CN103212543A

CN103212543A - 一种自动称重分拣实现方法和装置

Info

Publication number: CN103212543A
Application number: CN2012100156434A
Authority: CN
Inventors: 王志达
Original assignee: SHENZHEN ZHONG KE CHUANG AN TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: In a Kean Intelligence Research Institute (Shenzhen)
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2032-01-18
Also published as: CN103212543B

Abstract

本发明公开了一种自动称重分拣实现方法和装置，排列设置包括一用于放置待称重电池极片的取片槽，称重装置，以及一用于放置称重后分拣电池极片的放片槽；其中，还包括一并行且反向往复运动设置的两支架杆，在每一支架杆的两端设置有用于取放所述电池极片的机械手；每一所述支架杆上固定设置有一滑块，与一滑轨相适配；所述两个滑块通过一同步带带动，并且所述同步带围绕四个导向轮实现；所述支架杆上两端机械手之间的间距满足从取片槽取片到称重装置称重，以及将称重后的电池极片分拣到所述放片槽的距离。本发明自动称重分拣实现方法和装置由于采用了并行处理的称重方式，加快了称重速度，提高了称重效率。

Description

一种自动称重分拣实现方法和装置

技术领域

本发明涉及一种蓄电池制造过程中的称重实现方法和装置，尤其涉及的一种镍镉、镍氢蓄电池的制造过程中的自动称重分拣实现方法和装置。

背景技术

在镍镉、镍氢蓄电池的制造过程中，由于前道工序中，制片过程存在的切片误差，蓄电池的电池反应片每片的制造重量往往不同，为了保证后续电池的生产质量，需要对其进行称重，然后按照重量的不同进行分级，为下一步反应片的配对奠定基础。

目前电池生厂商通常还是采用人工称重的方式，存在劳动强度大，人为主观因素不可控等缺点，而且仅有的自动称重分拣机明显存在分拣效率低、称重精度低、结构复杂、成本高等缺点。

自动称重分拣机是整个电池极片生产线的重要一步，这关系着最终电池极片的质量和使用寿命。现有有些电池生产商采用的自动称重分拣机通常包括进片机构，上片机构，过渡走片机构，称片机构，输送机构，分拣机构，电源和可编程微控制器等等。其基本工作过程为：首先将待称重的各单片竖直码放在进片机构上，进片机构将待称片逐一以单片形式输送到上片机构，上片机构按一定频率将待称片水平送到过渡走片机构上，通过过渡走片机构调整其走片速度后输送到称片机构，称片机构称出待称片的重量后，将已称片送到输送机构，由输送机构送到分拣机构，最终分拣机构在可编程微控制器的控制下按已称片的不同重量级差对已称片的进行分拣，以实现配对。

但现有的自动称重分拣机其机械部分，包括进片机构、上片机构、过渡走片机构、称片机构、输送机构、分拣机构等，其机构复杂，成本较高；并且是采用单行的称重方式，即单向称重操作，机械手称重完回来取片的行程是空行程，其速度慢，效率低，每分钟只能称重和分拣30片左右；此外，现有装置机构庞大，占地空间较大，并且在运行、维护等方面对人的依赖程度较高。

因此，现有技术存在缺陷，还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动称重分拣实现方法和装置，用于解决镍镉、镍氢蓄电池的制造过程中人工称重分拣的机械繁琐、生产过程不可控以及现有自动称重分拣机的速度慢，效率低，结构复杂和成本高等问题，在控制称片精度的前提下，改变称重方案，精简机械机构，降低装置及运营维护成本。

本发明的技术方案包括：

一种自动称重分拣装置，排列设置包括一用于放置待称重电池极片的取片槽，称重装置，以及一用于放置称重后分拣电池极片的放片槽；其中，还包括一并行且反向往复运动设置的两支架杆，在每一支架杆的两端设置有用于取放所述电池极片的机械手；每一所述支架杆上固定设置有一滑块，与一滑轨相适配；所述两个滑块通过一同步带带动，并且所述同步带围绕四个导向轮实现；

