一种用于锂电池智能分选的控制系统与控制方法
【专利摘要】一种用于锂电池智能分选的控制系统，由上料模块、翻转模块、顶出模块、扫码模块、喷码模块、分选模块、装盘模块和中央控制模块组成；所述的中央控制模块包括扫码系统、喷码系统和PLC控制模块，且所述的扫码系统和喷码系统与PLC控制模块信号连接；所述的上料模块、翻转模块、顶出模块、分选模块和装盘模块均受控于所述的PLC控制模块。具有高集成度、高开放性、高智能化、模块化的优点；系统中的单元模块经过精准的测试、分档，系统稳定，最大限度的减少人为干预；整个系统采用模块化的结构设计，节约系统占用空间，而且避免浪费，通讯接口单元可实现良好的现场监控，实现数据共享，为系统的维护提供了方便。
【专利说明】
一种用于锂电池智能分选的控制系统与控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及锂电池智能化成物流控制系统技术领域，尤其涉及一种用于锂电池智能分选的控制系统与控制方法。
【背景技术】
[0002]由于电子、信息、通讯和电动交通等领域的快速发展，锂电池拥有巨大的市场需求。锂电池的智能分选机也逐步应用于锂电池的分选或者分级中。
[0003]现有专利文献1(CN104438137A)公开了一种二次电池高速自动配阻分选机，包括输送机构、验电机构、分选机构、传动机构、收集装置和控制系统;输送机构包括依次连接的验电行星转盘、第一过渡转盘和出口传送装置;验电机构包括验电转盘、验电导杆转盘和凸轮装置;验电转盘安装有正极电触头;验电导杆转盘上安装有验电导杆，验电导杆设置有负极电触头，每一根验电导杆正对一个正极电触头，负极电触头和正极电触头上均设置有两根探头;分选机构包括多个电池推动装置，每一个电池推动装置均正对一个收集装置的入口端。专利文献I的高速自动配阻分选机仅包括输送机构，不足之处在于:其对于电池的上料、翻转、顶出等实现过程没有涉及，且其控制系统仅对少量的工位进行控制，没有对全程进行监控。另一方面专利文献I的机械结构和工艺流程过于繁杂。
[0004]目前市场上销售的锂电池分选机一般是单机自动化，需要人工将电池从托盘中放入分选机的上料盒中，并且采用电池旋转方式扫描电池条形码，喷电池等级码，然后人工将分选完成的电池进行装盘，自动化水平不高，分选效率较低，难以满足大批量生产要求。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、工艺流程清晰、能够对全程进行有效监控的用于锂电池智能分选的控制系统，提高了锂电池分选自动化水平及分选效率，降低了工人劳动强度，实现锂电池自动上料、扫码、分选和装盘功能。
[0006]本发明的另一目的在于，提供一种基于上述控制系统的控制方法。
[0007]为了达到上述第一发明目的，本发明采用以下技术方案:
[0008]—种用于锂电池智能分选的控制系统，其特征在于:锂电池的分选按照上料—翻转—顶出—扫码—喷码—分选—装盘的工艺顺序依次进行，控制系统由上料模块、翻转模块、顶出模块、扫码模块、喷码模块、分选模块、装盘模块和中央控制模块组成;所述的中央控制模块包括扫码系统、喷码系统和PLC控制模块，且所述的扫码系统和喷码系统与PLC控制模块信号连接;所述的上料模块、翻转模块、顶出模块、分选模块和装盘模块均受控于所述的PLC控制模块。
[0009]所述的上料模块包括驱动器、电机、传送带、光电传感器;光电传感器、驱动器分别与PLC控制模块连接，驱动器与电机连接，用于控制电机的启停，电机与传送带连接，用于带动锂电池托盘移动，光电传感器用于给PLC控制模块传送电机停止信号；
[0010]所述的翻转模块包括气动电磁阀、拉伸气缸、推动气缸、碰撞开关;气动电磁阀、碰撞开关分别与PLC控制开关连接，气动电磁阀与拉伸气缸和推动气缸连接，用于控制气缸的运动，拉伸气缸用于翻转托盘，推动气缸用于将托盘移动到顶出区；碰撞开关用于限定气缸运动范围。
[0011 ]所述的顶出模块包括碰撞开关、气动电磁阀、气缸、驱动器、步进电机、滚珠丝杆；碰撞开关、气动电磁阀、驱动器分别与PLC控制模块连接，碰撞开关用于限制锂电池托盘位置，气动电磁阀与气缸连接，用于控制气缸的运动，气缸用于将托盘中的电池顶出到传送带上，步进电机与滚珠丝杆连接，用于限定托盘移动位置；
