专利名称：扣式电池负极集流网自动冲焊装置的制作方法
技术领域：
本发明属于一种自动加工焊接装置，特别是涉及一种扣式电池负极集流网自动冲焊装置。
背景技术：
在目前公知的锂锰扣式电池、锂离子二次扣式电池及其他类型扣式电池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、电子词典等各种带记忆存储功能的电子产品及电动玩具的普遍使用，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。但是，目前生产扣式电池的厂家在电池生产过程中的负极集流网焊接工序，是采用单个手工操作或半自动操作的焊网装置。手工操作焊接负极集流网方法，从扣式电池负极壳的摆放到上集流网再到最后的焊接均是采用手工完成。这样手工操作焊负极集流网技术，一是焊接质量不好，焊点个数随机，可能会出现集流网焊接不牢固或者没有焊住等情况；二是工人劳动强度大、容易产生疲劳，从而经常出现集流网位置放置不准，出现翻边等问题，导致出现次品；三是生产效率低，技术落后，增加了电池生产制造的成本。而半自动焊接负极集流网技术的缺点，则一是由于整个运动过程是由机械传动和气动实现的，所以设备传动控制复杂，容易出现故障，制造成本高；二是集流网的放置、定位和焊接不是同时完成，造成集流网在转盘传送过程中容易偏离中心位置，从而出现偏网和翻边等问题；三是由于冲制集流网和焊接集流网不是同步进行，工序较多，增加网片的运送和保存时间，辅助生产时间长，生产成本较高。另外，上述二种技术都存在着网片定位不准的严重缺陷，致使焊接完的负极壳中集流网位置出现偏网和翻边，有的焊点造成虚焊，集流网脱落等问题，从而造成浪费，影响生产等，使焊接负极集流网的质量难以保证，也会影响到扣式电池的后续生产过程；并且使生产出的电池放电时间短。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可实现扣式电池负极集流网冲网、上网、焊网全部自动化的扣式电池负极集流网自动冲焊装置。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是它包括机架组件及在机架组件上安装的送网机构、送料机构、冲网点焊机构以及气动控制系统和电气控制系统；所述的机架组件包括工作台及其支架、下底板和地脚；在下底板上安装着电器控制柜和气动控制系统，在工作台下面安装有1-2个电焊机，其余上料机构、冲网点焊机构、出料机构和传动机构均固连于工作台之上；所述的送网机构包括固连在工作台上的送网支架和送网盘，固连在工作台上由支板支撑的底板，在底板上固定有收网支架和收网电机及收网盘、固定在底板上的送网气缸、压网气缸和固连在底板上由上支板支撑的上底板，以及固定在上底板上的辅助压网气缸；所述的送料机构包括固定在工作台上的螺旋型振动料斗和振动直线料道以及固定在底板上的上料气缸、出料气缸和成品出料气缸；所述的冲网点焊机构包括所述的底板，在底板上固定有上支板，上支板上固定有上底板，上底板上垂直安装有冲网气缸，冲网气缸通过转接头和销轴与顶杆相连，顶杆穿套在导向杆上，导向杆通过两导向轴承导向，导向轴承安装在两轴承支架上，顶杆底部固连有冲网上模冲头，在底板上位于两轴承支架之间安装有下模模架，下模固连在下模模架中；在冲头内部开有孔，孔内有初次点焊焊头，初次点焊焊头通过导板连接在固定于顶杆上的初次点焊气缸上，在底板底面下模的下面安装有顶起气缸，顶起气缸上有一个焊头，并与冲头中的初次点焊焊头上下相对，在垂直于上料气缸的方向上沿出料气缸出料方向一侧的顶杆上固定有2个在