动力电池原料智能制造生产线及其加工方法与流程

本发明涉及电池原料加工设备，具体涉及一种动力电池原料智能制造生产线及其加工方法。

背景技术：

随着科技的发展，动力电池的应用越来越广泛。动力电池的原料为动力电池的重要一部分。在原料的制造过程中，传统方式中是在一个密闭的房间里放置多个反应桶，工人将物料倒进反应桶后，迅速离开房间，并关上房门。等待8个小时左右后，工人再戴着防毒面具进入房间将完成反应的物料拉出，然后将成块的物料破碎，最后送去下一个工序。此传统的方式虽然可完成原料的加工，但存在较多缺陷：人工劳动强度大，效率低，且容易影响身体健康。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种动力电池原料智能制造生产线。此动力电池原料智能制造生产线可自动完成原料的加工，自动程度高，效率高，且可避免影响身体健康。

同时，本发明还提供了一种动力电池原料智能制造生产线的加工方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：本动力电池原料智能制造生产线，包括发料间、输送动力滚筒、第一升降机、第二升降机、运料车、加料装置和出料装置，所述发料间包括依次连通第一发料间、第二发料间和第三发料间，所述第一发料间的入口设有第一旋转门、所述第一发料间和第二发料间之间设有第二旋转门、第二发料间和第三发料间之间设有第三旋转门，所述第三旋转门的出口设有第四旋转门；所述输送动力滚筒依次穿过第一发料间、第二发料间和第三发料间，且所述输送动力滚筒的入料端和出料端均通过过渡动力滚筒分别与第一升降机的下端和第二升降机的下端连接，第一升降机的上端和第二升降机的上端通过运料车连接；所述加料装置的加料管插入第二发料间，且输送导管的出料口与第二发料间内的指定料盒工位对应；所述出料装置与第二升降机的上端连接；所述第一发料间、第二发料间和第三发料间均连接有抽风机。

优选的，所述发料间设有均匀分布的定位装置，此定位装置包括定位球、连杆、定位转轴和定位传感器，所述定位转轴安装于发料间的内壁，所述定位球固定于连杆的下端，所述连杆的上端与定位转轴连接，所述定位传感器的信号接收端与定位转轴连接，所述定位传感器的信号发出端与动力电池原料智能制造生产线的控制器连接。

优选的，所述第一旋转门包括固定门框、旋转门框、门板、锁紧气缸、升降杆和两组升降液压缸，所述固定门框安装于第一发料间的入口端，所述旋转门框的上端通过合叶安装于第一发料间的上方，所述锁紧气缸的缸体安装于固定门框，且所述锁紧气缸的伸缩杆与活动固定门框连接，所述旋转门框的两端内侧设有与门板匹配的滑槽，所述门板的两端分别插入位于旋转门框两端内侧的滑槽，所述门板的上端与升降杆连接，所述升降杆的两端分别与两组升降液压缸的伸缩杆连接，所述升降液压缸的缸体固定于旋转门框，所述升降液压缸连接有液压站。

优选的，所述门板包括内包板、外包板和多条方钢，所述内包板和外包板连接，且所述内包板和外包板之间形成容纳方钢的加强槽，多条方钢均焊接于加强槽内；所述内包板的密封面的外缘设有密封槽，此密封槽嵌入有密封条。

优选的，所述旋转门框包括采用槽钢构成的活动外框和加强方管，所述滑槽位于活动外框的左内侧和右内侧；所述加强方管固定于活动外框的背面；所述旋转门框的背面设有加强筋。

优选的，所述门板的四个角处设有导轮，所述导轮的一端插入滑槽。

优选的，所述加料装置包括至少一组加料单元，此加料单元包括加热罐和加料管，所述加料管的一端与加热罐的出料口连接，所述加料管的另一端插入第一发料间。

优选的，所述出料装置包括出料支座、出料仓、翻转机构、初碎机构、出料电机和出料螺杆，所述出料仓安装于出料支座上，所述出料仓的一端通过连轴器的底部设有落料口，所述翻转机构安装于出料仓的上端，且所述翻转机构通过过渡动力滚筒与第二升降机的上端连接；所述初碎机构安装于出料仓，且所述初碎机构位于翻转机构和出料螺杆之间，所述出料螺杆安装于出料仓的底部，且所述出料螺杆的一端与出料电机连接。

