一種鋰電池模組的自動裝配產線

2019-10-21 08:53:58周迎華

科學與財富 2019年12期

周迎華

摘要：新能源技術被公認為21世紀的高新技術，電池行業作為新能源領域的重要組成部分，已成為全球經濟發展的一個新熱點。目前鋰離子電池已經作為一種重要的能量源被人們大范圍的使用，無論是在電子通訊領域，還是在交通運輸領域等，它都擔當著極為重要的角色，有著廣泛的應用前景。

關鍵詞：高薪技術；新能源；鋰電池

1、現今各個汽車廠家都有自己鋰電池的規格和型號，依據廠方要求本設備系統需完成以下功能：將空托盤輸送至模組裝配產線末端并接入CMT焊接后的模組、人工對CMT焊縫檢測與處理、低壓絕緣測試、人工安裝上蓋集成、拍極柱定位坐標照、螺母自動上料與預鎖緊、螺母終鎖緊、人工處理鎖緊不良模組、輸送至下料工位等待模組裝入PACK箱、空托盤回流，設備三維如下1圖所示：

1托盤與托盤輸送回流線2來料低壓絕緣測試與掃碼系統3拍極柱定位坐標照系統4-螺母輸送與預鎖付系統5螺母終鎖付系統6-人工糾錯處理工位

2、托盤與托盤輸送回流線：包含托盤、雙層積放鏈輸送線、PLC控制系統共3部分。

1）托盤：包含15個托盤，每個托盤包含1套可調整限位塊、1套平推鎖緊機構、1套托盤底板，如下圖2所示：

2）托盤輸送回流線采用雙層積放鏈：包含2套單層升降機、1條16m長雙層積放鏈輸送線、15套托盤阻擋機構（每個工位配置1套）、8套精定位機構、2套托盤鎖緊/解鎖機構、2套人工開關，如下圖3所示：

3）控制策略與流程：

3.1）控制關系圖：

3.2）來料對接與托盤鎖緊流程：

模組裝配段產線完成模組側板與端板CMT焊接并打碼后，對系統PLC發送信號，由本系統輸送一個空托盤至對應下料位，由本系統阻擋空托盤，并對空托盤精定位，完成定位后對模組裝配段PLC發送信號，由模組裝配段伺服模組機械手將焊接后模組對位放入空托盤內。接入模組后，啟動頂升鎖緊氣缸，將接入模組的托盤平推鎖緊機構激活，將模組鎖緊至托盤內；

3.3）連續輸送與阻擋定位流程：

模組鎖緊至托盤內后，上層輸送線將托盤沿直線向前輸送，到達人工或自動工位后，由阻擋器阻擋停止，并啟動精定位銷，將托盤進行精定位，當人工或自動工位操作完成并對輸送線PLC發送信號后，輸送線收起阻擋器與精定位銷，將托盤沿直線向下一個工位輸送，重復上述動作；

3.4）托盤回流流程：

裝載模組的托盤沿直線經過各工位操作結束，并由下段系統配置的移載機構將模組移載至PACK箱內后，空托盤到達輸送線體末端雙升位升降機內，啟動升降機下降至高度對接下層輸送線體，對位水平輸送至下層回流輸送線內，將空托盤沿直線輸送至末端（模組上料端）；

3、來料低壓絕緣測試與掃碼系統：包含1套低壓絕緣測試儀、1套上蓋極柱探針座、1套側板探針座、2套壓緊氣缸、21個電壓測試探針、1套掃碼器，系統如下圖4所示：

PLC將掃碼讀取的模組信息傳入MES系統內，當低壓絕緣測試結果判定不合格時，對后段各工序PLC發送信號，停止對不合格模組進行操作，直至將模組輸送至人工糾錯段，由人工干預下料返修。

4、拍極柱定位坐標照系統：包含1套三軸伺服模組、1套CCD相機、1套光源、1套相機焦距微調機構，系統如下圖所示：

PLC控制CCD相機系統，將拍好的托盤+極柱照片計算轉化為數據坐標，并傳入螺母預鎖緊與終鎖緊機構控制系統內。

5、螺母預鎖付機構：包含1套三軸伺服模組、1套螺母鎖緊槍、1套螺母定位機構，系統結構如下圖所示：

PLC接收CCD拍照后處理完成的模組極柱與托盤對應數據坐標，將接收的數據坐標轉化為伺服模組動作，根據預先設定的鎖緊順序對極柱進行鎖緊，每個螺母鎖緊過程中，實時監控螺母所受扭力與前進距離，當出現受力過大并無法前進、以及扭力過小時，反向旋出螺母，并將不良極柱坐標通過PLC傳遞給人工糾錯工位，每個螺母在鎖緊時所受扭力傳遞給MES系統，對應綁定在模組信息內。

6、螺母終鎖付系統：本系統包含2套螺母終鎖付機構，每套完成單個模組中50%的螺母終鎖付動作。每套螺母終鎖付系統由1套三軸伺服模組、1套螺母鎖緊槍構成。

7、人工糾錯處理工位：包含1套Pc端、1套螺母鎖緊槍、1套掃碼槍（固定在輸送線體）；

當出現需要人工糾錯時，糾錯后扭力數據傳送至MES系統，并覆蓋不良數據；根據掃碼信息顯示各模組內螺母鎖緊情況。

8、物料掃碼系統：在螺母上料為配置1套手持式有線掃碼槍，當需要上料時，由人工對物料標牌條碼進行掃描，將物料信息傳送至MES系統，由MES系統將物料信息與模組信息進行綁定。

結束語：

鋰電池鎖付的好壞直接關系到電池的使用壽命，本系統能夠很好地解決此型號鋰電池的鎖付問題，為鋰電池的穩定生產提供了保障。