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理论研究THEORETICALRESEARCH

一种储能电池极板自动成型系统的设计

文/李耀宗楼冬梅姚正亚

本文以电池极板为对象，极板的线材为铅包铝材料，线材中下可以上下运动，当需要夹取折弯成弧形的线材时，左侧驱动件

间为铝棒，铝棒外面包覆一层铅，铝棒和铅层通过加热和挤压成向下带动夹爪运动，完成弧形线材的夹取。压线机构包括右侧驱

型。整个极板由5根弧形线材拼合而成。动件和压板，压板可防止将弧形线材压入拼合模具盘时将上一

1.工作原理根线材压翻。夹线入盘机构整体在伺服电机的驱动下往复左右

本文设计的电池极板自动成型系统主要原理为，先将铅包步进运动，最终完成整个电池极板的成型。拼合模具盘上设计有

铝线材依次折弯成5根弧形线材，再将5根弧形线材依次放入多个卡柱，卡柱的位置和尺寸与电池极板的形状尺寸相对应，这

拼合模具盘中，从而完成整个电池极板的成型。为实现将铅包铝些卡柱可精准控制整个电池极板的外形轮廓和尺寸，可提高电

线材自动折弯成弧形，采用内模和外模结合的方式，根据单根弧池极板的质量稳定性，如图4所示。控制系统包括PLC、电磁阀、

形线材的外形轮廓和尺寸，设计相对应的内模和外模，并按图3传感器等辅件组成，用于检测每个执行机构的动作是否到位，并

所示布置，中间设置一组内模，两侧设置5对外模，工作时，5对控制整个自动成型系统的动作节拍，可根据生产线的实际要求

外模从上到下依次向中间的5个内模挤压，从而将线材挤压成弧调解电池极板的生产效率。

形轮廓。弧形线材成型后，需要夹线入盘机构将弧形线材依次放

入拼合模具盘中，夹线入盘机构上设有可以开合的夹爪，夹爪在

夹线驱动件的作用下可上下移动，夹线入盘机构整体在伺服电机

的作用下可按一定的距离左右往复精准运动。工作时夹爪张开并

下降对单根弧形线材进行抓取，抓取后，夹爪上升并在伺服电机

的驱动下向拼合模具盘的方向运动，然后将单根弧形线材放入模

具盘中，依次重复相同的动作，完成整个电池极板的成型工作。

2.设备组成

电池极板自动成型系统包括工作台、自动进线机构、拉U形1.推杆驱动件2.拉板3.拉板驱动件4.U形线材5.外模驱动件6.外模

机构、内外模折弯机构、夹线入盘机构、拼合模具盘、控制系统，7.内模

如图1所示。图2智能烟箱吹扫系统组成

图3内外模折弯机构

1.工作台2.自动进线机构3.拉U形机构4.内外模折弯机构5.夹线入盘

机构6.伺服电机7.辅助支撑8.拼合模具盘9.控制系统

图1电池极板自动成型系统组成

工作台采用框架结构，上面铺设一块平板，单根弧形线材的整

个成型过程均在该平板上完成，并用作系统内其他机构的支撑

面。自动进线机构将固定长度的线材送入工作台的板面上，为保

证线材的直线度，设计了进线通道，保证线材不会有较大弯曲，

当线材进线到位后，控制系统控制剪线刀具动作将线材切断，完1.拼合模具盘2.卡柱3.电池极板2.7控制系统

成自动进线工作。拉U形机构用来将直线状态的铅包铝线材拉图4拼合模具盘

成U形轮廓，主要包括拉板、拉板驱动件和推杆驱动件。自动进3.结论

线完成后，拉板驱动件驱动拉板向下运动且基本与工作台上的本文设计的电池极板自动成型系统为采用线材折弯成型制

板面贴平（不可贴死），推杆驱动件驱动拉板向外模形成的通道作电池极板的场景提供了一种设计原理和思路，对实现该类电

内运动，从而将直线状态的线材折弯成U形状态，如图2所示。池极板生产线的自动化有着重要的指导意义，实际应用后可大

内外模折弯机构用于将折弯成U形的线材进一步挤压成弧形，幅提高生产效率和产品的质量，减少了重金属和酸性物质对人

如图3所示，5个内模设置在中间，内模两侧对应布置5对外模，员健康造成的伤害。C

外模在外模驱动件的作用下可向中心移动，每对外模可根据需（作者单位：昆船智能技术股份有限公司）

要分别进行控制。当弧形折弯后，并不是所有的外模都松开，可引用出处