CN207366170U - 一种改进型电池自动化测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种改进型电池自动化测试系统，包括控制器、供电系统、机械手、测试设备、待测样品、PC机，其中，待测样品为电池；供电系统与控制器连接，控制器通过供电系统为机械手、测试设备、待测样品、PC机提供所需的电源电压频率；机械手用于抓取待测样品，机械手的输入端与控制器连接，控制器通过发送指令控制机械手进行抓取、搬运物件或操作工具的动作；测试设备与控制器、PC机、机械手分别连接，控制器通过测试设备为待测样品提供所需的状态，PC机与控制器连接；本实用新型同现有技术相比，能够降低对测试人员的依赖，减轻了测试人员的工作压力，使测试连贯，测试质量及测试效率都有较大的提高，降低了测试成本。

Description

一种改进型电池自动化测试系统

[技术领域]

本实用新型涉及电池产品测试技术领域，具体地说是一种改进型电池自动化测试系统。

[背景技术]

由于IT产品的迅速发展(智能手机、平板、笔记本及相关配件)，中国2016年的消费类电池测试和认证的市场规模已达到2亿人民币，并呈现以每年20％的年增长速度。消费类电池测试主要是关于可靠性、性能和安全测试。然而，由于环境、效率、设备的局限性，电池测试所占市场份额仍然很小。基于实验室所研发的STAS系统(安规测试自动化系统)能够优化设备利用率，简化工作流程、减少人工操作和人为误差，使测试数据数字化；同时，增加机械手自动上下料操作实现电池测试实现全自动化24小时运作，提高测试效率，降低测试成本。因此，若能提供一种基于机器人的根据联合国《关于危险品货物运输的建议书试验和标准手册》第38.3章节(以下简称UN38.3)的电池自动化测试系统，将具有非常重要的意义。

[实用新型内容]

本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种改进型电池自动化测试系统，能够降低对测试人员的依赖，减轻了测试人员的工作压力，使测试连贯，测试质量及测试效率都有较大的提高，降低了测试成本。

为实现上述目的设计一种改进型电池自动化测试系统，包括控制器1、供电系统、机械手2、测试设备、待测样品、PC机3，其中，所述待测样品为电池；所述供电系统与控制器1连接，所述控制器1通过供电系统为机械手2、测试设备、待测样品、PC机3提供所需的电源电压频率；所述机械手2用于抓取待测样品，所述机械手2的输入端与控制器1连接，所述控制器1通过发送指令控制机械手2进行抓取、搬运物件或操作工具的动作；所述测试设备与控制器1、PC机3、机械手2分别连接，所述控制器1通过测试设备为待测样品提供所需的状态，并记录工作过程中所需的数据；所述PC机3与控制器1连接，所述PC机3用于设定输入输出参数并提供自动化测试逻辑。

进一步地，还包括料仓状态监控系统，所述机械手2通过PLC、输入输出模块连接料仓状态监控系统，所述机械手2通过料仓状态监控系统实时监控料仓状态。

进一步地，所述测试设备包括预处理充放电柜4、低气压箱5、温度循环高低温箱6、振动台7、冲击台8、挤压仪10，所述预处理充放电柜4、低气压箱5、温度循环高低温箱6、振动台7、冲击台8依次连接，所述低气压箱5、温度循环高低温箱6用于提供不同测试环境，所述振动台7、冲击台8用于对电池进行振动、冲击测试。

进一步地，所述机械手2为加装通信模块并具有通信功能的机器人。

进一步地，所述控制器1为安规测试自动化系统，所述安规测试自动化系统包括测试装置、伺服电机驱动器、调压装置、上位机，所述测试装置连接安规检测仪器，所述测试装置包括控制主板，所述控制主板上设置有处理器，所述处理器上连接有I/O接口、RS232接口和RJ45接口；所述伺服电机驱动器连接控制主板且接收控制主板的指令；所述调压装置包括伺服电机和调压器，所述伺服电机在伺服电机驱动器的作用下驱动调压器输出预定电压，所述上位机连接至RJ45接口，所述接收安规检测仪器的检测数据并发出指令。

本实用新型同现有技术相比，提供了一种基于机器人的根据UN38.3的电池自动化测试系统，该电池自动化测试系统包括控制器、供电系统、机械手、测试设备、待测样品、PC机，通过PC机进行操作设定，可以对电池根据UN38.3标准进行自动化测试、自动化数据记录以及测试结果判断，该系统能够降低对测试人员的依赖，减轻了测试人员的工作压力，使测试连贯，测试质量及测试效率都有较大的提高，降低了测试成本。

