专利名称：一种双面微孔毛刺钢带及其生产方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制造二次电池极板骨架的专用生产装置，由其加工的双面微孔毛刺钢带(三维带)孔小、细密，钢带表面翻边毛刺呈立体纤维状，是生产镍氢、镍镉电池正极骨架的关键性材料。
背景技术：
目前，用于制造二次电池极板骨架的双面毛刺钢带都是采用冲压式方法生产的，即冲床上装有专用生产模具，其模具主要由底板、压板、凸模(冲针)、凹模、跳步装置等部分组成。但用这种方法生产的产品存在着严重缺陷①孔径大，很难冲制微孔产品；②孔间距较大，分布率低，一般每平方厘米不大于100个孔，影响产品的充放电性能；③生产效率低，通常每分钟只能生产一米左右，生产成本高。
发明内容
本发明的目的就是提供一种双面微孔毛刺钢带的生产设备、模具及加工方法，以解决现有技术存在的很难冲制微孔产品；孔间距较大，分布率低，影响产品的充放电性能；生产效率低，生产成本高的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种双面微孔毛刺钢带，包括钢带本体和其上的微孔，其特征在于所述的微孔为无落料穿孔，该穿孔的周边向钢带本体的一面或两面突起，突起的顶端呈立体纤维状毛刺；所述的钢带微孔的形状呈多种形式排布，孔径微小、细密，每平方厘米内分布毛刺孔密度可达625个。
一种双面微孔毛刺钢带的生产方法，其特征在于(1)送料将成卷无孔的钢带原料的一端，经过恒张力和调偏后送入毛刺孔滚压成型系统；(2)滚压穿孔所述的钢带原料经过由一对或多对穿孔轮的两个穿孔轮之间，利用穿孔轮外周面的突起或凹槽进行滚压穿孔。
(3)复绕将穿孔后的钢带复绕成盘。
一种双面微孔毛刺钢带的生产设备，其特征在于该设备包括依次顺序安装的自动放带系统A、毛刺孔滚压成型系统B、自动复绕系统C，所述的毛刺孔滚压成型系统B包括至少一对相互外切的穿孔轮及其驱动机构，在穿孔轮外周面设有用于穿刺微孔的突起齿或凹槽；上述各个系统的驱动装置均与一电控系统D连接。
所述的自动放带系统A包括放带架、恒张力机构、断带保护机构和机械动力机构，放带架架设在其机架上，在该放带架旁的机架上安装有恒张力机构，在其前后各装有一组导向轮；在该自动放带系统与所述的毛刺孔滚压成型系统之间装有断带保护机构。
所述的毛刺孔滚压成型系统B中的穿孔轮可分两类，其中一类轮的表面均布几何状齿，齿形为矩形、圆锥形、三角形、菱锥形等；另一类轮的表面均布几何状环形槽，槽形角一般为三角形，有时也呈矩形状；根据工艺要求，两类穿孔轮可交叉组合使用，也可同类轮组合使用。
所述的自动复绕系统C包括机械涨轴和扭矩复绕盘机构，扭矩复绕盘的轴心通过机械涨轴架设在其机架上，在所述的扭矩复绕盘旁边装有超直径保护机构。
在所述的扭矩复绕盘来料路径上装有摄像头，监测钢带表面及微孔的质量。
所述的自动控制系统D包括采用计算机程序控制，具有断带、走偏、超直径等故障自动停车报警功能；并通过对穿孔钢带的自动电子显微拍照，分析孔形状态和孔距的变化，可自动驱动毛刺孔成型系统的调整机构，对毛刺孔形和孔距进行自动修正。
本发明的有益效果是1.无落料穿孔，钢带表面翻边毛刺呈立体纤维状，提高了极板活性物质的包容量和固定强度。
2.钢带孔型可呈多种形式排布，孔径微小、细密，每平方厘米内分布毛刺孔可多达625个；提高了极板的导电性和电池的高倍率放电性能。
3.滚轮穿孔速度高达每分钟20米，是冲压穿孔速度的20倍，极大的提高了微孔毛刺钢带的生产效率。
图1是本发明的生产设备的总体结构示意图；图2是图1中穿孔轮的一种实施例结构示意图；图3是图1中穿孔轮的另一种实施例结构示意图；
图4～图9是本发明钢带的表面具有不同几何形状微孔的分布示意图；图10是图4～图8所示钢带截面的剖视图；图11是图9所示钢带截面的剖视图。
具体实施例方式
