嘴定位块上,注液嘴定位块安装在主支板上,注液到位传感器紧固在传感器支架上,传感器支架紧固在所述的侧支板侧面上;
所述的渗透机构包括隔离装置、隔离装置升降气缸、隔离装置升降气缸支架、隔离装置水平运动气缸、隔离装置水平运动气缸支架、直线轴承、直线轴承导柱;其中隔离装置水平运动气缸支架固装在大工作台上,隔离装置水平运动气缸固装在隔离装置水平运动气缸支架上,隔离装置水平运动气缸的输出端连接隔离装置升降气缸支架,隔离装置升降气缸支架两头装有直线轴承,分别套到直线轴承导柱上,直线轴承导柱固装到隔离装置水平运动气缸支架上;隔离装置固装到隔离装置升降气缸的输出端;
所述的加正极壳机构包括紧固于大工作台上的输送正极壳的加正极壳料斗、紧固于主支板上的加正极壳机构工作台和紧固于加正极壳机构工作台上的加正极壳执行机构;所述的加正极壳执行机构包括:加正极壳负极推入气缸、加正极壳负极推入气缸支座、加正极壳负极推入推板、加正极壳推入气缸、加正极壳推入气缸支座、加正极壳推入推板;其中加正极壳料道入料口与加正极壳料斗出料口衔接,加正极壳料道出料口与加正极壳机构工作台衔接;正极壳推入气缸通过正极壳推入气缸支座紧固在加正极壳机构工作台上,且与主皮带平行,正极壳推入推板紧固在正极壳推入气缸前端,与加正极壳料道口对齐,加正极壳负极推入气缸通过加正极壳负极推入气缸支座与加正极壳机构工作台紧固,且与主皮带在同一平面上垂直,并与加正极壳推入气缸分别位于主皮带两侧,加正极壳负极推入推板固装于加正极壳负极推入气缸前端;加正极壳负极阻挡块与加正极壳负极推入推板的右侧平行,且固装在加正极壳机构工作台上;
所述的封口机构包括封口装置和封口工作台机构,所述的封口装置包括封口底座支架,在封口底座支架上面安装液压缸,液压缸通过螺纹连接将动力传至封口下底板横梁,在封口下底板横梁上螺纹连接安装封口导柱将动力传至压网上横梁,在封口上横梁上通过螺纹连接安装封口连接套,在封口连接套上安装封口冲头,支撑筒用来支撑封口工作台板,封口下模固定在封口工作台板上;所述的封口工作台机构包括紧固于主支板上的封口托板、封口上料气缸、封口上料气缸支架、封口上料推板、封口出料气缸、封口出料气缸支架、封口出料气缸推板、封口阻挡块,其中封口上料气缸通过封口上料气缸支架固定在封口托板上,封口上料推板紧固在封口上料气缸的前端;封口出料气缸通过封口出料气缸支架固定在封口托板上,封口出料推板紧固在封口出料气缸的前端;
所述的主传动机构包括主支板、侧支板、主动轮、从动轮和从动轮轴以及主电机和主皮带;所述主支板垂直固装于大工作台的中间位置,且贯穿整条生产线的各个工位;所述侧支板与主支板平行安装,并利用其中间的支撑部分与主支板分段连接;所述主皮带安装在位于主支板和侧支板之间的主动轮和从动轮上;所述主传动机构包括两个,其一从动轮和从动轮轴安装在主支板上的剪纸机构一端,所述主电机及与之相连的主动轮安装在主支板上的渗透机构一端,其二从动轮和从动轮轴安装在主支板上的渗透机构一端,所述主电机及与之相连的主动轮安装在主支板上的封口机构一端;
所述的气动控制***包括气源,依次管接的过滤器、调压器、油雾器和并联电磁阀组;在所述油雾器和电磁阀组的进气端之间还接有压力继电器;所述的过滤器、调压器、油雾器和压力继电器均装在机架上;所述的并联电磁阀组安装在机架的下底板上,并联电磁阀组内各电磁阀的出气和排气通过气管分别与各自对应工作气缸的进气和回气相连接;所述的液压控制***包括油箱,依次管接的调压器、三位五通液压阀组,三位五通液压阀的出油和排油通过油管与液压缸的进油和出油相连;
所述的电器控制***包括安装在下底板上的电器控制柜,PLC主模块及控制程序、PLC扩展模块、直流电源及滤波器;所述触摸屏支架上安装有触摸屏,触摸屏下端依次安装有启动按钮、停止按钮和报警器,触摸屏通过COM1与所述的PLC主模块相连。
2.根据权利要求1所述的,其特征在于所述剪纸机构使用的隔膜纸的直径大于负极壳的内径,当隔膜纸被剪纸机构压入负极壳内后,可以形成碗状结构。
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