肖濤，樊艷峰

（1.廣東省食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣東廣州510663；2.廣東新宇智能裝備有限公司，廣東東莞523000）

藍(lán)牙電池分選系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

肖濤1，樊艷峰2

（1.廣東省食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣東廣州510663；2.廣東新宇智能裝備有限公司，廣東東莞523000）

目前藍(lán)牙電池生產(chǎn)廠家主要通過人工來進(jìn)行電池分選，分選效率低且很難保證電池質(zhì)量，為此，開發(fā)一款具備自動(dòng)分選功能的新型設(shè)備來解決這一問題。本文主要介紹了該型設(shè)備的功能、結(jié)構(gòu)、工作原理、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等。

分選系統(tǒng)；鋰電池；數(shù)據(jù)處理；生產(chǎn)效率

藍(lán)牙鋰電池的生產(chǎn)中，往往需要從現(xiàn)場獲取當(dāng)前生產(chǎn)電池的重量值、凈液量值以及電池條碼，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行電池的篩選。同時(shí)，將相應(yīng)批次電池的相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到服務(wù)器，方便電池?cái)?shù)據(jù)的追溯。

傳統(tǒng)電池的生產(chǎn)過程中，需要人工現(xiàn)場去稱當(dāng)前電池的重量值，然后根據(jù)重量值與前段工序的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，最后得出凈液量值。同時(shí)，還需人工手持掃碼槍對(duì)當(dāng)前電池進(jìn)行掃碼，并且將重量值、凈液量的結(jié)果與相應(yīng)電池的條碼進(jìn)行檢查。這樣的過程太耗時(shí)、耗力，而且容易出錯(cuò)，不方便后段工序?qū)Υ硕喂ば驍?shù)據(jù)的獲取。為此設(shè)計(jì)一款藍(lán)牙電池的分選設(shè)備，以改善這一工作。具體傳統(tǒng)電池的生產(chǎn)流程如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)電池的生產(chǎn)流程圖

1 設(shè)備功能、結(jié)構(gòu)及工作原理

藍(lán)牙電池的分選設(shè)備應(yīng)用于藍(lán)牙電池的Degas封裝切邊后的掃碼稱重工序，主要實(shí)現(xiàn)與Degas封裝切邊設(shè)備的連接、自動(dòng)上料、掃碼、稱重、上傳追溯系統(tǒng)、計(jì)算凈液量并根據(jù)凈液量以及掃碼的結(jié)果來判定藍(lán)牙電池分類別排出的功能。

該設(shè)備主要由上料取料機(jī)械手、過渡傳送帶、掃碼稱重取料三聯(lián)機(jī)械手、掃碼機(jī)構(gòu)、稱重機(jī)構(gòu)、出料傳送帶以及分選機(jī)械手組成。具體如圖2所示。

圖2 設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖

首先，上料取料機(jī)械手將Degas封裝切邊設(shè)備出料側(cè)的電池取出放到過渡傳送帶上。然后，掃碼稱重取料機(jī)械手將過渡傳送帶上出料側(cè)的電池取出，依次放到掃碼機(jī)構(gòu)、稱重機(jī)構(gòu)和出料傳送帶上，并分別進(jìn)行掃碼和稱重并獲取條碼信息、重量值和凈重值。然后，通過掃碼和凈重值來確定電池的分選信號(hào)。最后，分選機(jī)械手根據(jù)分選信號(hào)將電池放到出料傳送帶上相應(yīng)的分選槽里。

2 硬件設(shè)計(jì)

主機(jī)采用歐姆龍CP1H系列PLC進(jìn)行控制。由于該系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)6個(gè)電機(jī)，因此這里使用了2個(gè)CP1H系列的PLC，一個(gè)作主站，一個(gè)作從站。

由于上料取料機(jī)械手、掃碼稱重取料三聯(lián)機(jī)械手、分選機(jī)械手的取料點(diǎn)和放料點(diǎn)位置精度要求高，因此都采用伺服系統(tǒng)。而過渡傳送帶、出料傳送帶的精度要求相對(duì)不高，因此采用步進(jìn)系統(tǒng)。

通過上位機(jī)以RS232形式來讀取重量值、計(jì)算凈重值、掃碼信息并生成EXCEL表，實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。

CP1H系列PLC與上位機(jī)的信號(hào)交換是通過IO板來實(shí)現(xiàn)。

該系統(tǒng)的電氣原理具體如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)的電氣原理圖

3 軟件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)軟件包括兩個(gè)部分：配合機(jī)構(gòu)動(dòng)作的PLC控制部分和相關(guān)數(shù)據(jù)（重量數(shù)據(jù)、凈液量、條碼數(shù)據(jù)）記錄以及實(shí)時(shí)上傳的上位機(jī)部分。