焊接时自导通成回路的二次点焊焊头；初次点焊焊头与顶起气缸上的焊头这一对焊头和两个二次点焊焊头分别与安装在工作台下面的两个电焊机电路的两极相连；所述气动控制系统包括气源，依次串接有过滤器、调压器、油雾器和电磁阀组的进气端；在所述油雾器和电磁阀组进气端之间还接有压力继电器，压力继电器与油雾器和电磁阀组进气端相连；所述的过滤器、调压器、油雾器和压力继电器安装在下底板上；所述的电磁阀组安装在下底板上，电磁阀组内各电磁阀的出气口和排气通过气管分别与各对应工作气缸的进气和回气口相连；所述电气控制系统包括安装在下底板上的电器控制柜、电器控制柜内安装有PLC主模块、PLC扩展模块、直流电源、滤波器、报警器及中间继电器，电器控制柜外面板安装有启动、停止、急停、初次点焊、二次点焊、上料单动、出料单动、成品出料单动按钮以及蜂鸣器和电源指示灯；PLC主模块的输入端分别接电器控制柜前面板上的启动、停止、急停、上料单动、初次点焊、二次点焊、出料单动开关；各工作气缸上的磁性开关，接近开关、光电开关、和气源过滤器上的压力继电器；PLC的输出口直接连接到电磁阀组和中间继电器，中间继电器分别连接到收网电机输出、初次点焊焊机启动输出、二次点焊焊机启动输出、上料料斗和冲网气缸的电磁阀输出。
本发明还可以采用如下技术措施
所述的冲网点焊机构还可以是包括所述的底板，在底板上固定有上支板，上支板上固定有上底板，上底板上垂直安装有冲网气缸，冲网气缸通过转接头和销轴与顶杆相连，顶杆穿套在导向杆上，导向杆通过两导向轴承导向，导向轴承安装在两轴承支架上，顶杆底部固连有冲网上模冲头，在底板上位于两轴承支架之间安装有下模模架，下模固连在下模模架中；在冲头内部开有孔，孔内有两个初次点焊焊头，两个初次点焊焊头通过导板连接在固定于顶杆上的初次点焊气缸上，两个初次点焊焊头与安装在工作台下面的电焊机的两极相连。
所述冲网点焊机构还可以是包括所述的底板，在底板上固定有上支板，上支板上固定有上底板，上底板上垂直安装有冲网气缸，冲网气缸通过转接头和销轴与顶杆相连，顶杆穿套在导向杆上，导向杆通过两导向轴承导向，导向轴承安装在两轴承支架上，顶杆底部固连有冲网上模冲头，在底板上位于两轴承支架之间安装有下模模架，下模固连在下模模架中；在冲头内部开有孔，孔内有初次点焊焊头，初次点焊焊头通过导板连接在固定于顶杆上的初次点焊气缸上，在底板底面下模的下面安装有顶起气缸，顶起气缸上有一个焊头，并与冲头中的初次点焊焊头上下相对，初次点焊焊头与顶起气缸上的焊头这一对焊头与安装在工作台下面的电焊机电路两极相连。
所述冲网点焊机构包括所述的底板，在底板上固定有上支板，上支板上固定有上底板，上底板上垂直安装有冲网气缸，冲网气缸通过转接头和销轴与顶杆相连，顶杆穿套在导向杆上，导向杆通过两导向轴承导向，导向轴承安装在两轴承支架上，顶杆底部固连有冲网上模冲头，在底板上位于两轴承支架之间安装有下模模架，下模固连在下模模架中；在冲头内部开有孔，孔内有两个初次点焊焊头，两个初次点焊焊头通过导板连接在固定于顶杆上的初次点焊气缸上，在垂直于上料气缸的方向上沿出料气缸出料方向一侧的顶杆上固定有两个在焊接时自导通成回路的二次点焊焊头；两个初次点焊焊头和两个二次点焊焊头分别与安装在工作台下面的两个电焊机电路的两极相连。