参见图1～图11，本发明依据双轮对滚穿孔原理，提供了双面微孔毛刺钢穿孔设备，该设备由自动放带系统A、毛刺孔滚压成型系统B、自动复绕系统C、电器自动控制系统D等组成。分别说明如下自动放带系统A该系统由放带架2、恒张力机构3、断带保护机构4和机械动力机构20，机械动力机构由电机和减速机组成，通过传动链与放带架2中心轴连接，同放带架2一齐架设在其机架17上，在该放带架2旁的机架上安装有恒张力机构3，在其前后各装有一组导向轮18将钢带E支撑为M形路径，并使恒张力机构3的电子尺弹性棍顶在该M形路径的下边中间的上侧，通过电子尺电阻率的变化控制机械动力机构电机频率，以保证基带E在恒张力状态下自动放卷。
在该自动放带系统A与所述的毛刺孔滚压成型系统B之间装有断带保护机构4。
定位导向机构19共有4套道棍子组成，成对分布在机架立板平面内，每只棍子的轴面上都装有一对可移动式导向环，从而增加了钢带运行中的储料长度，实现了钢带定位导向作用。
2.毛刺孔滚压成型系统B该系统由滚压穿孔机构6、自动调整机构7、驱动机构5组成，其中滚压穿孔机构6由1～4对穿孔轮61构成(取代传统的凸凹模)，每对穿孔轮61之间相互外切对滚。在每一穿孔轮61的外周面设有突起齿或凹槽，穿孔轮61在驱动机构5的驱动下转动，对通过其间的钢带E进行穿刺形成向不同侧面突出的微孔13和14，滚压穿孔机构6使孔部边缘毛刺各自翻向对面，在钢带E表面形成纤维状毛刺(参见图4～图11)。穿孔轮61可分两类，其中一类轮的表面均布突起齿611，齿形为矩形、梯形、圆锥形、三角形、菱锥形等几何状齿形(如图2所示)；另一类轮的表面均布几何状环形槽612，槽形角一般为三角形，有时也呈矩形状或梯形状(如图3所示)。根据工艺要求，两类穿孔轮可交叉组合使用，也可同类轮组合使用。自动调整机构7是由一微传动装置和一步进系统组成，它设置在一组穿孔轮的侧面，通过电子拍照技术对穿孔钢带孔型状态分析和数据处理，并驱动步进系统，以调整、监控穿孔钢带的孔型参数及质量。(该机构也可以进行手工操作，操作人通过对钢带孔型状态目测分析，以手工转动调整机构，赤可以调整穿孔钢带的孔型参数。)驱动机构5是该机的主动力机构，它由调频电机和减速机组成，输出轴通过一组变向齿轮与穿孔轮主轴连接，同时通过传动链与自动复绕系统C连接，保证了穿孔与收卷之间的速度匹配。
3.自动复绕系统C该系统由机械涨轴10、扭矩复绕盘11和超直径保护8组成，可使穿孔成型的钢带E恒扭矩复绕成盘，在立板的适当位置安装超直径报警机构8，它主要由金属感应装置组成，当钢带盘复绕直径达到设定值时，金属感应装置报警并停车，操作涨轴10可方便取出钢带盘。在钢带E复绕成盘以前的某一位置设置一摄像头9，监测钢带E上的微孔质量系统中的断带保护A是由金属感应装置组成的，在设备运行中，如出现断带和缺带现象，金属感应装置报警并停车，起到对系统的安全保护作用。
4.自动控制系统D该机共配置两个电控箱，即主电控箱12和副电控箱1，全系统采用计算机程序控制，驱动机构5及放带动力机构均采用变频无极调速，电控箱12装有电源开关即触摸屏控制板，在触摸屏主界面上设定了自动运行、手动调试、安全报警和速度显示等操作功能，在设备自动运行状态，钢带张力的大小变化将改变电子尺的阻率和电压输出信号，通过PLC控制系统自动调整放带电机频率，使之在动态中趋于平衡、同步，从而达到恒张力放带。
在系统中，多点位置配备了金属感应装置，通过对钢带运行状态的监控和信号采集，经微电脑数字信号处理以实现运行中的断带、超直径等故障自动停车、报警等安全功能；系统中还配备了微型视频采集机构，实现了动态数据采集和移动侦测，把采集的数据和微电脑中所预置的模拟数据予以取样、对比、分析处理，从而控制自动调整机构7，以达到对毛刺孔形和孔距等状态进行自动修正之目的。
副电控箱1主要用于手动运行和慢速调车，并具有电源开关及紧急停车等安全作用。
本发明的生产方法和过程是