[附图说明]

图1是本实用新型的原理框图一；

图2是本实用新型的原理框图二；

图3是本实用新型的测试设备流程图；

图中：1、控制器2、机械手3、PC机4、预处理充放电柜5、低气压箱6、温度循环高低温箱7、振动台8、冲击台9、短路仪10、挤压仪11、过充电充放电柜12、强制放电充放电柜。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作以下进一步说明：

如附图所示，本实用新型包括：控制器1、供电系统、机械手2、测试设备、待测样品、PC机3，其中，待测样品为电池；供电系统与控制器1连接，控制器1通过供电系统为机械手2、测试设备、待测样品、PC机3提供所需的电源电压频率；机械手2用于抓取待测样品，机械手2为标准定制并加装通信模块具有通信功能的机器人，机械手2的输入端与控制器1连接，控制器1通过发送指令控制机械手2进行抓取、搬运物件或操作工具等相关动作；测试设备与控制器1、PC机3、机械手2分别连接，控制器1通过测试设备为待测样品提供所需的状态，并记录工作过程中所需的数据；PC机3与控制器1连接，PC机3用于设定输入输出参数并提供自动化测试逻辑。

本实用新型还包括料仓状态监控系统，机械手2通过PLC、输入输出模块连接料仓状态监控系统，机械手2通过料仓状态监控系统实时监控料仓状态，机械手2在接受放置指令后，判断料仓状态，再决定是否放置，若该位置有物料，则报警；若无，则放置物料并完成。该机械手是能模仿人手的某些动作功能，并抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，其结构形式简单，专用性强在构造和性能上兼有人和机器各自的有点，有很强的作业准确性和对各种环境的适应性；项目使用的机械手采用运动轨迹的控制方式，在使用前先对机械手进行编程，实现各个位置的校准，以此来保证高度的动作一致性。

其中，测试设备包括预处理充放电柜4、低气压箱5、温度循环高低温箱6、振动台7、冲击台8、挤压仪10，预处理充放电柜4、低气压箱5、温度循环高低温箱6、振动台7、冲击台8依次连接，低气压箱5、温度循环高低温箱6用于提供不同测试环境，振动台7、冲击台8用于对电池进行振动、冲击测试。待测样品经过预处理充放电柜4进行预处理后，按所需进行的测试项目，分批流向低气压箱5、温度循环高低温箱6、振动台7、冲击台8、短路仪9、挤压仪10、过充电充放电柜11、强制放电充放电柜12，测试时，待测样品置于夹具中，由机械手2负责上料，测试结束后，机械手2将待测样品取下置于指定位置。

本实用新型中，控制器1为安规测试自动化系统，安规测试自动化系统包括测试装置、伺服电机驱动器、调压装置、上位机，测试装置连接安规检测仪器，测试装置包括控制主板，控制主板上设置有处理器，处理器上连接有I/O接口、RS232接口和RJ45接口；伺服电机驱动器连接控制主板且接收控制主板的指令；调压装置包括伺服电机和调压器，伺服电机在伺服电机驱动器的作用下驱动调压器输出预定电压，上位机连接至RJ45接口，接收安规检测仪器的检测数据并发出指令。该安规测试自动化系统具体内容可见专利申请号201620459386.7的专利申请，此处不赘述。该系统是我司自主研发并拥有知识产权的一种应用于电气安全测试领域的数据采集及运动控制平台，其创新性在于将自动控制技术的理念应用到安规检测，利用一个控制平台与包括供电系统、各种测试仪器及外围辅助装置在内的各种设备建立连接及通讯，并将标准要求的测试方法、判断逻辑以及操作流程，编译成机器语言，通过上位机控制，实现检测指令收发、检测数据采集以及测试结果判断的闭环控制及自动化操作。

整个测试流程中，测试人员只需操作以下步骤：1)样品及设备的连接：将测试样品置于测试前上料架中；2)程序设定：通过PC机进行程序设定，设定测试样品的输入输出参数，并选择所需进行的测试项目；3)程序启动：通过PC机启动测试程序；4)测试结束：待测试结束，对检测结果进行查看，并换上下一批测试样品。自动化测试系统会自动完成以下操作：充放电预处理、高空模拟测试、温度循环测试、振动测试、机械冲击测试、过充测试、过放测试、自动记录测试数据。

