来料信息管理系统论文

摘要：目前，动力锂电池行业内普遍采用的锂电池烘烤方式都是将电池放入夹具中，然后通过搬运系统将夹具运送到干燥箱或者烘烤工位中进行一站式烘烤，这种方式很难确保每个位置电池参数的一致性。为突破这一问题，通过将移动式单体干燥箱从上一个工位传送到下一个工位，以对多个移动式干燥箱进行多站传递式烘烤，从而大大提高烘烤后电池参数的一致性。下面小编整理了一些《来料信息管理系统论文 (精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

来料信息管理系统论文 篇1：

金华婺城区：精准扶贫出实招

浙江省金华市婺城区，为金华的核心区，是浙江中西部的经济、文化中心。但即便在这个发达区域，其城乡二元结构仍十分明显，特别是占全区总面积三分之一的山区仍欠发达，沙畈、塔石、莘畈、若阳、岭上等五个山区乡，有97个低收入农户集中村，低收入人口5.19万人。

五个山区乡大部分处在饮用水源保护区，受历史原因、生态环境保护和地理条件等制约，长期面临“出行难、就业难、上学难、购物难、通信难、发展难、增收难、居住条件改善难”等难题。

如何实现全面小康一个乡镇也不能掉队?婺城区为此做了很多精心的工作。

转型，助农增收

机声隆隆，一台台缝纫机前工人们熟练地操作着。沙畈银坑村来料加工车间一派繁忙的景象。在现场，一对老年夫妻引起了我们注意，“在这里5年了，现在我们一年能有3万元左右的收入。”男主人脸上洋溢着幸福的笑容。

范芳平是沙畈本地人。2006年到义乌承接塑料花业务，经过几年发展已在义乌国际商贸城开了门店，并转型办起了工厂，规模不断壮大，年出口销售额近2000万元。目前仅在沙畈乡就设了7个来料加工点，加工人员140多名。

范芳平介绍说，政府为鼓励农村困难家庭成员从事来料加工，根据来料加工工资额(通过爱心卡发放工资单为准)给予5%的补助，最高不超过人均每年2000元。对在山区或移民村有固定集中加工点且带动30人以上从事来料加工、年发放加工费在30万元以上的来料加工经营人原则上按加工费5%左右给予以奖代补。

婺城区农办主任倪玉奎介绍说，经过多年发展，婺城区已成为来料加工大区，其产业成为婺城农村百姓增收的主要渠道之一。据统计，目前该区有503名经纪人，1.6万余人从事来料加工，仅2016年，到12月底就发放来料加工费2.5亿元。

结对扶贫，重实效

“在下派驻村指导员换届之际，我村两委，根据琴坛百姓的请求，恳请市文化局陶冶同志能继续留任!”在金华市农办，箬阳乡副乡长兼琴坛村支部书记廖祥海向市农办副调研员张少华说道。

琴坛村位于婺城区南部山区，距金华城区一个半小时车程，因其地势较高，山峰险峻，有“江南九寨沟，浙中小西藏”之称。

驻村指导员陶冶，在2014年底上任后，发现该村“脏、乱、差”现象较为普遍，违法搭建、乱堆杂物等严重影响村民生活。经了解，村两委代表因工作分歧而产生严重矛盾，继而上访、举报等事件频频发生。村里日常工作处于半停滞状态。为此，陶冶通过一次次上门，从“客家乡贤文化、组织建设、未来发展”等，耐心细致与当事人沟通，并通过金华福建商会做其思想工作。经过近一年的努力，最终使其化干戈为玉帛。

为了提高村民对民宿、客栈管家人事管理的要求，陶冶负责组织村民，分批到市区高校、周边永康及上海等地学习。目前已完成若干批、四十余人培训就业。

如今，琴坛村成立了箬阳旅游开发有限公司，采用“公司化管理+个体化经营”模式，现有民宿18家、农家乐13家。通过互联网，进一步带动高山茶、猕猴桃、野蜂蜜等山农经济的增收。2016年，游客量已突破10万人，收入达500万元左右。现已成为金华及长三角地区乡村自驾游热点。