本发明具有的优点和积极效果是由于本发明采用机电一体化设计的技术方案，各工序的运动和各工位的状态由传感器检测和监控，采用PLC程序控制技术，对执行机构的气缸、电机等进行工作程序控制，并利用振动料斗和振动料道传送负极壳，以及利用送网、压网和辅助压网三个气缸的交替配合运动实现传送网带。实现负极壳的传送—上料—冲网—初次焊—出料—二次焊—落料过程以及网带的压网—送网—辅助压网—停歇—冲网—送网过程的全程自动化，使整个过程方便、快捷、高效；极大提高了产品质量和产量。本发明的焊接负极集流网机是在冲网气缸完成冲网行程后继续向下，由冲头直接将冲制的集流网送进位于下模下面的负极壳里面，并且冲头里面的初次点焊焊极与负极壳下面的顶起气缸上的另一个焊极一起对负极集流网进行初次点焊，这样集流网就被焊接在负极壳的中央，从而避免的了以往出现的偏网、翻边等现象，使生产的负极组件质量较高，也消除了人为因素对产品质量的影响，从而能够为后续生产提供很好的保证；另外冲网后的直接焊接，使得集流网的浪费问题得到解决；而自动化的生产也使得产品的产量大幅度提高，满足了企业大规模生产的要求；又由于本发明为机械动，加上采用气动作动力源，各传动部件间无润滑，使得生产对工作环境的影响大幅度的降低；另一方面自动化程度高，可减轻工人劳动强度，同时模块化设计，便于安装和维修，减少停台时间和劳动强度，有利于增加产量以及性价比高。
图1是本发明结构示意图；图2是图1的A-A向视图；图3是图1的B-B向视图；图4是本发明的气动控制系统的示意图；图5是本发明的电气控制系统的示意图。
具体实施例方式
为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下请参阅图1、2，本发明设计的一种扣式电池自动焊接负极集流网机，包括机架组件1、送网机构2、冲网点焊机构3、送料机构4、气动控制系统5和电气控制系统6。
所述的机架组件1包括工作台1.5及其支架1.4、下底板1.2和地脚1.1，通过地脚1.1可以调节整个机器的水平度；另外还有电气控制柜的前面板1.6，在下底板1.2上安装着电气控制系统6和气动控制系统5，在工作台下面安装有两个电焊机3.28和3.29。送网机构2、冲压焊接机构3、送料机构4均位于工作台1.5之上；所述的送网机构2包括固定在工作台1.5上的送网支架2.1和送网盘2.2以及固定送网盘的送网轴2.3，以及固定在底板3.2上的收网支架2.4和收网电机2.6及收网盘2.5；再加送网气缸2.7、压网气缸2.9和辅助压网气缸2.11，送网气缸2.7通过送网气缸支架2.8固定在底板3.2上，压网气缸2.9安装在压网支架2.10上，送网气缸2.7的往复运动带动压网支架2.10运动，辅助压网气缸2.11固定在上底板3.9上；参见图1，图2，所述冲网点焊机构3包括两个固定在工作台1.5上的支板3.1和3.22，以及由支板3.1和3.22支撑起的底板3.2，在底板3.2上固定有两个上支板3.6和3.26，上支板3.6和3.26上固定有上底板3.9，上底板3.9上垂直安装有冲网气缸3.8，冲网气缸3.8通过转接头3.10和销轴3.11与顶杆3.12相连，顶杆3.12穿套在导向杆3.7上并通过导向杆3.7与两个导向轴承3.5、3.30相连，两个导向轴承3.5、3.30分别通过轴承导杆3.4和3.31安装在轴承支架3.3和3.32上，顶杆3.12底部安装有冲网上模冲头3.16，上模冲头3.16由顶丝固定，下模模架3.18固定在轴承支架3.3和3.32之间的底板3.2上，下模3.19通过顶紧螺丝固定在下模模架3.18中；在冲头3.16内部开有孔，孔内有初次点焊焊头3.17，初次点焊焊头3.17通过导板3.15连接和固定架3.13固定于顶杆3.12上的初次点焊网气缸3.14上，在底板3.2底面下模3.19的正下方安装有顶起气缸3.27，顶起气缸3.27靠顶起气缸支架3.21固定在底板3.2上，顶起气缸3.27上有一个顶