CN105958103A - 一种电动汽车动力电池自动组装生产线及其组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车动力电池自动组装生产线，包括中控设备和工位加工设备，所述工位加工设备与中控设备通信连接；所述工位加工设备的加工机械手的活动范围大于需要的电池箱尺寸，中控设备中安装有动力电池组装的所有零配件三维数字模型、各个工序的三维组装数字模型、以及各个物料在工件上组装顺序和过程模型，在生产线上的每个工位上安装有工件和物料的三维定位系统以及工艺过程传感器，每个工位加工设备由工位设备智能控制单元控制。可以适用于多种型号和不同设计的动力电池的自动组装。

Description

一种 电动汽车动力电池自动组装生产线及其组装方法
技术领域
本发明属于电动汽车动力电池组装领域，具体地涉及 一种 电动汽车动力电池自动组装生产线及其组装方法，可以适用于多种型号和不同设计的动力电池的自动组装。
背景技术
电动汽车以蓄电池作为储能装置，由于锂电池不会造成二次污染、没有记忆效应、能量密度大、电压平台高、工作温度范围宽、自放电率小等优势，逐渐成为了电动汽车动力电池的主流。
锂 离子蓄电池需要通过并联和串联组合，才能给电动汽车提供足够高电压和容量的电池组。所以实际电动汽车的储能装置，需要将电池单体先加工成模块，模块结合成模组，模组再跟箱体和管理系统组合为动力电池 PACK （组装）。 PACK 产线指 的是从模组到 PACK 这一段加工的生产线。目前的 PACK 产线有 三种类型：
一种是纯手工操作， PACK 箱体放在一个固定工作台位上，人工取物料到固定的工位上进行加工组装。这种作业方式很原始，加工质量不稳定。
第二种是半自动操作， PACK 箱体放在一个流动物料台上，随物料台从一个工位流动到下一个工位，工人使用半自动工具，进行加工定点，一键完成加工，比如固定扭力的电动螺丝刀。
第三种是全自动的生产线，自动上料，自动加工，自动传递工件。不过全自动的生产设备都有一个局限，就是只能用于某一种特性型号的产品，换一个产品，该产线就不能加工。
电动汽车动力电池组装生产线的工艺过程，包括下箱体上线、安装垫底、安装连接器、安装 BMS 、安装动力电缆、安装电池模组、连接模组动力线、连接模组 BMS 线、测试、装上盖、电性能测试、固定上盖、气密性测试等。使用的加工设备包括：工件流动设备、上料设备、连接器接插设备、 BMS 螺丝固定设备、动力电缆螺丝固定设备、线束捆扎设备、绝缘测试设备、电性能测试设备、气密性测试设备、上盖螺丝固定设备等。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明的目的是提供一种电动汽车动力电池自动组装生产线及其组装方法， 可以适用于多种型号和不同设计的动力电池的自动组装。
本发明的技术方案是： 一种电动汽车动力电池自动组装生产线，其特征在于，包括中控设备和工位加工设备，所述工位加工设备与中控设备通信连接；所述工位加工设备的加工机械手的活动范围大于需要的电池箱尺寸，中控设备中安装有动力电池组装的所有零配件三维数字模型、各个工序的三维组装数字模型、以及各个物料在工件上组装顺序和过程模型，在生产线上的每个工位上安装有工件和物料的三维定位系统以及工艺过程传感器，每个工位加工设备由工位设备智能控制单元控制。
优选的，所述 工位加工设备至少包括工件流动设备、上料设备、连接器接插设备、 BMS 螺丝固定设备、动力电缆螺丝固定设备、线束捆扎设备、绝缘测试设备、电性能测试设备、气密性测试设备、上盖螺丝固定设备。
本发明还公开了一种 电动汽车动力电池自动组装方法 ，其特征在于， 包括以下步骤：
设计每个物料和产品的三维数字模型；
设定物料组装到工件的顺序、工位和组装工艺过程；
根据每个工位物料定位检测信息和工件定位检测信息判断是否需要添加物料；
中控设备根据每个工位物料定位检测信息和工件定位检测信息，发送该工位的加工工艺信息给工位设备智能控制单元控制该工位的加工设备动作；
中控设备根据每个工位的反馈信息判断该工位的工艺是否完成，若完成，则控制工件流动设备移动至下一个工位，直至完成所有工艺。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的生产线可以实现真正的全自动化生产，可以适用于多种型号和不同设计的动力电池的自动组装，实现柔性生产。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图 1 是本发明电动汽车动力电池自动组装生产线的控制关系示意图；
图 2 是本发明电动汽车动力电池自动组装方法的流程框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例：
如图 1 所示，本发明提供一种动力锂电池 PACK 生产线，包括中控电脑和工位加工设备，工位加工设备与中控电脑通信连接，每个工位的加工设备通过本地网络如 CAN 与中控电脑通讯。
工位加工设备的加工机械手的活动范围大于需要的电池箱尺寸。
中控电脑中安装有动力电池组装的所有零配件三维数字模型、各个工序的三维组装数字模型、以及各个物料在工件上组装顺序和过程模型。
在生产线上的每个工位上安装有工件和物料的三维定位系统以及工艺过程传感器，每个工位加工设备由工位设备智能控制单元控制。工位设备智能控制单元通过中控电脑获得加工工件、物料、三维位置等信息，按照中控电脑要求进行工艺操作。
工位加工设备包括：工件流动设备、上料设备、连接器接插设备、 BMS 螺丝固定设备、动力电缆螺丝固定设备、线束捆扎设备、绝缘测试设备、电性能测试设备、气密性测试设备、上盖螺丝固定设备等。
该生产线，只要向中控电脑输入完整的三维数字模型和工艺过程和要求，就能像电路板的贴片机一样完成各种不同类型动力电池 PACK 的加工测试。
如图 2 所述，该生产线的 自动组装方法 ， 包括以下步骤：
设计每个物料和产品的三维数字模型；
设定物料组装到工件的顺序、工位和组装工艺过程；电池组装包括的工艺过程有：下箱体上线、安装垫底、安装连接器、安装 BMS 、安装动力电缆、安装电池模组、连接模组动力线、连接模组 BMS 线、测试、装上盖、电性能测试、固定上盖、气密性测试等。
根据每个工位物料定位检测信息和工件定位检测信息判断是否需要添加物料；
中控电脑根据每个工位物料定位检测信息和工件定位检测信息，发送该工位的加工工艺信息给工位设备智能控制单元控制该工位的加工设备动作；
中控电脑根据每个工位的反馈信息判断该工位的工艺是否完成，若完成，则控制工件流动设备移动至下一个工位，
中控电脑控制每个工位、物料和工件完成该工位的工艺过程，直至完成所有工艺，完成加工过程。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (3)

