CN112059629A - 一种锂电池帽盖外壳成型装置及其实施方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池帽盖外壳成型装置及其实施方法，属于锂电池帽盖成型技术领域，包括气动支架、承压机构和打磨机构，所述气动支架的下方设置有承压机构，所述承压机构的一侧安装有打磨机构。集压切、塑型和打磨于一体，减少加工次序，减少加工过程中锂电池帽盖更换加工设备的时间，降低加工难度和加工成本，提高加工效率；自动化程度高；双气缸组件以不同下压力度进行同向加压和塑型，提高加工质量，避免气缸形成误差；采用多个可更换的承压板进行压切和塑型，实现批量生产，且承压板可更换，同一生产加工批次中的锂电池帽盖型号数量可调节，能够满足加工需求，使用简便且灵活。
Description
技术领域
本发明涉及其锂电池帽盖成型技术领域，特别涉及其一种锂电池帽盖外壳成型装置及其实施方法。
背景技术
锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池，盖帽在现有的锂电池中起到一个重要的组成部件，随着市场对锂电池需求量的增加，锂电池帽盖的需求量同步增加，现有的锂电池帽盖加工成型方法无法满足高效、快速、批量生产的需求。
专利号为CN201210317925.X公开了一种一次性锂电池钽电极玻璃一体化盖帽的加工方法。所述一次性锂电池钽电极玻璃一体化盖帽包括钽电极、玻璃体、壳体，所述一次性锂电池钽电极玻璃一体化盖帽的加工方法的具体步骤为：(1)加工壳体：将板料冲压制成底板，再将底板光饰处理、退火，得壳体；(2)加工钽电极：将钽电极打扁、弯曲、光饰处理、退火；(3)加工玻璃体：将玻璃粉经过混合搅拌、制坯、排蜡、玻璃化制成玻璃坯；(4)装配：将壳体、钽电极、玻璃体装配在模具上，放置在烧结炉内进行烧结。利用该加工方法加工出的一次性锂电池钽电极玻璃一体化盖帽具有密封性好、U形钽电极不易脆断，使用后能够满足电池的漏液失效率低的要求。
专利号为CN201721481673.9公开了一种电池盖帽加工装置，包括操作台以及分别设置于操作台上的两个传料机构、两个取料件、两个焊接机、两个压花机及两个检测机构；操作台包括基台、支撑座及承载板；承载板上设置有两排呈线性排列的固定座，其中一个取料件、一个焊接机、一个压花机及一个检测机构呈线性排列并靠近一排固定座且一个焊接机、一个压花机、一个检测机构分别对应其中一个固定座；两个传料机构设置于承载板上并分别对应一排固定座；每个传料机构能够相对承载板交替往返移动，进而从取料件上获取电池盖帽并依次向对应的一排中的每个固定座移动。电池盖帽加工装置实现了自动化作业，避免了人工操作，提高了生产效率及加工品质。
但是上述电池盖帽生产加工装置和方法均需要在加工过程中将锂电池帽盖进行运输，运输过程中需要使用运输结构，重新定位、固定等步骤，导致加工设备复杂，加工程序繁杂，浪费加工时间，延长加工周期。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂电池帽盖外壳成型装置及其实施方法，集压切、塑型和打磨于一体，减少加工次序，减少加工过程中锂电池帽盖更换加工设备的时间，降低加工难度和加工成本，提高加工效率；自动化程度高；双气缸组件以不同下压力度进行同向加压和塑型，提高加工质量，避免气缸形成误差；采用多个可更换的承压板进行压切和塑型，实现批量生产，且承压板可更换，同一生产加工批次中的锂电池帽盖型号数量可调节，能够满足加工需求，使用简便且灵活，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锂电池帽盖外壳成型装置，包括气动支架、承压机构和打磨机构，所述气动支架的下方设置有承压机构，所述承压机构的一侧安装有打磨机构；