所述支架杆上两端机械手之间的间距满足从取片槽取片到称重装置称重，以及将称重后的电池极片分拣到所述放片槽的距离。

所述的自动称重分拣装置，其中，所述两个滑轨并行设置，并由一支架支撑。

所述的自动称重分拣装置，其中，所述取片槽设置在一可受控的升降平台上。

所述的自动称重分拣装置，其中，所述升降平台下设置有一X型支架，其底端设置在一沿第三滑轨滑动的底座上，并且在所述底座上设置有一第一滚珠丝杆以及控制该第一滚珠丝杆转动方向的第一电机；在所述X型支架两端设置有与所述第一滚珠丝杆螺纹适配的螺母。

所述的自动称重分拣装置，其中，所述底座设置有第三滑块，该第三滑块通过一双行程气缸驱动沿所述第三滑轨可往复移动。

所述的自动称重分拣装置，其中，所述放片槽通过一第二滚珠丝杆受控移动，所述第二滚珠丝杆通过一第二电机驱动。

所述的自动称重分拣装置，其中，所述机械手为气动机械手。

一种采用所述装置的自动称重分拣实现方法，其包括以下步骤：

A、由同步带通过滑块带动第一支架杆和第二支架杆到达第一工作位置：

在第一支架杆一端的第一机械手从取片槽中拾取待称重的电池极片的同时，该第一支架杆另一端的第二机械手从称重装置上拾取已称重完毕的电池极片；同时，第二支架杆之一端的第三机械手放下待称重的电池极片到所述称重装置上，该第二支架杆的另一端第四机械手分拣已称重的电池极片到放片槽中；

B、由同步带通过滑块带动第一支架杆和第二支架杆到达第二工作位置：

在第一支架杆一端的第一机械手向所述称重装置放下待称重的电池极片的同时，该第一支架杆另一端的第二机械手向放片槽放下已称重完毕的电池极片；同时，第二支架杆之一端的第三机械手从取片槽拾取待称重的电池极片到所述称重装置上，该第二支架杆的另一端的第四机械手拾取已称重的电池极片；

上述步骤A和B由所述同步带实现往复持续操作。

所述的方法，其中，所述第一支架杆与所述第二支架杆平行设置。

所述的方法，其中，所述取片槽设置为可升降以及沿垂直于所述支架杆的方向上可移动；所述放片槽设置为沿垂直所述支架杆的方向可移动。

本发明所提供的一种自动称重分拣实现方法和装置，由于采用了并行处理的称重方式，加快了称重速度，提高了称重效率。

附图说明

图1是本发明自动称重分拣实现方法和装置较佳实施例的基本技术方案俯视图。

图2是本发明自动称重分拣装置的整体结构三维结构示意图。

图3是本发明自动称重分拣装置的两个机械手模块并行连接俯视图。

图4是本发明自动称重分拣装置的机械手模块三维结构示意图。

图5是本发明自动称重分拣装置的上料模块三维结构示意图。

图6是本发明自动称重分拣装置的下料模块三维结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，将对本发明的各较佳实施例进行更为详细地描述。

本发明自动称重分拣实现方法和装置的较佳实施例中，如图1所示，设置有一用来放置待称重电池极片的取片槽120，依次挨靠排列设置有称重装置130，所述称重装置130一般同时包括电子称和分选仪，和一用于放置称重后并分拣的电池极片的放片槽140，为实现快速加工，所述取片槽120设置具有多个槽格，例如设置为六个，并在每个槽格内预先放置有一定高度的多个电池极片（图中未示出电池极片）。所述放片槽同样根据分拣的分类数量设置多个槽格。所述称重装置130采用现有技术已知的称重机构，在此不再赘述。上述机构可以设置在一支撑平台上，所述支撑平台可以是一机台或一机架。

本发明所述自动称重分拣装置中，如图2所示，支架110设置在所述取片槽120、称重装置130和所述放片槽140之上，并设置有一自动传送和分拣电池极片的机构，具体包括：

在支架110的顶端设置有两个平行的滑轨112、113，如图3所示，以及两个支架杆114、115，所述第一支架杆114上设置有第一滑块141，所述第二支架杆115上设置有第二滑块151，分别与所述第一滑轨112和第二滑轨113向适配可来回滑动。在所述支架杆上两端分别设置有气动机械手，通过气动可以控制所述机械手的拾取和放下动作，即通过气动吸取或松开，此种实现方式为现有技术所常见，在此不再赘述。

