CN101252194B - 一种扣式电池生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扣式电池生产线，其特征在于该生产线包括机架组件、上锂片机构、剪纸机构、注液机构、上锰片机构、加正极壳机构、封口机构、主传动机构、气动控制系统和电器控制系统以及控制程序；所述机架组件包括大工作台和紧固于大工作台下表面的机架，机架的下部横梁上安装有机架下底板，机架下底板的上部安装有控制柜；所述上锂片机构、主传动机构、剪纸机构、注液机构、上锰片机构、加正极壳机构和封口机构均依次安装于所述大工作台之上；所述气动控制系统安装于机架下底板上；电器控制系统及控制程序安装于所述的控制柜的内部；触摸屏支架垂直安装于大工作台上表面靠近上锂片机构一端。

Description

一种扣式电池生产线

技术领域

本发明涉及一种生产制造扣式电池的自动化设备技术，具体为一种锂锰扣式电池、锂离子二次扣式电池及其他类型扣式电池的扣式电池生产线，国际专利主分类号拟为Int.Cl.B65B 11/00(2006.01)。

背景技术

锂离子是最近几年发展起来的高性能电池，是国际上升级换代的新产品。随着计算机、计算器、文曲星等各种高档用电器具及电动玩具的普遍使用，因以其价格相对低廉锂锰扣式电池的消费市场不断扩大，产量不断增加。随着电池产量和性能的提高，对锂锰扣式电池生产设备的生产率及自动化程度要求也越来越高。先进的制造设备是增加电池产量、保证电池性能，提高电池品质的关键。但是，目前国内生产锂锰扣式电池的主要厂家，电池生产过程中的各工序，基本是采用单个手工定位操作+半自动的单机操作，没有自动化的生产线。

所述的手工定位操作+半自动的单机操作模式为5人一个单元，一字形排列在手套箱前，中间以传送带上带孔的盘子为传递媒介的生产方式。生产线的操作者每人带着防护手套在手套箱内操作，以镊子为工具，每人一把。第一个人(操作者)负责将扣式电池的负极壳摆在传送盘子的孔内，然后用镊子夹着锂片逐个放入到负极壳内，再用一个带着保护膜的聚丙烯棒将所述的锂片逐个压实，操作完成之后，传递给第二个人；第二个人负责用镊子将隔膜纸放入负极壳内的锂片上，摆正后，传送到下一个工序；第三个人负责用镊子将锰片放入隔膜纸上，摆正后，用注射器或精密计量泵，手工向所述的负极壳内逐个注入电解液，完成后传入下一工序；第四个人负责将扣式电池的正极壳盖在所述的负极壳上，然后传入第五道工序；第五道工序是封口工序，即第五个人负责用镊子夹住半成品电池到封口模的上下模具之间，然后由脚踏开关控制的冲床(机械的或液压的)或类似于冲床原理的专用冲具，带动封口冲模，实现扣式电池的手工封口，制成产品电池。所述的冲压封口是使所述正极壳的高出部分产生塑性变形，迫使正极壳圆周产生塑性变形，并使该塑性变形部分与所述负极壳的塑封圈部分，紧紧地压合在一起，实现扣式电池的密封封口。在所述的生产工序中，所述的隔膜纸还要独立的冲隔膜纸工序完成，即是由手套箱外单独的一台冲隔膜的机器加工冲得，然后拿到烘干室烘干后，才能放入生产线使用。这意味着这种手工定位操作+半自动的单机操作模式实际上需要的操作人员不只5人。另外，此种生产模式均为手工，人为影响因素过大，劳动强度大，操作人员容易疲劳，出现放料位置不准，导致封口出现次品；特别是隔膜纸的装配要将锂片的负极和锰片的正极完全分开，如果隔膜纸装不正，势必造成正负极短路，产生废品电池，无法保证出厂的电池性能和质量，使次品电池不可避免地流入市场，损害消费者利益，严重地影响了扣式电池生产和市场的发展；并且手工劳动，生产效率低，技术落后，电池制造成本高。还有，从管理角度看，这种生产模式必须保证生产线的每一岗位的工作量相当，且每一岗位的操作人员熟练程度近似，否则就会出现某一道工序的半制品积压，而其后道工序生产停滞的现象。这一方面影响生产，降低效率，另一方面也加大了管理成本，最终还是进一步提高了电池成本。

从现有生产线使用的机械设备角度看，所述的上负极壳、加锂片、冲隔膜纸、上锰片、加正极壳、封口等工序均采用纯机械结构，结构复杂，且需要润滑，而润滑的油气蒸发恶化了手套箱内的干燥空气的质量，降低了电池性能；同时由于整个生产过程全部是由机械传动和控制实现的，所以设备传动控制复杂，容易出现故障，制造成本高，维护也不便；再有纯机械结构的连带关系复杂，所以适应性差，当电池的个别尺寸参数发生变化时，设备就不能适应，或者需要大量改动，不能满足生产需要和市场要求。

在所述的冲隔膜纸工序，目前的设备只能产生平面的隔膜纸，不能产生其他形状或结构(例如碗状结构)的隔膜纸，至使电池正负极的完全隔离技术难度较大，实际操作困难，留下短路报废的隐患；

在所述的上锰片工序，目前的设备由于采用筒装锰片落料的方式进行锰片装配，筒最上面的锰片和最下面的锰片当装配完成时二者的电解液含量是不同的，造成电池性能的不稳定；

在所述的加正极壳工序，目前的设备是由水平滑动气缸带动前端安装有气动吸盘的垂直伸缩气缸，依靠吸盘吸起正极壳移动，然后在负极壳正上方下落，将正极壳装配上负极壳。由于吸盘多为橡胶制品，柔软而有弹性，因此吸住每个正极壳的位置不可能保证绝对一致，给系统的运行带来了不稳定性；由于所述正极壳和负极壳的装配间隙一般在0.05mm左右，因此对负极壳定位和滑动气缸移动精度要求很高，导致生产成本提高；

在所述的封口工序，目前的设备一般为电动机所拖动冲床(机械的或液压的)或类似于冲床原理的专用冲具，带动封口冲模，使正极壳的高出部分产生塑性变形，迫使正极壳圆周产生的塑性变形部分与负极的塑封圈部分紧紧地压合在一起，实现封口。这种封口技术存在着封口瞬间时间无法控制的严重缺陷，致使封口部分的塑性变形材料容易反弹、造成电池漏液或影响电池性能。

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、气一体化的自动化的扣式电池生产线的技术文献尚未见到报道。

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，提供一种扣式电池生产线，该生产线可实现扣式电池装配的自动化，具有结构简单，维护方便，环保卫生，劳动生产率增加，产品质量提高，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：设计一种扣式电池生产线，该生产线包括机架组件、上锂片机构、剪纸机构、注液机构、上锰片机构、加正极壳机构、封口机构、主传动机构、气动控制系统和电器控制系统以及控制程序；

