一种锂锰扣式电池的极片加工设备的制作方法

1.本发明涉及一种加工设备技术领域，更具体地说，它涉及一种锂锰扣式电池的极片加工设备。


背景技术：

2.扣式电池的结构依次包括负极盖、负极物料、隔膜、正极物料及正极壳，对于锂锰扣式电池，其正极为压制成片状的二氧化锰，负极为金属锂片，中间用隔膜分隔，一般采用聚乙丙烯或玻璃纤维材料。正极片上与正极壳相接触的一侧嵌有一片不锈钢网（集流网），用于增加导电性能。
3.国内锂锰电池生产厂家大多使用制药行业的压片机来进行原料粉末的压片，压片机为旋转式，手工向压片模具内添加不锈钢网，不仅加网的速度很低而且准确性无法保证，使得生产效率不高。集流网放偏后会被压碎，造成废品，而且碎网夹杂在正极片中将影响产品质量却又不易检测出来，因此，锰锂扣式电池正极片生产设备急待开发提高。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：集流网的冲裁和极片的加工由两台不同的设备完成，中间有转运的过程，降低生产效果，再者人工放置集流网容易造成偏差影响产品质量，从而提供了一种锂锰扣式电池的极片加工设备，仅需要一台设备就可完成集流网的冲裁和摆放，直至加工出成品的极片，生产效果高的同时，还具有提高产品质量的效果。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种锂锰扣式电池的极片加工设备，包括上料装置、冲裁装置、压实装置、检测装置、分拣装置、极片模具及转盘；所述上料装置包括二氧化锰颗粒上料机构和钢丝网上料机构，所述压实装置包括预压实机构和极片成形机构，所述极片模具设置有多个，分布在转盘的周边，由转盘带动周向旋转，并且依次经过二氧化锰颗粒上料机构、预压实机构、冲裁装置、极片成形机构、检测装置及分拣装置；所述冲裁装置包括冲裁液压缸、冲裁板及冲裁杆，所述极片成形机构包括成形液压缸和压力杆，初始时，所述冲裁板悬置于其中一个极片模具的上方，所述冲裁板上开设有与极片模具上模型孔相同孔径的冲裁孔，所述冲裁液压缸驱动冲裁杆下移将钢丝网上料机构送至冲裁板上的条状钢丝网冲裁成圆片状，圆片状的钢丝网落入极片模具上的模型孔中后，由所述成形液压缸驱动压力杆伸入模型孔中将钢丝网与预压成片状的极片压实；所述检测装置用于检测模型孔中的极片厚度，并将检测结果传递给分拣装置，由分拣装置根据预设的条件从极片模具上收集归类。
6.优选地：所述冲裁液压缸和成形液压缸共用设置为双动力液压缸，所述冲裁杆和压力杆共用设置为冲压杆，所述双动力液压缸的两侧分别设置有第一执行器和第二执行器，当所述双动力液压缸冲裁钢丝网时，由所述第一执行器驱动冲压杆，当所述双动力液压
缸将钢丝网与预压成片状的极片压实时，由所述第二执行器驱动冲压杆。
7.优选地：还包括轮盘，所述冲裁装置和压实装置均设置有多个，多个所述冲裁装置和压实装置周向均匀安装于轮盘上，所述冲裁装置设置在预压实机构与极片成形机构之间，所述轮盘的中心设置有中空的上料区，所述钢丝网上料机构设置于上料区的上方，所述钢丝网上料机构包括牵引压辊和行进齿轮，所述行进齿轮设置于牵引压辊相对冲裁装置的一侧，所述行进齿轮的外圆周面上设置有与钢丝网啮合的齿牙，所述行进齿轮相对冲裁装置的一侧设置有裁切机构，当所述冲裁装置将条状钢丝网冲裁成圆片状时，所述裁切机构用于将成为废料的条状钢丝管端头切断。
8.优选地：所述检测装置包括检测支架和气动测微计，所述气动测微计包括检测气缸和成矩阵的多个光栅式测微仪，所述检测气缸的气缸本体与检测支架固定连接，所述检测气缸的活塞杆上固定连接有横杆，所述横杆的一侧与检测支架滑动连接，多个所述光栅式测微仪均安装于横杆上。