起焊头3.20，它起到顶起负极并与冲头3.16中的初次点焊焊头3.17导通形成回路的作用，在垂直于上料气缸4.2的方向上，沿出料气缸4.3方向一侧的顶杆3.12上两个二次电焊焊头3.23和3.24，这两个二次点焊焊头3.23和3.24通过二次点焊焊头支架3.25固定在顶杆3.12上，它们在焊接时自导通形成回路；初次点焊焊头3.17与顶起焊头3.20这一对焊头和两个二次点焊焊头分别各与工作台下面的两个电焊机3.28和3.29中的一个电焊机的两个电极相连。
参见图1、3，所述的送料机构4包括固定在工作台1.5上的螺旋型振动料斗4.5、固定在工作台1.5上的振动式的直线料道4.4以及固定在底板3.2上的上料气缸4.2、出料气缸4.3和成品出料气缸4.1；参见图1、2、4，所述气动控制系统包括气源5.0，依次管接过滤器5.1、调压器5.2、油雾器5.3和电磁阀组的进气端；在所述油雾器5.3和电磁阀组进气端之间还接有压力继电器5.4，压力继电器5.4与油雾器5.3和电磁阀组进气端相连；所述的过滤器5.1、调压器5.2、油雾器5.3和压力继电器5.4安装在支架1.4上；所述的电磁阀组5.5-5.13共9个安装在下底板1.2上，电磁阀组5.5-5.13内各电磁阀的出气口和排气通过气管分别与各对应工作气缸的进气和回气口相连；即分别对应着上料气缸4.2、冲网气缸3.8、出料汽缸4.3、压网气缸2.9、送网气缸2.7、辅助压网气缸2.11、焊网气缸3.13、顶起气缸3.27和成品出料气缸4.1。
参见图2、5，所述电气控制系统包括安装在下底板1.2上的电器控制柜1.3、电器控制柜内安装有PLC主模块、PLC扩展模块、直流电源、滤波器、报警器及中间继电器，电器控制柜前面板1.6上安装有启动、停止、急停、初次点焊、二次点焊、上料单动、出料单动、成品出料单动按钮以及蜂鸣器和电源指示灯。PLC主模块的输入分别为(1)电器控制柜1.3前面板上的启动TA-1，停止TA-2，急停TA-3，上料单动TA-4，初次点焊TA-5、二次点焊TA-6、出料单动TA-7等开关量；(2)各工作气缸上的磁性开关为CK01、CK02、CK03、CK04、CK05、CK06、CK07、CK08、CK09、CK10、CK11、CK12、CK13和CK14；(3)接近开关为J1；(4)光电开关G1；(5)气源过滤器上设计有压力继电器YJ1。PLC的输出口直接连接到电磁阀组括电磁阀5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、5.10、5.11、5.12和5.13，中间继电器ZJ1、ZJ2、ZJ3、ZJ4、ZJ5分别连接并控制收网电机2.6输出、初次点焊焊机3.28启动输出、二次点焊焊机3.29启动输出、送料料斗4.5输出、冲网气缸3.8的电磁阀5.6输出。所述的报警器为蜂鸣器FMQ。
所述的冲网点焊机构3中的焊头也可以是只有上述的在冲头3.16内部开孔里面的初次点焊焊头3.17，和顶起气缸3.27上的顶起焊头3.20，初次点焊焊头3.17与顶起焊头3.20这一对焊头与电焊机的两个电极相连。而没有上述的两个二次点焊焊头。
所述的冲网点焊机构3中的焊头也可以是在上述的冲头3.16内部开孔里面，有两个初次点焊焊头3.17，它们在焊接时自导通形成回路。这两个初次点焊焊头3.17与电焊机3.28的两个电极相连。而没有上述的两个二次点焊焊头3.23和3.24。