所述气动支架包括顶板、导向杆、主推动气缸组件、副推动气缸组件、导向板和压板，所述顶板的两端下方固定连接有导向杆，所述导向板的两端均设有套圈，所述套圈套接于导向杆上，并沿导向杆外壁滑动，所述导向板和顶板之间连接有主推动气缸组件，所述导向板的下表面上安装有多个副推动气缸组件，多个所述副推动气缸组件的下端均旋转连接有压板；
所述承压机构包括U型支撑板、承压板、顶升组件和光感传感器，两根所述导向杆分别固定连接于U型支撑板的两端，所述U型支撑板的上端通过螺栓固定连接有多块承压板，且承压板的下方设置有顶升组件，所述承压板的一侧安装有光感传感器；
所述打磨机构包括左侧线型滑轨、右侧线性滑轨、驱动组件、L型支撑板和磨砂板，所述左侧线型滑轨与右侧线性滑轨相互平行，且结构一致，所述左侧线型滑轨和右侧线性滑轨上分别滑动连接有一块L型支撑板，两块所述L型支撑板之间连接有阶梯状的磨砂板，且L型支撑板的下端安装有驱动组件。
进一步地，所述承压板包括板体、阶梯型槽和导向孔，板体的中部开设有开口向上的阶梯型槽，且阶梯型槽的中部开设有两端通透的导向孔。
进一步地，所述顶升组件包括顶升气缸、伺服电机、顶升板和圆形顶槽，顶升气缸的上端固定连接有伺服电机，伺服电机的电机轴固定连接有顶升板，顶升板沿导向孔内壁滑动，且顶升板的中部开设有开口向上的圆形顶槽。
进一步地，所述主推动气缸组件、副推动气缸组件和顶升气缸均通过管道依次连接有阀门和气泵。
进一步地，所述压板的下表面呈向下凸起的阶梯状，且与阶梯型槽、圆形顶槽相互吻合。
进一步地，所述驱动组件包括驱动电机、齿轮和齿条，所述L型支撑板上安装有驱动电机，驱动电机与齿轮相互连接，左侧线型滑轨和右侧线性滑轨的侧壁上均通过螺栓固定连接有齿条，齿条与齿轮相互啮合。
进一步地，所述L型支撑板的内壁上开设有上端开口，下端封闭的卡槽，并通过卡槽卡嵌连接有磨砂板，L型支撑板的下表面上开设有滑槽，并通过滑槽滑动连接左侧线型滑轨和右侧线性滑轨。
进一步地，所述承压板共有5～20个，且呈等间距分布，其中部的阶梯型槽直径从左至右依次递增，承压板与压板一一对应，压板下表面的阶梯状圆台直径同样从左至右依次递增。
进一步地，所述磨砂板的侧壁与压板下表面的阶梯状圆台侧壁相互吻合，且磨砂板的侧壁上贴覆有砂纸或抛光布料。
根据本发明的另一个方面，提供一种锂电池帽盖外壳成型装置的实施方法，包括以下步骤：
S101：投料，从装置的左侧向阶梯型槽中投入平板状原料，平板状原料覆盖光感传感器；
S102：压切，光感传感器检测到原料就位后，气泵驱动主推动气缸组件下压，沿阶梯型槽外径压切原料；
S103：塑型，副推动气缸组件进一步下压，将压切下的圆形板压入阶梯型槽，实现塑型；
S104：脱模，顶升气缸推动顶升板和塑型后的圆形板向上移动，副推动气缸组件同步回缩；
S105：对接，驱动电机带动磨砂板沿左侧线型滑轨和右侧线性滑轨向左移动，直至磨砂板紧贴圆形板侧壁；
S106：打磨，伺服电机带动顶升板和圆形板同步旋转，圆形板边缘沿磨砂板侧壁摩擦；
S107：卸料，驱动电机带动磨砂板向右移动，主推动气缸组件和副推动气缸组件向上回缩，顶升气缸向下回缩，加工完成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明提出的一种锂电池帽盖外壳成型装置及其实施方法，集压切、塑型和打磨于一体，减少加工次序，减少加工过程中锂电池帽盖更换加工设备的时间，降低加工难度和加工成本，提高加工效率。
2、本发明提出的一种锂电池帽盖外壳成型装置及其实施方法，利用光感传感器感应启动加工，自动化程度高。
