CN114429146B - 一种用于电池生产作业的防错控制系统 - Google Patents

一种用于电池生产作业的防错控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于电池生产作业的防错控制系统，预先存储电池包装配所需的工艺流程，包括多个按照预定顺序执行的拧紧工艺步骤，每个拧紧工艺步骤包括扫码子步骤；将扫码获取的实际物料号与扫码子步骤对应的预定物料号进行匹配：匹配成功时，并下发拧紧控制信息以继续执行拧紧步骤；匹配不成功时，禁止继续执行拧紧步骤。通过拆解操作步骤显示给操作人员进行指导，判断操作人员是否按照正确的步骤执行，严格控制操作人员的操作步骤，确保电池包安装过程的准确性，避免人为出错，提高安装效率和产品稳定性，减少线下返修次数，降低生产成本。

Description

一种用于电池生产作业的防错控制系统
技术领域
本发明涉及电池装配技术领域，尤其涉及一种用于电池生产作业的防错控制系统。
背景技术
在电池生产过程中，尤其是螺栓装配过程，在装配螺栓时，并不只是安装一只螺栓，也不只是只涉及一种螺栓型号的装配，通常在螺栓装配工位，会装配多种型号的螺栓，不同型号的螺栓通常使用的拧紧枪也不同，并且，一种型号的螺栓肯能会装配多个，在这种复杂的情况下，操作人员在装配过程中由于疏忽可能会漏掉部分螺栓的装配，装配的电池包数量过多时，很可能造成合格率低下，装配效率低下，造成不必要的损失，此外，也有可能出现螺栓装配错位的情况，出现螺栓装配错误时，无法溯源。错装和漏装都会影响产品的质量和性能，造成工作效率低。
发明内容
基于现有技术中的问题，本发明提供一种用于电池生产作业的防错控制系统，旨在引导操作人员对电池包装配过程进行正确操作，减少漏装和错装的问题产生。
一种用于电池生产作业的防错控制系统，应用于电池包安装时螺栓的拧紧过程，包括：
扫描装置，用于进行扫码操作；
存储装置，预先存储电池包装配所需的工艺流程，工艺流程包括多个按照预定顺序执行的拧紧工艺步骤，每个拧紧工艺步骤包括按照对应的扫码子步骤；
第一控制器，分别连接扫描装置和存储装置，用于：
针对拧紧工艺步骤，将扫描装置扫码获取的实际物料号与按照所述预定顺序的的扫码子步骤对应的预定物料号进行匹配：
匹配成功时，记录扫码子步骤完成，并下发拧紧控制信息以继续执行拧紧步骤；
匹配不成功时禁止继续执行拧紧步骤。
进一步的，工艺流程还包括对电池包的扫码步骤；
扫描装置用于对电池包的标识码进行扫码操作；
第一控制器，还用于：根据电池包的标识码从存储装置中调用对应的工艺流程；
显示装置，连接第一控制器，用于显示工艺流程。
进一步的，第一控制器用于：
所述拧紧工艺步骤包括与所述扫码子步骤对应的拧紧子步骤；
在获取的实际物料号与按照所述预定顺序的扫码子步骤对应的预定物料号匹配时，下发拧紧控制信息至第二控制器，拧紧控制信息包括拧紧设定次数；
第二控制器，连接第一控制器，用于：
接收拧紧控制信息控制对应的拧紧枪开启，以允许操作人员使用拧紧枪在相应位置执行拧紧子步骤；
统计拧紧枪的拧紧次数，并判断拧紧次数是否已经达到拧紧控制信息中包含的拧紧设定次数：
当达到设定次数时，控制拧紧枪关闭，并将拧紧完成信号反馈给第一控制器；
当未达到设定次数时，继续控制拧紧枪开启；
第一控制器在接收到拧紧完成信号后记录拧紧子步骤已完成。
进一步的，第一控制器还用于：
当工艺流程中的步骤已完成时，将步骤的状态记为已完成状态；
当工艺流程中的步骤正在执行时，将步骤的状态记为正在执行状态；
当工艺流程中的步骤待执行时，将步骤的状态记为待执行状态。
显示装置还用于实时显示步骤的状态信息。
进一步的，显示装置还显示关于电池包返修的第一按钮；
第一控制器还用于：
基于第一按钮的触发事件产生返修信息，将返修信息发送至第三控制器，返修信息包括返修间的信息；
第三控制器，连接第一控制器，用于将返修信息下发至AGV小车；
AGV小车，与第三控制器建立连接，用于在接收返修信息之后，根据返修信息将电池包转运至返修间。
