閥控式鉛酸電池用全自動(dòng)絲網(wǎng)印刷裝備

沈旭培，袁 將，李 丹

(天能電池集團(tuán)股份有限公司，浙江 湖州 313100)

鉛酸電池的出廠標(biāo)識(shí)主要有兩種方式：一種是標(biāo)貼方式，采用不干膠標(biāo)貼貼于電池表面，多用于富液式起動(dòng)用鉛酸電池；另一種是絲網(wǎng)印刷(絲印)方式[1]，采用油墨[2]印刷于電池表面，多用于貧液式閥控式鉛酸(VRLA)電池。從電池的自身特征考慮，貧液式VRLA電池的散熱效果不如富液式電池，若采用標(biāo)貼方式，使用時(shí)，會(huì)因外殼溫度偏高，導(dǎo)致標(biāo)貼邊緣翹起、表面褪色等現(xiàn)象，影響產(chǎn)品的市場(chǎng)形象。絲印方式的電池，油墨在外殼表面的附著力強(qiáng)，不會(huì)因外殼溫度偏高而影響產(chǎn)品的外觀品質(zhì)，在市場(chǎng)一直保持著良好的口碑。

本文作者設(shè)計(jì)一種全自動(dòng)絲印生產(chǎn)線，用自動(dòng)化絲印工藝取代傳統(tǒng)的手工絲印工藝，可較好地提高生產(chǎn)效率，提升電池外觀品質(zhì)。

1 全自動(dòng)絲印生產(chǎn)線

VRLA電池的絲印標(biāo)識(shí)或位于電池的正面，或位于頂面，或同時(shí)位于正面和頂面。傳統(tǒng)的手工絲印方式采用木框定位絲印內(nèi)容，在長(zhǎng)時(shí)間使用過程中，木框會(huì)發(fā)生偏斜和磨損，導(dǎo)致絲印內(nèi)容發(fā)生偏斜，影響電池外觀品質(zhì)。當(dāng)電池的正面或頂面均要求絲印時(shí)，定位問題更突出，又需要增加手工翻轉(zhuǎn)電池的步驟，提高了勞動(dòng)強(qiáng)度。

全自動(dòng)絲印生產(chǎn)線由兩臺(tái)絲印裝置和一臺(tái)電池翻轉(zhuǎn)裝置組成。電池絲印裝置由絲印框架、絲印模塊和運(yùn)行軌道等重要部件組成(見圖1)[3]。絲印框架主要由木框和含有絲印內(nèi)容的絲網(wǎng)組成，絲印模塊主要由氣缸和刮板組成，通過氣缸的往復(fù)運(yùn)行來控制刮板的升降[4]。絲印框架固定在設(shè)備上，當(dāng)電池流入絲印框架正下方時(shí)，定位夾緊，通過軌道上氣缸的往復(fù)運(yùn)行來推動(dòng)絲印模塊，完成電池絲印。氣缸的一次往復(fù)運(yùn)行為一個(gè)周期，可完成兩只電池的絲印。

電池翻轉(zhuǎn)裝置由滾筒線、交流電動(dòng)機(jī)(380 V，1.5 kW，無錫產(chǎn))[5]和翻轉(zhuǎn)總成等重要部件組成(見圖2)。

圖1 電池絲印裝置Fig.1 Battery screen printing device

圖2 電池翻轉(zhuǎn)裝置及翻轉(zhuǎn)過程Fig.2 Battery turnover device and turnover process

電池完成第一面的絲印后，流入滾筒線，通過翻轉(zhuǎn)總成翻轉(zhuǎn)90°[6]，進(jìn)入第二面絲印，步驟同上。電池全自動(dòng)絲印工藝流程見圖3。

圖3 電池全自動(dòng)絲印工藝流程Fig.3 Battery fully automatic screen printing process flow

2 實(shí)際應(yīng)用效果

2.1 生產(chǎn)效率

據(jù)統(tǒng)計(jì)，6-EVF-110Q型VRLA電池(額定電壓12 V，額定容量110 Ah，湖州產(chǎn)，外形尺寸為：長(zhǎng)330 mm ×寬170 mm ×高216 mm，參考質(zhì)量34.0 kg)正面和頂面均要求絲印出貨。采用手工絲印，每只電池每面絲印時(shí)間約5 s，手工翻轉(zhuǎn)電池時(shí)間約5 s，總耗時(shí)約15 s。采用全自動(dòng)絲印，每只電池每面絲印時(shí)間約3 s，自動(dòng)翻轉(zhuǎn)時(shí)間約2 s，總耗時(shí)約8 s。與手工絲印相比，全自動(dòng)絲印的速度提高約1倍。同理，6-EVF-230H型VRLA電池(額定電壓12 V，額定容量230 Ah，湖州產(chǎn)，外形尺寸為：長(zhǎng)520 mm×寬240 mm×高225 mm，參考質(zhì)量66.0 kg)若采用手工絲印，每只電池每面絲印時(shí)間約7 s，手工翻轉(zhuǎn)時(shí)間約8 s，總耗時(shí)約22 s。采用全自動(dòng)絲印，每只電池總耗時(shí)同樣約8 s，與手工絲印相比，全自動(dòng)絲印的速度提高約1.75倍。此外，絲印的標(biāo)簽，外觀整齊劃一，可提升產(chǎn)品的外觀品質(zhì)。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益

采用手工絲印，絲印工序需要2名員工，電池翻轉(zhuǎn)工序需要1名員工，共計(jì)3名員工。按每名員工工資6～7 萬元/a計(jì)算，共計(jì)18～21 萬元/a。

采用全自動(dòng)絲印，生產(chǎn)線的成本為12.50萬元，用電器具總功率為4.5 kW。按照10 h/d的工作時(shí)間來計(jì)算，用電量為45 kW·h/d，按工業(yè)用電峰時(shí)、平時(shí)和谷時(shí)的平均電費(fèi)計(jì)算，約為0.86元/kW·h，計(jì)38.70元/d，每年按320個(gè)工作日計(jì)算，合計(jì)電費(fèi)為1.24萬元/a。此外，設(shè)備保養(yǎng)費(fèi)約為0.06 萬元/a。

與手工絲印相比，采用全自動(dòng)絲印，第一年的總成本約為13.80萬元，降低4.20～7.20萬元；其余年份的成本僅為電費(fèi)和設(shè)備保養(yǎng)費(fèi)，合計(jì)為1.30萬元/a，成本降低16.70～19.70萬元/a。

3 結(jié)論

VRLA電池在出廠前，絲印標(biāo)識(shí)是必要環(huán)節(jié)，絲印效果也直接影響著電池外觀品質(zhì)。本文作者設(shè)計(jì)的全自動(dòng)絲印生產(chǎn)線，既實(shí)現(xiàn)了絲印自動(dòng)化，提高了絲印速度，又能使絲印的外觀整齊劃一，提升了產(chǎn)品外觀品質(zhì)。該設(shè)備已應(yīng)用于諸多型號(hào)電池的生產(chǎn)，取得了較好的效果。