1. 一种电动汽车动力电池自动组装生产线，其特征在于，包括中控设备和工位加工设备，所述工位加工设备与中控设备通信连接；所述工位加工设备的加工机械手的活动范围大于需要的电池箱尺寸，中控设备中安装有动力电池组装的所有零配件三维数字模型、各个工序的三维组装数字模型、以及各个物料在工件上组装顺序和过程模型，在生产线上的每个工位上安装有工件和物料的三维定位系统以及工艺过程传感器，每个工位加工设备由工位设备智能控制单元控制。
2.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池自动组装生产线，其特征在于，所述工位加工设备至少包括工件流动设备、上料设备、连接器接插设备、BMS螺丝固定设备、动力电缆螺丝固定设备、线束捆扎设备、绝缘测试设备、电性能测试设备、气密性测试设备、上盖螺丝固定设备。
3.一种根据权利要求1或2所述的生产线的电动汽车动力电池自动组装方法，其特征在于，包括以下步骤：
设计每个物料和产品的三维数字模型；
设定物料组装到工件的顺序、工位和组装工艺过程；
根据每个工位物料定位检测信息和工件定位检测信息判断是否需要添加物料；
中控设备根据每个工位物料定位检测信息和工件定位检测信息，发送该工位的加工工艺信息给工位设备智能控制单元控制该工位的加工设备动作；
中控设备根据每个工位的反馈信息判断该工位的工艺是否完成，若完成，则控制工件流动设备移动至下一个工位，直至完成所有工艺。
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