CN106141145A - 一种铅酸蓄电池汇流排和极柱的连续铸焊设备 - Google Patents

Abstract

本发明将由铸焊模具的升温，多片极板极耳铸造焊接，铸焊后的模具和汇流排的冷却，汇流排与铸焊模具间的脱模，脱模后的极群入槽以及模具和夹具的返回等装置组成相互独立又自动衔接的连续铸焊设备。将多个工序集中操作相加组成的生产周期分解压缩为1道工序操作生产周期时间，可大幅度提高生产效率。铸焊模具采用铅合金液温升温的装置，在熔铅炉液面下设有一个将可复数的铸焊模具用自动机械依次送入并保持在铅合金液面下升温并可依次提供铸焊的升温机构，铸焊模具温度适合铸焊要求后，再铸焊模具按照先入先出原则依次从升温机构中取出进行电池极群汇流排和极柱的铸焊。

Description

一种铅酸蓄电池汇流排和极柱的连续铸焊设备

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池汇流排和极柱的铸焊生产设备。

技术背景

铅酸蓄电池的生产过程中，需要根据电池的容量设计要求，将数片极板焊接起来组成单体极群，再把各个单体极群通过极柱串联焊接，组成不同电压的电池。将数片极板焊接的部分称为汇流排，将不同极群串联焊接的部分是极群极柱。

电池汇流排的焊接，除了传统的使用焊枪和焊条手工焊接外，近年采用铸造焊接的方法越来越多。铸造焊接，简称铸焊，其特点是焊接质量好、效率高、工人劳动强度低。而极柱的传统工艺则是单独铸造，再用手工方法焊接在汇流排上。铸造焊接则可以把汇流排和极柱同时铸造成型。

铸焊的生产工艺，是在电池极群装入特制的极群夹具(简称夹具)后，首先将每个极群的极耳进行定位对齐的整理，然后对极群紧压并经过刷掉极耳上附着的铅膏和氧化物，极耳部沾上铸焊剂等铸焊准备工作后，经过以下几个工艺过程：1)铸焊模具升温；2)多片极板极耳汇流排和极柱的铸造焊接；3)铸焊后的模具和汇流排极柱的冷却；4)汇流排极柱与铸焊模具(简称模具)间的脱模；5)脱模后的极群插入电池壳槽(简称极群入槽)；6)模具与夹具分别返回铸焊和极群准备工位进入下个生产周期。

目前常用的铸焊生产设备是上述1)至6)的模具的升温过程、多片极板极耳铸造焊接过程、铸焊后的模具和汇流排的冷却过程、汇流排与模具间的脱模过程、脱模后的极群入槽以及模具和夹具的返回等过程均在同一工位使用同一台设备完成。这种生产方法和设备，上述每道工序都需要等待上一步操作完成后才能进行下一步操作，其中模具的升温和冷却的时间是无法简单地通过提高设备运行速度缩短，因此生产周期长是最大的缺点。虽然可以通过增加设备台数弥补这个缺点，但提高了设备投入成本，加大了生产设备占用的空间，增加了操作员工人数和操作时的移动距离，产生了生产不流畅、劳动强度高、生产效率低等缺点。

本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术的不足，提供一种能把上述铸焊生产1)至6)的6道工序的集中操作所需时间大大缩短，特别是将铸焊前的模具升温时间和铸焊后的模具冷却时间缩短，并实现自动化操作，以解决提高生产效率，降低操作员工的劳动强度和职业污染，减少设备投资的和设备占地等问题的方案和设备。

发明内容

本发明解决上述技术问题的采用的方案，即发明内容是：

上述铸造生产1)至6)的6道工序，将需要等待上一步操作完成后才能进行下一步操作的集中在一台设备上的动作，分解为6个独立专用的设备，配备复数的模具夹具，各个设备可同时动作，并在各个设备间用机械装置将载有产品(或半成品)的模具和夹具自动传递的流水线方式结合起来，每道工序完成后，产品立即自动流转到下工序，把6道工序的集中操作相加组成完整的铸焊生产周期时间分解后压缩为1道工序操作时间的生产周期时间。