产业扶贫，大融合

在箬阳乡横坑村榧龙千亩香榧示范基地，笔者看见一派繁忙的景象——50多位农民或忙着栽种香榧大苗，或为香榧小苗换容器……

“这样的忙碌自立冬以来便没有停止过，到2017年春节前，要完成500畝香榧大苗的栽培，2017年开春要将基地扩大至1500亩。”浙江榧龙生态农业园开发有限公司负责人朱建新介绍说。

在已经做了30年乡镇干部的傅金良看来，发展香榧产业，就像为村民们购买了“养老保险”。“现在山区大量人口外流，单靠劳动密集或精品农业，很难形成普惠增收，而香榧是百年树木，还可以粗放型管理，效益极高，且适合我们山区种植。”

该项目的开发建设，给当地7个村192人提供了增收致富的有效途径。村民通过土地流转，一方面，使原来闲置、抛荒的林地增加了收益;另一方面，给农户带来了长期稳定的经济收入，同时，公司提供了近100个就近就业的岗位，可进一步增加农户收入。据不完全统计，光土地流转一项，每年可为当地农户人均收入增加1058～24249元。

朱建新接着介绍道，公司计划通过5年努力，到2020年，建成香榧种植示范园区1万亩，其中连片种植5000亩，公司+合作社+农户合作种植3000亩，榧茶套种2000亩，高山果蔬种植600亩，香榧苗育基地380亩，淡水养殖20亩，同时养殖黄牛、珍禽等兽类农产品，项目总投资将达到1.3亿元。与此同时，公司已与知名药企合作发展中医药、健康养生产业，致力于打造中药材野生驯化种植为核心的林下经济。示范基地内建成集育苗、造林、科研、观光于一体的高标准生态香榧示范园区。预计年接待游客量可达10万人次以上。

临别时，傅金良说，婺城区西南山区生态开发建设以来，最大的一个招商引资项目，石斛项目中草药特色小镇项目相关工作也正在箬阳乡有序展开。规划打造集中草药种植、高山蔬菜种植、自助养老度假、生态旅游开发于一体的特色小镇，投产后有望成为全区最大的高端农业产业项目。

下山移民，促安居乐业

婺城区乾西乡移民集中安置小区，建成于2014年，环境卫生整洁，设施完善，居住环境优美。

在横坑村村民邹舍香家，笔者感受到房子装修简洁大气，女主人告诉笔者，丈夫在市区从事家装业务，在移民下山之前，他一年到头侍弄几亩薄田和茶山，辛苦一年收入却很微薄。如今搬迁下山到企业上班，年收入至少五六万元，比下山前增长3倍以上。房子建筑面积140余平米，三室两厅，要是在几年前，能这么快就住上这么好的房子，她是想都不敢想的。

在这里，600多户来自箬阳、塔石、沙畈、莘畈、岭上的山区百姓在这里开启了幸福的新生活。

婺城区农办主任倪玉奎介绍说，自启动下山移民以来，婺城区采取了整村搬迁和散户集中安置相结合的双轨制做法，先后建设了琅琊、汤溪、长山、乾西、上邵、蒋堂6个移民新村，共搬迁安置1.1万多人。2013年，又启动了新一轮的下山移民工作，目前蒋堂移民新村首期21幢10万平方米安置房已完成房屋主体工程建设，附属工程进场施工，已于2016年10月底安置到戶;乾西移民新村四期6幢6万平方米安置房工程已加紧建设，预计在2017年6月可以安置农户。随着工作的深入推进，将从根本上改变山区农民的生产、生活条件，有效地解决了山区群众“行路难、饮水难、就医难、就学难、娶亲难、发展难”等现实问题。