[0012]所述的扫码模块包括扫码器、扫码系统和光电传感器；扫码系统分别与扫码器和光电传感器连接，用于扫码器扫描到的电池条形码和光电传感器传送的检测信息一起存入到电池信息中。
[0013]所述的喷码模块包括喷码器、喷码系统和光电传感器;喷码系统分别与喷码器和光电传感器连接，用于根据光电传感器传送的检测信息读取电池信息，并判断电池信息的完整性，如果电池信息完整，给喷码器发送喷码命令。
[0014]所述的分选模块包括光电传感器、气动电磁阀、气缸、驱动器、步进电机、步进传送带;光电传感器、气动电磁阀和驱动器分别与PLC控制模块连接，光电传感器用于给PLC传送气缸推动锂电池到步进传送带信号，气动电磁阀与气缸连接，用于控制气缸的运动，气缸用于推动电池到步进传送带和电池等级滚道中，步进电机与步进传送带连接，用于控制步进传送带移动，步进传送带带动电池移动到电池等级滚道口。
[0015]所述的装盘模块包括计数器、警示灯、打码机、导轨、驱动器、伺服电机、机械手、集装盒、启动按钮;计数器、警示灯、打码机、气动电磁阀、驱动器、启动按钮与PLC控制模块连接，计数器用于统计对应集装盒中锂电池数量，警示灯用于提醒工人移走已装满电池的托盘和放置空托盘，打码机用于打印装满电池的托盘信息，气动电磁阀用于控制气缸的运动，气缸用于将电池推动到托盘中，启动按钮用于向PLC发送空托盘放置完成信号。
[0016]结合上述的控制系统和控制方法，对比传统技术，本发明的有益效果是:提供具有高集成度、高开放性、高智能化、模块化的解决方案;系统中的单元模块经过精准的测试、分档，系统稳定，最大限度的减少人为干预;整个系统采用模块化的结构设计，节约系统占用空间，而且避免浪费，通讯接口单元可实现良好的现场监控，实现数据共享，为系统的维护提供了方便。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的结构总图；
[0018]图2为本发明的控制系统总成图；
[0019]图3为本发明的上料和翻转模块的控制原理图；
[0020]图4为本发明的顶出模块控制原理图；
[0021 ]图5为扫码和喷码模块控制原理图；
[0022]图6为分选模块控制原理图；
[0023]图7为集装模块的控制原理图。
[0024]图中符号说明:
[0025]1、上料区；11、主传送带；12、光电传感器;2、翻转区；21、拉伸气缸；22、翻转接盘；23、推动气缸；3、顶出区；31、气缸；32、步进电机;4、扫码区；41扫码器;5、喷码区；51、喷码器;6、上料区；61、气缸;7、集装区；71、导轨。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0027]如图1、2、3所示，人工将托盘放到主传送带11上，主传送带11将托盘传送到翻转接盘22，光电传感器12检测到托盘到达翻转接盘22后，将信号发送给PLC控制模块，PLC控制模块通过驱动器控制电机停止，进而控制主传送带11停止运行，同时PLC控制模块通过气动电磁阀控制拉伸气缸21带动翻转接盘22向上旋转，碰撞开关检测到接盘翻转到指定位置后，将信号发送给PLC控制模块，PLC控制模块发送拉伸气缸21保持信号，保持翻转接盘位置不变。然后PLC控制模块通过气动电磁阀控制推动气缸23推动托盘到顶出模块3。
[0028]如图4，碰撞开关检测到托盘到达后，将信号发送给PLC控制模块，PLC控制模块控制推动气缸和翻转接盘复位，主传送带运行。同时控制步进电机将托盘移动到指定位置。顶针气缸将电池顶出，延时1s后，顶针气缸复位，然后托盘移动到下一位置，同时排槽气缸将排槽后端顶起，延时5s后，排槽气缸复位，顶针气缸将下排电池顶出，重复上述过程，直至将电池全部顶出。
[0029]如图5，电池经过扫码区，扫码器将读取的信息发送到扫码系统中，光电传感器检测到电池通过后将检测信号发送给扫码系统，扫码系统根据扫码器扫描到的电池条形码和光电传感器传送的检测信息一起存入到电池信息中。喷码区的光电传感器检测到电池到达后，将检测信息传送给喷码系统，喷码系统读取电池信息，如果电池信息完整，将电池等级信息传送给喷码器，喷码器给电池喷码，否则不喷码。
[0030]如图6，副传送带尾部的光电传感器检测到电池后将信号传送给PLC控制模块，PLC控制模块控制推动气缸将电池推送到步进传送带，同时PLC控制模块读取电池信息，分选系统根据步进电机的步数判定电池移动位置，当电池到达对应等级滚道后，控制相应等级气缸将电池推至等级滚道内。
