專利名稱：一種扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)制造扣式電池的自動(dòng)化機(jī)器技術(shù)，具體為一種鋰錳扣式電池、鋰離子二次扣式電池及其他類型扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)，國(guó)際專利主分類號(hào)擬為Int.C17B65B 11/00。
背景技術(shù)：
鋰錳扣式電池、鋰離子二次扣式電池及其他類型扣式電池(以下統(tǒng)一簡(jiǎn)稱扣式電池)是最近幾年發(fā)展起來(lái)的高性能電池，是國(guó)際上升級(jí)換代的新產(chǎn)品。隨著計(jì)算機(jī)、計(jì)算器、文曲星等各種高檔用電器具及電動(dòng)玩具的普遍使用，扣式電池的消費(fèi)市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，產(chǎn)量不斷增加。隨著電池產(chǎn)量和性能的提高，對(duì)扣式電池生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)率及自動(dòng)化程度要求也越來(lái)越高。先進(jìn)的制造設(shè)備是增加電池產(chǎn)量、保證電池性能，提高電池品質(zhì)的關(guān)鍵。但是，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)鋰錳扣式電池的廠家，包括信湖新能源(深圳)電子有限公司、深圳高能達(dá)電池技術(shù)有限公司、常州超創(chuàng)電池有限公司、武漢力興電池有限公司等三十多家企業(yè)，電池生產(chǎn)過(guò)程中的封口裝盤工序，多半都是采用單個(gè)手工定位操作或半自動(dòng)操作封口裝盤。
手工操作封口裝盤技術(shù)，是利用人工手握一把鑷子，將把正負(fù)極蓋內(nèi)已經(jīng)裝配好的正極錳片、負(fù)極鋰片、隔膜紙、電解液等半成品電池，夾入到封口模的上下模具之間，然后由一個(gè)腳踏開(kāi)關(guān)，控制一臺(tái)沖床(機(jī)械的或液壓的)或類似于沖床原理的專用沖具，帶動(dòng)封口沖模，將正極殼的高出部分產(chǎn)生塑性變形，迫使正極殼圓周產(chǎn)生的塑性變形部分與負(fù)極的塑封圈部分，緊緊地壓合在一起，從而實(shí)現(xiàn)封口。這種手工操作封口裝盤技術(shù)的上料、下料和裝盤均采用手工完成。這種手工操作封口裝盤技術(shù)，即是利用人工手握一把鑷子夾持工件上料、下料和裝盤的，一是容易劃傷工件表面，造成產(chǎn)品表面缺陷；二是手工操作，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、容易產(chǎn)生疲勞，從而經(jīng)常出現(xiàn)放料位置不準(zhǔn)，導(dǎo)致封口出現(xiàn)次品；三是手工勞動(dòng)，生產(chǎn)效率低，技術(shù)落后，電池制造成本高。
機(jī)械半自動(dòng)操作封口裝盤技術(shù)，是利用人工將待封口的半成品電池，放到一個(gè)傳送帶上向前傳送，傳送到位后由一個(gè)機(jī)械推板推到封口模的上下模具之間，利用夾板將電池夾持定位，然后由一個(gè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分配軸，控制一套偏心凸輪連桿機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)一套上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)封口模具的封口運(yùn)動(dòng)，完成封口過(guò)程。這種機(jī)械半自動(dòng)操作封口裝盤技術(shù)雖然上料、下料和封口是機(jī)械完成的，但裝盤仍需要手工來(lái)完成。這種半自動(dòng)封口裝盤技術(shù)的缺點(diǎn)，一是由于整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程全部是由機(jī)械傳動(dòng)和控制實(shí)現(xiàn)的，所以設(shè)備傳動(dòng)控制復(fù)雜，容易出現(xiàn)故障，制造成本高；二是夾板定位可靠性差，容易出現(xiàn)廢品；三是出料是靠后邊的半成品電池?cái)D出的，出料無(wú)序，存在容易造成短路、劃傷等問(wèn)題，并且裝盤也是手工完成的，存在手工操作的缺點(diǎn)。另外，上述二種技術(shù)都存在著封口瞬間時(shí)間無(wú)法控制的嚴(yán)重缺陷，致使封口部分的塑性變形材料容易反彈、造成電池漏液或影響電池性能。
