CN115196333A - 一种电池极片智能称重机的控制系统 - Google Patents

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周志荣
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Abstract

本发明公开了一种电池极片智能称重机的控制系统，涉及电池极片加工设备技术领域，包括驱动单元、控制系统单元、监控单元以及警报单元；所述驱动单元包括上料模块、吸料转送模块、称重模块以及分料模块；所述控制系统包括伺服控制系统、操作面板以及显示屏，伺服控制系统与驱动单元连接，用于控制所述上料模块、吸料转送模块、称重模块以及分料模块的伺服驱动装置；所述监控单元包括布设在上料仓一侧的光电开关传感器，所述光电开关传感器用于对上料仓内吸取端的大方片上料进行监测；本发明通过布设取料机构以及放料机构同步配合，使得上料、称重以及分料同步自动化进行，有效提高了对电池极片的称重分选效率，且稳定性更高。

Description

一种电池极片智能称重机的控制系统
技术领域
本发明涉及电池极片加工设备技术领域，具体涉及一种电池极片智能称重机的控制系统。
背景技术
电池极片的一致性是指一组电池极片其重量大小和形状尺寸大小位于一个特定区间内，可根据厂家要求将重量大小和形状尺寸大小划分为若干区间；另外一致性也包括极片涂布的厚度等等；在电池极片生产过程中，电池极片的一致性直接影响电池寿命，但是由于存在的制造误差，电池极片往往重量不同，因此在生产过程中，一般要对电池极片按重量进行分档收集。
在现有技术中，电池极片称重分选设备通常采用一组吸料机械手，首先将码垛后的电池极片吸取并移动至称重仪上进行称重，称重完毕后，再通过该组吸料机械手将电池极片转移至储料仓内，上料、称重以及分选不能实现同步化进行，分选效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池极片智能称重机的控制系统，解决以下技术问题：
电池极片上料、称重以及分选不能实现同步化进行，分选效率低。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种电池极片智能称重机的控制系统，包括驱动单元、控制系统单元、监控单元以及警报单元；
所述驱动单元包括上料模块、吸料转送模块、称重模块以及分料模块；
所述控制系统包括伺服控制系统、操作面板以及显示屏，伺服控制系统与驱动单元连接，用于控制所述上料模块、吸料转送模块、称重模块以及分料模块的伺服驱动装置；
所述监控单元包括布设在上料仓一侧的光电开关传感器，所述光电开关传感器用于对上料仓内吸取端的大方片上料进行监测；
所述警报单元用于监控本系统的运行状态，在系统出现异常的时候警报单元向控制系统单元发送异常信号，控制系统单元向伺服控制系统发送暂停信号。
优选的，上料模块包括布设在机架内的两组用于对电池极片进行储存的上料仓；
吸料转送模块包括用于吸取电池极片的取料机构以及放料机构，吸料转送模块还包括驱动机构，驱动机构用于带动取料机构以及放料机构同步移动；
称重模块包括布设在上料模块一侧的两组用于对电池极片进行称量称重秤；
分料模块包括布设在称重秤远离上料模块一侧的储料板，储料板上等距布设有多组用于对电池极片进行分档储存的分料仓。
优选的，操作面板用于对伺服驱动装置的工艺参数进行设定；
显示屏用于显示所设定工艺参数，并与操作面板交互。
优选的，取料机构以及放料机构均包括两组相对布设在L型支板底端的限位板；
对于取料机构，限位板末端与取料气缸固定连接；
对于放料机构，所述限位板末端与放料气缸固定连接，取料气缸以及放料气缸伸缩端固定连接定位板，定位板两侧相对布设有多组吸取端头，吸取端头通过管道以及真空电磁阀与真空发生器连接。
优选的，上料模块还包括用于推动电池极片在上料仓内滑动的承接板；承接板与布设在机架内的升降机构连接。
升降机构包括布设在机架底部的第二电机，第二电机通过第一支杆与底板固定连接；底板上相对固定安装两组导杆，导杆末端与顶板固定连接；
