圆柱电池集流片半自动焊接设备设计

GXF360 2019-10-28

展开全文

0 序言

多个圆柱形锂电池通过集流片的连接，形成串联或者并联的电池组，实现大的电压或者电流输出。圆柱形电池壳一般为6系铝合金,集流片一般为镍带或者铝带，需要将两者焊接在一起，实现电流导通[1]。

电池集流片的焊接一般采用电阻焊或者激光焊，电阻焊是采用正负电极对金属进行加热熔化形成焊接接头，使用成本低，无需额外增加压紧夹具，适合于大多数金属的焊接[2-3]。激光焊是采用高能束激光，经过聚焦，对工件快速加热，达到焊接的目的，激光焊接效率高，容易实现自动化，但是一次性投入成本较高，且需要额外增加压紧夹具[4]。目前电池集流片的焊接生产大多采用电阻焊方式。

按照上述指标体系及评估方法，开展了扬州配电网建设和管理示范区项目农村试点工程区域配电网规划后评估工作，验证了通过规划实施，示范区农村试点区域配电网运行水平和供电能力显著提升，达到了规划预期目标，也验证了本文所列指标体系的实用性。

最后，在科研目标设定方面，应突出实用性，直接参与乡村振兴的规划设计和指导，坚持产学研有机结合，通过科研活动，进一步增强地方高校的社会服务功能。努力为乡村振兴服务，在社会主义新农村建设过程中，地方高校科研工作要紧紧围绕地方经济和社会的发展，这不仅是我国经济体制改革的需要，同时地方高校作为科学研究的主阵地，要在为乡村振兴服务的过程中，争取获得最大的经济效益和社会效益。

随着电池产量的增加以及人工成本的不断增加，电池生产企业通过不断提高设备的自动化程度，逐步取代人工操作，达到提高生产效率、节约成本的目标。文中结合电池集流片部件焊接的要求，设计了整套半自动生产设备，解决生产效率低下及人工成本高的问题。

1 焊接产品及技术要求

待焊产品为电池壳体和镍带。电池壳体材质为6系铝，厚度0.3 mm，电池壳外径为φ 22 mm；镍带需先进行裁切(切断)，尺寸为8 mm×24 mm,厚度0.25 mm。需将两个电池串联焊接，焊接产品如图1所示。

图1 焊接产品图

2 焊接总体设计

文中设计的半自动化焊接设备，如图2所示，设备主要由电池上料组件、焊接功能组件、镍带上料组件以及对应机械加工件等组成。

人工将电池放入上料组件内，电池被传输到焊接工位附近；镍带为整盘来料，镍带盘为镍带卷绕盘，通过镍带上料机构对其进行裁切并与电池完成组装；组装完成后开始进行焊接，焊接完成后成品自动下料。

吹牛！我也用这个词回敬她。我干了六年，从来就没碰上美女同事。抛光这活儿忒脏，上班时要戴口罩系围裙，哪个女孩愿意做？何况她这么漂亮的女孩，干抛光岂不是暴殄天物了？

图2 设备总体示意图

2.1 电池上料组件设计

电池为串联焊接，故电池上料组件需实现电池的上料和翻转两个功能(对电池进行正负位置极调换)。

如图3a所示，电池上料组件主要由转动盘(转动盘含驱动机构)、导向条、检测机构、翻转机构等组成。其中，转动盘含有驱动机构，驱动机构安装在转动盘正下方，为变频电机；导向条置于转动盘上方，且二者不接触；设备工作时，人工将电池逐个放在转动盘上(负极朝下)，此时转动盘顺时针旋转将电池传输到如图3b所示的料道内；进入料道内的电池在后续电池的推力下逐个贴紧，此后阻挡机构挡住料道内的电池，使其不再挤压阻挡机构和翻转机构之间的电池,上料机构2如图3c所示。此时翻转机构带着齿条开始往下运动，齿条驱动齿轮旋转180°，完成对电池的翻转，其中翻转机构为齿轮运动副，内含轴承等；此时料道末端的推料机构将翻转的电池推入到焊接功能组件的夹具转盘内，翻转机构细节如图3d所示；此后阻挡机构松开，检测机构和翻转机构联合作用，每隔一个电池就翻转一个，形成电池正负极的排列。

4.3.2 无机井管理房对于没有管理房的机井为了安装管控器，需修建管控器保护柜基座，基座基础采用30 cm厚的C15细粒砼砌块石砌筑，铺筑20 cm厚的砂砾垫层石，基座采用机制红砖砌体和C20砼现浇，并在基座中预埋直径为75 mm的pvc接线管和固定链接水表箱的预埋件，基座表面贴天蓝色瓷砖，基座上安装水表箱（尺寸：长×宽×高=60 cm×30 cm×60 cm,用2 mm厚的铁皮焊制），将管控器安装于箱内，电线进行地埋。

图3 电池上料组件示意图

2.2 镍带上料组件设计

焊接上料组件需实现包含镍带上料和裁切两大功能。镍带上料组件主要由料盘固定机构、矫直机构、裁切机构、吸附送料机构以及对应机加件组成，如图4所示。设备工作时，镍带经由矫直机构矫直后被送入到裁切机构内，裁切机构内含裁切模具，裁切完成后，吸附上料机构将裁切好的镍带送到随行夹具内的电池上方，此时焊接机构开始将镍带点焊固定在电池上，完成第一次焊接，此后转盘旋转到另一焊接机构下方时完成第二次焊接。