CN108116855B - 一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统 - Google Patents

Abstract

一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统，圆柱形锂电池生产车间包括预充线、老化房、静置房、分容线、检测线、分档线及多种物料盒，所述搬运系统包括：包括多处第一上下料AGV的第一上下料AGV组，第一上下料AGV分别与预充线对接，以将圆柱形锂电池搬运至预充线及将圆柱形锂电池从预充线搬运下线；包括多台搬运AGV的搬运AGV组，搬运AGV分别将圆柱形锂电池搬运至老化房、静置房、检测线及分档线或从老化房、静置房、分档线将圆柱形锂电池搬离；第二上下料AGV组，第二上下料AGV组包括多处第二上下料AGV，第二上下料AGV分别将圆柱形锂电池搬运至分容线及将圆柱形锂电池从分容线搬运下线。本发明的搬运系统，实现了圆柱形锂电池生产的自动搬运。

Description

一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统

技术领域

本发明涉及与运输机有关的物件或物料搬运装置，尤其涉及一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统。

背景技术

随着国家出台相关新能源汽车产业促进政策，电动汽车行业得到前所未有的快速发展，动力是电动汽车的动力源也是核心部件之一，动力电池的产能同时也是制约电动汽车发展的关键因素。作为众多动力电池的一种，圆柱形锂电池具有工作电压高、能量密度大、使用寿命长、节能环保等显著优点而被广泛应用于电动汽车上。圆柱形锂电池的生产工艺有很多步，其中包括预充、老化、静置、检测、分容、分档等。

现有技术的圆柱形锂电池的生产工艺中，各生产工艺通常是相互独立的，如用于圆柱形锂电池预充的预充线在一个车间里，老化、静置房放置在别的房间里，用于圆柱形锂电池检测、分容、分档等的生产线，都分别工作，圆柱形锂电池的由人工搬运，即工人通过叉车将完成一个工序的圆柱形锂电池转送到下一个工序。各不同生产工序通过人工转移，即增加了人工的物流成本，同时，人工运输过程容易混乱，影响各生产工序之间的相互配合，影响了圆柱形锂电池的生产效率，制约了圆柱形锂电池的产能的提升。

发明内容

本发明旨在至少一定程度上解决现有的圆柱形锂电池生产车间各生产工序之间通过人工搬运而产生的技术问题，提出了一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统，以实现圆柱形锂电池生产的预充、老化、静置、检测、分容、分档等工序之间的圆柱形锂电池的自动搬运。

解决上述技术问题的技术方案

一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统，所述圆柱形锂电池生产车间包括用于圆柱形锂电池预充工艺的预充线，用于圆柱形锂电池老化工艺的老化房、用于圆柱形锂电池静置工艺的静置房、用于圆柱形锂电池分容工艺的分容线、用于圆柱形锂电池检测工艺的检测线、用于圆柱形锂电池分档工艺的分档线、用于装载所述圆柱形锂电池的多种物料盒，所述搬运系统包括：第一上下料AGV组，所述第一上下料AGV组包括多处第一上下料AGV，所述第一上下料AGV分别与所述预充线对接，以将待预充的所述圆柱形锂电池搬运至所述预充线及将预充完成的所述圆柱形锂电池从所述预充线搬运下线；搬运AGV组，所述搬运AGV组包括多台搬运AGV，所述搬运AGV分别将由所述物料盒装载的所述圆柱形锂电池搬运至所述老化房、所述静置房、所述检测线及所述分档线或从所述老化房、所述静置房、所述分档线将由所述物料盒装载的所述圆柱形锂电池搬离；第二上下料AGV组，所述第二上下料AGV组包括多处第二上下料AGV，所述第二上下料AGV分别将待分容的所述圆柱形锂电池搬运至所述分容线及将分容完成的所述圆柱形锂电池从所述分容线搬运下线。

优选地，还包括转盒线，所述物料盒包括装载来料的所述圆柱形锂电池的第一物料盒，装载来自于所述第一物料盒的所述圆柱形锂电池以准备生产上料的第二物料盒，所述转盒线包括：第一流水线，所述第一流水线用于连续搬运所述第一物料盒，所述第一流水线上设置有第一物料盒定位部；第二流水线，所述第二流水线用于连续搬运所述第二物料盒，所述第二流水线上设置有第二物料盒定位部；转盒部，所述转盒部包括第一机器人部，所述第一机器人部的头部设置有用于抓取所述第一物料盒上的所述圆柱形锂电池转移至所述第二物料盒的第一抓取夹具。

进一步优选地，所述转盒部还包括中转部，所述中转部包括用于改变所述圆柱形锂电池相互之间距离的第一变距部及设置有第二抓取夹具的第二机器人部，所述第一抓取夹具将所述圆柱形锂电池转移至所述第一变距部，所述第二抓取夹具将在所述第一变距部中改变相互之间距离的所述圆柱形锂电池转移至所述第二物料盒。

更进一步优选地，所述第一流水线上设置有多处所述第一物料盒定位部；所述第二流水线上设置有多处所述第二物料盒定位部；所述转盒部包括多处。

优选地，所述第一上下料AGV分别与所述第二流水线对接，以抓取装载有所述圆柱形锂电池的所述第二物料盒。

优选地，所述第一上下料AGV与所述预充线平行设置，所述第一上下料AGV包括铺设在地面上的直线轨道，安装在所述直线轨道上的第一安装基座及驱动所述第一安装基座在所述直线轨道上行走的电机及齿轮齿条传动机构。

