动力锂电池组生产线机械手控制系统的设计与实现

发布时间：2019-08-15 17:17

【摘要】：本课题来源于深圳市智优公司,旨在设计一条动力锂电池组的装配生产线,提高动力锂电池组的生产效率,促进动力锂电池组在电动汽车、电动大巴等领域的应用。该生产线要求装配机械手能够快速准确抓取提升机构上的工件,然后在传送带上对整个动力电池组进行装配。本文首先对国内外装配机械手的发展现状进行了简要介绍,然后分析了生产线的工艺流程和功能需求,搭建了装配机械手控制系统的硬件平台,提出了装配机械手精确重复定位的方法,设计了上下位机的CAN通信协议,设计了基于ARM+运动控制芯片模式的四轴运动控制器,编写了机械手的运动控制程序,最后对装配机械手进行了单工位调试和联机调试。具体的研究内容如下:1.首先,根据整条生产线的工艺流程和功能需求,搭建了装配机械手控制系统的硬件平台,对控制系统的传感器进行了选型,并确定了运动控制器的系统架构。2.其次,采用S升降速曲线以及基于模糊PID控制的位置伺服控制、激光传感器搜索提高了机械手的重复定位精度,完成了机械手对零部件的精确定位。3.参考CAN通信的报文帧格式,设计了上下位机的CAN通信协议,并且对上下位机之间的数据信息进行了定义,实现了上位机对整条生产线的数据管理和生产节拍管理。4.然后采用ARM+运动控制芯片的模式,设计LM3S9B96+PCL6045b的四轴运动控制器,编写了机械手的运动控制应用程序,实现了对单个工位机械手的工作流程的控制。5.最后对生产线装配机械手进行了单个工位的调试以及联机调试,测试了机械手的重复定位精度,并对调试过程中出现的异常情况提出了解决方法。目前,整条生产线装配机械手的装配、系统的硬件调试以及单工位机械手的装配运动控制调试已经完成,10个工位的装配机械手能够满足生产线的需求。整条生产线的联机调试正在进行当中。
【图文】：

图 1-1 装配机械手各组成之间的关系行机构构是机械手实现上下、升降、旋转等运动的机械部件，构成。爪：安装在手臂的末端，，它是根据目标物体的形状大小和吸附式。臂：机械手的主要执行部件，其作用是支撑手爪，并改械手的手臂一般具有多个自由度，即伸缩、回转、升降等身：安装手臂、动力驱动装置的支架。动机构配机械手实现各种运动的动力装置，它一般由动力系统置构成。常见的驱动方式有：液压驱动、气压驱动、电以液压驱动、气压驱动、电机驱动用得最多。制系统

第二章 锂电池组装配机械手的系统架构及总体设计第二章 锂电池组装配机械手的系统架构及总体设计力锂电池组装配生产线概况力锂电池装配生产线用于完成锂离子动力电池的组装、充放电测试等产过程进行全方位的监控和信息管理。每个动力电池由 14 个已封装组层层叠加，并进行串、并联连接完成额定电压输出，并由 MCU 控完成电池的充放电管理。因此，生产线的来料包括电池模组和 MCU 控等，生产线控制系统的主要任务是操纵装配机械手执行来料的抓取品的搬运工作，最后进行充放电测试。动力锂电池组是由 14 个已封模组，以及模组两侧的 PCB 板和水箱构成，如图 2-1 所示。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM912;TP241

【参考文献】

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1 沈红星;一种基于RS485总线的网络协议及其实现方法[J];单片机与嵌入式系统应用;2003年06期

本文编号：2527121