进一步的，显示装置还显示确定电池包装配完成的第二按钮；
第一控制器，还用于：
判断工艺流程中所有步骤是否均已完成：
当未完成时，控制第二按钮处于不可触状态；
当完成时，控制第二按钮处于可触发状态；
基于第二按钮的触发事件获取下一个工位信息，并将下一个工位信息发送至第三控制器；
第三控制器，还用于将下一个工位信息下发至AGV小车；
AGV小车，用于将装配完成的电池包转运至下一个工位。
进一步的，第一控制器还用于：
在扫描装置扫码获取的实际物料号与按照所述预定顺序的扫码子步骤对应的预定物料号不匹配时，产生第一提示信息。
进一步的，第一控制器还用于：对正在执行的步骤产生第二提示信息；
显示装置显示第二提示信息。
进一步的，显示装置还用于：显示与拧紧子步骤对应的拧紧参数，拧紧参数包括拧紧设定次数、扭力矩和套筒号；
在拧紧子步骤处于正在执行状态时，显示装置还显示拧紧子步骤需要拧紧的位置信息。
进一步的，所述第二控制器和所述第三控制器均为PLC控制器。
本发明产生的有益技术效果在于：通过拆解操作步骤显示给操作人员进行指导，判断操作人员是否按照正确的步骤执行，严格控制操作人员的操作步骤，确保电池包安装过程的准确性，避免人为出错，提高安装效率和产品稳定性，减少线下返修次数，降低生产成本。
附图说明
图1为本发明一种用于电池生产作业的防错控制系统的结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
参见图1，本发明公开了一种用于电池生产作业的防错控制系统，应用于电池包安装时螺栓的拧紧过程，包括：
扫描装置(1)，用于进行扫码操作；
存储装置(2)，预先存储电池包装配所需的工艺流程，工艺流程包括多个按照预定顺序执行的拧紧工艺步骤，每个拧紧工艺步骤包括对应的扫码子步骤；
第一控制器(4)，分别连接扫描装置(1)和存储装置(2)，用于：
针对拧紧工艺步骤，将扫描装置扫码获取的实际物料号与按照所述预定顺序的扫码子步骤对应的预定物料号进行匹配：
匹配成功时，记录扫码子步骤完成，并下发拧紧控制信息以继续执行拧紧步骤；
匹配不成功时禁止继续执行拧紧步骤。
第一控制器(4)通过判断扫描获取的物料号是否匹配来判断操作人员是否按照顺序执行操作步骤，当按照顺序执行时，则允许进行下一工艺步骤；当未按照顺序执行时，则禁止执行下一工艺步骤。
拧紧工艺步骤和拧紧工艺步骤之间具有第一预定顺序，每个拧紧工艺步骤中的子步骤具有第二预定顺序。每个拧紧工艺步骤包括至少一个扫码子步骤，只要一个扫码的实际物料号与同时符合第一预定顺序和第二预定顺序的扫码子步骤的预定物料号不匹配，则无法执行拧紧枪的开启工作。进一步的，如果不匹配，则产生提示信息，提醒操作人员未按照顺序执行
扫码子步骤包括物料扫码，物料包括螺栓。进一步的，工艺流程还包括对电池包的扫码步骤；
扫描装置(1)用于对电池包的标识码进行扫码操作；
第一控制器(4)，还用于：根据电池包的标识码从存储装置中调用对应的工艺流程；
显示装置(3)，连接第一控制器(4)，用于显示工艺流程。
显示装置按顺序显示工艺流程中的每一个步骤，并显示扫码子步骤对应的设定物料号。电池包类型不同涉及的螺栓装配的工艺流程不同，例如螺栓装配的数量、位置、型号等不同，因此，事先为不同类型的电池包制作不同的工艺流程，根据电池包的唯一标识码获取与之匹配的工艺流程显示给操作人员，使得操作人员可以按照显示的工艺流程进行装配操作，减少操作错误，提高操作效率。
进一步的，第一控制器(4)用于：
所述拧紧工艺步骤包括与所述扫码子步骤对应的拧紧子步骤；
在获取的实际物料号与按照所述预定顺序的扫码子步骤对应的预定物料号匹配时，下发拧紧控制信息至第二控制器，拧紧控制信息包括拧紧设定次数；
第二控制器(5)，连接第一控制器(4)，用于：
接收拧紧控制信息控制对应的拧紧枪(6)开启，以允许操作人员使用拧紧枪在相应位置执行拧紧子步骤；
统计拧紧枪(6)的拧紧次数，并判断拧紧次数是否已经达到拧紧控制信息中包含的拧紧设定次数：