很明顯，采用手工或機(jī)械半自動(dòng)封口的方法，電池產(chǎn)品封口質(zhì)量難以保證。由于人工或半自動(dòng)封口操作過(guò)程中，人為影響因素過(guò)大，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)封口質(zhì)量大批不合格的現(xiàn)象，也無(wú)法保證出廠的電池性能和質(zhì)量，使次品電池不可避免地流入市場(chǎng)，損害消費(fèi)者利益，嚴(yán)重地影響了鋰錳扣式電池、鋰離子二次扣式電池的生產(chǎn)和市場(chǎng)的發(fā)展。而關(guān)于全自動(dòng)的扣式電池封口裝盤機(jī)文獻(xiàn)目前尚未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種能夠?qū)嵱玫目凼诫姵刈詣?dòng)封口裝盤機(jī)。該機(jī)可實(shí)現(xiàn)鋰錳扣式電池、鋰離子二次扣式電池及其他類型扣式電池封口裝盤的自動(dòng)化，具有封口瞬間時(shí)間可控，勞動(dòng)生產(chǎn)率增加，產(chǎn)品質(zhì)量提高，生產(chǎn)成本降低，工人勞動(dòng)強(qiáng)度減少等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明解決所述扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)，它包括機(jī)架組件、上料機(jī)構(gòu)、封口機(jī)構(gòu)、裝盤機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)控制系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)。
所述的機(jī)架組件包括工作臺(tái)及其支架、下底板和地腳，通過(guò)地腳可以調(diào)節(jié)整個(gè)機(jī)器的水平度；在下底板上安裝著電器控制柜和氣動(dòng)控制系統(tǒng)。其余上料機(jī)構(gòu)、封口機(jī)構(gòu)、裝盤機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)均位于工作臺(tái)之上；所述的上料機(jī)構(gòu)包括上料托盤支架和其上的電池上料固定盤；所述的封口機(jī)構(gòu)包括墊板及其上固裝著槽形支板，在橫板上垂直安裝著封口氣缸，封口氣缸與連接桿相連，通過(guò)導(dǎo)向軸承導(dǎo)向，導(dǎo)向軸承安裝在軸承支座上，連接桿通過(guò)連接套與上模相連；墊板上還固定著支架，位于支架之間墊板之上是限位塊，限位塊上裝有限位螺釘，限位螺釘前端是下模底座，下模底座的前端安裝有拉手，下模底座經(jīng)下模底座導(dǎo)向塊安裝在墊板之上；下模底座上固定有下模支座，下模支座內(nèi)裝有下模和中心頂桿，下模支座外與下模聯(lián)接套相連；所述支架上固定著支板，支板上水平互相垂直安裝有封口上料氣缸，封口出料氣缸、封口回料氣缸，封口上料氣缸前端固裝著封口上料推板，封口上料推板前上端安裝著上料到位傳感器蓋板支架；所述的裝盤機(jī)構(gòu)包括固定在工作臺(tái)上的支架，小支架固定在支架和側(cè)立支板上，支架和側(cè)立支板之間是中間支撐塊，大托板通過(guò)兩個(gè)小支架被支架支撐，大托盤上的一端水平裝有上盤氣缸，上盤氣缸前端裝有上盤推板，大托盤中間水平裝有裝盤氣缸，裝盤氣缸通過(guò)墊板與大托盤相連，裝盤氣缸前端安裝有裝盤推鏟，上盤氣缸與裝盤氣缸之間裝有裝盤支架，裝盤推鏟前端、大托盤上垂直裝有裝盤阻擋氣缸支架，裝盤阻擋氣缸支架上垂直安裝有裝盤阻擋氣缸，裝盤阻擋氣缸下面安裝有阻擋板；裝盤導(dǎo)槽位于阻擋板下，且固裝在大托板上；大托板的槽內(nèi)裝有可滑動(dòng)清洗盤；與上盤氣缸對(duì)應(yīng)的另一端且與大托板在同一個(gè)水平面上垂直固裝著輔助板，輔助板上固裝著滿盤推出氣缸，滿盤推出氣缸前端連接有推板；大托盤下固定著下支架和滑桿支座，滑桿支座內(nèi)裝有直線軸承，滑桿從直線軸承中穿過(guò)，棘爪通過(guò)銷軸與滑桿相連，大托盤下固裝著小支架，其上水平裝有推滑桿氣缸，滑桿和推滑桿氣缸通過(guò)聯(lián)結(jié)支架相連；所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固裝在所述側(cè)立支板上的減速電機(jī)及其軸上的主動(dòng)輪，從動(dòng)輪安裝在側(cè)立支板上的上料機(jī)構(gòu)端，，皮帶裝在主動(dòng)輪和從動(dòng)輪之間；所述的氣動(dòng)控制系統(tǒng)包括氣源，依次管接過(guò)濾器、調(diào)壓器、油霧器和電磁閥組的進(jìn)氣端；在所述油霧器和電磁閥組進(jìn)氣端之間還接有壓力繼電器，壓力繼電器與油霧器和電磁閥組的進(jìn)氣端相連；所述的過(guò)濾器、調(diào)壓器、油霧器和壓力繼電器均裝在工作臺(tái)支架上；所述的電磁閥組安裝在下底板上，電磁閥組內(nèi)各電磁閥的出氣口和排氣通過(guò)氣管分別與各對(duì)應(yīng)工作氣缸的進(jìn)氣和回氣相連；所述的電器控制系統(tǒng)包括安裝在下底板上的電器控制柜、電器控制柜內(nèi)安裝有PLC主模塊、PLC擴(kuò)展模塊、直流電源及濾波器和報(bào)警器，電器控制柜外安裝有觸摸屏，觸摸屏通過(guò)COM1與所述的PLC主模塊相連。