粉料摊铺装置及粉料摊铺方法

技术领域

本发明属于粉料自动化模压技术领域，具体的为一种粉料摊铺装置及粉料摊铺方法。

背景技术

在热电池加热片及复合片生产过程中，需要将制备好的粉料装入圆柱形模具中，再送入压力机将粉料压紧成型。为保证粉料在模具中均匀分布，通常需要人工在倒入粉料后用刮板将粉料在模具中摊铺均匀，在摊铺过程中需要根据粉料体积调整模具内腔高度并配合反复刮平粉料来适应粉料的体积波动，避免出现空腔和多余堆积。

当前热电池生产过程中大多采用人工进行粉料摊铺或采用简易的设备辅助摊铺。手工摊粉劳动强度大，而且工人长期在粉尘环境中工作对健康有影响。

公开号为CN108007354A的中国专利公开了一种粉末自动摊平设备及其使用方法，具体的，其记载了一种使用一字型和S型刮板配合转台实现自动摊粉的装置。这种装置使用可升降的刮板在模腔中绕模具中心轴旋转的方式进行粉料摊平。公开号为CN208099335U的中国专利公开了一种摊粉装置，其也记载了一种采用一字型旋转刮板进行摊粉的装置。

目前的自动摊粉装置均采用了可以自动调整刮板相对于模具高度的刮片进行旋转运动实现对粉料的刮平。此类装置的刮板两端点距离均稍小于模具内腔直径。在实际生产中，由于粉末颗粒之间具备一定的粘性吸附，旋转刮平的方式容易将已经刮平的粉料再次搅动形成空洞。在大规模摊粉生产中，粉料在送入模具之前已经有少量结块的现象，在使用刮板简单刮平的过程中很容易出现已经刮平的部分再次被刮过时由于部分颗粒内部粘连而带走已经刮平的部分出现局部的空洞和填充不匀，此时若降低刮板高度再次刮过时，周边高于刮板的粉料又会被刮起并有再次出现空洞的可能。因此这种空洞无法通过简单的刮板平移来填充。另外在实际摊铺过程中，长时间单方向旋转搅动容易使铁磁性粉料磁化，形成局部集中，不容易再次摊平。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种粉料摊铺装置及粉料摊铺方法，能够避免出现局部空洞和填充不均匀的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明首先提出了一种粉料摊铺装置，包括转台机构、刮板机构和刮板位置调节机构；

所述转台机构包括转盘和用于驱动所述转盘转动的转盘驱动机构；所述转盘上设有使摊铺模具与其同步转动的模具安装工位；

所述刮板机构包括刮板，所述刮板上设有用于在刮粉时驱动粉料产生振动的粉料振动机构；

所述刮板位置调节机构包括用于驱动所述刮板在竖直方向上移动的竖向驱动机构和用于驱动所述刮板在水平方向上移动横向驱动机构。

进一步，所述转盘驱动机构包括与所述转盘传动连接的转盘驱动电机。

进一步，所述模具安装工位上设有与所述摊铺模具配合的安装槽。

进一步，所述摊铺模具外侧壁上设有定位快，所述安装槽的侧壁上设有所述定位块配合的定位槽。

进一步，所述转盘上设有用于调节所述摊铺模具的高度的模具高度调节机构。

进一步，所述模具高度调节机构包括设置在所述摊铺模具外侧壁上的高度调节槽、与所述高度调节槽配合的高度调节拨块和用于驱动所述高度调节拨块相对于所述高度调节槽移动的拨块驱动机构。