其中，所述第二电机输出端固定连接螺杆，螺杆上螺纹套设螺母，螺母与滑动布设在导杆间的滑板固定连接，所述滑板上两侧相对布设两组推杆，推杆滑动贯穿顶板与承接板固定连接。
优选的，监测单元用于执行如下上料步骤：
a、光电开关传感器监测上料仓内的电池极片，获得监测信号后，将监测信号发送至伺服控制系统；
b、伺服控制系统向驱动机构以及取料机构发送执行信号，驱动机构带动取料机构将最顶端电池极片吸取后放置在称重秤上进行称量；
c、伺服控制系统向第二电机发送执行信号，第二电机输出端带动螺杆转动，螺母在螺杆上移动的过程中带动滑板上升，滑板通过推杆推动承接板在上料仓内滑动，将电池极片推动至上料仓的吸取端，以使光电开关传感器再次获得监测信号再次进行吸取上料。
优选的，上料仓按照排列顺序依次标记为{A1、A2……An}，各组上料仓分别对应预设的重量范围{Pn，Qn}。
优选的，伺服控制系统包括获取模块、判断模块以及控制器；
获取模块用于获取上料仓、称重秤以及分料仓在机架内的位置坐标并上传至控制器；
获取模块还用获取电池极片在称重秤上的称重数值M并上传至控制器；
判断模块基于获取到的电池极片实际称重数值M与预设重量范围{Pn，Qn}进行对比，得到判断结果；
控制器基于获取的判断结果将执行信号发送至上料模块、吸料转送模块、称重模块以及分料模块的伺服驱动装置以将电池极片放入与重量范围{Pn，Qn}相对应的上料仓内。
优选的，警报单元包括报警器，警报单元向报警器发出报警信号以提醒工作人员过来查看。
本发明的有益效果：
(1)本发明放料机构移动至称重秤上对电池极片进行吸取的同时，取料机构刚好复位移动至上料仓上方，取料机构同步将上料仓的再一组电池极片进行吸取，放料机构移动至分料组件上方时，取料机构移动至称重秤上方，将该组电池极片放置于称重秤上进行称重，本发明通过布设取料机构以及放料机构同步配合，使得上料、称重以及分料同步自动化进行，有效提高了对电池极片的称重分选效率，且稳定性更高；
(2)本发明警报单元用于监控本系统的运行状态，用于在系统出现异常的时候警报单元向控制系统单元发送异常信号，控制系统单元向伺服控制系统发送暂停信号，保证设备稳步运行。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明电池极片智能称重机的控制系统的流程示意图；
图2是本发明电池极片智能称重机的立体结构示意图一；
图3是本发明电池极片智能称重机的立体结构示意图二；
图4是本发明电池极片智能称重机的控制系统中驱动机构的结构示意图；
图5是本发明电池极片智能称重机的控制系统中称重秤的结构示意图；
图6是本发明电池极片智能称重机的控制系统中升降机构的结构示意图；
图7是本发明电池极片智能称重机的控制系统中上料仓的结构示意图；
图8是本发明电池极片智能称重机的控制系统中吸取端头的结构示意图；
图9是本发明电池极片智能称重机的控制系统中分料仓的结构示意图。
图中：1、机架；2、驱动机构；3、上料模块；4、升降机构；5、称重秤；6、分料模块；7、放料机构；8、取料机构；9、操作面板；201、支撑板；202、驱动箱体；203、L型支板；203、L型支板；204、第一电机；301、上料板；302、上料仓；303、L型导料板；401、第二电机；402、第一支杆；403、底板；404、螺杆；405、螺母；406、滑板；407、导杆；408、顶板；409、推杆；410、承接板；501、支架；601、储料板；602、挡料板；603、分料仓；701、限位板；702、放料气缸；703、定位板；704、吸取端头；801、取料气缸；901、报警器；902、显示屏；903、光电开关传感器。
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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-3，本发明为一种电池极片智能称重机的控制系统，包括驱动单元、控制系统单元、监控单元以及警报单元；