优选地，所述第一安装基座上设置有：用于抓取所述第二物料盒的第三机器人部；安装在所述第三机器人部的头部的第三抓取夹具；用于放置装载有待预充的所述圆柱形锂电池的所述第二物料盒及装载有预充完成的所述圆柱形锂电池的所述第二物料盒的第一物料放置部；用于检测所述第二物料盒的标识的第一检测部。

优选地，还包括用于缓存所述物料盒的多处缓存部。

优选地，所述缓存部包括用于缓存装载有预充完成的所述圆柱形锂电池的所述第二物料盒的预充线缓存部。

进一步优选地，所述物料盒还包括第三物料盒，所述预充线缓存部包括多台翻转机，所述翻转机包括夹具安装座及驱动所述夹具安装座上下方向可180°翻转的翻转机构；所述夹具安装座的一侧设置有用于夹持及定位所述第二物料盒的翻转机第一夹具部，所述夹具安装座的另一侧设置有用于夹持及定位所述第三物料盒的翻转机第二夹具部，所述第二物料盒与所述第三物料盒开口朝向相对，所述夹具安装座位于所述翻转机第一夹具部及所述翻转机第二夹具部的夹持位置处设置有通槽以容许所述第二物料盒的所述圆柱形锂电池经由所述通槽在所述夹具安装座翻转后被转移至所述第三物料盒。

优选地，还包括用于放置所述物料盒垛料的垛料放置部，所述垛料放置部包括：用于放置竖直方向堆放的所述物料盒的垛料支撑部，设置在所述垛料支撑部的上部边缘、用于引导所述物料盒竖直方向堆放整齐的垛料限制部，设置于所述垛料支撑部的下部边缘的脚轮组。

优选地，所述搬运AGV包括用于牵引所述垛料放置部的垛料牵引部，所述垛料牵引部包括：用于牵引所述垛料放置部的第一AGV车，设置在所述第一AGV车上、用于从所述垛料限制部的中部夹持住所述垛料放置部的夹持部。

优选地，所述第二上下料AGV包括第二AGV车；安装在第二AGV车上的第二机器人部；安装在第二机器人部的头部的第四抓取夹具及第二检测部；安装在第二AGV车底部的驻车部；用于控制所述第二上下料AGV作业的控制部；用于给所述第二上下料AGV供电的可充电电源部；用于给所述第二上下料AGV供气的独立的气源部。

优选地，还包括用于所述搬运AGV组、第二上下料AGV组集中充电的供电部。

本发明具有如下有益效果

本发明提出了一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统，实现了圆柱形锂电池生产的预充、老化、静置、检测、分容、分档等工序之间的圆柱形锂电池的自动搬运。

附图说明

以下结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。

图1是一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统的一种实施例的平面布局图；

图2是转盒线的一种实施例的结构示意图；

图3是第一物料盒定位部的一种实施例的结构示意图；

图4是转盒部的一种实施例的结构示意图；

图5(a)是第一变距部的一种实施例的俯视图，图5(b)是第一变距部的一种实施例的仰视图；

图6是第一上下料AGV的一种实施例的俯视方向的结构示意图；

图7是第一上下料AGV的一种实施例的仰视方向的结构示意图；

图8是翻转机的一种实施例的结构示意图；

图9是垛料放置部及搬运AGV的一种实施例的结构示意图；

图10是第二上下料AGV的一种实施例的俯视方向的结构示意图；

图11是第二上下料AGV的一种实施例的仰视方向的结构示意图。

具体实施方式

以下参照图1至图11，对本发明作详细说明。需要指出的是，本发明可以以许多不同的方式实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例目的是为了使本领域的技术人员对本发明所公开的内容理解更加透彻全面。

另外，根据本使用新型的原理对说明性的实施例所进行的描述旨在要结合附图来进行阅读，其将被视作整个书面说明书的一部分。在公开的本发明的实施例的描述中，任何方向或方位的引用仅仅旨在便于说明，而并非旨在以任何方式限制本发明的范围。相关术语如，“X轴”、“Y轴”、“Z轴”，应该被解释为平面直角坐标系的“X轴”、“Y轴”，或者空间直角坐标系的“X轴”、“Y轴”、“Z轴”，另外，各不同的实施例的“X轴”、“Y轴”、“Z轴”，应该被解释为仅位于说明该实施例内的各部件的相对位置，而并非暗示各不同的实施例中的各部件具有相对位置之间的某种联系，除非另有说明。“下部的”、“上部的”、“水平的”、“垂直的”、“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“顶部”和“底部”)及其派生词(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应当被解释为下文所述的或在讨论中的附图所示的方位。这些相关术语仅为方便说明之用，而不能要求设备按照特定方位进行构造或操作,除非有明确说明。除非另有明确规定，否则术语，如“连接”、“互连”和类似术语是指多个结构通过介入结构直接地或间接地相互固定或附着的关系，以及可移动或刚性的附着或关系。因此，本发明不应被确切地限制于对可单独存在或在其它特征组合中存在的特征的一些可能的非限制性组合进行说明的示例性实施例；本发明的保护范围由所附权利要求界定。

正如当前设想，本次公开描述了本发明的最优模式或实践模式。本发明并非旨在从限制层面上进行理解，而是通过结合附图提供仅供说明使用的发明示例，以告知本领域的普通技术人员本发明的优点和构造。在附图的各种视图中，相同的附图标记指代相同或相似的部件。

