CN111774331B - 一种基于ACOPOStrak柔性运输系统的电芯分档配组方法及系统 - Google Patents

一种基于ACOPOStrak柔性运输系统的电芯分档配组方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明的一种基于ACOPOStrak柔性运输系统的电芯分档配组方法及系统，基于ACOPOStrak柔性运输系统设置成电芯分档配组装置，电芯上料经过检测工位，检测合格电芯，确定该电芯档位，根据配组规则，分档i道的电芯根据配组规则通过传送小车依次转运至配组位，完成配组，由堆叠机器人抓取电芯下线，空的传送小车通过空车回流通道至上料位等候上料。基于ACOPOStrak柔性运输系统的高速转向器、轨道可变为任意形式和高速转向器，具备产品高效率分流和合流功能，实现电芯分档，并根据特定的配组方式形成电池模组。整个装置柔性高，可扩展性强，效率高。

Description

一种基于ACOPOStrak柔性运输系统的电芯分档配组方法及 系统
技术领域
本发明涉及锂电池运输技术领域，具体涉及一种基于ACOPOStrak柔性运输系统的电芯分档配组方法及系统。
背景技术
锂电池在生产制造过程中，由于原材料差异、外界环境等因素，同批次单体电芯会在性能上存在差异，将性能存在差异的电芯通过串并联形成模组，再到PACK箱，少量性能差的单体电芯产生的木桶效应不仅会影响PACK箱的性能，还会在后期充放电循环中影响其他单体电芯性能，产生恶性循环效果。所以如何采用一种简单高效分档配组方式，使电芯根据其电压、容量、K值等因素进行分档，提高电芯的一致性，并根据特定的配组方式形成PACK箱，使得PACK箱性能最大化，是目前急需解决的难题。
发明内容
本发明提出的一种基于ACOPOStrak柔性运输系统的电芯分档配组方法及系统，可解决上述技术难题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种基于ACOPOStrak柔性运输系统的电芯分档配组方法，基于ACOPOStrak柔性输送系统，其中，
所述ACOPOStrak柔性运输系统设置成电芯分档配组装置包含电芯上料位、检测位、各档位分档通道、下线+NG快速通道、配组位、空车回流道、各档位上下料位、补料快速通道、NG下料通道和传送小车；
包括以下步骤：
S100、通过上料机器人将混档电芯抓取至ACOPOStrak的传送小车上；
S200、进行电芯来料检测、NG下线及档位Pi划分，i为档位等级1,2,3……；
S300、根据是否为配组所需档位Pi电芯及档位Pi的缓存数量，判断电芯流向；
S400、对不足档位电芯上料；
S500、分档i道的电芯根据配组规则通过传送小车依次转运至配组位，完成配组，由堆叠机器人抓取电芯下线。
进一步的，所述S200进行电芯来料检测、NG下线及档位Pi划分；
具体包括：
搭载有电芯的传送小车转运至检测位，检测位安装有两个扫码装置，分别读取电芯顶盖上的二维码和传送小车上的二维码，系统自动将读码合格的电芯与搭载该电芯的小车绑定，根据读取的电芯顶盖二维码调取该电芯容量C、电压V、K值及其他参数，读取电芯二维码存在异常的传送小车被标记为NG电芯，该电芯通过传送小车经过快速通道转运NG下料位实现NG电芯下线；
基于调取该电芯容量C、电压V、K值及其他参数，根据不同档位容量C、电压V、K值及其他参数的阈值范围，确定该电芯的档位Pi。
进一步的，所述S300、根据是否为配组所需档位Pi电芯及档位Pi的缓存数量，判断电芯流向；具体包括：
