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随着电子工业和信息技术产业的迅猛发展,电池工业在世界范围内发展成了一个技术比较先进的产业。近年来我国的电池产业发展迅速,各类新型和高性能电池不断取得技术突破。为了提高我国的扣式电池生产技术,天津工业大学自主研发了一些自动化生产设备,应用于CR2016、CR2025和CR2032等扣式电池的生产,这些设备技术含量比较高,但是对高容量CR2450电池生产线技术系统的研究尚未起步。而当今社会对扣式电池需求量猛增,特别是高容量CR2450电池逐渐出现供不应求的状况。因此进行高容量CR2450扣式电池自动生产设备技术系统的研究具有深远意义。
本次设计围绕自动化程度高、价格低、可靠性高、生产率高,可操作性和可监控性好的原则,利用QFD(质量功能配置)方法对系统进行功能分解,将客户的多种需求通过质量屋的方法逐级转化为需改进的功能模块,再根据这些功能模块各自的特点进行具体分析。在机械结构系统设计中,利用层次分析法、故障树分析法等方法对各个需改进的模块的方案进行科学评价,并对负极锂片厚度检测和封口工位的增力机构等设计要点进行了详细介绍。在控制系统设计中,一方面提出了提高PLC程序运行速度的编程方法,进一步提高生产线运行的效率,另一方面优化了人机交互界面,提高生产线的可操作性能,最后提出了集中监控生产状态的系统设计的方法,使管理者可以快速有效地了解生产现场的状况,对现代扣式电池生产具有重要的意义。
在完成CR2450扣式电池技术系统的概念设计后,利用虚拟设计技术,对各功能模块进行了虚拟设计。首先利用Pro/Engineer软件制作3D模型,然后在零部件建模完成的基础上进行虚拟装配,最后对其进行干涉检验以及动态模拟仿真,以确定产品设计是否合理。
本文的设计方法和实验方法是针对高容量CR2450扣式电池生产线的特点,总结多因素设计经验而得到的科学方法,该方法同样适用于其它的扣式电池设备开发与设计过程。