扶贫创新，七手工作制+十促进法

婺城区始终围绕“精准扶贫”为靶心，通过“省、市、区携手，群众伸手，政府牵手，部门联手，市场抓手，产业一手，社会帮手”七手工作机制，促进各项工作有序推进。

区委书记王健强调，近年来，婺城区坚持同步小康统揽扶贫开发工作，以五大发展理念统领扶贫攻坚跨越式发展，以“绿色发展、生态富民”为理念，以“精准”为着力点，以三严三实促进结对帮扶干部到村到户;以增收促进产业发展;以服务到村到户;以“两山”论促进生态产业发展到村到户;以工匠精神促进职业教育培训到村到户;以安居促进危房改造到村到户;以城镇建设促进扶贫生态移民到村到户;以美丽乡村建设促进基础设施到村到户;以互联网促进到村到户;以小额扶贫贷款促进自主创业到村到户;以草根文化和礼堂文化促进精神文明到村到户;全力实施专项扶贫，行业扶贫和社会扶贫，推动扶贫开发由救济式向全面发展转变，由单一扶贫向集中连片开发转变，由资金分散向集中使用转变，由单一扶贫向综合扶贫转变，扶贫推动产业，促进美丽乡村建设、民俗文化观光体验、休闲养生等发展，同时为打造未来特色小镇夯实基础。

同时，王健也指出，完善扶贫信息管理系统和统计监测制度，全面建立农村困难家庭基础数据库，建立健全扶贫工作各项长效机制，特别是在做好年收入4600元以下贫困现象消除后的巩固提升工作，确保贫困现象不出现反复的基础上，坚持精准扶贫、精准脱贫，把工作重心转为增强帮扶农村困难家庭自我发展能力、加强农村公共服务和民生基础设施建设，以深入实施低收入农户收入倍增计划为抓手，以“七手制+十促进法”大力推进生态、电商、旅游、光伏扶贫等新兴产业扶贫，并充分利用西南山区生态经济示范区资源，持续推进“产业扶贫、下山移民、金融扶贫、结对扶贫、培训就业”，使其“五指成拳”“拳拳”精准，从而大力提升“精准扶贫”+美丽乡村的相关产业。力争“十三五”期间全区低收入农户年人均纯收入增幅达15%以上，为婺城区持续发展增添绿色新动力。

作者：应飞舟

来料信息管理系统论文 篇2：

动力锂电池步进移载式烘烤技术研究

摘 要：目前，动力锂电池行业内普遍采用的锂电池烘烤方式都是将电池放入夹具中，然后通过搬运系统将夹具运送到干燥箱或者烘烤工位中进行一站式烘烤，这种方式很难确保每个位置电池参数的一致性。为突破这一问题，通过将移动式单体干燥箱从上一个工位传送到下一个工位，以对多个移动式干燥箱进行多站传递式烘烤，从而大大提高烘烤后电池参数的一致性。本文主要探讨将移动式真空烘烤模式与流水线式烘烤位相结合的控制系统设计及其应用的关键技术，从而完成对传统一站式干燥设备的突破性改进。

关键词：锂电池;移载机构;烘烤;单体干燥箱;一致性

动力锂离子电池凭借其输出电压高、比能量高、容量和能量转换效率高、自放电率低、循环寿命长、无记忆效应等优势，成为目前动力电池的主流产品。动力锂离子电池需成组后才能作为动力源，而电池成组后，单体电池间性能的不一致性成为电池组实用性能差、循环寿命短和安全性低等问题的主要原因[1]。

锂离子电池的一致性可以分为制造过程中的一致性和使用过程中的一致性，制造过程中的一致性是指在电池成组之前电池单体之间的差异，这一阶段电池之间不一致性是在制造过程中，由于工艺上的问题或材质的不均匀引起的[1]。其中，电芯真空干燥工艺是一个决定电池一致性的关键问题，众所周知，水分对锂电池的性能影响是最大的，锂电池在注液前需对电池壳内放入极片的锂电池充入惰性气体进行烘烤干燥处理[2]，该干燥过程的一致性决定着电芯干燥的均匀性。