优选的，所述翻转机构包括翻转支架、翻转固定架和翻转电机，所述翻转支架安装于出料仓的上端，所述翻转固定架通过翻转转轴安装于翻转支架，所述翻转转轴的一端依次通过减速器和齿轮传动机构与翻转电机连接。

优选的，所述初碎机构包括初碎电机、初碎转轴和多条初碎杆，所述初碎转轴通过轴承安装于出料仓内，且所述初碎转轴的一端与初碎电机连接，所述初碎杆的一端固定于初碎转轴的圆周壁，所述初碎杆的另一端固定有初碎块，此初碎块的一边设为锯齿边。

优选的，所述出料螺杆包括驱动杆和螺旋板，所述驱动杆的两端通过轴承安装于出料仓的底部，所述螺旋板固定于驱动杆的外壁，且所述螺旋板相对于驱动杆螺旋缠绕设置，所述螺旋板的外缘设有齿口。

优选的，所述运料车包括运行导轨、与运行导轨匹配的滑车、用于驱动滑车的驱动电机和运行座，所述运行导轨的两端分别与第一升降机和第二升降机连接，所述滑车安装于运行导轨，且所述滑车与驱动电机连接，所述运行座安装于滑车，所述运行座设有运行动力滚筒，所述运行座的两侧上方均设有料盒导轨组件，两个料盒导轨组件相对设置，且两个料盒导轨组件之间形成输送通道。

优选的，所述运行座的前后端均设有定位机构，所述定位机构包括定位气缸和定位杆，所述定位气缸的缸体安装于运行座，所述定位杆现定位气缸的伸缩杆连接。

优选的，所述料盒导轨组件包括安装座和料盒导轨，所述料盒导轨通过安装座安装于运行座的侧边上方，所述料盒导轨的两端分别与第一升降机和第二升降机连接。

优选的，所述第二发料间分隔成至少2个单元间。

优选的，所述加料装置的数量至少1组。

一种基于上述的动力电池原料智能制造生产线的加工方法，包括以下步骤：

空的料盒从第一升降电机出来后，第二旋转门关闭时，第一旋转门打开，空的料盒进入第一发料间，处于等待区间；

当料盒准备就位后，第一旋转门和第三旋转门关闭，第二旋转门打开，处于第一发料间的料盒依次进进入第二发料间的指定料盒工位，则加料装置通过加料管将物料注入位于指定料盒工位的料盒；

注满物料的料盒依次通过第二发料间的后续工位后，进入第三发料间，在此过程中，第二旋转门和第四旋转门关闭，而第三旋转门打开；

位于第三发料间的料盒静置一定时间后，第三旋转门关闭，而第四旋转门打开，这些料盒从第三发料间进入第二升降机，则第二升降机将料盒送到出料装置；

出料装置将料盒翻转，以将料盒中的物料全部倒出，令物料倒进出料仓；在物料从出料仓的上端落到底部的过程中，物料被打碎并从出料仓的落料口排出；

接着，完成倒料的料盒退出出料装置中的转机构，并通过第二升降机后进入运行车，运行车将料盒送回第一升降机，最后第一升降机将空的料盒再次送到第一发料间以完成循环加工。

本发明相对于现有技术具有如下的优点：

1、本发明的动力电池原料智能制造生产线通过机械代替人工加工原料，提高了机械自动化，降低了工人的劳动强度，减少了原料的反应尾气影响人的身体健康，安全性高，也提高作业环境的卫生性。

