一種用于鋰電池智能分選的控制系統(tǒng)與控制方法
【專利摘要】一種用于鋰電池智能分選的控制系統(tǒng)，由上料模塊、翻轉(zhuǎn)模塊、頂出模塊、掃碼模塊、噴碼模塊、分選模塊、裝盤模塊和中央控制模塊組成；所述的中央控制模塊包括掃碼系統(tǒng)、噴碼系統(tǒng)和PLC控制模塊，且所述的掃碼系統(tǒng)和噴碼系統(tǒng)與PLC控制模塊信號連接；所述的上料模塊、翻轉(zhuǎn)模塊、頂出模塊、分選模塊和裝盤模塊均受控于所述的PLC控制模塊。具有高集成度、高開放性、高智能化、模塊化的優(yōu)點；系統(tǒng)中的單元模塊經(jīng)過精準(zhǔn)的測試、分檔，系統(tǒng)穩(wěn)定，最大限度的減少人為干預(yù)；整個系統(tǒng)采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，節(jié)約系統(tǒng)占用空間，而且避免浪費，通訊接口單元可實現(xiàn)良好的現(xiàn)場監(jiān)控，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，為系統(tǒng)的維護(hù)提供了方便。
【專利說明】
一種用于鋰電池智能分選的控制系統(tǒng)與控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鋰電池智能化成物流控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于鋰電池智能分選的控制系統(tǒng)與控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于電子、信息、通訊和電動交通等領(lǐng)域的快速發(fā)展，鋰電池?fù)碛芯薮蟮氖袌鲂枨?。鋰電池的智能分選機(jī)也逐步應(yīng)用于鋰電池的分選或者分級中。
[0003]現(xiàn)有專利文獻(xiàn)1(CN104438137A)公開了一種二次電池高速自動配阻分選機(jī)，包括輸送機(jī)構(gòu)、驗電機(jī)構(gòu)、分選機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、收集裝置和控制系統(tǒng);輸送機(jī)構(gòu)包括依次連接的驗電行星轉(zhuǎn)盤、第一過渡轉(zhuǎn)盤和出口傳送裝置;驗電機(jī)構(gòu)包括驗電轉(zhuǎn)盤、驗電導(dǎo)桿轉(zhuǎn)盤和凸輪裝置;驗電轉(zhuǎn)盤安裝有正極電觸頭;驗電導(dǎo)桿轉(zhuǎn)盤上安裝有驗電導(dǎo)桿，驗電導(dǎo)桿設(shè)置有負(fù)極電觸頭，每一根驗電導(dǎo)桿正對一個正極電觸頭，負(fù)極電觸頭和正極電觸頭上均設(shè)置有兩根探頭;分選機(jī)構(gòu)包括多個電池推動裝置，每一個電池推動裝置均正對一個收集裝置的入口端。專利文獻(xiàn)I的高速自動配阻分選機(jī)僅包括輸送機(jī)構(gòu)，不足之處在于:其對于電池的上料、翻轉(zhuǎn)、頂出等實現(xiàn)過程沒有涉及，且其控制系統(tǒng)僅對少量的工位進(jìn)行控制，沒有對全程進(jìn)行監(jiān)控。另一方面專利文獻(xiàn)I的機(jī)械結(jié)構(gòu)和工藝流程過于繁雜。
[0004]目前市場上銷售的鋰電池分選機(jī)一般是單機(jī)自動化，需要人工將電池從托盤中放入分選機(jī)的上料盒中，并且采用電池旋轉(zhuǎn)方式掃描電池條形碼，噴電池等級碼，然后人工將分選完成的電池進(jìn)行裝盤，自動化水平不高，分選效率較低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、工藝流程清晰、能夠?qū)θ踢M(jìn)行有效監(jiān)控的用于鋰電池智能分選的控制系統(tǒng)，提高了鋰電池分選自動化水平及分選效率，降低了工人勞動強度，實現(xiàn)鋰電池自動上料、掃碼、分選和裝盤功能。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于，提供一種基于上述控制系統(tǒng)的控制方法。