为了解决电池的均匀性问题，国内外从事电动车研发的相关企业一直在改善电池一致性的问题上奔走。在中国，由于整个产业链受到发展水平的制约，想要解决动力电池一致性的问题，一方面要在来料保持一致性的情况下，通过使用自动化程度高的先进智能装备从生产环节上进行控制，保证电池在每个制造节点上的一致性[3]。从设备系统设计及应用情况来比较，传统锂电池裸电芯加热的特点是“多机参数+人工操作+不同批次+二次污染”[4]，对锂电池干燥大多采用在真空干燥箱内或者在干燥线中进行静止式烘烤，待烘烤完成后进行电池下料，这种烘烤模式忽略了烘烤设备本身的一致性。

如果将所有参与真空烘烤的电池进行多站传递式烘烤，将最大限度地降低设备差异的影响，整个烘烤过程为：将移动式单体干燥箱从上一个真空烘烤工位传送到下一个工位，如此可将多个单体干燥箱依次从第一个工位依次传送到第N个工位，以达到同时对多个单体干燥箱进行多阶段步进式烘烤的效果，不仅提高了电池烘烤的一致性，而且提高了效率，降低了成本。

1 锂电池步进移载式烘烤概述

传统的锂电池烘烤采用移动式夹具，由机械手夾取放于干燥烘箱中进行烘烤，待烘烤完成后，进行夹具或电池下料，待电池下料完成后进行再次上料烘烤，由于需要电池反复上下料，烤箱存在空置状态，不仅效率低下，而且无法保证电池烘烤的一致性。为了提高烘烤效率，出现了移动式烘烤模式，例如采用立体货架式烘烤[5]，由上位机调度堆垛机将满载电池的移动式单体干燥箱放置于立体货架上进行自动烘烤，自动上下料，大大提高了干燥效率，干燥空间更小、全程智能控制。但是，由于多个烘烤工位存在差异，因此，也很难确保电池烘烤的一致性。

为了解决电池烘烤的一致性问题，本文采用移载式烘烤技术[6]，具体技术方案为：采用两个以上依次相接的具有对移动式单体干燥箱真空烘烤功能的移载装置，该移载装置包括固定支撑架以及用于将移动式单体干燥箱从上一个真空烘烤工位传送到下一个真空烘烤工位的移载机构;移动式单体干燥箱包括内部放置电池夹具的干燥箱体和用于密封干燥箱体的密封盖体，密封盖体与干燥箱体通配。每个移载装置至少包括一个真空烘烤工位，每个真空烘烤工位设置一组与移动式单体干燥箱对应的导电探针机构和真空对接装置，导电探针机构、真空对接装置、移载机构均设于固定支撑架上。首先，上料完成的单体干燥箱传递至移载装置，由移载装置移动至第一个真空烘烤工位并自动完成真空对接、抽真空、通电连接探针进行烘烤，待真空烘烤完毕后，由移载装置移动到第二个真空烘烤工位再次进行抽真空烘烤，依次类推，当第一个单体干燥箱移动至第二个真空烘烤工位时，另一个单体干燥箱由上位机控制并由移载装置移动至第一个真空烘烤工位，如此循环，设定每个真空烘烤工位烘烤时间为一个单位时间段，多个真空烘烤工位可同时对单体干燥箱进行抽真空烘烤，如此，不仅整体提升电池的烘烤一致性，而且可以大幅提升整线产能。

以铝壳电池4014691为例，该步进移载式方案烘烤所需时间5 h，相比传统热风循环式隧道线的6～7 h显著缩短，可有效提升产能;温度均匀性±2 ℃，也明显优于传统方式的±3 ℃，烘烤后电池的一致性也会更好，有利于提高电池的性能;该方案移载式干燥线若出现故障，能随时从侧边拉出维修，维修时间不超过一个单位时间就不存在整线停机风险;能耗更低，更环保，使用时间越久，能耗降低带来的经济效益会越来越明显。