3.1 配合機(jī)構(gòu)動(dòng)作的PLC部分

該部分主要完成以下功能：

（1）使上料取了料機(jī)械手能精準(zhǔn)的將Degas封裝切邊設(shè)備出料側(cè)的電池取出，放到過渡傳送帶上的進(jìn)料處。

（2）過渡傳送帶在進(jìn)料處有電池的情況下能立即工作，直到觸發(fā)到過渡傳送帶末端的光電感應(yīng)才停止。

（3）在掃碼完成和稱重完成后，使掃碼稱重取料三聯(lián)機(jī)械手能將過渡傳送帶出料處的電池抓取到掃碼位，將掃碼位的電池抓取到稱重位，將稱重位的電池抓取到出料傳送帶上。

（4）使出料輸送帶能將電池輸送到分選機(jī)械手取料位置，同時(shí)分選機(jī)械手能精確地將電池篩選到3個(gè)不同的分選槽中。

（5）能夠調(diào)整各個(gè)電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的速度、位置值，以及對(duì)各個(gè)電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行歸零操作。

PLC設(shè)計(jì)流程具體如下圖4所示。

圖4PLC設(shè)計(jì)流程圖

3.2 相關(guān)數(shù)據(jù)處理部分

該部分主要完成以下功能：

（1）能記錄電池條碼、電池重量值、自動(dòng)計(jì)算電池凈液量源、電池記錄信息，并且自動(dòng)生產(chǎn)EXCEL表。

（2）當(dāng)前批次電池生產(chǎn)完成后，能自動(dòng)將記錄的數(shù)據(jù)信息上傳到服務(wù)器，方便后段設(shè)備對(duì)電池信息的追溯。

（3）能實(shí)時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)控。主要是在系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)監(jiān)控實(shí)時(shí)生成的條碼信息、重量值、計(jì)算的凈液量、篩選結(jié)果的記錄。

（4）能進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。主要是在系統(tǒng)運(yùn)行前進(jìn)行一些符合工藝要求的設(shè)置，如生產(chǎn)型號(hào)、生產(chǎn)批次、凈液量范圍的設(shè)定、凈液量常數(shù)設(shè)定。

（5）能完成IO/COM調(diào)試。主要確認(rèn)上位機(jī)與電子稱、掃碼槍通信是否成功。

4 人機(jī)界面設(shè)計(jì)

人機(jī)界面主要以威綸EB8000組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)的界面主要有自動(dòng)窗口、手動(dòng)窗口、參數(shù)窗口及IO監(jiān)控窗口。

（1）自動(dòng)窗口：在此窗口可以進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行操作、報(bào)警信息顯示、生產(chǎn)數(shù)以及生產(chǎn)效率顯示，具體如圖5所示。

圖5 自動(dòng)窗口界面示意圖

（2）手動(dòng)窗口：主要在手動(dòng)模式下，方便調(diào)試氣缸、電機(jī)動(dòng)作，具體如下圖6所示。

圖6 手動(dòng)窗口示意圖

（3）參數(shù)窗口：在此頁面下可對(duì)機(jī)器的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，具體如下圖7所示。

圖7 參數(shù)窗口示意圖

（4）IO監(jiān)控窗口：該窗口主要為了在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，方便查看設(shè)備信號(hào)是否正常。

5 結(jié)束語

這種新型藍(lán)牙電池的分選系統(tǒng)目前已投入使用，整體運(yùn)行穩(wěn)定。每分鐘分選的電池?cái)?shù)達(dá)到13個(gè)，準(zhǔn)確率達(dá)100%，極大地提高了生產(chǎn)效率，有效地保證了電池的分選質(zhì)量，同步地實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的上傳以方便后段工序的數(shù)據(jù)追溯。

[1]李俊，尹勝彬，王藴珠.Visual Basic 6.0程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013.

[2]霍罡等.歐姆龍CP1H PLC應(yīng)用基礎(chǔ)與編程實(shí)踐[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

Design Of Bluetooth Battery Sorting System

XIAO Tao1，F(xiàn)AN Yan-feng2
（1.Guangdong Food And Drug Vocational Technical School，Guangzhou Guangdong 510663，China；2.Guangdong Xinyu Intelligent Equipment Co.，Ltd.，Dongguan Guangdong 523000，China）

At present，the manufacturer of bluetooth battery mainly finishes the battery sorting by hand.The production efficiency is extremely low and the quality is not guaranteed.Therefore，it is nessary to design a new automic equipment to solve this problem.The paper has introduced the function，working principle，general structure，hardware design，software design of the new equipment.

sorting system；lithium battery；data processing；production efficiency

TP271

A

1672-545X（2017）03-0172-03

2016-12-10

肖濤（1978-），男，湖北襄陽人，碩士，工程師，主要研究方向：電工電子；樊艷峰（1989-），男，湖南永州人，?？疲こ處?，主要研究方向：自動(dòng)化。