判断该电芯所属档位是否为配组所需档位，若属于配组所需档位，判断档位Pi在分档i道上所缓存的电芯数量是否小于通道i缓存阈值Yi，若小于分档i道缓存阈值Yi,该电芯通过传送小车转运至分档i道缓存；若大于分档i道缓存阈值Yi，则为多余档位电芯，该电芯通过传送小车经过快速通道至上下料i位实现多余档位电芯下线；若不属于配组所需要的档位，则为多余档位电芯，该电芯通过传送小车经过快速通道至上下料i位实现多余档位电芯下线。
进一步的，所述S400、对不足档位电芯上料；
包括：判断分档i道所缓存的电芯数量，若小于分档i道缓存阈值Yi，且检测位中无档位Pi电芯来料，则档位Pi电芯为不足档位电芯，上下料i位实现不足档位电芯上料；不足档位电芯上线后通过传送小车转运至检测位，检测位安装有两个扫码装置，分别读取电芯顶盖上的二维码和传送小车上的二维码，系统自动将读码合格的电芯与搭载该电芯的传送小车绑定，并由传送小车转运至分档i道缓存；读取电芯二维码存在异常的传送小车被标记为NG电芯，该电芯通过传送小车经过快速通道转运至NG下料位实现NG电芯下线。
进一步的，S200中所述不同档位容量C、电压V、K值K及其他参数的阈值范围，是根据电芯性能因素容量等级C1 C2…Ca、电压等级V1 V2…Vb和K值等级K1 K2…K c及其他影响因素A1 A2…Ad，所划分不同档位各影响因素的阈值范围，并确定电芯所分的档位数n；
n＝(C1 C2…Ca)*(V1 V2…Vb)*(K1 K2…Kc)*(A1 A2…Ad) (1)。
进一步的，S300中分档i道缓存阈值Yi为系统判断分档i道所缓存的电芯数量小于分档i道缓存阈值Yi，且检测位中无档位Pi电芯来料，系统下发不足档位上料指令至上下料i位为过程起点，上下料i位实现不足档位电芯上料，转运至电芯检测工位完成检测工序，最后转运至分档i道缓存为过程终点，完成此过程的时间为T(s)；一个模组中每一串电芯使用Pi档位的数量MPi；一个模组中每一串电芯数量M；产线效率E即处理每只电芯所需的时间；单位：s/只；
Yi＝T/(M*E/MPi)*1.5 (2)。
另一方面本发明还公开一种基于ACOPOStrak柔性运输系统的电芯分档配组系统，包括以下单元：
上料单元，用于通过上料机器人将混档电芯抓取至ACOPOStrak的传送小车上；
电芯检测及档位划分单元，用于进行电芯来料检测、NG下线及档位Pi划分，i为档位等级1,2,3……；
电芯流向判断单元，用于根据是否为配组所需档位Pi电芯及档位Pi的缓存数量，判断电芯流向；
不足档位电芯上料单元，用于对不足档位电芯上料；
档位电芯配组单元，用于对分档i道的电芯根据配组规则通过传送小车依次转运至配组位，完成配组，由堆叠机器人抓取电芯下线。
由上述技术方案可知，本发明的基于ACOPOStrak柔性运输系统的电芯分档配组方法及系统，电芯上料经过检测工位，检测合格电芯，确定该电芯档位，若属于配组档位电芯，且分档i道缓存电芯数量小于阈值Yi，该电芯由传送小车转运至分档i道缓存；不属于配组档位，则通过下线+NG快速通道至上下料i位实现多余档位电芯下线；检测不合格的电芯，由传送小车通过下线+NG快速通道至NG下料位实现NG电芯下料；空的传送小车通过空车回流通道至上料位等候上料。根据配组规则，分档i道的电芯根据配组规则通过传送小车依次转运至配组位，完成配组，由堆叠机器人抓取电芯下线，空的传送小车通过空车回流通道至上料位等候上料。当系统检测分档i道缓存电芯小于阈值Yi，且检测位中无档位Pi电芯来料，系统提示上下料i位实现不足档位电芯上料，由传送小车通过补料快速通道至检测工位进行检测，检测合格转运至分档i道缓存，等待配组。
本发明基于ACOPOStrak柔性运输系统的高速转向器、轨道可变为任意形式和高速转向器，具备产品高效率分流和合流功能，实现电芯根据其电压、容量、K值等因素进行分档，并根据特定的配组方式形成电池模组。
附图说明
图1是本发明的方法流程图；