[0007]為了達(dá)到上述第一發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]—種用于鋰電池智能分選的控制系統(tǒng)，其特征在于:鋰電池的分選按照上料—翻轉(zhuǎn)—頂出—掃碼—噴碼—分選—裝盤的工藝順序依次進(jìn)行，控制系統(tǒng)由上料模塊、翻轉(zhuǎn)模塊、頂出模塊、掃碼模塊、噴碼模塊、分選模塊、裝盤模塊和中央控制模塊組成;所述的中央控制模塊包括掃碼系統(tǒng)、噴碼系統(tǒng)和PLC控制模塊，且所述的掃碼系統(tǒng)和噴碼系統(tǒng)與PLC控制模塊信號連接;所述的上料模塊、翻轉(zhuǎn)模塊、頂出模塊、分選模塊和裝盤模塊均受控于所述的PLC控制模塊。
[0009]所述的上料模塊包括驅(qū)動器、電機(jī)、傳送帶、光電傳感器;光電傳感器、驅(qū)動器分別與PLC控制模塊連接，驅(qū)動器與電機(jī)連接，用于控制電機(jī)的啟停，電機(jī)與傳送帶連接，用于帶動鋰電池托盤移動，光電傳感器用于給PLC控制模塊傳送電機(jī)停止信號；
[0010]所述的翻轉(zhuǎn)模塊包括氣動電磁閥、拉伸氣缸、推動氣缸、碰撞開關(guān);氣動電磁閥、碰撞開關(guān)分別與PLC控制開關(guān)連接，氣動電磁閥與拉伸氣缸和推動氣缸連接，用于控制氣缸的運動，拉伸氣缸用于翻轉(zhuǎn)托盤，推動氣缸用于將托盤移動到頂出區(qū)；碰撞開關(guān)用于限定氣缸運動范圍。
[0011 ]所述的頂出模塊包括碰撞開關(guān)、氣動電磁閥、氣缸、驅(qū)動器、步進(jìn)電機(jī)、滾珠絲桿；碰撞開關(guān)、氣動電磁閥、驅(qū)動器分別與PLC控制模塊連接，碰撞開關(guān)用于限制鋰電池托盤位置，氣動電磁閥與氣缸連接，用于控制氣缸的運動，氣缸用于將托盤中的電池頂出到傳送帶上，步進(jìn)電機(jī)與滾珠絲桿連接，用于限定托盤移動位置；
[0012]所述的掃碼模塊包括掃碼器、掃碼系統(tǒng)和光電傳感器；掃碼系統(tǒng)分別與掃碼器和光電傳感器連接，用于掃碼器掃描到的電池條形碼和光電傳感器傳送的檢測信息一起存入到電池信息中。
[0013]所述的噴碼模塊包括噴碼器、噴碼系統(tǒng)和光電傳感器;噴碼系統(tǒng)分別與噴碼器和光電傳感器連接，用于根據(jù)光電傳感器傳送的檢測信息讀取電池信息，并判斷電池信息的完整性，如果電池信息完整，給噴碼器發(fā)送噴碼命令。
[0014]所述的分選模塊包括光電傳感器、氣動電磁閥、氣缸、驅(qū)動器、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)傳送帶;光電傳感器、氣動電磁閥和驅(qū)動器分別與PLC控制模塊連接，光電傳感器用于給PLC傳送氣缸推動鋰電池到步進(jìn)傳送帶信號，氣動電磁閥與氣缸連接，用于控制氣缸的運動，氣缸用于推動電池到步進(jìn)傳送帶和電池等級滾道中，步進(jìn)電機(jī)與步進(jìn)傳送帶連接，用于控制步進(jìn)傳送帶移動，步進(jìn)傳送帶帶動電池移動到電池等級滾道口。
[0015]所述的裝盤模塊包括計數(shù)器、警示燈、打碼機(jī)、導(dǎo)軌、驅(qū)動器、伺服電機(jī)、機(jī)械手、集裝盒、啟動按鈕;計數(shù)器、警示燈、打碼機(jī)、氣動電磁閥、驅(qū)動器、啟動按鈕與PLC控制模塊連接，計數(shù)器用于統(tǒng)計對應(yīng)集裝盒中鋰電池數(shù)量，警示燈用于提醒工人移走已裝滿電池的托盤和放置空托盤，打碼機(jī)用于打印裝滿電池的托盤信息，氣動電磁閥用于控制氣缸的運動，氣缸用于將電池推動到托盤中，啟動按鈕用于向PLC發(fā)送空托盤放置完成信號。
[0016]結(jié)合上述的控制系統(tǒng)和控制方法，對比傳統(tǒng)技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是:提供具有高集成度、高開放性、高智能化、模塊化的解決方案;系統(tǒng)中的單元模塊經(jīng)過精準(zhǔn)的測試、分檔，系統(tǒng)穩(wěn)定，最大限度的減少人為干預(yù);整個系統(tǒng)采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，節(jié)約系統(tǒng)占用空間，而且避免浪費，通訊接口單元可實現(xiàn)良好的現(xiàn)場監(jiān)控，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，為系統(tǒng)的維護(hù)提供了方便。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)總圖；
[0018]圖2為本發(fā)明的控制系統(tǒng)總成圖；