进一步，所述高度调节槽相对于所述摊铺模具的轴线呈螺旋状。

进一步，所述拨块驱动机构包括与所述转盘转动配合的调节转盘和用于驱动所述调节转盘转动的转动驱动机构，所述调节拨块安装在所述调节转盘上。

进一步，所述转动驱动机构包括安装在所述转盘上的转动驱动电机，所述转动驱动电机与所述调节转盘之间传动连接。

进一步，所述调节转盘上设有与其同步转动的从动带轮，所述驱动电机的输出轴上设有主动带轮，所述从动带轮和主动带轮之间设有同步带。

进一步，所述粉料振动机构采用设置在所述刮板上的超声振子、声波电机或电磁线圈。

进一步，所述刮板机构还包括刮板安装板，所述刮板安装板内设有顶面开口的刮板安装槽，所述刮板安装槽的槽底设有用于刮板穿过的刮板穿孔，所述刮板的顶部设有与所述刮板穿孔限位配合的限位头；所述刮板穿过所述刮板穿孔，且所述限位头位于所述刮板安装槽内；所述刮板安装槽的顶面上设有盖板，所述粉料振动机构包括设置在所述盖板与所述限位头之间的弹簧。

进一步，所述刮板安装板上设有与其垂直连接板，所述连接板上设有安装孔；所述安装孔为中心线为圆弧线的腰形孔；或，所述安装孔间隔设置，所有的所述安装孔的圆心均位于同一个圆弧线上。

本发明还提出了一种采用如上所述粉料摊铺装置的粉料摊铺方法，包括如下步骤：

1)利用刮板位置调节机构调节刮板位置，使刮板移动至位于摊铺模具上方边缘的初始位置处；

2)利用竖向驱动机构驱动刮板向下移动至摊铺模具的顶面边缘，而后利用横向驱动机构驱动刮板从摊铺模具的一端平移到另一端；

3)驱动刮板回到初始位置；驱动转盘旋转角度α，且α＝(2n-1)×180，其中n为大于等于1的正整数；

4)利用竖向驱动机构驱动刮板向下移动至摊铺模具的顶面边缘，而后利用横向驱动机构驱动刮板从摊铺模具的一端平移到另一端。

进一步，所述转盘上设有用于调节所述摊铺模具的高度的模具高度调节机构；所述步骤1)中，利用模具高度调节机构调节摊铺模具的高度，使摊铺模具的顶面高度高于预设高度；还包括：

5)驱动刮板回到初始位置；驱动转盘旋转角度β，且

判断摊铺模具的顶面高度是否等于预设高度，若是，则执行步骤6)；若否，则利用模具高度调节机构降低摊铺模具的顶面高度，执行步骤2)；

6)结束，完成粉料摊铺作业。

本发明的有益效果在于：

本发明的粉料摊铺装置，通过设置刮板位置调节机构以调节刮板的位置，具体的，竖向驱动机构调节刮板在竖直方向的位置以改变刮板与转盘在竖直方向上的距离，横向驱动机构驱动刮板在水平方向移动以对放置在摊铺模具粉料进行刮粉；同时，转盘转动可驱动摊铺模具同步转动，以改变摊铺模具相对于横向驱动机构的角度位置，从而可利用刮板对处于不同角度位置的摊铺模具进行刮粉；另外，在刮粉的过程中，利用粉料振动机构驱动粉料振动，可使结块的粉料颗粒被震散而不会造成局部空洞；综上，本发明的粉料摊铺装置能够避免出现局部空洞和填充不均匀的问题，同时由于刮板直线运动刮粉，不会导致铁磁性粉料磁化的问题。

本发明的其他技术效果如下：

通过在转盘上设置高度调节机构以调节摊铺模具的高度，在初始刮粉时，可使摊铺模具顶面高度略高于预设高度，此时摊铺模具的模腔的容积略大于所需粉料的体积；而后在进行刮粉，随着刮粉的进程逐渐降低摊铺模具的高度，使摊铺模具的模腔的容积最终等于所需粉料的体积，即可完成粉料摊铺作业，此过程中不需要再添加粉料；

通过将刮板穿过刮板穿孔后使其限位头位于刮板安装槽内，如此，刮板可相对于刮板穿孔移动，在弹簧的作用下，不仅能够避免刮板与摊铺模具之间产生刚性碰撞，在刮粉过程中，刮板与摊铺模具的顶面之间产生滑动摩擦，在弹簧弹力作用下会产生微小振动，该微小振动作用在在粉料上，可使结块的粉料颗粒被震散而不会造成局部空洞。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明粉料摊铺装置实施例的结构示意图；

