集流盤自動上下料機

冉昌林 蔡漢鋼

摘? 要：在電池生產過程中，集流盤需要放置在焊接設備的上料位，機械手拾取集流盤至焊接區進行焊接，集流盤焊接環節是制約整個產線生產效率的關鍵環節。本文中的集流盤自動上下料機構中，上料區與下料區的底部均安裝有用于與上料小車配合的流利條，上料區安裝有自動上料機構，自動上料機構用于抬升上料小車上滿載物料的物料盤，下料區安裝有自動下料機構，自動下料機構用于堆疊未裝載物料的空物料盤，支架的頂部設有移料機構，用于將上料區的空料盤移送至下料區。集流盤自動上料焊接設備，安裝的流利條方便上料小車進入，自動上料機構、自動下料機構和移料機構相互配合實現物料盤的自動上下料，提高了集流盤自動化生產效率，有效降低了集流盤損壞率。

關鍵字：電池;集流盤;上料;下料;焊接;

一、? 緒論

1.1 集流盤上下料機構的應用背景

研究目的與意義

動力鋰電池作為新能源產業的核心部件，其技術發展及改進備受關注。在鋰離子電池的生產過程中，需要將揉平后并入殼的電芯與集流盤進行焊接。技術發展很長時間內，集流盤焊接通常采用人工的方式，人工將集流盤逐一上料，耗費大量人力，人工成本高、工作效率低，難以滿足生產需求。

集流盤的自動化生產成了電池加工領域迫待突破的瓶頸，本文中的集流盤自動上下料機構解決了目前集流盤正是實現了這一瓶頸的突破，解決了集流盤上料依賴人工導致電池制造成本高的缺陷，實現了低成本高效生產。

二、 設備概況

2.1? 設備名稱及規格

本文所研究的設備名稱為集流盤自動上下料設備。本文的集流盤自動上下料機構，能夠實現集流盤自動上下料。

本文所提及的集流盤直徑32～60mm（含極柱高度）;設備產能/節拍：電芯分選節拍25PPM;合格率：99.8%;時間稼動率≥98%。

本文所提及的集流盤自動上下料設備的設備規格：約長2.4m*寬0.78m*高1.4m;設備重量：最大件重量<300KG;系統功率：3KW; 設備重量：最大件重量<300KG;系統功率：3KW

本文所提及的集流盤自動上料機的設備規格為約長;產能/節拍：電芯分選節拍25PPM;合格率：99.8%;時間稼動率≥98%（說明：稼動率=在作業的時間/整日的上班時間）。

2.2? 設備結構組成

2.3.1 設備系統的結構組成

集流盤自動上下料機構包括：自動上料機構、移料機構及自動下料機構;自動上料機構用于抬升上料小車上滿載物料的物料盤，移料機構用于將所述上料區的空料盤移送至所述下料區，自動下料機構用于用于堆疊未裝載物料的空物料盤;三個機構相互配合實現物料盤的自動上下料。

2.3.2 主要設備介紹

（1）自動上、下料機構

自動上料機構包括升降驅動單元及載物臺，升降驅動單元的驅動端與載物臺相連以驅動載物臺在上料區的豎直方向運動。升降驅動單元包括絲杠機構及與絲杠機構傳動連接的旋轉電機，支架上平行于絲杠機構的絲桿設置有滑道。載物臺包括升降板、直線驅動單元及安裝在升降板相對兩側的兩個支撐立板，兩個所述直線驅動單元安裝在升降板上，兩個支撐立板設置在物料盤的下方，升降驅動單元與升降板傳動連接，兩個直線驅動單元與兩個支撐立板一一對應驅動連接。

自動下料機構與自動下料機構結構相同。

（2）移料機構

移料機構包括水平驅動單元及與水平驅動單元傳動連接的拾取單元。當位于上料區最頂部的物料盤內的集流盤被取完后，拾取單元抓取該空物料盤，并在水平驅動單元的驅動下將空物料盤移送至下料區，然后經由自動下料機構將堆疊的空物料盤轉移到上料小車上。其中，拾取單元為吸盤結構或者夾爪結構。

2.3? 設備結構主要功能

集流盤自動上下料設備包括自動上料機構、自動下料機構及移料機構，自動上料機構、自動下料機構和移料機構相互配合實現物料盤的自動上下料，提高上料效率，降低人工成本。主要功能特點：

（1）全自動上下料，節約了人工成本，實現了低成本高效生產;

（2）傳感器檢測精準定位，實現精準上料;

（3）在加減速運動狀態下，集流盤上料傳送平穩順暢，不會出現掉料、卡死等現象;

（4）凹槽尺寸調節順暢，可適應多尺寸集流盤上下料

（5）安全防護，上下料區裝有防護光柵，當被觸發時，啟動啟動防護程序，停止各驅動單元的運行。

2.4? 設備安裝使用條件

2.6.1? 現場環境要求

本文集流盤自動上下料設備的運行環境溫度在-10℃～45℃范圍內，相對濕度<75%HR，潔凈度為100萬級/million。

2.6.2? 電力要求

本文集流盤自動上下料設備的主電源為三相五線的，其電壓為415V～460V;電壓波動小于10%，電源功率為20 KW。圓柱電芯分選設備需要接地，要求車間接地良好。

2.6.4對地面承重載荷要求

本文集流盤自動上下料設備的最大件重量<300KG，要求地面承重要求158≥kg/平方米。

2.6.5能源消耗

集流盤自動上下料機理論總功率為3KW，實際功率為2.5，同時使用系數0.83。

2.5.設備合格標準

在設備經過預驗收合格之后，在終驗收階段也需要滿足CMK>1.67;當CMK>1.67時，終驗收合格;當CMK≤1.67時，需要給出具體達CMK>1.67條件的整改措施，并保證在下次終驗收前完成整改，且本次終驗收不合格。

對于樣本取樣的條件，在保證同批次原材料與設備合同需求節拍能力滿足的情況下，在開始工作的1小時內完成所有取樣工作，平均時間間隔內抽樣10組數據，每組數據連續取樣50～80個;當設備最大節拍能力達不到要求時或當同批次原材料量不能滿足取樣要求，可將總的取樣時間加長，共取10組數據，或者減少每組連續取樣的樣品數，但仍需保證每組連續取樣數據不低于50個樣品。

結? 論

本文的集流盤自動上下料機構包括自動上料機構、移料機構及自動下料機構;自動上料機構用于抬升上料小車上滿載物料的物料盤，移料機構用于將所述上料區的空料盤移送至所述下料區，自動下料機構用于用于堆疊未裝載物料的空物料盤;三個機構相互配合實現物料盤的自動上下料，可適應多尺寸集流盤傳送，解決了目前集流盤上料依賴人工導致電池制造成本高的缺陷，實現了低成本高效生產，集流盤上料傳送平穩順暢。

作者簡介：

冉昌林， 性別男，生日1984.12.06，籍貫湖北，學歷本科，單位武漢逸飛激光股份有限公司，技術中心，職稱副總，主要研究方向 新能源智能自動化領域

蔡漢鋼， 性別男，生日1975.04.13，籍貫湖北武漢，學歷本科，單位武漢逸飛激光股份有限公司，技術中心，職稱研發經理，主要研究方向 新能源智能自動化領域。