参照图1，一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统，包括用于圆柱形锂电池预充工序的预充线10，用于圆柱形锂电池老化工序的老化房11、用于圆柱形锂电池静置工序的静置房12、用于圆柱形锂电池分容工序的分容线13、用于圆柱形锂电池检测工序的检测线14、用于圆柱形锂电池分档工序的分档线15、用于装载圆柱形锂电池的多种物料盒等。其中，物料盒包括装载来料的圆柱形锂电池的第一物料盒，第二物料盒及第三物料盒。第一物料盒作为来料物料盒，通常为纸盒，以节省成本；第二物料盒具有用于定位圆柱形锂电池的贯通状的凹槽，圆柱形锂电池正极朝上放置在凹槽中，以方便圆柱形锂电池在预充工序、检测工序、分容工序、分档工序中作业；第三物料盒具有用于定位圆柱形锂电池的盲孔状的凹槽，圆柱形锂电池正极朝下，以方便圆柱形锂电池在老化工序、静置工序中防止落尘、铁屑等掉入圆柱形锂电池的正极，导致短路等安全事故。

由于圆柱形锂电池从仓库来料时通常使用纸盒(第一物料盒)来料，圆柱形锂电池在纸盒上阵列排序或者相互错位排序，没法准确定位。因此，在圆柱形锂电池进入预充工位之前，通常必须先将圆柱形锂电池从来料盒中转移至可定位圆柱形锂电池的物料盒中。

参照图1、图2，在一种实施例中，通过设置转盒线50对圆柱形锂电池进行转盒。

转盒线50包括：用于连续搬运第一物料盒的第一流水线51，第一流水线51上设置有第一物料盒定位部52；用于连续搬运第二物料盒的第二流水线53，第二流水线53上设置有第二物料盒定位部54；转盒部55，转盒部55包括第一机器人部56，第一机器人部56的头部设置有用于抓取第一物料盒上的圆柱形锂电池转移至第二物料盒的第一抓取夹具561。

第一流水线51的线体根据第一物料盒的形状而匹配设计，第一流水线51的线体可以是本领域技术人员所公知的皮带线、板链、滚筒线、倍速链流水线。由于用于装载圆柱形锂电池的第一物料盒满载的重量通常较轻，第一流水线51优选地使用由铝型材搭建的皮带线。第一物料盒定位部52包括用于使第一物料盒在第一流水线51中停止的第一阻挡部(未图示)，第一阻挡部可以使用本领域技术人员所公知的阻挡气缸，另外，第一物料盒定位部52还包括用于检测第一物料盒有无的感应开关(未图示)，感应开关同样可以是本领域技术人员所公知的反射型光电传感器、对射型光电传感器、微动开关、接近开关等。

参照图3，第一物料盒定位部52可以包括四处定位气缸521及顶起气缸522，四处定位气缸521上分别设置有仿圆柱形锂电池的外形的推动块523。当第一物料盒被第一阻挡部(未图示)阻挡住时，推动块523分别位于圆柱形锂电池的前后左右方向的上方，顶起气缸522将第一物料盒顶起后，圆柱形锂电池位于推动块523所形成的空间内。第一物料盒定位部52可以以本领域普通技术人员所公知的方式安装在第一流水线51的上部，如通过安装板、安装架、安装铝型材等锁在第一流水线51的铝型材上。推动块523伸出以夹紧及定位圆柱形锂电池，推动块523的伸出顺序不受限制，本领域的普通技术人员可以设定其分别伸出或者同时伸出，另外，气缸的缸径本领域的普通技术人员可以参考气缸的选型手册或者技术手册计算得出，优选地，相对的两处定位气缸可以一大一小，以实现大气缸定位、小气缸夹紧。

另外，为了节约设计成本，第二流水线53可以设计与第一流水线51结构相同的线体，即第二流水线53优选地使用由铝型材搭建的皮带线。另外，本领域的普通技术人员同样可以根据第一流水线51的设计思路设计相应的第二物料盒定位部54。

参照图2、图4，在转盒部55的第一种实施例中，圆柱形锂电池在第一物料盒定位部52定位好后，第一机器人部56驱动第一抓取夹具561将放置于第一物料盒的圆柱形锂电池夹持住，直接转移至在第二物料盒定位部54定位好的第二物料盒。为了抓取圆柱形锂电池，第一抓取夹具561上设置有与第一物料盒上装载的圆柱形锂电池位置一一对应的多处第一吸头5611及用于第一抓取夹具561抓取圆柱形锂电池时分别环绕每一个圆柱形锂电池以辅助定位的多处带有倒角的第一定位销5612。第一吸头5611可以使用电磁铁、真空吸盘等本领域普通技术人员所公知的吸头。

进一步，在转盒部55的第二种实施例中，由于第一物料盒的圆柱形锂电池相互之间的距离可能不适应第二物料盒，因此，转盒部55还可以包括中转部57，中转部57包括用于改变圆柱形锂电池相互之间距离的第一变距部571及设置有第二抓取夹具573的第二机器人部572，第一抓取夹具561将圆柱形锂电池转移至第一变距部571，第二抓取夹具573将在第一变距部571中改变相互之间距离的圆柱形锂电池转移至所述第二物料盒。