当达到设定次数时，控制拧紧枪(6)关闭，并将拧紧完成信号反馈给第一控制器(4)；
当未达到设定次数时，继续控制拧紧枪(6)开启；
第一控制器(4)在接收到拧紧完成信号后记录拧紧子步骤已完成。
进一步的，第一控制器还用于：
在扫描装置扫码获取的实际物料号与按照所述预定顺序的扫码子步骤对应的预定物料号不匹配时，产生第一提示信息。
显示装置可以显示第一提示信息。
进一步的，第一控制器还用于：对正在执行的步骤产生第二提示信息；
显示装置显示第二提示信息。
具体的，对于正在执行的步骤，显示装置还对正在执行的步骤进行消息提醒即第二提示信息，消息提醒可以醒目的显示在显示装置上。消息提醒的字体可以比工艺流程更大的字体显示。消息提醒可以醒目的显示在显示装置显示屏的下方。
进一步的，显示装置还用于：显示与拧紧子步骤对应的拧紧参数，拧紧参数包括拧紧设定次数、扭力矩和套筒号；
在拧紧子步骤处于正在执行状态时，显示装置还显示拧紧子步骤需要拧紧的位置信息。
在本发明中，针对电池包安装过程，首先收集该安装工位关于电池包安装的生产步骤，制作工艺流程，预先录入到存储器中进行存储，在电池包到达工位之后，操作人员首先扫描电池包上的标识码，第一控制器调用相应的工艺流程控制显示装置显示，使得操作人员可以明确看到工艺流程的每个工艺步骤，操作人员按照显示的工艺步骤顺序进行操作。第一控制器判断操作人员是否按照正确的步骤执行操作，如果不是，则禁止执行下一步，如果正确，则可以进行下一步的执行。在所有工艺步骤均完成的情况下，第一控制器控制电池包放行，电池包被转运到下一个工位。
具体的，本发明采用MES系统(生产信息化管理系统)，或者使用MOM系统(制造运营管理系统)实现电池生产作业的防错指导。
电池包安装涉及多个型号的螺栓安装，不同型号螺栓可能配备不同的拧紧枪，或者匹配不同拧紧枪的套筒。
按照不同型号的螺栓安装步骤即拧紧工艺步骤进行排序，或者对按照不同的拧紧位置进行分类，通过分类进行拧紧工艺步骤排序。
每一个拧紧工艺步骤均包括扫码子步骤和匹配的拧紧子步骤，拧紧步骤中，控制器还设定好相应的拧紧参数，拧紧参数包括套筒号、扭力矩、拧紧次数等。例如，作为本发明的一个具体实施方式，其中一个拧紧工艺步骤包括BDU扫描和螺栓扫描两个扫码子步骤，在执行螺栓扫描步骤之前进行BDU扫描，在扫描获得的物料号和工艺流程中的物料号匹配时，才执行下一步的螺栓扫描步骤。螺栓扫描匹配之后开启拧紧枪进行拧紧操作。在制作工艺流程时，对相应的拧紧子步骤设定好拧紧参数，拧紧参数包括套筒号、扭力矩、拧紧次数等。BDU是指电池系统配电盒，属于电池分断装置，对BDU的识别码的扫描便于将来的追溯。
不同型号的螺栓被分类到不同的盒子中，通过对盒子上的识别码例如二维码进行扫码即螺栓扫码，使得操作人员按顺序拿到正确型号的螺栓，避免出错。
具体的，拧紧工艺步骤包括例如BDU拧紧、BIC(即电池信息采集器)支架(右侧)拧紧、BIC(右上)拧紧、高压线束负的拧紧等等。
BIC又称电池信息采集器，电池包一般具有多个电池信息采集器，通常位于不同位置，例如电池包右上部分，对于BIC的识别码进行扫描，便于将来的追溯。
进一步的，进行BDU拧紧时，需要6个螺栓，先进行BDU扫描，匹配物料号后，再进行螺栓扫码，匹配工艺流程相关步骤中关于螺栓的物料号，匹配之后，第一控制器下发拧紧控制信息，第二控制器根据拧紧控制信息下发程序号和使能信号给对应的拧紧枪，操作人员采用拧紧枪进行拧紧作业，完成一次拧紧通知第二控制器，第二控制器记录拧紧枪的拧紧次数，如果拧紧设定次数是6次，当拧紧枪作业达到6次时，完成此次的拧紧子步骤，上报第一控制器，反馈拧紧步骤完成。BDU拧紧的拧紧参数为套筒号为2，扭力矩为9.5，拧紧次数为6。
进一步的，完成BDU拧紧的之后，接下来是BIC支架(右侧)拧紧，先进行螺栓扫描，匹配物料号，拧紧参数为套筒号2，扭力矩9.5，拧紧次数为4。