所述的机架组件包括大工作台和紧固于大工作台下表面的机架，机架的下部横梁上安装有机架下底板，机架下底板的上部安装有控制柜；所述的上锂片机构、主传动机构、剪纸机构、注液机构、上锰片机构、加正极壳机构和封口机构均依次安装于所述大工作台之上；所述的气动控制系统安装于机架下底板上；电器控制系统及控制程序安装于所述的控制柜的内部；触摸屏支架垂直安装于大工作台上表面靠近上锂片机构一端；

所述的上锂片机构包括放置在大工作台上的上锂片工作台，紧固于大工作台上的上锂片机构支架、上负极壳振动料斗和固定于上锂片机构支架上的上锂片执行机构；所述的上锂片执行机构包括：加锂片上负极壳推板、加锂片上负极壳气缸、水平料道、加锂片负极出料气缸、加锂片负极出料推板、锂片复压气缸与锂片复压压杆、锂片复压气缸固定板与锂片复压气缸立板、锂片复压压杆导向套、锂片复压压头、加锂片负极壳出料推板垫块和锂片复压支撑板；所述上负极壳振动料斗的出料口处与加锂片上负极壳推板安装在同一水平面上且互相垂直，加锂片上负极壳推板固装在加锂片上负极壳气缸上，加锂片上负极壳气缸固装在上锂片机构支架上，水平料道与加锂片上负极壳推板在同一轴线上，且固装在上锂片机构支架上，水平料道内槽水平面与加锂片上负极壳推板下底面在同一水平面上；加锂片负极出料气缸固装在上锂片机构支架上，且加锂片负极出料气缸前端固装着加锂片负极出料推板；锂片复压气缸立板垂直固装在锂片复压支撑板上，锂片复压气缸与锂片复压气缸固定板相连且通过锂片复压气缸固定板与锂片复压气缸立板相固接，锂片复压压杆导向套与锂片复压气缸立板垂直相连，且其导向套的中心轴线与锂片复压气缸的轴线相重合，锂片复压压杆下端固接着锂片复压压头，上端穿过锂片复压压杆导向套与锂片复压气缸连接；加锂片负极壳出料推板垫块在加锂片负极出料推板正下方，且与锂片复压支撑板固接，锂片复压支撑板，固装在上锂片机构支架上；

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；所述从动轮和从动轮轴安装在主支板上的上锂片机构一端，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；

所述的剪纸机构包括三部分，第一部分为供纸部分，第二部分为负极传送部分，第三部分为剪纸模架部分，三个部分通过剪纸工作台连接在一起；所述的供纸部分包括收纸电机支架、放纸支架、收纸电机、收纸中心轴、收纸挡盘、放纸盘轴、放纸挡盘、送纸气缸、送纸气缸支架、剪纸工作台、送纸连接板、送纸支架、送纸压块和压纸气缸；其中，放纸支架和收纸电机支架按工艺顺序分别置于剪纸工作台的两侧，并紧固于大工作台上，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上，剪纸工作台也紧固于主支板上；收纸电机支架上固装着收纸电机，收纸电机轴上固装着收纸中心轴，在收纸中心轴上与收纸电机对应的一端间隙安装着收纸挡盘；同样，放纸盘轴固装在放纸支架上，在放纸盘轴的另一端间隙安装着放纸挡盘，送纸气缸通过送纸气缸支架固装在剪纸工作台上，送纸支架通过送纸连接板与送纸气缸相连，送纸压块通过螺纹与压纸气缸相连，二者一并垂直安装于送纸支架上；所述的负极传送部分包括剪纸上负极壳气缸、剪纸上负极壳气缸支座、剪纸工作台、剪纸上负极壳推板、剪纸上负极壳挡块、剪纸移料气缸、剪纸移料推板、剪纸回料气缸、剪纸回料气缸支座和剪纸回料推板；其中，剪纸上负极壳气缸通过剪纸上负极壳气缸支座与剪纸工作台相连，剪纸上负极壳推板安装在剪纸上负极壳气缸前端，剪纸上负极壳挡块与剪纸上负极壳推板平行且紧固于剪纸工作台上，剪纸移料气缸安装于剪纸工作台底面，其中心轴线和送纸气缸轴线同在一垂直于剪纸工作台的平面内，剪纸移料推板安装于剪纸移料气缸前端，穿过剪纸工作台的内槽，且和剪纸上负极壳气缸水平垂直，剪纸回料气缸通过剪纸回料气缸支座与剪纸工作台相连，且与剪纸上负极壳气缸在同一水平面上平行，并分布于主皮带两侧，剪纸回料推板安装在剪纸回料气缸前端；所述的剪纸模架部分包括剪纸气缸支柱、剪纸工作台、剪纸气缸连接板、剪纸气缸、锁紧螺母、挂销套、挂销、隔膜纸成型杆、剪纸上模、剪纸模架导套连接板、剪纸模架导套、剪纸模架导柱、剪纸模架底座、剪纸下模固定螺栓、剪纸下模、剪纸模架压板、剪纸模架压板固定螺栓、限位螺栓、缓冲弹簧；其中，剪纸气缸支柱固定于剪纸工作台上，在剪纸气缸支柱上端紧固着剪纸气缸连接板，在剪纸气缸连接板上部中间位置紧固着剪纸气缸，在剪纸气缸的下部依次连接着用于锁紧挂销套的锁紧螺母，在挂销套下方挂接着挂销，在挂销下方紧固着隔膜纸成型杆，在隔膜纸成型杆的外围与其滑动配合着剪纸上模，剪纸上模固装在剪纸模架导套连接板的中间位置，剪纸模架导套连接板的左右两端分别和剪纸模架导套紧固连接，两个剪纸模架导柱分别从两个剪纸模架导套中心穿过，剪纸模架导柱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，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，在挂销和剪纸模架导套连接板之间连接着缓冲弹簧，位于剪纸模架底座和剪纸模架导套连接板之间在剪纸模架底座上紧固着限位螺栓；

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；

所述的上锰片机构包括锰片传送部分和锰片装配部分，两部分通过上锰片机构工作台联接在一起，上锰片工作台放置在大工作台上；所述的锰片传送部分包括：上锰片皮带从动轮轴、上锰片皮带从动轮、上锰片皮带电机、上锰片皮带电机支座、上锰片皮带主动轮、上锰片皮带；所述的上锰片皮带从动轮轴紧固在主支板上，上锰片皮带从动轮安装于上锰片皮带从动轮轴上，上锰片皮带电机紧固在上锰片皮带电机支座上，上锰片皮带电机支座紧固在大工作台上，上锰片皮带主动轮安装于上锰片皮带电机上，上锰片皮带用于连接上锰片皮带从动轮和上锰片皮带主动轮，且与主皮带平行；所述的锰片装配部分包括紧固于上锰片机构工作台上的执行机构，上锰片机构工作台紧固于主支板上；所述的执行机构包括加锰片上负极气缸、加锰片上负极气缸支架、加锰片上负极推板、上锰片移料气缸、上锰片移料气缸支座、上锰片移料推板、上锰片气缸、上锰片气缸支座、双联上锰片推板、加锰片上负极挡块和锰片阻挡块；所述的加锰片上负极气缸通过加锰片上负极气缸支架紧固于上锰片机构工作台上，且与主皮带在同一水平面上垂直，加锰片上负极推板紧固在加锰片上负极气缸前端，上锰片移料气缸通过上锰片移料气缸支座紧固在上锰片机构工作台上，且与主皮带在同一水平面平行，上锰片移料推板紧固于上锰片移料气缸前端，上锰片气缸通过上锰片气缸支座紧固在上锰片机构工作台上，双联上锰片推板紧固在上锰片气缸前端，双联上锰片推板的左半推板与加锰片上负极推板同轴；加锰片上负极挡块位于加锰片上负极推板右侧，且紧固于上锰片机构工作台上，锰片阻挡块位于双联上锰片推板的右推板右侧，且紧固于上锰片机构工作台上；