2 锂电池移载式烘烤步骤分析

传统的锂电池或夹具搬运主要采用堆垛机或者机械手完成，一方面成本高，占用空间大，另一方面，多个夹具、干燥箱的搬运过程不能同时进行。在传统的自动干燥流水线中，物体在一个工位完成功能性操作后，需要搬运到下一个工位进行功能性操作，在完成该搬运过程中需要定位部件，且一般是连续性的移动物体，这一过程会造成传动、连接零件损坏，且定位不准确，零件繁多，成本高[7，8]。为了解决该问题，我们对单体干燥箱移载技术[6]进行深入研究，采用如下移载步进式的技术方案：移载装置包括固定支撑架、移载机构，移载机构设于固定支撑架上，移载机构包括活动支撑架、凸轮顶升装置、丝杠传动装置以及活动支撑板，凸轮顶升装置呈中心对称地固定在活动支撑板上，丝杠传动装置固定于支撑底板上，凸轮顶升装置驱动活动支撑架向上移动并抬起位于固定支撑架上的单体干燥箱，当活动支撑架抬起单体干燥箱时，丝杠传动装置驱动活动支撑架水平向前移动并将单体干燥箱放于下一个真空烘烤工位的固定支撑架上，如此，即可完成单体干燥箱的传递。凸轮顶升装置包括固定在活动支撑板上的两个偏心轮支撑座、设置于偏心轮支撑座上的偏心轮、两端固定连接两个偏心轮的偏心轮传动轴以及驱动偏心轮传动轴旋转的传动电机，偏心轮传动轴两端固定在偏心轮支撑座上，两个偏心轮分别与活动支撑架上的两组导向轮相切，在偏心轮转动过程中实现活动支撑架的上下移动;丝杠传动装置包括电机、副丝杠、连接件、水平直线导轨，副丝杠的丝杠与电机的输出端连接，副丝杠中的丝杠套与连接件固定连接且带动连接件沿水平方向移动，活动支撑板与连接件固定连接且与水平直线导轨滑动连接实现活动支撑架的水平移动;通过将两个以上的移载装置依次相接即可实现单体干燥箱从上一个真空烘烤工位传递到下一个真空烘烤工位，如此循环，即可完成对单体干燥箱的多站式流水线烘烤。

3 锂电池烘烤多模块控制逻辑

鋰电池步进移载式烘烤[7]主要由来料输送模块、扫码NG模块、自动上料模块、移载式烘烤模块、密封盖回流输送模块、无盖单体干燥箱回流模块、真空对接模块、密封盖开合控制模块、真空泵体集成模块、探针自动通电模块、上位机控制模块等部分组成。上料模块采用上料机械手自动夹取来料输送线上的电池放到单体干燥箱内，由滚筒线输送到上料段升降滚筒上，等待移载密封盖机械手将回流的密封盖取放到单体干燥箱上，对单体干燥箱进行密封，同时对单体干燥箱密封性及通电状态进行检测;箱体预抽真空及预通电出现NG时，由人工用叉车将箱体取走，密封完成的单体干燥箱，通过上料段升降滚筒输送到进料衔接板装置，进料衔接板装置将满载电池的单体干燥箱送至移载装置的第一个真空烘烤工位;进料衔接装置将单体干燥箱定位后，真空对接装置开始对箱体进行抽真空，同时探针对接装置对箱体通电预热。第一个单位时间结束后，移载装置运动，将单体干燥箱移动到第二个真空烘烤工位上;再经过一个单位时间后，移载装置将单体干燥箱移动至下一个真空烘烤工位，以此类推，直到单体干燥箱到达最后烘烤工位完成整个烘烤工序。然后，干燥房过渡仓内密封门板打开，由移载装置将单体干燥箱送至下料段升降滚筒，移载装置退回，密封门板关闭;单体干燥箱到达下料段升降滚筒后，由移载密封盖机械手将密封盖取走放置到上层密封盖回流线上;无密封盖的单体干燥箱通过下料段升降滚筒将无盖的单体干燥箱输送到下层回流线上，直至输送到上料区域滚筒线上，至此完成整个箱体的回流。整个烘烤过程实现数据全程追溯，实现单电池、单体干燥箱与设备及其参数的绑定，数据可追溯，锂电池步进移载式烘烤控制系统负责存储电芯追溯码、单体干燥箱放置位、烘烤时间、温度等信息，实现整个烘烤过程的数据实时查询并上传MES系统，实时反馈及数据全程可追溯，下图为产线布局示意图。