9.优选地：所述分拣装置包括良品出料机构和次品出料机构，所述良品出料机构和次品出料机构分布在极片模具的旋转路径中，所述良品出料机构包括顶杆、出料台、盖板、料管及推料件，所述出料台的上端面开设有出料槽和卸料孔，所述卸料孔与出料槽间隔设置，之间开设有导料槽，上下倾斜设置的料管顶端与出料槽的底端接通，所述卸料孔位于极片模具上模型孔的上方，所述盖板覆盖在出料台的顶端，所述推料件安装于出料台的上端，并且靠近卸料孔设置，当所述顶杆将极片从卸料孔的上端推出时，所述推料件用于将顶杆上的极片拨动到导料槽中，所述次品出料机构包括下顶针和次品收集仓，所述次品收集仓位于极片模具的下方，所述下顶针用于将极片模具中次品极片推出掉落至次品收集仓中。
10.优选地：所述极片模具上开设有呈矩阵的多个模型孔，所述顶杆的数量与模型孔的数量相同。
11.优选地：所述极片模具包括上模、上支架、垂直气缸、下模、下支架、水平气缸、底模及承接气缸，所述上模通过上支架与垂直气缸的活塞杆固定连接，所述下模通过下支架与水平气缸的活塞杆固定连接，所述上模中开设的料孔在添加二氧化锰颗粒时，所述料孔与模型孔同轴，并且料孔的底部与模型孔的顶部拼接，初始时，所述底模衔接在下模的底部，当极片模具移动到分拣装置处，所述底模由承接气缸驱动平移与下模分离，所述垂直气缸的气缸本体、水平气缸的气缸本体及承接气缸的气缸本体均设置于转盘内。
12.优选地：所述推料件由弹性片状材料制成，所述导料槽与卸料孔成阶梯状设置，所述卸料孔的侧壁上开设有与导料槽相通的滑槽，所述滑槽呈上下倾斜设置，所述推料件与滑槽对称设置，所述卸料孔设置有多组，组数与模型孔的排数相同，当所述极片模具处于卸料状态时，在一组卸料孔处卸掉极片后，所述转盘旋转将极片模具周向移动到下一组卸料孔处，同时，所述极片模具由水平气缸驱动径向移动至该组卸料孔的下方。
13.优选地：所述转盘和轮盘均有动力装置控制旋转，所述动力装置包括第一减速电机、第一传动轴、第二减速电机及第二传动轴，所述转盘通过第一传动轴与第一减速电机传动连接，所述轮盘通过第二传动轴与第二减速电机传动连接。
14.优选地：所述二氧化锰颗粒上料机构包括料斗、中转仓、导料板、挡板、底座及限推板，所述料斗安装于中转仓的顶部，所述中转仓的底板呈上下倾斜设置，并且靠近中转仓侧板位置开设有卸料口，所述导料板上开设有上下贯穿的料孔，所述导料板的底端侧壁上还
开设有与料孔导通的气孔，所述底座上开设有上料槽，所述料孔的顶端与卸料口相通，所述料孔的底端与上料槽相通，所述挡板和限推板位于导料板的相对两侧，所述限推板用于将上料槽中的物料朝向挡板推送，所述上料槽在靠近挡板的一端开设有漏孔，移动到底座下方的极片模具，其上的模型孔位于漏孔的正下方。
15.本发明的有益效果是：二氧化锰颗粒物料通过二氧化锰颗粒上料机构送入极片模具的模型孔内，内部添加过二氧化锰颗粒物料的极片模具通过转盘的旋转依次经过预压实机构将物料进行预压缩、冲裁装置将集流网冲裁成圆片状并推入极片模具中、极片成形机构将集流网与预压后的物料压缩为成品极片、检测装置对极片模具中的成品极片进行质量检测、分拣装置将检测后的产品从极片模具上卸下并进行归类，本发明专利集物料上料、集流网冲裁放置、挤压成形、质量检测和分拣归类为一体，不仅提高了生产效率，还具有提高产品质量的作用。
附图说明