所述的冲网点焊机构3中的焊头也可以是在上述的冲头3.16内部开孔里面，有两个初次点焊焊头3.17，它们在焊接时自导通形成回路。这两个初次点焊焊头3.17与电焊机3.28的两个电极相连。而且同时还有上述的两个二次点焊焊头3.23和3.24，并且这两个二次点焊焊头与工作台下面的另一个电焊机3.29的两个电极相连。
本发明各部分的设计思路如下网带由送网盘2.2经送网到收网盘2.5并由收网电机2.6回收网带；负极壳采用螺旋型振动料斗4.5和直线型振动料道4.4送料，由接近开关J1自动检测负极壳是否到位，采用PLC程序控制上料气缸4.2，气缸带动上料推板，实现有料时的自动上料运动；当上料到位时，上料气缸4.2终点的磁性开关CK02给PLC输入信号，由PLC程序控制冲网气缸3.8和顶起气缸3.27同时运动，将负极壳顶起靠住下模3.19，并且将冲制的集流网网片送到负极壳里，再由冲网终点磁性开关CK04将终点信号传给PLC，由PLC程序控制初次点焊气缸3.13输出，完成初次点焊；气缸归位后由同样利用PLC程序控制出料气缸4.3将料推至二次点焊位置，同时送网气缸2.7和压网气缸2.9以及辅助压网气缸2.11联合完成一次网带的进给；当进行下一工件的冲网和初次点焊过程时，二次点焊的两个焊极3.23和3.24在顶杆3.12的带动下，对工件完成二次电焊过程。最后由PLC程序控制成品出料气缸4.1落料。
权利要求
1.一种扣式电池负极集流网自动冲焊装置，其特征是它包括机架组件及在机架组件上安装的送网机构、送料机构、冲网点焊机构以及气动控制系统和电气控制系统；所述的机架组件包括工作台及其支架、下底板和地脚；在下底板上安装着电器控制柜和气动控制系统，在工作台下面安装有1-2个电焊机，其余上料机构、冲网点焊机构、出料机构和传动机构均固连于工作台之上；所述的送网机构包括固连在工作台上的送网支架和送网盘，固连在工作台上由支板支撑的底板，在底板上固定有收网支架和收网电机及收网盘、固定在底板上的送网气缸、压网气缸和固连在底板上由上支板支撑的上底板，以及固定在上底板上的辅助压网气缸；所述的送料机构包括固定在工作台上的螺旋型振动料斗和振动直线料道以及固定在底板上的上料气缸、出料气缸和成品出料气缸；所述的冲网点焊机构包括所述的底板，在底板上固定有上支板，上支板上固定有上底板，上底板上垂直安装有冲网气缸，冲网气缸通过转接头和销轴与顶杆相连，顶杆穿套在导向杆上，导向杆通过两导向轴承导向，导向轴承安装在两轴承支架上，顶杆底部固连有冲网上模冲头，在底板上位于两轴承支架之间安装有下模模架，下模固连在下模模架中；在冲头内部开有孔，孔内有初次点焊焊头，初次点焊焊头通过导板连接在固定于顶杆上的初次点焊气缸上，在底板底面下模的下面安装有顶起气缸，顶起气缸上有一个焊头，并与冲头中的初次点焊焊头上下相对，在垂直于上料气缸的方向上沿出料气缸出料方向一侧的顶杆上固定有2个在焊接时自导通成回路的二次点焊焊头；初次点焊焊头与顶起气缸上的焊头这一对焊头和两个二次点焊焊头分别与安装在工作台下面的两个电焊机电路的两极相连；所述气动控制系统包括气源，依次串接有过滤器、调压器、油雾器和电磁阀组的进气端；在所述油雾器和电磁阀组进气端之间还接有压力继电器，压力继电器与油雾器和电磁阀组进气端相连；所述的过滤器、调压器、油雾器和压力继电器安装在下底板上；所述的电磁阀组安装在下底板上，电磁阀组内各电磁阀的出气口和排气通过气管分别与各对应工作气缸的进气和回气口相连；所述电气控制系统包括安装在下底板上的电器控制柜、电器控制柜内安装有PLC主模块、PLC扩展模块、直流电源、滤波器、报警器及中间继电器，电器控制柜外面板安装有启动、停止、急停、初次点焊、二次点焊、上料单动、出料单动、成品出料单动按钮以及蜂鸣器和电源指示灯；PLC主模块的输入端分别接电器控制柜前面板上的启动、停止、急停、上料单动、初次点焊、二次点焊、出料单动开关；各工作气缸上的磁性开关，接近开关、光电开关、和气源过滤器上的压力继电器；PLC的输出口直接连接到电磁阀组和中间继电器，中间继电器分别连接到收网电机输出、初次点焊焊机启动输出、二次点焊焊机启动输出、上料料斗和冲网气缸的电磁阀输出。
