CN107999412A - 一种电池自动分选装置及分选方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电池分选设备领域，公开了一种电池自动分选装置及分选方法，分选装置包括：若干档皮带组，每档皮带组均包括至少两个传送皮带；第一六轴机器人，设置在若干档皮带组的起始端的一侧，其夹持部能置于任意一个传送皮带的起始端的上方；第二六轴机器人，设置在若干档皮带组的终点端的一侧，其夹持部能置于任意一个传送皮带的终点端的上方；电池放置框，设置在第一六轴机器人的至少一侧，用于放置未分选的电池；电池分选框，设置在第二六轴机器人的至少一侧，用于放置分选后的电池。通过上述分选装置，能够有效提高电池的分选效率，且能够避免现有分选方案需要放置大量的电池框、备用框和大尺寸的传送带的情况，节省了场地面积。

Description

一种电池自动分选装置及分选方法
技术领域
本发明涉及电池分选设备技术领域，尤其涉及一种电池自动分选装置及分选方法。
背景技术
锂离子电池在动力和储能等领域应用对功率和容量要求较高，单个电池无法满足使用需求，故需要将多个电池进行串联或并联以达到目标功率和容量。在串并联过程中，需要保证电池的容量、内阻和压降K值在非常相近的范围内，否则可能会在充电和放电过程中出现相同电流或功率放电情况下，部分电芯容量已经耗尽并开始过放，而另一部分电芯容量仍未消耗殆尽，如此长期循环，将造成电池组内容量偏差越来越大，能发挥出来的有效容量减小或部分电池一直处于过充或过放状态，影响电池循环寿命且存在潜在的安全隐患。
在电池做完容量和老化静置测试K值后，对电池进行分档和不良品筛选，可以延长电池使用寿命并最大化的发挥电性能。过去人们通过手动测试和筛选数据进行分档，分档效率极低且出错概率大，在动力储能电池批量自动化生产后，开始有自动分档方案，比如采用三维机械手进行自动分档，具体是通过将近一米宽的传送带上放置电池框，随后通过三维机械手将电池分选至相应的电池框内，但这种分档方法受限于三维机械手运动方向和运动速度，如果分档较多，每个档位的电池框都要占用很大面积导致三维机械手运动路径远，效率低；如果分档少则需要分好几次进行分选，超过3个或3个以上档次时，三维机械手仅能达到6ppm的分选效率，生产效率低，且由于电池框大需要占用很宽的传送带，导致占用大量生产场地空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池自动分选装置及分选方法，能够提高分选效率，且节省了生产场地空间。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种电池自动分选装置，包括：
皮带组，并排设置有若干档，每档皮带组均包括至少两个传送皮带；
第一六轴机器人，设置在若干档所述皮带组的起始端的一侧，所述第一六轴机器人的夹持部能置于任意一个所述传送皮带的起始端的上方；
第二六轴机器人，设置在若干档所述皮带组的终点端的一侧，所述第二六轴机器人的夹持部能置于任意一个所述传送皮带的终点端的上方；
电池放置框，设置在第一六轴机器人的至少一侧，用于放置未分选的电池；
电池分选框，设置在第二六轴机器人的至少一侧，用于放置分选后的电池。
作为优选，所述传送皮带上设有两排导向轮，放置在所述传送皮带上的电池位于两排导向轮之间。
作为优选，所述第一六轴机器人和第二六轴机器人上均设有扫码组件，所述扫码组件用于扫描所述电池顶盖上的二维码。
作为优选，所述传送皮带上设置有感应所述传送皮带上电池数量的感应器。
作为优选，所述传送皮带的宽度为所述电池放置框或所述电池分选框的宽度的1/20-1/15。
作为优选，所述传送皮带采用伺服电机驱动运行。
本发明还提供一种上述电池自动分选装置的分选方法，包括以下步骤：
S10、获取电池放置框内电池的档位，并通过第一六轴机器人将相同档位的电池夹持到与所述电池档位相对应的皮带组的第一条传送皮带上，并且每放置一个电池，运行所述第一条传送皮带预设距离；