所述的加正极壳机构包括紧固于大工作台上的加正极壳料斗、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：加正极壳料道、加正极壳回料气缸、加正极壳回料气缸支座、加正极壳回料气缸推板、正极壳推入气缸、正极壳推入气缸支座、正极壳推入推板、加正极壳负极推入气缸、正极壳负极推入气缸支座、加正极壳负极推入推板、加正极壳复压气缸、加正极壳复压气缸支架、加正极壳复压压头、加正极壳分层板和加正极壳负极阻挡块；所述的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；加正极壳回料气缸通过加正极壳回料气缸支座紧固在加正极壳机构工作台上，且与主皮带垂直，加正极壳回料气缸推板紧固在加正极壳回料气缸前端，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，并与加正极壳回料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；加正极壳复压气缸固装于加正极壳复压气缸支架上，加正极壳复压压头紧固于加正极壳复压气缸的前端，三者一起过正极壳推入气缸轴线且垂直于加正极壳机构工作台上表面的平面，垂直安装于加正极壳机构工作台上，加正极壳分层板位于加正极壳复压气缸支架与加正极壳机构工作台上表面之间；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；

所述的封口机构通过大工作台的封口机构定位孔配装在大工作台上，在先专利申请所述封口机构的中支板通过螺栓紧固在所述的主支板上，并且使其上表面与所述的大工作台台面相平齐；

所述的气动控制系统包括气源，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；

所述的电器控制系统包括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，本发明扣式电池生产线具有以下特点：

1扣式电池组装自动化。本发明生产线系统采用了机、电、气一体化的自动化设计技术，使其实现了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，在现有技术的5人操作减少为3人操作的条件下，同时可提高生产效率35％；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系统，便于自查出锂锰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保证了扣式电池产品质量。本发明生产线在上锂片机构中采用了气动锂片复压技术，利用起动冲力柔和且有缓冲作用便于金属锂片延展实现锂片嵌入负极壳上的集流网内，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，为后续锰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，实现了运动中添加电解液技术，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。

本发明生产线在上锰片机构中，采用了平行于主皮带的上锰片皮带作为辅助运行皮带，用于运送摆在皮带上的锰片，利用上下错开的空间复合推板设计，同时完成上负极壳与锰片定位的双重作用，结构简单，可靠性高，便于维护，有利于保证产品质量；

本发明生产线在加正极壳机构中，采用振动料斗代替人工选料，特别设计了分层板和空间上下组合推板机构，用于自动组装正极壳与负极壳，采用正极壳复压方式将锂锰扣式电池浮装的正极壳压实，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；

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锰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，适用于不同锂锰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、气一体化的自动化设计技术，机器传动简单，加上采用气动作动力源，各传动部件间无润滑，改善了手套箱中的空气质量，因此工作时噪声相对很小，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；另一方面生产线自动化程度很高，可大幅减轻工人劳动强度，实现社会责任和人性化生产。

附图说明

图1是本发明扣式电池生产线一种实施例的整体结构俯视示意图；

图2是本发明扣式电池生产线一种实施例的整体结构主视示意图；

图3是本发明扣式电池生产线一种实施例的上锂片机构俯视结构示意图；

图4是本发明扣式电池生产线一种实施例的上锂片机构局部结构(图3中的A-A截面剖视图)示意图；

图5是本发明扣式电池生产线一种实施例的剪纸机构结构俯视示意图；

图6是本发明扣式电池生产线一种实施例的剪纸机构局部结构(图5中的B-B截面剖视图)示意图；

图7是本发明扣式电池生产线一种实施例的注液机构结构示意图；

图8是本发明扣式电池生产线一种实施例的上锰片机构结构示意图；

图9是本发明扣式电池生产线一种实施例的加正极壳机构结构俯视示意图；

图10是本发明扣式电池生产线一种实施例的加正极壳机构局部结构(图9中的C-C截面剖视图)示意图；

图11是本发明扣式电池生产线一种实施例的气动控制系统结构示意图；

图12是本发明扣式电池生产线一种实施例的电器控制系统结构示意图；

图13(包括图13-1至图13-5，共5页)是本发明扣式电池生产线一种实施例的PLC控制系统程序设计框图。

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。

本发明设计的扣式电池生产线(以下简称生产线，参见图1-13)，包括机架组件1、上锂片机构2、主传动机构3、剪纸机构4、注液机构5、上锰片机构6、加正极壳机构7、封口机构8、气动控制系统9和电器控制系统10以及控制程序。

所述的机架组件1(参见图1、2)包括大工作台1.1和紧固于大工作台1.1下表面的机架1.3；机架1.3的下部横梁上安装有机架下底板1.4，机架下底板1.4的上部安装有控制柜1.5；所述的上锂片机构2、主传动机构3、剪纸机构4、注液机构5、上锰片机构6、加正极壳机构7和封口机构8均安装于所述大工作台1.1之上，所述的气动控制系统9安装于机架下底板1.4上；电器控制系统10及控制程序安装于所述的控制柜1.5的内部；触摸屏支架1.2垂直安装于大工作台1.1上表面靠近上锂片机构2的一端。