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)具有以下特點(diǎn)1封口裝盤全程自動(dòng)化。由于本發(fā)明技術(shù)系統(tǒng)采用機(jī)電一體化的自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)，使該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較以往的封口技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)先進(jìn)，控制方便，布局合理，便于制作手套箱，可實(shí)現(xiàn)扣式電池封口裝盤的全程自動(dòng)化，大幅提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。
2極大提高了產(chǎn)品質(zhì)量。由于傳統(tǒng)封口多為沖床，動(dòng)作行程大，速度太快，至使電池內(nèi)的空氣不能及時(shí)排出，使部分空氣留在電池內(nèi)部，影響了電池的質(zhì)量；另外沖床的速度只能通過(guò)改變電機(jī)的速度來(lái)調(diào)節(jié)，煩瑣且不能隨意調(diào)節(jié)，對(duì)控制電池質(zhì)量及其穩(wěn)定性不利。本發(fā)明的封口裝盤機(jī)采用氣動(dòng)作為動(dòng)力源，封口速度可通過(guò)節(jié)流閥隨時(shí)調(diào)節(jié)，壓力柔和，由于在控制程序中采用保壓時(shí)間，可使電池內(nèi)部的氣體及時(shí)且充分排出，同時(shí)也是由于保壓時(shí)間的存在使正極殼充分發(fā)生變形，避免了材料塑性變形后的反彈現(xiàn)象，提高了密封效果，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。同時(shí)，本發(fā)明的電池自動(dòng)定位也可使產(chǎn)品質(zhì)量保持穩(wěn)定一致，也消除了人為因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。再有，由于本發(fā)明封口裝盤機(jī)的各傳動(dòng)部件沒(méi)有潤(rùn)滑劑，因而可提高手套箱中的空氣質(zhì)量，從而也提高了電池的質(zhì)量和穩(wěn)定性。
3人性化生產(chǎn)環(huán)境。本發(fā)明由于采用機(jī)電一體化的自動(dòng)化設(shè)計(jì)技術(shù)，機(jī)器傳動(dòng)簡(jiǎn)單，加上采用氣動(dòng)作動(dòng)力源，各傳動(dòng)部件間無(wú)潤(rùn)滑，提高了手套箱中的空氣質(zhì)量，因此工作時(shí)噪聲相對(duì)很小，不僅提高了電池的質(zhì)量，而且也不污染工作環(huán)境；另一方面自動(dòng)化程度高，可減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)模塊化設(shè)計(jì)，便于安裝和維修，減少停臺(tái)時(shí)間和勞動(dòng)強(qiáng)度，有利于增加產(chǎn)量，也使工作環(huán)境得到明顯地改善。
4性價(jià)比高。本發(fā)明整機(jī)體積小，重量輕，占地少，產(chǎn)量大，質(zhì)量?jī)?yōu)，工作環(huán)境好，便于制作手套箱，操作方便。


圖1是本發(fā)明扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)整機(jī)的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)封口機(jī)構(gòu)的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)自動(dòng)裝盤機(jī)構(gòu)的一種實(shí)施例示意圖；
圖4是本發(fā)明扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)氣動(dòng)控制系統(tǒng)的一種實(shí)施例示意圖；圖5是本發(fā)明扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)電器控制系統(tǒng)的一種實(shí)施例示意圖；圖6是本發(fā)明扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)PLC控制系統(tǒng)一種實(shí)施例的程序設(shè)計(jì)框圖；圖7是本發(fā)明扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)PLC控制系統(tǒng)一種實(shí)施例圖6所示程序設(shè)計(jì)框圖的接續(xù)圖；圖8是本發(fā)明扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)PLC控制系統(tǒng)一種實(shí)施例圖7所示程序設(shè)計(jì)框圖的接續(xù)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖詳細(xì)進(jìn)一步敘述本發(fā)明，但本發(fā)明不受實(shí)施例的限制。