进一步的，完成BIC支架(右侧)拧紧后，进行BIC(右上)扫描步骤，匹配物料号之后，进行对应的螺栓扫描，匹配螺栓物料号，之后执行拧紧步骤，拧紧参数为套筒号2，扭力矩9.5，拧紧次数为4。
进一步的，完成BIC(右上)拧紧后，继续对高压线束负扫码，匹配对应的物料号，之后对高压线束负BDU拧紧，拧紧参数为套筒号2，扭力矩9.5。
在电池包的装配过程中，还涉及更多的拧紧步骤，通过扫码子步骤和拧紧子步骤的配合完成电池包的装配，扫码一方面实现物料的追溯，另一方面使得操作人员严格按照步骤执行，避免随意安装出现错误的情况。
进一步的，第一控制器(4)还用于：
当工艺流程中的步骤已完成时，将步骤的状态记为已完成状态；
当工艺流程中的步骤正在执行时，将步骤的状态记为正在执行状态；
当工艺流程中的步骤待执行时，将步骤的状态记为待执行状态。
显示装置(3)还用于实时显示步骤的状态信息。
进一步的，步骤的不同状态采用不同的颜色显示。
优选的，不同的状态用不同的颜色进行标记，例如，已完成的步骤显示为绿色，正在执行显示为黄色，待执行的步骤显示为灰色。通过颜色对步骤的状态进行标记，便于操作人员直观的了解操作状态。
例如，正在执行的拧紧子步骤显示成黄色。完成一次拧紧子步骤时，该拧紧子步骤的颜色从黄色变成绿色。没有执行过的拧紧子步骤显示成灰色。进一步的，显示装置还显示关于电池包返修的第一按钮；
第一控制器(4)还用于：
基于第一按钮的触发事件产生返修信息，将返修信息发送至第三控制器，返修信息包括返修间的信息；
第三控制器(7)，连接第一控制器(4)，用于将返修信息下发至AGV小车(8)；
AGV小车(8)，与第三控制器(7)建立连接，用于在接收返修信息之后，根据返修信息将电池包转运至返修间。
Automated Guided Vehicle，简称AGV，为自动导航装置，又称AGV小车AGV。
具体的，第一按钮为图标，可以是具有NG字样的图标。在整个操作过程中，NG图标均处于可触发状态，当操作人员在安装过程中只要发现问题，例如发现螺栓被损坏等问题时，可以随时点击第一按钮，控制器控制电池包转运到返修车间进行返修。进一步的，显示装置(3)还显示确定电池包装配完成的第二按钮；
第一控制器(4)，还用于：
判断工艺流程中所有步骤是否均已完成：
当未完成时，控制第二按钮处于不可触状态；
当完成时，控制第二按钮处于可触发状态；
基于第二按钮的触发事件获取下一个工位信息，并将下一个工位信息发送至第三控制器(7)；
第三控制器(7)，还用于将下一个工位信息下发至AGV小车；
AGV小车(8)，用于将装配完成的电池包转运至下一个工位。
具体的，第二按钮可以是图标，可以是具有OK字样的图标。第二按钮只有在所有步骤被完成的情况下才成为可按状态。当存在步骤未被完成时，第二按钮显示成一种颜色，处于不可点击状态。当所有步骤完成时，第二按钮显示成另一种颜色，处于可点击状态，这个时候，操作人员点击第二按钮，确定所有步骤已经执行完毕，控制器获取下一个工位的信息，信息包括位置信息，并把下一个工位信息发送给AGV小车，第三控制器控制AGV小车运行取走安装完成的电池包，AGV小车根据下一个工位信息将电池包转运到下一个工位。
进一步的，第三控制器(7)为PLC控制器。
进一步的，第二控制器(5)为PLC控制器。
本发明通过拆解操作步骤显示给操作人员进行指导，判断操作人员是否按照正确的步骤执行，严格控制操作人员的操作步骤，确保电池包安装过程的准确性，避免人为出错，提高安装效率和产品稳定性，减少线下返修次数，降低生产成本。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于电池生产作业的防错控制系统，应用于电池包安装时螺栓的拧紧过程，其特征在于，包括：
扫描装置，用于进行扫码操作；
存储装置，预先存储所述电池包装配所需的工艺流程，所述工艺流程包括多个按照预定顺序执行的拧紧工艺步骤，每个所述拧紧工艺步骤包括对应的扫码子步骤；
第一控制器，分别连接所述扫描装置和所述存储装置，用于：