16.图1为锂锰扣式电池的极片加工设备的示意图一；图2为锂锰扣式电池的极片加工设备的示意图二；图3为二氧化锰颗粒上料机构的示意图；图4为中转仓的示意图；图5为冲裁装置和压实装置的示意图；图6为钢丝网上料机构的示意图；图7为行进齿轮的示意图；图8为出料台的示意图；图9为极片模具安装在转盘上的示意图；图10为气动测微计的示意图；图中：1、上料装置；11、二氧化锰颗粒上料机构；111、料斗；112、中转仓；113、导料板；114、挡板；115、底座；116、限推板；12、钢丝网上料机构；121、牵引压辊；122、行进齿轮；1221、齿牙；2、冲裁装置；21、冲裁液压缸；22、冲裁板；23、冲裁杆；3、压实装置；31、预压实机构；311、预压杆；32、极片成形机构；321、压力杆；4、检测装置；41、检测支架；42、气动测微计；421、检测气缸；422、光栅式测微仪；423、横杆；5、分拣装置；51、良品出料机构；511、出料台；512、推料件；513、盖板；514、料管；515、顶杆；6、极片模具；61、上模；62、上支架；63、垂直气缸；64、下模；65、下支架；66、水平气缸；67、底模；68、承接气缸；7、转盘；8、轮盘；81、上料区；811、裁切机构；8111、裁切气缸；8112、剪切板；9、机仓。
具体实施方式
17.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
18.需要指出的是，除非另有指明，本技术使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
19.本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、
右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
20.根据图1-2所示，一种锂锰扣式电池的极片加工设备，包括机仓9和安装于机仓9内的上料装置1、冲裁装置2、压实装置3、检测装置4、分拣装置5、极片模具6、转盘7及轮盘8，上料装置1包括二氧化锰颗粒上料机构11和钢丝网上料机构12，压实装置3包括预压实机构31和极片成形机构32，分拣装置5包括良品出料机构51和次品出料机构，良品出料机构51和次品出料机构分布在极片模具6的旋转路径中，极片模具6设置有多个，并且周向间隔均匀分布在转盘7上，冲裁装置2和压实装置3均设置有多个，多个冲裁装置2和压实装置3周向均匀安装于轮盘8上。
21.根据图3-4所示，二氧化锰颗粒上料机构11包括料斗111、中转仓112、导料板113、挡板114、底座115及限推板116，料斗111安装于机仓9的顶部，中转仓112安装于料斗111的底部，中转仓112的底板呈上下倾斜设置，并且靠近中转仓112侧板位置开设有卸料口，导料板113上开设有上下贯穿的料孔，导料板113的底端侧壁上还开设有与料孔导通的气孔，底座115上开设有上料槽，料孔的顶端与卸料口相通，料孔的底端与上料槽相通，挡板114和限推板116位于导料板113的相对两侧，上料槽在靠近挡板114的一端开设有漏孔，移动到底座115下方的极片模具6上的模型孔位于漏孔的正下方，限推板116通过一号气缸驱动将上料槽中的物料朝向挡板114推送，直至将上料槽中的物料从漏孔掉落至料孔中，物料通过料孔进入模型孔内。