图2为转台机构的结构示意图；

图3为刮板机构的结构示意图；

图4为本实施例粉料摊铺装置的立体图。

附图标记说明：

10-安装基板；11-转盘；12-摊铺模具；13-转盘驱动电机；14-安装槽；15-定位块；16-高度调节拨块；17-调节转盘；18-转动驱动电机；19-从动带轮；20-主动带轮；21-模具安装板；22-模具限位环；23-高度调节槽；

31-刮板；32-刮板安装板；33-刮板安装槽；34-刮板穿孔；35-限位头；36-盖板；37-弹簧；38-连接板；39-安装孔；40-横向轨道；41-支撑立柱；42-竖向轨道；43-竖向滑块；44-刮板安装架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，为本发明粉料摊铺装置实施例的结构示意图。本实施例的粉料摊铺装置包括安装基板10，安装基板10上设有转台机构和刮板位置调节机构，刮板机构安装在刮板位置调节机构上。

具体的，如图2所示，转台机构包括转盘11和用于驱动转盘11转动的转盘驱动机构；转盘11上设有使摊铺模具12与其同步转动的模具安装工位。本实施例的转盘驱动机构包括与转盘11传动连接的转盘驱动电机13，具体的，转盘11上设有转轴，转盘驱动电机13的输出轴与转盘11的转轴之间设有齿轮传动机构。当然，在其他一些实施例中，还可以在转盘驱动电机13的输出轴与转盘11的转轴设置带传动机构、链传动机构等，甚至也可以将转盘驱动电机13的输出轴与转盘11的转轴之间通过联轴器之间相连，不再累述。

如图2所示，本实施例的模具安装工位上设有与摊铺模具12配合的安装槽14。具体的，转盘11的顶面设有模具安装板21，模具安装板21上安装有模具限位环22，模具安装板21与模具限位环22之间形成用于安装摊铺模具12的安装槽14。为了使摊铺模具12与转盘11同步转动，本实施例的在摊铺模具12外侧壁上设有定位快15，安装槽14的侧壁上设有定位块15配合的定位槽。

如图2所示，本实施例的转盘11上设有用于调节摊铺模具12的高度的模具高度调节机构。模具高度调节机构可以采用现有的多种方式实现，如齿轮齿条机构、滚珠丝杆机构等，这些方式均可驱动摊铺模具12沿着安装槽14的轴向移动。本实施例中，模具高度调节机构包括设置在摊铺模具12外侧壁上的高度调节槽、与高度调节槽配合的高度调节拨块16和用于驱动高度调节拨块16相对于高度调节槽移动的拨块驱动机构，即本实施例将高度调节拨块16的旋转运动转换为摊铺模具12沿其轴向方向移动的直线运动，从而可使转台机构的结构更加紧凑。本实施例的高度调节槽23相对于摊铺模具12的轴线呈螺旋状，如此，摊铺模具12沿其轴向方向移动的距离与高度调节拨块16转动的角度之间呈线性关系，便于精确控制摊铺模具12的高度。

本实施例的拨块驱动机构包括与转盘11转动配合的调节转盘17和用于驱动调节转盘17转动的转动驱动机构，调节拨块16安装在调节转盘17上。本实施例的转动驱动机构包括安装在转盘11上的转动驱动电机18，转动驱动电机18与调节转盘17之间传动连接。本实施例的调节转盘17上设有与其同步转动的从动带轮19，驱动电机18的输出轴上设有主动带轮20，从动带轮19和主动带轮20之间设有同步带。即本实施例的驱动电机18的输出轴与调节转盘17之间设有带传动机构，当然，在其他一些实施例中，也可以在驱动电机18的输出轴与调节转盘17之间设置齿轮传动机构以及链传动机构等，不再累述。