[0031]如图7，计数器统计的集装盒中电池数量，并发送给PLC控制模块，PLC控制模块根据计数器发送的信号，控制机械手移动到指定位置。机械手到达后，执行电池装盘动作。机械手未完成装盘动作之前，如果有其他计数器发送脉冲信号给PLC控制模块，PLC控制模块将该脉冲信号存放于缓存器中，等待机械手完成该装盘动作之后，再依次执行装盘动作。当某个等级滚道的托盘装满电池后，计数器将信号同时发送给PLC、打码系统、计数器清零。对应警示灯亮起，机械手完成装盘动作后将指令发送给PLC控制模块，机械手在该滚道上不再执行装盘动作。PLC控制模块将打码信息传送给打码机，打出对应的贴码，工人将贴码贴在满托盘上将托盘拿走，重新放置空托盘，手动按下启动按钮，关闭警示灯后，机械手可以继续在该滚道上执行装盘动作。
【主权项】
1.一种用于锂电池智能分选的控制系统，其特征在于:锂电池的分选按照上料4翻转4顶出4扫码4喷码4分选4装盘的工艺顺序依次进行，控制系统由上料模块、翻转模块、顶出模块、扫码模块、喷码模块、分选模块、装盘模块和中央控制模块组成;所述的中央控制模块包括扫码系统、喷码系统和PLC控制模块，且所述的扫码系统和喷码系统与PLC控制模块信号连接;所述的上料模块、翻转模块、顶出模块、分选模块和装盘模块均受控于所述的PLC控制模块； 所述的上料模块包括驱动器、电机、传送带、光电传感器；光电传感器、驱动器分别与PLC控制模块连接，驱动器与电机连接，用于控制电机的启停，电机与传送带连接，用于带动锂电池托盘移动，光电传感器用于给PLC控制模块传送电机停止信号； 所述的翻转模块包括气动电磁阀、拉伸气缸、推动气缸、碰撞开关;气动电磁阀、碰撞开关分别与PLC控制开关连接，气动电磁阀与拉伸气缸和推动气缸连接，用于控制气缸的运动，拉伸气缸用于翻转托盘，推动气缸用于将托盘移动到顶出区；碰撞开关用于限定气缸运动范围； 所述的顶出模块包括碰撞开关、气动电磁阀、气缸、驱动器、步进电机、滚珠丝杆;碰撞开关、气动电磁阀、驱动器分别与PLC控制模块连接，碰撞开关用于限制锂电池托盘位置，气动电磁阀与气缸连接，用于控制气缸的运动，气缸用于将托盘中的电池顶出到传送带上，步进电机与滚珠丝杆连接，用于限定托盘移动位置。2.根据权利要求1所述的用于锂电池智能分选的控制系统，其特征在于: 所述的扫码模块包括扫码器、扫码系统和光电传感器；扫码系统分别与扫码器和光电传感器连接，用于扫码器扫描到的电池条形码和光电传感器传送的检测信息一起存入到电池信息中。3.根据权利要求1所述的用于锂电池智能分选的控制系统，其特征在于: 所述的喷码模块包括喷码器、喷码系统和光电传感器;喷码系统分别与喷码器和光电传感器连接，用于根据光电传感器传送的检测信息读取电池信息，并判断电池信息的完整性，如果电池信息完整，给喷码器发送喷码命令。4.根据权利要求1所述的用于锂电池智能分选的控制系统，其特征在于: 所述的分选模块包括光电传感器、气动电磁阀、气缸、驱动器、步进电机、步进传送带；光电传感器、气动电磁阀和驱动器分别与PLC控制模块连接，光电传感器用于给PLC传送气缸推动锂电池到步进传送带信号，气动电磁阀与气缸连接，用于控制气缸的运动，气缸用于推动电池到步进传送带和电池等级滚道中，步进电机与步进传送带连接，用于控制步进传送带移动，步进传送带带动电池移动到电池等级滚道口。5.根据权利要求1所述的用于锂电池智能分选的控制系统，其特征在于: 所述的装盘模块包括计数器、警示灯、打码机、导轨、驱动器、伺服电机、机械手、集装盒、启动按钮;计数器、警示灯、打码机、气动电磁阀、驱动器、启动按钮与PLC控制模块连接，计数器用于统计对应集装盒中锂电池数量，警示灯用于提醒工人移走已装满电池的托盘和放置空托盘，打码机用于打印装满电池的托盘信息，气动电磁阀用于控制气缸的运动，气缸用于将电池推动到托盘中，启动按钮用于向PLC发送空托盘放置完成信号。
【文档编号】B41J3/407GK106040614SQ201610369162
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】王洪波, 刘磊, 刘一磊
【申请人】哈尔滨工大智慧工厂有限公司