專利名稱：免維護(hù)鉛酸電池i形包片機(jī)矩陣排片裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開一種免維護(hù)鉛酸電池池I形包片機(jī)矩陣排片裝置，按國(guó)際專利分類表(IPC)劃分屬于免維護(hù)鉛酸電池池生產(chǎn)設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種免維護(hù)鉛酸電池池極群I形包片裝備。
背景技術(shù)：
目前的免維護(hù)鉛酸蓄電池是由正負(fù)極板、隔板、殼體、電解液和接線樁頭等組成，由于其自身結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)電解液的消耗量非常小，在使用壽命內(nèi)基本不需要補(bǔ)充蒸餾水，具有耐震、耐高溫、體積小、自放電小的特點(diǎn)，使用壽命一般為普通鉛酸蓄電池的兩倍，因而得到廣泛使用。免維護(hù)鉛酸蓄電池放電的化學(xué)反應(yīng)是依靠正極板活性物質(zhì)(二氧化鉛和鉛)和負(fù)極板活性物質(zhì)(海綿狀純鉛)在電解液(稀硫酸溶液)的作用下進(jìn)行，其中極板的柵架，傳統(tǒng)鉛酸蓄電池用鉛銻合金制造，免維護(hù)鉛酸蓄電池是用鉛鈣合金制造，前者用銻，后者用鈣，這是兩者的根本區(qū)別點(diǎn)，不同的材料就會(huì)產(chǎn)生不同的現(xiàn)象傳統(tǒng)鉛酸蓄電池在使用過程中會(huì)發(fā)生減液現(xiàn)象，這是因?yàn)闁偶苌系匿R會(huì)污染負(fù)極板上的海綿狀純鉛，減弱了完全充電后鉛酸蓄電池內(nèi)的反電動(dòng)勢(shì)，造成水的過度分解，大量氧氣和氫氣分別從正負(fù)極板上逸出，使電解液減少；用鈣代替銻，就可以改變完全充電后的鉛酸蓄電池的反電動(dòng)勢(shì)，減少過充電流，液體氣化速度減低，從而減低了電解液的損失。免維護(hù)電池一般使用超細(xì)玻璃纖維隔離板(AGM)，對(duì)正負(fù)極板進(jìn)行隔離，同時(shí)AGM也起到吸附稀硫酸電解液和提供氧氣復(fù)合通道的作用。因此，在生產(chǎn)工藝中，如何把AGM鑲嵌在正負(fù)極板之間成為一個(gè)重要的工序，同時(shí)由于AGM隔離板特性柔軟容易卷曲和破裂，給機(jī)械化帶來一定的難度。目前把AGM鑲嵌在正負(fù)極板之間的工序俗稱“包片工序”或“包板工序”，一般都是通過人工進(jìn)行作業(yè)，傳統(tǒng)的包片方法根據(jù)AGM的形狀主要分為“U形包法”和“W形包法”兩種，這兩種方法都適合人工作業(yè)。傳統(tǒng)的免維護(hù)電池裝配的U形包片(或包板)工藝，如圖I所示，是將超細(xì)玻璃纖維隔離板(簡(jiǎn)稱AGM)鑲嵌在正負(fù)極板P3’、P1’之間，由于AGM隔板Ρ2’質(zhì)地柔軟，機(jī)械強(qiáng)度很小，是適合手工作業(yè)有利于保護(hù)AGM隔離板不容易損壞，缺點(diǎn)是對(duì)作業(yè)員的依賴程度很高、包片效率低，目前主要靠人工一片一片進(jìn)行重疊，才能形成一個(gè)集群組，以6-DZM-12的電動(dòng)車電池為例子，一個(gè)熟練的作業(yè)員8個(gè)小時(shí)才能完成150-180只電池的包片工作，并且，作業(yè)人員必須與極板近距離接觸，不可避免吸入鉛粉造成血鉛超標(biāo)或者鉛中毒之類的職業(yè)病。傳統(tǒng)的W形包片方法與U形包片方法比較相近，其示意如圖2所示，其特點(diǎn)是正負(fù)極Ρ3’、Ρ1’兩面都包上AGM隔離板(紙)Ρ2’，然后重疊，隔離板(紙)在一個(gè)單體中一般是連續(xù)的。