冉昌林 蔡漢鋼

摘? 要：在電池生產(chǎn)過程中，集流盤需要放置在焊接設(shè)備的上料位，機(jī)械手拾取集流盤至焊接區(qū)進(jìn)行焊接，集流盤焊接環(huán)節(jié)是制約整個(gè)產(chǎn)線生產(chǎn)效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文中的集流盤自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)中，上料區(qū)與下料區(qū)的底部均安裝有用于與上料小車配合的流利條，上料區(qū)安裝有自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)，自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)用于抬升上料小車上滿載物料的物料盤，下料區(qū)安裝有自動(dòng)下料機(jī)構(gòu)，自動(dòng)下料機(jī)構(gòu)用于堆疊未裝載物料的空物料盤，支架的頂部設(shè)有移料機(jī)構(gòu)，用于將上料區(qū)的空料盤移送至下料區(qū)。集流盤自動(dòng)上料焊接設(shè)備，安裝的流利條方便上料小車進(jìn)入，自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)、自動(dòng)下料機(jī)構(gòu)和移料機(jī)構(gòu)相互配合實(shí)現(xiàn)物料盤的自動(dòng)上下料，提高了集流盤自動(dòng)化生產(chǎn)效率，有效降低了集流盤損壞率。

關(guān)鍵字：電池;集流盤;上料;下料;焊接;

一、? 緒論

1.1 集流盤上下料機(jī)構(gòu)的應(yīng)用背景

研究目的與意義

動(dòng)力鋰電池作為新能源產(chǎn)業(yè)的核心部件，其技術(shù)發(fā)展及改進(jìn)備受關(guān)注。在鋰離子電池的生產(chǎn)過程中，需要將揉平后并入殼的電芯與集流盤進(jìn)行焊接。技術(shù)發(fā)展很長時(shí)間內(nèi)，集流盤焊接通常采用人工的方式，人工將集流盤逐一上料，耗費(fèi)大量人力，人工成本高、工作效率低，難以滿足生產(chǎn)需求。

集流盤的自動(dòng)化生產(chǎn)成了電池加工領(lǐng)域迫待突破的瓶頸，本文中的集流盤自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)解決了目前集流盤正是實(shí)現(xiàn)了這一瓶頸的突破，解決了集流盤上料依賴人工導(dǎo)致電池制造成本高的缺陷，實(shí)現(xiàn)了低成本高效生產(chǎn)。

二、 設(shè)備概況

2.1? 設(shè)備名稱及規(guī)格

本文所研究的設(shè)備名稱為集流盤自動(dòng)上下料設(shè)備。本文的集流盤自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)集流盤自動(dòng)上下料。

本文所提及的集流盤直徑32～60mm（含極柱高度）;設(shè)備產(chǎn)能/節(jié)拍：電芯分選節(jié)拍25PPM;合格率：99.8%;時(shí)間稼動(dòng)率≥98%。

本文所提及的集流盤自動(dòng)上下料設(shè)備的設(shè)備規(guī)格：約長2.4m*寬0.78m*高1.4m;設(shè)備重量：最大件重量<300KG;系統(tǒng)功率：3KW; 設(shè)備重量：最大件重量<300KG;系統(tǒng)功率：3KW

本文所提及的集流盤自動(dòng)上料機(jī)的設(shè)備規(guī)格為約長;產(chǎn)能/節(jié)拍：電芯分選節(jié)拍25PPM;合格率：99.8%;時(shí)間稼動(dòng)率≥98%（說明：稼動(dòng)率=在作業(yè)的時(shí)間/整日的上班時(shí)間）。

2.2? 設(shè)備結(jié)構(gòu)組成

2.3.1 設(shè)備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

集流盤自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)包括：自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)、移料機(jī)構(gòu)及自動(dòng)下料機(jī)構(gòu);自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)用于抬升上料小車上滿載物料的物料盤，移料機(jī)構(gòu)用于將所述上料區(qū)的空料盤移送至所述下料區(qū)，自動(dòng)下料機(jī)構(gòu)用于用于堆疊未裝載物料的空物料盤;三個(gè)機(jī)構(gòu)相互配合實(shí)現(xiàn)物料盤的自動(dòng)上下料。

2.3.2 主要設(shè)備介紹

（1）自動(dòng)上、下料機(jī)構(gòu)

自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)包括升降驅(qū)動(dòng)單元及載物臺(tái)，升降驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)端與載物臺(tái)相連以驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)在上料區(qū)的豎直方向運(yùn)動(dòng)。升降驅(qū)動(dòng)單元包括絲杠機(jī)構(gòu)及與絲杠機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，支架上平行于絲杠機(jī)構(gòu)的絲桿設(shè)置有滑道。載物臺(tái)包括升降板、直線驅(qū)動(dòng)單元及安裝在升降板相對兩側(cè)的兩個(gè)支撐立板，兩個(gè)所述直線驅(qū)動(dòng)單元安裝在升降板上，兩個(gè)支撐立板設(shè)置在物料盤的下方，升降驅(qū)動(dòng)單元與升降板傳動(dòng)連接，兩個(gè)直線驅(qū)動(dòng)單元與兩個(gè)支撐立板一一對應(yīng)驅(qū)動(dòng)連接。

自動(dòng)下料機(jī)構(gòu)與自動(dòng)下料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同。

（2）移料機(jī)構(gòu)