所述的上锂片机构2(参见图3、4)包括放置在大工作台1.1上的上锂片工作台2.1，紧固于大工作台1.1上的上锂片机构支架2.16、上负极壳振动料斗2.6和固定于上锂片机构支架2.16上的上锂片执行机构；所述的上锂片执行机构包括：加锂片上负极壳推板2.5、加锂片上负极壳气缸2.4、水平料道2.13、加锂片负极出料气缸2.2、加锂片负极出料推板2.3、锂片复压气缸2.7与锂片复压压杆2.9、锂片复压气缸固定板2.8与锂片复压气缸立板2.12、锂片复压压杆导向套2.10、锂片复压压头2.11、加锂片负极壳出料推板垫块2.14和锂片复压支撑板2.15。所述的上负极壳振动料斗2.6出料口处与加锂片上负极壳推板2.5安装在同一水平面上且互相垂直，加锂片上负极壳推板2.5固装在加锂片上负极壳气缸2.4上，加锂片上负极壳气缸2.4固装在上锂片机构支架2.16上，水平料道2.13与加锂片上负极壳推板2.5在同一轴线上，且固装在上锂片机构支架2.16上，水平料道2.13内槽水平面与加锂片上负极壳推板2.5下底面在同一水平面上；加锂片负极出料气缸2.2固装在上锂片机构支架2.16上，且加锂片负极出料气缸2.2前端固装着加锂片负极出料推板2.3；锂片复压气缸立板2.12垂直固装在锂片复压支撑板2.15上，锂片复压气缸2.7与锂片复压气缸固定板2.8相连且通过锂片复压气缸固定板2.8与锂片复压气缸立板2.12相固接，锂片复压压杆导向套2.10与锂片复压气缸立板2.12垂直相连，且其导向套的中心轴线与锂片复压气缸2.7的轴线相重合，锂片复压压杆2.9下端固接着锂片复压压头2.11，上端穿过锂片复压压杆导向套2.10与锂片复压气缸2.7连接；加锂片负极壳出料推板垫块2.14在加锂片负极出料推板2.3正下方，且与锂片复压支撑板2.15固接，锂片复压支撑板2.15固装在上锂片机构支架2.16上。

所述的主传动机构3(参见图1)包括主支板3.4、侧支板3.5、主动轮3.7、从动轮3.1和从动轮轴3.2以及主电机3.6和主皮带3.3；所述主支板垂直固装于大工作台1.1的中间位置，且贯穿整条生产线的各个工位；所述侧支板3.5与主支板3.4平行安装，并利用其中间的支撑部分与主支板3.4分段连接；所述主皮带3.3安装在位于主支板3.4和侧支板3.5之间的主动轮3.7和从动轮3.1上；所述从动轮3.1和从动轮轴3.2安装在主支板3.4上的上锂片机构一端，所述主电机3.6及与之相连的主动轮3.7安装在主支板3.4上的封口机构一端；。

所述的剪纸机构4(参见图5、6)包括三部分，第一部分为供纸部分，第二部分为负极传送部分，第三部分为剪纸模架部分；三个部分通过剪纸工作台4.2连接在一起。所述的供纸部分包括收纸电机支架4.14、放纸支架4.41、收纸电机4.1、收纸中心轴4.16、收纸挡盘4.15、放纸盘轴4.39、放纸挡盘4.40、送纸气缸4.17、送纸气缸支架4.18、剪纸工作台4.2、送纸连接板4.19、送纸支架4.20、送纸压块4.21和压纸气缸4.22；其中，放纸支架4.41和收纸电机支架4.14按工艺顺序分别置于剪纸工作台4.2的两侧，并紧固于大工作台1.1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4.2上，剪纸工作台4.2紧固于主支板3.4上；收纸电机支架4.14上固装着收纸电机4.1，收纸电机轴上固装着收纸中心轴4.16，在收纸中心轴4.16上与收纸电机4.1对应的一端间隙安装着收纸挡盘4.15；同样，放纸盘轴4.39固装在放纸支架4.41上，在放纸盘轴4.39的另一端间隙安装着放纸挡盘4.40，送纸气缸4.17通过送纸气缸支架4.18固装在剪纸工作台4.2上，送纸支架4.20通过送纸连接板4.19与送纸气缸4.17相连，送纸压块4.21通过螺纹与压纸气缸4.22相连，二者一并垂直安装于送纸支架4.20上；所述的负极传送部分包括剪纸上负极壳气缸4.13、剪纸上负极壳气缸支座4.12、剪纸工作台4.2、剪纸上负极壳推板4.10、剪纸上负极壳挡块4.11、剪纸移料气缸4.23、剪纸移料推板4.24、剪纸回料气缸4.8、剪纸回料气缸支座4.7和剪纸回料推板4.9，其中，剪纸上负极壳气缸4.13通过剪纸上负极壳气缸支座4.12与剪纸工作台4.2相连，剪纸上负极壳推板4.10安装在剪纸上负极壳气缸4.13前端，剪纸上负极壳挡块4.11与剪纸上负极壳推板4.10平行且紧固于剪纸工作台4.2上，剪纸移料气缸4.23安装于剪纸工作台4.2底面，其中心轴线和送纸气缸4.17轴线同在一垂直于剪纸工作台4.2的平面内，剪纸移料推板4.24安装于剪纸移料气缸4.23前端，穿过剪纸工作台4.2的内槽，且和剪纸上负极壳气缸4.13水平垂直，剪纸回料气缸4.8通过剪纸回料气缸支座4.7与剪纸工作台4.2相连，且与剪纸上负极壳气缸4.13在同一水平面上平行，并分布于主皮带3.3两侧，剪纸回料推板4.9安装在剪纸回料气缸4.8前端；所述的剪纸模架部分包括剪纸气缸支柱4.25、剪纸工作台4.2、剪纸气缸连接板4.26、剪纸气缸4.28、锁紧螺母4.29、挂销套4.30、挂销4.31、隔膜纸成型杆4.33、剪纸上模4.35、剪纸模架导套连接板4.36、剪纸模架导套4.34、剪纸模架导柱4.38、剪纸模架底座4.6、剪纸下模固定螺栓4.5、剪纸下模4.27、剪纸模架压板4.3、剪纸模架压板固定螺栓4.4、限位螺栓4.37、缓冲弹簧4.32，其中，剪纸气缸支柱4.25固定于剪纸工作台4.2上，在剪纸气缸支柱4.25上端紧固着剪纸气缸连接板4.26，在剪纸气缸连接板4.26上部中间位置紧固着剪纸气缸4.28，在剪纸气缸4.28的下部依次连接着用于锁紧挂销套4.30的锁紧螺母4.29，在锁紧挂销套4.30下方挂接着挂销4.31，在挂销4.31下方紧固着隔膜纸成型杆4.33，在隔膜纸成型杆4.33的外围与其滑动配合着剪纸上模4.35，剪纸上模4.35固装在剪纸模架导套连接板4.36的中间位置，剪纸模架导套连接板4.36左右两端分别和剪纸模架导套4.34紧固连接，剪纸模架导柱4.38从剪纸模架导套4.34(该部分结构左右对称，因此附图6中仅标注了右半部分，)中心穿过，剪纸模架导柱4.38下端紧固在剪纸模架底座4.6上，在剪纸模架底座4.6的u型前端下底面用剪纸下模固定螺栓4.5紧固着剪纸下模4.27，剪纸模架底座4.6通过剪纸模架压板固定螺栓4.4被剪纸模架压板4.3压紧，在挂销4.31和剪纸模架导套连接板4.36之间连接着缓冲弹簧4.32，位于剪纸模架底座4.6和剪纸模架导套连接板4.36之间在剪纸模架底座4.6上紧固着限位螺栓4.37。

本发明进一步特征是所述隔膜纸的直径大于所述负极壳的内径，当隔膜纸被剪纸机构压入所述负极壳内后，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CR2032锂锰电池，传统平面隔膜纸的直径为16.5mm，本发明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。