驱动单元包括上料模块3、吸料转送模块、称重模块以及分料模块6；上料模块3包括布设在机架1内的两组用于对电池极片进行储存的上料仓302；吸料转送模块包括用于吸取电池极片的取料机构8以及放料机构7，取料机构8与放料机构7结构相同，吸料转送模块还包括驱动机构2，所述驱动机构2用于带动取料机构8以及放料机构7同步移动；称重模块包括布设在上料模块3一侧的两组用于对电池极片进行称量称重秤5，所述称重秤5通过支架501布设在机架1内，在本发明的一个实施例中，称重秤5采用现有技术中电子秤，并未在此赘述；
分料模块6包括布设在称重秤5远离上料模块3一侧的储料板601，所述储料板601上等距布设有多组用于对电池极片进行分档储存的分料仓603，各组分料仓603由相对布设的两组挡料板602围合形成，在本发明的一个实施例中，各组分料仓603所述储存电池极片的重量范围不同，具体可根据实际生产需求进行预设；
控制系统包括伺服控制系统、操作面板9以及显示屏902，所述伺服控制系统与驱动单元连接，用于控制所述上料模块3、吸料转送模块、称重模块以及分料模块6的伺服驱动装置；
操作面板9用于对伺服驱动装置的工艺参数进行设定；
显示屏902用于显示所设定工艺参数，并与操作面板9交互，显示内容包括主操作界面、调试界面、系统设置、输出监控、输入监控以及分档设定；
本发明通过布设取料机构8以及放料机构7同步配合，使得上料、称重以及分料同步自动化进行，有效提高了对电池极片的称重分选效率，且稳定性更高。
请参阅图4-图6，驱动机构包括驱动箱体202，驱动箱体202通过支撑板201固定安装于机架1内，驱动箱体202端部设有第一电机204，第一电机204通过布设在驱动箱体202内的同步带模组与两组L型支板203固定连接，两组L型支板203分别与取料机构8以及放料机构7固定连接；启动第一电机204，第一电机204输出端在带动同步带传动的过程中通过L型支板203带动取料机构8以及放料机构7移动；
请参阅图7，取料机构8以及放料机构7均包括两组相对布设在L型支板203底端的限位板701，对于取料机构8，所述限位板701末端与取料气缸801固定连接，对于放料机构7，所述限位板701末端与放料气缸702固定连接，所述取料气缸801以及放料气缸702伸缩端固定连接定位板703，定位板703两侧相对布设有多组吸取端头704，吸取端头704通过管道以及真空电磁阀与真空发生器连接；在本发明的一个实施例中，通过在取料机构8以及放料机构7均相对布设两组取料气缸801以及放料气缸702，可以同步对两组上料仓302内的电池极片同时进行吸取，进而可以有效提高吸取称重效率；
请参阅图8-图9，上料模块3包括两组相对布设在上料板301上的L型导料板303，两侧L型导料板303围合形成用于储存电池极片的上料仓302；
上料模块3还包括用于推动电池极片在上料仓302内滑动的承接板410；所述承接板410与布设在机架1内的升降机构4连接；
升降机构4包括布设在机架1底部的第二电机401，第二电机401通过第一支杆402与底板403固定连接；所述底板403上相对固定安装两组导杆407，所述导杆407末端与顶板408固定连接；
其中，所述第二电机401输出端固定连接螺杆404，螺杆404上螺纹套设螺母405，螺母405与滑动布设在导杆407间的滑板406固定连接，所述滑板406上两侧相对布设两组推杆409，推杆409滑动贯穿顶板408与承接板410固定连接；将待称重的电池极片依次放置在上料仓302内，通过布设在上料仓302内的承接板410对电池极片组进行支撑。
监控单元包括布设在上料仓302一侧的光电开关传感器903，光电开关传感器903与伺服控制系统交互，所述光电开关传感器903用于对上料仓302内吸取端的大方片上料进行监测；
上料监测步骤如下：
a、光电开关传感器903监测上料仓302内的电池极片，获得监测信号后，将监测信号发送至伺服控制系统；
b、伺服控制系统向驱动机构2以及取料机构8发送执行信号，驱动机构2带动取料机构8将最顶端电池极片吸取后放置在称重秤5上进行称量；
c、伺服控制系统向第二电机401发送执行信号，第二电机401输出端带动螺杆404转动，螺母405在螺杆404上移动的过程中带动滑板406上升，滑板406通过推杆409推动承接板410在上料仓302内滑动，将电池极片推动至上料仓302的吸取端，以使光电开关传感器903再次获得监测信号。
