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锂电池生产中的机器人应用方案 在锂电池生产中的生产过程中，要把成品从生产线上自动取下来，送到检测处通过智能图 像处理系统进行外观检验，然后把合格产品送入特定的包装容器内，把不合格的产品送入另 一容器内。这是欧洲最大的 电池生产厂家Sonnenschein 在电池生产中包装前的最后一个环节，而在整个电池生产过程 中有部分工位应用的是百格拉的码垛机器人。尽管这些机器人所完成的功能不完全一样，但 采用相同的拖盘，便于不同工位产品的流通和通用。本文就以最后外观检测所用机器人和视 觉系统为例进行简单的介绍。 一 供料机构的组成及工作过程 http:87 图1 给出了一个标准的批量供货机构原来图，它由拖盘摞升降部分，拖盘水平运动部分 和一个二维XZ 机器手组成。图 1 的例子中拖盘摞升降部分共有八个拖盘，实际上一摞有 14 个小拖盘。由直线运动单元带动上下任意精确运动。工作时把最顶部第一个拖盘升高到 比水平运动轴高出一定高度后停止，然后水平轴向第一个托盘运动，使所带的拖板处于第一 个拖盘下面。然后升降轴下降使第一个拖盘处于水平轴的拖板上。然后升降轴升高10mm, 接 着水平轴向回运动把该托盘带到二维XZ 机器手前面。XZ 二维机器手先逐个搬运第一排的 零件，搬运后处理完再放回原处。当一排零件被处理完后，水平运动轴再向前运动使第二排 的零件处于机器手可以抓取的位置上。如此类推直到处理完最后一排的零件后，水平运动轴 再把该托盘送回到升降轴的原来位置。然后处理下一个托盘的零件，如此进行下去，直到处 理完最后一个托盘上的全部零件。 图 1： 原理性结构示意图 图2 ： 为Sonnenschein 制做的零件检测机器人 二 机器人型号及参数 图2 所示的供料系统一次最多有14 个托盘。每个托盘的尺寸是320*250*35mm，装有 100 个电池，每个电池的重量为10 克。采用一次抓5 个电池的吸盘手爪，平均每5 秒完成 一次五个零件的搬运，检测和放回托盘内。每交换一次托盘用时4 秒，每个运动部分的重服 定位精度为0.1mm 。 升降轴采用两根PAS42BB 组成的龙门式结构，最大负重可达80 公斤。水平运动轴采用 两根PAS41BR ，最大负重可达20 公斤。XZ 二维机器人的X 轴采用PAS42BB ，而Z 轴采 用LM-A41BB 。运动速度高达60 米/分钟。手爪为吸盘，一次抓住五个零件。 三 视觉系统简介 视觉检测系统采用德国VC 公司的智能相机VC4466C 彩色智能相机，配CCD 传感器， 分辨率是1024*768 像素，逐行扫描输出信号，每秒输出20 帧图像。曝光时间从5us 到20s, 可以软件设置。采用TI 公司DSP ，每秒可以执行的操作为8000MIPS （=每秒百万次操作）。 配4MB 闪存和 64MB 数据储存器。带有4 路可编程输入口和4 路可编程输出口，1 个RS232 接口，带有SXGA 视频输出和可选以太网输出接口。其整体体积为 110*50*35mm,整体重量 250 克，24V ＤＣ供电。 采用模板匹配算法来快速检验电池的下面数据： 1、表面颜色一致性否， 2 、图案有无不清楚，不完整的地方， 3、文字有无错误。 采用示教方法把表面合格的电池摄取下来作为标准模板，然后每次把所照到电池的图像进行 对比，从而实现上面的检测功能。VC4466C 彩色智能相机的优点是在相机曝光读取一幅新 图像时不占用DSP 资源，DSP 可以用来完成模板匹配处理工作。采集一幅图像的时间为50ms, 而完成一次模板匹配的时间是 100ms。所有一个智能相机系统就可以完成5 个电池的检测 工作。有关VC 智能相机及处理软件方面的详细资料请与李刚联系 （shenyangligang@163.com）。 四 控制系统及减速机 整个机器人系统采用百格拉公司TLCC CAN 总线控制系统，通过CANBus 控制各个轴 的运动。TLCC 根据来自VC4466C 智能相机的检测结果来把电池放回原处，或放到不合格 产品箱内。各种运动轴全部采用TLC5 系列智能驱动器，它接收来自TLCC 的运动命令。各 个轴所配的行星减速机是德国Neugart 公司的PLE 系列精密行星减速机。整个系统采用4 个PLE 系列精密行星减速机和4 个可编程，带运动控制功能的智能伺服驱动器系统TLC534 。 五 结束语 本文介绍了对大批量供料机器人的结构及工作过程。由直角坐标机器人组成的上料下 料，搬运机器人适用于很多种应用，而且比其它结构的机器人成本低，效率高，在欧洲被广 泛应用