3、本发明提出的一种锂电池帽盖外壳成型装置及其实施方法，双气缸组件以不同下压力度进行同向加压和塑型，提高加工质量，避免气缸形成误差。
4、本发明提出的一种锂电池帽盖外壳成型装置及其实施方法，采用多个可更换的承压板进行压切和塑型，实现批量生产，且承压板可更换，同一生产加工批次中的锂电池帽盖型号数量可调节，能够满足加工需求，使用简便且灵活。
附图说明
图1为本发明的锂电池帽盖外壳成型装置的整体结构图；
图2为本发明的锂电池帽盖外壳成型装置的气动支架结构图；
图3为本发明的锂电池帽盖外壳成型装置的压板连接图；
图4为本发明的锂电池帽盖外壳成型装置的承压机构结构图；
图5为本发明的锂电池帽盖外壳成型装置的顶升组件结构图；
图6为本发明的锂电池帽盖外壳成型装置的承压板结构图；
图7为本发明的锂电池帽盖外壳成型装置的打磨机构结构图；
图8为本发明图7中A处局部放大图；
图9为本发明图7中B处局部放大图；
图10为本发明的锂电池帽盖外壳成型装置的实施方法流程图。
图中：100、气动支架；110、顶板；120、导向杆；130、主推动气缸组件；140、副推动气缸组件；150、导向板；160、压板；170、套圈；200、承压机构；210、U型支撑板；220、承压板；221、板体；222、阶梯型槽；223、导向孔；230、顶升组件；231、顶升气缸；232、伺服电机；233、顶升板；234、圆形顶槽；240、光感传感器；300、打磨机构；310、左侧线型滑轨；320、右侧线性滑轨；330、驱动组件；331、驱动电机；332、齿轮；333、齿条；340、L型支撑板；350、磨砂板；360、滑槽；370、卡槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，一种锂电池帽盖外壳成型装置，包括气动支架100、承压机构200和打磨机构300，气动支架100的下方设置有承压机构200，承压机构200的一侧安装有打磨机构300。
参阅图2至图3，气动支架100包括顶板110、导向杆120、主推动气缸组件130、副推动气缸组件140、导向板150和压板160，顶板110的两端下方固定连接有导向杆120，导向板150的两端均设有套圈170，套圈170套接于导向杆120上，并沿导向杆120外壁滑动，导向板150和顶板110之间连接有主推动气缸组件130，导向板150的下表面上安装有多个副推动气缸组件140，多个副推动气缸组件140的下端均旋转连接有压板160；压板160的下表面呈向下凸起的阶梯状，且与阶梯型槽222、圆形顶槽234相互吻合；
主推动气缸组件130、副推动气缸组件140和顶升气缸231均通过管道依次连接有阀门和气泵，气泵驱动气体进入主推动气缸组件130、副推动气缸组件140和顶升气缸231中，或者将主推动气缸组件130、副推动气缸组件140和顶升气缸231中气体排出，实现气缸的升降，本实施例中的气缸均可以采用液压缸替换，相应的气泵更换为液压泵，液压的推动力和推动速度高于气压的推动力和推动速度。
参阅图4至图6，承压机构200包括U型支撑板210、承压板220、顶升组件230和光感传感器240，两根导向杆120分别固定连接于U型支撑板210的两端，U型支撑板210的上端通过螺栓固定连接有多块承压板220，且承压板220的下方设置有顶升组件230，承压板220的一侧安装有光感传感器240；
