專利名稱：一種雙面微孔毛刺鋼帶及其生產(chǎn)方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造二次電池極板骨架的專用生產(chǎn)裝置，由其加工的雙面微孔毛刺鋼帶(三維帶)孔小、細(xì)密，鋼帶表面翻邊毛刺呈立體纖維狀，是生產(chǎn)鎳氫、鎳鎘電池正極骨架的關(guān)鍵性材料。
背景技術(shù)：
目前，用于制造二次電池極板骨架的雙面毛刺鋼帶都是采用沖壓式方法生產(chǎn)的，即沖床上裝有專用生產(chǎn)模具，其模具主要由底板、壓板、凸模(沖針)、凹模、跳步裝置等部分組成。但用這種方法生產(chǎn)的產(chǎn)品存在著嚴(yán)重缺陷①孔徑大，很難沖制微孔產(chǎn)品；②孔間距較大，分布率低，一般每平方厘米不大于100個孔，影響產(chǎn)品的充放電性能；③生產(chǎn)效率低，通常每分鐘只能生產(chǎn)一米左右，生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種雙面微孔毛刺鋼帶的生產(chǎn)設(shè)備、模具及加工方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的很難沖制微孔產(chǎn)品；孔間距較大，分布率低，影響產(chǎn)品的充放電性能；生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高的問題。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種雙面微孔毛刺鋼帶，包括鋼帶本體和其上的微孔，其特征在于所述的微孔為無落料穿孔，該穿孔的周邊向鋼帶本體的一面或兩面突起，突起的頂端呈立體纖維狀毛刺；所述的鋼帶微孔的形狀呈多種形式排布，孔徑微小、細(xì)密，每平方厘米內(nèi)分布毛刺孔密度可達(dá)625個。
一種雙面微孔毛刺鋼帶的生產(chǎn)方法，其特征在于(1)送料將成卷無孔的鋼帶原料的一端，經(jīng)過恒張力和調(diào)偏后送入毛刺孔滾壓成型系統(tǒng)；(2)滾壓穿孔所述的鋼帶原料經(jīng)過由一對或多對穿孔輪的兩個穿孔輪之間，利用穿孔輪外周面的突起或凹槽進(jìn)行滾壓穿孔。
(3)復(fù)繞將穿孔后的鋼帶復(fù)繞成盤。
一種雙面微孔毛刺鋼帶的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括依次順序安裝的自動放帶系統(tǒng)A、毛刺孔滾壓成型系統(tǒng)B、自動復(fù)繞系統(tǒng)C，所述的毛刺孔滾壓成型系統(tǒng)B包括至少一對相互外切的穿孔輪及其驅(qū)動機(jī)構(gòu)，在穿孔輪外周面設(shè)有用于穿刺微孔的突起齒或凹槽；上述各個系統(tǒng)的驅(qū)動裝置均與一電控系統(tǒng)D連接。
所述的自動放帶系統(tǒng)A包括放帶架、恒張力機(jī)構(gòu)、斷帶保護(hù)機(jī)構(gòu)和機(jī)械動力機(jī)構(gòu)，放帶架架設(shè)在其機(jī)架上，在該放帶架旁的機(jī)架上安裝有恒張力機(jī)構(gòu)，在其前后各裝有一組導(dǎo)向輪；在該自動放帶系統(tǒng)與所述的毛刺孔滾壓成型系統(tǒng)之間裝有斷帶保護(hù)機(jī)構(gòu)。
所述的毛刺孔滾壓成型系統(tǒng)B中的穿孔輪可分兩類，其中一類輪的表面均布幾何狀齒，齒形為矩形、圓錐形、三角形、菱錐形等；另一類輪的表面均布幾何狀環(huán)形槽，槽形角一般為三角形，有時也呈矩形狀；根據(jù)工藝要求，兩類穿孔輪可交叉組合使用，也可同類輪組合使用。
