CN104300162B - 一种电池组自动装配设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池组自动装配设备，将标准的成箱电池送入送料机构，由控制机构智能控制机械手，改变电磁吸盘的状态，通过电磁铁的磁力作用将电池吸入旋转工作台上，在旋转工作台上通过机械手分别实现贴绝缘纸、极性翻转等操作，最后通过机械手将电池依次放入电池盒完成电池组的自动化装配。本发明实现了每个电池绝缘纸的粘贴、自动极性翻转、自动将电池装到底托上组合成电池组，实现电池组装配工作的自动化，提高了工作效率，节省了大量劳动力。

Description

一种电池组自动装配设备
技术领域
本发明涉及电池组装配技术领域，具体说是一种能够设定串并联组合的自动化电池组装配机构。
背景技术
现今，许多设备在电压、电流等方面的要求较高，单个电池不能满足其要求，通常是将一组电池以混联（即既有串联，又有并联）的方式连接起来，组成了一个完整的方便安装的电池组。但是，由于电池组内的各个单元之间需要绝缘，每个电池都需要粘贴绝缘纸，再加上混联的组装方式，整个电池组的组装过程非常繁琐，目前还主要是以人工方式为主，因而工作强度大，效率也不高。
中国专利公开号CN1149206，公开日1997年5月7日，发明的名称为电池装箱方法及其装置，该申请案公开了一种电池装箱装置，它由以下装置构成:具有输送多个电池用的输送带，上述多个电池中的各个电池都具有强磁性构件，以及在靠近该输送带的上沿位置设置的第二磁铁的电池输送装置;具有靠近上述输送带的终端区的上沿位置上装设的第一磁铁的电池临时保持装置;设置在上述输送带的上述终端区域的下沿的、具有可移动的电池贮存箱以及该电池贮存箱的贮存箱搬运装置。其不足之处是，该电池装箱机只能简单的将多个电池装在一个电池贮存箱内，电池贮存箱用于对电池进行存储保管，电池组内的各个单元之间无法绝缘，每个电池没有粘贴绝缘纸，不能自动将电池按照一定的排列规则装到动力电池的电池箱内，不能实现动力电池的流水线组装。
发明内容
本发明的目的是：为了克服现有的电池组装配机构效率不高、装配功能不全面、劳动强度大、自动化水平不高的问题，提供一种电池组自动装配设备。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明设计了一种电池组自动装配设备，将标准的成箱电池送入送料机构，由控制机构智能控制机械手，改变电磁吸盘的状态，通过电磁铁的磁力作用将电池吸入旋转工作台上，在旋转工作台上通过机械手分别实现贴绝缘纸、极性翻转等操作，最后通过机械手将电池依次放入电池盒完成电池组的自动化装配。
具体而言，本发明的电池组自动装配设备，包括电池送料机构、转台工作机构、机械手机构和控制机构；
电池送料机构用于将待装配电池运送至指定位置，完成满箱电池的送料工作；
转台工作机构包括转台底座、多节电池暂存凹形夹具、电池盒以及安装在转台底座上的4个转台电池凹形夹具；机械手机构包括多节电池抓取安置机械手、单节电池上料机械手、单节电池下料机械手、转台电池贴纸机械手和转台电池翻转机械手；上述机械手上设有控制机械手吸附运动的凹形电磁吸盘和控制机械手动作的电磁阀。
多节电池抓取安置机械手将电池从电池送料机构转送至多节电池暂存凹形夹具；单节电池上料机械手将电池从多节电池暂存凹形夹具抓取放置至转台电池凹形夹具；转台电池贴纸机械手通过压、滚对电池进行粘贴绝缘纸；转台电池翻转机械手对电池进行翻转；单节电池下料机械手将电池从转台电池凹形夹具抓取放置至电池盒；
控制机构包括控制芯片和位置传感器，控制芯片与上述个机械手上的电磁阀和电磁吸盘电性连接，控制芯片根据位置传感器获得的个机械手的位置和状态信息，通过电磁阀来控制机械手的转动动作，通过电磁吸盘来控制机械手对电池的抓取或放置，实现控制机械手机构依次完成对电池的抓取、粘贴绝缘纸、翻转、抓取放置工作，智能控制该电池组的自动化装配设备高效、稳定、协调运作。
进一步地，电池送料机构包括运料槽、电池送料箱和电池送料箱翻转机构，运料槽上设有由伺服电机驱动的传送带，可自动推走电池送料箱的电池送料箱翻转机构与运料槽相连接。