按照以上方案，所述铅酸蓄电池汇流排和极柱的连续铸焊设备，包括一种铸焊模具的升温装置。所述升温装置是使用复数的模具依次升温，适合铸焊温度的模具可随时提供使用，每单个模具的升温等待时间压缩为零。本装置利用铅合金的液温升温，其特点是设有一个能将复数的模具依次沉入熔铅炉的合金液面下的装置，并在熔铅炉液面下设有一个将可复数的模具保持在铅合金液面下的装置，还设有一个能将温度达到要求的模具依次从铅合金液面下提起供给铸焊的装置。模具从熔铅炉液面下取出时，模具的铸焊雕刻沟槽内已经充满了铅合金液。

按照以上方案，所述铅酸蓄电池汇流排和极柱的连续铸焊设备，包括一种汇流排极柱铸造焊接装置。所述铸焊装置是将装有电池极群的夹具用自动装置定位待机，温度达到铸焊要求并使其铸焊雕刻沟槽内充满铅合金液的模具按照先入先出原则用自动装置从熔铅炉液面下取出并定位后，自动完成将每个电池单体的数片极板的极耳精确插入模具的汇流排雕刻沟槽内的铸焊。铸焊后的模具和夹具直接用自动辊道流向下道冷却工序，不需任何等待。

按照以上方案，所述铅酸蓄电池汇流排和极柱的连续铸焊设备，包括一种铸焊后的模具和汇流排的连续冷却装置。所述连续冷却装置是带有驱动机构的辊道式连续冷却装置，辊道下方设有水冷机构，辊道两侧则设有风冷机构。铸焊后的模具和夹具使用驱动辊道装置输送，使模具在辊道上一边冷却一边被自动传送到下道工序，不占用也不影响前后工序的操作，铸焊完成后不需等待便可立即进行下一个铸焊操作。

按照以上方案，所述铅酸蓄电池汇流排和极柱的连续铸焊设备，包括一种铸焊后的汇流排和模具的脱模装置。所述脱模装置包括使用一种上下滑道式分离卡具，和一种能让冷却后的模具和夹具(装载着铸焊后的电池极群)被自动送入分离卡具的装置。模具和夹具送入滑道式分离卡具后，上下滑道分别带着夹具和模具向相反两方向运动，将夹具与模具分离脱开。夹具在上滑道卡具上被自动推入下道极群入电池槽工序，模具则从下滑道卡具中被自动送入返回升温装置。

按照以上方案，所述铅酸蓄电池汇流排和极柱的连续铸焊设备包括，一种铸焊后的极群插入电池壳槽(简称极群入槽)的装置。所述极群入槽装置包括一个使用滑道承接脱模后的自动送入的夹具并精确定位机构、包括一个将电池壳槽对准极群底部的机构、包括一个将电池极群压入电池壳槽的机构、包括一个将入槽后的电池半成品转入下道工序的机构。

按照以上方案，所述铅酸蓄电池汇流排和极柱的连续铸焊设备，包括一种可将脱模后的模具自动返回熔铅炉、利用炉内铅液温度升温的装置，和一种可将极群入电池槽后的夹具自动返回到前道工序循环使用的装置。其中，模具在熔铅炉外的移动在同一平面上，夹具从整套设备的上方自动返回的装置，节省了设备占地空间，简化了设备，方便了前工序的铸焊准备操作。