S20、在放置到所述第一条传送皮带上的电池达到预设数量时，通过第一六轴机器人将同一档位的电池夹持到与所述电池档位相对应的皮带组的第二条传送皮带上，并且每放置一个电池，运行所述第二条传送皮带预设距离；
S30、通过第二六轴机器人将达到预设数量的电池夹持到电池分选框内；
S40、重复上述步骤S10-S30，直至所有的电池均被分选完毕。
作为优选，所述获取电池放置框内电池的档位包括：
通过第一六轴机器人的扫码组件对所述电池上的二维码进行扫描，并确定扫描的电池的档位。
作为优选，所述传送皮带上的电池的数量通过传送皮带上的感应器检测获得。
作为优选，所述传送皮带通过伺服电机驱动运行。
本发明的有益效果：
通过上述分选装置及分选方法，能够实现15ppm的分选效率，有效提高电池的分选效率，且能够避免现有分选方案需要放置大量的电池框、备用框和大尺寸的传送带的情况，节省了场地面积。通过伺服电机控制传送皮带移动，其输送电池更平稳，避免了采用滚筒式皮带与电池摩擦产生的金属屑的情况出现。
附图说明
图1是本发明电池自动分选装置的结构示意图；
图2是本发明图1的A处放大示意图。
图中：
1、传送皮带；2、第一六轴机器人；3、第二六轴机器人；4、电池放置框；5、电池分选框；6、导向轮。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供一种电池自动分选装置，如图1和图2所示，该电池自动分选装置包括若干皮带组、第一六轴机器人2、第二六轴机器人3、电池放置框4以及电池分选框5，其中：
上述若干皮带组并排设置，且分成若干档(例如4档、5档或6档等)，且每档皮带组均对应不同的电池档位。即在分选过程中，每档皮带组均只传送一个档位的电池。
具体的，每档皮带组均包括至少两个传送皮带1，且每个传送皮带1的宽度均为电池放置框4或电池分选框5的宽度的1/20-1/15，通过使用该宽度的传送皮带1，相较于现有技术中1米宽的传送带，能够有效地减小场地空间的使用，降低生产成本。而且上述结构也能够使得第一六轴机器人2和第二六轴机器人3的运动距离减小，进而提高了分选效率。而且上述传送皮带1的宽度的设置，能在第一六轴机器人2和第二六轴机器人3的量程内，尽可能多的放置传送皮带1，进而实现更多档电池的分选，而且即使在进行更多档电池的分选时，第一六轴机器人2和第二六轴机器人3的效率也不会受到影响。
本实施例中，上述皮带组的传送皮带1均采用伺服电机(图中未示出)驱动，通过伺服电机驱动传送皮带1运行，能够使电池的输送更平稳，避免了现有技术中采用滚筒式皮带与电池摩擦产生金属屑的情况发生，进而降低了安全隐患以及不良品的出现。而且本实施例的伺服电机可以起到精准控制传送皮带1的前进距离，进而实现电池精确的定点输送。
本实施例中，上述皮带组设置有6档，每档皮带组均设有两条传送皮带1，通过设置两条传送皮带1，能够在一条传送皮带1上的电池数量满足预设数量时，将电池放置在另一条传送皮带1上继续分选操作，以提高分选效率。
可以理解的是，上述皮带组的档数可以根据电池的档数而定，且每档皮带组的传送皮带1的数量也可以根据场地大小或者分选需求，选择3个甚至更多的传送皮带1。
本实施例中，进一步的，在上述传送皮带1上设有若干吸附孔(图中未示出)，该若干吸附孔均连接于真空吸附组件(图中未示出)，通过真空吸附组件抽真空，使得吸附孔对传送皮带1上的电池进行吸附，能够避免电池在传送皮带1上的移动，造成金属屑的产生。具体的，该真空吸附组件以及吸附孔的连接结构较为常见，均为现有技术中的结构，在此不再赘述。
本实施例中，可参照图2，在每条传送皮带1上均设有两排导向轮6(图中仅在一条传送皮带1上显示有导向轮6，放置在传送皮带1上的电池位于两排导向轮6之间，通过在每条传送皮带1上均设置两排导向轮6，一方面能够实现对电池输送的导向，另一方面能够避免电池产生金属屑。
上述第一六轴机器人2设置在若干档皮带组的起始端的一侧，且第一六轴机器人2的夹持部能置于任意一个传送皮带1的起始端的上方，以实现将电池放置框4内的电池夹持到传送皮带1上。本实施例中，上述第一六轴机器人2的结构为现有技术常见的六轴机器人的结构，不再赘述。