本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)(參見(jiàn)圖1)，包括機(jī)架組件1、上料機(jī)構(gòu)2、封口機(jī)構(gòu)3、裝盤機(jī)構(gòu)4、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5、氣動(dòng)控制系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)。
所述的機(jī)架組件1(參見(jiàn)圖2)包括工作臺(tái)1.5及其支架1.4、下底板1.2和地腳1.1，通過(guò)地腳1.1可以調(diào)節(jié)整個(gè)機(jī)器的水平度；所述的電器控制系統(tǒng)和氣動(dòng)控制系統(tǒng)安裝在下底板1.2上，其余上料機(jī)構(gòu)2、封口機(jī)構(gòu)3、裝盤機(jī)構(gòu)4和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5均位于工作臺(tái)1.5之上；所述的上料機(jī)構(gòu)2包括上料托盤支架和其上的電池上料固定盤；所述的封口機(jī)構(gòu)3(參見(jiàn)圖2、1)包括墊板3.24及其上固裝著槽形支板3.1，在橫板3.8上垂直安裝著封口氣缸3.11，封口氣缸3.11與連接桿3.12相連，通過(guò)導(dǎo)向軸承3.9導(dǎo)向，導(dǎo)向軸承3.9安裝在軸承支座3.10上，連接桿3.12通過(guò)連接套3.13與上模3.7相連；墊板3.24上還固定著支架3.2，位于支架3.2之間墊板3.24之上是限位塊3.23，限位塊3.23上裝有限位螺釘3.22，限位螺釘3.22前端是下模底座3.19，下模底座3.19的前端安裝有拉手3.20，下模底座3.19經(jīng)下模底座導(dǎo)向塊3.21安裝在墊板3.24之上；下模底座3.19上固定有下模支座3.18，下模支座3.18內(nèi)裝有下模3.16和中心頂桿3.15，下模支座3.18外與下模聯(lián)接套3.17相連；所述支架3.2上固定著支板3.5，支板3.5上水平互相垂直安裝有封口上料氣缸3.3，封口出料氣缸3.26、封口回料氣缸3.25(參見(jiàn)圖1)，封口上料氣缸3.3前端固裝著封口上料推板3.4，封口上料推板3.4前上端安裝有上料到位傳感器蓋板支架3.6。本發(fā)明封口機(jī)構(gòu)的封口氣缸3.11采用了一個(gè)氣液增力缸3.11，用其代替以往的機(jī)械凸輪式的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和全部液壓系統(tǒng)的油缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)封口時(shí)的瞬間停歇，有效地解決封口時(shí)的材料反彈問(wèn)題，保證了電池的封口質(zhì)量。
所述的裝盤機(jī)構(gòu)4(參見(jiàn)圖3和圖1)包括固定在工作臺(tái)1.5上的支架4.24，小支架4.7固定在支架4.24和側(cè)立支板4.22上，支架4.24和側(cè)立支板4.22之間是中間支撐塊4.23，大托板4.19通過(guò)兩個(gè)小支架4.7被支架4.24支撐，大托盤4.19上的一端水平裝有上盤氣缸4.1，上盤氣缸4.1前端裝有上盤推板4.2，大托盤4.19中間水平裝有裝盤氣缸4.9，裝盤氣缸4.9通過(guò)墊板4.8與大托盤4.19相連，裝盤氣缸4.9前端安裝有裝盤推鏟4.10，上盤氣缸4.1與裝盤氣缸4.9之間裝有裝盤支架4.3，裝盤推鏟4.10前端、大托盤4.19上垂直裝有裝盤阻擋氣缸支架4.12，裝盤阻擋氣缸支架4.12上垂直安裝有裝盤阻擋氣缸4.11，裝盤阻擋氣缸4.11下面安裝有阻擋板4.13；裝盤導(dǎo)板4.14位于阻擋板4.13下，且固裝在大托板4.19上；大托板4.19的槽內(nèi)裝有可滑動(dòng)清洗盤4.18；與上盤氣缸4.1對(duì)應(yīng)的另一端且與大托板4.19在同一個(gè)水平面上垂直固裝著輔助板4.26，輔助板4.26上固裝著滿盤推出氣缸4.28，滿盤推出氣缸4.28前端連接有推板4.27；大托盤4.19下固定著下支架4.4和滑桿支座4.21，滑桿支座內(nèi)裝有直線軸承4.20，導(dǎo)桿4.17從直線軸承4.20中穿過(guò)，棘爪4.15通過(guò)銷軸4.16與導(dǎo)桿4.17相連，大托盤4.19下固裝著小支架4.6，其上水平裝有推導(dǎo)桿氣缸4.5，導(dǎo)桿4.17和推導(dǎo)桿氣缸4.5通過(guò)聯(lián)結(jié)支架4.25相連。
所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5包括固裝在所述側(cè)立支板4.22上的減速電機(jī)及其軸上的主動(dòng)輪，從動(dòng)輪安裝在側(cè)立支板4.22上的上料機(jī)構(gòu)2端，皮帶裝在主動(dòng)輪和從動(dòng)輪之間。