2、本发明的动力电池原料智能制造生产线通过机械代替人工加工原料，在生产线中可连续发料，大大提高了加工效率，与传统的加工效率相比，提高了100倍。

附图说明

图1是本发明的动力电池原料智能制造生产线的结构示意图。

图2是图1中a处的放大示意图。

图3是本发明的第一旋转门的结构示意图。

图4是本发明的第一旋转门的正视图。

图5是本发明的门板的结构示意图。

图6是本发明的旋转门框的结构示意图。其中省略了加强筋。

图7是图5中b处的放大示意图。

图8是图6中c处的放大示意图。

图9是本发明的出料装置的结构示意图。

图10是本发明的出料装置的正视图。

图11是本发明的运料车的侧视图。

图12是本发明的运料车的正视图。

其中，1为发料间，101为第一发料间，102为第二发料间，103为第三发料间，2为输送动力滚筒，3为第一升降机，4为第二升降机，5为运料车，501为运行导轨，502为滑车，5021为车壳，5022为主动轮，5023为被动轮，503为驱动电机，504为运行座，505为运行动力滚筒，506为料盒导轨组件，5061为安装座，5062为料盒导轨，507为定位机构，5071为定位气缸，5072为定位杆，6为加料装置，601为加热罐，602为加料管，7为出料装置，701为出料支座，702为出料仓，703为翻转机构，7031为翻转支架，7032为翻转固定架，70321底板，70322框架，70323为翻转固定块，70324为出料动力滚筒，7033为翻转电机，7034为减速器，7035为齿轮传动机构，704为初碎机构，7041为初碎电机，7042为初碎转轴，7043为初碎杆，7044为初碎块，7045为锯齿边，705为出料电机，706为出料螺杆，7061为驱动杆，7062为螺旋板，7063为齿口，707为落料口，8为第一旋转门，801为固定门框，802为旋转门框，8021为活动外框，8022为加强方管，8023为加强筋，803为门板，8031为内包板，8032为外包板，8033为方钢，8034为密封条，8035为密封槽，804为锁紧气缸，805为升降杆，806为升降液压缸，807为液压站，808为滑槽，809为导轮，9为第二旋转门，10为第三旋转门，11为第四旋转门，12为定位装置，1201为定位球，1202为连杆，1203为定位转轴，13为料盒。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示的动力电池原料智能制造生产线，包括发料间、输送动力滚筒、第一升降机、第二升降机、运料车、加料装置和出料装置，所述发料间包括依次连通第一发料间、第二发料间和第三发料间，所述第一发料间的入口设有第一旋转门、所述第一发料间和第二发料间之间设有第二旋转门、第二发料间和第三发料间之间设有第三旋转门，所述第三旋转门的出口设有第四旋转门；所述输送动力滚筒依次穿过第一发料间、第二发料间和第三发料间，且所述输送动力滚筒的入料端和出料端均通过过渡动力滚筒分别与第一升降机的下端和第二升降机的下端连接，第一升降机的上端和第二升降机的上端通过运料车连接；所述加料装置的加料管插入第二发料间，且输送导管的出料口与第二发料间内的指定料盒工位对应；所述出料装置与第二升降机的上端连接；所述第一发料间、第二发料间和第三发料间均连接有抽风机。其中，第三发料间被分隔成四个单元间，这单元间的数量根据产量及场地而定，保尽可以提高加工效率。而为满足生产需求，本实施例中加料装置的数量为4组。其中，第一升降机和第二升降机均可采用现有的升降机，只是在现有的升降机的升降平台上设置升降动力滚筒，以方便料盒的水平移动。

本实施例中的输送动力滚筒、过渡动力滚筒、升降动力滚筒、出料动力滚筒和运行动力滚筒均可采用现有的动力滚筒，主要由滚筒电机、多个滚筒和传动齿轮构成。即可根据移动长度可直接自市场中进行购买，这减少生产线的制造时间成本。