进一步的，上述若干档皮带组的起始端相对于该第一六轴机器人2对称设置，以保证第一六轴机器人2的运动路径较短，进而使得第一六轴机器人2运动更加灵活，速度更快。本实施例中，通过上述第一六轴机器人2，能够将现有技术中5ppm的分选效率提高到15ppm的分选效率。
本实施例中，上述第一六轴机器人2上还设有扫码组件(图中未示出)，通过该扫码组件，能够对电池顶盖上的二维码进行扫描，进而识别出该被扫描的电池的档位，随后即可通过夹持部将其夹持到相对应的那档皮带组的传送皮带1上。
通过上述第一六轴机器人2，能够将电池放置框4内的未分选的电池进行扫描并确定档位，随后根据电池的档位放置到不同档位的传送皮带1上，能够实现对电池的自动分选，提高了分选效率。
上述第二六轴机器人3设置在若干档皮带组的终点端的一侧，其与第一六轴机器人2相对而设，且该第二六轴机器人3的夹持部能置于任意一个传送皮带1的终点端的上方，并能够将传送皮带1上的电池夹持，随后放置到电池分选框5内，实现分选后的电池装盘操作。同样的上述第二六轴机器人3上也可以设置扫码组件，以便于将不同档位的电池装入相对于档位的电池分选框5内。
上述电池放置框4设置在第一六轴机器人2的至少一侧，用于放置未分选的电池，本实施例中，电池放置框4设置有四个，且两两一组对称设置在第一六轴机器人2的两侧。
上述电池分选框5设置在第二六轴机器人3的至少一侧，用于放置分选后的电池。本实施例中，电池分选框5设置有两个，对称设置在第一六轴机器人2的两侧。
作为优选的技术方案，本实施例的每条传送皮带1上均设置有感应器(图中未示出)，通过该感应器，能够检测到传送皮带1上电池的数量，进而在达到预设的数量后，可控制传送皮带1间歇运行，以便于第二六轴机器人3对其上的电池的装盘操作。具体的，上述传感器可以是光电传感器，其可以设置在传送皮带1的起始端，每当有电池被放置到该传送皮带1上时，光电传感器即可感应到该电池，并发送信号给第一六轴机器人2，第一六轴机器人2根据光电传感器发送的信号次数记录被放置到传送皮带1上的电池的个数，并在传送皮带1上的电池达到预设个数时，将电池放置框4内的电池放置到另一条传送皮带1上，此时第二六轴机器人3开始将传送皮带1上的预设数量的电池抓取到电池分选框5内。上述传感器也可以设置在传送皮带1的中间位置，具体是满足预设电池数量的位置处，即当传送皮带1上的电池达到预设数量时，第一个被放置的电池刚好被该传感器感应到，此时传感器发送信号给第一六轴机器人2，第一六轴机器人2将电池放置框4内的电池放置到另一条传送皮带1上，随后第二六轴机器人3开始将传送皮带1上的预设数量的电池抓取到电池分选框5内。
本发明还提供一种上述电池自动分选装置的分选方法，具体包括以下步骤：
S10、获取电池放置框4内电池的档位，并通过第一六轴机器人2将相同档位的电池夹持到与电池档位相对应的皮带组的第一条传送皮带1上，并且每放置一个电池，运行所述第一条传送皮带1预设距离。
即在进行分选时，先通过第一六轴机器人2的扫码组件对电池放置框4内的电池的顶盖上二维码进行扫描，并通过扫描获得电池档位信息，随后第一六轴机器人2将该电池夹持到与该电池点个对应的皮带组的第一条传送皮带1上，在将电池放置在第一条传送皮带1上后，通过伺服电机控制该第一条传送皮带1运行预设距离，该预设距离为相邻两个电池之间的距离。此后，每当分选出该档位的电池后，均放置在该第一条传送皮带1上，并且每放置一个电池，伺服电机控制第一条传送皮带1运行预设距离。
S20、在放置到第一条传送皮带1上的电池达到预设数量时，通过第一六轴机器人2将同一档位的电池夹持到与该电池档位相对应的皮带组的第二条传送皮带1上，并且每放置一个电池，运行第二条传送皮带1预设距离。
当步骤S10中，放置到第一条传送皮带1上的电池达到预设数量时，即达到该电池放入电池分选框5的数量(也成为装盘数量)时，此时第一条传送皮带1上不再放置电池，以避免电池超过装盘数量，而是通过第一六轴机器人2将同一档位的电池夹持到与该电池档位相对应的皮带组的第二条传送皮带1上，并且每放置一个电池，运行第二条传送皮带1预设距离。即在第一条传送皮带1上的电池数量满足预设数量后，通过第二条传送皮带1输送电池，实现电池的缓存，进而不会影响分选效率。
