扣式電池雙頭自動封口機數(shù)字化設(shè)計 畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　題目：CR2032扣式電池雙頭自動封口機數(shù)字化設(shè)計 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　學(xué) 院 機械工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 機械工程及

2、自動化 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　職 稱 副教授 </p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨

3、著扣式電池在各個行業(yè)產(chǎn)品中的廣泛應(yīng)用，與其相對應(yīng)的電池生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)展顯得尤為重要。本課題在扣式電池生產(chǎn)線中的封口環(huán)節(jié)上進行擴展改裝來提高其生產(chǎn)效率。通過對自動封口機的工藝、結(jié)構(gòu)、控制三個方面進行優(yōu)化、改進，詳細(xì)討論了高速自動封口的實現(xiàn)過程，確立了雙頭封口機的結(jié)構(gòu)設(shè)計。然后進行CAD的三維虛擬造型和虛擬裝配，并進行動態(tài)仿真，以確定機構(gòu)的數(shù)據(jù)參數(shù)。 </p><p>　　CR2032扣式電池雙頭自動封口機，它包括機架

4、組件、上料傳動機構(gòu)、上下料機構(gòu)、精密模架雙頭封口機構(gòu)、氣缸－連桿機構(gòu)和氣動系統(tǒng)、液壓-連桿機構(gòu)、電器控制系統(tǒng)及軟件；所述的機架組件包括方形機架及其地腳，在方形機架上安裝有下支板、中支板和上支板；在下支板和中支板之間對稱安裝有兩個支撐筒，支撐筒內(nèi)分別安裝有拉桿，且拉桿穿過中支板與上支板連接；在兩個支撐筒中間，下支板上安裝有所述液壓－連桿機構(gòu)；在中支板和上支板之間安裝有所述精密模架雙頭封口機構(gòu)；在中支板上面安裝著上料傳動機構(gòu)和上料傳動機構(gòu)的

5、側(cè)立板，側(cè)立板的中間部位安裝有上下料機構(gòu)；中支板下面安裝有氣動系統(tǒng)；電器控制系統(tǒng)安裝在所述的方形機架的右端。</p><p>　　扣式電池雙頭自動封口機在以機械取代人力的前提下還可以提高電池的生產(chǎn)效率，具有更廣闊的前景。</p><p>　　關(guān)鍵詞：扣式電池；封口機；自動化技術(shù)；虛擬仿真</p><p><b>　　ABSTRACT</b>&l

6、t;/p><p>　　Button batteries in various industries with products widely used, and their corresponding development of battery production equipment is very important. The subject in the button cell production line

7、 modifications to extend seal links to improve their production efficiency. Through the process of automatic sealing machine, structure, control of the three aspects of optimization and improvement are discussed in detai

8、l the realization of high-speed automatic sealing process, established the struct</p><p>　　CR2032 button cell Double automatic sealing machine, which includes chassis components, feeding transmission, the up

9、per and lower feeding mechanism, double sealed precision mold body, cylinder - linkage and pneumatic systems, hydraulic - linkage, electrical control systems and software; described rack assembly including rack of square

10、 feet, installed in the square under the support rack plates, branched board and on the support plate; the next supported plate and the symmetry between the plates </p><p><b>　　朗讀</b></p>

11、<p>　　顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音</p><p><b>　　字典</b></p><p>　　Button Cell Double automatic sealing machine to machine to replace the premise of human cells can increase production efficiency h

12、as broad prospects.</p><p>　　Key words：Button battery; sealing machine; automation technology; virtual simulation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b>

13、;</p><p>　　1.1電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展概述………………………………………………</p><p>　　1.1.1世界電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢………………………………….</p><p>　　1.1.2我國電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程及趨勢……………………………..</p><p>　　1.1.3扣式LiMnO2:電池現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢…………………………</

14、p><p>　　1.2自動生產(chǎn)線技術(shù)概述………………………………………………</p><p>　　1.2.1自動生產(chǎn)線的發(fā)展歷程……………………………………..</p><p>　　1.2.2自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢</p><p>　　1.3LiMnO2扣式電池制造加工技術(shù)研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.4本課題的研究目

15、的和主要研究內(nèi)容</p><p>　　1.4.1本課題的研究目的</p><p>　　1.4.2本課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　1.4.3本課題研究有關(guān)的國內(nèi)外研究情況</p><p><b>　　1.5本章小結(jié)</b></p><p>　　第二章 CR2032扣式電池雙頭自動封口機的

16、結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　2.1 扣式電池雙頭自動封口機的設(shè)想來由</p><p>　　2.2 扣式電池雙頭自動封口機的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　2.2.1 分析扣式電池雙頭自動封口機的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.2.2 扣式電池雙頭自動封口機的控制系統(tǒng)</p><p>　　2.2.3 簡述扣式電池雙頭自動

17、封口機的運動過程</p><p>　　2.3 確定最終的設(shè)計方案</p><p><b>　　2.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　第三章 CR2032扣式電池雙頭自動封口機數(shù)字化設(shè)計 方案優(yōu)化</p><p>　　3.1 扣式電池雙頭自動封口機結(jié)構(gòu)數(shù)字化分析</p><p>

18、　　3.1.1扣式電池雙頭自動封口機結(jié)構(gòu)參數(shù)分析</p><p>　　3.1.2 扣式電池雙頭自動封口機中零件參數(shù)的分析</p><p>　　3.1.3 校核扣式電池雙頭自動封口機中的零件</p><p>　　3.2 確定結(jié)構(gòu)的各組成部分</p><p><b>　　3.3 本章小結(jié)</b></p><

19、;p>　　第四章 虛擬設(shè)計與仿真</p><p>　　4.1 虛擬技術(shù)概述</p><p>　　4.2 AutoCAD在現(xiàn)代設(shè)計中的應(yīng)用</p><p>　　4.3 VRP在現(xiàn)代設(shè)計中的應(yīng)用</p><p>　　4.4三維CAD裝配圖的VRP動態(tài)仿真</p><p><b>　　4.5本章小結(jié)<

20、/b></p><p><b>　　第五章 結(jié)論</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　謝辭</b></p><p><b>　　

21、第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展概述</p><p>　　1.1.1 世界電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢</p><p>　　電池的發(fā)展史由1836年丹尼爾電池的誕生到1859年鉛酸電池的發(fā)明開始，至1883年發(fā)明了氧化銀電池，1888年實現(xiàn)了電池的商品化，1899年發(fā)明了鎳-福電池，1901年發(fā)明了鎳一鐵電池，進入20世紀(jì)后，電池

22、理論和技術(shù)處于一度停滯時期。但在第二次世界大戰(zhàn)之后，電池技術(shù)又進入快速發(fā)展時期。首先是為了適應(yīng)重負(fù)荷用途的需要，發(fā)展了堿性鋅錳電池，1951年實現(xiàn)了鎳一福電池的密封化。1958年HarriS提出了采用有機電解液作為銼一次電池的電解質(zhì)，20世紀(jì)70年代初期便實現(xiàn)了軍用和民用。隨后基于環(huán)保考慮，研究重點轉(zhuǎn)向蓄電池。鎳一福電池在20世紀(jì)初實現(xiàn)商品化以后，在20世紀(jì)80年代得到迅速發(fā)展。2000年全世界一次電池產(chǎn)值為162億美元，二次電池產(chǎn)值為

23、249億美元，總產(chǎn)值達40億美元?？梢灶A(yù)言，電池工業(yè)必將成為21世紀(jì)的重要產(chǎn)業(yè)之一，正如日本松下公司在規(guī)劃21世紀(jì)三大支柱產(chǎn)業(yè)時所作的一個形象的比喻所言: 信息產(chǎn)業(yè)是大腦，通訊產(chǎn)業(yè)是神經(jīng)，電池產(chǎn)業(yè)是血液。</p><p>　　新世紀(jì)來臨整個世界的電池業(yè)正在逐步進行結(jié)構(gòu)變遷，從原來的勞動密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向技術(shù)、知識密集型產(chǎn)業(yè)。從產(chǎn)業(yè)狀況看，世界電池產(chǎn)業(yè)基本可分為三大類:</p><p>　　第一