W型包片方法也是適合手工作業(yè)，但相對(duì)于U形包片方法可以減少員工拿隔離板的時(shí)間，由于正負(fù)極之間總是有兩片AGM隔離板，相對(duì)降低隔離板技晶短路的機(jī)會(huì)。由于人工包片的工序作業(yè)人員需要和極板距離接觸，極板的鉛粉容易被員工通過鼻子和嘴巴吸入，導(dǎo)致作業(yè)人員的血鉛升高，造成職業(yè)健康的巨大危害。2010年，由于全國(guó)血鉛事件頻發(fā)，國(guó)家環(huán)保部組織九部委對(duì)鉛酸蓄電池行業(yè)進(jìn)行大力整頓，其主要目的就是盡量避免鉛對(duì)作業(yè)人員和廠房附近居民造成健康的影響。中國(guó)專利文獻(xiàn)ZL200620075784. 5能實(shí)現(xiàn)機(jī)械包片疊片和送片過程，但需要手工將極板插入U(xiǎn)形的AGM隔離板，對(duì)人工的熟練程度和依賴性依然很強(qiáng)，再由于該設(shè)備方案只是一個(gè)單體一個(gè)進(jìn)行包片，無法進(jìn)行矩陣的工作方式，效率依然不高；專利號(hào)201020269409. O公開一種將U形隔板包好的單元進(jìn)行重疊的裝置，這只是包片復(fù)雜工序中的一個(gè)步驟，也只能進(jìn)行單個(gè)單體的疊片，不能實(shí)現(xiàn)批量單元的包片；專利號(hào)201020269440. 4公開一種U形包片的設(shè)備，只能進(jìn)行一個(gè)單體的包片工作，效率還是有很大的局限性；專利號(hào)201120023153. X公開一種轉(zhuǎn)盤式包片機(jī)器，主要功能是將單片的極板插進(jìn)U形的隔離板中，然后半機(jī)械的方式組合成單體；專利號(hào)201120062482. 5公開一種豎直方式包片的設(shè)備，也只能實(shí)行一個(gè)單體的豎直排板，橫向疊片的方式，采用的包片方式為U形或W形。上述列舉了幾個(gè)公開的專利文獻(xiàn)，其包片的方式都局限于U形或W形，因此在效率上并不會(huì)很快，并且，有的文獻(xiàn)只是部分機(jī)械化操作，要完成整個(gè)包片作業(yè)還需要人工手動(dòng)配合。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)合理、生產(chǎn)效率高的免維護(hù)鉛酸電池池I形包片機(jī)矩陣排片裝置，該裝置與送紙裝置配合實(shí)現(xiàn)I形包片，完全區(qū)別于傳統(tǒng)U形和W形包片方式，I形包片方式把極板和AGM隔離板都看成平板，通過矩陣排片讓極板和隔離板相間分布重疊成單體(極群或集群)，I形AGM隔離板的包片模式徹底顛覆傳統(tǒng)的觀念，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；腿詣?dòng)化的生產(chǎn)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種免維護(hù)鉛酸電池池I形包片機(jī)矩陣排片裝置，包括機(jī)架和安裝于其上的輸送帶、片匣和極板疊片裝置輸送帶，其為極群輸送帶，在極群輸送帶上有組裝矩陣極群的工作位；片匣，其為堆疊正極板或負(fù)極板的裝片容器，兩片匣位于輸送帶上工作位兩側(cè)，各片匣內(nèi)有若干矩陣單體；極板疊片裝置，其位于片匣上方并沿橫向?qū)к壱苿?dòng)，該移送裝置包括兩組真空吸盤，每組真空吸盤的數(shù)量與片匣內(nèi)矩陣單體對(duì)應(yīng)，其中一組真空吸盤將輸送帶一側(cè)片匣中的極板吸起時(shí)，另一組將吸起的輸送帶另側(cè)極板在工作位極群的位置放下，如此往復(fù)循環(huán)完成正、負(fù)極板集群的堆疊作業(yè)。