所述的氣動(dòng)控制系統(tǒng)(參見(jiàn)圖4、5)包括可輸入氣體的氣源5.1，依次管接的過(guò)濾器5.2、調(diào)壓器5.3、油霧器5.4和并聯(lián)電磁閥組的進(jìn)氣端；在所述油霧器5.4和并聯(lián)電磁閥組進(jìn)氣端之間還接有壓力繼電器5.5，壓力繼電器5.5與油霧器5.4和電磁閥組的進(jìn)氣端相連；所述的過(guò)濾器5.2、調(diào)壓器5.3、油霧器5.4和壓力繼電器5.5均裝在工作臺(tái)支架1.4上；所述的并聯(lián)電磁閥組，包括并聯(lián)的電磁閥5.6-5.14，共9個(gè)，均安裝在下底板1.2上，電磁閥組內(nèi)各電磁閥5.6-5.14的出氣和排氣通過(guò)氣管分別與各對(duì)應(yīng)工作氣缸的進(jìn)氣和回氣相連，即分別對(duì)應(yīng)控制滿盤推出氣缸4.28、推導(dǎo)桿氣缸4.5、上盤氣缸4.1、裝盤阻擋氣缸4.11、裝盤氣缸4.9、封口回料氣缸3.25、封口出料氣缸3.26、封口上料氣缸3.3和封口氣缸3.11。
所述的電器控制系統(tǒng)(參見(jiàn)圖2、4、5)包括安裝在下底板1.2上的電器控制柜1.3、電器控制柜1.3內(nèi)安裝有PLC主模塊、PLC擴(kuò)展模塊、直流電源及濾波器，電器控制柜1.3前面板安裝有報(bào)警器和觸摸屏，觸摸屏通過(guò)COM1與所述的PLC主模塊相連。PLC主模塊的輸入分別為(1)電氣控制柜1.3前面板上的啟動(dòng)TA-1，停止TA-2，急停TA-3，手動(dòng)/自動(dòng)TA-5轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等開(kāi)關(guān)量(參見(jiàn)圖5)；(2)各工作氣缸上的磁性開(kāi)關(guān)(實(shí)施例具體為CK01、CK02、CK03、CK04、CK05、CK06、CK07、CK08、CK09、CK10、CK11、CK12)；(3)接近開(kāi)關(guān)(實(shí)施例具體為J1、J2、J3、J4)；(4)光電開(kāi)關(guān)G1；氣源過(guò)濾器上設(shè)計(jì)有壓力繼電器(TA-4)。PLC的輸出口直接連接到電磁閥組(實(shí)施例包括電磁閥5.6、5.7、5.8、5.9、5.10、5.11、5.12、5.13、5.14)，中間繼電器ZJ1、ZJ2分別連接并控制電磁閥5.14和減速電機(jī)上。所述的報(bào)警器實(shí)施例為簡(jiǎn)單的蜂鳴器(FMQ)，當(dāng)然也可以采用其他類型的報(bào)警器。
本發(fā)明的扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)總體布局方案采用直線型機(jī)電一體化布局結(jié)構(gòu)，其工藝技術(shù)路線為電池傳送-上料-封口-停歇-出料-回料-計(jì)數(shù)-裝盤-盤移位-出盤；各工序全部自動(dòng)化，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)由PLC及相應(yīng)程序?qū)崿F(xiàn)。具體說(shuō)是封口工藝的上料、封口、出料與回料過(guò)程，均是由傳感器檢測(cè)、PLC控制、相應(yīng)的氣缸推板機(jī)構(gòu)聯(lián)合完成的。封口運(yùn)動(dòng)是由封口上料氣缸3.3輸出到終點(diǎn)后，終點(diǎn)磁性開(kāi)關(guān)感應(yīng)后，將原料電池到達(dá)封口位信號(hào)傳遞給PLC，PLC發(fā)出指令給封口氣缸電磁閥5.14，封口氣缸3.11輸出，輸出到終點(diǎn)后，封口氣缸3.11終點(diǎn)磁性開(kāi)關(guān)將信號(hào)傳遞給PLC，此時(shí)保壓程序運(yùn)行，同時(shí)，封口上料氣缸3.3退回。保壓時(shí)間完成后，封口氣缸3.11停止輸出，封口動(dòng)作完成，成品電池完成。然后通過(guò)封口出料氣缸3.26和封口回料氣缸3.25將成品電池推回到皮帶。
計(jì)數(shù)工作是由裝盤工位的接近開(kāi)關(guān)來(lái)執(zhí)行的。按照目前產(chǎn)品包裝要求，當(dāng)有5個(gè)成品電池經(jīng)過(guò)該接近開(kāi)關(guān)J2的時(shí)候，該傳感器將信號(hào)傳遞給PLC，裝盤氣缸4.9輸出，同時(shí)裝盤阻擋氣缸4.11抬起，從而完成5個(gè)成品電池一組的裝盤動(dòng)作。根據(jù)客戶需要，本發(fā)明的扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)也可以實(shí)現(xiàn)其他數(shù)量成品電池的封裝。