承压板220包括板体221、阶梯型槽222和导向孔223，板体221的中部开设有开口向上的阶梯型槽222，且阶梯型槽222的中部开设有两端通透的导向孔223；承压板220共有5～20个，且呈等间距分布，其中部的阶梯型槽222直径从左至右依次递增，承压板220与压板160一一对应，压板160下表面的阶梯状圆台直径同样从左至右依次递增；承压板220通过螺栓固定连接于U型支撑板210上的，可以通过拆卸螺栓更换具有不同直径阶梯型槽222的承压板220，能够按照对应型号生产量需求调节一次加工生产的同一型号锂电池帽盖数量，进而满足生产需求，调节简便，使用灵活，批量加工生产，高效快速；
顶升组件230包括顶升气缸231、伺服电机232、顶升板233和圆形顶槽234，顶升气缸231的上端固定连接有伺服电机232，伺服电机232的电机轴固定连接有顶升板233，顶升板233沿导向孔223内壁滑动，且顶升板233的中部开设有开口向上的圆形顶槽234，顶升气缸231顶起圆形板后圆形板脱离阶梯型槽222，伺服电机232带动其旋转进行打磨，打磨时，顶升板233和压板160随圆形板旋转。
参阅图7至图9，打磨机构300包括左侧线型滑轨310、右侧线性滑轨320、驱动组件330、L型支撑板340和磨砂板350，左侧线型滑轨310与右侧线性滑轨320相互平行，且结构一致，左侧线型滑轨310和右侧线性滑轨320上分别滑动连接有一块L型支撑板340，两块L型支撑板340之间连接有阶梯状的磨砂板350，且L型支撑板340的下端安装有驱动组件330；
驱动组件330包括驱动电机331、齿轮332和齿条333，L型支撑板340上安装有驱动电机331，驱动电机331与齿轮332相互连接，左侧线型滑轨310和右侧线性滑轨320的侧壁上均通过螺栓固定连接有齿条333，齿条333与齿轮332相互啮合，驱动电机331带动齿轮332沿齿条333转动，进而带动L型支撑板340上的滑槽360沿左侧线型滑轨310或右侧线性滑轨320滑动，驱动组件330为打磨机构300运行的驱动力；
L型支撑板340的内壁上开设有上端开口，下端封闭的卡槽370，并通过卡槽370卡嵌连接有磨砂板350，L型支撑板340的下表面上开设有滑槽360，并通过滑槽360滑动连接左侧线型滑轨310和右侧线性滑轨320，采用卡槽370卡嵌连接便磨砂板350的更换，通过更换磨砂板350实现对磨砂物体的更换，针对锂电池帽盖侧边的加工情况，采用砂纸或毛皮进行打磨抛光；磨砂板350的侧壁与压板160下表面的阶梯状圆台侧壁相互吻合，且磨砂板350的侧壁上贴覆有砂纸或抛光布料，砂纸能够高效去毛刺，抛光布料为毛皮，能够抛光。
参阅图10，为了更好的展现锂电池帽盖外壳成型装置的流程，本实施例现提出一种锂电池帽盖外壳成型装置的实施方法，包括以下步骤：
S101：投料，从装置的左侧向阶梯型槽222中投入平板状原料，平板状原料覆盖光感传感器240；光感传感器240通过无线信号将信息传递给控制器，控制器接收信息后发出指令信息启动驱动气泵运行，利用光感传感器240感应启动加工，自动化程度高；
S102：压切，光感传感器240检测到原料就位后，气泵驱动主推动气缸组件130下压，沿阶梯型槽222外径压切原料；主推动气缸组件130用于大幅度的高压进给，避免圆形板边缘切割不断或残留毛刺过多，副推动气缸组件140用于小幅度的微量进给，避免圆形板塑型损坏，双气缸组件以不同下压力度进行同向加压和塑型，提高加工质量，避免气缸形成误差；
S103：塑型，副推动气缸组件140进一步下压，将压切下的圆形板压入阶梯型槽222，实现塑型；塑型后的圆形板具有锂电池帽盖的形状，即向下呈阶梯状凸起的薄片；
S104：脱模，顶升气缸231推动顶升板233和塑型后的圆形板向上移动，副推动气缸组件140同步回缩；其中，同步回缩能够保持塑型后的圆形板处于被夹持状态，而顶升后的圆形板高度与磨砂板350高度一致，为下一步工作作准备；