如图2所示，所述发料间设有均匀分布的定位装置，此定位装置包括定位球、连杆、定位转轴和定位传感器，所述定位转轴安装于发料间的内壁，所述定位球固定于连杆的下端，所述连杆的上端与定位转轴连接，所述定位传感器的信号接收端与定位转轴连接，所述定位传感器的信号发出端与动力电池原料智能制造生产线的控制器连接。如图1所示，在第一发料间中均匀设置三个定位装置，这些定位装置主要用于确保料盒在输送动力滚筒上行进的位置，令料盒在第一发料间中停留在适当的位置，以确认料盒可精准的接收加料装置的物料加注。工作过程中，料盒在输送动力滚筒的作用下水平移动，料盒在移动过程中推动定位球进行摆动，则定位球通过连杆带动定位转轴转以，则定位传动器检测到定位转轴的转动，以将此转动信号发送给控制器，则控制器按输送动力滚筒的运行或控制各个旋转门(即第一旋转门、第二旋转门、第三旋转门和第四旋转门)的开关，从而保证生产的有效进行。

如图3至图8所示，所述第一旋转门包括固定门框、旋转门框、门板、锁紧气缸、升降杆和两组升降液压缸，所述固定门框安装于第一发料间的入口端，所述旋转门框的上端通过合叶安装于第一发料间的上方，所述锁紧气缸的缸体安装于固定门框，且所述锁紧气缸的伸缩杆与活动固定门框连接，所述旋转门框的两端内侧设有与门板匹配的滑槽，所述门板的两端分别插入位于旋转门框两端内侧的滑槽，所述门板的上端与升降杆连接，所述升降杆的两端分别与两组升降液压缸的伸缩杆连接，两组所述升降液压缸的缸体分别固定于旋转门框的两侧，所述升降液压缸连接有液压站。第一旋转门、第二旋转门、第三旋转门和第四旋转门的结构一样，只是四者安装的位置不同。这四个旋转六均主要由固定门框、旋转门框、门板、锁紧气缸、升降杆和两组升降液压缸。旋转门通过固定门框、旋转门框和门板将各个发料间(第一发料间、第二发料间和第三发料间)之间的开口密封或打开。在工作过程中，门板在升降液压杆带动下，门板沿着旋转门框中的滑槽上升或下降，而门板会随锁紧气缸推动或拉紧旋转门框一起动作。当需要关闭发料间的开口时，升降液压缸驱动门板下降，当门板下降到适当的位置时，锁紧气缸再将旋转门框向固定门框方向拉紧，以使门板一起向固定门框贴紧，从而封闭发料间的开口。而当需要打开发料间的开口时，按上述的反向动作，即锁紧气缸先通旋放门框将门板推离固定门框，接着升降液压缸再带动门板上升，从而将发料间的开口打开，令料盒顺利通过。在此过程中，这操作指令简单，且门板上升前，先将门板推离固定门框，可减少密封条的磨损。

所述门板包括内包板、外包板和多条方钢，所述内包板和外包板连接，且所述内包板和外包板之间形成容纳方钢的加强槽，多条方钢均焊接于加强槽内；所述内包板的密封面的外缘设有密封槽，此密封槽嵌入有密封条。此结构简单，方便制造，同时在内包板和外包板之间设置方钢，且多条方钢纵横分布，保证门板的强度，也使门板的密封面具有良好的平整度，保证了门板与固定门框之间的密封性。如图6和8所示，密封槽采用角钢制成，此槽在密封面的外缘，即密封面的四个边设置，以形成环状，从而进一步保证门板下固定门框之间的密封。

所述旋转门框包括采用槽钢构成的活动外框和加强方管，所述滑槽位于活动外框的左内侧和右内侧；所述加强方管固定于活动外框的背面；所述旋转门框的背面设有加强筋。此结构简单，方便制造安装，且也令旋转门框具有良好的强调，以保证工作的有效进行。

所述门板的四个角处设有导轮，所述导轮的一端插入滑槽。导轮可保证门板在滑槽上升或下降滑行过程中的顺畅性。

所述加料装置包括至少一组加料单元，此加料单元包括加热罐和加料管，所述加料管的一端与加热罐的出料口连接，所述加料管的另一端插入第一发料间。本实施例中加料单元具有四组，此四组加料单元的加料管插入第一发料间，且四条加料管分别位于第一发料间中四个料盒停留位置的上方，以保证加料装置向料盒中加注原料。加料单元的数量根据生产量需求及生产场地等因素而决定。