24、大類是日本電池產(chǎn)業(yè)。日本只有少數(shù)幾個大企業(yè)如松下電池工業(yè)公司、三洋電氣公司、東芝電池公司等，這些企業(yè)多為跨國電氣集團公司的下屬企業(yè)，技術(shù)力量雄厚，產(chǎn)品種類齊全，擁有高速先進自動化生產(chǎn)線。同時，企業(yè)非常重視新產(chǎn)品開發(fā)，堅持持續(xù)改進，產(chǎn)品性能不斷提高，成本卻不斷下降。日本產(chǎn)品的品牌知名度高，市場占有率趨于領(lǐng)先地位。1998年，日本的福鎳(Cd一Ni)電池占世界市場的50%左右，Ni一Mn電池占世界市場的90％左右，而鋰離子電池幾乎全是日本貨

25、。</p><p>　　第二大類是歐美國家電池產(chǎn)業(yè)。其研發(fā)實力較強，技術(shù)領(lǐng)先，電池種類較多，品牌有一定的影響力，知名企業(yè)有法國薩福特(Saft)公司、德國瓦爾塔(Valta)公司、美國杜拉謝爾(DuracelD公司和永備(Eveready)公司等。</p><p>　　第三大類是亞洲新興工業(yè)化國家或地區(qū)，如韓國、新加坡、我國臺灣地區(qū)等地的電池產(chǎn)業(yè)。這些國家和地區(qū)的企業(yè)接受日本、美國等大公司

26、的技術(shù)許可、技術(shù)轉(zhuǎn)讓，或與這些大公司合資、合作生產(chǎn)，具備較先進的生產(chǎn)技術(shù)，其品牌在亞洲地區(qū)有一定的影響力。</p><p>　　從以上可以看出，在電池產(chǎn)業(yè)這個迅速增長的市場內(nèi)，國外知名企業(yè)大多技術(shù)領(lǐng)先，質(zhì)量過硬，靠規(guī)模和品牌取勝。從這兩方面比較，中國的電池產(chǎn)業(yè)均處于劣勢地位。</p><p>　　1.1.2 我國電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程及趨勢</p><p>　　我國第一

27、家電池廠于1911年誕生于上海。1921年第一家專業(yè)鉛蓄電池廠-上海蓄電池廠也建于上海。1941年在延安中央軍委三局所屬電信材料廠開始生產(chǎn)鋅錳干電池和修理鉛酸蓄電池。1957年組建機電部電材局化學(xué)電源研究室，1958年成為我國第一個專業(yè)研究所，既原一機部化學(xué)電源研究所(原電子工業(yè)部天津電源研究所)。1960年我國第一家堿性蓄電池廠“風(fēng)云器材廠”在河南新鄉(xiāng)正式驗收投產(chǎn)。20世紀(jì)90年代初，國家開始了“863”重點攻關(guān)，使Ni一Mn電池的產(chǎn)

28、業(yè)化得到了迅速發(fā)展。以后國家又開始了鋰離子電池“863’’重點攻關(guān)，希望能借此推動鋰離子電池及其材料的國產(chǎn)化。</p><p>　　2005年中國全部電池制造企業(yè)實現(xiàn)累計工業(yè)總產(chǎn)值91億元，比2004年同期增長24%;全年實現(xiàn)累計產(chǎn)品銷售收入88億元，比2004年同期增長27.59%，全年實現(xiàn)累計利潤總額4億元，比2004年同期增長9.07%;截止到2005年12月底，全行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量為832家。</

29、p><p>　　2006年中國全部電池制造企業(yè)實現(xiàn)累計工業(yè)總產(chǎn)值122億元，比2005年同期增長29.82%;全年實現(xiàn)累計產(chǎn)品銷售收入118億元，比2005年同期增長30.16%，銷售收入的增長率比工業(yè)總產(chǎn)值增長率高0.34個百分點;全年實現(xiàn)累計利潤總額6億元，比2005年同期增長32.23%;截止到2006年12月底，全行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量為895家。</p><p>　　2007年1～2月

30、中國全部電池制造企業(yè)實現(xiàn)累計工業(yè)總產(chǎn)值20億元，比2006年同期增長30.65%;實現(xiàn)累計產(chǎn)品銷售收入18億元，比2006年同期增長 31.25%;實現(xiàn)累計利潤總額5千萬元，比上年同期增長20.45%;截止到2007年2月底，全行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量為903家。</p><p>　　電池業(yè)是中國的重點產(chǎn)業(yè)之一，有著良好發(fā)展前景。二十一世紀(jì)的電池具有大容量、高功率、長壽命、無污染、安全可靠及輕便的特點，是高科技、高產(chǎn)

31、出、高利潤、高創(chuàng)匯產(chǎn)品。隨著信息時代的到來，資訊產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，在邁入電子、資訊、通訊的“3C”時代后，電子產(chǎn)品朝著“短、小、輕、薄”的趨勢發(fā)展，作為電子產(chǎn)品不可或缺的電池，其重要性也越來越顯著。</p><p>　　1.1.3扣式LiMnO2:電池現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　Li/MnO2(鋰一二氧化錳)電池是一種以鋰為陽極、以二氧化錳為陰極，并采用有機電解液的一次性電池。該電池可

32、以做成不同的外形以滿足不同要求，它有長方形、圓柱形及紐扣形(扣式)。紐扣式(扣式)電池尺寸較小，其直徑為6.25-30mm，高度為1.2-7.7mm。CR為圓柱形鋰一二氧化錳電池，后四位數(shù)字中前兩位為電池的直徑尺寸，后兩位為帶小數(shù)點的高度尺寸。例如，cR1220的直徑為12.smm(不包括小數(shù)點后的數(shù))，其高度為2.omm。這種型號表示方法是國際通用的。這種扣式電池常用于時鐘、計算器、電子記事本、照相機、助聽器、電子游戲機、Ic卡、備用

33、電源等。</p><p>　　扣式Li/MnO2的電池安全性能高，生產(chǎn)使用過程不污染環(huán)境，屬于綠色環(huán)保能源。Li/MnO2電池自從1976年山日本商品化并投放市場以來，得到了迅速發(fā)展。尤其是近年來，扣式Li/MnO2電池在我國得到了飛速發(fā)展，使我國成為繼日本之后的扣式Li/MnO2電池的生產(chǎn)大國，2001年我國常州、深圳、武漢等地生產(chǎn)的電池產(chǎn)量與日本電池產(chǎn)量參見表1一1：</p><p>

34、　　表1-1 2001年中國、日本的扣式Li/MnO2電池產(chǎn)量(估計值)單位:萬只</p><p>　　但是我國的扣式Li/MnO2電池與日本相比。不僅產(chǎn)量上有差距，其產(chǎn)品質(zhì)量上仍然存在差距。主要表現(xiàn)在:</p><p>　　(a)放電性能。雖然我國的扣式Li/MnO2電池放電時間(定電阻)與日本的產(chǎn)品基本接近，但是高電壓放電時間仍然有差距。</p><p>　　

35、(b)電池質(zhì)量的一致性。我國扣式Li/MnO2電池幾乎都是在手套箱中組裝和生產(chǎn)的。電池的容量和高度的一致性與日本產(chǎn)品仍有差距，尤其是高度的離散更大。例如CR2016，IEC標(biāo)準(zhǔn)和我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T2389-98中均規(guī)定其高度范圍在1.4~1.6mm，而國內(nèi)廠家?guī)缀醵急ＷC不了，大多超過 1.6mm。雖然在許多場合不影響使用，但嚴(yán)格地講是不合格產(chǎn)品。</p><p>　　(c)電池的貯存性能?？凼絃i/MnO2電池