所述的自動復(fù)繞系統(tǒng)C包括機(jī)械漲軸和扭矩復(fù)繞盤機(jī)構(gòu)，扭矩復(fù)繞盤的軸心通過機(jī)械漲軸架設(shè)在其機(jī)架上，在所述的扭矩復(fù)繞盤旁邊裝有超直徑保護(hù)機(jī)構(gòu)。
在所述的扭矩復(fù)繞盤來料路徑上裝有攝像頭，監(jiān)測鋼帶表面及微孔的質(zhì)量。
所述的自動控制系統(tǒng)D包括采用計算機(jī)程序控制，具有斷帶、走偏、超直徑等故障自動停車報警功能；并通過對穿孔鋼帶的自動電子顯微拍照，分析孔形狀態(tài)和孔距的變化，可自動驅(qū)動毛刺孔成型系統(tǒng)的調(diào)整機(jī)構(gòu)，對毛刺孔形和孔距進(jìn)行自動修正。
本發(fā)明的有益效果是1.無落料穿孔，鋼帶表面翻邊毛刺呈立體纖維狀，提高了極板活性物質(zhì)的包容量和固定強(qiáng)度。
2.鋼帶孔型可呈多種形式排布，孔徑微小、細(xì)密，每平方厘米內(nèi)分布毛刺孔可多達(dá)625個；提高了極板的導(dǎo)電性和電池的高倍率放電性能。
3.滾輪穿孔速度高達(dá)每分鐘20米，是沖壓穿孔速度的20倍，極大的提高了微孔毛刺鋼帶的生產(chǎn)效率。


圖1是本發(fā)明的生產(chǎn)設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中穿孔輪的一種實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1中穿孔輪的另一種實施例結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4～圖9是本發(fā)明鋼帶的表面具有不同幾何形狀微孔的分布示意圖；圖10是圖4～圖8所示鋼帶截面的剖視圖；圖11是圖9所示鋼帶截面的剖視圖。
具體實施例方式
參見圖1～圖11，本發(fā)明依據(jù)雙輪對滾穿孔原理，提供了雙面微孔毛刺鋼穿孔設(shè)備，該設(shè)備由自動放帶系統(tǒng)A、毛刺孔滾壓成型系統(tǒng)B、自動復(fù)繞系統(tǒng)C、電器自動控制系統(tǒng)D等組成。分別說明如下自動放帶系統(tǒng)A該系統(tǒng)由放帶架2、恒張力機(jī)構(gòu)3、斷帶保護(hù)機(jī)構(gòu)4和機(jī)械動力機(jī)構(gòu)20，機(jī)械動力機(jī)構(gòu)由電機(jī)和減速機(jī)組成，通過傳動鏈與放帶架2中心軸連接，同放帶架2一齊架設(shè)在其機(jī)架17上，在該放帶架2旁的機(jī)架上安裝有恒張力機(jī)構(gòu)3，在其前后各裝有一組導(dǎo)向輪18將鋼帶E支撐為M形路徑，并使恒張力機(jī)構(gòu)3的電子尺彈性棍頂在該M形路徑的下邊中間的上側(cè)，通過電子尺電阻率的變化控制機(jī)械動力機(jī)構(gòu)電機(jī)頻率，以保證基帶E在恒張力狀態(tài)下自動放卷。
在該自動放帶系統(tǒng)A與所述的毛刺孔滾壓成型系統(tǒng)B之間裝有斷帶保護(hù)機(jī)構(gòu)4。
定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)19共有4套道棍子組成，成對分布在機(jī)架立板平面內(nèi)，每只棍子的軸面上都裝有一對可移動式導(dǎo)向環(huán)，從而增加了鋼帶運(yùn)行中的儲料長度，實現(xiàn)了鋼帶定位導(dǎo)向作用。