4 锂电池烘烤多路温度控制方式

锂电池步进移载式烘烤的多路温度采集控制系统主要由高精密测试探头、高灵敏温度采集模块、温度集成控制系统、PLC模块、高灵敏触摸屏和开关电源系统等组成，采用最新的闭环控制，彻底改变了传统的人工温度采集，通过以太网连接到上位机，并入大数据库系统，实现锂电池烘烤过程的智能化生产管理。PLC内部编写低温报警、超温报警、超高温报警、温差报警、通讯异常报警等报警程序，实时追踪每一块加热板的温度信息，确保产品的一致性。

锂电池步进移载式烘烤的温控系统能够对采集的温度实时控制，干燥箱的发热板温度控制精度保持在±1 ℃内，干燥箱内多块发热板的高低温度差≤±2 ℃，实时对干燥箱中每块发热板温度进行巡检，当主控温系统出现故障或信号收到干扰时，辅助控制系统给出准确的温度值，防止发生超温事故;该温控系统不仅有超温保护功能，每片发热板独立温控且实时在线巡检，超过设定温度时自动断开加热并输出报警信息。

5 锂电池烘烤数据传输

上位机操作程序连接车间信息管理系统(MES)，实现设备状态信息实时采集、制造过程中的工艺参数的收集和保存以及系统登录权限的控制。该上位机基于TCP/IP协议，将设备信息和数据直观显示到程序界面。

本系统采用上位机—中位机—下位机的架构，中位机与下位机均使用PLC，对关键参数可自定义保存间隔，存储于本地电脑以供查询;对工作过程中出现的断网等异常，提供自动重连功能;提供连接MES数据交互功能，并提供设置界面便于数据交互参数设定及本地数据查询和导出备份功能;产线电池的在线烘烤状态，生产实时监控及反馈。界面操作简单、直观易用;准确地运行日志存储，便于后续设备调试和异常处理。每间隔0.2 s进行一次数据采集，并将数据解析后显示到程序主界面上，直观显示设备状态变化及实时数值，单体干燥箱的烘烤时间、目前状态实时显示在触摸屏上，能够很直观地查看各箱体烘烤时间及烘烤状态。

6 结论

本文通过研究锂电池步进移载式烘烤技术工艺，整体确定锂电池步进移载式烘烤装备的系统架构;深入对技术工艺流程信息化、智能化需求的研究，使得整体结构模块化，拆卸、组装、运输、调试方便快捷，节省制造成本及缩短调试周期;根据实时采集的温度等信息，研究锂电池烘烤质量预估、预警、溯源方法，实现每个锂电池烘烤过程的可监控、可溯源、可及时处理。本方案具有干燥工艺简单、一致性高、效率高、能耗低等特点，整体提升了动力电池烘烤工艺水平。

参考文献：

[1] 冀承林.动力锂离子电池一致性制造工艺研究[D].天津：河北工业大学，2017.

[2] 关玉明，姜钊，赵芳华，等.一种锂离子电池电芯真空烘烤工艺的研究[J].电源技术，2018(11)：1622-1624，1659.

[3] 潘腾远.电动汽车锂电池的发展现状探讨[J].时代汽车，2019(2)：105-106.

[4] 方英民.新能源汽车锂电池的技术演进[J].高科技与产业化，2015(2)：64-67.

[5] 陈磊，姜大彪，崔帅团.立体货架式烘烤系统：201820201099.5[P].2018-02-06.