图2是本发明的电芯分档配组装置示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，本实施例所述的基于ACOPOStrak柔性运输系统的电芯分档配组方法，基于ACOPOStrak柔性输送系统，其中，
基于ACOPOStrak柔性运输系统的电芯分档配组装置主要包含电芯上料位、检测位、各档位分档通道、下线+NG快速通道、配组位、空车回流道、各档位上下料位、补料快速通道、NG下料通道和传送小车10个部分组成。
包括以下步骤：
S100、通过上料机器人将混档电芯抓取至ACOPOStrak的传送小车上；
S200、进行电芯来料检测、NG下线及档位Pi划分，i为档位等级1,2,3……；
S300、根据是否为配组所需档位Pi电芯及档位Pi的缓存数量，判断电芯流向；
S400、对不足档位电芯上料；
S500、分档i道的电芯根据配组规则通过传送小车依次转运至配组位，完成配组，由堆叠机器人抓取电芯下线。
以下具体说明：
S100：通过上料机器人将混档电芯抓取至ACOPOStrak的传送小车上；
S200：搭载有电芯的传送小车转运至检测位，检测位安装有两个扫码装置，分别读取电芯顶盖上的二维码和传送小车上的二维码，系统自动将读码合格的电芯与搭载该电芯的小车绑定，根据读取的电芯顶盖二维码调取该电芯容量C、电压V、K值及其他参数；读取电芯二维码存在异常的传送小车被标记为NG电芯，该电芯通过传送小车经过快速通道转运NG下料位实现NG电芯下线；基于调取该电芯容量C、电压V、K值及其他参数，根据不同档位容量C、电压V、K值及其他参数的阈值范围，确定该电芯的档位Pi；
S300：判断该电芯所属档位是否为配组所需档位，若属于配组所需档位，判断档位Pi在分档i道上所缓存的电芯数量是否小于通道i缓存阈值Yi，若小于分档i道缓存阈值Yi,该电芯通过传送小车转运至分档i道缓存；若大于分档i道缓存阈值Yi，则为多余档位电芯，该电芯通过传送小车经过快速通道至上下料i位实现多余档位电芯下线；若不属于配组所需要的档位，则为多余档位电芯，该电芯通过传送小车经过快速通道至上下料i位实现多余档位电芯下线；
S400：判断分档i道所缓存的电芯数量，若小于分档i道缓存阈值Yi，且检测位中无档位Pi电芯来料，则档位Pi电芯为不足档位电芯，上下料i位实现不足档位电芯上料；不足档位电芯上线后通过传送小车转运至检测位，检测位安装有两个扫码装置，分别读取电芯顶盖上的二维码和传送小车上的二维码，系统自动将读码合格的电芯与搭载该电芯的传送小车绑定，并由传送小车转运至分档i道缓存；读取电芯二维码存在异常的传送小车被标记为NG电芯，该电芯通过传送小车经过快速通道转运至NG下料位实现NG电芯下线；
S500：分档i道的电芯根据配组规则通过传送小车依次转运至配组位，完成配组，由堆叠机器人抓取电芯下线；
其中，S200中所述不同档位容量C、电压V、K值K及其他参数的阈值范围，是根据电芯性能因素容量等级C1 C2…Ca、电压等级V1 V2…Vb和K值等级K1 K2…K c、及其他影响因素A1 A2…Ad，所划分不同档位各影响因素的阈值范围，并确定电芯所分的档位数n；
n＝(C1 C2…Ca)*(V1 V2…Vb)*(K1 K2…Kc)*(A1 A2…Ad) (1)
S300中所述分档i道缓存阈值Yi为系统判断分档i道所缓存的电芯数量小于分档i道缓存阈值Yi，且检测位中无档位Pi电芯来料，系统下发不足档位上料指令至上下料i位为过程起点，上下料i位实现不足档位电芯上料，转运至电芯检测工位完成检测工序，最后转运至分档i道缓存为过程终点，完成此过程的时间为T(s)；一个模组中每一串电芯使用Pi档位的数量MPi；一个模组中每一串电芯数量M；产线效率E(处理每只电芯所需的时间；单位：s/只；
Yi＝T/(M*E/MPi)*1.5 (2)