所述的注液机构5(参见图7)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1.1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3.4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3.5侧面上，便于注液到位传感器5.6能从主皮带3.3侧面感应负极壳的到位情况。

所述的上锰片机构6(参见图8)包括锰片传送部分和锰片装配部分，两部分通过上锰片机构工作台6.5联接在一起，上锰片工作台6.12放置在大工作台1.1上；所述的锰片传送部分包括：上锰片皮带从动轮轴6.10、上锰片皮带从动轮6.11、上锰片皮带电机6.9、上锰片皮带电机支座6.8、上锰片皮带主动轮6.7、上锰片皮带6.6；所述的上锰片皮带从动轮轴6.10紧固在主支板3.4上，上锰片皮带从动轮6.11安装于上锰片皮带从动轮轴6.10上，上锰片皮带电机6.9紧固在上锰片皮带电机支座6.8上，上锰片皮带电机支座6.8紧固在大工作台1.1上，上锰片皮带主动轮6.7安装于上锰片皮带电机6.9上，上锰片皮带6.6用于连接上锰片皮带从动轮6.11和上锰片皮带主动轮6.7，且与主皮带3.3平行；所述的锰片装配部分包括紧固于上锰片机构工作台6.5上的执行机构，上锰片机构工作台6.5紧固于主支板3.4上；所述的执行机构包括加锰片上负极气缸6.4、加锰片上负极气缸支架6.3、加锰片上负极推板6.2、上锰片移料气缸6.13、上锰片移料气缸支座6.14、上锰片移料推板6.15、上锰片气缸6.17、上锰片气缸支座6.18、双联上锰片推板6.19、加锰片上负极挡块6.1和锰片阻挡块6.16；所述的加锰片上负极气缸6.4通过加锰片上负极气缸支架6.3紧固于上锰片机构工作台6.5上，且与主皮带3.3在同一水平面上垂直，加锰片上负极推板6.2紧固在加锰片上负极气缸6.4前端，上锰片移料气缸6.13通过上锰片移料气缸支座6.14紧固在上锰片机构工作台6.5上，且与主皮带3.3在同一水平面平行，上锰片移料推板6.15紧固于上锰片移料气缸6.13前端，上锰片气缸6.17通过上锰片气缸支座6.18紧固在上锰片机构工作台6.5上，双联上锰片推板6.19紧固在上锰片气缸6.17前端，双联上锰片推板6.19的左半推板与加锰片上负极推板6.2同轴；加锰片上负极挡块6.1位于加锰片上负极推板6.2右侧，且紧固于上锰片机构工作台6.5上，锰片阻挡块6.16位于双联上锰片推板6.19的右推板右侧，且紧固于上锰片机构工作台6.5上。

所述的加正极壳机构7(参见图9、10)包括紧固于大工作台1.1上的加正极壳料斗7.1和紧固于加正极壳机构工作台7.6上的加正极壳执行机构，加正极壳机构工作台7.6紧固于主支板3.4上；所述的加正极壳执行机构包括：加正极壳料道7.2、加正极壳回料气缸7.3、加正极壳回料气缸支座7.4、加正极壳回料气缸推板7.5、正极壳推入气缸7.7、正极壳推入气缸支座7.8、正极壳推入推板7.9、加正极壳负极推入气缸7.11、正极壳负极推入气缸支座7.10、加正极壳负极推入推板7.12、加正极壳复压气缸7.14、加正极壳复压气缸支架7.16、加正极壳复压压头7.15、加正极壳分层板7.17和加正极壳负极阻挡块7.13；所述的加正极壳料道7.2入料口与加正极壳料斗7.1出料口衔接，加正极壳料道7.2出料口与加正极壳机构工作台7.6衔接；加正极壳回料气缸7.3通过加正极壳回料气缸支座7.4紧固在加正极壳机构工作台7.6上，且与主皮带3.3垂直，加正极壳回料气缸推板7.5紧固在加正极壳回料气缸7.3前端，正极壳推入气缸7.7通过正极壳推入气缸支座7.8紧固在加正极壳机构工作台7.6上，且与主皮带3.3平行，正极壳推入推板7.9紧固在正极壳推入气缸7.7前端，与加正极壳料道7.2口对齐，加正极壳负极推入气缸7.11通过加正极壳负极推入气缸支座7.10与加正极壳机构工作台7.6紧固，且与主皮带3.3在同一平面上垂直，并与加正极壳回料气缸7.3分别位于主皮带3.3两侧，加正极壳负极推入推板7.12固装于加正极壳负极推入气缸7.11前端；加正极壳复压气缸7.14固装于加正极壳复压气缸支架7.16上，加正极壳复压压头7.15紧固于加正极壳复压气缸7.14的前端，三者一起过正极壳推入气缸7.7轴线且垂直于加正极壳机构工作台7.6上表面的平面，垂直安装于加正极壳机构工作台7.6上，加正极壳分层板7.17位于加正极壳复压气缸支架7.16与加正极壳机构工作台7.6上表面之间；加正极壳负极阻挡块7.13与加正极壳负极推入推板7.12的右侧平行，且固装在加正极壳机构工作台7.6上。

所述的封口机构8适用于申请人的在先专利申请技术(参见200810052154.X号专利申请文件所描述的封口机构)，或者说在先专利申请所述的封口机构做简单的适应性改进(非本质性的改进)后直接用做本发明的封口机构8。该封口机构通过大工作台1.1的封口机构定位孔配装在大工作台1.1上。在先专利申请所述封口机构的中支板1.6(该标记号为在先专利标记，下同)通过螺栓紧固在本发明所述的主支板3.4上，并且使其上表面与所述的大工作台1.1台面相平齐；为简化结构和便于安装，所述的适应性改进包括：在先专利申请所述封口机构的侧立板2.3被本发明的主支板3.4所取代，在先专利申请所述封口机构的侧立护板2.4被本发明的侧支板3.5所取代，在先专利申请所述封口机构的皮带2.8被本发明的主皮带3.3所取代，在先专利申请所述封口机构的主动轮2.10被本发明的主动轮3.7所取代，在先专利申请所述封口机构的从动轮2.1被本发明的从动轮3.1所取代，在先专利申请所述封口机构的减速电机2.11被本发明的主皮带电机3.6所取代。

所述的气动控制系统9(参见图11)包括可输入气体的气源9.1，依次管接的过滤器9.2、调压器9.3、油雾器9.4和并联电磁阀组的进气端；在所述油雾器9.4和并联电磁阀组进气端之间还接有压力继电器9.5，压力继电器9.5与油雾器9.4和电磁阀组进气端相连；所述的过滤器9.2、调压器9.3、油雾器9.4和压力继电器9.5均装在机架1.3上；所述的并联电磁阀组，包括并联的电磁阀9.6-9.26，共21个，均安装在下底板1.4上，电磁阀组内各电磁阀9.6-9.21的出气和排气通过气管分别与各对应工作气缸的进气和回气相连，即分别对应控制加锂片上负极壳气缸2.4、加锂片负极壳出料气缸2.2、锂片复压气缸2.7、剪纸回料气缸4.8、剪纸上负极壳气缸4.13、送纸气缸4.17、压纸气缸4.22、剪纸移料气缸4.23、剪纸气缸4.28、精密计量泵5.1、加锰片上负极气缸6.4、上锰片移料气缸6.12、上锰片气缸6.16、加正极壳回料气缸7.3、正极壳推入气缸7.6、加正极壳负极推入气缸7.10、加正极壳复压气缸7.13、封口上料气缸(未标数字标记号的均为在先专利组件，下同)、封口气缸、封口出料气缸和封口回料气缸。