如图9和图10所示，所述出料装置包括出料支座、出料仓、翻转机构、初碎机构、出料电机和出料螺杆，所述出料仓安装于出料支座上，所述出料仓的一端的底部设有落料口，所述翻转机构安装于出料仓的上端，且所述翻转机构通过过渡动力滚筒与第二升降机的上端连接；所述初碎机构安装于出料仓，且所述初碎机构位于翻转机构和出料螺杆之间，所述出料螺杆安装于出料仓的底部，且所述出料螺杆的一端与出料电机连接。当料盒自第二升降电机再通过过渡动力滚筒进入翻转机构，翻转机构将料盒转动180°，从而将料盒中的物料倒进出料仓，而在物料下落到出料仓的底部的过程中，先通过初碎机构打碎物料。这物料落到出料仓的底部后，出料电机驱动出料螺杆运行，一边将物料进一步搅料，一边将物料向落料口方向输送，以使搅碎的物料从落料口输出到下一加工设备。这采用自动化机械代替人工操作出料，将出料和碎料一体加工，大大减少了时间，提高了工作效率，还减少了工人的劳动强度。

所述翻转机构包括翻转支架、翻转固定架和翻转电机，所述翻转支架安装于出料仓的上端，所述翻转固定架通过翻转转轴安装于翻转支架，所述翻转转轴的一端依次通过减速器和齿轮传动机构与翻转电机连接。此翻转机构的结构简单，操作方便。而所述翻转固定架包括底板和框架，所述框架的下端固定于底板，所述底板上设有出料动力滚筒，所述框架的内壁上端内设有限制料盒的翻转固定块。这保证料盒可顺畅进入翻转固定加，并利用翻转固定块固定料盒，以避免料盒和物料一起掉落到出料仓，保证了工作的有效进行。

所述初碎机构包括初碎电机、初碎转轴和多条初碎杆，所述初碎转轴通过轴承安装于出料仓内，且所述初碎转轴的一端通过连轴器与初碎电机连接，所述初碎杆的一端固定于初碎转轴的圆周壁，所述初碎杆的另一端固定有初碎块，此初碎块的一边设为锯齿边。此结构简单，利用初碎杆和初碎块打碎物料，以对物料进行初碎，以而初碎块的一边设置锯齿边可更有利于将物料打碎，提高了打碎效果，以提高加工效率。

所述出料螺杆包括驱动杆和螺旋板，所述驱动杆的两端通过轴承安装于出料仓的底部，所述螺旋板固定于驱动杆的外壁，且所述螺旋板相对于驱动杆螺旋缠绕设置，所述螺旋板的外缘设有齿口。此结构简，在出料的过程中同时将物料搅碎，即将两个工序合成一起，大大减少了加工时间，提升加工效率。

如图11和图12所示，所述运料车包括运行导轨、与运行导轨匹配的滑车、用于驱动滑车的驱动电机和运行座，所述运行导轨的两端分别与第一升降机和第二升降机连接，所述滑车安装于运行导轨，且所述滑车与驱动电机连接，所述运行座安装于滑车，所述运行座设有运行动力滚筒，所述运行座的两侧上方均设有料盒导轨组件，两个料盒导轨组件相对设置，且两个料盒导轨组件之间形成输送通道。此结构的运料车行动平稳迅速，使第一升降机和第二升降机之间的料盒可快速输送，进一步提高了加工效率。所述滑车包括车壳、主动轮和被动轮，所述主动轮和被动轮分别安装于车壳的两端，所述主动轮和被动轮均与运行导轨连接，所述驱动电机的动力输出轴与主动轮连接；所述运行座安装于车壳的上面。

所述运行座的前后端均设有定位机构，所述定位机构包括定位气缸和定位杆，所述定位气缸的缸体安装于运行座，所述定位杆现定位气缸的伸缩杆连接。定位机构令料盒停留在运行动力滚筒的适当位置，也避免料盒发生掉落。定位气缸具有两个，位置安装于运行座的两侧，定位杆的两端分别与两个定位气缸的伸缩杆连接，则料盒的前后端会被定位杆限制，而料盒的左右两侧会被料盒导轨约束，这对料盒多方位约束，保证料盒在输送过程的稳定性，使工作有效进行。