对比现有技术，本发明技术方案的优点是：

1.所述铅酸蓄电池汇流排和极柱的连续铸焊设备，使用复数的模具和夹具，以铸造焊接工序为中心，将前工序的模具升温装置、后工序的冷却装置、脱模装置、极群入池壳槽装置和模具夹具返回装置分别设计成可同时动作的独立装置，各个装置间用自动辊道或气缸自动传递模具夹具，解决了后道工序须要等待前道工序操作完成才可进行的等待时间限制，能最大限度地缩短整个铸焊生产的周期时间，各个独立设备的运转和设备间的模具夹具的传送实现高度的自动化，减轻了操作者的劳动强度，提高了生产效率。

2.所述铅酸蓄电池汇流排和极柱的连续铸焊设备，使用复数的模具和夹具，在生产周期最耗时的模具升温和冷却阶段，采用模具依次升温装置和模具连续冷却装置，使模具升温和冷却时间占整个生产周期，从最大降到最小。

本发明的铅酸蓄电池汇流排和极柱的连续铸焊设备，能满足各种种类(如汽车起动用，阀控密封式，管状正极板的牵引用等)和各种型号的铅酸蓄电池铸焊的要求，能实现铸焊生产的高度自动化。

附图说明

图1为本发明的铅酸蓄电池汇流排和极柱连续铸焊设备的各个独立设备间的结合以及模具夹具的传送流向图。

图2为本发明的铅酸蓄电池汇流排和极柱连续铸焊设备的冷却装置的示意图。图3为本发明的铅酸蓄电池汇流排和极柱连续铸焊设备的自动脱模装置的示意图。

图4为本发明的铅酸蓄电池汇流排和极柱连续铸焊设备的极群入电池壳槽装置的示意图。

图5为本发明的铅酸蓄电池汇流排和极柱连续铸焊设备的极群夹具返回装置的示意图。

图6为本发明的铅酸蓄电池汇流排和极柱连续铸焊设备的铸焊模具返回装置的示意图。

图7为本发明的铅酸蓄电池汇流排和极柱连续铸焊设备的利用铅合金液温将铸焊模具升温装置的示意图。

图8为发明的铅酸蓄电池汇流排和极柱连续铸焊设备的立体图。

具体实施方式

实施例1

如附图1所示，本发明的铅酸蓄电池铸焊设备的各个独立设备间的结合以及模具和夹具的传送流向。利用复数的模具和夹具在各个设备独立实施铸焊工艺的各个动作，并将模具和夹具在各个设备间自动传送。

操作人员只需在铸焊准备工位将装有极群的夹具放到自动传送滚道上，极群依次经过极耳自动整齐，自动刷极耳，极耳自动沾助焊剂等铸焊准备后，自动机械装置将其提升并定位待机；利用熔铅炉铅合金液温升温到适合铸焊温度的模具，被另一个传送装置提升出熔铅炉并精确定位；然后，将极群极耳自动精确插入模具的汇流排和极柱的雕刻沟槽内，完成铸焊。

模具在在连续运动中经水冷和风冷装置将汇流排极柱冷却。此时模具一边冷却一边被连续地传送到下一道极群脱模工位。图2是铸焊后的模具连续冷却装置的示意图。连续冷却装置由输送辊道和冷却水箱等构成，能使模具浸在冷却水中其边冷却边前行。使用链条辊道时，在辊道的两条链条间嵌入一个水箱，水箱的长度可根据需要设计，水箱的宽度以不影响铸焊模具在链条辊道上输送为上限，下限则可根据模具的结构确定，水箱的深度则以不影响其他装置运行为前提，一般高于10毫米即可。水箱的底部安装有一个以上的喷涌进水管，进水管在水箱内的高度以不影响模具在辊道的输送为前提，使用时向水箱通入冷却液体(如冷却水)。水箱的与辊道运行方向一致的前后两侧安装有耐热的致密毛刷等软体工具。毛刷等软体工具的目的是给流向水箱前后的水流以阻力，提高水深，同时又不妨碍模具在滚道上的输送。水箱前后两侧流出的冷却液体用容器收集后循环使用。