参照图5(a)、图5(b)，在第一变距部571的一种实施例中，第一变距部571包括第一X轴变距部571a，第一X轴变距部571a包括第一滑动部5711、安装在第一滑动部5711上用于Y轴方向装载圆柱形锂电池的一列的多处第一电池装载部5712及推动第一电池装载部5712X轴方向改变相互之间距离的第一推动部5713。需要说明的是，在本实施例中，由于圆柱形锂电池从第一物料盒中搬运而至时呈以行为单元或者以列为单位的阵列排布状或者相互错位状，因此可以设置一次装载圆柱形锂电池的一列的第一电池装载部5712。另外，在本实施例中，行视为与X轴同向，列视为与Y轴同向。因此，第一推动部5713推动第一电池装载部5712X轴方向改变相互之间距离，实际上是改变每一列的圆柱形锂电池相互之间的距离。进一步地，第一滑动部5711可以是本领域普通技术人员所公知的线性滑轨、线性导向槽、燕尾槽、T型槽等，线性滑轨包括多处分别用于安装第一电池装载部5712的滑块，第一推动部5713可以包括本领域普通技术人员所公知的电机或者气缸。进一步地，第一推动部5713可以包括一台Y轴方向驱动的气缸及一块具有与X轴呈大于0°小于等于90°的多处第一滑槽5175的第一变距板5174，第一推动部5713设置在第一电池装载部5712的下部，与此对应，每块第一电池装载部5712的下部分别设置有内置在第一滑槽5175中与第一滑槽5175配合滑动的第一滚轮5176，当气缸推动第一变距板5174沿Y轴方向滑动时，由于第一滑槽5175与X轴角度大于0°小于等于90°，因此，只要相邻的两处第一滑槽5175与X轴的角度不同时为90°，各第一电池装载部5712X轴方向的相互距离会发生变化，从而改变以列为单位的圆柱形锂电池相互之间的距离，至于距离变化的多少，本领域普通技术人员可以根据需要参考基本的三角函数公式计算。通过设置具有第一滑槽5175与第一滚轮5176的配合，可以使用一台气缸同时驱动所有的第一电池装载部5712变距，结构紧凑且便于实施。通过第一变距部571的变距，可以实现以列为单位的阵列排布状或者相互错位状排布的圆柱形锂电池完成以列为单位X轴方向的变距。

当然，本领域的普通技术人员同样可以就每一处第一电池装载部5712分别设置一处第一推动部5713，并可以设置不同的推动行程，从而实现第一电池装载部5712的变距。

参照图5(a),在第一变距部571的一种改进实施例中，第一变距部571还包括第一Y轴变距部517b，第一Y轴变距部517b包括安装在第一滑动部5711的多处第一安装板517c及与第一安装板517c分别间隔设置的多处第二安装板517d，第一安装板517c上安装有第一电池装载部5712，第二安装板517d上设置有用于安装第一电池装载部5712的第二滑动部517e及用于Y轴方向推动安装在第二安装板517d上的第一电池装载部5712的第二推动部517f。同样地，第一推动部5713推动第一安装板517c及第二安装板517dX轴方向改变相互之间距离，以实现第一电池装载部5712在X轴方向变距。在第一X轴变距部571a上设置第一Y轴变距部517b主要用于错位排布的圆柱形锂电池变距为阵列排布式，即通过第二推动部517f推动安装在第二安装板517d的第二滑动部517e上的第一电池装载部5712，实现第二安装板517d上的第一电池装载部5712上的圆柱形锂电池与第一安装板517c上的第一电池装载部5712上的圆柱形锂电池以行为单位排列整齐。同样地，第二滑动部517e可以是本领域普通技术人员所公知的线性滑轨、线性导向槽、燕尾槽、T型槽等，第二推动部517f则优选本领域普通技术人员所公知的气缸。

通过第一变距部571的变距，可以实现以列为单位的阵列排布状或者相互错位状排布的圆柱形锂电池完成以列为单位X轴方向的变距。

参照图4，另外，第二抓取夹具573根据与在第一变距部571中改变相互之间距离的圆柱形锂电池的位置，参照第一抓取夹具561的设计思路设计机械结构。

参照图4，进一步地，为了完整实现圆柱形锂电池的变距，中转部57还包括第二变距部574及设置在第二机器人部572上的第六抓取夹具575，第二变距部574用于改变由第二抓取夹具573转移而至的圆柱形锂电池相互之间的距离，第六抓取夹具575用于将在第二变距部574中改变相互之间距离的圆柱形锂电池转移至第二物料盒。

进一步地，本领域的普通技术人员同样可以根据第一变距部571的设计思路，进一步设计第二变距部574，以实现圆柱形锂电池Y轴方向的变距。

另外，本领域的普通技术人员同样可以根据第一抓取夹具561的设计思路，设计与第二物料盒的圆柱形锂电池放置位置匹配的结构的第六抓取夹具575。

参照图1，在预充工序中，圆柱形锂电池预充的时间较长，因此为了提高预充的产能，圆柱形锂电池生产车间设置有多条平行的预充线10。

参照图1、图6、图7，在一种实施例中，针对预充线10，提供了第一上下料AGV组20，第一上下料AGV组20包括多处第一上下料AGV21，第一上下料AGV21分别与预充线10对接，进一步地，第一上下料AGV21与预充线10平行设置，每一处第一上下料AGV21分别设置于两条预充线10之间，以实现一处第一上下料AGV21可以同时涵盖两条预充线10，以将待预充的圆柱形锂电池搬运至预充线10及将预充完成的圆柱形锂电池从预充线10搬运下线。

作为第一上下料AGV21的一种实施例，第一上下料AGV21包括铺设在地面上的直线轨道211，安装在直线轨道211上的第一安装基座212及驱动第一安装基座212在直线轨道211上行走的第一电机218及齿轮齿条传动机构213。进一步地，第一安装基座212上设置有：用于抓取第二物料盒的第三机器人部214；安装在第三机器人部214的头部的第三抓取夹具215；用于放置装载有待预充的圆柱形锂电池的第二物料盒及装载有预充完成的圆柱形锂电池的所述第二物料盒的第一物料放置部216；用于检测第二物料盒的标识的第一检测部217。

