动力电池铜排软连接自动化生产线的研究与开发

摘要

铜排软连接是电动汽车动力电池的重要连接件，是现阶段电池连接技术的主要发展方向，但当前的铜排软连接生产方式还停留在人工半自动生产的阶段，产品质量和生产效率难以保障。为了解决现有生产技术存在的问题，以铜排软连接的生产工艺为基础，综合运用可编程控制器技术、机械手技术、传感技术、液压和气压传动技术，整合铜排软连接生产的各个工序，将铜排的剪切、叠放、固定夹紧、焊接、套管、烤管工序整合到一套自动化生产线上，实现铜排生产的自动化，大幅提高铜排软连接的生产效率和产品质量，这对动力电池技术、电动汽车技术乃至未来的交通方式都有重要意义。　　本文以某铜排软连接生产企业的生产线为工程背景。为实现公司主要产品铜排软连接自动化生产，研究并开发了铜排软连接的自动化生产线。主要工作内容包括以下几个方面：　　（1）生产线整体结构设计：通过分析铜排软连接的加工工艺和产品要求，以生产工艺的时间顺序和连续性为原则，确定自动化生产线的布局，使用solidworks软件建立自动化生产线的整体模型并完成仿真，防止机械手与各加工设备发生干涉。　　（2）生产线装置设计：选择输送带作为自动生产线的输送装置，将铜排软连接运送到设定位置；使用机械手抓取铜排软连接，并为数控机床设计专用自动化夹具完成工件的自动装夹和转运。　　（3）生产线控制系统设计：为了实现生产线的自动化，根据生产工艺的控制要求，分析了各个设备之间的通讯信号，完成PLC、机械手、各数控机床信号地址的分配；根据信号表完成软连接自动化生产线的控制电路的设计。　　（4）铜排软连接自动化生产线理论设计完成后进行实体生产线的开发，对部分生产工艺进行小批量试加工，加工后的零件达到产品技术要求，生产过程稳定，达到了设计的要求。

目录

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第1章 绪论

1.1.1课题来源

1.1.2研究目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1自动化生产线的研究现状

1.2.2 PLC在自动化生产中的应用

1.2.3 机械手在自动化中的应用

1.2.4 传感技术的应用

1.3 主要研究内容

1.4 本章小结

2.1铜排软连接当前生产工艺与设备

2.1.1当前生产工艺

2.1.2当前生产设备

2.2生产线设计的技术要求

2.3铜排软连接自动化生产线的总体方案设计

2.4分布方案设计

2.4.1自动叠放焊接系统

2.4.2自动冲压系统

2.4.3自动折弯系统

2.4.4自动套管系统

2.4.5自动烤管机构

2.5 本章小结

第3章 关键机构设计与分析

3.1 铜排自动叠片焊接系统设计

3.1.1 自动切带叠整机构

3.1.2自动焊接冷却机构

3.2 自动套管机构

3.2.1套管机构的整体布局

3.2.2三坐标机械手的设计与仿真

3.2.3三自由度机械手的设计与仿真

3.3 本章小结

第4章 自动化生产线的控制系统设计

4.1控制系统硬件设计

4.1.1 PLC控制系统设计流程

4.1.2输入、输出信号统计

4.1.3 控制系统硬件选型

4.1.4 PLC输入/输出分配

4.1.5 机械手输入输出分配

4.1.6电路设计

4.2.1 编程器

4.2.2 STEP7编程流程

4.2.3 STEP7程序设计

4.3 本章小结

第5章 烤管机的开发与测试

5.1铜排软连接热缩烤管机的机械系统设计

5.2铜排软连接热缩烤管机动力系统设计

5.3铜排软连接热缩烤管机的温控系统设计

5.4烤管机的组装与测试

5.5小批量的试烘干

5.6 生产能力测试

5.7 本章小结

第6章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

硕士期间发表论文及专利情况

致谢