2.根据权利要求1所述的扣式电池负极集流网自动冲焊装置，其特征是所述冲网点焊机构包括所述的底板，在底板上固定有上支板，上支板上固定有上底板，上底板上垂直安装有冲网气缸，冲网气缸通过转接头和销轴与顶杆相连，顶杆穿套在导向杆上，导向杆通过两导向轴承导向，导向轴承安装在两轴承支架上，顶杆底部固连有冲网上模冲头，在底板上位于两轴承支架之间安装有下模模架，下模固连在下模模架中；在冲头内部开有孔，孔内有初次点焊焊头，初次点焊焊头通过导板连接在固定于顶杆上的初次点焊气缸上，在底板底面下模的下面安装有顶起气缸，顶起气缸上有一个焊头，并与冲头中的初次点焊焊头上下相对，初次点焊焊头与顶起气缸上的焊头这一对焊头与安装在工作台下面的电焊机电路两极相连。
3.根据权利要求1所述的扣式电池负极集流网自动冲焊装置，其特征是所述冲网点焊机构包括所述的底板，在底板上固定有上支板，上支板上固定有上底板，上底板上垂直安装有冲网气缸，冲网气缸通过转接头和销轴与顶杆相连，顶杆穿套在导向杆上，导向杆通过两导向轴承导向，导向轴承安装在两轴承支架上，顶杆底部固连有冲网上模冲头，在底板上位于两轴承支架之间安装有下模模架，下模固连在下模模架中；在冲头内部开有孔，孔内有两个初次点焊焊头，两个初次点焊焊头通过导板连接在固定于顶杆上的初次点焊气缸上，两个初次点焊焊头与安装在工作台下面的电焊机的两极相连。
4.根据权利要求1所述的扣式电池负极集流网自动冲焊装置，其特征是所述冲网点焊机构包括所述的底板，在底板上固定有上支板，上支板上固定有上底板，上底板上垂直安装有冲网气缸，冲网气缸通过转接头和销轴与顶杆相连，顶杆穿套在导向杆上，导向杆通过两导向轴承导向，导向轴承安装在两轴承支架上，顶杆底部固连有冲网上模冲头，在底板上位于两轴承支架之间安装有下模模架，下模固连在下模模架中；在冲头内部开有孔，孔内有两个初次点焊焊头，两个初次点焊焊头通过导板连接在固定于顶杆上的初次点焊气缸上，在垂直于上料气缸的方向上沿出料气缸出料方向一侧的顶杆上固定有两个在焊接时自导通成回路的二次点焊焊头；两个初次点焊焊头和两个二次点焊焊头分别与安装在工作台下面的两个电焊机电路的两极相连。
全文摘要
本发明涉及一种扣式电池负极集流网自动冲焊装置。它包括机架组件及在机架组件上安装的送网机构、送料机构、冲网点焊机构以及气动控制系统和电气控制系统。由于本发明采用机电一体化的设计技术，将冲制集流网和焊接集流网集成到一起，使该系统的焊接负极集流网技术更为合理，且技术先进，控制方便，布局合理，实现了冲网焊网过程全部自动化；极大提高了产品质量和产量，满足了企业大规模生产的要求；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，使得生产对工作环境的影响大幅度的降低；减轻工人劳动强度，同时模块化设计，便于安装和维修，减少停台时间和劳动强度；以及整机体积小，重量轻，占地少，性价比高。
文档编号B23K11/11GK1792546SQ20051013360
公开日2006年6月28日 申请日期2005年12月26日 优先权日2005年12月26日
发明者林树忠, 孙立新, 齐向阳, 孙会来, 安宁, 马建峰 申请人:天津工业大学