進(jìn)一步，所述的兩個(gè)片匣分別由極群輸送帶兩側(cè)的片匣輸送帶輸送至工作位兩側(cè)并位于送紙裝置的上方，其中堆疊有若干正極板為正極片匣，另一個(gè)堆疊若干負(fù)極板為負(fù)極片匣。進(jìn)一步，所述的正、負(fù)極片匣為電池稱片工序的裝片容器，各片匣內(nèi)的極板形成矩陣，并與極板疊片裝置配合形成矩陣排片結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，所述的極板疊片裝置包括兩組真空吸盤、橫向絲桿、連接螺套和升降絲桿，連接螺套具有頂部的橫向螺孔和底部的兩豎向螺孔，兩組真空吸盤分別通過升降絲桿與連接螺套的兩豎向螺孔配合以實(shí)現(xiàn)每組真空吸盤上下移動(dòng)，連接螺套的橫向螺孔與橫向絲桿配合實(shí)現(xiàn)整體橫移。進(jìn)一步，所述的橫向絲桿由步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)控制兩組真空吸盤在輸送帶工作位及兩側(cè)的片匣之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，兩組真空吸盤通過導(dǎo)套及導(dǎo)軌配合作橫向位移，所述的升降絲桿為步進(jìn)升降絲桿以精確控制對(duì)應(yīng)真空吸盤上下移動(dòng)距離。本實(shí)用新型包片機(jī)實(shí)質(zhì)是矩陣排片，是不斷將片匣中的正、負(fù)極板和AGM隔板、依照順序排列到極群工作底板上的過程，具體是先將負(fù)板片匣中多片移送到極工作底板上，然后兩側(cè)的送紙裝置在負(fù)板上疊放對(duì)應(yīng)數(shù)量的AGM隔離板，再將相配合數(shù)量的正極板從正極板片匣移送到極群上AGM隔離板上，如此循環(huán)完成整個(gè)堆疊的包片工作。本實(shí)用新型由于采用了 I形包片方式，適用于模塊化、機(jī)械化，生產(chǎn)效率高且避免了包片技術(shù)人員受鉛粉的污染。

圖I是電池U形包片側(cè)視圖。圖2是電池W形包片側(cè)視圖。圖3是本實(shí)用新型I形包片示意圖。圖4是圖3包片爆炸圖。圖5是本實(shí)用新型包片側(cè)視圖。圖6是本實(shí)用新型設(shè)備總裝圖。圖7是本實(shí)用新型片匣立體圖。圖8是本實(shí)用新型矩陣排片示意圖。圖9是本實(shí)用新型極板疊片裝置俯視圖。圖10是圖9側(cè)視圖。圖11是本實(shí)用新型切紙機(jī)構(gòu)示意圖。圖12是本實(shí)用新型推紙機(jī)構(gòu)示意圖。圖13是本實(shí)用新型工作位俯視圖。圖14是本實(shí)用新型工作位升降機(jī)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明實(shí)施例請(qǐng)參閱圖3至圖14，一種免維護(hù)鉛酸電池池I形包片機(jī)，包括機(jī)架和安裝于其上的輸送帶、片匣、極板疊片裝置I和送紙裝置，其中輸送帶，其為極群輸送帶2，在極群輸送帶上有組裝矩陣極群的工作位21，極群輸送帶上有若干個(gè)工作底板PO，由輸入口輸入，并在工作位組裝疊片形成矩陣極群P，并輸送到下一道工序；片匣3，其為堆疊正、負(fù)極板的兩個(gè)裝片容器，兩片匣位于輸送帶上工作位21兩側(cè)，各片匣內(nèi)有若干矩陣單體；極板疊片裝置I，其位于片匣上方并沿橫向?qū)к壱苿?dòng)，該移送裝置I包括兩組真空吸盤11、12，每組真空吸盤的數(shù)量與片匣內(nèi)矩陣單體對(duì)應(yīng)，其中一組真空吸盤將片匣中的極板吸起時(shí)，另一組將吸起的極板在工作位極群的位置放下，如此往復(fù)循環(huán)完成正、負(fù)極板集群的堆疊作業(yè)；送紙裝置，其為兩組并位于極群輸送帶2兩側(cè)，各組送紙裝置均包括AGM紙卷41、送紙輪42 (送紙膠輪)及切紙機(jī)構(gòu)43和推紙機(jī)構(gòu)44，該送紙裝置由PLC中央控制器編程控制，AGM紙卷上的隔離紙經(jīng)送紙輪拉伸至切紙機(jī)構(gòu)43下并裁切成片段結(jié)構(gòu)的AGM隔板，并由兩側(cè)的推紙機(jī)構(gòu)44 一次性將各片AGM隔板推至工作位上相應(yīng)側(cè)的正極板或負(fù)極板上，形成負(fù)極板PUAGM隔板P2、正極板P3、AGM隔板P2依次循環(huán)的I形包片疊加式極板集群組，如圖3、圖4或圖5。 請(qǐng)參閱圖7及圖9，所述的兩個(gè)片匣分別由極群輸送帶兩側(cè)的片匣輸送帶6輸送至工作位兩側(cè)并位于送紙裝置的上方，其中堆疊有若干正極板為正極片匣31，另一個(gè)堆疊若干負(fù)極板為負(fù)極片匣32。正、負(fù)極片匣為電池稱片工序的裝片容器，各片匣內(nèi)的極板形成矩陣，并與極板疊片裝置配合形成矩陣排片結(jié)構(gòu)。 請(qǐng)參閱9、圖10及圖6，所述的極板疊片裝置包括框架13和安裝于其上的兩組真空吸盤11、12、橫向絲桿14、連接螺套15和升降絲桿，連接螺套15具有頂部的橫向螺孔和底部的兩豎向螺孔，兩組真空吸盤11、12分別通過相配合的升降絲桿16與連接螺套15的兩豎向螺孔配合以實(shí)現(xiàn)每組真空吸盤上下移動(dòng)(如圖10所示)，連接螺套的橫向螺孔與橫向絲桿配合實(shí)現(xiàn)整體橫移。橫向絲桿14由步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)17控制兩組真空吸盤在輸送帶工作位及兩側(cè)的片匣之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，兩組真空吸盤通過導(dǎo)套及導(dǎo)軌18配合作橫向位移，所述的升降絲桿為步進(jìn)升降絲桿以精確控制對(duì)應(yīng)真空吸盤上下移動(dòng)距離。其中一組真空吸盤將正極片匣中的極板吸起時(shí)，另一組將吸起的負(fù)極板在工作位極群的位置放下，此時(shí)，負(fù)極片匣一側(cè)的AGM送紙裝置啟動(dòng)并完成切紙、推紙動(dòng)作；當(dāng)真空吸盤滑移到負(fù)極片匣上吸片時(shí)，另一組將吸起的正極板在工作位極群的位置放下疊片，此時(shí)，正極片匣一側(cè)的AGM送紙裝置動(dòng)作完成切紙、推紙動(dòng)作，如此往復(fù)循環(huán)完成正、負(fù)極板集群的堆疊作業(yè)。請(qǐng)參閱圖11，所述的切紙機(jī)構(gòu)43包括滾刀排431及相連接的滾刀氣缸432，PLC中央控制器編程控制，由送紙膠輪將AGM隔離紙送到滾刀排下方并定位，滾刀排由氣缸推動(dòng)將AGM滾切成合適寬度的單體，為下一步的送紙工作做好準(zhǔn)備，滾刀排是若干數(shù)量的滾刀均勻安裝于滾刀軸上，并由氣缸驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)滾切作業(yè)。