所述料盒导轨组件包括安装座和料盒导轨，所述料盒导轨通过安装座安装于运行座的侧边上方，所述料盒导轨的两端分别与第一升降机和第二升降机连接。此结构简单，安装方便。

一种基于上述的动力电池原料智能制造生产线的加工方法，包括以下步骤：

四个空的料盒从第一升降电机出来后，第二旋转门关闭时，第一旋转门打开，空的料盒进入第一发料间，处于等待区间；

当四个料盒准备就位后，，此时定位装置向控制器传输信号，第一旋转门和第三旋转门关闭，第二旋转门打开，处于第一发料间的料盒依次进进入第二发料间的指定料盒工位(四个空的料盒进入之前，第二发料间所有料盒整体往前移动了工位，以等待第一发料间的料盒进入)，则加料装置通过加料管将物料注入位于指定料盒工位的料盒；具体的，每二发料间分成三个单元间，此三个单元间均具有四个料盒工位，位于前四个料盒工痊为指定料盒工位，即加料工位；物料加注入料盒后，液体状的物料固化，以产生大量的热和烟气，此时启动抽风机，以将热量和烟气抽走，并令第二发料间形成负压，此负压状态保持20～40分钟。

注满物料的料盒依次通过第二发料间的后续工位后，进入第三发料间，在此过程中，第二旋转门和第四旋转门关闭，而第三旋转门打开；第二发料间的16个料盒整体被输送动力滚筒前进四个工位(此时位于前面的四个指定料盒工位以腾出空位，从而等待第一发料间下次的四个空的料盒进入，即每次料盒前进的时候，位于后面的四个工位都会提前空置四个工位，等待前面的四个料盒进入(四个料盒为一个单元组，所有的工位都是连续的料盒，运行模式都是后面的先走，留出空工位后，前四工位的才一起后移四个工位)；当物料在第二发料间移动了四次(每次移动四个工位)后。进入第三发料间前，第二旋转门和第四旋转门关闭(第二发料间和三发料间形成一个密闭的空间，防止气体跑出第二发料间和第三发料间，避免气体影响作业环境)料盒就会进入第三发料间。再静置一小周期时间(即20-40分钟)，三号门关闭，四号门打开，四个料盒依次出第三发料间

位于第三发料间的料盒静置一定时间后，第三旋转门关闭，而第四旋转门打开，这些料盒从第三发料间进入第二升降机，则第二升降机将料盒送到出料装置；，

出料装置将料盒翻转，以将料盒中的物料全部倒出，令物料倒进出料仓；在物料从出料仓的上端落到底部的过程中，物料被打碎并从出料仓的落料口排出；具体的，翻转机构旋转(即顺着料盒前进方向旋转)180°，物料全部倒出，物料被倒进出料仓，以此同时初碎机启动，大块的物料将被打碎成小块，进入出料螺杆，出料螺杆中的螺旋板进一步将物料打碎，并挤压推送到落料口，送入下一道工序；而被翻出物料的料盒再次变成空的料盒，反转180°，料盒有变成初始模式(即空载)，出料动力滚筒反转，料盒退出翻转机构，再通过过渡动力滚筒和升降动力滚筒顺利进入运行车；

接着，完成倒料的料盒退出出料装置中的转机构，并通过第二升降机后进入运行车，运行车将料盒送回第一升降机，最后第一升降机将空的料盒再次送到第一发料间以完成循环加工。

在上述加工过程中，料盒在第一升降机、输送动力滚筒、第二升降机和运料车构成的加工环中运动，使原料的加工可循环连续进行，采用自动化加工方式代替传统的人工操作，提高了工作效率，减少工作人员与化学性的物料接触，以避免物料影响工人的身体健康，也避免人为污染物料，保证了工作环境的安全性和卫生性；全程自动化控制，减少人为因素出错，提高产品的稳定性。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。