所述的电器控制系统10(参见图12)包括安装在机架1.3内机架下底板1.4上的电器控制柜1.5，电器控制柜1.5内安装有PLC主模块、PLC扩展模块、直流电源及滤波器；大工作台1.1上表面靠近上锂片机构2的一端垂直安装有触摸屏支架1.2，触摸屏支架1.2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1.2面板上的启动TA3，停止TA4，急停TA6等开关量(参见图12)；

(2)重要工位上的脚踏单动开关分别为：锂片复压脚踏开关TA1，锰片工序起停脚踏开关TA2，封口单动脚踏开关TA5；

(3)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、CK30、CK31、CK32、CK33、CK34、CK35、CK36)；

(4)接近开关(实施例具体为J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7、J8、J9、J10)；

(5)光电开关G1、G2；

(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9.6、9.7、9.8、9.9、9.10、9.11、9.12、9.13、9.14、9.15、9.16、9.17、9.18、9.19、9.20、9.21、9.22、9.23、9.24、9.25和9.26)，中间继电器ZJ1、ZJ2、ZJ3分别连接到收纸电机4.1、主皮带电机3.6和封口气缸上并可对其进行分别控制；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控制系统的控制程序(软件)设计原理说明如下(参见图13-17)：利用PLC可编成控制器作为整个控制系统的核心部分，根据整个机械系统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。

所述的软件本质上与申请人的在先专利相同，该功能的软件实现本领域技术人员可不经创造性劳动就可具体给出。由于本发明比可比的在先专利结构简单，因而所述的软件也得到了相对简化，操作便利，效率提高。

本发明的扣式电池自动封口装盘机总体布局方案采用直线型的机、电、气一体化布局结构，其工艺技术路线为：上负极壳—上锂片—锂片复压—上隔膜纸—注电解液—加锰片—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、移料和回料，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：

上锂片运动控制：当负极壳从上负极壳振动料斗2.6依次振出，当其到达加锂片上负极壳推板2.3时，接近开关传感器J1感应并将信号传给PLC，PLC向加锂片上负极壳电磁阀9.6发出指令，加锂片上负极壳气缸2.4输出；当负极壳一个推一个排上水平料道2.13时，添加锂片，当带锂片的负极壳到达锂片复压气缸2.7下时，接近开关J2感应并将信号传递给PLC，PLC将输出指令传递给锂片复压气缸2.7，锂片复压气缸2.7压下到终点，锂片复压气缸终点磁性开关CK04亮，并将信号传递给PLC，PLC程序触发延时器，开始保压；当复压完成后，锂片复压气缸2.7抬起时，锂片复压气缸起点磁性开关CK03得到一个上升沿信号，并将此信号传递给PLC，PLC得到这个上升沿信号后向加锂片负极壳出料电磁阀9.7发出指令，加锂片负极壳出料气缸2.2输出，将装有锂片并复压完成的电池壳推回主皮带3.3，进入下一工序。

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、上锰片堵料控制、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J3，光电开关G1，光电开关G2和接近开关J10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，则控制系统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4.11挡住，此时接近开关J4得到信号，并传递给PLC，PLC向剪纸上负极壳电磁阀9.10发出信号，剪纸上负极壳气缸4.13输出；当剪纸上负极壳气缸终点磁性开关CK08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CK08将信号传递给PLC，PLC向剪纸电磁阀9.14发送指令，剪纸气缸4.28输出；隔膜纸剪下之后，利用上模内的成型杆4.33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CK10亮，这时剪纸上负极壳气缸收回；然后，剪纸气缸4.28抬起，送纸气缸4.17运行纸带前行一个工位，同时剪纸移料气缸4.23将填装好隔膜纸的负极壳推出，由剪纸回料气缸4.8将负极壳又送回主皮带，进入下一工序；

注液动作控制：当填装好隔膜纸的负极壳经过注液工位时，注液到位传感器J5感应，并将信号传递给PLC，PLC将指令发送给注液电磁阀9.15，精密计量泵5.1输出，电解液滴入到运行中的负极壳隔膜纸上；

上锰片运动控制：当注液后的负极壳到达上锰片工位时，负极壳被加锰片上负极挡块6.1挡住，此时上锰片接近开关J6亮，信号传递给PLC，PLC将输出信号，指令加锰片上负极电磁阀9.16动作，使加锰片上负极气缸6.4输出，将负极壳推到了上锰片位置等待锰片；上锰片皮带运送着锰片到达锰片阻挡块6.16处，这时锰片到位接近开关J7变亮，并将信号传递给PLC，PLC将输出信号传递给上锰片电磁阀9.18，指令上锰片气缸6.17输出，将锰片推入等候的负极壳内，然后再通过上锰片移料气缸6.13将带有锰片的负极壳移走；在等候第二次上锰片时，上锰片的双联推板右推板将推动锰片负极壳返回主皮带，进入下一工序。

加正极壳运动控制：当带锰片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7.13挡住；此时，加正极壳到位接近开关J8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9.21，指令加正极壳负极推入气缸7.11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7.2将正极壳送入正极壳等候位置；当负极壳和正极壳分别位于正极壳推入推板7.9空间的下层推板和上层推板前端时，加正极壳接近开关J9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9.20，指令正极壳推入气缸7.6输出，通过正极壳分层板7.17上的落料孔将正极壳装配到负极上，完成扣式电池配件的组装；然后正极壳复压气缸7.14下压，将扣式电池组件压紧后，正极壳回料气缸7.3将扣式电池组件送回到主皮带上，进入下一工序。

