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）

藍牙電池分選系統(tǒng)的設(shè)計

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）

目前藍牙電池生產(chǎn)廠家主要通過人工來進行電池分選，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、軟件設(shè)計等。

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

藍牙鋰電池的生產(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)進行電池的篩選。同時，將相應(yīng)批次電池的相關(guān)數(shù)據(jù)實時上傳到服務(wù)器，方便電池數(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)進行計算，最后得出凈液量值。同時，還需人工手持掃碼槍對當(dāng)前電池進行掃碼，并且將重量值、凈液量的結(jié)果與相應(yīng)電池的條碼進行檢查。這樣的過程太耗時、耗力，而且容易出錯，不方便后段工序?qū)Υ硕喂ば驍?shù)據(jù)的獲取。為此設(shè)計一款藍牙電池的分選設(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

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

該設(shè)備主要由上料取料機械手、過渡傳送帶、掃碼稱重取料三聯(lián)機械手、掃碼機構(gòu)、稱重機構(gòu)、出料傳送帶以及分選機械手組成。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，依次放到掃碼機構(gòu)、稱重機構(gòu)和出料傳送帶上，并分別進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。最后，分選機械手根據(jù)分選信號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

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

由于上料取料機械手、掃碼稱重取料三聯(lián)機械手、分選機械手的取料點和放料點位置精度要求高，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不高，因此采用步進系統(tǒng)。

通過上位機以RS232形式來讀取重量值、計算凈重值、掃碼信息并生成EXCEL表，實時將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。

CP1H系列PLC與上位機的信號交換是通過IO板來實現(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

該系統(tǒng)軟件包括兩個部分：配合機構(gòu)動作的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)）記錄以及實時上傳的上位機部分。

3.1 配合機構(gòu)動作的PLC部分

該部分主要完成以下功能：

（1）使上料取了料機械手能精準(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料處。

（2）過渡傳送帶在進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械手取料位置，同時分選機械手能精確地將電池篩選到3個不同的分選槽中。

（5）能夠調(diào)整各個電機傳動機構(gòu)的速度、位置值，以及對各個電機傳動機構(gòu)進行歸零操作。

PLC設(shè)計流程具體如下圖4所示。

圖4PLC設(shè)計流程圖

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、自動計算電池凈液量源、電池記錄信息，并且自動生產(chǎn)EXCEL表。

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

（3）能實時進行生產(chǎn)監(jiān)控。主要是在系統(tǒng)自動運行時監(jiān)控實時生成的條碼信息、重量值、計算的凈液量、篩選結(jié)果的記錄。

（4）能進行參數(shù)設(shè)置。主要是在系統(tǒng)運行前進行一些符合工藝要求的設(shè)置，如生產(chǎn)型號、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)上位機與電子稱、掃碼槍通信是否成功。

4 人機界面設(shè)計

人機界面主要以威綸EB8000組態(tài)軟件來實現(xiàn)，設(shè)計的界面主要有自動窗口、手動窗口、參數(shù)窗口及IO監(jiān)控窗口。

（1）自動窗口：在此窗口可以進行自動運行操作、報警信息顯示、生產(chǎn)數(shù)以及生產(chǎn)效率顯示，具體如圖5所示。

圖5 自動窗口界面示意圖

（2）手動窗口：主要在手動模式下，方便調(diào)試氣缸、電機動作，具體如下圖6所示。

圖6 手動窗口示意圖

（3）參數(shù)窗口：在此頁面下可對機器的相關(guān)參數(shù)進行設(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，方便查看設(shè)備信號是否正常。

5 結(jié)束語

這種新型藍牙電池的分選系統(tǒng)目前已投入使用，整體運行穩(wěn)定。每分鐘分選的電池數(shù)達到13個，準(zhǔn)確率達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，同步地實現(xiàn)了實時數(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)與編程實踐[M].北京：機械工業(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，?？?，工程師，主要研究方向：自動化。