冷却后的模具和极群夹具被自动送入附图3所示的自动脱模装置。该装置具有上下滑道式分离卡具C分别带着极群夹具B和铸焊模具A向相反两方向运动，将电池极群的汇流排极柱与铸焊模具分离脱开。脱模后的夹具B在上滑道卡具上被气缸D自动推入下个极群入电池壳槽装置；脱模后的模具则被气缸F水平移至返回位置后，再被气缸E推向升温装置。

附图4为极群入电池壳槽体装置。带有铸焊完成的极群夹具，被自动推入本装置B的位置并精确定位后，自动装置(也可人工)将电池壳槽体与极群底部定位，然后电池壳槽体稳定装置A下降，极群压入装置C上升，将极群从下方向上压入电池壳槽体。最后，自动装置(或人工)将压入铸焊后的极群的电池壳槽体取出至下道电池生产工序。

完成上述动作的极群夹具，被自动送入附图5的夹具返回装置。首先将夹具翻转180度，使其底座朝下，然后将其自动推入设置在设备上部的返回辊道，送至前铸焊准备工序重复使用(B为极群夹具翻转装置，A为极群夹具返回滚道)。

铸焊模具则用图6所示装置返回升温装置。E将模具从脱模工位水平移出，气缸A将模具B推入返回滑道D，C为刷掉模具表面附着铅渣的机构。

附图7所示的铸焊模具的升温装置，包括一个自动接收返回的模具并可将模具下沉至铅合金液面下的滑道机构A、包括一个可将铸焊模具保持在铅合金液面下不上浮以利用铅合金液温升温的滑道B(升温滑道B的长度取决于需要收容的模具数量，以能保证模具在其内依次前移的时间内使模具温度上升到适合铸焊的温度)、包括一个将模具在液面下从装置A推入升温滑道B的机构C、包括一个可将模具提升高于铅合金液面的带有滑道的模具提升机构D、包括一个可将模具从装置D沿升温滑道方向水平推出的机构E、包括一个将模具移动至铸焊工位前的机构H、包括一个可将模具从机构H水平推出并精确定位的机构G。机构D将模具从熔铅炉液面下提升前，带有刮板的机构F将液面上的铅渣预先刮开，防止铅渣滞留在模具表面影响铸焊质量；机构G将铸焊模具从机构H推出精确定位时，其自带的刮板将模具表面附着的残留氧化物再次挂掉以确保铸焊质量。为了保证在升温滑道内的模具不与下沉和提升滑道中的模具干涉，使装置更加可靠，在升温滑道两头还设置有阻挡，防止万一模具在滑道内移动发生干涉，影响设备正常运转。

附图8是本发明的铅酸蓄电池铸焊设备的立体图。本发明的铸焊设备还带有铸焊准备工序的极群极耳自动整齐装置、自动刷极耳装置和极耳自动沾助焊剂装置。操作人员只需将装有极群的夹具放到传送滚道上，便可自动地将极群依次经过极耳整齐、刷极耳的氧化物、极耳自动沾助焊剂后，自动送入铸焊设备。模具和夹具完成铸焊后自动返回循环使用，整个操作十分流畅并可实现高度自动化。

实施例2

把电池设计为6个单格12V型号为6DZM10的电动自行车电池极群，装入特制专用的极群夹具，将每个极群极耳整理对齐并对极群进行紧压后，将夹具放入根据本发明的技术工艺制作的铸焊设备的传送滚道上。本设备首先自动进行刷去极耳表面附着的氧化物并自动沾刷铸焊剂，完成铸造焊接的准备，同时复数的铸焊模具依次进入熔铅炉的升温滑道预热升温。