S105：对接，驱动电机331带动磨砂板350沿左侧线型滑轨310和右侧线性滑轨320向左移动，直至磨砂板350紧贴圆形板侧壁，采用多个可更换的承压板220进行压切和塑型，实现批量生产，且承压板220可更换，同一生产加工批次中的锂电池帽盖型号数量可调节，能够满足加工需求，使用简便且灵活；
S106：打磨，伺服电机232带动顶升板233和圆形板同步旋转，圆形板边缘沿磨砂板350侧壁摩擦；打磨至圆形板表面光滑无毛刺即可，集压切、塑型和打磨于一体，减少加工次序，减少加工过程中锂电池帽盖更换加工设备的时间，降低加工难度和加工成本，提高加工效率；
S107：卸料，驱动电机331带动磨砂板350向右移动，主推动气缸组件130和副推动气缸组件140向上回缩，顶升气缸231向下回缩，加工完成；加工完成后等待卸料，操作人员或者卸料装置将原料板和锂电池帽盖卸下，令光感传感器240能够进入新一轮待机状态，为下依次加工作准备。
综上所述：本发明提出的一种锂电池帽盖外壳成型装置及其实施方法，集压切、塑型和打磨于一体，减少加工次序，减少加工过程中锂电池帽盖更换加工设备的时间，降低加工难度和加工成本，提高加工效率；利用光感传感器240感应启动加工，自动化程度高；双气缸组件以不同下压力度进行同向加压和塑型，提高加工质量，避免气缸形成误差；采用多个可更换的承压板220进行压切和塑型，实现批量生产，且承压板220可更换，同一生产加工批次中的锂电池帽盖型号数量可调节，能够满足加工需求，使用简便且灵活。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锂电池帽盖外壳成型装置，其特征在于，包括气动支架(100)、承压机构(200)和打磨机构(300)，所述气动支架(100)的下方设置有承压机构(200)，所述承压机构(200)的一侧安装有打磨机构(300)；
所述气动支架(100)包括顶板(110)、导向杆(120)、主推动气缸组件(130)、副推动气缸组件(140)、导向板(150)和压板(160)，所述顶板(110)的两端下方固定连接有导向杆(120)，所述导向板(150)的两端均设有套圈(170)，所述套圈(170)套接于导向杆(120)上，并沿导向杆(120)外壁滑动，所述导向板(150)和顶板(110)之间连接有主推动气缸组件(130)，所述导向板(150)的下表面上安装有多个副推动气缸组件(140)，多个所述副推动气缸组件(140)的下端均旋转连接有压板(160)；
所述承压机构(200)包括U型支撑板(210)、承压板(220)、顶升组件(230)和光感传感器(240)，两根所述导向杆(120)分别固定连接于U型支撑板(210)的两端，所述U型支撑板(210)的上端通过螺栓固定连接有多块承压板(220)，且承压板(220)的下方设置有顶升组件(230)，所述承压板(220)的一侧安装有光感传感器(240)；
所述打磨机构(300)包括左侧线型滑轨(310)、右侧线性滑轨(320)、驱动组件(330)、L型支撑板(340)和磨砂板(350)，所述左侧线型滑轨(310)与右侧线性滑轨(320)相互平行，且结构一致，所述左侧线型滑轨(310)和右侧线性滑轨(320)上分别滑动连接有一块L型支撑板(340)，两块所述L型支撑板(340)之间连接有阶梯状的磨砂板(350)，且L型支撑板(340)的下端安装有驱动组件(330)。
2.如权利要求1所述的一种锂电池帽盖外壳成型装置，其特征在于，所述承压板(220)包括板体(221)、阶梯型槽(222)和导向孔(223)，板体(221)的中部开设有开口向上的阶梯型槽(222)，且阶梯型槽(222)的中部开设有两端通透的导向孔(223)。