[6] 陈磐，崔帅团，童金顺.移载式干燥装置：201810509522.2[P].2018-05-24.

[7] 陈磐，崔帅团，童金顺.一种自动移载装置：201820784605.8[P].2018-05-24.

[8] 陈磐，崔帅团，童金顺.智能移载式干燥线：201810509518.6[P].2018-05-24.

作者：陈磊

来料信息管理系统论文 篇3：

翅片式换热器短U管自动装配方法与装置研究

摘 要：换热器是空调系统中四大核心部件之一，在翅片式换热器生产制造过程中短U管装配工序凭借个人记忆确定系统管路回路，进行人工装配，极易产生装配错误，导致质量问题。现介绍一种更为先进的翅片式换热器中短U管自动装配方法及装置，其特性在于使用信息系统及PLC系统传输产品参数，利用机器人系统及视觉系统分析来料工件的管口偏差及位置偏差并补偿给机器人，完成短U管准确安装，实现全系统的自动化安装，避免人工装配作业错误。

关键词：换热器;短U管;机器人系统;视觉系统

0 引言

随着人民生活水平的不断提高及中国经济的飞速发展，空调系统在各行业均占据了举足轻重的地位。我国空调产能占全球总产能近80%，未来随着“一带一路”倡议的进一步推进，东南亚地区制造业输出计划必然助推家电企业出口增长。翅片式换热器是空调领域广泛采用的换热器型式[1]，它通过在基管上加装翅片来达到强化传热的目的。在结构设计、片型研究、管型研究以及相关换热器工艺的不断发展过程中，新结构、新材料的换热器不断涌现，但是制造过程却没有太大的突破，短U管作为换热器铜管回路的连接部件，是翅片式换热器的重要组成部分，用于实现回路的牢靠连接，起到密封作用。

1 通用装配方法及问题

目前，行业内翅片式换热器中短U管主要是通过人工进行装配，自动化水平较低，短U管安装质量一致性差，且生产效率低。作业过程中，人工拿取短U管，如图1所示;再根据系统回路的设计要求，插入长U管的管口中，达到设计回路要求，如图2所示。此作业过程因图纸数量达到几百种，对图纸熟悉程度差异性、人工技能熟练程度差异性、效率差异性可达到300%。

行业内普遍无法使用自动化装备实现此功能，其主要原因包括：

(1)工件精度高：短U管中心距尺寸公差为±0.2 mm，短U管口外径尺寸公差为±0.05 mm，短U管插入深度公差为

±1 mm。

(2)短U管缺陷：短U管在加工过程中存在管口毛刺、不圆、碰扁等质量缺陷。

(3)基管缺陷：在加工过程中传热管存在皱纹、裂纹、切口和偏斜等缺陷，难以保证一致性[2]。

(4)定位精度：换热器翅片相对较软，不同工件存在一致性差异，无法实现换热器及铜管的精准定位。

因此，换热器的短U管采用人工装配，人工控制安装位置、深度、插入角度，存在大量重复性动作，易疲劳，易产生质量波动。

2 自动装配方法及装置

鉴于上述问题，需要一种用于短U管自动安装的方法及装置，提升效率，保证质量一致性，满足大批量生产需求。笔者提供了一种用于短U管自动安装的装置，可实现换热器短U管的自动夹取及安装。该装置主要由工件输送定位系统、短U管上料系统、短U管分料系统、机器人安装系统、短U管夹取及插入系统、视觉系统、通信控制系统、信息管理系统组成。

2.1 整体系统构成

本系统利用机器人系统带动夹取及插入装置，通过视觉系统分析来料工件的管口偏差及位置偏差并补偿给机器人，实现短U管准确安装。整体流程为：换热器本体通过固定工装夹紧在自动输送线上输送;依次输送至短U管安装工位，气动式阻挡器进行定位;工件定位系统对换热器进行机械式固定;机器人带动视觉系统对工件管口进行拍照;视觉系统分析管口位置偏差，将实际坐标偏差反馈给机器人进行补偿;机器人带动短U管夹取及插入装置夹取短U管，通过机器人安装短U管;完成本循环内安装，机器人返回原点位置。工件定位系统松开工件，进入下一循环;同时，辅助短U管分料系统对零散短U管进行自动分离及摆放。