伺服电机及电池送料箱翻转机构还可以由控制芯片控制，提高装配设备工作的自动化率。
本发明具有以下突出的有益效果：
本发明的电池组自动装配设备能够自动化完成满箱电池的送料并在送料箱空电池后依靠电池送料箱翻转机构的运作持续实现电池送料；能够自动将电池粘贴绝缘纸、自动完成电池的极性翻转、自动将电池安装到电池组底托上组合成电池组实现串并联组装，实现电池组装配工作的自动化，提高了工作效率，节省了大量劳动力，同时亦避免人力工作时可能出现的各种失误，减少了不必要的损失。
附图说明
图1是本发明的电池组自动装配设备结构示意图；
图2为本发明的电池组自动装配设备结构示意侧视图；
图3、图4为本发明的电池组自动装配设备的电池送料箱翻转机构运转状态图；
图中，1-多节电池抓取安置机械手，2-满箱电池，3-送料槽，4-电池暂存凹形夹具，5-单节电池上料机械手，6-转台电池贴纸机械手，7-转台电池凹形夹具，8-转台电池翻转机械手，9-电池盒，10-单节电池下料机械手，11-转台底座，12-电池，13-电池送料箱，14-电池送料箱翻转机构。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明:
参见图1和图2，一种电池组自动装配设备，包括电池送料机构、转台工作机构、机械手机构和控制机构；电池送料机构包括运料槽、电池送料箱13和电池送料箱翻转机构14，运料槽上设有由伺服电机驱动的传送带，可自动推走电池送料箱13的电池送料箱翻转机构14与运料槽相连接，伺服电机及电池送料箱翻转机构14由控制芯片控制。
转台工作机构包括转台底座11、多节电池暂存凹形夹具4（本实施例中为6节）、电池盒9以及安装在转台底座11上的4个转台电池凹形夹具7，机械手机构包括多节电池抓取安置机械手1、单节电池上料机械手5、单节电池下料机械手10、转台电池贴纸机械手6和转台电池翻转机械手8；上述机械手上设有控制机械手动作的电磁阀和电磁吸盘，电磁吸盘型号为XDA-190/32/22；多节电池暂存凹形夹具4及转台电池凹形夹具7的上方正中间位置均分别设有位置传感器。
多节电池暂存凹形夹具4位于电池送料机构与转台底座11之间；多节电池抓取安置机械手1、单节电池上料机械手5分别设置在多节电池暂存凹形夹具4旁边；转台电池贴纸机械手6、转台电池翻转机械手8、单节电池下料机械手10依次设置于转台底座11四周，与转台电池凹形夹具7相配合完成相应动作；电池盒9设置于单节电池下料机械手10旁边；多节电池抓取安置机械手1将电池12从电池送料机构转送至多节电池暂存凹形夹具4；单节电池上料机械手5将电池12从多节电池暂存凹形夹具4抓取放置至转台电池凹形夹具7，单节电池下料机械手10从转台电池凹形夹具7抓取放置至电池盒9；转台电池贴纸机械手6通过压、滚对电池进行粘贴绝缘纸；转台电池翻转机械手8对电池12进行翻转。
控制机构包括控制芯片和位置传感器，控制芯片采用STM32型号的处理器，位置传感器采用霍尔位置传感器SR13/15系列，这种传感器的安装不需要附加其他硬件设备，嵌入锁紧型和平面安装外壳内可任意装入SS400系列传感器或其他体积类似的传感器元件。这种封装同时提供了多种24AWG Radox引线或连接器。位置传感器设置在多节电池暂存凹形夹具4及转台电池凹形夹具7的上面正中间位置；控制芯片与上述机械手上的电磁阀和电磁吸盘电性连接。控制芯片控制机械手机构依次完成对电池12的抓取、粘贴绝缘纸、翻转、抓取放置工作。
电池组自动装配设备运行时，将满箱电池2放入带斜坡的送料槽3处，电池送料箱13在伺服电机以及传送带的作用下自动实现向前运动，到达电池送料箱翻转机构14处后，主控制机构控制多节电池抓取安置机械手1从满箱电池中取出6个电池放入多节电池暂存凹形夹具4，单节电池上料机械手5从多节电池暂存凹形夹具4中提取需要贴绝缘纸的单个电池放入转台电池暂存凹形夹具7，不需要贴的放入电池盒9对应位置；转台电池贴纸机械手6对电池进行贴纸，主要有压、滚两个动作；转台电池翻转机械手8对电池进行翻转；单节电池下料机械手10将电池放入电池盒9，完成满箱电池的电池组的自动化装配；待电池送料箱13电池取空时，电池送料箱翻转机构14运作，自动推出空电池送料箱13，同时启动伺服电机驱动传送带运作，将满盒电池送料箱13运至电池送料箱翻转机构14处停止，再次重复多节电池抓取安置机械手1从满箱电池中取出6个电池放入多节电池暂存凹形夹具4及其后续操作，完成整个生产线的电池组的自动化装配。