22.冲裁装置2和压实装置3有两种实施方式，实施例一：冲裁装置2包括冲裁液压缸21、冲裁板22及冲裁杆23，极片成形机构32包括成形液压缸和压力杆321，预压实机构31包括预压液压缸和预压杆311，冲裁液压缸21、成形液压缸和预压液压缸共用选择为双动力液压缸，冲裁杆23、压力杆321和预压杆311共用选择为冲压杆，双动力液压缸驱动冲压杆上下移动，每个冲压杆均对应设置一个冲裁板22，当极片模具6移动到轮盘8位置时，双动力液压缸先是驱动冲压杆下移至极片模具6中对颗粒物料进行预压实后回升，然后钢丝网上料机构12将条状钢丝网送至冲裁板22上，双动力液压缸再次驱动冲压杆下移将钢丝网冲裁呈圆片状，冲压杆继续下移将圆片状的钢丝网（集流网）与二氧化锰物料压实，双动力液压缸的两侧分别设置有第一执行器和第二执行器（此处需要说明的是，双动力液压缸为市场上可购买到的动力元件），当对二氧化锰物料预压实和冲裁钢丝网时，由第一执行器驱动冲压杆，当双动力液压缸将钢丝网与预压成片状的极片压实时，由第二执行器驱动冲压杆；实施例二（如图5所示），与实施例一不同的是，冲裁液压缸21、成形液压缸及预压液压缸单独设置，冲裁杆23、压力杆321及预压杆311也单独设置，冲裁杆23的顶端与冲裁液压缸21的液压轴同轴固定连接，压力杆321的顶端与成形液压缸的液压轴同轴固定连接，预压杆311的顶端与预压液压缸的液压轴同轴固定连接，预压液压缸、冲裁液压缸21及成形液压缸以轮盘8为中心周向依次间隔分布，预压液压缸、冲裁液压缸21及成形液压缸均设置有多个，当极片模具6移动到轮盘8位置时，轮盘8转动先使预压杆311位于极片模具6的上方，预压液压缸驱动预压杆311下移到极片模具6中对二氧化锰颗粒进行预压后回升，轮盘8再次转动将冲裁杆23和冲裁板22移动到极片模具6的上方，冲裁板22上开设有冲裁孔，冲裁杆23在冲裁液压缸21的驱动向下移动，将冲裁板22上的钢丝网冲裁成圆片状，冲裁杆23继续下移将圆片状钢丝网推至极片模具6中后回升，轮盘8接着转动，成形液压缸驱动压力杆321伸入模型孔中
将钢丝网与预压成片状的极片压实，此处需要说明的是模型孔开设在极片模具6中，钢丝网已冲裁成片状，极片为二氧化锰物料构成。
23.根据图5-7所示，轮盘8的中心设置有中空的上料区81，钢丝网上料机构12设置于上料区81的上方，钢丝网上料机构12包括牵引压辊121、行进齿轮122及放料轮，条状钢丝网初始时卷曲成筒状，然后安装在放料轮上，放料轮位于上料区81的上方，方便钢丝网的放置，行进齿轮122设置于牵引压辊121相对冲裁装置2的一侧，行进齿轮122的外圆周面上设置有与钢丝网啮合的齿牙1221，行进齿轮122相对冲裁装置2的一侧设置有裁切机构811，当冲裁装置2将条状钢丝网冲裁成圆片状时，裁切机构811用于将成为废料的条状钢丝管端头切断。冲裁板22相对行进齿轮122的一侧设置有刀刃，裁切机构811包括裁切气缸8111和剪切板8112，剪切板8112的顶部与裁切气缸8111的活塞杆固定连接，裁切气缸8111驱动剪切板8112下降并且与裁切板配合将条状钢丝网剪断，剪断后的钢丝网随裁切板一起移动，随后由收料气缸将裁切板上的钢丝网废料钩取收集（还可以通过后续送给的钢丝网将废料顶出，然后在轮盘8与转盘7之间放置废料收集盒，被顶出的废料掉落至废料收集盒内），行进齿轮122的设置用于带动钢丝网向前移动。另外，行进齿轮122可以更换，根据不同形状的钢丝网选择相应齿牙的行进齿轮122。
