本发明涉及锂离子电池制造技术领域，特别是涉及一种全自动锂离子电池打码机。
背景技术：
随着全球范围内的能源危机及环境污染问题日益严重，寻找绿色可持续发展的新能源己成为能源领域的主要发展方向。电动汽车作为一种节能环保的新能源交通工具，正在得到迅速发展，大容量锂离子电池，因具有能量密度高、循环寿命长、绿色无污染等优点，使其成为备受瞩目的动力电源之一。
大容量锂离子电池由于体积大、质量重，在搬运过程中易造成电池磕伤和人员伤害的隐患发生。因此，减少大容量锂离子电池的搬运次数，是锂离子电池生产工程中急需解决的问题之一。
目前，业内大容量锂离子动力电池大多处于半自动化生产的尴尬阶段，依靠人工搬运电池流转工序的现象比比皆是，既无法保证电池外观完好，也无法保证搬运人员的安全。
其中，在锂离子动力电池的二维码标刻工序中，电池二维码标刻需要现场工作人员手动完成，这时候，工作人员需将电池盖搬运至激光打码机处逐个进行二维码标刻，然后再将电池盖搬运至电池盖焊接工序处，进行超声焊焊接，然后，再搬运至电池验漏工序处，由电池验漏机进行检查。
因此，可以看出，大容量锂离子电池需要人工标刻二维码，且二维码标刻工序、电池周边焊工序以及电池验漏工序三个工序，都需要依靠人工搬运，来实现流转工序。基于锂离子电池的产量大、各工序衔接紧密，因此至少需要三名员工支持，以保证上述三个工序正常流转。因此，电池的整体生产效率较低，并且人力成本较高。
因此，目前迫切需要开发出一种技术，其能够通过提升大容量锂离子动力电池流水线自动化水平，减少流转工序，节约人力成本。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种全自动锂离子电池打码机。
为此，本发明提供了一种全自动锂离子电池打码机，该全自动锂离子电池打码机位于电池周边焊机和电池验漏机之间的位置，具体包括电气控制柜；
电气控制柜的顶部中间位置，安装有横向分布的打码机传送带；
打码机传送带上具有多个电池工位；
每个电池工位，用于放置一个电池；
电气控制柜的顶部左右两端，分别安装有上料机械手和下料机械手；
上料机械手，用于从电池周边焊机的下料工位上夹取电池，然后放置到打码机传送带上位于左端的第一个电池工位中，第一个电池工位即为上料工位；
下料机械手，用于从打码机传送带上位于右端的第十个电池工位夹取电池，然后放置到电池验漏机的上料工位中，第十个电池工位即为下料工位；
打码机传送带后侧，设置有激光打码机；
激光打码机，用于对打码机传送带上从左往右数第五个电池工位上的电池进行二维码激光标刻操作，第五个电池工位即为激光刻码工位。
其中，打码机传送带上从左往右数第五个电池工位的前侧，设置有一个电池定位气缸；
电池定位气缸，用于在伸出后，对打码机传送带上从左往右数第五个电池工位进行限位，从而将电池固定位置；
激光打码机，在电池定位气缸对第五个电池工位进行限位后，然后进行二维码激光标刻操作。
其中，全自动锂离子电池打码机的控制界面位于人机界面hmi中，通过hmi控制各气缸及机械手动作。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种全自动锂离子电池打码机，其适用于锂离子动力电池周边焊工序完成后，电池验漏工序前，能够实现自动激光刻码并将电池周边焊机和电池验漏机两台设备连接起来，实现三台设备联动，提升了生产线自动化水平，具有重大的生产实践意义。
附图说明
图1为本发明提供的一种全自动锂离子电池打码机的整体机械结构示意图；
图2为本发明提供的一种全自动锂离子电池打码机的工作流程图；
图3为本发明提供的一种全自动锂离子电池打码机的电气控制柜布局图；
图4为本发明提供的一种全自动锂离子电池打码机的电气原理图；其中，图4a、图4b为电路图；图4c、图4d为伺服驱动器电路图；图4e为plc电路图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1至图4，本发明提供了一种全自动锂离子电池打码机，该全自动锂离子电池打码机位于电池周边焊机和电池验漏机(即锂离子动力电池周边焊设备和锂离子动力电池验漏设备)之间的位置，具体包括电气控制柜5；
电气控制柜5的顶部中间位置，安装有横向分布的打码机传送带4，该打码机传送带4可以顺时针转动；
打码机传送带4上具有多个电池工位6；
每个电池工位6，用于放置一个电池；
电气控制柜5的顶部左右两端，分别安装有上料机械手1和下料机械手2；