[0019]圖3為本發(fā)明的上料和翻轉(zhuǎn)模塊的控制原理圖；
[0020]圖4為本發(fā)明的頂出模塊控制原理圖；
[0021 ]圖5為掃碼和噴碼模塊控制原理圖；
[0022]圖6為分選模塊控制原理圖；
[0023]圖7為集裝模塊的控制原理圖。
[0024]圖中符號說明:
[0025]1、上料區(qū)；11、主傳送帶；12、光電傳感器;2、翻轉(zhuǎn)區(qū)；21、拉伸氣缸；22、翻轉(zhuǎn)接盤；23、推動氣缸；3、頂出區(qū)；31、氣缸；32、步進(jìn)電機(jī);4、掃碼區(qū)；41掃碼器;5、噴碼區(qū)；51、噴碼器;6、上料區(qū)；61、氣缸;7、集裝區(qū)；71、導(dǎo)軌。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0027]如圖1、2、3所示，人工將托盤放到主傳送帶11上，主傳送帶11將托盤傳送到翻轉(zhuǎn)接盤22，光電傳感器12檢測到托盤到達(dá)翻轉(zhuǎn)接盤22后，將信號發(fā)送給PLC控制模塊，PLC控制模塊通過驅(qū)動器控制電機(jī)停止，進(jìn)而控制主傳送帶11停止運行，同時PLC控制模塊通過氣動電磁閥控制拉伸氣缸21帶動翻轉(zhuǎn)接盤22向上旋轉(zhuǎn)，碰撞開關(guān)檢測到接盤翻轉(zhuǎn)到指定位置后，將信號發(fā)送給PLC控制模塊，PLC控制模塊發(fā)送拉伸氣缸21保持信號，保持翻轉(zhuǎn)接盤位置不變。然后PLC控制模塊通過氣動電磁閥控制推動氣缸23推動托盤到頂出模塊3。
[0028]如圖4，碰撞開關(guān)檢測到托盤到達(dá)后，將信號發(fā)送給PLC控制模塊，PLC控制模塊控制推動氣缸和翻轉(zhuǎn)接盤復(fù)位，主傳送帶運行。同時控制步進(jìn)電機(jī)將托盤移動到指定位置。頂針氣缸將電池頂出，延時1s后，頂針氣缸復(fù)位，然后托盤移動到下一位置，同時排槽氣缸將排槽后端頂起，延時5s后，排槽氣缸復(fù)位，頂針氣缸將下排電池頂出，重復(fù)上述過程，直至將電池全部頂出。
[0029]如圖5，電池經(jīng)過掃碼區(qū)，掃碼器將讀取的信息發(fā)送到掃碼系統(tǒng)中，光電傳感器檢測到電池通過后將檢測信號發(fā)送給掃碼系統(tǒng)，掃碼系統(tǒng)根據(jù)掃碼器掃描到的電池條形碼和光電傳感器傳送的檢測信息一起存入到電池信息中。噴碼區(qū)的光電傳感器檢測到電池到達(dá)后，將檢測信息傳送給噴碼系統(tǒng)，噴碼系統(tǒng)讀取電池信息，如果電池信息完整，將電池等級信息傳送給噴碼器，噴碼器給電池噴碼，否則不噴碼。
[0030]如圖6，副傳送帶尾部的光電傳感器檢測到電池后將信號傳送給PLC控制模塊，PLC控制模塊控制推動氣缸將電池推送到步進(jìn)傳送帶，同時PLC控制模塊讀取電池信息，分選系統(tǒng)根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)判定電池移動位置，當(dāng)電池到達(dá)對應(yīng)等級滾道后，控制相應(yīng)等級氣缸將電池推至等級滾道內(nèi)。
[0031]如圖7，計數(shù)器統(tǒng)計的集裝盒中電池數(shù)量，并發(fā)送給PLC控制模塊，PLC控制模塊根據(jù)計數(shù)器發(fā)送的信號，控制機(jī)械手移動到指定位置。機(jī)械手到達(dá)后，執(zhí)行電池裝盤動作。機(jī)械手未完成裝盤動作之前，如果有其他計數(shù)器發(fā)送脈沖信號給PLC控制模塊，PLC控制模塊將該脈沖信號存放于緩存器中，等待機(jī)械手完成該裝盤動作之后，再依次執(zhí)行裝盤動作。當(dāng)某個等級滾道的托盤裝滿電池后，計數(shù)器將信號同時發(fā)送給PLC、打碼系統(tǒng)、計數(shù)器清零。對應(yīng)警示燈亮起，機(jī)械手完成裝盤動作后將指令發(fā)送給PLC控制模塊，機(jī)械手在該滾道上不再執(zhí)行裝盤動作。PLC控制模塊將打碼信息傳送給打碼機(jī)，打出對應(yīng)的貼碼，工人將貼碼貼在滿托盤上將托盤拿走，重新放置空托盤，手動按下啟動按鈕，關(guān)閉警示燈后，機(jī)械手可以繼續(xù)在該滾道上執(zhí)行裝盤動作。
【主權(quán)項】