直线轨道211设置为行程可涵盖一条完整的预充线10，以保证第一上下料AGV21可以涵盖一条预充线10的所有工位。另外，由于预充线10的各工位圆柱形锂电池预充时间很长，因此，通过设置一条直线行走的直线轨道211，可以实现一处第一上下料AGV21可以对应两条预充线10，可以大大地提高第一上下料AGV21的稼动率。

另外，第二流水线53与预充线10垂直设置，第一上下料AGV21分别与第二流水线53对接，以抓取装载有圆柱形锂电池的第二物料盒。用于抓取第二物料盒的第三抓取夹具215，本领域普通技术人员可以根据第二物料盒的结构设计，优选地，第三抓取夹具215可以选用夹爪夹紧第二物料盒。第二物料盒可以在第一物料放置部216上竖直叠放，另外，第二物料盒上可以设置有二维码、条形码等，第一检测部217可以包括用于读取二维码、条形码等的智能相机，以便储存第二物料盒的信息。

当预充线10的某一处第二物料盒上的圆柱形锂电池预充完成时，第一上下料AGV21驱动第二机器人部572前往该处，并将该第二物料盒抓取，放置至第一物料放置部216，并且，将第一物料放置部216的装载有等待预充的圆柱形锂电池的第二物料盒放置至预充线10，进行预充，如此循环。

进一步地，还包括用于缓存物料盒的多处缓存部60。

缓存部60包括用于缓存装载有预充完成的圆柱形锂电池的所述第二物料盒的预充线缓存部61。

参照图1、图8，第一上下料AGV21执行将装载有预充完成的圆柱形锂电池的第二物料盒放置至预充线缓存部61。更进一步，缓存部60包括多台翻转机62，翻转机62包括夹具安装座63及驱动夹具安装座63上下方向可180°翻转的翻转机构64；夹具安装座63的一侧设置有用于夹持及定位第二物料盒的翻转机第一夹具部65，夹具安装座63的另一侧设置有用于夹持及定位第三物料盒的翻转机第二夹具部66，第二物料盒与第三物料盒开口朝向相对，夹具安装座63位于第一夹具部及第二夹具部的夹持位置处设置有通槽67以容许第二物料盒的圆柱形锂电池经由通槽67在夹具安装座63翻转后被转移至第三物料盒。第一夹具部及第二夹具部可以设置有夹持第二物料盒及第三物料盒的物料盒夹持块68，并使用气缸推动夹紧。

翻转机构64与夹具安装座63可旋转连接，并驱动夹具安装座63竖直方向翻转。翻转机构64包括翻转机构安装座641及翻转动力部642，翻转动力部642可调节地锁接在翻转机构安装座641上。在一种实施例中，翻转动力部642与夹具安装座63通过旋转轴(未图示)连接，即翻转机构64上设置有轴承座，优选地，轴承座设置在翻转机构安装座641上，旋转轴被支撑在轴承座上与轴承座旋转配合，旋转轴的一端与夹具安装座63锁接，另外一端与翻转动力部642连接。当翻转动力部642使用电机时，旋转轴与翻转动力部642可以通过齿轮传动、同步带和同步带轮传动等传动方式连接，或者直接通过联轴器连接；当翻转动力部642使用气缸时，旋转轴与动力部可以通过齿轮、齿条传动方式，或者气缸伸缩端与同步带连接，通过驱动同步带和同步带轮的传动，将气缸的直线运动转化为夹具安装座63的旋转运动。

参照图1，另外，缓存部60还可以设置有第五机器人部611。第五机器人部611分别执行将装载有预充好的圆柱形锂电池的第二物料盒放置至翻转机62，将空载的第三物料盒放置至翻转机62，将翻转后空载的第二物料盒放置至第二流水线53，将翻转后装载有圆柱形锂电池的第三物料盒放置至垛料放置部70。第五机器人部611的设计可以参考第三机器人部214。

需要说明的是，还可以包括用于检测线14的物料盒缓存的检测线缓存部(未图示)，用于分档线15的物料盒缓存的分档线缓存部(未图示)。同时，各缓存部60也可以根据需要配备多台翻转机62或者多台第五机器人部611。

参照图9，进一步地，垛料放置部70用于放置包括第三物料盒的多种不同的物料盒。垛料放置部70包括：用于放置竖直方向堆放的物料盒的垛料支撑部71，设置在垛料支撑部71的上部边缘、用于引导物料盒竖直方向堆放整齐的垛料限制部72，设置于垛料支撑部71的下部边缘的脚轮组73。在一种实施例中，垛料限制部72包括至少两处相对设置的钣金护罩721，钣金护罩721具有朝向垛料放置部10的折弯边722，垛料容置在钣金护罩721形成的空间内。钣金护罩721可以使用螺栓锁紧在垛料支撑部11上，进一步地，钣金护罩721相同的一侧的外侧通过连接件723在连接，连接件723同样可以使用钣金件，连接件723分别连接在钣金护罩721的折弯边722上，更进一步地，连接件723至少包括两处，一处设置在钣金护罩721的下部，一处设置在钣金护罩721的上部，均可以通过螺栓与钣金护罩721连接。通过使用连接件723连接钣金护罩721，可以进一步加强垛料限制部72的强度。