36、的貯存性能(長達10年)是其一大特點。日本扣式Li/MnO2電池的貯存壽命已達5~10年，而我國的產(chǎn)品目前只有1~2年，有的甚至只有6個月，而且其容量下降率遠遠超過2%標(biāo)準(zhǔn)。這可能與國產(chǎn)材料的純度以及電池的封口工藝等有直接的關(guān)系。</p><p>　　(d)外觀質(zhì)量。我國的扣式Li/MnO2電池生產(chǎn)用的不銹鋼帶表面光潔度不如日本產(chǎn)品，再加上手工組裝，盡管經(jīng)清洗、拋光的處理，但其外觀質(zhì)量仍與日本產(chǎn)品有較大的差距，表

37、面有擦傷、小凹坑、麻點等不良現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。外觀質(zhì)量的提高有待于模具、機械電氣、不銹鋼帶等基礎(chǔ)工業(yè)的提高。</p><p>　　雖然我國扣式Li/MnO2電池與國外產(chǎn)品相比，產(chǎn)品質(zhì)量上仍然存在一定的差距，但是我國的產(chǎn)品性能價格比遠遠超過日本產(chǎn)品，有的甚至能夠與扣式堿錳電池競爭價格，因此扣式Li/MnO2電池的市場會愈來愈大。</p><p>　　1.2 自動生產(chǎn)線技術(shù)概述</p&g

38、t;<p>　　1.2.1 自動生產(chǎn)線的發(fā)展歷程</p><p>　　自動生產(chǎn)線是由工件傳送系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，將一組自動機床和輔助設(shè)備按照工藝順序聯(lián)結(jié)起來，自動完成產(chǎn)品全部或部分制造過程的生產(chǎn)系統(tǒng)，簡稱自動線。</p><p>　　從二十世紀(jì)20年代開始，隨著汽車、滾動軸承、小型電動機和縫紉機等工業(yè)發(fā)展，機械制造中開始出現(xiàn)自動線，最早出現(xiàn)的是組合機床自動線。在此之前，首先是

39、在汽車工業(yè)中出現(xiàn)了流水生產(chǎn)線和半自動生產(chǎn)線，隨后發(fā)展成為自動線。第二次世界大戰(zhàn)后，在工業(yè)發(fā)達國家的機械制造業(yè)中，自動線的數(shù)目出現(xiàn)了急劇增加。</p><p>　　采用自動線進行生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)有足夠大的產(chǎn)量;產(chǎn)品設(shè)計和工藝應(yīng)先進、穩(wěn)定、可靠，并在較長時間內(nèi)保持基本不變。在大批、大量生產(chǎn)中采用自動線能提高勞動生產(chǎn)率，穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動條件，縮減生產(chǎn)占地面積，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，保證生產(chǎn)均衡性，有顯著的

40、經(jīng)濟效益。</p><p>　　機械制造業(yè)中有鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、焊接、切削加工和機械裝配等自動線，也有包括不同性質(zhì)的工序，如毛坯制造、加工、裝配、檢驗和包裝等的綜合自動線。</p><p>　　自動線中設(shè)備的聯(lián)結(jié)方式有剛性聯(lián)接和柔性聯(lián)接兩種。在剛性聯(lián)接自動線中，工序之間沒有儲料裝置，工件的加工和傳送過程有嚴(yán)格的節(jié)奏性。當(dāng)某一臺設(shè)備發(fā)生故障而停歇時，會引起全線停工。因此，對剛性聯(lián)接自

41、動線中各種設(shè)備的工作可靠性要求高。在柔性聯(lián)接自動線中，各工序(或工段)之間設(shè)有儲料裝置，各工序節(jié)拍不必嚴(yán)格一致，某一臺設(shè)備短暫停歇時，可以由儲料裝置在一定時間內(nèi)起調(diào)劑平衡的作用，因而不會影響其他設(shè)備正常工作。綜合自動線、裝配自動線和較長的組合機床自動線常采用柔性聯(lián)接。</p><p>　　自動線的工件傳送系統(tǒng)一般包括機床上下料裝置、傳送裝置和儲料裝置。在旋轉(zhuǎn)體加工自動線中，傳送裝置包括重力輸送式或強制輸送式的料槽

42、或料道，提升、轉(zhuǎn)位和分配裝置等。有時采用機械手完成傳送裝置的某些功能。在組合機床自動線中當(dāng)工件有合適的輸送基面時，采用直接輸送方式，其傳送裝置有各種步進式輸送裝置、轉(zhuǎn)位裝置和翻轉(zhuǎn)裝置等對于外形不規(guī)則、無合適的輸送基面的工件，通常裝在隨行夾具上定位和輸送，這種情況下要增設(shè)隨行夾具的返回裝置。</p><p>　　自動線的控制系統(tǒng)主要用于保證線內(nèi)的機床、工件傳送系統(tǒng)，以及輔助設(shè)備按照規(guī)定的工作循環(huán)和聯(lián)鎖要求正常工作，

43、并設(shè)有故障尋檢裝置和信號裝置。為適應(yīng)自動線的調(diào)試和正常運行的要求，控制系統(tǒng)有三種工作狀態(tài):調(diào)整、半自動和自動。在調(diào)整狀態(tài)時可手動操作和調(diào)整，實現(xiàn)單臺設(shè)備的各個動作;在半自動狀態(tài)時可實現(xiàn)單臺設(shè)備的單循環(huán)工作;在自動狀態(tài)時自動線能連續(xù)工作。</p><p>　　控制系統(tǒng)有“預(yù)?！笨刂茩C能，自動線在正常工作情況下需要停車時，能在完成一個工作循環(huán)、各機床的有關(guān)運動部件都回到原始位置后刁停車。自動線的其他輔助設(shè)備是根據(jù)工藝

44、需要和自動化程度設(shè)置的，如清洗機工件自動檢驗裝置、自動換刀裝置、自動捧屑系統(tǒng)和集中冷卻系統(tǒng)等。為提高自動線的生產(chǎn)率，必須保證自動線的工作可靠性。影響自動線工作可靠性的主要因素是加工質(zhì)量的穩(wěn)定性和設(shè)備工作可靠性。</p><p>　　自動線的發(fā)展方向主要是提高生產(chǎn)率和增大多用性、靈活性。為適應(yīng)多品種</p><p>　　生產(chǎn)的需要，將發(fā)展能快速調(diào)整的可調(diào)自動線。</p><

45、;p>　　數(shù)字控制機床、工業(yè)機器人和電子計算機等技術(shù)的發(fā)展，以及成組技術(shù)的應(yīng)用，將使自動線的靈活性更大，可實現(xiàn)多品種、中小批量生產(chǎn)的自動化。多品種可調(diào)自動線，降低了自動線生產(chǎn)的經(jīng)濟批量，因而在機械制造業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，并向更高度自動化的柔性制造系統(tǒng)發(fā)展。</p><p>　　1.2.2 自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢</p><p>　　由于自動生產(chǎn)線所涉及的技術(shù)領(lǐng)域廣泛，所以它的發(fā)展、

46、完善是與各種相關(guān)技術(shù)的進步及互相滲透緊密相連的。因而我們研究自動生產(chǎn)線的發(fā)展概況就必須與整個支持自動生產(chǎn)線的相關(guān)技術(shù)的發(fā)展聯(lián)系起來。</p><p>　　首先，是自動化技術(shù)的驚人進步。六十年代，以集成電路為中心的微電子技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展引起了工業(yè)上一場新的革命。隨著集成電路集成度的提高，在應(yīng)用方面，相繼開拓了許多新的領(lǐng)域，特別是應(yīng)用于計算機上，使計算機的處理、運算能力大大提高，體積、功能、重量大大減小，成本急劇下降

