锂电池自动化物流生产线的设计

前言

物流自动化是电子信息技术发展下的集成产物，是指多元化、多渠道建立的自动化设备系统，实现在生产过程中车间设备和设施的自动化管理。系统包括自动识别生产条码、自动检测、自动分拣、自动存取、追溯产品等功能，具有空间利用率高、存储效果好、出入库能力强等诸多优点。本文选择锂电池生产线作为研究对象，随着新能源动力汽车和智能手机的兴起，锂电池市场需求量的不断扩大，为保障生产过程中的产品质量，提升生产效率，电池生产厂家把自动化生产线引入到生产之中，用来解决锂电池生产线后半段生产效率低的问题。将自动化技术引入到锂电池生产线，可有效替代传统的生产方式，提升车间的信息化水平。因此，本文结合锂电池的生产工艺和生产流程，设计优化锂电池生产线的工作方式，实现生产自动化和管理信息化的相融合。

一、锂电池生产线自动化管理系统的设计

自动化物流系统是现代化生产线的发展方向，随着锂电池市场容量的不断扩大，对生产线的自动化、数字化、智能化的需求越来越强烈。锂电池自动化物流系统与其他行业生产线类似，主要是基于以立体仓库系统为中心，根据核心计算机控制系统的输入输出，采取自动分拣、自动运输、自动检测，与锂电池生产的烘烤、化成、分容、检测等工艺相结合，构造出完整的自动化物流系统。

图1 锂电池自动化物流系统组成

(1)电池存储仓库:通过自动化的立体仓库，对电池进行存储存放，保证电池本身互不影响，不受到外部环境的因素干扰，具有稳定的常温静置、高温静置的功能。

(2)运输系统:是立体仓库的外围运输设备，保障整个生产系统的高效运转，主要是负责运送空托盘、实托盘的运输生产线和穿梭车，是立体仓库和货物出入库的连接纽带。

(3)容量测试系统:主要包括容量测试机，把锂电池划分为不同的等级，再按照等级信息录入到数据库之中，为电池分级拣选提供保障。

(4)烘烤系统:对已经组装好的半成品锂电池进行烘烤作业。

(5)高温负压化成系统:完成电芯的充电功能，实现负压系统抽气。

(6)拆码盘机械手:具有托盘、垛拆盘及空托盘的收集功能，实现电池拆盘、组盘、寻找NG产品的自动化操作，降低和杜绝人工分选造成的错误。

(7)条码扫描系统:采用低功率的激光二极管，用来扫描托盘的条码信息，用来实现电池的跟踪、管理、记录货物库房位置、状态等信息内容。

二、锂电池生产线的工作流程设计

根据锂电池生产线后半段的工艺特点，应采取AGV、穿梭车、运输线等运输设备将生产各环节联系起来，构成完整的物流生产自动化系统，使生产线的工作效能大幅度提高。

步骤1：输送到立体仓库入口

自动输送线把托盘输送到出口站点，穿梭车进入到输送线的的出口位置，等待取出锂电池托盘，并将其运送至立体仓库的入口。

步骤2：产品烘烤

锂电池半成品由运输拉带进入到烘烤段工艺，在这个过程当中，由机械手按照流程抓取到空托盘中，由运输线和堆垛机进入到烘烤箱之中，进入到指定的环节。

步骤3：产品化成、分容

机械手按照流程一块块拣选到注液机当中，机械手拣选后的空托盘继续返回到烘烤间进行再次运输。完成注液及插钉作业的锂电池，进入到化成车间，在常温库内静置12个小时，之后再进行堆垛、运输到45摄氏度高温库进行静置6小时。由此按照生产工艺，依次循环，逐步进入到下一环节进行生产。

步骤4：输送到立体仓库目标货位

自动化管理系统根据生产工艺，当进入到定容、OCV1测试和OCV2测试、DCIR测试作业时，对合格的锂电池通过运输系统进入到分选环节，对合格的电池通过托盘运送至成品库中。测试不合格的电池则由人工进行二次处理。

三、结论

本文对锂电池自动化生产线的流程进行分析，提出优化自动化生产线的改进策略，基于以立体仓库为核心的自动化物流生产线系统的设计，不仅有效地提高了工作效率，增强系统的生产效能，而且还可保障电池的化成质量，实现锂电池生产线更加精确的控制和管理。

作者: 河南锂动电源有限公司肖政星/郭银良

来源: <<建筑工程技术与设计>