为方便描述，所述第一支架杆114上的两个机械手为第一机械手142和第二机械手143，所述第二支架杆115上的两个机械手为第三机械手152和第四机械手153，并且，所述第一支架杆114和第二支架杆115平行设置在所述支架上沿从取片槽到放片槽的方向上，而且，所述第一机械手142和第三机械手152处在同一方向的侧端上。

在所述滑轨的两端延伸方向上设置有总共四个导向轮161、162、163和164，围绕该四个导向轮设置有一同步带165，该同步带165带动所述第一滑块141和第二滑块151的往返运动，也就是说，所述同步带165由一往返运动的驱动装置控制驱动，例如气缸或者电机较好的是一双行程气缸101，如图1所示，并受一处理器单元的控制。所述处理器可以是整个生产线内的统一控制单元，可以是本发明单元中的独立控制单元，可以实现自动称重，并自动进行分拣，将不同重量等级的电池极片放入不同槽格的放片槽内。

本发明所述支架杆上两端两个机械手的间距设置满足从所述取片槽至所述放片槽的工作位置间距的一半，也就是要满足从取片槽取片到称重装置进行称重，然后再由另一端的机械手能够从称重装置拾取并分拣传送到放片槽内放下。所述支架杆114和115由所述同步带165带动，而所述同步带165由一双行程气缸101带动，较好的是，如图3所示，所述双行程气缸101通过一L型板111连接驱动所述同步带165，如此可以实现紧缩整个设备的占用空间，使整个设备短小精悍；可以将所述双行程气缸101设置在两个支架杆114和115之间，这样充分利用了支架之间的空间。

本发明每一所述气动机械手可采用两个气动吸取头155，如图4所示，还可以在气动吸取头与支架杆之间设置有受控延伸升降所述气动吸取头的机构，例如滑轨或丝杆，以便可以受控上下调整所述气动吸取头的位置。

为方便上料，本发明所述取片槽120还设置在一受控的升降平台121上，如图5所示，该升降平台121设置在X型支架122，其两支杆在中间位置交叉并枢接，其顶部两端沿升降平台121底部设置的滑杆191可滑动，而底部的两端与设置在底座123上的第一滚珠丝杆126相适配；同时，为产生驱动所述升降平台121升降的动作驱动力，所述X型支架122的底部两端还设置有螺母125，该第一滚珠丝杆126与所述螺母125相配合，通过所述第一滚珠丝杆126的被控转动，实现驱动所述X型支架122的开合程度，从而可以升降所述升降平台121。所述第一滚珠丝杆126通过一第一电机127驱动，该第一电机127设置在第一滚珠丝杆126的端部上。

为实现所述取片槽120纵向的往复移动，如图5所示，本发明所述底座123的底部还设置有一第三滑块128，与所述第一滚珠丝杆126平行设置所述第三滑轨124，该第三滑轨124上设置固定所述滑块128的推杆和滑杆等，由一双行程气缸181推动所述第三滑块的移动，从而通过对所述第三滑块128移动控制，可以控制所述底座123的纵向移动位置，从而可以控制所述取片槽120的槽格位置，适时对应本发明第一机械手或第三机械手的取片位置即第一工作位置。

如此，通过上述X型支架，底座，以及滑轨等结构，实现了取片槽120的升降和往复移动。

为实现分拣动作（分拣时根据所述称重装置称量的电池极片重量，可以分别放入所述放片槽的不同槽格内），所述放片槽140也设置具有多个槽格，并且需要根据所述称重装置的称重结果，所述放片槽需要往复移动，以接受不同分拣重量的电池极片。本发明所述放片槽140设置在一第二滚珠丝杆145上，通过该第二滚珠丝杆145的转动适配具有螺纹孔的滑块，以便驱动受控移动，所述第二滚珠丝杆145通过一第二电机146驱动转动，从而使放片槽位于待放下电池极片的第二机械手或第四机械手下方，即第二工作位置。