上料机械手1，用于从电池周边焊机的下料工位上夹取电池，然后放置到打码机传送带4上位于左端的第一个电池工位6(即上料工位)中；
下料机械手2，用于从打码机传送带4上位于右端的第十个电池工位6(即下料工位)夹取电池，然后放置到电池验漏机的上料工位中；
打码机传送带4后侧，设置有激光打码机3；
激光打码机3，用于对打码机传送带4上从左往右数第五个电池工位6(即激光刻码工位)上的电池进行二维码激光标刻操作。
在本发明中，具体实现上，打码机传送带4上从左往右数第五个电池工位6的前侧，设置有一个电池定位气缸；
电池定位气缸，用于在伸出后，对打码机传送带4上从左往右数第五个电池工位6进行限位，从而将电池固定位置；
激光打码机3，在电池定位气缸对第五个电池工位6进行限位后，然后进行二维码激光标刻操作。
基于以上技术方案可知，对于本发明，由锂离子动力电池上料，锂离子动力电池激光刻码，锂离子动力电池下料三部分组成，安装位置位于锂离子动力电池周边焊设备和锂离子动力电池验漏设备之间。上料机械手从周边焊机下料工位夹取电池放置到本发明传送带工装中，由本发明传送带移送电池至刻码工位进行二维码激光标刻，后由传送带移送至下料工位，下料机械手从工装中夹取电池放置到验漏机上料工位。因此，本发明将电池二维码激光标刻工序加入到锂离子动力电池周边焊和验漏工序中，实现了从锂离子动力电池周边焊、电池二维码激光刻码工序和验漏三工序联动。
其中，电池周边焊机的良品电池到达下料工位后，本发明的打码机的上料机械手夹取电池放置到打码机电池移送传送带上料位工装内。待电池移送传送带将电池移送至打码位置时，电池定位气缸伸出将电池固定，进行激光刻码，刻码完成后，电池移送传送带继续移送电池，至下料位。电池到达下料位后，下料机械手夹取电池放置到电池验漏机上料工位。
在本发明中，具体实现上，全自动锂离子电池打码机的控制界面位于hmi(人机界面)中，可通过hmi控制各气缸及机械手动作。
对于本发明，通过本发明的应用，可以实现电池周边焊机，全自动电池打码机，电池验漏机三台设备的联动，可将周边焊机下料人员，电池刻码人员，验漏机上料人员，共三名人员全部节约下来，实现了人员的优化配置，节省了该工序人力成本。
需要说明的是，本发明通过设计一种全自动锂离子电池打码机，实现电池二维码自动激光刻码，并通过上下料机械手与电池周边焊机和电池验漏机对接，实现三台设备整体联动。在实现大容量锂离子电池二维码自动标刻，满足生产线自动化水平提升的同时，可减少以下搬运过程，具体为：电池盖二维码标刻过程中电池盖搬运来去各一次；周边焊电池下料搬运一次；电池验漏上料搬运一次。故本发明可节省现场员工三名。
在本发明中，具体实现上，如图1所示，电池流转处共10个电池工位6，从右至左，第1个电池工位为电池上料工位，第5个工位为电池打码工位，第10个电池工位为电池下料工位。
在本发明中，具体实现上，如图2所示，本发明工作流程为：周边焊良品电池到达周边焊机下料工位，上料机械手夹取电池放至打码机传送带的电池上料工位，打码机传送带将电池移送至电池打码工位，进行二维码激光标刻，在打码完成后，打码机传送带将电池移送至电池下料工位，下料机械手夹取电池放至验漏机上料工位。
在本发明中，具体实现上，上料机械手1和下料机械手2,是现有的具有物品抓取功能的机械手，例如是工业机器人机械手。
在本发明中，具体实现上，激光打码机为现有技术成熟的、对电池进行二维码激光标刻操作的设备。
在本发明中，具体实现上，如图3所示，本发明的控制方式采用三菱q系列plc连同伺服及profacehmi(人机界面)控制系统。其中，上下料机械手和传送带，均采用伺服控制系统，实现高速、精准定位。hmi可以实现设备各气缸及伺服系统手动操作，并可实现打码机传送带电池数据跟踪信息。
在本发明中，具体实现上，如图4a、图4b、图4c、图4d、图4e所示，图4a、图4b为电气件连接图，其中，为保证输入电压稳定、可靠，plccpu、伺服驱动器和24vdc电源所连接电压均由滤波器输出；图4c、图4d为伺服驱动器电路图，其中，为安全起见，两个机械手的z轴均选用带抱闸伺服电机，抱闸开合由plc程序控制；图4e为plc的电路图，本发明plc控制系统由plc基板q35b-e、plc电源(q61p)、plccpu(q06hcpu)、输入模块(qx42)、输出模块(qy42p)、运动模块(qd75mh4、qd75mh2)、网络模块(qd71e71-100)共7个模块组成。