参照图1、图9，垛料放置部70可以通过搬运AGV组30搬运。搬运AGV组30包括多台搬运AGV31，搬运AGV31分别将由各种物料盒装载的圆柱形锂电池搬运至转盒线50的第一流水线51处、老化房11、静置房12、检测线14及分档线15或从转盒线50的第二流水线53、老化房11、静置房12、分档线15将由物料盒装载的圆柱形锂电池搬离。搬运AGV31包括用于牵引垛料放置部70的垛料牵引部32，垛料牵引部32包括：用于牵引垛料放置部70的第一AGV车33，设置在第一AGV车33上、用于从垛料限制部72的中部夹持住垛料放置部70的夹持部34。夹持部34包括相对设置的垛料夹持爪及控制垛料夹持爪张开或者闭合的气缸或者电机。通过设置垛料限制部72及通过设置夹持部34从垛料放置部70的中部夹持，可以搬运AGV31在搬运垛料放置部70时导致的物料盒倒塌的情况。

参照图1、图10、图11，另外，还包括第二上下料AGV组40，第二上下料AGV组40包括多处第二上下料AGV41，第二上下料AGV41分别将待分容的圆柱形锂电池搬运至分容线13及将分容完成的圆柱形锂电池从分容线13搬运下线。

由于分容线13同样具有多条，且分容的时间与预充的时间相比，比较短，因此，第二上下料AGV41的稼动率很高，且要不断地在不同的分容线13的分容工位中搬运。因此，在一种实施例中，第二上下料AGV组40可以集中控制，每当分容线13发出需要上下料的指令，第二上下料AGV组40位于附近的第二上下料AGV41便执行作业。

第二上下料AGV41包括第二AGV车49；安装在第二AGV车49上的第四机器人部42；安装在第四机器人部42的头部的第四抓取夹具43及第二检测部44；安装在第二AGV车49底部的驻车部45；用于控制所述第二上下料AGV41作业的控制部46；用于给所述第二上下料AGV41供电的可充电电源部47；用于给所述第二上下料AGV41供气的独立的气源部48。

为方便第二AGV车49在车间内大范围行走，可根据需求铺设引导的磁条，另外，第二AGV车49的路径也可以通过惯性导航、反光镜激光定位、即时定位与地图创建等本领域技术人员公知的模式。由于主流AGV车的重复定位精度通常只有±10mm，因此，为了提高第二AGV车49的定位精度，也可以在工作区，设置有一处或多处检测的传感器和导向机构，与此对应，第二AGV车49上可以设置被传感器感应的感应片和用于与导向机构配合的滚动导向组。当然，也可以在第二AGV车49上设置多处检测的传感器，与之对应，在工作区设置被传感器感应的感应片。检测的传感器可以是对射型的光电传感器，当感应片被第一处对射型的光电传感器检测到时，小车开始减速，并进入导向机构，第二AGV车49的滚动导向组(未图示)与导向机构(未图示)配合，以进一步校正第二AGV车49的行驶精度。进一步地，滚轮导向组也可以设置为使用电机或者气缸驱动，第二AGV车49行驶时，滚轮导向组容置在第二AGV车49内，进入作业区时，滚轮导向组根据与导向机构的配合，自动调整伸出的距离，以方便第二AGV车49的准确定位。本实施例中，第二AGV车49可以以本领域的技术人员所公知的第二AGV车49的驱动方式行驶，如驱动轮加转向轮加位置磁条感应器的行走方式。

另外，第二上下料AGV41上设置有用于控制第二上下料AGV41作业的控制部46，其中，控制部46包括用于第二AGV车49与外界设备无线通信的第一控制部(未图示)，用于第二AGV车49与第四机器人部42连接以实现通信的第二控制部，用于第四机器人部42与第四抓取夹具43及第二检测部44连接以实现通信的第三控制部(未图示)。在本实施例中，上述的外界设备可以是MES生产管理系统，也可以是AGV车调度系统，第二AGV车49的第一控制部与外界设备无线通信，以接收来自外界设备的调度指令，第二AGV车49接收来自外界设备的调度指令后，行走至分容线，第四机器人部42通过第二控制部接收来自第二AGV车49的指令以及通过第三控制部接收来自第二检测部44的检测结果，从而执行圆柱形锂电池的上料或下料，并可进一步通过反馈信息给第二AGV车49。本实施例的第一控制部、第二控制部、第三控制部，均可是如AGV、机器人、视觉检测设备，如CCD、智能相机、位移传感器等自带的控制器，也可以是本领域技术人员所公知的可以用于如AGV、机器人、CCD、智能相机、位移传感器等的控制的控制器。

在本实施例中，第四机器人部42是指的六轴机器人，同样地，在别的实施例中，第四机器人部42也可以是如三轴机器人、四轴机器人等。控制部46的第二控制部安装在第二AGV车49上，并设置有防护罩(为表达防护罩内部的部件，防护罩未图示)。

另外，第四抓取夹具43可根据不同的作业需求设置不同的部件。如在本实施例中，第二上下料AGV41用于圆柱形电池的上下料。与此对应，第四抓取夹具43包括根据圆柱形电池的外形设计的仿形定位部，用于抓取圆柱形电池时辅助定位的辅助定位部，及用于吸取圆柱形电池的真空吸盘。为了解决第二上下料AGV41在车间内大范围行走时独立供气的技术问题，真空吸盘使用设置在第二AGV车49上的独立的气源部48供气。