2.毛刺孔滾壓成型系統(tǒng)B該系統(tǒng)由滾壓穿孔機(jī)構(gòu)6、自動調(diào)整機(jī)構(gòu)7、驅(qū)動機(jī)構(gòu)5組成，其中滾壓穿孔機(jī)構(gòu)6由1～4對穿孔輪61構(gòu)成(取代傳統(tǒng)的凸凹模)，每對穿孔輪61之間相互外切對滾。在每一穿孔輪61的外周面設(shè)有突起齒或凹槽，穿孔輪61在驅(qū)動機(jī)構(gòu)5的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動，對通過其間的鋼帶E進(jìn)行穿刺形成向不同側(cè)面突出的微孔13和14，滾壓穿孔機(jī)構(gòu)6使孔部邊緣毛刺各自翻向?qū)γ?，在鋼帶E表面形成纖維狀毛刺(參見圖4～圖11)。穿孔輪61可分兩類，其中一類輪的表面均布突起齒611，齒形為矩形、梯形、圓錐形、三角形、菱錐形等幾何狀齒形(如圖2所示)；另一類輪的表面均布幾何狀環(huán)形槽612，槽形角一般為三角形，有時也呈矩形狀或梯形狀(如圖3所示)。根據(jù)工藝要求，兩類穿孔輪可交叉組合使用，也可同類輪組合使用。自動調(diào)整機(jī)構(gòu)7是由一微傳動裝置和一步進(jìn)系統(tǒng)組成，它設(shè)置在一組穿孔輪的側(cè)面，通過電子拍照技術(shù)對穿孔鋼帶孔型狀態(tài)分析和數(shù)據(jù)處理，并驅(qū)動步進(jìn)系統(tǒng)，以調(diào)整、監(jiān)控穿孔鋼帶的孔型參數(shù)及質(zhì)量。(該機(jī)構(gòu)也可以進(jìn)行手工操作，操作人通過對鋼帶孔型狀態(tài)目測分析，以手工轉(zhuǎn)動調(diào)整機(jī)構(gòu)，赤可以調(diào)整穿孔鋼帶的孔型參數(shù)。)驅(qū)動機(jī)構(gòu)5是該機(jī)的主動力機(jī)構(gòu)，它由調(diào)頻電機(jī)和減速機(jī)組成，輸出軸通過一組變向齒輪與穿孔輪主軸連接，同時通過傳動鏈與自動復(fù)繞系統(tǒng)C連接，保證了穿孔與收卷之間的速度匹配。
3.自動復(fù)繞系統(tǒng)C該系統(tǒng)由機(jī)械漲軸10、扭矩復(fù)繞盤11和超直徑保護(hù)8組成，可使穿孔成型的鋼帶E恒扭矩復(fù)繞成盤，在立板的適當(dāng)位置安裝超直徑報警機(jī)構(gòu)8，它主要由金屬感應(yīng)裝置組成，當(dāng)鋼帶盤復(fù)繞直徑達(dá)到設(shè)定值時，金屬感應(yīng)裝置報警并停車，操作漲軸10可方便取出鋼帶盤。在鋼帶E復(fù)繞成盤以前的某一位置設(shè)置一攝像頭9，監(jiān)測鋼帶E上的微孔質(zhì)量系統(tǒng)中的斷帶保護(hù)A是由金屬感應(yīng)裝置組成的，在設(shè)備運(yùn)行中，如出現(xiàn)斷帶和缺帶現(xiàn)象，金屬感應(yīng)裝置報警并停車，起到對系統(tǒng)的安全保護(hù)作用。
4.自動控制系統(tǒng)D該機(jī)共配置兩個電控箱，即主電控箱12和副電控箱1，全系統(tǒng)采用計算機(jī)程序控制，驅(qū)動機(jī)構(gòu)5及放帶動力機(jī)構(gòu)均采用變頻無極調(diào)速，電控箱12裝有電源開關(guān)即觸摸屏控制板，在觸摸屏主界面上設(shè)定了自動運(yùn)行、手動調(diào)試、安全報警和速度顯示等操作功能，在設(shè)備自動運(yùn)行狀態(tài)，鋼帶張力的大小變化將改變電子尺的阻率和電壓輸出信號，通過PLC控制系統(tǒng)自動調(diào)整放帶電機(jī)頻率，使之在動態(tài)中趨于平衡、同步，從而達(dá)到恒張力放帶。