单节电池上料机械手5抓取电池12流程：首先，单节电池上料机械手5的机械臂伸出：控制芯片打开电磁阀，通过电机控制机械臂旋转，配合位置传感器，机械臂伸展一定角度和长度，到达待吸电池上方；其次，通磁：控制芯片控制电磁吸盘通电，磁场打开，将电池吸紧；再次，机械臂收回：通过电机控制机械臂旋转，配合位置传感器，机械臂收缩一定角度和长度，将电池送达转台电池暂存凹形夹具7；最后，消磁：控制磁场关闭，将电池松开并放下。
转台电池贴纸机械手6给电池12粘贴绝缘纸流程，首先，下压：通过压块将绝缘纸压向电池12的上方，实现顶部绝缘纸的贴紧；其次，滚压：控制位于夹具侧面电机，实现从上往下运动，在弧形滚轮的作用下将绝缘纸贴在电池侧面。
转台电池翻转机械手8将电池12进行极性翻转流程，首先，通磁：控制电磁吸盘打开磁场，将电池12吸紧凹形夹具；其次，夹具上升：控制电磁阀，将夹具（连同电池12）升起一定高度；再次，夹具旋转：控制旋转电机，将夹具（连同电池12）旋转180度；最后，夹具回位：控制电磁阀和电磁吸盘，将夹具（连同电池12）下降一定高度，放回原工位。
单节电池下料机械手10将电池12从转台取下并安放至电池盒9流程，首先，吸臂伸出：通过电机控制吸臂旋转，配合位置传感器，机械臂伸展一定角度和长度，到达待吸电池上方；其次，通磁：控制磁场打开，将电池12吸紧；再次，吸臂放置：通过电机控制吸臂旋转，配合位置传感器，机械臂收缩一定角度和长度，将电池12放置到电池盒中；最后，消磁：控制磁场关闭，将电池松开并放下。
参见图3和图4，当电池12被取完后，电池送料箱翻转机构14推出空电池送料箱13，送入新的满电池送料箱13。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种电池组自动装配设备，其特征在于，该自动装配设备包括电池送料机构、转台工作机构、机械手机构和控制机构；
所述转台工作机构包括转台底座（11）、多节电池暂存凹形夹具（4）、电池盒（9）以及安装在转台底座（11）上的4个转台电池凹形夹具（7）；所述机械手机构包括多节电池抓取安置机械手（1）、单节电池上料机械手（5），单节电池下料机械手（10）、转台电池贴纸机械手（6）和转台电池翻转机械手（8）；上述各机械手上设有电磁阀和电磁吸盘；
所述多节电池暂存凹形夹具（4）位于所述电池送料机构与转台底座（11）之间；所述多节电池抓取安置机械手（1）、单节电池上料机械手（5）分别设置在多节电池暂存凹形夹具（4）旁边；转台电池贴纸机械手（6）、转台电池翻转机械手（8）、单节电池下料机械手（10）依次设置于所述转台底座（11）四周，与所述转台电池凹形夹具（7）相配合完成相应动作；所述电池盒（9）设置于所述单节电池下料机械手（10）旁边；
所述控制机构包括控制芯片和位置传感器，所述位置传感器设置在所述多节电池暂存凹形夹具（4）及转台电池凹形夹具（7）的上表面正中间位置；所述控制芯片分别与多节电池抓取安置机械手（1）、单节电池上料机械手（5）、单节电池下料机械手（10）、转台电池贴纸机械手（6）和转台电池翻转机械手（8）机械手上的电磁阀和电磁吸盘电性连接。
2.根据权利要求1所述的电池组自动装配设备，其特征在于，所述电池送料机构包括运料槽、电池送料箱（13）和电池送料箱翻转机构（14），所述运料槽上设有由伺服电机驱动的传送带，可自动推走电池送料箱（13）的电池送料箱翻转机构（14）与运料槽相连接。
3.根据权利要求2所述的电池组自动装配设备，其特征在于，所述伺服电机及电池送料箱翻转机构（14）与所述控制芯片连接。
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