设备启动后的第一个生产周期每个工序的完成时间如下：

铸焊模具升温：30秒；

铸造焊接：7秒；

铸焊后的模具和汇流排冷却：24秒；

汇流排与铸焊模具间的脱模：6秒；

脱模后的极群的插入电池壳槽(简称极群入槽)：7秒；

铸焊模具与极群夹具分别返回铸焊和极群准备工位等：21秒。

共计95秒。

操作员工的操作仅仅是将装入极群并将极耳整齐后的夹具送入设备传送滚道。

从第二个生产周期开始，由于第一个生产周期期间，复数的模具已经升温至适合铸焊温度，本发明的铸焊工艺制作的铸焊设备的每个工序的完成时间如下：

铸焊模具升温：因不需等待，计为0秒；

铸造焊接：7秒；

铸焊后的模具和汇流排冷却：因不需等待，计为0秒；

汇流排与铸焊模具间的脱模：因不需等待，计为0秒；

脱模后的极群的插入电池壳槽(简称极群入槽)：，计为6秒；

铸焊模具与极群夹具分别返回铸焊和极群准备工位等：因不需等待，计为0秒。

共计7秒。

从上述实施例中，从刷极群极耳到极群入电池槽，操作员工仅为1名极群入电池槽的操作人员。

上述实施例的结果显示，在连续生产时，本发明的铸焊设备在生产效率、需要的操作员工人数、操作劳动强度和占地空间上有明显优势。

以上只是本发明的实施例，并非对本发明作任何形式的限制。

凡是依据本发明的技术本质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化和修饰，均仍属于本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种铅酸蓄电池的汇流排和极柱的连续铸焊设备，其特征在于由铸焊模具升温装置、多片极板极耳的铸造焊接装置、铸焊后的模具和汇流排连续冷却装置、汇流排和极柱与铸焊模具间的脱装置、脱模后的极群入池壳槽装置、铸焊模具返回升温装置、极群夹具返回装置等组成，通过多个独立装置使用复数的模具夹具在各个工位分别完成、带有产品(半成品)的模具夹具在各个装置间自动传送的方法将各个独立装置结合的连续铸焊设备。

2.根据权利要求1所述铅酸蓄电池的汇流排和极柱的连续铸焊设备，其特征在于在熔铅炉液面下设有一个可将复数的铸焊模具保持在铅合金液面下利用铅合金液温升温并可先入先出地依次提供铸焊的模具升温装置，在这个升温装置的两侧分别设有一个将模具沉下液面并依次推入和推出升温装置的滑道机构、和一个将模具提升出液面提供给铸焊的滑道机构。液面下的模具升温装置采用滑道，并在滑道两头设置阻挡以防止与沉下和提升机构中的模具干涉；滑道的长度可容纳复数的模具并根据升温所需时间设计，保证在设置的生产周期时间内使模具温度满足铸焊要求。

3.根据权利要求1所述铅酸蓄电池的汇流排和极柱的连续铸焊设备，其特征在于使用一种带有驱动机构的辊道式连续冷却装置，铸焊后的模具在辊道上运行时底部浸在冷却水中，一边移动一边冷却并传送到下个工位。

4.根据权利要求1所述铅酸蓄电池的汇流排和极柱的连续铸焊设备，其特征在于使用一种上下滑道分离卡具，能让冷却后的铸焊模具和极群夹具顺利地被自动推入，然后上下滑道分别带着极群夹具和铸焊模具向相反两方向运动，将汇流排和极柱与铸焊模具分离脱模。

5.根据权利要求1所述铅酸蓄电池的汇流排和极柱的连续铸焊设备，其特征在于使用滑道自动承接脱模后的极群夹具并精确定位的机构、电池壳槽对准极群底部的机构、电池极群压入电池壳槽的机构、将入槽后的电池半成品转入下道工序的机构。

6.根据权利要求1所述铅酸蓄电池的汇流排和极柱的连续铸焊设备，其特征在于将极群入电池槽后的夹具翻转180度后从设备上方自动返回铸焊准备工位。

7.根据权利要求1所述铅酸蓄电池的汇流排和极柱的连续铸焊设备，其特征在于脱模后的模具能自动地在同一平面被送入至熔铅炉液面下升温。