1.一種用于鋰電池智能分選的控制系統(tǒng)，其特征在于:鋰電池的分選按照上料4翻轉(zhuǎn)4頂出4掃碼4噴碼4分選4裝盤的工藝順序依次進(jìn)行，控制系統(tǒng)由上料模塊、翻轉(zhuǎn)模塊、頂出模塊、掃碼模塊、噴碼模塊、分選模塊、裝盤模塊和中央控制模塊組成;所述的中央控制模塊包括掃碼系統(tǒng)、噴碼系統(tǒng)和PLC控制模塊，且所述的掃碼系統(tǒng)和噴碼系統(tǒng)與PLC控制模塊信號連接;所述的上料模塊、翻轉(zhuǎn)模塊、頂出模塊、分選模塊和裝盤模塊均受控于所述的PLC控制模塊； 所述的上料模塊包括驅(qū)動器、電機(jī)、傳送帶、光電傳感器；光電傳感器、驅(qū)動器分別與PLC控制模塊連接，驅(qū)動器與電機(jī)連接，用于控制電機(jī)的啟停，電機(jī)與傳送帶連接，用于帶動鋰電池托盤移動，光電傳感器用于給PLC控制模塊傳送電機(jī)停止信號； 所述的翻轉(zhuǎn)模塊包括氣動電磁閥、拉伸氣缸、推動氣缸、碰撞開關(guān);氣動電磁閥、碰撞開關(guān)分別與PLC控制開關(guān)連接，氣動電磁閥與拉伸氣缸和推動氣缸連接，用于控制氣缸的運動，拉伸氣缸用于翻轉(zhuǎn)托盤，推動氣缸用于將托盤移動到頂出區(qū)；碰撞開關(guān)用于限定氣缸運動范圍； 所述的頂出模塊包括碰撞開關(guān)、氣動電磁閥、氣缸、驅(qū)動器、步進(jìn)電機(jī)、滾珠絲桿;碰撞開關(guān)、氣動電磁閥、驅(qū)動器分別與PLC控制模塊連接，碰撞開關(guān)用于限制鋰電池托盤位置，氣動電磁閥與氣缸連接，用于控制氣缸的運動，氣缸用于將托盤中的電池頂出到傳送帶上，步進(jìn)電機(jī)與滾珠絲桿連接，用于限定托盤移動位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋰電池智能分選的控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述的掃碼模塊包括掃碼器、掃碼系統(tǒng)和光電傳感器；掃碼系統(tǒng)分別與掃碼器和光電傳感器連接，用于掃碼器掃描到的電池條形碼和光電傳感器傳送的檢測信息一起存入到電池信息中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋰電池智能分選的控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述的噴碼模塊包括噴碼器、噴碼系統(tǒng)和光電傳感器;噴碼系統(tǒng)分別與噴碼器和光電傳感器連接，用于根據(jù)光電傳感器傳送的檢測信息讀取電池信息，并判斷電池信息的完整性，如果電池信息完整，給噴碼器發(fā)送噴碼命令。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋰電池智能分選的控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述的分選模塊包括光電傳感器、氣動電磁閥、氣缸、驅(qū)動器、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)傳送帶；光電傳感器、氣動電磁閥和驅(qū)動器分別與PLC控制模塊連接，光電傳感器用于給PLC傳送氣缸推動鋰電池到步進(jìn)傳送帶信號，氣動電磁閥與氣缸連接，用于控制氣缸的運動，氣缸用于推動電池到步進(jìn)傳送帶和電池等級滾道中，步進(jìn)電機(jī)與步進(jìn)傳送帶連接，用于控制步進(jìn)傳送帶移動，步進(jìn)傳送帶帶動電池移動到電池等級滾道口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鋰電池智能分選的控制系統(tǒng)，其特征在于: 所述的裝盤模塊包括計數(shù)器、警示燈、打碼機(jī)、導(dǎo)軌、驅(qū)動器、伺服電機(jī)、機(jī)械手、集裝盒、啟動按鈕;計數(shù)器、警示燈、打碼機(jī)、氣動電磁閥、驅(qū)動器、啟動按鈕與PLC控制模塊連接，計數(shù)器用于統(tǒng)計對應(yīng)集裝盒中鋰電池數(shù)量，警示燈用于提醒工人移走已裝滿電池的托盤和放置空托盤，打碼機(jī)用于打印裝滿電池的托盤信息，氣動電磁閥用于控制氣缸的運動，氣缸用于將電池推動到托盤中，啟動按鈕用于向PLC發(fā)送空托盤放置完成信號。
【文檔編號】B41J3/407GK106040614SQ201610369162
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】王洪波, 劉磊, 劉一磊
【申請人】哈爾濱工大智慧工廠有限公司