封口运动的控制适用于申请人所述的在先专利申请。但在其与本发明控制系统组配时，应当做简单的适应性改进。

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1.1上，工位之间的连接依靠主支板3.4、侧支板3.5和主皮带3.3来完成；物料传送采用减速电机+皮带作为传送机构，气缸作为动力源；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：系统采用机、电、气一体化的设计技术方案，即整个生产线系统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、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—上锂片—锂片复压—剪纸上料—剪纸—纸带移动—剪纸移料—剪纸回料—注液—加锰片上负极—上锰片—锰片移料—锰片回料—加正极壳上负极—加正极壳—正极壳复压—加正极壳回料—封口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；加锰片工位和加正极壳工位均采用空间双联推板实现了空间的立体装配；操作系统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，由控制系统的核心PLC装置发出工作指令，控制主皮带电机3.6、上负极壳振动料斗2.6、加正极壳振动料斗7.1、收纸电机4.1和上锰片皮带电机6.9启动工作；通过主动轮3.7和从动轮3.2带动主皮带3.3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，被加锂片上负极壳气缸2.4一个推一个排上水平料道2.13，添加锂片，当带锂片的负极壳到达锂片复压气缸2.7下时，锂片复压气缸2.7压下，这时锂片开始延展，嵌入负极壳内的集流网内，增大了化学反应的接触面积，有利于反应完全；复压完成后的负极壳被加锂片负极壳出料气缸2.2推回到主皮带3.3上，当主皮带3.3带着负极壳到达剪纸工位时，被剪纸上负极壳挡块4.11挡住，剪纸上负极壳气缸4.13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4.13并不退回，利用剪纸上负极壳推板4.10和剪纸工作台上4.2上的定位突起将负极壳定位，定位完成后，剪纸气缸4.28输出压缩压缩弹簧4.32，压缩弹簧4.32推动剪纸模架导套连接板4.36向下运动，由于剪纸上模4.35紧固在剪纸模架导套连接板4.36上，因此剪纸上模4.35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4.35被剪纸下模4.27内径突台所阻挡停止运行，而剪纸上模4.35内的成型杆4.33随剪纸气缸4.28的活塞杆继续下行，压缩弹簧4.32被继续压缩，成型杆4.33从剪纸上模4.35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4.13退回，然后，剪纸气缸4.28抬起，送纸气缸4.17运行纸带前行一个工位，同时剪纸移料气缸4.23将填装好隔膜纸的负极壳推出，由剪纸回料气缸4.8将负极壳又送回主皮带3.3；当填装好隔膜纸的负极壳经过注液工位时，精密计量泵5.1输出，电解液滴入到运行中的负极壳内的隔膜纸上；当注液后的负极壳到达上锰片工位时，负极壳被加锰片上负极挡块6.1挡住，加锰片上负极气缸6.4输出，加锰片上负极推板6.2的复合推板下推板将负极壳推到了上锰片位置等待锰片，上推板作为锰片推入的限位板，避免锰片推入过程中冲出，此时，上锰片皮带运送着锰片到达锰片阻挡块6.16处，上锰片气缸6.17输出，将锰片推到加锰片上负极推板6.2的复合推板上推板处，锰片受到限位落入下面等候的负极壳内，然后再通过上锰片移料气缸6.13将带有锰片的负极壳移走；在等候第二次上锰片时，上锰片推板6.19的双联推板右推板将推动前一个带有锰片的负极壳返回主皮带3.3；当运行至加正极壳工位时，被加正极壳负极阻挡块7.13挡住；加正极壳负极推入气缸7.11将带锰片负极壳推入正极壳分层板7.17下位于正极壳推入推板7.9复合推板的下推板的前方，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7.2将正极壳送入到复合推板的上推板的前方正极壳等候位置时，正极壳推入气缸7.7输出，正极壳和负极壳在正极壳分层板7.17上方和下方同时向前运行，当到达正极壳分层板7.17的落料孔处时正极壳通过该孔装配到负极壳上，完成扣式电池配件的组装；然后正极壳复压气缸7.14下压，避免了后续工序在运送过程中组件脱落，将扣式电池组件压紧后，正极壳回料气缸7.3将扣式电池组件送回到主皮带上，进入封口工序。封口工序的工作原理和工作过程同于所述在先专利申请。

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。

Claims (2)

1.一种扣式电池生产线，其特征在于该生产线包括机架组件、上锂片机构、剪纸机构、注液机构、上锰片机构、加正极壳机构、封口机构、主传动机构、气动控制系统和电器控制系统以及控制程序； 

所述的机架组件包括大工作台和紧固于大工作台下表面的机架，机架的下部横梁上安装有机架下底板，机架下底板的上部安装有控制柜；所述的上锂片机构、主传动机构、剪纸机构、注液机构、上锰片机构、加正极壳机构和封口机构均依次安装于所述大工作台之上；所述的气动控制系统安装于机架下底板上；电器控制系统及控制程序安装于所述的控制柜的内部；触摸屏支架垂直安装于大工作台上表面靠近上锂片机构一端； 

所述的上锂片机构包括放置在大工作台上的上锂片工作台，紧固于大工作台上的上锂片机构支架、上负极壳振动料斗和固定于上锂片机构支架上的上锂片执行机构；所述的上锂片执行机构包括：加锂片上负极壳推板、加锂片上负极壳气缸、水平料道、加锂片负极出料气缸、加锂片负极出料推板、锂片复压气缸与锂片复压压杆、锂片复压气缸固定板与锂片复压气缸立板、锂片复压压杆导向套、锂片复压压头、加锂片负极壳出料推板垫块和锂片复压支撑板；所述上负极壳振动料斗的出料口处与加锂片上负极壳推板安装在同一水平面上且互相垂直，加锂片上负极壳推板固装在加锂片上负极壳气缸上，加锂片上负极壳气缸固装在上锂片机构支架上，水平料道与加锂片上负极壳推板在同一轴线上，且固装在上锂片机构支架上，水平料道内槽水平面与加锂片上负极壳推板下底面在同一水平面上；加锂片负极出料气缸固装在上锂片机构支架上，且加锂片负极出料气缸前端固装着加锂片负极出料推板；锂片复压气缸立板垂直固装在锂片复压支撑板上，锂片复压气缸与锂片复压气缸固定板相连且通过锂片复压气缸固定板与锂片复压气缸立板相固接，锂片复压压杆导向套与锂片复压气缸立板垂直相连，且其导向套的中心轴线与锂片复压气缸的轴线相重合，锂片复压压杆下端固接着锂片复压压头，上端穿过锂片复压压杆导向套与锂片复压气缸连接；加锂片负极壳出料推板垫块在加锂片负极出料推板正下方，且与锂片复压支撑板固接；锂片复压支撑板固装在上锂片机构支架上； 

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；所述从动轮和从动轮轴安装在主支板上的上锂片机构一端，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； 