47、。同時由于可靠性的大幅度提高而使其應(yīng)用得到迅速普及。計算機技術(shù)的發(fā)展也開始與機械制造業(yè)相結(jié)合。在應(yīng)用于自動化生產(chǎn)線方面，微電子技術(shù)越來越多地代替了自動生產(chǎn)線中原來由機械方式組成的控制部分，使自動生產(chǎn)線具有檢測、記憶、運算、比較判斷、反饋控制及顯示等一系列功能，從而使自動生產(chǎn)線開始進入了升級換代的發(fā)展時期。</p><p>　　其次，是大規(guī)模集成電路時代的到來。進入大規(guī)模集成電路時代，使微機開始作為商品出現(xiàn)。同時，

48、在這一時期，機械技術(shù)也發(fā)生了變化，自動生產(chǎn)線在結(jié)構(gòu)設(shè)計上改變了傳統(tǒng)的設(shè)計方法，向著縮小體積、減輕重量、提高剛性、實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和提高系統(tǒng)整體可靠性的方向發(fā)展。自動生產(chǎn)線所使用的材料也從以鋼鐵為主發(fā)展到也使用一些非金屬復(fù)合材料等。</p><p>　　第三，是可編程控制器的出現(xiàn)。它是一種以順序控制為主，回路調(diào)節(jié)為輔的工業(yè)控制機。不僅能完成邏輯判斷、定時、計數(shù)、記憶和算術(shù)運算等功能，而且能大規(guī)模地控制開關(guān)量和模擬

49、量，克服了小型機用于開關(guān)控制系統(tǒng)所存在的編程復(fù)雜、非標(biāo)準(zhǔn)外部接口的配套復(fù)雜、機器資源未能充分利用而導(dǎo)致功能過剩、造價高昂、對工程現(xiàn)場環(huán)境適應(yīng)性差等缺點。由于可編程序控制器具有一系列優(yōu)點，因而替代了許多傳統(tǒng)的順序控制器，如繼電器控制邏輯、二極管矩陣邏輯以及變換線的數(shù)字邏輯等，開始廣泛應(yīng)用于自動生產(chǎn)線的控制。</p><p>　　第四，是機器人技術(shù)的飛速發(fā)展。由于微機的出現(xiàn)，機器人內(nèi)裝的控制器被計算機代替而產(chǎn)生了第二

50、代的工業(yè)機器人，機器人技術(shù)由通用型走向?qū)I(yè)化，出現(xiàn)了噴涂用、電焊用、點焊用等各具特色的商品化工業(yè)機械手和機器人，在自動生產(chǎn)線中的裝卸工件、定位夾緊、工件在工序間的輸送、加工余料的排除，加工操作、包裝等部分得到廣泛使用。現(xiàn)在正在研制的第三代智能機器人不但具有運動操作技能，而且還有視覺、聽覺、觸覺等感覺的辨別能力。具有判斷、決策能力。能掌握自然語言的自動裝置也正在逐漸應(yīng)用到自動生產(chǎn)線中。</p><p>　　第五，是

51、傳感技術(shù)的形成。傳感技術(shù)隨著材料科學(xué)的發(fā)展和固體物理效應(yīng)的不斷出現(xiàn)，形成并建立了一個完整的獨立科學(xué)體系—傳感器工程學(xué)。在應(yīng)用上出現(xiàn)了帶微處理器的“智能傳感器”，它在自動生產(chǎn)線的生產(chǎn)中監(jiān)視著各種復(fù)雜的自動控制程序，發(fā)揮著極其重要的作用。</p><p>　　第六，是液壓和氣壓傳動技術(shù)的飛速發(fā)展。特別是氣動技術(shù)，由于使用的是取之不盡的空氣作為介質(zhì)，具有傳動反應(yīng)快、動作迅速、氣動元件制作容易、成本低和便于集中供應(yīng)和長距

52、離輸送等優(yōu)點，而引起人們的普遍重視。氣動技術(shù)己經(jīng)發(fā)展到一個獨立的技術(shù)領(lǐng)域。在各行業(yè)，特別是電子行業(yè)的自動生產(chǎn)線中得到迅速發(fā)展和廣泛地應(yīng)用。</p><p>　　1.3 LIMnO2扣式電池制造加工技術(shù)研究現(xiàn)狀</p><p>　　世紀(jì)之交，科技發(fā)展日新月異，知識經(jīng)濟初現(xiàn)端倪，制造業(yè)也經(jīng)歷著一場深刻的技術(shù)革命，全球先進制造技術(shù)(AMT)正以迅猛的步伐，全面地改變了傳統(tǒng)制造技術(shù)的面貌和舊的制

53、造模式。機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展為各行各業(yè)提供技術(shù)裝備的產(chǎn)業(yè)。先進制造技術(shù)是面向21世紀(jì)的高新技術(shù)，尤其是機械制造技術(shù)，它己不是傳統(tǒng)意義上的機械制造技術(shù)，它是集機械、電子、光學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)、生物科學(xué)、管理學(xué)最新成就于一身的一個新興技術(shù)，是跨越自然科學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)、環(huán)境科學(xué)、社會科學(xué)、特別是經(jīng)濟學(xué)和管理科學(xué)等學(xué)科，同時又與技術(shù)科學(xué)和門類眾多的工程技術(shù)相聯(lián)系的多學(xué)科體系。伴隨著先進制造技術(shù)的深入研究和廣泛推廣，Li/MnO2電池制造

54、加工技術(shù)和相關(guān)設(shè)備也異軍突起、迅猛發(fā)展起來</p><p>　　美國著名戰(zhàn)略學(xué)家邁克爾。波特認(rèn)為，競爭優(yōu)勢說到底是由企業(yè)所能為客戶創(chuàng)造的價值決定，而這種價值的多少則主要取決于企業(yè)的核心能力—技術(shù)。技術(shù)創(chuàng)新是企業(yè)創(chuàng)造核心能力的源泉。制造加工的技術(shù)創(chuàng)新是其中重要的組成部分之一。國外電池企業(yè)極其重視制造加工領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，許多國外企業(yè)如美國的Arbin、Maccor、日本的Nec和加拿大海霸公司等等，都下大力氣投產(chǎn)Li

55、/MnO2電池組裝工藝流水線，產(chǎn)品技術(shù)含量較高，加工工藝比較成熟，但大都價格不菲。</p><p>　　目前，國內(nèi)盡管市場需求量猛增，Li/MnO2一次電池加工工藝也日臻成熟，但由于包含加工手段、設(shè)備自動化程度以及質(zhì)量監(jiān)測方法等諸多加工裝配設(shè)備方面的因素制約，至今仍未形成大規(guī)模多品種批量生產(chǎn)。許多生產(chǎn)廠家仍然采用手工作坊的生產(chǎn)方式。這種方法雖然也在手套箱內(nèi)工作，但由于手工作業(yè)的不確定性，難以在剪切隔膜紙、注液及封

56、口等工序上保持比較穩(wěn)定的系統(tǒng)輸入?yún)?shù)，例如剪切量、注液量、封口壓入深度等，對剔除、檢測等工序更難于保證，嚴(yán)重地影響了Li/MnO2扣式電池的性能質(zhì)量;另外從保證生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的角度看，手工作業(yè)方法難于適應(yīng)大規(guī)模、高速化的現(xiàn)代化生產(chǎn)體系，工人勞動強度很大，對工人操作技能要求很高，這些都與廠家最大程度降低電池產(chǎn)品工業(yè)化成本的初衷背道而馳，不僅阻礙了Li/MnO2電池的發(fā)展，也令一些擁有一定資金準(zhǔn)備投產(chǎn)Li/MnO2扣式電池的廠家望而