作为本发明一种优选的实施方式，上料仓302按照排列顺序依次标记为{A1、A2……An}，各组上料仓302分别对应预设的重量范围{Pn，Qn}；其中，重量范围{Pn，Qn}可以根据电池极片实际生产情况进行分档设定；
伺服控制系统包括获取模块、判断模块以及控制器，获取模块用于获取上料仓302、称重秤5以及分料仓603在机架1内的位置坐标并上传至控制器；
获取模块还用获取电池极片在称重秤5上的称重数值M并上传至控制器；
判断模块基于获取到的电池极片实际称重数值M与预设重量范围{Pn，Qn}进行对比，得到判断结果；
控制器基于获取的判断结果将执行信号发送至上料模块3、吸料转送模块、称重模块以及分料模块6的伺服驱动装置以将电池极片放入与重量范围{Pn，Qn}相对应的上料仓302内。
警报单元用于监控本系统的运行状态，用于在系统出现异常的时候警报单元向控制系统单元发送异常信号，控制系统单元向伺服控制系统发送暂停信号，其中，警报单元包括报警器901，警报单元向报警器901发出报警信号以提醒工作人员过来查看。
实施例2
在本实施例中，电池极片智能称重机的控制系统，执行如下控制步骤：
S1、光电开关传感器903监测上料仓302内的电池极片，获得监测信号后，将监测信号发送至伺服控制系统；伺服控制系统向驱动机构2以及取料机构8发送执行信号；
S2、第一电机204输出端在带动同步带传动的过程中通过L型支板203带动取料机构8以及放料机构7移动，带动取料机构8移动至上料仓302；
S3、取料气缸801推动定位板703朝向上料仓302内电池极片的方向移动，使得吸取端头704与电池极片紧密贴合，开启真空电磁阀，真空发生器通过管道在吸取端头704处产生真空负压，以将电池极片吸取固定；
S4、同步带传动带动取料气缸801移动至称重秤5上方，取料气缸801推动定位板703朝向称重秤5的方向移动至预设高度；关闭真空电磁阀，吸取端头704处压力与外界压力处于平衡状态，电池极片在重力的作用下落至称重秤5；
S5、判断模块基于获取到的电池极片实际称重数值M与预设重量范围{Pn，Qn}进行对比，得到判断结果；通过同步带传动带动放料机构7移动至称重秤5上方；
S6、放料气缸702推动定位板703朝向称重秤5的方向移动，使得吸取端头704与电池极片紧密贴合；开启真空电磁阀，真空发生器通过管道在吸取端头704处产生真空负压将电池极片吸取固定；取料机构8同步将上料仓302的再一组电池极片进行吸取；
S7、同步带传动驱动取料机构8移动将电池极片放置在称重秤5上进行称量，而后驱动放料气缸702移动至相应重量范围的分料仓603上方，放料气缸702推动定位板703朝向分料仓603的方向移动至预设高度；关闭真空电磁阀，吸取端头704处压力与外界压力处于平衡状态，电池极片在重力的作用下落至分料仓603内。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种电池极片智能称重机的控制系统，其特征在于，包括驱动单元、控制系统单元、监控单元以及警报单元；
所述驱动单元包括上料模块(3)、吸料转送模块、称重模块以及分料模块(6)；
所述控制系统包括伺服控制系统、操作面板(9)以及显示屏(902)，伺服控制系统与驱动单元连接，用于控制所述上料模块(3)、吸料转送模块、称重模块以及分料模块(6)的伺服驱动装置；
所述监控单元包括布设在上料仓(302)一侧的光电开关传感器(903)，所述光电开关传感器(903)用于对上料仓(302)内吸取端的大方片上料进行监测；
所述警报单元用于监控本系统的运行状态，在系统出现异常的时候警报单元向控制系统单元发送异常信号，控制系统单元向伺服控制系统发送暂停信号。
2.根据权利要求1所述的一种电池极片智能称重机的控制系统,其特征在于，上料模块(3)包括布设在机架(1)内的两组用于对电池极片进行储存的上料仓(302)；
吸料转送模块包括用于吸取电池极片的取料机构(8)以及放料机构(7)，吸料转送模块还包括驱动机构(2)，驱动机构(2)用于带动取料机构(8)以及放料机构(7)同步移动；