气源部48可以是用储气罐储存的符合工厂使用规定的气源，如具有0.5MPa以上的高压气源，并通过调压阀的控制、空气调理组合的过滤，以供第二上下料AGV41使用，此外，气源部48还可以至少分出两路，一路用于气动元件如气缸、夹爪使用的正压气源，一路用于如真空吸盘使用的负压气源，即在一路气源上设置真空发生器，给真空吸盘使用。

另外，气源部48也可以通过气泵产生气源。

进一步地，为了防止第二上下料AGV41在供气过程中可能出现的气源供应不足，导致气动元件夹持不住或者真空吸盘吸不牢电池的情况，气源部48可以分别设置用于产生正压气源的正压泵481及用于产生负压气源的真空泵482。

在本实施例中，第二检测部44可以包括智能相机及测距传感器，智能相机可用于分容前对电池扫码，并把信息反馈至第二AGV车49，同时可用于辅助第四抓取夹具43作业。另外，由于作业区各种设备因加工、安装、摆放等产生的角度、位置误差、AGV定位误差、地面不平的误差等，第四机器人部42在分容前，会使用测距传感器对分容区的夹具进行多点扫描，以确定第四机器人部42的作业位置。进一步地，也可以使用CCD替换智能相机。

为了实现在第二上下料AGV41处于作业状态时，能被稳定地支撑，第二AGV车49的底部设置有驻车部45，驻车部45可根据设计需要多处。其中，驻车部45包括可万向调节的驻车地脚451及控制驻车地脚伸缩的驻车驱动器452。驻车地脚包括脚杯和脚连接杆，脚杯和脚连接杆可以通过球面连接，万向调节以适应不同的路况，脚连接杆跟驻车驱动器的输出端连接，驻车驱动器可以是附带有单向阀的调速接头的单作用气缸，当第二上下料AGV41需要停止，将圆柱形锂电池放置至分容夹具或者从分容夹具中取出之前，驻车部45的驻车驱动器工作，即单作用气缸伸出，将第二上下料AGV41举升，由于驻车地脚具有万向调节功能，并且脚杯跟地面的接触面可以根据需要设计得很大，因此，第二上下料AGV41在可以适应不同路况的同时，也能够被稳定地支撑，从而防止第四机器人部42作业时导致的整机(即第二上下料AGV41)晃动。

另外，驻车部45的驻车驱动器也可以是电机，并配置有路况监控部453，路况监控部可以是检测线14或者面的位移传感器。当第二上下料AGV41需要停止，工作之前，路况监控部先检测驻车地脚距离地面的距离，电机根据该距离驱动驻车地脚伸出，正好抵接至地面而不用将整机举升，减少了驻车部45举升整机所需的动力的同时，也能稳定地支撑第二上下料AGV41。

另外，第二上下料AGV41上设置有给所有需要供电的部件供电的可充电电源部47，第二AGV车49可以使用直流电池，直接配给直流供电的元器件，而对于有交流电供电的部件，如机器人来讲，可采用逆变器和变频器进行转换。另外，可充电电源部47也可以使用如新能源汽车上所用的电池包进行供电。可充电电源部47设置在第二AGV车49内。

进一步地，第二AGV车49上设置有用于储存物料盒的第二物料放置部411。第二物料放置部411可以是铝型材搭建的架子，也可以是型材焊接的架子，可以是单层，两层，或者多层。为了防止第二物料放置部411在第二上下料AGV41行走时磕碰到作业者，第二物料放置部411设计为用型材焊接的具有大的圆角的形状。

另外，为了方便搬运AGV组30、第二上下料AGV组40的充电，圆柱形锂电池生产车间内可以设置有用于搬运AGV组30、第二上下料AGV组40充电的供电部80，供电部可以划分具体的区域，既作为供电使用，同时作为搬运AGV组30、第二上下料AGV组40的待命处使用。

在上述具体实施方式中所描述的各个具体的技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何方式进行组合，为了不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不另行说明。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明范围的任何修改或者等同替换，均应当涵括在本发明的技术方案内。

Claims (12)

1.一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统，所述圆柱形锂电池生产车间包括用于圆柱形锂电池预充工艺的预充线，用于圆柱形锂电池老化工艺的老化房、用于圆柱形锂电池静置工艺的静置房、用于圆柱形锂电池分容工艺的分容线、用于圆柱形锂电池检测工艺的检测线、用于圆柱形锂电池分档工艺的分档线、用于装载所述圆柱形锂电池的多种物料盒，其特征在于，所述搬运系统包括：

第一上下料AGV组，所述第一上下料AGV组包括多处第一上下料AGV，所述第一上下料AGV分别与所述预充线对接，以将待预充的所述圆柱形锂电池搬运至所述预充线及将预充完成的所述圆柱形锂电池从所述预充线搬运下线；

搬运AGV组，所述搬运AGV组包括多台搬运AGV，所述搬运AGV分别将由所述物料盒装载的所述圆柱形锂电池搬运至所述老化房、所述静置房、所述检测线及所述分档线或从所述老化房、所述静置房、所述分档线将由所述物料盒装载的所述圆柱形锂电池搬离；

第二上下料AGV组，所述第二上下料AGV组包括多处第二上下料AGV，所述第二上下料AGV分别将待分容的所述圆柱形锂电池搬运至所述分容线及将分容完成的所述圆柱形锂电池从所述分容线搬运下线；