上述称重和分拣的过程都受处理器单元的控制进行，本发明的实现自动称重分拣实现方法，如图1所示，其包括以下步骤：

所述同步带围绕支撑在外周的四个导向轮设置，在第一支架杆一端的第一机械手从取片槽中拾取待称重的电池极片的同时，该第一支架杆另一端的第二机械手从称重装置上拾取已称重完毕的电池极片；同时，由于所述第一支架杆与所述第二支架杆都固定在同步带上，第二支架杆之一端的第三机械手放下待称重的电池极片到所述称重装置上，该第二支架杆的另一端第四机械手分拣已称重的电池极片到放片槽中。

在第一支架杆一端的第一机械手向所述称重装置放下待称重的电池极片的同时，该第一支架杆另一端的第二机械手向放片槽放下已称重完毕的电池极片；同时，第二支架杆之一端的第三机械手从取片槽拾取待称重的电池极片到所述称重装置上，该第二支架杆的另一端的第四机械手拾取已称重的电池极片。

上述步骤A和B由所述同步带实现往复持续操作，这个操作过程也由处理器单元控制实现。本发明所述实现方法中，所述第一支架杆与所述第二支架杆平行设置，但也可以采用其他设置方式，例如设置更多的支架杆由同步带带动往复运动实现接续工作。为更好的实现取片槽和放片槽的工作，设置所述取片槽可以升降和沿垂直于所述支架杆的方向移动；所述放片槽设置为沿垂直于所述支架杆的方向可移动。

本发明方法可以循环往复移动，并且其往复的行程上可以在一侧支架杆取片时，另一侧支架杆进行放片，反之，在第一支架杆放片时，第二支架杆进行取片操作。由此，在同一平台实现了充分利用行程的特点，其整体设备结构紧凑，操作空间很小，而能够双向同时操作，提高了生产效率。

以下详细说明本发明自动称重分拣实现方法和装置的工作原理,如图1所示,上料机构在双行程气缸101的推动下做前后运动,带动同步带前后往返运动,从而最终带动两个并行的支架杆往返运动,来实现上料的延续性。在每个支架杆上设置有两个气动机械手,通过气动机械手在两个工作位置,其中一个气动机械手实现从取片槽120抓取电池极片的同时另一个气动机械手拾取在称重装置上已称重的电池极片；与此同时，另一侧并行的支架杆上的气动机械手将已经吸取的电池极片放下到称重装置上，该侧支架杆上的另一端气动机械手则将称重过的电池极片放下到分拣的放片槽中。在所述双行程气缸的驱动下，该两个支架杆往复运动，在两个工作位置之间反复移动，这样所述称重装置就不会闲置，而两个支架杆反复地分别从取片槽取片后，放置到称重装置上称重，并最终转移和分拣到放片槽中。

每一气动机械手也可以设置上下的升降操作机构，通过气缸推动真空吸盘实现上下运动，下降到最低位置时通过吸盘吸取电池极片（从取片槽或称重装置），然后真空吸盘上升到原位。

通过所述同步带带动滑块和支架杆的移动，实现整个机械手的左右往复运动，来实现称重和下料，并且是采用并行机构保证任意时刻本发明装置都在进行有效的称重动作；通过称重装置即电子称的称重和分级，通过与处理器单元PLC进行通信，来控制第二电机的转动带动第二滚珠丝杆转动，从而使下料机构中的放片槽做直线运动来实现电池级极片的称重分拣。

本发明所述机械手模块采用L型板进行固定，并在该L型板上设置驱动气缸，以使驱动气缸的布置更加合理，同时使整个自动称重分拣机更加紧凑和美观。支架杆通过滑轨部件与导向轮161、162、163、164和同步带165相固连，这样就通过只使用一个气缸而实现了两个机械手模块的串联联动。每个支架杆上连接了两个吸取机械手，这样就能同时实现取片和称重；另一侧的支架杆上也连接了两个吸取机械手，这样就能同时实现两套机械手模块的交替称重和放片。