電池裝盤時(shí)的電池入盤運(yùn)動(dòng)，是由一個(gè)裝盤氣缸4.9帶動(dòng)裝盤推鏟4.10，將電池推入到裝盤導(dǎo)板4.14內(nèi)，電池經(jīng)導(dǎo)板落入到電池清洗盤4.18內(nèi)，實(shí)現(xiàn)電池的自動(dòng)裝盤。電池裝盤時(shí)托盤的間歇運(yùn)動(dòng)，是由PLC控制推導(dǎo)桿氣缸4.5，推導(dǎo)桿氣缸4.5帶動(dòng)導(dǎo)桿4.17，通過(guò)連接在導(dǎo)桿上的棘爪4.15，推動(dòng)電池托盤間歇向前運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明各部分的設(shè)計(jì)思路如下物料傳送采用減速電機(jī)+皮帶作為傳送機(jī)構(gòu)，氣缸作為動(dòng)力源。上料時(shí)由接近開(kāi)關(guān)J1自動(dòng)檢測(cè)到位，采用PLC程序控制上料氣缸3.3，氣缸帶動(dòng)封口上料推板3.4，實(shí)現(xiàn)有料時(shí)的自動(dòng)上料運(yùn)動(dòng)；封口完成后的出料是利用PLC程序控制封口出料氣缸3.26，將完成封口的電池推出；回料也是利用PLC程序控制封口回料氣缸3.25，將電池推回到皮帶線上，繼而傳送給裝盤機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的封口及各運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是采用氣液增力缸3.11，由PLC程序控制電磁閥組，實(shí)現(xiàn)封口時(shí)的模具開(kāi)合運(yùn)動(dòng)和封口時(shí)間的停留控制。其他各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)也均由PLC程序控制各電磁換向閥，進(jìn)而控制氣缸-推板實(shí)現(xiàn)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的自動(dòng)裝盤機(jī)構(gòu)是由物料傳送的皮帶線將電池傳送過(guò)來(lái)后，經(jīng)檢測(cè)記數(shù)系統(tǒng)記數(shù)，當(dāng)記數(shù)到待裝盤一行的數(shù)量后，PLC發(fā)出控制指令，控制氣缸推板機(jī)構(gòu)，將電池推到托盤的對(duì)應(yīng)孔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)定位自動(dòng)裝盤。本發(fā)明的檢測(cè)控制系統(tǒng)是由檢測(cè)輸入系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)和輸出系統(tǒng)組成。
本發(fā)明的扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)的主要發(fā)明點(diǎn)為系統(tǒng)采用機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的技術(shù)方案，即整個(gè)封口機(jī)技術(shù)系統(tǒng)采用機(jī)電一體化設(shè)計(jì)技術(shù)，各工序的運(yùn)動(dòng)和各工位的狀態(tài)均由傳感器檢測(cè)和監(jiān)控，采用PLC程序控制技術(shù)，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣缸、電機(jī)等進(jìn)行工作程序控制，并利用皮帶摩擦傳送物料，實(shí)現(xiàn)電池傳送—上料—封口—停歇—出料—回料—計(jì)數(shù)—裝盤—盤移位—出盤等工藝過(guò)程的全程自動(dòng)化；操作系統(tǒng)采用觸摸屏作為人機(jī)界面，進(jìn)行交互式操作，方便、快捷、高效。
本發(fā)明的扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)的工作原理是扣式電池自動(dòng)封口機(jī)技術(shù)系統(tǒng)的工作過(guò)程為，由控制系統(tǒng)的PLC裝置，控制減速電機(jī)，通過(guò)主動(dòng)輪和從動(dòng)輪帶動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了原料電池的傳送。當(dāng)原料電池到達(dá)封口上料位置時(shí)，接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)到后，立即將信號(hào)傳遞給PLC，PLC給封口上料氣缸的電磁閥5.13發(fā)出信號(hào)，封口上料氣缸3.3動(dòng)作將原料電池推入封口位置，并且定位好。此時(shí)控制系統(tǒng)給封口氣缸的電磁閥5.14發(fā)出指令信號(hào)，封口氣缸動(dòng)作將原料電池封口成為成品電池，然后出料，回料，將電池送回運(yùn)行的皮帶。當(dāng)裝盤氣缸4.9前擺滿5個(gè)料時(shí)裝盤氣缸輸出，同時(shí)，阻擋氣缸4.11抬起，將成品推入清洗盤4.18，這時(shí)推導(dǎo)桿氣缸4.5帶動(dòng)導(dǎo)桿4.17，利用棘爪4.15撥動(dòng)盤子往前運(yùn)動(dòng)一排，當(dāng)裝滿成品的料盤到達(dá)出料位置時(shí)，接近開(kāi)關(guān)J3亮，滿盤推出氣缸4.27輸出，將成品盤推出。當(dāng)間歇運(yùn)動(dòng)的盤子超過(guò)缺盤檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)J4時(shí)，上盤氣缸4.1輸出，將清洗盤4.18從裝盤支架4.3中推出。