如图1所示，首先将成卷钢带E装入自动放带架2，钢带E通过恒张力机构3和一系列调偏装置进入滚压穿孔机构6的穿孔轮61之间，根据产品的工艺要求不同，滚压穿孔机构6可由一对或多对穿孔轮61组成，调整两只穿孔轮61的相对位置可实现对钢带E的穿孔。穿孔钢带E的表面状态由计算机和摄像头8自动拍照监控，显示器界面可显示钢带E的孔径和孔距等状态，并经计算机数据处理后自动驱动调整机构，以使孔径和孔距处于最佳状态。之后，穿孔成型的钢带E再经过多组导轮、定位装置进入恒扭矩复绕系统C，由复绕系统把已穿孔的钢带复绕成盘，操作涨轴10可取出钢带盘.至此，微孔毛刺钢带穿孔的全过程完成。全系统采用程序控制，所有电机驱动机构采用自动调频调速；运行中实现断带、跑偏、超直径及系统故障报警停车。
当然，在系统不采用计算机自动拍照监控时，穿孔钢带E的孔径和孔距状态也可通过手动进行调整。
权利要求
1.一种双面微孔毛刺钢带，包括钢带本体和其上的微孔，其特征在于所述的微孔为无落料穿孔，该穿孔的周边向钢带本体的一面或两面突起，突起的顶端呈立体纤维状毛刺；所述的钢带微孔的形状呈多种形式排布，孔径微小、细密，每平方厘米内分布毛刺孔密度可达625个。
2.一种双面微孔毛刺钢带的生产方法，其特征在于(1)送料将成卷无孔的钢带原料的一端，经过恒张力和调偏后送入毛刺孔滚压成型系统；(2)滚压穿孔所述的钢带原料经过由一对或多对穿孔轮的两个穿孔轮之间，穿孔轮呈相对纯滚动状态，利用穿孔轮外周面的突起齿或凹槽进行滚压，使钢带原料表面形成微孔纤维状毛刺；(3)复绕将穿孔后的钢带复绕成盘。
3.一种双面微孔毛刺钢带的生产设备，其特征在于该设备包括依次顺序安装的自动放带系统(A)、毛刺孔滚压成型系统(B)、自动复绕系统(C)，所述的毛刺孔滚压成型系统(B)包括至少一对相互外切的穿孔轮及其驱动机构(5)，在穿孔轮外周面设有用于穿刺微孔的突起或凹槽；上述各个系统的驱动装置均与一电控系统(D)连接。
4.根据权利要求3所述的生产设备，其特征在于所述的自动放带系统(A)包括放带架(2)、恒张力机构(3)、断带保护机构(4)和机械动力机构(20)，放带架(2)架设在其机架(17)上，在该放带架(2)旁的机架上安装有恒张力机构(3)，在其前后各装有一组导向轮，在该自动放带系统(A)与所述的毛刺孔滚压成型系统(B)之间装有断带保护机构(4)。
5.根据权利要求3所述的生产设备，其特征在于所述的毛刺孔滚压成型系统(B)中的穿孔轮可分两类，其中一类轮的表面均布几何状齿，齿形为矩形、圆锥形、三角形、菱锥形等；另一类轮的表面均布几何状环形槽，槽形角一般为三角形，有时也呈矩形状；根据工艺要求，两类穿孔轮可交叉组合使用，也可同类轮组合使用。
6.根据权利要求3所述的生产设备，其特征在于所述的自动复绕系统(C)包括机械涨轴和扭矩复绕盘，扭矩复绕盘的轴心通过机械涨轴架设在其机架上，在所述的扭矩复绕盘旁边装有超直径保护机构。
7.根据权利要求6所述的生产设备，其特征在于在所述的扭矩复绕盘来料路径上装有摄像头，监测钢带表面及微孔的质量。
8.根据权利要求3所述的生产设备，其特征在于所述的自动控制系统(D)包括采用计算机程序控制，具有断带、走偏、超直径等故障自动停车报警功能；并通过对穿孔钢带的自动电子显微拍照，分析孔形状态和孔距的变化，可自动驱动毛刺孔成型系统的调整机构，对毛刺孔形和孔距进行自动修正。
全文摘要
一种双面微孔毛刺钢带及其生产方法和设备，是依据双轮对滚穿孔原理发明的双面微孔毛刺钢带成型设备，关键是采用了一组穿孔轮而取代了传统的凸凹模机构，穿孔轮呈相对纯滚动状态，使钢带通过其间进行微孔穿刺，孔部边缘毛刺各自翻向对面，在钢带表面形成纤维状毛刺。穿孔轮可分两类，其中一类轮的表面均布几何状齿，齿形为矩形、圆锥形、三角形或菱锥形，另一类轮的表面均布几何状环形槽，槽形角为三角形或矩形状；根据工艺要求，两类穿孔轮可交叉组合使用或同类轮组合使用。经滚轮穿孔方法制作的穿孔钢带，孔型可呈多种形式排布，孔径微小、细密，每平方厘米内分布毛刺孔可多达625个，钢带表面毛刺均匀成纤维状；其生产速度是传统冲压模具的20倍。
文档编号B21D28/34GK101038961SQ20071010689
公开日2007年9月19日 申请日期2007年5月15日 优先权日2007年5月15日
发明者高新峰 申请人:高新峰