57、卻步。</p><p>　　主要有以下兩個方面的原因，制約著我國Li/MnO2電池加工業(yè)的發(fā)展:</p><p>　　1、制造加工技術(shù)的落后。四川成都華西機械設(shè)備研究所由國家立項，開發(fā)了一套 Li/MnO2電池生產(chǎn)線，率先結(jié)束了Li/MnO2扣式電池生產(chǎn)設(shè)備依賴進口的歷史，但是由于整條生產(chǎn)線以傳統(tǒng)機械設(shè)備為主，生產(chǎn)率較低，自動化程度不高，產(chǎn)品質(zhì)量不夠理想，不能滿足國內(nèi)企業(yè)“創(chuàng)名牌、爭效益”

58、開拓國際市場的需求和愿望，加之開發(fā)設(shè)計成本預(yù)算不合理，造成產(chǎn)品價格一直居高不下，至今未能打開國內(nèi)Li/MnO2電池自動化設(shè)備需求市場。</p><p>　　2、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的制造加工及自動化技術(shù)已成為Li/MnO2電池產(chǎn)業(yè)進一步加快發(fā)展的瓶頸。一般來說，按日產(chǎn)3萬只計算，一條進口自動化組裝流水線設(shè)備的價格約為1700萬人民幣。從引進的角度看，除了成本過高以外，國外的生產(chǎn)流水線也很難適應(yīng)國內(nèi)材料、工藝和配件加工

59、尺寸等具體情況，造成大量資金的投入不能產(chǎn)生預(yù)期效果。所以南孚、雙鹿等國內(nèi)知名電池企業(yè)紛紛投入力量，開發(fā)自己的Li/MnO2電池自動化設(shè)備，一些專業(yè)的研究院所也在原有的基礎(chǔ)上開始了Li/MnO2電池設(shè)備的開發(fā)研制。</p><p>　　從機械制造業(yè)科學(xué)、技術(shù)水平看，我國與工業(yè)發(fā)達國家相比較，還存在著一定的差距。對于先進制造技術(shù)，我國也正在積極認(rèn)真地、系統(tǒng)地進行考察和研討，在“八五”期間曾進行了局部的研究和實施，“九

60、五”期間國家己經(jīng)把先進制造技術(shù)作為五個重點領(lǐng)域之一列入科技規(guī)劃，機械工業(yè)系統(tǒng)也把先進制造技術(shù)作為“九五”到2010年科技發(fā)展的重點。從Li/MnO2電池加工設(shè)備角度來看，政府也投資進行了這方面的研究，但是由于材料、工藝、自動化程度以及價格等方面的諸多因素的限制，至今未能推廣使用。大部分Li/MnO2電池生產(chǎn)廠家仍停留在手工作業(yè)或半機械化的生產(chǎn)方式，生產(chǎn)效率十分低下，在沒有高技術(shù)含量的制造加工設(shè)備的情況下，無法給予客戶一個工期迅速、質(zhì)量合

61、格的滿意保證，眼看著大批量的訂單白白流走。</p><p>　　總之，為了加快Li/MnO2電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，盡快趕上世界先進水平，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進加工制造設(shè)備的推出就迫在眉睫。但這并非朝夕之間的事情，它需要相關(guān)行業(yè)全方位各個層面技術(shù)上的普遍提高，而且僅僅依靠政府的力量也遠遠不夠。</p><p>　　1.4 本課題的研究目的和主要研究內(nèi)容</p><p>　

62、　1.4.1 本課題的研究目的</p><p>　　鋰錳扣式電池、鋰電子二次扣式電池及其他類型扣式電池是最近幾年發(fā)展起來的高新能電池，是國際上升級換代的新產(chǎn)品。隨著計算機、計算器、文曲星等各種高檔用電器具及電動玩具的普遍使用，使得扣式電池的消費市場不斷擴大，產(chǎn)量不斷增加。隨著電池產(chǎn)量和性能的提高，對扣式電池生產(chǎn)設(shè)備的生存率及自動化程度要求也越來越高。先進的制造設(shè)備是增加電池產(chǎn)量、保證電池性能，提高電池品質(zhì)的關(guān)鍵

63、。但是，目前國內(nèi)生產(chǎn)鋰錳扣式電池的廠家，生產(chǎn)過程中的封口工序，多半都采用單個手工上料封口操作、很少采用機械或氣液增力缸延時等自動封口操作。而國外進口設(shè)備，投資經(jīng)費高，嚴(yán)重增加產(chǎn)品成本。因此提供了一種扣式電池自動封口機。而本課題鋰錳電池急速雙封口則來自于此。</p><p>　　采用手工、機械半自動或氣液増力缸封口的方法，電池產(chǎn)品封口質(zhì)量難以保證。在手工、機械半自動或氣液増力缸封口過程中，外部和人為影響因素較大，經(jīng)

64、常出現(xiàn)封口質(zhì)量大批不合格或一致性較差等現(xiàn)象，也無法保證出廠的電池質(zhì)量和性能，是次品電池不可避免地流入市場，損害人民的利益。而采用扣式電池自動化封口機可以避免以上方式的不足。同時還具有以下優(yōu)點：封口機可實現(xiàn)鋰錳扣式電池、鋰離子二次扣式電池及其他類型扣式電池的封口自動化，具有封口精度高、封口瞬間時間可控、電池總高和邊高可控，生產(chǎn)效率增加，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等。而扣式電池雙頭自動封口，在保證了電池的性能及質(zhì)量上，還可以提高生產(chǎn)率，增加生產(chǎn)商的利益。

65、</p><p>　　1.4.2 本課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　1）扣式電池雙頭自動封口機的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計是由一個機架組架、上料傳動機構(gòu)、上下料機構(gòu)、精密模架雙頭封口機構(gòu)、氣缸-連桿増力機構(gòu)和氣動系統(tǒng)、、液壓缸-連桿増力機構(gòu)和液壓系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)及軟件。其所實現(xiàn)的雙頭快速封口主要由上下料機構(gòu)決定，其主要由三個氣缸-連桿機構(gòu)統(tǒng)和三個具有雙圓弧的推動薄片所形成的動力系統(tǒng)，盛放上下

66、料機構(gòu)的側(cè)立板以及其上的定位裝置和精密模架雙頭封口機構(gòu)。其運行過程為扣式電池在上料傳動機構(gòu)上運行到指定位置，氣動-連桿機構(gòu)啟動，推動雙圓弧薄片將兩個電池推到上下料機構(gòu)上，在固定的定位系統(tǒng)上定位，液壓缸-連桿機構(gòu)啟動，通過機架組傳動系統(tǒng)使精密模架雙頭封口機構(gòu)快速向下運動，是電池快速封口，在向上運動，回到原來的位置，第二個氣缸-連桿機構(gòu)啟動，將兩個電池推到橫向定位系統(tǒng)上，第三個氣缸-連桿機構(gòu)運行，將兩個電池推到上料傳動機構(gòu)上運到包裝線上。由

67、電器系統(tǒng)和軟件控制的上述氣動和液壓系統(tǒng)，使其連續(xù)不斷的進行生產(chǎn)。其中第二和第三氣缸-連桿機構(gòu)可以同時啟動，這樣可以節(jié)省時間提高效率。</p><p>　　架組件包括方形機架及其地腳，在方形機架上安裝有下支板、中支板和上支板；在下支板和中支板之間對稱安裝有兩個支撐筒，支撐筒內(nèi)分別安裝有拉桿，且拉桿過中支板與上支板連接；在兩個支撐筒中間，下支板上安裝液壓缸-連桿機構(gòu)及液壓系統(tǒng)。在中中支板和上支板之間安裝精密模架雙頭封