总体而言，本发明实施例电芯上料经过检测工位，检测合格电芯，确定该电芯档位，若属于配组档位电芯，且分档i道缓存电芯数量小于阈值Yi，该电芯由传送小车转运至分档i道缓存；不属于配组档位，则通过下线+NG快速通道至上下料i位实现多余档位电芯下线；检测不合格的电芯，由传送小车通过下线+NG快速通道至NG下料位实现NG电芯下料；空的传送小车通过空车回流通道至上料位等候上料。根据配组规则，分档i道的电芯根据配组规则通过传送小车依次转运至配组位，完成配组，由堆叠机器人抓取电芯下线，空的传送小车通过空车回流通道至上料位等候上料。当系统检测分档i道缓存电芯小于阈值Yi，且检测位中无档位Pi电芯来料，系统提示上下料i位实现不足档位电芯上料，由传送小车通过补料快速通道至检测工位进行检测，检测合格转运至分档i道缓存，等待配组。
另一方面本发明还公开一种基于ACOPOStrak柔性运输系统的电芯分档配组系统，包括以下单元：
上料单元，用于通过上料机器人将混档电芯抓取至ACOPOStrak的传送小车上；
电芯检测及档位划分单元，用于进行电芯来料检测、NG下线及档位Pi划分，i为档位等级1,2,3……；
电芯流向判断单元，用于根据是否为配组所需档位Pi电芯及档位Pi的缓存数量，判断电芯流向；
不足档位电芯上料单元，用于对不足档位电芯上料；
档位电芯配组单元，用于对分档i道的电芯根据配组规则通过传送小车依次转运至配组位，完成配组，由堆叠机器人抓取电芯下线。
本发明的基于ACOPOStrak柔性运输系统的电芯分档配组系统包括硬件和软件，硬件即基于ACOPOStrak柔性运输系统的电芯分档配组装置，相关控制部分嵌入控制算法，可理解的是，本发明实施例提供的系统与本发明实施例提供的方法相对应，相关内容的解释、举例和有益效果可以参考上述方法中的相应部分。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种基于ACOPOStrak柔性运输系统的电芯分档配组方法，基于ACOPOStrak柔性输送系统，其特征在于：
所述ACOPOStrak柔性运输系统设置成电芯分档配组装置包含电芯上料位、检测位、各档位分档通道、下线+NG快速通道、配组位、空车回流道、各档位上下料位、补料快速通道、NG下料通道和传送小车；
包括以下步骤：
S100、通过上料机器人将混档电芯抓取至ACOPOStrak的传送小车上；
S200、进行电芯来料检测、NG下线及档位Pi划分，i为档位等级1,2,3……；
S300、根据是否为配组所需档位Pi电芯及档位Pi的缓存数量，判断电芯流向；
S400、对不足档位电芯上料；
S500、分档i道的电芯根据配组规则通过传送小车依次转运至配组位，完成配组，由堆叠机器人抓取电芯下线；
所述S300、根据是否为配组所需档位Pi电芯及档位Pi的缓存数量，判断电芯流向；具体包括：
判断该电芯所属档位是否为配组所需档位，若属于配组所需档位，判断档位Pi在分档i道上所缓存的电芯数量是否小于通道i缓存阈值Yi，若小于分档i道缓存阈值Yi,该电芯通过传送小车转运至分档i道缓存；若大于分档i道缓存阈值Yi，则为多余档位电芯，该电芯通过传送小车经过快速通道至上下料i位实现多余档位电芯下线；若不属于配组所需要的档位，则为多余档位电芯，该电芯通过传送小车经过快速通道至上下料i位实现多余档位电芯下线；
S300中分档i道缓存阈值Yi为系统判断分档i道所缓存的电芯数量小于分档i道缓存阈值Yi，且检测位中无档位Pi电芯来料，系统下发不足档位上料指令至上下料i位为过程起点，上下料i位实现不足档位电芯上料，转运至电芯检测工位完成检测工序，最后转运至分档i道缓存为过程终点，完成此过程的时间为T(s)；一个模组中每一串电芯使用Pi档位的数量MPi；一个模组中每一串电芯数量M；产线效率E即处理每只电芯所需的时间；单位：s/只；
Yi＝T/(M*E/MPi)*1.5 。