从而，在驱动气缸的一个往复节拍中就实现了整个自动称重分拣机的两套动作：取片，称重和放片。这相当于传统自动称重分拣机效率的倍增，并且由于共用一个双行程驱动气缸，一台称重装置即电子称和分选仪，并且同时共用了取片槽和放片槽。这样在效率提高了一倍的情况下，而成本却并没怎么增加，同时采用自动设备也避免了人工往存料槽频繁填料的麻烦，降低了工人的劳动强度。

本发明放片槽做成单个的主要原因是：每个放片槽对应一定重量范围内的电池极片，当这个放片槽装满后，可直接换上另外一个放片槽即可，简单、方便，并且省时、省力，提高了人工效率。

本发明自动称重分拣实现方法和装置采用了并行联动结构，即两个机械手模块（四个吸取部件）通过导向轮和同步带进行并行连接，由一个双行程驱动气缸驱动即可，从而实现了两个机械手模块的相对运动，使取片和放片时不存在空行程，并且两个支架杆通过一个同步带的联动控制，提高了加工效率。

本发明的取片槽采用升降机构，与机械手模块中吸取部件的气缸相配合，使本来随着取片电池芯片高度变化的机械手模块不再需要改变上下行程问题，而是采用定行程。这样做相对于传统驱动方式（电机带动滚珠丝杠来驱动吸取部件）的好处在于由气缸驱动吸取部件，速度快，效率高，而且整个机械手模块重量变轻，提高了整个***稳定性和可靠性。

本发明所述自动称重分拣实现方法和装置与现有技术相比，采用并行的称重方式，加快了称重速度，提高了称重效率。且整个工艺和设备结构简单、紧凑，省去很多没必要、并且不合理的机械部分，其布局合理，占地空间很小。

在共用机械手模块驱动气缸、电子称、取片槽和放片槽的前提下，加工效率成倍提高，而成本却增加的不多，具有很好的经济效益。本发明方法和设备提高了称重效率，降低了成本，精简了结构，减小了占地空间。

须说明的是，本发明自动称重分拣实现方法和装置的并行设计思想可以运用到很多自动搬运机构中，其取片槽的升降机构和吸取部件的气缸驱动两者结合起来可以运动到很多自动吸取机构中，并且水平往复运动的机械手模块除了本发明的并行直线往复运动，还可以采用转台形式实现。

Claims

1.一种自动称重分拣装置，排列设置包括一用于放置待称重电池极片的取片槽，称重装置，以及一用于放置称重后分拣电池极片的放片槽；其特征在于，还包括一并行且反向往复运动设置的两支架杆，在每一支架杆的两端设置有用于取放所述电池极片的机械手；每一所述支架杆上固定设置有一滑块，与一滑轨相适配；所述两个滑块通过一同步带带动，并且所述同步带围绕四个导向轮实现；

2.根据权利要求1所述的自动称重分拣装置，其特征在于，所述两个滑轨并行设置，并由一支架支撑。

3.根据权利要求1所述的自动称重分拣装置，其特征在于，所述取片槽设置在一可受控的升降平台上。

4.根据权利要求3所述的自动称重分拣装置，其特征在于，所述升降平台下设置有一X型支架，其底端设置在一沿第三滑轨滑动的底座上，并且在所述底座上设置有一第一滚珠丝杆以及控制该第一滚珠丝杆转动方向的第一电机；在所述X型支架两端设置有与所述第一滚珠丝杆螺纹适配的螺母。

5.根据权利要求4所述的自动称重分拣装置，其特征在于，所述底座设置有第三滑块，该第三滑块通过一双行程气缸驱动沿所述第三滑轨可往复移动。

6.根据权利要求1所述的自动称重分拣装置，其特征在于，所述放片槽通过一第二滚珠丝杆受控移动，所述第二滚珠丝杆通过一第二电机驱动。

7.根据权利要求1所述的自动称重分拣装置，其特征在于，所述机械手为气动机械手。

8.一种采用如权利要求1所述装置的自动称重分拣实现方法，其包括以下步骤：

上述步骤A和B由所述同步带实现往复持续操作。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一支架杆与所述第二支架杆平行设置。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述取片槽设置为可升降以及沿垂直于所述支架杆的方向上可移动；所述放片槽设置为沿垂直所述支架杆的方向可移动。