本实施例的刮板机构包括刮板31，刮板31的宽度大于摊铺模具12的直径。刮板31上设有用于在刮粉时驱动粉料产生振动的粉料振动机构。粉料振动机构可以采用多种方式实现，如粉料振动机构采用设置在刮板31上的超声振子、声波电机或电磁线圈等，均可在刮粉过程中使粉料产生微小振动。如图3所示，本实施例的刮板机构还包括刮板安装板32，刮板安装板32内设有顶面开口的刮板安装槽33，刮板安装槽33的槽底设有用于刮板31穿过的刮板穿孔34，刮板31的顶部设有与刮板穿孔34限位配合的限位头35；刮板31穿过刮板穿孔34，且限位头35位于刮板安装槽33内；刮板安装槽33的顶面上设有盖板36，粉料振动机构包括设置在盖板36与限位头35之间的弹簧37。通过将刮板31穿过刮板穿孔34后使其限位头35位于刮板安装槽33内，如此，刮板31可相对于刮板穿孔34移动，在弹簧37的作用下，不仅能够避免刮板31与摊铺模具12之间产生刚性碰撞，在刮粉过程中，刮板31与摊铺模具12的顶面之间产生滑动摩擦，在弹簧37的弹力作用下会产生微小振动，该微小振动作用在在粉料上，可使结块的粉料颗粒被震散而不会造成局部空洞。

本实施例的刮板安装板32上还设有连接板38，连接板38与刮板安装板32垂直。连接板38上设有安装孔39，本实施例的安装孔39为中心线为圆弧线的腰形孔39，利用腰形孔39可调刮板31的安装角度。当然，在其他一些实施例中，也可以将安装孔39间隔设置为多个，并使所有的安装孔39的圆心均位于同一个圆弧线上，通过不同的安装孔39安装刮板安装板32，可使刮板31与竖直平面之间具有不同的角度。

如图4所示，本实施例的刮板位置调节机构包括用于驱动刮板31在竖直方向上移动的竖向驱动机构和用于驱动刮板31在水平方向上移动横向驱动机构。具体的，本实施例的横向驱动机构包括横向轨道40，横向轨道40的两端设有与安装基板10固定连接的支撑立柱41，横向轨道40上设有与其滑动配合的横向滑块。本实施例的竖向驱动机构包括安装在横向滑块上的竖向轨道42和与竖向轨道42滑动配合的竖向滑块43，竖向滑块43上安装有刮板安装架44，连接板38固定安装在刮板安装架44上。

下面结合上述粉料摊铺装置对本发明的粉料摊铺方法的具体实施方式进行详细说明。

本实施例的粉料摊铺方法，包括如下步骤：

1)利用刮板位置调节机构调节刮板31位置，使刮板31移动至位于摊铺模具12上方边缘的初始位置处；利用模具高度调节机构调节摊铺模具12的高度，使摊铺模具12的顶面高度高于预设高度，此时记为第1次调节摊铺模具12的高度；具体的，可使摊铺模具12的顶面高度略高于预设高度，如此，可减少刮粉次数；

2)利用竖向驱动机构驱动刮板31向下移动至摊铺模具12的顶面边缘，而后利用横向驱动机构驱动刮板31从摊铺模具12的一端平移到另一端；

3)驱动刮板31回到初始位置；驱动转盘旋转角度α，且α＝(2n-1)×180，其中n为大于等于1的正整数；

4)利用竖向驱动机构驱动刮板31向下移动至摊铺模具12的顶面边缘，而后利用横向驱动机构驱动刮板31从摊铺模具12的一端平移到另一端。

5)驱动刮板31回到初始位置；驱动转盘旋转角度β，且

判断摊铺模具12的顶面高度是否等于预设高度，若是，则执行步骤6)；若否，则利用模具高度调节机构降低摊铺模具12的顶面高度，执行步骤2)；

6)结束，完成粉料摊铺作业。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。