需要说明的是，上述电池的数量是通过传送皮带1上的感应器检测获得。
S30、通过第二六轴机器人3将达到预设数量的电池夹持到电池分选框5内。
即通过第二六轴机器人3将第一条传送皮带1上的电池夹持到电池分选框5内，在此过程中，需要伺服电机控制传送皮带1的运行距离，即从第二六轴机器人3夹持电池，将电池放置到电池分选框5，再到夹持部转回原位的时间段内，上述传送皮带1运行的距离刚好为预设距离，进而在夹持部回到原位后，刚好能够夹持下一个电池，以实现夹持电池的无缝衔接，达到提高分选效率的目的。
S40、重复上述步骤S10-S30，直至所有的电池均被分选完毕。
由于电池放置框4内的电池的档位不同，因此，每个档位的电池均采用上述步骤S10-S30进行分选，即第一六轴机器人2会根据每次扫描的电池的档位，将其放置到相应的皮带组的传送皮带1上，并采用上述步骤S10-S30，直至所有的电池分选完毕。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池自动分选装置，其特征在于，包括：
皮带组，并排设置有若干档，每档皮带组均包括至少两个传送皮带(1)；
第一六轴机器人(2)，设置在若干档所述皮带组的起始端的一侧，所述第一六轴机器人(2)的夹持部能置于任意一个所述传送皮带(1)的起始端的上方；
第二六轴机器人(3)，设置在若干档所述皮带组的终点端的一侧，所述第二六轴机器人(3)的夹持部能置于任意一个所述传送皮带(1)的终点端的上方；
电池放置框(4)，设置在第一六轴机器人(2)的至少一侧，用于放置未分选的电池；
电池分选框(5)，设置在第二六轴机器人(3)的至少一侧，用于放置分选后的电池。
2.根据权利要求1所述的电池自动分选装置，其特征在于，所述传送皮带(1)上设有两排导向轮(6)，放置在所述传送皮带(1)上的电池位于两排导向轮(6)之间。
3.根据权利要求1所述的电池自动分选装置，其特征在于，所述第一六轴机器人(2)和第二六轴机器人(3)上均设有扫码组件，所述扫码组件用于扫描所述电池顶盖上的二维码。
4.根据权利要求1所述的电池自动分选装置，其特征在于，所述传送皮带(1)上设置有感应所述传送皮带(1)上电池数量的感应器。
5.根据权利要求1所述的电池自动分选装置，其特征在于，所述传送皮带(1)的宽度为所述电池放置框(4)或所述电池分选框(5)的宽度的1/20-1/15。
6.根据权利要求1所述的电池自动分选装置，其特征在于，所述传送皮带(1)采用伺服电机驱动运行。
7.一种如权利要求1-6任一所述的电池自动分选装置的分选方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10、获取电池放置框(4)内电池的档位，并通过第一六轴机器人(2)将相同档位的电池夹持到与所述电池档位相对应的皮带组的第一条传送皮带(1)上，并且每放置一个电池，运行所述第一条传送皮带(1)预设距离；
S20、在放置到所述第一条传送皮带(1)上的电池达到预设数量时，通过第一六轴机器人(2)将同一档位的电池夹持到与所述电池档位相对应的皮带组的第二条传送皮带(1)上，并且每放置一个电池，运行所述第二条传送皮带(1)预设距离；
S30、通过第二六轴机器人(3)将达到预设数量的电池夹持到电池分选框(5)内；
S40、重复上述步骤S10-S30，直至所有的电池均被分选完毕。
8.根据权利要求7所述的分选方法，其特征在于，所述获取电池放置框(4)内电池的档位包括：
通过第一六轴机器人(2)的扫码组件对所述电池上的二维码进行扫描，并确定扫描的电池的档位。
9.根据权利要求7所述的分选方法，其特征在于，所述传送皮带(1)上的电池的数量通过传送皮带(1)上的感应器检测获得。
10.根据权利要求7所述的分选方法，其特征在于，所述传送皮带(1)通过伺服电机驱动运行。
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