本实用新型中，(1)开关门机构改造：工作现场中的低气压箱、高低温箱的箱门结构均为传统机械式，必须通过人员推/拉操作，使门与箱体的卡扣闭合/分离，实现自动关门、开门目的；为了实现开关门自动执行动作，必须对箱门结构进行改造，通过增加电气装置和机械装置，从而实现对电信号到机械动作的执行转换，大大提高流程中的执行效率。(2)测试设备的通讯改造：现场中提供的低气压箱、高低温箱、短路仪均不具备通讯能力，尽管充放电柜、振动台、冲击台、挤压仪厂家自带有控制软件，但其软件封闭性强，不可以直接调用使用，造成流程中断。为了使项目测试流程化，需要将设备进行通讯改造至符合要求，同时要求相关厂家开放相关函数，以便系统调用。(3)电池预处理/过充/过放测试自动化系统：目前电池的预处理机制是通过人员将电池安置于充放电柜，并启用厂家控制软件，对每个电池进行预处理时间进行配置，最后执行完成，该过程中，放/取电池时间约为1min/pcs，每批次样品数量有45pcs，人员耗费大量时间在放/取电池，通过夹具设计、STAS、机械手应用，实现上下料的自动化，并自动采集数据。(4)电池低气压(温度循环)测试自动化系统：样品经过预处理，分批流向不同测试环节，低气压箱、温度循环高低温箱提供不同测试环境，尽管物料通过工装夹具的辅助，通过料盘实现整体一致，且机械手能够准确进行夹取、放置等复杂动作，但由于低气压测试、高低温测试耗时不一，造成测试环节局部堆积现象，STAS作为调度控制中心，通过增设料架作为缓冲区，控制机械手操作物料流向，及时分流。(5)电池振动/冲击测试自动化系统：人员需将电池样品放入相关夹具中，机械手负责上料，将电池样品放入振动台、冲击台中，依次进行振动测试、冲击测试，测试结束后，机械手并将物料取下置于指定位置。(6)料仓状态监控系统：机械手负责在料仓指定位置上下料，机械手实时监控料仓状态，在接受放置指令后，判断料仓状态，再决定是否放置，如果该位置有物料，则系统报警；如无，则放置物料并完成，形成闭环系统，防止物料相撞发生事故。

本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种改进型电池自动化测试系统，其特征在于：包括控制器(1)、供电系统、机械手(2)、测试设备、待测样品、PC机(3)，其中，

所述待测样品为电池；

所述供电系统与控制器(1)连接，所述控制器(1)通过供电系统为机械手(2)、测试设备、待测样品、PC机(3)提供所需的电源电压频率；

所述机械手(2)用于抓取待测样品，所述机械手(2)的输入端与控制器(1)连接，所述控制器(1)通过发送指令控制机械手(2)进行抓取、搬运物件或操作工具的动作；

所述测试设备与控制器(1)、PC机(3)、机械手(2)分别连接，所述控制器(1)通过测试设备为待测样品提供所需的状态，并记录工作过程中所需的数据；

所述PC机(3)与控制器(1)连接，所述PC机(3)用于设定输入输出参数并提供自动化测试逻辑。

2.如权利要求1所述的改进型电池自动化测试系统，其特征在于：还包括料仓状态监控系统，所述机械手(2)通过PLC、输入输出模块连接料仓状态监控系统，所述机械手(2)通过料仓状态监控系统实时监控料仓状态。

3.如权利要求1或2所述的改进型电池自动化测试系统，其特征在于：所述测试设备包括预处理充放电柜(4)、低气压箱(5)、温度循环高低温箱(6)、振动台(7)、冲击台(8)、挤压仪(10)，所述预处理充放电柜(4)、低气压箱(5)、温度循环高低温箱(6)、振动台(7)、冲击台(8)依次连接，所述低气压箱(5)、温度循环高低温箱(6)用于提供不同测试环境，所述振动台(7)、冲击台(8)用于对电池进行振动、冲击测试。

4.如权利要求3所述的改进型电池自动化测试系统，其特征在于：所述机械手(2)为加装通信模块并具有通信功能的机器人。

5.如权利要求4所述的改进型电池自动化测试系统，其特征在于：所述控制器(1)为安规测试自动化系统，所述安规测试自动化系统包括测试装置、伺服电机驱动器、调压装置、上位机，所述测试装置连接安规检测仪器，所述测试装置包括控制主板，所述控制主板上设置有处理器，所述处理器上连接有I/O接口、RS232接口和RJ45接口；所述伺服电机驱动器连接控制主板且接收控制主板的指令；所述调压装置包括伺服电机和调压器，所述伺服电机在伺服电机驱动器的作用下驱动调压器输出预定电压，所述上位机连接至RJ45接口，所述接收安规检测仪器的检测数据并发出指令。