本發(fā)明的扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)的PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)原理說(shuō)明如下(參見(jiàn)圖6-8)利用PLC可編成控制器作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部分，根據(jù)整個(gè)封口裝盤工藝要求和機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)作的順序要求，采用梯形圖里面的虛擬繼電器來(lái)完成時(shí)序的匹配。采用磁性開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)、和光電開(kāi)關(guān)和控制面板上的按鈕作為輸入。執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電機(jī)，電磁閥和蜂鳴器等作為輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)。利用觸摸屏作為人機(jī)交互的界面，來(lái)顯示報(bào)警信息同時(shí)也作為重要參數(shù)的輸入包括計(jì)數(shù)、保壓時(shí)間、報(bào)警時(shí)間等的輸入窗口。同時(shí)程序在設(shè)計(jì)構(gòu)成中還設(shè)計(jì)了自動(dòng)和手動(dòng)兩種工作及換檔方式。設(shè)計(jì)手動(dòng)方式是為了便于模具更換后的單步調(diào)試，自動(dòng)工作方式用于正常生產(chǎn)。根據(jù)所述的的設(shè)計(jì)原理和所給出的程序框圖以及所述的工藝要求，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不難給出具體程序設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1.一種扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)，它包括機(jī)架組件(1)、上料機(jī)構(gòu)(2)、封口機(jī)構(gòu)(3)、裝盤機(jī)構(gòu)(4)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)、氣動(dòng)控制系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)；所述的機(jī)架組件(1)包括工作臺(tái)(1.5)及其支架(1.4)、下底板(1.2)和地腳(1.1)，電器控制柜(1.3)和氣動(dòng)控制系統(tǒng)安裝在下底板(1.2)上；其余上料機(jī)構(gòu)(2)、封口機(jī)構(gòu)(3)、裝盤機(jī)構(gòu)(4)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)均位于工作臺(tái)(1.5)之上；所述的上料機(jī)構(gòu)(2)包括上料托盤支架和其上的電池上料固定盤；所述的封口機(jī)構(gòu)(3)包括墊板(3.24)及其上固裝著槽形支板(3.1)，在橫板(3.8)上垂直安裝著封口氣缸(3.11)，封口氣缸(3.11)與連接桿(3.12)相連，通過(guò)導(dǎo)向軸承(3.9)導(dǎo)向，導(dǎo)向軸承(3.9)安裝在軸承支座(3.10)上，連接桿(3.12)通過(guò)連接套(3.13)與上模(3.7)相連；墊板(3.24)上還固定著支架(3.2)，位于支架(3.2)之間墊板(3.24)之上是限位塊(3.23)，限位塊(3.23)上裝有限位螺釘(3.22)，限位螺釘(3.22)前端是下模底座(3.19)，下模底座(3.19)的前端安裝有拉手(3.20)，下模底座(3.19)經(jīng)下模底座導(dǎo)向塊(3.21)安裝在墊板(3.24)之上；下模底座(3.19)上固定有下模支座(3.18)，下模支座(3.18)內(nèi)裝有下模(3.16)和中心頂桿(3.15)，下模支座(3.18)外與下模聯(lián)接套(3.17)相連；所述支架(3.2)上固定著支板(3.5)，支板(3.5)上水平互相垂直安裝有封口上料氣缸(3.3)，封口出料氣缸(3.26)、封口回料氣缸(3.25)，封口上料氣缸前端固裝著封口上料推板(3.4)，封口上料推板(3.4)前上端安裝著上料到位傳感器蓋板支架(3.6)；所述的裝盤機(jī)構(gòu)切換閥(4)包括固定在工作臺(tái)(1.5)上的支架(4.24)，小支架(4.7)固定在支架(4.