68、口機構(gòu)；在中支板上面安裝著上料傳動機構(gòu)和上料傳動機構(gòu)的側(cè)立板，側(cè)立板的中間部位安裝有上下料機構(gòu)；中支板下面安裝有氣動系統(tǒng)；電器控制系統(tǒng)安裝在所述的方形機架的右端。</p><p>　　2）扣式電池雙頭自動封口機結(jié)構(gòu)的優(yōu)化：緊密的排放各種機構(gòu)節(jié)省空間，將機構(gòu)的各個零件打磨，在不影響精度的情況下節(jié)省材料、美觀、安裝方便。改良電器控制統(tǒng)及軟件，使其不斷的進行加工并且不互相干涉。</p><p>

69、　　3）扣式電池雙頭自動封口機結(jié)構(gòu)的二維圖是由機構(gòu)的主視圖、俯視圖、液壓缸-連桿機構(gòu)的局部視圖，電器控制系統(tǒng)電路圖、氣動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的控制系統(tǒng)回路圖。</p><p>　　4）扣式電池雙頭自動封口機機構(gòu)的三維圖包括各個零件的三維立體圖和由各個零件裝配所形成的裝配圖組成。</p><p>　　1.4.3 本課題研究有關(guān)的國內(nèi)外研究情況</p><p>　　隨著我國

70、經(jīng)濟的快速發(fā)展，常規(guī)的一些生產(chǎn)方式已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)今的社會發(fā)展需求，而鋰錳扣式電池的封口方式也由手工轉(zhuǎn)換為機械自動化類型。我國在不斷的設(shè)計出新的機器來代替手工制造。我國的一些具有代表性的設(shè)計機構(gòu)如下：</p><p>　　鵬翔運達生產(chǎn)的鈕扣電池封口機專用于鈕扣電池封口工序，調(diào)節(jié)安裝方便、封裝美觀、一致性好，適合高等院校和企業(yè)試驗線使用。適用電池型號：各類AG鈕扣電池、CR鈕扣電池，LIR鈕扣電池，2032、2016等

71、型號，可據(jù)尺寸定制。</p><p>　　惠州市利元亨精密自動化有限公司設(shè)計生產(chǎn)的鋰錳扣式電池自動封口機主要研發(fā)目的為提升扣式電池在各種極端惡劣條件下的實用性能。經(jīng)過該設(shè)備所產(chǎn)出電池可承受9次左右高低溫循環(huán)測試而未出現(xiàn)漏液等不良狀況，大幅度改善原有6次循環(huán)測試即出現(xiàn)不良的現(xiàn)狀，將產(chǎn)出扣式電池品質(zhì)提升到新的臺階。此設(shè)備更換封口部位模具即可兼容：CR2025、CR2032、CR2450及CR2477等多種扣式電池產(chǎn)品

72、。</p><p>　　珠海市美爾達自動化設(shè)備有限公司是以自身對鋰離子電池生產(chǎn)工藝的深入理解， 結(jié)合純熟精湛的現(xiàn)代自動化精密機械設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)高科技產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)裝備為目標(biāo)產(chǎn)品的高科技公司。</p><p>　　武漢千里馬電源機械制造有限公司設(shè)計生產(chǎn)的鋰離子方型電池自動組裝生產(chǎn)線，其生產(chǎn)線組成：液壓壓卷芯→檢測短路→彎曲極耳→焊接極耳工作臺→自動蓋蓋板→檢測短路→收集產(chǎn)品。武漢千里馬電源機械制

73、造有限公司設(shè)計生產(chǎn)的SLK型實驗室用扣式電池封口機適用于2032、2025、2016等各種型號.特點：該機體積小、操作簡單方便，耐用，可放進真空手套箱內(nèi)操作。</p><p>　　國外對鋰錳扣式電池自動封口機的設(shè)計生產(chǎn)有了高度的發(fā)展，如日本、美國、德國、俄羅斯等一些發(fā)達國家。由于其扣式電池自動封口機的價格比較高，不太適應(yīng)我國的基本國情。致力發(fā)展適應(yīng)我國國情的新的創(chuàng)新產(chǎn)品。</p><p>

74、<b>　　1.5 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章簡要分析了世界電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢和當(dāng)前國內(nèi)電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，介紹了扣式Li/MnO2電池現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。本章還簡要分析了自動生產(chǎn)線技術(shù)的發(fā)展情況，以及Li/MnO2電池自動加工技術(shù)及設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀，針對我國目前技術(shù)裝備落后的實際情況提出了本課題所要研究的主要目的、主要研究內(nèi)容及國內(nèi)外研究情況。</p><p

75、>　　第二章 CR2032扣式電池雙頭自動封口機的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　2.1 扣式電池雙頭自動封口機的設(shè)想來由</p><p>　　鋰錳扣式電池是最近幾年發(fā)展起來的高興能電池，是國際上升級換代的新產(chǎn)品。因此鋰錳扣式電池的消費市場在不斷擴大，產(chǎn)量不斷增加。隨著電池產(chǎn)量和性能的提高，對鋰錳扣式電池生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)率及自動化程度要求也越來越高。先進的制造設(shè)備是增加電池產(chǎn)量、包證電

76、池性能，提高電池品質(zhì)的關(guān)鍵。</p><p>　　天津工業(yè)大學(xué)作為天津市的一所重點大學(xué)，機械行業(yè)的重點國家單位。在鋰錳扣式電池的研究上取得了很大的成果。經(jīng)過工大研究人員的不斷努力，攻克各種難關(guān)，成功的研究出了一條鋰錳扣式電池的自動生產(chǎn)線。打破了我國在扣式電池生產(chǎn)方面的落后，創(chuàng)立了我們自己的品牌。并且廣銷國外，打開了自己的國際市場。</p><p>　　一種扣式電池生產(chǎn)線涉及一種生產(chǎn)制造扣式

77、電池的自動化設(shè)備技術(shù)，具體為一種鋰錳扣式電池、鋰離子二次扣式電池及其他類型扣式電池的扣式電池生產(chǎn)線，國際專利主分類號擬為Int.C1.B65B 11/00 (2006.01)。該生產(chǎn)線可實現(xiàn)扣式電池裝配的自動化，具有結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，環(huán)保衛(wèi)生，勞動生產(chǎn)率增加，產(chǎn)品質(zhì)量提高，產(chǎn)生成本降低，工人勞動強度減少等優(yōu)點；同時，該生產(chǎn)線采用了人性化的設(shè)計理念，便于操作人員工作，特別是引入了人機交互技術(shù)，方便了生產(chǎn)過程中技術(shù)參數(shù)的修改，提高了解決生

78、產(chǎn)問題的速度，便于實際生產(chǎn)使用，是生產(chǎn)率增加，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。</p><p>　　一種扣式電池生產(chǎn)線包括機架組件、上鋰片機構(gòu)、剪紙機構(gòu)、注液機構(gòu)、上錳片機構(gòu)、加正極殼機構(gòu)、封口機構(gòu)、主傳動機構(gòu)、氣動控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)以及控制程序。</p><p>　　扣式電池單頭自動封口機涉及一種生產(chǎn)制造扣式電池的自動化機器技術(shù)，具有為一種鋰錳扣式電池、鋰離子二次扣式電池及其他類型扣式電池的扣式電

79、池自動封口機，國際專利主分類號擬為Int.C1.H01M 2/00 (2006.01)。</p><p>　　CR2032扣式電池雙頭自動封口機的設(shè)計理念是來自于扣式電池生產(chǎn)線中的封口機構(gòu)部分。為了提高生產(chǎn)電池的生產(chǎn)效率，提出了雙頭封口的理念。扣式電池雙頭自動封口機是在扣式電池單頭封口機的機構(gòu)上進行改造、創(chuàng)新，從而達到提高生產(chǎn)效率的目的，創(chuàng)造更多的利益。</p><p>　　2.2 扣式電