所述的剪纸机构包括三部分，第一部分为供纸部分，第二部分为负极传送部分，第三部分为剪纸模架部分，三个部分通过剪纸工作台连接在一起；所述的供纸部分包括收纸电机支架、放纸支架、收纸电机、收纸中心轴、收纸挡盘、放纸盘轴、放纸挡盘、送纸气缸、送纸气缸支架、剪纸工作台、送纸连接板、送纸支架、送纸压块和压纸气缸；其中，放纸支架和收纸电机支架按工艺顺序分别置于剪纸工作台的两侧，并紧固于大工作台上，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上，剪纸工作台也紧固于主支板上；收纸电机支架上固装着收纸电机，收纸电机轴上固装着收纸中心轴，在收纸中心轴上与收纸电机对应的一端间隙安装着收纸挡盘；同样，放纸盘轴固装在放纸支架上，在放纸盘轴的另一端间隙安装着放纸挡盘，送纸气缸通过送纸气缸支架固装在剪纸工作台上，送纸支架通过送纸连接板与送纸气缸相连，送纸压块通过螺纹与压纸气缸相连，二者一并垂直安装于送纸支架上；所述的负极传送部分包括剪纸上负极壳气缸、剪纸上负极壳气缸支座、剪纸工作台、剪纸上负极壳推板、剪纸上负极壳挡块、剪纸移料气缸、剪纸移料推板、剪纸回料气缸、剪纸回料气缸支座和剪纸回料推板；其中，剪纸上负极壳气缸通过剪纸上负极壳气缸支座与剪纸工作台相连，剪纸上负极壳推板安装在剪纸上负极壳气缸前端，剪纸上负极壳挡块与剪纸上负极壳推板平行且紧固于剪纸工作台上，剪纸移料气缸安装于剪纸工作台底面，其中心轴线和送纸气缸轴线同在一垂直于剪纸工作台的平面内，剪纸移料推板安装于剪纸移料气缸前端，穿过剪纸工作台的内槽，且和剪纸上负极壳气缸水平垂直，剪纸回料气缸通过剪纸回料气缸支座与剪纸工作台相连，且与剪纸上负极壳气缸在同一水平面上平行，并分布于主皮带两侧，剪纸回料推板安装在剪纸回料气缸前端；所述的剪纸模架部分包括剪纸气缸支柱、剪纸工作台、剪纸气缸连接板、剪纸气缸、锁紧螺母、挂销套、挂销、隔膜纸成型杆、剪纸上模、剪纸模架导套连接板、剪纸模架导套、剪纸模架导柱、剪纸模架底座、剪纸下模固定螺栓、剪纸下模、剪纸模架压板、剪纸模架压板 固定螺栓、限位螺栓、缓冲弹簧；其中，剪纸气缸支柱固定于剪纸工作台上，在剪纸气缸支柱上端紧固着剪纸气缸连接板，在剪纸气缸连接板上部中间位置紧固着剪纸气缸，在剪纸气缸的下部依次连接着用于锁紧挂销套的锁紧螺母，在挂销套下方挂接着挂销，在挂销下方紧固着隔膜纸成型杆，在隔膜纸成型杆的外围与其滑动配合着剪纸上模，剪纸上模固装在剪纸模架导套连接板的中间位置，剪纸模架导套连接板的左右两端分别和剪纸模架导套紧固连接，两个剪纸模架导柱分别从两个剪纸模架导套中心穿过，剪纸模架导柱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，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，在挂销和剪纸模架导套连接板之间连接着缓冲弹簧，位于剪纸模架底座和剪纸模架导套连接板之间在剪纸模架底座上紧固着限位螺栓； 

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； 

所述的上锰片机构包括锰片传送部分和锰片装配部分，两部分通过上锰片机构工作台联接在一起，上锰片工作台放置在大工作台上；所述的锰片传送部分包括：上锰片皮带从动轮轴、上锰片皮带从动轮、上锰片皮带电机、上锰片皮带电机支座、上锰片皮带主动轮、上锰片皮带；所述的上锰片皮带从动轮轴紧固在主支板上，上锰片皮带从动轮安装于上锰片皮带从动轮轴上，上锰片皮带电机紧固在上锰片皮带电机支座上，上锰片皮带电机支座紧固在大工作台上，上锰片皮带主动轮安装于上锰片皮带电机上，上锰片皮带用于连接上锰片皮带从动轮和上锰片皮带主动轮，且与主皮带平行；所述的锰片装配部分包括紧固于上锰片机构工作台上的执行机构，上锰片机构工作台紧固于主支板上；所述的执行机构包括加锰片上负极气缸、加锰片上负极气缸支架、加锰片上负极推板、上锰片移料气缸、上锰片移料气缸支座、上锰片移料推板、上锰片气缸、上锰片气缸支座、双联上锰片推板、加锰片上负极挡块和锰片阻挡块；所述的加锰片上负极气缸通过加锰片上负极气缸支架紧固于上锰片机构工作台上，且与主皮带在同一水平面上垂直，加锰片上负极推板紧固在加锰片上负极气缸前端，上锰片移料气缸通过上锰片移料气缸支座紧固在上锰片机构工作台上，且与主皮带在同一水平面平行，上锰片移料推板紧固于上锰片移料气缸前端，上锰片气缸通过上锰片气缸支座紧固在上锰片机构工作台上，双联上锰片推板紧固在上锰片气缸前端，双联上锰片推板的左半推板与加锰片上负极推板同轴；加锰片上负极挡块位于加锰片上负极推板右侧，且紧固于上锰片机构工作台上，锰片阻挡块位于双联上锰片推板的右推板右侧，且紧固于上锰片机构工作台上；所述的加正极壳机构包括紧固于大工作台上的加正极壳料斗、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：加正极壳料道、加正极壳回料气缸、加正极壳回料气缸支座、加正极壳回料气缸推板、正极壳推入气缸、正极壳推入气缸支座、正极壳推入推板、加正极壳负极推入气缸、正极壳负极推入气缸支座、加正极壳负极推入推板、加正极壳复压气缸、加正极壳复压气缸支架、加正极壳复压压头、加正极壳分层板和加正极壳负极阻挡块；所述的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；加正极壳回料气缸通过加正极壳回料气缸支座紧固在加正极壳机构工作台上，且与主皮带垂直，加正极壳回料气缸推板紧固在加正极壳回料气缸前端，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，并与加正极壳回料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；加正极壳复压气缸固装于加正极壳复压气缸支架上，加正极壳复压压头紧固于加正极壳复压气缸的前端，三者一起过正极壳推入气缸轴线且垂直于加正极壳机构工作台上表面的平面，垂直安装于加正极壳机构工作台上，加正极壳分层板位于加正极壳复压气缸支架与加正极壳机构工作台上表面之间；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；所述的封口机构通过大工作台的封口机构定位孔配装在大工作台上，所述的封口机构为申请人的在先中国专利申请200810052154.X号文件权利要求1所描述的封口机构；在先专利申请所述封口机构的中支板通过螺栓紧固在所述的主支板上，并且使其上表面与所述的大工作台台面相平齐；在先专 利申请所述封口机构的侧立板被所述扣式电池生产线的主支板所取代，在先专利申请所述封口机构的侧立护板被所述扣式电池生产线的侧支板所取代，在先专利申请所述封口机构的皮带被所述扣式电池生产线的主皮带所取代，在先专利申请所述封口机构的主动轮被所述扣式电池生产线的主动轮所取代，在先专利申请所述封口机构的从动轮被所述扣式电池生产线的从动轮所取代，在先专利申请所述封口机构的减速电机被所述扣式电池生产线的主皮带电机所取代；所述的气动控制系统包括气源，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；所述的电器控制系统包括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所述的扣式电池生产线，其特征在于所述的隔膜纸直径大于所述负极壳的直径，当隔膜纸被剪纸机构压入所述负极壳内后，可以形成碗状结构。 

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