24)和側(cè)立支板(4.22)上，支架(4.24)和側(cè)立支板(4.22)之間是中間支撐塊(4.23)，大托板(4.19)通過(guò)兩個(gè)小支架(4.7)被支架(4.24)支撐，大托盤(4.19)上的一端水平裝有上盤氣缸(4.1)，上盤氣缸(4.1)前端裝有上盤推板(4.2)，大托盤(4.19)中間水平裝有裝盤氣缸(4.9)，裝盤氣缸(4.9)通過(guò)墊板(4.8)與大托盤(4.19)相連，裝盤氣缸(4.9)前端安裝有裝盤推鏟(4.10)，上盤氣缸(4.1)與裝盤氣缸(4.9)之間裝有裝盤支架(4.3)，裝盤推鏟(4.10)前端、大托盤(4.19)上垂直裝有裝盤阻擋氣缸支架(4.12)，裝盤阻擋氣缸支架(4.12)上垂直安裝有裝盤阻擋氣缸(4.11)，裝盤阻擋氣缸(4.11)下面安裝有阻擋板(4.13)；裝盤導(dǎo)板(4.14)位于阻擋板(4.13)下，且固裝在大托板(4.19)上；大托板(4.19)的槽內(nèi)裝有可滑動(dòng)清洗盤(4.18)；與上盤氣缸(4.1)對(duì)應(yīng)的另一端且與大托板(4.19)在同一個(gè)水平面上垂直固裝著輔助板(4.26)，輔助板(4.26)上固裝著滿盤推出氣缸(4.28)，滿盤推出氣缸(4.28)前端連接有推板(4.27)；大托盤(4.19)下固定著下支架(4.4)和滑桿支座(4.21)，滑桿支座內(nèi)裝有直線軸承(4.20)，導(dǎo)桿(4.17)從直線軸承(4.20)中穿過(guò)，棘爪(4.15)通過(guò)銷軸(4.16)與導(dǎo)桿(4.17)相連，大托盤(4.19)下固裝著小支架(4.6)，其上水平裝有推導(dǎo)桿氣缸(4.5)，導(dǎo)桿(4.17)和推導(dǎo)桿氣缸(4.5)通過(guò)聯(lián)結(jié)支架(4.25)相連；所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)包括固裝在所述側(cè)立支板(4.22)上的減速電機(jī)及其軸上的主動(dòng)輪，從動(dòng)輪安裝在側(cè)立支板(4.22)上的上料機(jī)構(gòu)(2)端，皮帶裝在主動(dòng)輪和從動(dòng)輪之間；所述的氣動(dòng)控制系統(tǒng)包括氣源(5.1)，依次管接的過(guò)濾器(5.2)、調(diào)壓器(5.3)、油霧器(5.4)和并聯(lián)電磁閥組的進(jìn)氣端；在所述油霧器(5.4)和電磁閥組進(jìn)氣端之間還接有壓力繼電器(5.5)，壓力繼電器(5.5)與油霧器(5.4)和電磁閥組的進(jìn)氣端相連；所述的過(guò)濾氣器(5.2)、調(diào)壓器(5.3)、油霧器(5.4)和壓力繼電器(5.5)均裝在工作臺(tái)支架(1.4)上；所述的并聯(lián)電磁閥組安裝在下底板(1.2)上，并聯(lián)電磁閥組內(nèi)各電磁閥的出氣和排氣通過(guò)氣管分別與各對(duì)應(yīng)工作氣缸的進(jìn)氣和回氣相連；所述的電器控制系統(tǒng)包括安裝在下底板(1.2)上的電器控制柜(1.3)、電器控制柜(1.3)內(nèi)安裝有PLC主模塊、PLC擴(kuò)展模塊、直流電源及濾波器，電器控制柜(1.3)前面板上安裝有報(bào)警器和觸摸屏，觸摸屏通過(guò)COM1與所述的PLC主模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)，其特征在于所述的封口氣缸(3.11)為氣液增力缸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種扣式電池自動(dòng)封口裝盤機(jī)。它包括機(jī)架組件、上料機(jī)構(gòu)、封口機(jī)構(gòu)、裝盤機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)控制系統(tǒng)和電器控制系統(tǒng)；該機(jī)采用機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的技術(shù)方案，各工序的運(yùn)動(dòng)和各工位的狀態(tài)均由傳感器檢測(cè)和監(jiān)控，采用PLC程序控制技術(shù)，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的氣缸、電機(jī)等進(jìn)行工作程序控制，并利用皮帶摩擦傳送物料，實(shí)現(xiàn)電池傳送—上料—封口—停歇—出料—回料—計(jì)數(shù)—裝盤—盤移位—出盤等工藝過(guò)程的全程自動(dòng)化；操作系統(tǒng)采用觸摸屏作為人機(jī)界面，進(jìn)行交互式操作，方便、快捷、高效。
文檔編號(hào)H01M6/00GK1801503SQ200510122100
公開(kāi)日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月5日
發(fā)明者林樹(shù)忠, 孫立新, 齊向陽(yáng), 孫會(huì)來(lái), 張迎新 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)