3.如权利要求1所述的一种锂电池帽盖外壳成型装置，其特征在于，所述顶升组件(230)包括顶升气缸(231)、伺服电机(232)、顶升板(233)和圆形顶槽(234)，顶升气缸(231)的上端固定连接有伺服电机(232)，伺服电机(232)的电机轴固定连接有顶升板(233)，顶升板(233)沿导向孔(223)内壁滑动，且顶升板(233)的中部开设有开口向上的圆形顶槽(234)。
4.如权利要求1所述的一种锂电池帽盖外壳成型装置，其特征在于，所述主推动气缸组件(130)、副推动气缸组件(140)和顶升气缸(231)均通过管道依次连接有阀门和气泵。
5.如权利要求1所述的一种锂电池帽盖外壳成型装置，其特征在于，所述压板(160)的下表面呈向下凸起的阶梯状，且与阶梯型槽(222)、圆形顶槽(234)相互吻合。
6.如权利要求1所述的一种锂电池帽盖外壳成型装置，其特征在于，所述驱动组件(330)包括驱动电机(331)、齿轮(332)和齿条(333)，所述L型支撑板(340)上安装有驱动电机(331)，驱动电机(331)与齿轮(332)相互连接，左侧线型滑轨(310)和右侧线性滑轨(320)的侧壁上均通过螺栓固定连接有齿条(333)，齿条(333)与齿轮(332)相互啮合。
7.如权利要求1所述的一种锂电池帽盖外壳成型装置，其特征在于，所述L型支撑板(340)的内壁上开设有上端开口，下端封闭的卡槽(370)，并通过卡槽(370)卡嵌连接有磨砂板(350)，L型支撑板(340)的下表面上开设有滑槽(360)，并通过滑槽(360)滑动连接左侧线型滑轨(310)和右侧线性滑轨(320)。
8.如权利要求1所述的一种锂电池帽盖外壳成型装置，其特征在于，所述承压板(220)共有5～20个，且呈等间距分布，其中部的阶梯型槽(222)直径从左至右依次递增，承压板(220)与压板(160)一一对应，压板(160)下表面的阶梯状圆台直径同样从左至右依次递增。
9.如权利要求1所述的一种锂电池帽盖外壳成型装置，其特征在于，所述磨砂板(350)的侧壁与压板(160)下表面的阶梯状圆台侧壁相互吻合，且磨砂板(350)的侧壁上贴覆有砂纸或抛光布料。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的锂电池帽盖外壳成型装置的实施方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101：投料，从装置的左侧向阶梯型槽(222)中投入平板状原料，平板状原料覆盖光感传感器(240)；
S102：压切，光感传感器(240)检测到原料就位后，气泵驱动主推动气缸组件(130)下压，沿阶梯型槽(222)外径压切原料；
S103：塑型，副推动气缸组件(140)进一步下压，将压切下的圆形板压入阶梯型槽(222)，实现塑型；
S104：脱模，顶升气缸(231)推动顶升板(233)和塑型后的圆形板向上移动，副推动气缸组件(140)同步回缩；
S105：对接，驱动电机(331)带动磨砂板(350)沿左侧线型滑轨(310)和右侧线性滑轨(320)向左移动，直至磨砂板(350)紧贴圆形板侧壁；
S106：打磨，伺服电机(232)带动顶升板(233)和圆形板同步旋转，圆形板边缘沿磨砂板(350)侧壁摩擦；
S107：卸料，驱动电机(331)带动磨砂板(350)向右移动，主推动气缸组件(130)和副推动气缸组件(140)向上回缩，顶升气缸(231)向下回缩，加工完成。
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