在系統(tǒng)中，多點位置配備了金屬感應(yīng)裝置，通過對鋼帶運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控和信號采集，經(jīng)微電腦數(shù)字信號處理以實現(xiàn)運(yùn)行中的斷帶、超直徑等故障自動停車、報警等安全功能；系統(tǒng)中還配備了微型視頻采集機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)了動態(tài)數(shù)據(jù)采集和移動偵測，把采集的數(shù)據(jù)和微電腦中所預(yù)置的模擬數(shù)據(jù)予以取樣、對比、分析處理，從而控制自動調(diào)整機(jī)構(gòu)7，以達(dá)到對毛刺孔形和孔距等狀態(tài)進(jìn)行自動修正之目的。
副電控箱1主要用于手動運(yùn)行和慢速調(diào)車，并具有電源開關(guān)及緊急停車等安全作用。
本發(fā)明的生產(chǎn)方法和過程是
如圖1所示，首先將成卷鋼帶E裝入自動放帶架2，鋼帶E通過恒張力機(jī)構(gòu)3和一系列調(diào)偏裝置進(jìn)入滾壓穿孔機(jī)構(gòu)6的穿孔輪61之間，根據(jù)產(chǎn)品的工藝要求不同，滾壓穿孔機(jī)構(gòu)6可由一對或多對穿孔輪61組成，調(diào)整兩只穿孔輪61的相對位置可實現(xiàn)對鋼帶E的穿孔。穿孔鋼帶E的表面狀態(tài)由計算機(jī)和攝像頭8自動拍照監(jiān)控，顯示器界面可顯示鋼帶E的孔徑和孔距等狀態(tài)，并經(jīng)計算機(jī)數(shù)據(jù)處理后自動驅(qū)動調(diào)整機(jī)構(gòu)，以使孔徑和孔距處于最佳狀態(tài)。之后，穿孔成型的鋼帶E再經(jīng)過多組導(dǎo)輪、定位裝置進(jìn)入恒扭矩復(fù)繞系統(tǒng)C，由復(fù)繞系統(tǒng)把已穿孔的鋼帶復(fù)繞成盤，操作漲軸10可取出鋼帶盤.至此，微孔毛刺鋼帶穿孔的全過程完成。全系統(tǒng)采用程序控制，所有電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用自動調(diào)頻調(diào)速；運(yùn)行中實現(xiàn)斷帶、跑偏、超直徑及系統(tǒng)故障報警停車。
當(dāng)然，在系統(tǒng)不采用計算機(jī)自動拍照監(jiān)控時，穿孔鋼帶E的孔徑和孔距狀態(tài)也可通過手動進(jìn)行調(diào)整。
權(quán)利要求
1.一種雙面微孔毛刺鋼帶，包括鋼帶本體和其上的微孔，其特征在于所述的微孔為無落料穿孔，該穿孔的周邊向鋼帶本體的一面或兩面突起，突起的頂端呈立體纖維狀毛刺；所述的鋼帶微孔的形狀呈多種形式排布，孔徑微小、細(xì)密，每平方厘米內(nèi)分布毛刺孔密度可達(dá)625個。
2.一種雙面微孔毛刺鋼帶的生產(chǎn)方法，其特征在于(1)送料將成卷無孔的鋼帶原料的一端，經(jīng)過恒張力和調(diào)偏后送入毛刺孔滾壓成型系統(tǒng)；(2)滾壓穿孔所述的鋼帶原料經(jīng)過由一對或多對穿孔輪的兩個穿孔輪之間，穿孔輪呈相對純滾動狀態(tài)，利用穿孔輪外周面的突起齒或凹槽進(jìn)行滾壓，使鋼帶原料表面形成微孔纖維狀毛刺；(3)復(fù)繞將穿孔后的鋼帶復(fù)繞成盤。