80、池雙頭自動封口機的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　2.2.1 分析扣式電池雙頭自動封口機的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖2-1 CR2032扣式電池雙頭自動封口機的結(jié)構(gòu)圖：</p><p>　　CR2032扣式電池雙頭自動封口機的主視圖</p><p>　　(b) CR2032扣式電池雙頭自動封口機機構(gòu)的俯視圖</p>&l

81、t;p>　　(c) CR2032扣式電池雙頭自動封口機機構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖2-1 為CR2032扣式電池雙頭自動封口機機構(gòu)的主視圖、俯視圖以及其三維結(jié)構(gòu)圖體現(xiàn)結(jié)構(gòu)左視圖的效果圖，上圖是其結(jié)構(gòu)的裝配圖。其各個零件的名稱為：（1）：地腳；（2）：方形機架；（3）：拉桿；（4）：下支板；（5）：支撐筒；（6）：調(diào)節(jié)螺柱；（7）：中支板；（8）：下支座；（9）:托板；（10）：滾珠滑套；（11

82、）：圓柱套筒；（12）：緊固螺釘；（13）：上支板；（14）：緊固螺母；（15）：上模；（16）：上模固定架；（17）：連接架；（18）：掛鉤；（19）：調(diào)整螺母；（20）：定位套；（21）：封口模；（22）：調(diào)整螺紋套；（23）：調(diào)整彈簧；（24）：下模支座；（25）：緊固壓板；（26）：直線圓柱軸承；（27）：液壓缸；（28）：緊固板；（29）：連接板；（30）：連接螺柱；（31）：側(cè)立板；（32）：主動輪；（33）：氣壓缸；（34

83、）：小軸；（35）：皮帶；（36）：從動輪；（37）：滾動軸承；（38）：螺母；（39）：墊片；（40）：連接螺釘；（41）：上下料推板；（42）：連接支板；（43）：減速電機；（44）：鍵；（45）：側(cè)立護板等零件。</p><p>　　簡單的簡述對上圖的結(jié)構(gòu)的分析：</p><p>　　CR2032扣式電池雙頭自動封口機包括：機架組件、上料傳動機構(gòu)、上下料機構(gòu)、精密模架封口機構(gòu)、氣缸-

84、連桿增力機構(gòu)和氣動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和軟件。</p><p>　　機架組件包括方形機架及其地腳，方形機架上安裝有下支板、中支板和上支板；在下支板和中支板之間對稱安裝有兩個支持筒，支撐筒內(nèi)分別安裝有拉桿，且拉桿穿過中支板和上支板連接；在兩個支撐筒中間，下支板上安裝有所述氣缸-連桿增力機構(gòu)；在中支板和上支板之間安裝有所述精密模架封口機構(gòu)；在中支板上面安裝著上料傳動機構(gòu)和上料傳動機構(gòu)的冊立板，側(cè)立板的中間部位安裝有上下

85、料機構(gòu)；中支板下面安裝有氣動系統(tǒng)；電氣控制系統(tǒng)安裝在所述的方形機架的右端。</p><p>　　所述的上料傳動機構(gòu)包括固裝在側(cè)立板一端的減速電機及其軸上的主動輪，從動輪安裝在側(cè)立板的另一端，皮帶裝在從動輪和主動輪之間，皮帶靠固裝在側(cè)立板一端的張緊裝置裝緊，側(cè)立板與皮帶對應(yīng)面固裝有側(cè)立護板。</p><p>　　所述的上下料機構(gòu)包括安裝在側(cè)立板上的托板；安裝在托板上的上下料氣缸，和與上下料氣

86、缸固裝在一起的上下料推板。</p><p>　　所述的精密模架封口機構(gòu)包括由壓板固裝在中支板上的精密模架，以及固裝在精密模架上的模架上支座和模架下支座，模架下支座上固裝有下模支座和調(diào)整件，模架下支座上還依次固裝有頂芯、雙頭封口膜和定位套；模架上支座上依次固定的連接架、調(diào)整墊塊、上模固定架和上模；以及模架上支座上還固定有掛鉤和調(diào)整螺母。</p><p>　　所述的氣缸-連桿增力機構(gòu)包括固定在

87、下直板上的氣缸-連桿增力機構(gòu)支架以及機械連接的上連桿、中連桿、下連桿、上銷軸、中銷軸、下銷軸和襯套，與下連桿連接有壓桿，壓桿與下拉板中間部位相連，下拉板與拉板相連；固裝在氣缸-連桿增力機構(gòu)支架上的支架、增力氣缸及其檔塊；固裝在下支板上的導(dǎo)套。</p><p>　　所述的氣動系統(tǒng)包括氣源及安裝在機架上的過濾器、調(diào)壓器、油霧器和壓力繼電器；安裝在下底板上的電磁閥組；以及連接氣源、過濾器、調(diào)壓器、油霧器、壓力繼電器、電

88、磁閥組和氣缸間的氣管。</p><p>　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，此扣式電池雙頭自動封口機與所述申請人在先專利扣式電池自動封口機的精密模架封口機構(gòu)有所不同，且沒有或減少了裝盤機構(gòu)部分，采用了雙頭封頭、雙頭上下料機構(gòu)及其固定系統(tǒng)。因此結(jié)構(gòu)稍微有些復(fù)雜，但其生產(chǎn)效率在原有的基礎(chǔ)上翻了一番、成本低廉、設(shè)計的機架組件、上料傳動機構(gòu)、上下料機構(gòu)、精密模架雙頭封口機構(gòu)、氣缸-連桿增力系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)，調(diào)整電氣控制系統(tǒng)及軟件，因而具有

89、扣式電池封口邊高和總高可調(diào)，封口保壓時間可控，解決了扣式電池精密封口問題，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，且質(zhì)量穩(wěn)定。</p><p>　　2.2.2 扣式電池雙頭自動封口機的控制系統(tǒng)</p><p>　　電池的封口是電池生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié), 封口的質(zhì)量影響著電池的外觀、 尺寸、 漏液率和放電時間。封口機中各個部件的選擇、 控制的可靠性和操作性尤為重要。</p><p>　　由于 P

90、LC具有體積小、 重量輕、 可靠性高、 應(yīng)用靈活、 使用方便、 易于安裝調(diào)試、 抗干擾性強、 連續(xù)工作可靠性高等優(yōu)點,能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境, 在工控領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。所以采用 PLC作為生產(chǎn)線的主控制系統(tǒng), 能滿足生產(chǎn)的需要。</p><p>　　可編程序控制器(簡稱 PLC) 作為中央處理單元, 運算速度高,指令豐富, 可靠性高, 廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)的控制場合。由于 PLC 不具備人機交換功能, 工藝參數(shù)

91、較多, 需要人機交換時,使用具有觸摸操作功能的觸摸屏是一種很好的選擇。本文介紹的封口成型機,通過觸摸屏和 PLC 的結(jié)合使用, 可以在觸摸屏中直接對設(shè)備進行操作, 并可實時監(jiān)控設(shè)備的生產(chǎn)速度、 產(chǎn)量和合格率; 且系統(tǒng)具有報警功能, 可顯示故障發(fā)生的時間、 次數(shù)以及解決的方法。</p><p>　　系統(tǒng)的控制要求及硬件系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　觸摸屏的監(jiān)視器(簡稱 PT)可以與 PLC、

