閥控式鉛酸電池用全自動絲網印刷裝備

沈旭培，袁 將，李 丹

(天能電池集團股份有限公司，浙江 湖州 313100)

鉛酸電池的出廠標識主要有兩種方式：一種是標貼方式，采用不干膠標貼貼于電池表面，多用于富液式起動用鉛酸電池；另一種是絲網印刷(絲印)方式[1]，采用油墨[2]印刷于電池表面，多用于貧液式閥控式鉛酸(VRLA)電池。從電池的自身特征考慮，貧液式VRLA電池的散熱效果不如富液式電池，若采用標貼方式，使用時，會因外殼溫度偏高，導致標貼邊緣翹起、表面褪色等現象，影響產品的市場形象。絲印方式的電池，油墨在外殼表面的附著力強，不會因外殼溫度偏高而影響產品的外觀品質，在市場一直保持著良好的口碑。

本文作者設計一種全自動絲印生產線，用自動化絲印工藝取代傳統的手工絲印工藝，可較好地提高生產效率，提升電池外觀品質。

1 全自動絲印生產線

VRLA電池的絲印標識或位于電池的正面，或位于頂面，或同時位于正面和頂面。傳統的手工絲印方式采用木框定位絲印內容，在長時間使用過程中，木框會發生偏斜和磨損，導致絲印內容發生偏斜，影響電池外觀品質。當電池的正面或頂面均要求絲印時，定位問題更突出，又需要增加手工翻轉電池的步驟，提高了勞動強度。

全自動絲印生產線由兩臺絲印裝置和一臺電池翻轉裝置組成。電池絲印裝置由絲印框架、絲印模塊和運行軌道等重要部件組成(見圖1)[3]。絲印框架主要由木框和含有絲印內容的絲網組成，絲印模塊主要由氣缸和刮板組成，通過氣缸的往復運行來控制刮板的升降[4]。絲印框架固定在設備上，當電池流入絲印框架正下方時，定位夾緊，通過軌道上氣缸的往復運行來推動絲印模塊，完成電池絲印。氣缸的一次往復運行為一個周期，可完成兩只電池的絲印。

電池翻轉裝置由滾筒線、交流電動機(380 V，1.5 kW，無錫產)[5]和翻轉總成等重要部件組成(見圖2)。

圖1 電池絲印裝置Fig.1 Battery screen printing device

圖2 電池翻轉裝置及翻轉過程Fig.2 Battery turnover device and turnover process

電池完成第一面的絲印后，流入滾筒線，通過翻轉總成翻轉90°[6]，進入第二面絲印，步驟同上。電池全自動絲印工藝流程見圖3。

圖3 電池全自動絲印工藝流程Fig.3 Battery fully automatic screen printing process flow

2 實際應用效果

2.1 生產效率

據統計，6-EVF-110Q型VRLA電池(額定電壓12 V，額定容量110 Ah，湖州產，外形尺寸為：長330 mm ×寬170 mm ×高216 mm，參考質量34.0 kg)正面和頂面均要求絲印出貨。采用手工絲印，每只電池每面絲印時間約5 s，手工翻轉電池時間約5 s，總耗時約15 s。采用全自動絲印，每只電池每面絲印時間約3 s，自動翻轉時間約2 s，總耗時約8 s。與手工絲印相比，全自動絲印的速度提高約1倍。同理，6-EVF-230H型VRLA電池(額定電壓12 V，額定容量230 Ah，湖州產，外形尺寸為：長520 mm×寬240 mm×高225 mm，參考質量66.0 kg)若采用手工絲印，每只電池每面絲印時間約7 s，手工翻轉時間約8 s，總耗時約22 s。采用全自動絲印，每只電池總耗時同樣約8 s，與手工絲印相比，全自動絲印的速度提高約1.75倍。此外，絲印的標簽，外觀整齊劃一，可提升產品的外觀品質。

2.2 經濟效益

采用手工絲印，絲印工序需要2名員工，電池翻轉工序需要1名員工，共計3名員工。按每名員工工資6～7 萬元/a計算，共計18～21 萬元/a。

采用全自動絲印，生產線的成本為12.50萬元，用電器具總功率為4.5 kW。按照10 h/d的工作時間來計算，用電量為45 kW·h/d，按工業用電峰時、平時和谷時的平均電費計算，約為0.86元/kW·h，計38.70元/d，每年按320個工作日計算，合計電費為1.24萬元/a。此外，設備保養費約為0.06 萬元/a。

與手工絲印相比，采用全自動絲印，第一年的總成本約為13.80萬元，降低4.20～7.20萬元；其余年份的成本僅為電費和設備保養費，合計為1.30萬元/a，成本降低16.70～19.70萬元/a。

3 結論

VRLA電池在出廠前，絲印標識是必要環節，絲印效果也直接影響著電池外觀品質。本文作者設計的全自動絲印生產線，既實現了絲印自動化，提高了絲印速度，又能使絲印的外觀整齊劃一，提升了產品外觀品質。該設備已應用于諸多型號電池的生產，取得了較好的效果。