针对所述拧紧工艺步骤，将所述扫描装置扫码获取的实际物料号与按照所述预定顺序的所述扫码子步骤对应的预定物料号进行匹配：
匹配成功时，记录所述扫码子步骤完成，并下发拧紧控制信息以继续执行拧紧步骤；
匹配不成功时，禁止继续执行所述拧紧步骤；
显示装置，连接所述第一控制器，用于显示所述工艺流程；
所述拧紧工艺步骤包括与所述扫码子步骤对应的拧紧子步骤；
所述第一控制器用于：
在获取的所述实际物料号与按照所述预定顺序的所述扫码子步骤对应的预定物料号匹配时，下发所述拧紧控制信息至第二控制器，所述拧紧控制信息包括拧紧设定次数；
所述第二控制器，连接所述第一控制器，用于：
接收所述拧紧控制信息控制对应的拧紧枪开启，以允许操作人员使用所述拧紧枪在相应位置执行所述拧紧子步骤；
在所述拧紧子步骤处于正在执行状态时，所述显示装置还显示所述拧紧子步骤需要拧紧的位置信息。
2.如权利要求1所述的一种用于电池生产作业的防错控制系统，其特征在于，
所述工艺流程还包括对电池包的扫码步骤；
所述扫描装置用于对电池包的标识码进行扫码操作；
所述第一控制器，还用于：根据所述电池包的标识码从所述存储装置中调用对应的所述工艺流程。
3.如权利要求2所述的一种用于电池生产作业的防错控制系统，其特征在于，
所述第二控制器还用于：
统计所述拧紧枪的拧紧次数，并判断所述拧紧次数是否已经达到拧紧控制信息中包含的所述拧紧设定次数：
当达到所述设定次数时，控制所述拧紧枪关闭，并将拧紧完成信号反馈给所述第一控制器；
当未达到所述设定次数时，继续控制所述拧紧枪开启；
所述第一控制器在接收到所述拧紧完成信号后记录所述拧紧子步骤已完成。
4.如权利要求3所述的一种用于电池生产作业的防错控制系统，其特征在于，所述第一控制器还用于：
当所述工艺流程中的步骤已完成时，将所述步骤的状态记为已完成状态；
当所述工艺流程中的步骤正在执行时，将所述步骤的状态记为正在执行状态；
当所述工艺流程中的步骤待执行时，将所述步骤的状态记为待执行状态；
所述显示装置还用于实时显示所述步骤的状态信息。
5.如权利要求3所述的一种用于电池生产作业的防错控制系统，其特征在于，所述显示装置还显示关于电池包返修的第一按钮；
所述第一控制器还用于：
基于所述第一按钮的触发事件产生返修信息，将所述返修信息发送至第三控制器，所述返修信息包括返修间的信息；
所述第三控制器，连接所述第一控制器，用于将所述返修信息下发至AGV小车；
所述AGV小车，与所述第三控制器建立连接，用于在接收所述返修信息之后，根据所述返修信息将所述电池包转运至所述返修间。
6.如权利要求5所述的一种用于电池生产作业的防错控制系统，其特征在于，所述显示装置还显示确定电池包装配完成的第二按钮；
所述第一控制器，还用于：
判断所述工艺流程中所有步骤是否均已完成：
当未完成时，控制所述第二按钮处于不可触状态；
当完成时，控制所述第二按钮处于可触发状态；
基于所述第二按钮的触发事件获取下一个工位信息，并将下一个所述工位信息发送至所述第三控制器；
所述第三控制器，还用于将下一个所述工位信息下发至所述AGV小车；
所述AGV小车，用于将装配完成的所述电池包转运至下一个工位。
7.如权利要求2所述的一种用于电池生产作业的防错控制系统，其特征在于，所述第一控制器还用于：
在所述扫描装置扫码获取的实际物料号与按照所述预定顺序的所述扫码子步骤对应的预定物料号不匹配时，产生第一提示信息。
8.如权利要求2所述的一种用于电池生产作业的防错控制系统，其特征在于，所述第一控制器还用于：对正在执行的所述步骤产生第二提示信息；
所述显示装置显示所述第二提示信息。
9.如权利要求3所述的一种用于电池生产作业的防错控制系统，其特征在于，所述显示装置还用于：显示与所述拧紧子步骤对应的拧紧参数，所述拧紧参数包括所述拧紧设定次数、扭力矩和套筒号。
10.如权利要求5所述的一种用于电池生产作业的防错控制系统，所述第二控制器和所述第三控制器均为PLC控制器。
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