2.根据权利要求1所述的基于ACOPOStrak柔性运输系统的电芯分档配组方法，其特征在于：所述S200进行电芯来料检测、NG下线及档位Pi划分；
具体包括：
搭载有电芯的传送小车转运至检测位，检测位安装有两个扫码装置，分别读取电芯顶盖上的二维码和传送小车上的二维码，系统自动将读码合格的电芯与搭载该电芯的小车绑定，根据读取的电芯顶盖二维码调取该电芯容量C、电压V、K值及其他参数，读取电芯二维码存在异常的传送小车被标记为NG电芯，该电芯通过传送小车经过快速通道转运NG下料位实现NG电芯下线；
基于调取该电芯容量C、电压V、K值及其他参数，根据不同档位容量C、电压V、K值及其他参数的阈值范围，确定该电芯的档位Pi。
3.根据权利要求1所述的基于ACOPOStrak柔性运输系统的电芯分档配组方法，其特征在于：所述S400、对不足档位电芯上料；
包括：判断分档i道所缓存的电芯数量，若小于分档i道缓存阈值Yi，且检测位中无档位Pi电芯来料，则档位Pi电芯为不足档位电芯，上下料i位实现不足档位电芯上料；不足档位电芯上线后通过传送小车转运至检测位，检测位安装有两个扫码装置，分别读取电芯顶盖上的二维码和传送小车上的二维码，系统自动将读码合格的电芯与搭载该电芯的传送小车绑定，并由传送小车转运至分档i道缓存；读取电芯二维码存在异常的传送小车被标记为NG电芯，该电芯通过传送小车经过快速通道转运至NG下料位实现NG电芯下线。
4.根据权利要求2所述的基于ACOPOStrak柔性运输系统的电芯分档配组方法，其特征在于：S200中所述不同档位容量C、电压V、K值及其他参数的阈值范围，是根据电芯性能因素容量等级C1 C2…Ca、电压等级V1 V2…Vb和K值等级K1 K2…Kc及其他影响因素A1 A2…Ad，所划分不同档位各影响因素的阈值范围，并确定电芯所分的档位数n；
n＝(C1 C2…Ca)*(V1 V2…Vb)*(K1 K2…Kc)*(A1 A2…Ad) 。
5.一种基于ACOPOStrak柔性运输系统的电芯分档配组系统，其特征在于：包括以下单元：
上料单元，用于通过上料机器人将混档电芯抓取至ACOPOStrak的传送小车上；
电芯检测及档位划分单元，用于进行电芯来料检测、NG下线及档位Pi划分，i为档位等级1,2,3……；
电芯流向判断单元，用于根据是否为配组所需档位Pi电芯及档位Pi的缓存数量，判断电芯流向；
不足档位电芯上料单元，用于对不足档位电芯上料；
档位电芯配组单元，用于对分档i道的电芯根据配组规则通过传送小车依次转运至配组位，完成配组，由堆叠机器人抓取电芯下线；
所述电芯流向判断单元，具体实现步骤如下：
判断该电芯所属档位是否为配组所需档位，若属于配组所需档位，判断档位Pi在分档i道上所缓存的电芯数量是否小于通道i缓存阈值Yi，若小于分档i道缓存阈值Yi,该电芯通过传送小车转运至分档i道缓存；若大于分档i道缓存阈值Yi，则为多余档位电芯，该电芯通过传送小车经过快速通道至上下料i位实现多余档位电芯下线；若不属于配组所需要的档位，则为多余档位电芯，该电芯通过传送小车经过快速通道至上下料i位实现多余档位电芯下线；
其中，分档i道缓存阈值Yi为系统判断分档i道所缓存的电芯数量小于分档i道缓存阈值Yi，且检测位中无档位Pi电芯来料，系统下发不足档位上料指令至上下料i位为过程起点，上下料i位实现不足档位电芯上料，转运至电芯检测工位完成检测工序，最后转运至分档i道缓存为过程终点，完成此过程的时间为T(s)；一个模组中每一串电芯使用Pi档位的数量MPi；一个模组中每一串电芯数量M；产线效率E即处理每只电芯所需的时间；单位：s/只；
Yi＝T/(M*E/MPi)*1.5 。
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