关于蓄电池自动盒盖组装机的设计

刘云志 林靖凯

【摘 要】针对铅酸蓄电池生产过程中，手工作业的危害性，提出了设计蓄电池自动盒盖组装机的必要性。通过对组装机的要求分析，蓄电池自动盒盖组装机设计了自动上料机构、盒盖皮带传送机构、盒盖翻转移位机构、拨爪机构等组成机构，并就拨爪机构进行了具体的分析与结构设计。

【关键词】铅酸;蓄电池;盒盖;组装机;拨爪

中图分类号： TM912 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）12-0028-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.12.012

【Abstract】In view of the harmfulness of manual operation in the production of lead-acid batteries，the necessity of designing an automatic battery cover assembly machine is put forward. According to the requirement analysis of the assembler， the automatic feeding mechanism， the conveyor mechanism of the cover belt， the overturning mechanism of the cover and the paw-pulling mechanism are designed， and the paw-pulling mechanism is analyzed and designed concretely.

【Key words】Lead acid;Battery;Box cover;Assembly machine;Pawl

0 前言

随着汽车的普及，我国对传统的铅酸蓄电池的需求量越来越大。目前，整个蓄电池生产行业的自动化程度不高，属于自动、半自动生产作业，有些工位完全是手工作业，使生产率低下;另外，由于员工长期处于化学环境，对身体健康有很大的影响。鉴于这些原因，在蓄电池的盒盖组装生产中，进行自动化的生产作业非常有必要。

1 自动盒盖组装机的设计分析

蓄电池盒主要包含蓄电池盒体与盒盖两个部分，如图1所示，蓄电池盒体内部装有铅酸溶液。在生产过程中，是采用自动装置先将铅酸溶液注入蓄电池盒体，再将蓄电池盒盖进行密封。在蓄电池盒盖的过程中，因为盒体内部有酸溶液，所以不适合人工操作;另外，盒盖与盒体的吻合要好，不能产生位置偏移，否则，就会影响蓄电池盒的密封效果，所以在设计蓄电池自动盒盖组装机时，不仅要求自动化设计，还要求定位精准。

根据以上情况分析，可以采用PLC控制的自动运行装置，其中包含机械部分、电气部分以及软件控制三部分。机械部分包含机构及结构部分;电气部分包含控制箱，采用PLC控制、人机界面和其它硬件连接电路组成;软件部分则由人机界面上的交互界面和PLC中的控制程序组成。

2 自动盒盖组装机总装及主要部件的结构设计

2.1 自动盒盖组装机总装设计

自动盒盖组装机的多个工位具有连续性，工作循环可以设定为：先进行盒盖物料的准备，然后通过自动上料机构将盒盖进行移位，再由盒盖皮带传送机构进行传送，接着由盒盖翻转移位机构将盒盖进行翻转，并由拨爪机构将翻转后的盒盖推至定位组装机构，然后由定位组装机构进行定位及盒盖的组装。同时，蓄电池生产流水线进行蓄电池盒的传输，由蓄电池本体阻挡及定位机构进行位置的确定，使蓄电池盒体停止，待盒盖操作完毕，再进行下一个循环。其工位流程设置如图3所示：

根据蓄电池自动盒盖组装机的工作原理，一共设计有自动上料机构、盒盖皮带传送机构、盒盖翻转移位机构、拨爪机构、定位组装机构、蓄电池本体阻挡及定位机构。其组件机构如图2所示：

2.2 拨爪机构部件设计

2.2.1 拨爪机构的动作原理

拨爪机构是自动盒盖组装机的主要部分，有自动定位及移位的功能。其上道工序为盒盖移位及翻转，下道工序为盒盖定位组装。在上道工序进行盒盖翻转180度后，该拨爪机构将盒盖推至下道定位组装工序。其具体过程为：先由导杆气缸向上移动，至设定位置，有杆气缸再推动盒盖到定位组装机构的滑槽，再回位，然后进行下一个循环，其工作示意图如图4所示。

2.2.2 拨爪机构的结构设计

拨爪机构主要包含有拨爪、导轨气缸、中间板、滑轨、缓冲器块、底板、单杆气缸、支架、滑块等零件。拨爪机构的定位要求精准及平稳，在此，采用了导杆气缸和单杆气缸，配合中间板带动拨爪上下移动和左右移动，其装配结构如上图5所示。

3 结语

蓄电池自动盒盖组装机集自动上料、自动传送、自动翻转、自动定位及移位、自动组装为一体，实现了自动化的盒盖组装功能，改善了工人的劳动环境，又提高了生产效率。

【参考文献】

[1]朱理.机械原理[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]王洪欣.机械原理[M].南京：东南大学出版社，2011.

[3]申冰冰.实用机构图册[M].北京：机械工业出版社，2013.

※基金项目：东莞职业技术学院，政校行企项目（编号：政201605）。

作者简介：

刘云志（1974—），女，碩士，讲师，研究方向为机械制造及自动化。

林靖凯（1999—），男，学生，18机械制造及自动化专业。