請(qǐng)參閱圖12，所述的推紙機(jī)構(gòu)44由推紙氣缸441和送紙桿442組成，送紙桿位于于滾刀排起始端下方，滾刀排沿兩側(cè)軌道運(yùn)行，軌道起始端上翹，是從上到下將條狀A(yù)GM切害I]，滾刀排復(fù)位，然后兩側(cè)的氣缸推動(dòng)送紙桿將批量裁切好的AGM隔板送到中間位置包片中的極群上，讓正負(fù)極板之間總是插入AGM隔板。請(qǐng)參閱圖13及圖14，所述的極群輸送帶工作位21的下方設(shè)有升降機(jī)構(gòu)5以使工作位上疊加的極板和兩側(cè)的裁切好的AGM隔板保持工作面平齊，該升降機(jī)構(gòu)5為步進(jìn)絲桿或氣缸。極群輸送帶上設(shè)有工作底板，輸送到工作位時(shí)進(jìn)行疊片作業(yè)，隨著疊片數(shù)量的增多，PLC控制器控制工作位下移以使底板上的極板和裁切好的AGM隔板保持工作面平齊，為推紙機(jī)構(gòu)順利將裁切好的AGM隔板推入到極極上面。本實(shí)用新型設(shè)備由PLC中央控制器編程控制，采用I形包片方式，完全區(qū)別于傳統(tǒng)U形和W形包片方式限制了自動(dòng)化設(shè)備的開發(fā)和發(fā)展，I形包片方式可以把極板和隔離板都看成平板，讓極板和隔離板相間分布重疊成單體，I形AGM隔離板的包片模式徹底顛覆傳統(tǒng)的觀念，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；妥詣?dòng)化的生產(chǎn)。本實(shí)用新型公開I形包片方法，簡(jiǎn)單說就是將極板和隔離板相間堆疊成一個(gè)單體。I形包片方法在鉛酸蓄電池干涸電池中有使用，所用的是機(jī)械強(qiáng)度比較硬的微孔塑料隔離板或PE隔離板，目前還沒有人在超細(xì)玻璃纖維隔離板(AGM)上使用I形包片工藝，原因是I形包片工序不適合手工作業(yè)，人工很難堆疊整齊，且效率也很低。而本實(shí)用新型公開的AGM隔離板用I形包片工藝，主要適合于矩陣式的規(guī)?；瘷C(jī)械包片。本實(shí)用新型公開一種矩陣包片設(shè)備，能批量自動(dòng)完成包片的工作，以24個(gè)單體矩陣的設(shè)備為例，8個(gè)小時(shí)能包1980只6-DZM-12的電動(dòng)車電池，相當(dāng)于12個(gè)熟練作業(yè)員的工作產(chǎn)量，機(jī)器需要兩名作業(yè)人員進(jìn)行喂料和收料，可以節(jié)約10個(gè)熟練作業(yè)員，且包片平整，干凈避免人員受鉛粉的污染。由于本自動(dòng)化設(shè)備只需要2個(gè)作業(yè)員，如果實(shí)行兩班倒，一天開機(jī)16個(gè)小時(shí)，可以完成近4000只6-DZM-12的包片任務(wù)，一個(gè)年產(chǎn)值上億的電池裝配廠的包片任務(wù)就由一臺(tái)機(jī)器，4個(gè)普通員工就能完成。而沒有使用本實(shí)用新型的I形包片工藝和設(shè)備，就需要24個(gè)熟練員工來完成，這對(duì)于血鉛頻發(fā)的鉛酸蓄電池企業(yè)是個(gè)很大的難 點(diǎn)。以上所記載，僅為利用本創(chuàng)作技術(shù)內(nèi)容的實(shí)施例，任何熟悉本項(xiàng)技藝者運(yùn)用本創(chuàng)作所做的修飾、變化，皆屬本創(chuàng)作主張的專利范圍，而不限于實(shí)施例所揭示者。
