一种锂电池模组的自动装配产线

2019-10-21周迎华

科学与财富 2019年12期

周迎华

摘要：新能源技术被公认为21世纪的高新技术，电池行业作为新能源领域的重要组成部分，已成为全球经济发展的一个新热点。目前锂离子电池已经作为一种重要的能量源被人们大范围的使用，无论是在电子通讯领域，还是在交通运输领域等，它都担当着极为重要的角色，有着广泛的应用前景。

关键词：高薪技术；新能源；锂电池

1、现今各个汽车厂家都有自己锂电池的规格和型号，依据厂方要求本设备系统需完成以下功能：将空托盘输送至模组装配产线末端并接入CMT焊接后的模组、人工对CMT焊缝检测与处理、低压绝缘测试、人工安装上盖集成、拍极柱定位坐标照、螺母自动上料与预锁紧、螺母终锁紧、人工处理锁紧不良模组、输送至下料工位等待模组装入PACK箱、空托盘回流，设备三维如下1图所示：

1托盘与托盘输送回流线2来料低压绝缘测试与扫码系统3拍极柱定位坐标照系统4-螺母输送与预锁付系统5螺母终锁付系统6-人工纠错处理工位

2、托盘与托盘输送回流线：包含托盘、双层积放链输送线、PLC控制系统共3部分。

1）托盘：包含15个托盘，每个托盘包含1套可调整限位块、1套平推锁紧机构、1套托盘底板，如下图2所示：

2）托盘输送回流线采用双层积放链：包含2套单层升降机、1条16m长双层积放链输送线、15套托盘阻挡机构（每个工位配置1套）、8套精定位机构、2套托盘锁紧/解锁机构、2套人工开关，如下图3所示：

3）控制策略与流程：

3.1）控制关系图：

3.2）来料对接与托盘锁紧流程：

模组装配段产线完成模组侧板与端板CMT焊接并打码后，对系统PLC发送信号，由本系统输送一个空托盘至对应下料位，由本系统阻挡空托盘，并对空托盘精定位，完成定位后对模组装配段PLC发送信号，由模组装配段伺服模组机械手将焊接后模组对位放入空托盘内。接入模组后，启动顶升锁紧气缸，将接入模组的托盘平推锁紧机构激活，将模组锁紧至托盘内；

3.3）连续输送与阻挡定位流程：

模组锁紧至托盘内后，上层输送线将托盘沿直线向前输送，到达人工或自动工位后，由阻挡器阻挡停止，并启动精定位销，将托盘进行精定位，当人工或自動工位操作完成并对输送线PLC发送信号后，输送线收起阻挡器与精定位销，将托盘沿直线向下一个工位输送，重复上述动作；

3.4）托盘回流流程：

装载模组的托盘沿直线经过各工位操作结束，并由下段系统配置的移载机构将模组移载至PACK箱内后，空托盘到达输送线体末端双升位升降机内，启动升降机下降至高度对接下层输送线体，对位水平输送至下层回流输送线内，将空托盘沿直线输送至末端（模组上料端）；

3、来料低压绝缘测试与扫码系统：包含1套低压绝缘测试仪、1套上盖极柱探针座、1套侧板探针座、2套压紧气缸、21个电压测试探针、1套扫码器，系统如下图4所示：

PLC将扫码读取的模组信息传入MES系统内，当低压绝缘测试结果判定不合格时，对后段各工序PLC发送信号，停止对不合格模组进行操作，直至将模组输送至人工纠错段，由人工干预下料返修。

4、拍极柱定位坐标照系统：包含1套三轴伺服模组、1套CCD相机、1套光源、1套相机焦距微调机构，系统如下图所示：

PLC控制CCD相机系统，将拍好的托盘+极柱照片计算转化为数据坐标，并传入螺母预锁紧与终锁紧机构控制系统内。

5、螺母预锁付机构：包含1套三轴伺服模组、1套螺母锁紧枪、1套螺母定位机构，系统结构如下图所示：

PLC接收CCD拍照后处理完成的模组极柱与托盘对应数据坐标，将接收的数据坐标转化为伺服模组动作，根据预先设定的锁紧顺序对极柱进行锁紧，每个螺母锁紧过程中，实时监控螺母所受扭力与前进距离，当出现受力过大并无法前进、以及扭力过小时，反向旋出螺母，并将不良极柱坐标通过PLC传递给人工纠错工位，每个螺母在锁紧时所受扭力传递给MES系统，对应绑定在模组信息内。

6、螺母终锁付系统：本系统包含2套螺母终锁付机构，每套完成单个模组中50%的螺母终锁付动作。每套螺母终锁付系统由1套三轴伺服模组、1套螺母锁紧枪构成。

7、人工纠错处理工位：包含1套Pc端、1套螺母锁紧枪、1套扫码枪（固定在输送线体）；

当出现需要人工纠错时，纠错后扭力数据传送至MES系统，并覆盖不良数据；根据扫码信息显示各模组内螺母锁紧情况。

8、物料扫码系统：在螺母上料为配置1套手持式有线扫码枪，当需要上料时，由人工对物料标牌条码进行扫描，将物料信息传送至MES系统，由MES系统将物料信息与模组信息进行绑定。

结束语：

锂电池锁付的好坏直接关系到电池的使用寿命，本系统能够很好地解决此型号锂电池的锁付问题，为锂电池的稳定生产提供了保障。