还包括转盒线，所述物料盒包括装载来料的所述圆柱形锂电池的第一物料盒，装载来自于所述第一物料盒的所述圆柱形锂电池以准备生产上料的第二物料盒，所述转盒线包括：

第一流水线，所述第一流水线用于连续搬运所述第一物料盒，所述第一流水线上设置有第一物料盒定位部，

第二流水线，所述第二流水线用于连续搬运所述第二物料盒，所述第二流水线上设置有第二物料盒定位部，

转盒部，所述转盒部包括第一机器人部，所述第一机器人部的头部设置有用于抓取所述第一物料盒上的所述圆柱形锂电池转移至所述第二物料盒的第一抓取夹具；

所述转盒部还包括中转部，所述中转部包括用于改变所述圆柱形锂电池相互之间距离的第一变距部及设置有第二抓取夹具的第二机器人部，所述第一抓取夹具将所述圆柱形锂电池转移至所述第一变距部，所述第二抓取夹具将在所述第一变距部中改变相互之间距离的所述圆柱形锂电池转移至所述第二物料盒；

所述第一变距部包括第一X轴变距部，所述第一X轴变距部包括第一滑动部、安装在第一滑动部上用于Y轴方向装载圆柱形锂电池的一列的多处第一电池装载部及推动第一电池装载部X轴方向改变相互之间距离的第一推动部；

所述第一变距部还包括第一Y轴变距部，所述第一Y轴变距部包括安装在所述第一滑动部的多处第一安装板及与所述第一安装板分别间隔设置的多处第二安装板；所述第一安装板上安装有所述第一电池装载部；所述第二安装板上设置有用于安装所述第一电池装载部的第二滑动部及用于Y轴方向推动安装在所述第二安装板上的所述第一电池装载部的第二推动部；所述第一推动部推动所述第一安装板及所述第二安装板X轴方向改变相互之间距离；

所述第一推动部设置在所述第一电池装载部的下部，所述第一推动部包括：一台Y轴方向驱动的气缸，以及一块具有与X轴呈大于0°小于等于90°的多处第一滑槽的第一变距板；

每个所述第一电池装载部的下部分别设置有在第一滑槽中配合滑动的第一滚轮。

2.根据权利要求1所述的一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统，其特征在于：所述第一流水线上设置有多处所述第一物料盒定位部；所述第二流水线上设置有多处所述第二物料盒定位部；所述转盒部包括多处。

3.根据权利要求2所述的一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统，其特征在于：所述第一上下料AGV分别与所述第二流水线对接，以抓取装载有所述圆柱形锂电池的所述第二物料盒。

4.根据权利要求3所述的一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统，其特征在于：所述第一上下料AGV与所述预充线平行设置，所述第一上下料AGV包括铺设在地面上的直线轨道，安装在所述直线轨道上的第一安装基座及驱动所述第一安装基座在所述直线轨道上行走的电机及齿轮齿条传动机构。

5.根据权利要求4所述的一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统，其特征在于：所述第一安装基座上设置有：用于抓取所述第二物料盒的第三机器人部；安装在所述第三机器人部的头部的第三抓取夹具；用于放置装载有待预充的所述圆柱形锂电池的所述第二物料盒及装载有预充完成的所述圆柱形锂电池的所述第二物料盒的第一物料放置部；用于检测所述第二物料盒的标识的第一检测部。

6.根据权利要求1所述的一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统，其特征在于：还包括用于缓存所述物料盒的多处缓存部。

7.根据权利要求6所述的一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统，其特征在于：所述缓存部包括用于缓存装载有预充完成的所述圆柱形锂电池的所述第二物料盒的预充线缓存部。

8.根据权利要求7所述的一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统，其特征在于：所述物料盒还包括第三物料盒，所述预充线缓存部包括多台翻转机，所述翻转机包括夹具安装座及驱动所述夹具安装座上下方向可180°翻转的翻转机构；所述夹具安装座的一侧设置有用于夹持及定位所述第二物料盒的翻转机第一夹具部，所述夹具安装座的另一侧设置有用于夹持及定位所述第三物料盒的翻转机第二夹具部，所述第二物料盒与所述第三物料盒开口朝向相对，所述夹具安装座位于所述翻转机第一夹具部及所述翻转机第二夹具部的夹持位置处设置有通槽以容许所述第二物料盒的所述圆柱形锂电池经由所述通槽在所述夹具安装座翻转后被转移至所述第三物料盒。

9.根据权利要求1所述的一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统，其特征在于：还包括用于放置所述物料盒垛料的垛料放置部，所述垛料放置部包括：用于放置竖直方向堆放的所述物料盒的垛料支撑部，设置在所述垛料支撑部的上部边缘、用于引导所述物料盒竖直方向堆放整齐的垛料限制部，设置于所述垛料支撑部的下部边缘的脚轮组。

10.根据权利要求9所述的一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统，其特征在于：所述搬运AGV包括用于牵引所述垛料放置部的垛料牵引部，所述垛料牵引部包括：用于牵引所述垛料放置部的第一AGV车，设置在所述第一AGV车上、用于从所述垛料限制部的中部夹持住所述垛料放置部的夹持部。

11.根据权利要求1所述的一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统，其特征在于：所述第二上下料AGV包括第二AGV车；安装在第二AGV车上的第二机器人部；安装在第二机器人部的头部的第四抓取夹具及第二检测部；安装在第二AGV车底部的驻车部；用于控制所述第二上下料AGV作业的控制部；用于给所述第二上下料AGV供电的可充电电源部；用于给所述第二上下料AGV供气的独立的气源部。

12.根据权利要求1、10或11所述的一种用于圆柱形锂电池生产车间的搬运系统，其特征在于：还包括用于所述搬运AGV组、第二上下料AGV组集中充电的供电部。