92、 變頻器、 伺服器和溫控器等進行通訊, 且不需要編寫通訊程序, 直接在畫面中需要的地方指定 PLC 地址即可這種方法稱之為無須編程的直接訪問方式GP系統(tǒng)程序( 觸摸屏軟件) 根據(jù)這些地址, 設(shè)定和控制器的協(xié)議,來完成通訊控制; 與 PLC 之間的連接通過RS232 串行,其具體連接如圖2-2所示:</p><p>　　圖2-2 PLC -GP 通訊線接線圖</p><p>　　通過主從方

93、式通訊,實現(xiàn) PT 與PLC 之間的數(shù)據(jù)傳送, 通過數(shù)據(jù)存儲區(qū) DM 區(qū)( 如 DM500) ,實現(xiàn)觸摸屏的各種顯示功能以及故障提示。</p><p>　　PT 的主要功能有: (1)用于顯示設(shè)備的實時信息; (2)屏幕上可定義開關(guān)信號或輸入字符和數(shù)值, 通過電纜輸入 PLC; (3)可多幅畫面重疊,切換顯示圖形、 歷史記錄和趨勢圖等; (4)在設(shè)備發(fā)生故障時,顯示相應(yīng)的故障位置及處理方法。PLC 控制系統(tǒng)的硬件

94、構(gòu)成如圖2-3所示:</p><p>　　圖2-3 PLC 控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)</p><p>　　根據(jù)工藝要求, PLC 控制系統(tǒng)總共有 96 個 I/ O 開關(guān)量, 其中輸出 32 個,輸入 64 個。綜合考慮系統(tǒng)的工藝要求、 I/ O 的配置和性能等因素,選擇 OMROM 公司的 CQM1HCPU51 作為主控單元,用它接收來自主令開關(guān)以及感應(yīng)器的信號; 通過 I/ O輸出來控制繼

95、電器和接觸器; 同時, 讓它與觸摸屏進行實時通訊,為觸摸屏的顯示提供數(shù)據(jù), 并對觸摸屏輸入的信息進行處理。</p><p><b>　　1.系統(tǒng)的控制要求</b></p><p>　　(1) 運行方式。 本控制系統(tǒng)提供兩種運行方式, 分別是自動運行方式和單動運行方式。 正常工作時是系統(tǒng)是在自動方式下運行, 單動方式是在設(shè)備單動執(zhí)行、 調(diào)試和檢修階段使用。</p&

96、gt;<p>　　(2) 系統(tǒng)的各個工序的運行情況、 報警信息和加工成品數(shù)量等功能要求能在觸摸屏上實現(xiàn)。</p><p>　　(3) 協(xié)調(diào)一致。整個系統(tǒng)的 6 個工序, 剪壓鋰片模塊、 剪切隔膜紙模塊、 添加錳片模塊、 注電解液模塊、 正極殼體裝配模塊和封口模塊之間獨立性強, 但環(huán)環(huán)相扣, 要保持整個生產(chǎn)線的協(xié)調(diào)運行。</p><p>　　(4) 故障檢測。系統(tǒng)能夠自動檢測各

97、個工序的運行是否正常, 是否有卡料的現(xiàn)象出現(xiàn)。如果出現(xiàn)卡料現(xiàn)象。要求生產(chǎn)線各個工序緊急停機, 并在觸摸屏界面顯示出來, 同時紅色報警燈變亮, 蜂鳴器發(fā)出警報聲。故障解除后按啟動按鈕生產(chǎn)線繼續(xù)運行。</p><p>　　(5) 緊急停止。 設(shè)備設(shè)置急停按鈕, 當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時, 按下急停按鈕, 所有正在進行動作的設(shè)備全部停止。緊急情況排除之后, 可以使用 “啟動” 進行重新啟動。</p><p&

98、gt;　　2. 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計</p><p>　　結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計在定義了類和類的對象以后，每一個操作都可以單獨對一個類的對象進行，這種操作不僅只限于工序操作，還包括操作者對設(shè)備進行有關(guān)動作的指令，即人機交互命令。這樣做的好處是使操作者在調(diào)試設(shè)備的過程中可以對設(shè)備的任意部件進行單獨動作，同時不會影響其他部件的情況，并且降低了編程的難度，增強了可讀性。引入面向?qū)ο蟮乃枷胫?，各種操作都獨立進行，盡管對子同一執(zhí)行

99、部件來說，根據(jù)不同的操作指令執(zhí)行的結(jié)果可能基本相同，但執(zhí)行動作的條件卻大不相同，從備料的角度看，即所在類的層次結(jié)構(gòu)不同，因此就可以單獨標(biāo)記，避免進行更多不必要的邏輯判斷。</p><p>　　CR2032扣式電池雙頭自動封口機的PLC流程圖，如圖2-4：</p><p>　　圖2-4 CR2032扣式電池雙頭自動封口機的PLC流程圖</p><p>　　上圖為CR

100、2032扣式電池雙頭自動封口機的氣缸回路流程圖，由PLC控制系統(tǒng)來控制氣壓缸的伸出與縮回，從而對扣式電池進行封口。</p><p>　　可編程序控制器有其自己的輸入輸出端子排和固定的接線方法，根據(jù)各輸入輸出電氣元件的選型結(jié)果和控制程序的需要，結(jié)合硬件系統(tǒng)的功能需求，得到PLC控制原理圖，如圖2-5：</p><p>　　圖2-5 CR2032扣式電池雙頭自動封口機的PLC控制原理圖<

101、;/p><p>　　2.2.3扣式電池雙頭自動封口機的運動過程</p><p>　　扣式電池雙頭封口機包括機架組件、上料傳動機構(gòu)、上下料機構(gòu)、精密模架封口機構(gòu)、氣缸-連桿增力機構(gòu)和氣動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)及軟件。</p><p>　　扣式電池雙頭封口機的機架組件包括方形機架及其地腳，通過地腳可以調(diào)節(jié)整個封口機的水平度；在方形機架上安裝有下支板、中支板和上支板，在下支板和中

102、支板之間對稱安裝有兩個支撐筒，支撐筒內(nèi)分別安裝有拉桿，且所述拉桿穿過中支板與上支板連接；在兩個支撐筒中間的下支板上安裝著氣缸-連桿增力機構(gòu)；在中支板和上支板之間中部安裝有精密模架封口機構(gòu)，在中支板上面后端位置上安裝著上料傳動機構(gòu)，所述上料傳動機構(gòu)包括固裝在中支板上面的側(cè)立板，在側(cè)立板的之間部位安裝有上下料機構(gòu)；在中支板下面的靠后端安裝有氣動系統(tǒng)。</p><p>　　扣式電池雙頭自動封口機所述的上料傳動機構(gòu)安裝在

103、中支板上面后端位置。它包括固裝在中支板上面的側(cè)立板；在所述側(cè)立板的一端固裝有減速電機及其拖動的上料機械傳動機構(gòu)；所述的上料機械傳動機構(gòu)包括固裝在減速電機軸上的主動輪，通過小軸固裝在所述側(cè)立板的另一端的從動輪，在從動輪和主動輪之間以皮帶連接，皮帶依靠固裝在所述側(cè)立板一端(實施例在減速電機一端)的張緊裝置張緊；所述側(cè)立板與皮帶的對應(yīng)面固裝有側(cè)立護板；所述上料傳動機構(gòu)的作用是：輸半成品扣式電池到封口上料的確定位置和輸送成品扣式電池到下一工序。

104、</p><p>　　所述的上下料機構(gòu)的側(cè)立板的中上端。它包括安裝在側(cè)立板上的托板，安裝在托板上的上下料氣缸和與上下料氣缸固裝在一起的上下料推板。所述上下料機構(gòu)是作用是先將半成品扣式電池安放到封口位置，然后將完成封口的扣式電池放回到上料傳動機構(gòu)的皮帶上。</p><p>　　扣式電池雙頭封口機的精密模架封口機構(gòu)安裝在中支板和上支板之間的中支板上面中部。它包括通過壓板固裝在中支板上的精密模架