称重模块包括布设在上料模块(3)一侧的两组用于对电池极片进行称量称重秤(5)；
分料模块(6)包括布设在称重秤(5)远离上料模块(3)一侧的储料板(601)，储料板(601)上等距布设有多组用于对电池极片进行分档储存的分料仓(603)。
3.根据权利要求1所述的一种电池极片智能称重机的控制系统,其特征在于，操作面板(9)用于对伺服驱动装置的工艺参数进行设定；
显示屏(902)用于显示所设定工艺参数，并与操作面板(9)交互。
4.根据权利要求2所述的一种电池极片智能称重机的控制系统,其特征在于，取料机构(8)以及放料机构(7)均包括两组相对布设在L型支板(203)底端的限位板(701)；
对于取料机构(8)，限位板(701)末端与取料气缸(801)固定连接；
对于放料机构(7)，限位板(701)末端与放料气缸(702)固定连接；取料气缸(801)以及放料气缸(702)伸缩端固定连接定位板(703)，定位板(703)两侧相对布设有多组吸取端头(704)，吸取端头(704)通过管道以及真空电磁阀与真空发生器连接。
5.根据权利要求4所述的一种电池极片智能称重机的控制系统,其特征在于，上料模块(3)还包括用于推动电池极片在上料仓(302)内滑动的承接板(410)；承接板(410)与布设在机架(1)内的升降机构(4)连接；
升降机构(4)包括布设在机架(1)底部的第二电机(401)，第二电机(401)通过第一支杆(402)与底板(403)固定连接；底板(403)上相对固定安装两组导杆(407)，导杆(407)末端与顶板(408)固定连接；
其中，所述第二电机(401)输出端固定连接螺杆(404)，螺杆(404)上螺纹套设螺母(405)，螺母(405)与滑动布设在导杆(407)间的滑板(406)固定连接，所述滑板(406)上两侧相对布设两组推杆(409)，推杆(409)滑动贯穿顶板(408)与承接板(410)固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种电池极片智能称重机的控制系统,其特征在于，监测单元用于执行如下上料步骤：
a、光电开关传感器(903)监测上料仓(302)内的电池极片，获得监测信号后，将监测信号发送至伺服控制系统；
b、伺服控制系统向驱动机构(2)以及取料机构(8)发送执行信号，驱动机构(2)带动取料机构(8)将最顶端电池极片吸取后放置在称重秤(5)上进行称量；
c、伺服控制系统向第二电机(401)发送执行信号，第二电机(401)输出端带动螺杆(404)转动，螺母(405)在螺杆(404)上移动的过程中带动滑板(406)上升，滑板(406)通过推杆(409)推动承接板(410)在上料仓(302)内滑动，将电池极片推动至上料仓(302)的吸取端，以使光电开关传感器(903)再次获得监测信号再次进行吸取上料。
7.根据权利要求6所述的一种电池极片智能称重机的控制系统,其特征在于，上料仓(302)按照排列顺序依次标记为{A1、A2……An}，各组上料仓(302)分别对应预设的重量范围{Pn，Qn}。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种电池极片智能称重机的控制系统,其特征在于，伺服控制系统包括获取模块、判断模块以及控制器；
获取模块用于获取上料仓(302)、称重秤(5)以及分料仓(603)在机架(1)内的位置坐标并上传至控制器；
获取模块还用获取电池极片在称重秤(5)上的称重数值M并上传至控制器；
判断模块基于获取到的电池极片实际称重数值M与预设重量范围{Pn，Qn}进行对比，得到判断结果；
控制器基于获取的判断结果将执行信号发送至上料模块(3)、吸料转送模块、称重模块以及分料模块(6)的伺服驱动装置以将电池极片放入与重量范围{Pn，Qn}相对应的上料仓(302)内。
9.根据权利要求8所述的一种电池极片智能称重机的控制系统,其特征在于，警报单元包括报警器(901)，警报单元向报警器(901)发出报警信号以提醒工作人员过来查看。
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