24.根据图1-8所示，良品出料机构51包括顶杆515、出料台511、盖板513、料管514及推料件512，出料台511的上端面开设有出料槽和卸料孔，卸料孔与出料槽间隔设置，之间开设有导料槽，上下倾斜设置的料管514顶端与出料槽的底端接通，卸料孔位于极片模具6上模型孔的上方，盖板513覆盖在出料台511的顶端，推料件512安装于出料台511的上端，并且靠近卸料孔设置，当顶杆515由顶升气动驱动将极片从卸料孔的上端推出时，推料件512用于将顶杆515上的极片拨动到料槽中，次品出料机构包括下顶针和次品收集仓，次品收集仓位于极片模具6的下方，下顶针由下顶气缸驱动用于将极片模具6中次品极片推出掉落至次品收集仓中，顶升气缸和下顶气缸均与气动测微计42通讯连接。推料件512由弹性片状材料制成，导料槽与卸料孔成阶梯状设置，卸料孔的侧壁上开设有与导料槽相通的滑槽，滑槽呈上下倾斜设置，推料件512与滑槽对称设置，卸料孔设置有多组，组数与模型孔的排数相同，当极片模具6处于卸料状态时，在一组卸料孔处卸掉极片后，转盘7旋转将极片模具6周向移动到下一组卸料孔处，同时，极片模具6由水平气缸66驱动径向移动至该组卸料孔的下方。
25.根据图9所示，极片模具6包括上模61、上支架62、垂直气缸63、下模64、下支架65、水平气缸66、底模67及承接气缸68，上模61通过上支架62与垂直气缸63的活塞杆固定连接，下模64通过下支架65与水平气缸66的活塞杆固定连接，上模61中开设的料孔在添加二氧化锰颗粒时，料孔与模型孔同轴，并且料孔的底部与模型孔的顶部拼接。料孔的内径与模型孔的内径等同，料孔设置有两排，每排料孔均设置有多个，料孔的数量与模型孔的数量相同，并且相邻两料孔之间的间距与相邻两模型孔之间的间距也相同，顶杆515的数量于模型孔的数量相同，底模67初始时一直衔接在下模64的底部，仅在分拣装置5位置通过承接气缸68驱动平移与下模64分离。顶升气缸和下顶气缸均设置有多个，数量与模型孔的数量等同，此外，垂直气缸63的气缸本体、水平气缸66的气缸本体及承接气缸68的气缸本体均安装在转盘7中。
26.转盘7和轮盘8均由动力装置控制旋转，动力装置包括第一减速电机、第一传动轴、第二减速电机及第二传动轴，转盘7通过第一传动轴与第一减速电机传动连接，轮盘8通过
第二传动轴与第二减速电机传动连接，转盘7转动一次，轮盘8转动三次。
27.根据图10所示，检测装置4包括检测支架41和气动测微计42，气动测微计42包括检测气缸421和成矩阵的多个光栅式测微仪422，检测气缸421的气缸本体与检测支架41固定连接，检测气缸421的活塞杆上固定连接有横杆423，横杆423的一侧与检测支架41滑动连接，保障横杆423上下移动的稳定性，多个光栅式测微仪422均安装于横杆423上，检测气缸421驱动光栅式测微仪422下降伸入极片模具6的模型孔中，用于检测成品极片的厚度是否符合标准。
28.结合图1至10所示，二氧化锰颗粒物料通过二氧化锰颗粒上料机构11送入极片模具6的模型孔内，内部添加过二氧化锰颗粒物料的极片模具6通过转盘7的旋转依次经过预压实机构31将物料进行预压缩、冲裁装置2将集流网冲裁成圆片状并推入极片模具6中、极片成形机构32将集流网与预压后的物料压缩为成品极片、检测装置4对极片模具6中的成品极片进行质量检测、分拣装置5将检测后的产品从极片模具6上卸下并进行归类，本发明专利集物料上料、集流网冲裁放置、挤压成形、质量检测和分拣归类为一体，不仅提高了生产效率，还具有提高产品质量的作用。
29.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
30.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
31.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。