3.一種雙面微孔毛刺鋼帶的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括依次順序安裝的自動放帶系統(tǒng)(A)、毛刺孔滾壓成型系統(tǒng)(B)、自動復(fù)繞系統(tǒng)(C)，所述的毛刺孔滾壓成型系統(tǒng)(B)包括至少一對相互外切的穿孔輪及其驅(qū)動機(jī)構(gòu)(5)，在穿孔輪外周面設(shè)有用于穿刺微孔的突起或凹槽；上述各個系統(tǒng)的驅(qū)動裝置均與一電控系統(tǒng)(D)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述的自動放帶系統(tǒng)(A)包括放帶架(2)、恒張力機(jī)構(gòu)(3)、斷帶保護(hù)機(jī)構(gòu)(4)和機(jī)械動力機(jī)構(gòu)(20)，放帶架(2)架設(shè)在其機(jī)架(17)上，在該放帶架(2)旁的機(jī)架上安裝有恒張力機(jī)構(gòu)(3)，在其前后各裝有一組導(dǎo)向輪，在該自動放帶系統(tǒng)(A)與所述的毛刺孔滾壓成型系統(tǒng)(B)之間裝有斷帶保護(hù)機(jī)構(gòu)(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述的毛刺孔滾壓成型系統(tǒng)(B)中的穿孔輪可分兩類，其中一類輪的表面均布幾何狀齒，齒形為矩形、圓錐形、三角形、菱錐形等；另一類輪的表面均布幾何狀環(huán)形槽，槽形角一般為三角形，有時也呈矩形狀；根據(jù)工藝要求，兩類穿孔輪可交叉組合使用，也可同類輪組合使用。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述的自動復(fù)繞系統(tǒng)(C)包括機(jī)械漲軸和扭矩復(fù)繞盤，扭矩復(fù)繞盤的軸心通過機(jī)械漲軸架設(shè)在其機(jī)架上，在所述的扭矩復(fù)繞盤旁邊裝有超直徑保護(hù)機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于在所述的扭矩復(fù)繞盤來料路徑上裝有攝像頭，監(jiān)測鋼帶表面及微孔的質(zhì)量。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于所述的自動控制系統(tǒng)(D)包括采用計算機(jī)程序控制，具有斷帶、走偏、超直徑等故障自動停車報警功能；并通過對穿孔鋼帶的自動電子顯微拍照，分析孔形狀態(tài)和孔距的變化，可自動驅(qū)動毛刺孔成型系統(tǒng)的調(diào)整機(jī)構(gòu)，對毛刺孔形和孔距進(jìn)行自動修正。
全文摘要
一種雙面微孔毛刺鋼帶及其生產(chǎn)方法和設(shè)備，是依據(jù)雙輪對滾穿孔原理發(fā)明的雙面微孔毛刺鋼帶成型設(shè)備，關(guān)鍵是采用了一組穿孔輪而取代了傳統(tǒng)的凸凹模機(jī)構(gòu)，穿孔輪呈相對純滾動狀態(tài)，使鋼帶通過其間進(jìn)行微孔穿刺，孔部邊緣毛刺各自翻向?qū)γ?，在鋼帶表面形成纖維狀毛刺。穿孔輪可分兩類，其中一類輪的表面均布幾何狀齒，齒形為矩形、圓錐形、三角形或菱錐形，另一類輪的表面均布幾何狀環(huán)形槽，槽形角為三角形或矩形狀；根據(jù)工藝要求，兩類穿孔輪可交叉組合使用或同類輪組合使用。經(jīng)滾輪穿孔方法制作的穿孔鋼帶，孔型可呈多種形式排布，孔徑微小、細(xì)密，每平方厘米內(nèi)分布毛刺孔可多達(dá)625個，鋼帶表面毛刺均勻成纖維狀；其生產(chǎn)速度是傳統(tǒng)沖壓模具的20倍。
文檔編號B21D28/34GK101038961SQ20071010689
公開日2007年9月19日 申請日期2007年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月15日
發(fā)明者高新峰 申請人:高新峰