權(quán)利要求1.一種免維護(hù)鉛酸電池池I形包片機(jī)矩陣排片裝置，其特征在于包括機(jī)架和安裝于其上的輸送帶、片匣和極板疊片裝置 輸送帶，其為極群輸送帶，在極群輸送帶上有組裝矩陣極群的工作位； 片匣，其為堆疊正極板或負(fù)極板的裝片容器，兩片匣位于輸送帶上工作位兩側(cè)，各片匣內(nèi)有若干矩陣單體； 極板疊片裝置，其位于片匣上方并沿橫向?qū)к壱苿?dòng)，該移送裝置包括兩組真空吸盤，每組真空吸盤的數(shù)量與片匣內(nèi)矩陣單體對(duì)應(yīng)，其中一組真空吸盤將輸送帶一側(cè)片匣中的極板吸起時(shí)，另一組將吸起的輸送帶另側(cè)極板在工作位極群的位置放下，如此往復(fù)循環(huán)完成正、負(fù)極板集群的堆疊作業(yè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的免維護(hù)鉛酸電池池I形包片機(jī)矩陣排片裝置，其特征在于所述的兩個(gè)片匣分別由極群輸送帶兩側(cè)的片匣輸送帶輸送至工作位兩側(cè)并位于送紙裝置的上方，其中堆疊有若干正極板為正極片匣，另一個(gè)堆疊若干負(fù)極板為負(fù)極片匣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的免維護(hù)鉛酸電池池I形包片機(jī)矩陣排片裝置，其特征在于所述的正、負(fù)極片匣為電池稱片工序的裝片容器，各片匣內(nèi)的極板形成矩陣，并與極板疊片裝置配合形成矩陣排片結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3之一所述的免維護(hù)鉛酸電池池I形包片機(jī)矩陣排片裝置，其特征在于所述的極板疊片裝置包括兩組真空吸盤、橫向絲桿、連接螺套和升降絲桿，連接螺套具有頂部的橫向螺孔和底部的兩豎向螺孔，兩組真空吸盤分別通過升降絲桿與連接螺套的兩豎向螺孔配合以實(shí)現(xiàn)每組真空吸盤上下移動(dòng)，連接螺套的橫向螺孔與橫向絲桿配合實(shí)現(xiàn)整體橫移。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的免維護(hù)鉛酸電池池I形包片機(jī)矩陣排片裝置，其特征在于所述的橫向絲桿由步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)控制兩組真空吸盤在輸送帶工作位及兩側(cè)的片匣之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，兩組真空吸盤通過導(dǎo)套及導(dǎo)軌配合作橫向位移，所述的升降絲桿為步進(jìn)升降絲桿以精確控制對(duì)應(yīng)真空吸盤上下移動(dòng)距離。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種免維護(hù)鉛酸電池池I形包片機(jī)矩陣排片裝置，包括機(jī)架和安裝于其上的輸送帶、片匣和極板疊片裝置，其中的片匣為堆疊正、負(fù)極板的兩個(gè)裝片容器，其與極板疊片裝置配合實(shí)現(xiàn)矩陣排片，其中一組真空吸盤將片匣中的極板吸起時(shí)，另一組將吸起的極板在工作位極群的位置放下，如此往復(fù)循環(huán)完成堆疊作業(yè)，送紙裝置由PLC中央控制器編程控制，并與送紙裝置配合完成I形包片疊加式極板集群組。本實(shí)用新型由于采用了矩陣排片作業(yè)，適用于模塊化、機(jī)械化，生產(chǎn)效率高且避免了包片技術(shù)人員受鉛粉的污染。
文檔編號(hào)H01M10/14GK202474124SQ20122006729
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者陳振富 申請(qǐng)人:陳振富