2.2 各系统细化构成

本系统中工件输送定位系统主要由自动输送线、工装板、气动式阻挡器、工件定位装置组成。换热器安装在工装板上，在Y方向起到固定作用。工装板在自动输送线上沿X方向输送，输送线采用积放式滚筒，输送线主程序与短U管自动安装装置的控制系统进行通信，当第一件工件输送至阻挡器位置时，阻挡器启动，工件输送完成后，输送线停止，实现工件X方向定位。工件定位装置采用钢结构焊接而成，整体强度、刚度及稳定性满足使用要求。工件到位后，信息管理系统中的工位RFID读卡器读取工装板内置RFID中产品工艺信息，根据不同工件的高度，采用伺服电机控制，自动进行上下升降调节，通过上下部夹紧气缸对工件进行固定，实现X/Z方向高精度定位。

本系统中机器人系统包括1台6轴机器人、夹取及插入装置、控制系统，机器人负载为90 kg，机器人最大回转半径2 700 mm，重复安装精度±0.07 mm，满足短U管中心距尺寸公差为±0.2 mm的要求及工件臂展覆盖要求。为满足短U管形状要求，夹取及插入装置为非标设计夹具，包括固定底座、短U管夹爪移动气缸、气爪底座板、夹取气爪、铜管管口擴口头等。由机器人驱动，实现短U管的抓取和插入动作。

本系统中视觉系统包括1套视觉系统软件、1套工业相机、1套LED照明光源及1套通信系统。视觉系统的主要任务是对图像进行采集，根据需求做必要的处理，将处理结果反馈给主机或决策者，从而完成智能感知的任务[3]。工业相机固定在机器人端部，机器人带动工业相机对第1件工件进行拍照。视觉系统将拍摄到的工件的实际管口坐标反馈给信息系统，然后与示教时工件的标定管口坐标进行比较，通过测量视觉校正计算后得到的位置P′和实际位置P在世界坐标系x-y平面上的偏差，来反映视觉校正结果的精确度[4]。如图3所示，将视觉系统计算偏差值补偿给机器人系统。设备要求铜管内径7.10～7.20 mm，喇叭后外径8.7～12.0 mm，如视觉系统同时检测到管口内径尺寸偏差，将进行系统报警或利用铜管管口扩口头对管口进行扩口。

本系统中分料系统包括振动盘系统、短U管分料系统及短U管输送系统。分料系统包含分料马达、分料拨轮、送料电机、送料皮带等，其主要功能为将零散短U管进行分料、规整、排序及定位，实现机器人自动夹取。

3 结语

本文主要介绍了短U管自动装配的一种方法及装置，其主要用于解决员工重复性作业问题。该装置能提高效率，同时保证短U管安装质量的一致性。

该装置通过使用上位机将整套系统进行互联互通，信息系统传输工艺装备工艺数据、参数，实现产品系列号调取、写入功能，实现工艺参数驱动工艺装备的控制系统进行调整及反馈。采用视觉系统及机器人系统进行高精度定位及安装，相比传统机械驱动装置具有更高的精度、一致性及稳定性。

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[3] 桂卫华，阳春华，徐德刚，等.基于机器视觉的矿物浮选过程监控技术研究进展[J].自动化学报，2013，39(11)：1879-1888.

[4] 吴广雨，张伟军，杨保佳.机器人视觉装配中的精确定位策略研究[J].机械与电子，2020，38(3)：75-80.

收稿日期：2020-06-23

作者简介：何冬明(1982—)，男，陕西人，工程师，研究方向：自动化装备工艺及制造方法。

作者：何冬明