在本发明中，具体实现上，对于hmi程序操作界面，可以包括六个部分的界面，具体界面信息如下：
一、主界面，显示该发明产量、运行信息、当前报警信息和各工位电池状态信息；
二、气缸控制手动界面，用于显示各气缸状态和手动控制各气缸动作；
三、机械手控制界面，用于显示机械手各轴运动位置和手动控制机械手各轴动作；
四、传送带控制界面，用于显示传送带伺服电机位置和手动控制传送带动作；
五、报警记录界面，用于显示该发明自上电后所有报警信息；
六、输入输出点监视界面，用于显示设备各输入输出点信息，便于维修过程中的信息查找。
为了更加清楚地理解本发明的技术方案，下面说明本发明的工作过程。
第一步，多工位传送带移送电池。具体如下：
电池移送传送带采用多工位传送带，传送带上具有多个电池工位6(具体为10个)，可同时移送10块电池，其中，第1工位为上料工位，第5工位为激光刻码工位，第10工位为下料工位。电池定位采用伺服控制，定位精准可靠。有效保障二维码标刻位置一致性。
第二步，机械手上下料。具体如下：
采用上料机械手和下料机械手，分别实现电池的上下料，充分利用机械手具有的伺服电机定位精准、高速、性能好、适应性强、稳定性好、反应及时、发热量小和噪音低等特点，分段控制其工作速度，使其快速有效完成电池上下料。保障设备工作节拍及时、高效、稳定。
此外，对于本发明，通过可编程逻辑控制器(plc)、人机界面(hmi)、伺服联合，实现整体控制。具体为：本发明控制界面位于hmi中，可通过hmi中各控制界面，实现设备整体手动与自动控制，且设备报警信息、各工位动作情况及电池情况均可在hmi中有所反馈。便于设备人员调试设备。现场操作人员，可根据报警信息提示及hmi中显示的各工位情况，判断故障点，并可手动通过hmi控制界面完成各工位动作调整。
与现有技术相比较，本发明提供的全自动锂离子电池打码机具有如下有益效果：
1、采用伺服定位控制，运行高效、稳定、定位精准度高，保证二维码标刻位置一致、固定；
2、采用可编程逻辑控制器plc进行设备的整体控制，节约空间，提高稳定性；
3、采用人机界面(hmi)实现产品信息的跟踪、功能控制和数据显示，信息集成率高，可靠性高，便于操作；
4、本发明的结构设计合理，操作简单，将三台设备巧妙结合在一起，实现联动，提升生产线自动化水平，减少三名线体操作人员。
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种全自动锂离子电池打码机，其适用于锂离子动力电池周边焊工序完成后，电池验漏工序前，能够实现自动激光刻码并将电池周边焊机和电池验漏机两台设备连接起来，实现三台设备联动，提升了生产线自动化水平，具有重大的生产实践意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
1.一种全自动锂离子电池打码机，其特征在于，该全自动锂离子电池打码机位于电池周边焊机和电池验漏机之间的位置，具体包括电气控制柜(5)；
电气控制柜(5)的顶部中间位置，安装有横向分布的打码机传送带(4)；
打码机传送带(4)上具有多个电池工位(6)；
每个电池工位(6)，用于放置一个电池；
电气控制柜(5)的顶部左右两端，分别安装有上料机械手(1)和下料机械手(2)；
上料机械手(1)，用于从电池周边焊机的下料工位上夹取电池，然后放置到打码机传送带(4)上位于左端的第一个电池工位(6)中，第一个电池工位(6)即为上料工位；
下料机械手(2)，用于从打码机传送带(4)上位于右端的第十个电池工位(6)夹取电池，然后放置到电池验漏机的上料工位中，第十个电池工位(6)即为下料工位；
打码机传送带(4)后侧，设置有激光打码机(3)；
激光打码机(3)，用于对打码机传送带(4)上从左往右数第五个电池工位(6)上的电池进行二维码激光标刻操作，第五个电池工位(6)即为激光刻码工位。
2.如权利要求1所述的全自动锂离子电池打码机，其特征在于，打码机传送带(4)上从左往右数第五个电池工位(6)的前侧，设置有一个电池定位气缸；
电池定位气缸，用于在伸出后，对打码机传送带(4)上从左往右数第五个电池工位(6)进行限位，从而将电池固定位置；
激光打码机(3)，在电池定位气缸对第五个电池工位(6)进行限位后，然后进行二维码激光标刻操作。
3.如权利要求1所述的全自动锂离子电池打码机，其特征在于，全自动锂离子电池打码机的控制界面位于人机界面hmi中，通过hmi控制气缸及机械手动作。
技术总结