移料機(jī)構(gòu)包括水平驅(qū)動(dòng)單元及與水平驅(qū)動(dòng)單元傳動(dòng)連接的拾取單元。當(dāng)位于上料區(qū)最頂部的物料盤內(nèi)的集流盤被取完后，拾取單元抓取該空物料盤，并在水平驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)下將空物料盤移送至下料區(qū)，然后經(jīng)由自動(dòng)下料機(jī)構(gòu)將堆疊的空物料盤轉(zhuǎn)移到上料小車上。其中，拾取單元為吸盤結(jié)構(gòu)或者夾爪結(jié)構(gòu)。

2.3? 設(shè)備結(jié)構(gòu)主要功能

集流盤自動(dòng)上下料設(shè)備包括自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)、自動(dòng)下料機(jī)構(gòu)及移料機(jī)構(gòu)，自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)、自動(dòng)下料機(jī)構(gòu)和移料機(jī)構(gòu)相互配合實(shí)現(xiàn)物料盤的自動(dòng)上下料，提高上料效率，降低人工成本。主要功能特點(diǎn)：

（1）全自動(dòng)上下料，節(jié)約了人工成本，實(shí)現(xiàn)了低成本高效生產(chǎn);

（2）傳感器檢測精準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)上料;

（3）在加減速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，集流盤上料傳送平穩(wěn)順暢，不會(huì)出現(xiàn)掉料、卡死等現(xiàn)象;

（4）凹槽尺寸調(diào)節(jié)順暢，可適應(yīng)多尺寸集流盤上下料

（5）安全防護(hù)，上下料區(qū)裝有防護(hù)光柵，當(dāng)被觸發(fā)時(shí)，啟動(dòng)啟動(dòng)防護(hù)程序，停止各驅(qū)動(dòng)單元的運(yùn)行。

2.4? 設(shè)備安裝使用條件

2.6.1? 現(xiàn)場環(huán)境要求

本文集流盤自動(dòng)上下料設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境溫度在-10℃～45℃范圍內(nèi)，相對濕度<75%HR，潔凈度為100萬級(jí)/million。

2.6.2? 電力要求

本文集流盤自動(dòng)上下料設(shè)備的主電源為三相五線的，其電壓為415V～460V;電壓波動(dòng)小于10%，電源功率為20 KW。圓柱電芯分選設(shè)備需要接地，要求車間接地良好。

2.6.4對地面承重載荷要求

本文集流盤自動(dòng)上下料設(shè)備的最大件重量<300KG，要求地面承重要求158≥kg/平方米。

2.6.5能源消耗

集流盤自動(dòng)上下料機(jī)理論總功率為3KW，實(shí)際功率為2.5，同時(shí)使用系數(shù)0.83。

2.5.設(shè)備合格標(biāo)準(zhǔn)

在設(shè)備經(jīng)過預(yù)驗(yàn)收合格之后，在終驗(yàn)收階段也需要滿足CMK>1.67;當(dāng)CMK>1.67時(shí)，終驗(yàn)收合格;當(dāng)CMK≤1.67時(shí)，需要給出具體達(dá)CMK>1.67條件的整改措施，并保證在下次終驗(yàn)收前完成整改，且本次終驗(yàn)收不合格。

對于樣本取樣的條件，在保證同批次原材料與設(shè)備合同需求節(jié)拍能力滿足的情況下，在開始工作的1小時(shí)內(nèi)完成所有取樣工作，平均時(shí)間間隔內(nèi)抽樣10組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)連續(xù)取樣50～80個(gè);當(dāng)設(shè)備最大節(jié)拍能力達(dá)不到要求時(shí)或當(dāng)同批次原材料量不能滿足取樣要求，可將總的取樣時(shí)間加長，共取10組數(shù)據(jù)，或者減少每組連續(xù)取樣的樣品數(shù)，但仍需保證每組連續(xù)取樣數(shù)據(jù)不低于50個(gè)樣品。

結(jié)? 論

本文的集流盤自動(dòng)上下料機(jī)構(gòu)包括自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)、移料機(jī)構(gòu)及自動(dòng)下料機(jī)構(gòu);自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)用于抬升上料小車上滿載物料的物料盤，移料機(jī)構(gòu)用于將所述上料區(qū)的空料盤移送至所述下料區(qū)，自動(dòng)下料機(jī)構(gòu)用于用于堆疊未裝載物料的空物料盤;三個(gè)機(jī)構(gòu)相互配合實(shí)現(xiàn)物料盤的自動(dòng)上下料，可適應(yīng)多尺寸集流盤傳送，解決了目前集流盤上料依賴人工導(dǎo)致電池制造成本高的缺陷，實(shí)現(xiàn)了低成本高效生產(chǎn)，集流盤上料傳送平穩(wěn)順暢。

作者簡介：

冉昌林， 性別男，生日1984.12.06，籍貫湖北，學(xué)歷本科，單位武漢逸飛激光股份有限公司，技術(shù)中心，職稱副總，主要研究方向 新能源智能自動(dòng)化領(lǐng)域

蔡漢鋼， 性別男，生日1975.04.13，籍貫湖北武漢，學(xué)歷本科，單位武漢逸飛激光股份有限公司，技術(shù)中心，職稱研發(fā)經(jīng)理，主要研究方向 新能源智能自動(dòng)化領(lǐng)域。