基于极组堆叠过程机械手设计-三自由度圆柱坐标工业机械手含6张CAD图
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XX设计(XX)开题报告题 目: 基于极组堆叠过程机械手设计 英文题目:Manipulator design based on pole Group Stacking Process 学 院: 专 业: 姓 名: 学 号: 指导教师: 20XX年1月6日一、课题来源、研究目的(选题的意义和预期应用价值)1.课题的来源本课题来源于生产实践,课题灵感来自青岛力神新能源有限公司装配车间的一段工序,针对叠片车间来料进行堆叠及包胶的过程,采用新的设计思路,减少人力物力,结合机械结构原理,进行创新改造。2.本课题研究的意义近年来,能源危机、环境污染问题日趋严重,全球范围内都在大力发展可持续的新能源,如锂离子电池、太阳能、风能等,锂离子电池因具有循环性能好、工作温度范围宽、具有高比能量、高比功率、快速充电和深度放电的性能,而且要求成本尽量低,使用寿命尽量长,锂离子电池在为数不多的新能源中脱颖而出。电池行业的发展也进入了新的阶段,智能化、规范化成为重要的发展方向,为经济的发展做出了巨大的贡献。电池行业竞争也是在于设备先进程度的竞争,电池包胶设备的好坏严重影响极片的焊接及入壳后电池的质量。本设备堆叠夹紧机构极大提高极组堆叠的整齐度,避免不良品的产生,效率与质量的提升使企业在锂电池行业处于领先地位。3.本课题研究目的方形叠片锂动力电池生产过程中,装配工序应先对个级组进行胶带包裹,形成预固定,以便于进行级组级耳焊接及装入电池壳,传统作业方式为作业人员徒手进行多级组包裹作业,不仅作业效率低下,且包裹整齐度参差不齐,严重影响极组的质量乃至电池的质量。本设备堆叠夹紧机构极大提高极组堆叠的整齐度,避免不良品的产生。拉胶固定切胶吸胶贴胶自动化工艺并设有两个机械抓极大提高包胶质量及效率,后设包胶检测装置,消除一切不良品为后续其他工序做好准备。效率与质量的提升使企业在锂电池行业处于领先地位。此次的设计满足省时省力,效率精度高,生产周期短,制造成本低,获取更大的经济利益等要求。同时在课题的研究设计过程中提升自己的能力,综合运用大学所学知识,融会贯通。实现自己对知识的进一步掌握。二、与本课题相关的国内外研究现状(文献综述),预计可能创新的方面国内外早有人意识到电池堆叠包胶速度与质量的重要性。也曾设计极组包胶装置,上料时利用弹簧推动的方式使需要包胶的电池板依次下落,自动下料,利用传送轮的方式使电池板在带动下下移,利用下压的电池板抵住胶带本体,使胶带主体覆盖于电池板的外侧,并使胶带主体与外连接框分离,对外连接框进行收集,并拉动胶带移动便于进行下一个电池的包胶;包胶完成后的电池通过热压和切割,使多余的胶带被切除,实现自动化的生产。虽然大大提高了效率不过对于极组的保护与大批量的生产还存在一些的压力。创新方面:结合极组堆叠设备与包胶设备取之长处,利用气缸控制机械手臂实现取料堆叠及包胶。利用马达带动传送带减少人力物力从而实现大批量、高质量、高效率的极组堆叠及包胶一体的设备。参考文献:1.纪常委,锂离子动力电池研究设计M.北京:北京工业大学,2006.2高耀东,刘学杰,周可璋.ANSYS机械工程应用精华30例M.北京电子工业出版社,2010.3谭铮.新能源汽车电池分析J.汽车驾驶及维修,2005(3):73-74.4 机械设计手册编委会. 机械设计手册M. 北京: 机械工业出版社, 2000.5 濮良贵, 纪名刚. 机械设计M. 北京:高等教育出版社, 2006.6 骆素君, 朱诗顺. 机械课程设计简明手册M. 北京:化学工业出版社, 7杨桂从.动力电池装配线路研究J.汽车工艺与研究-2010年12期8 朱倩.电动汽车动力电池J.电气时代 2006.12.167l一0711(2006)120035039江迈进.新能源的发展前景J.福建能源开发与节约,2001年第2期10 陈铁鸣. 新编机械设计课程设计图册M. 北京:高等教育出版社, 2003.三、研究的主要内容与可行性分析本次是对极组堆叠包胶设备设计与优化。对的主要结构部件进行结构以及造型设计。对工件的选性与设计,对设备问题点的改进与优化。毕业设计将严格按照工业研发流程进行:(1)通过查阅相关资料了解堆叠包胶设备机构的工作原理,涉及机械手、马达、气缸、感应指示灯、皮带传送、PLC控制等,为后面的设计打下坚实的基础。(2)设计堆叠包胶机平面图,保证从来料到出料,机台各个工位设计合理美观。(3)对各工位进行设计,保证满足工艺技术要求。以气缸与马达完成设备要求动作,设备要具备:极组上料,极组堆叠,极组两侧包胶,极组顶/底包胶,极组包胶检测,极组出料等工艺要求。(4)对设计进行分析与优化,要求设备满足故障率小于1,合格率 98,两极组边缘对齐后按照同向堆叠在一起,对齐度0.5mm。两个极耳中间胶带宽度1040mm,两个侧边胶带和底边胶带宽度1050mm,胶带直径:300mm。可行性分析实习期间对极组堆叠包胶机有了初步的了解,明确本次设计需要注意的各项要求与结构,通过大学四年的学习,我已掌握了机械设计、机械制图、金属材料、plc等相关基础知识,且有清晰的设计基本思路,坚持阅读指导教师指定的参考文献、资料、书籍,并阅读了较多的自选资料和较多的外文文献,积极开展调研论证,同时了解模具设计的要点,并对极组进行工艺性分析和结构尺寸的计算。此外,还熟练掌握了CAD、UG等辅助设计软件,可对设备结构进行设计、分析等,本设计切实可行,能够达到预期的要求。 四、本课题研究的主要方法和步骤第一,需要明确极组堆叠包胶设备的设计要求,并进行工艺性分析,来料极组分析,托盘结构工艺分析,物流线布局的分析,明确极组的生产批量,计算出设备空间尺寸及线路长短。第二,综合运用CAD、UG计算机辅助设计软件进行布局绘制,机械手的合理布局,感应指示灯设计,托盘回流位置的确定等。第三,确定上料皮带传动所需控制马达及运行感应指示灯的选用及编程。堆叠工位机械手尺寸设计,及气缸的选用。包胶工位机械手设计,包胶机构伺服马达的选用,包胶检测装置设计等。第四,完成机械手绘图,设备总体布局描述。通过上述设计流程的实施,实现极组的堆叠包胶一体化。便于实现智能化生产,因此在生产过程中完全符合要求。五、研究进度安排1.2019年10月15日-2019年12月20日,下达任务书、撰写并提交开题报告。2.2019年12月21日-2019年01月20日,调研、查阅相关资料,确定设计案。3.2020年01月21日-2019年02月25日,完成初稿。4.2020年02月26日-2019年03月15日,完成第二稿。5.2020年03月16日-2019年04月12日,完成定稿,准备答辩。六、指导教师意见指导教师签字:年 月 日七、院(部)本科毕业论文(设计)工作领导小组意见组长签章:年 月 日6
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