CN108248721B - 一种动力电池装配线电池检测专机及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动力电池装配线电池检测专机及其检测方法，检测专机包括用于输送待检测电池的输送装置，用于挡停托盘、并完成对托盘举升定位的定位装置，根据定位装置信号完成气缸动作的执行装置，及气缸到位信号提示所述检测系统开始采样检测的检测系统，输送装置将装有电池的托盘传送至指定位置，由定位装置完成托盘的挡停和举升定位；定位装置动作完成后，将信号传送给执行装置，执行装置的缓冲气缸启动，使表笔与电池极柱表面相接触，检测系统开始采样，检测系统完成参数采样以及性能检测后，所有机构复位，定位装置放下托盘，由输送装置送出。本发明具有工作可靠，自动化程度高等优点，尤其是能够与工业智能自动化装配生产线相结合使用。

Description

一种动力电池装配线电池检测专机及其检测方法

技术领域

本发明属于新能源汽车动力电池装配领域，具体地说是一种动力电池装配线电池检测专机及其检测方法。

背景技术

随着汽车行业的发展，人们对汽车的需求日益增加，但同时汽车尾气对人们生活的影响也日趋严重。由于纯电或混合动力汽车在节油方面有很大优势，现今国内外车厂均增大此方面的研发力度。

动力电池模组是新能源汽车的主要动力来源，也是电动汽车主要部件和关键技术。动力电池模组在电动汽车和储能电站等领域应用最显著特点是模块化组装，即由若干个电池组成电池组，再将多个电池组进行串/并联组装成电池模组。随着动力电池模组需求量的日益增加，自动化程度高的智能装配流水线已逐渐取代传统手工装配流水线，成为国内外各大公司扩大生产的主要手段。

现有技术中至少存在如下问题：一是电池检测过程需要人工参与，自动化程度低，容易出错；二是系统兼容性差，内部之间无法直接通讯；三是系统无法自动采样检测以及上传数据。

发明内容

针对现有电池检测设备存在的自动化程度低、兼容性差等问题，本发明的目的在于提供一种动力电池装配线电池检测专机及其检测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的检测专机包括输送装置、定位装置、执行装置及检测系统，其中输送装置包括基础框架、单相电机及齿形带，该单相电机安装在基础框架上，驱动所述齿形带输送装有电池的托盘；所述定位装置包括挡停器、举升气缸及气缸安装板，该挡停器安装在所述基础框架上、对由齿形带输送来的托盘进行挡停定位，所述气缸安装板连接于基础框架上，所述举升气缸安装在该气缸安装板上、驱动挡停后的所述托盘升降；所述执行装置位于输送装置的上方，包括架体、安装板、缓冲气缸及夹块，该架体安装在所述基础框架上，所述缓冲气缸的缸体通过安装板固定在架体上，活塞杆连接有夹有表笔的夹块，通过所述缓冲气缸的驱动带动表笔对电池执行采样动作；所述检测系统安装在架体的顶部，所述执行装置分别与定位装置及检测系统电气连接；

其中：所述基础框架为对称设置的两个铝型材，每个铝型材的两端均转动连接有齿轮，两端的齿轮通过所述齿形带相连，两个所述铝型材同一端的齿轮之间通过转轴相连，该转轴的任一端与安装在所述铝型材上的单相电机输出端连接，通过所述单相电机驱动两个铝型材上的齿形带同步动作；所述挡停器及气缸安装板均位于两个铝型材之间，该气缸安装板相对的两侧分别固定在两个铝型材上，所述挡停器固接于任一个铝型材上；

所述气缸安装板上安装有控制举升气缸工作的举升电磁阀，该举升电磁阀分别与所述挡停器内部传感器、举升气缸及检测系统电气连接；所述安装板上安装有控制缓冲气缸工作的缓冲电磁阀，该缓冲电磁阀分别与所述举升气缸内自带的举升气缸磁性开关、缓冲气缸及检测系统电气连接；所述检测系统包括电池检测装置及装置安装板，该电池检测装置通过装置安装板固定在所述架体的顶部，所述电池检测装置与缓冲气缸内自带的缓冲气缸磁性开关电气连接；所述缓冲气缸的活塞杆连接有连接板，所述夹块的数量与电池的极柱数量相同，各所述夹块的一端均固定在连接板上，另一端分别夹有所述表笔；

本发明动力电池装配线电池检测专机的检测方法：

所述单相电机工作，驱动齿形带将置有电池的托盘输送至气缸安装板上方，并通过所述挡停器挡停定位，然后由所述举升气缸驱动该托盘上升至设定位置；所述缓冲气缸工作，驱动夹有表笔的夹块伸出，将所述表笔与电池的极柱相接触；所述检测系统开始对电池进行采样检测，采样检测结束后，该检测系统发出信号，所述缓冲气缸驱动夹块复位，所述举升气缸驱动带有电池的托盘下降，再由所述单相电机驱动齿形带，将所述托盘送出；

其中：所述挡停器挡停托盘，该挡停器内部传感器感应到所述托盘后触发安装在气缸安装板上的举升电磁阀，由该举升电磁阀控制所述举升气缸完成托盘的举升定位，举升到位后所述举升气缸的活塞杆触发举升气缸内自带的举升气缸磁性开关，并将信号传送给所述执行装置；

所述安装板上安装的缓冲电磁阀在托盘举升到位后，接收到所述举升气缸磁性开关的信号，控制所述缓冲气缸带动表笔与电池的极柱相接触，该缓冲气缸动作到位后，所述缓冲气缸的活塞杆触发缓冲气缸内自带的缓冲气缸磁性开关，并由缓冲气缸磁性开关将信号传送给检测系统，检测系统开始采样检测；采样完成后所述检测系统将信号传送给缓冲电磁阀，由该缓冲电磁阀控制所述缓冲气缸复位，到位后，所述缓冲气缸的活塞杆触发缓冲气缸磁性开关，并由缓冲气缸磁性开关将信号传送给举升电磁阀，由所述举升电磁阀控制举升气缸复位，放下托盘，由输送装置送出装有电池的托盘。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明的电池检测专机可以与装配流水线相对接，能够自动接入和送出托盘以及采样检测。

2.本发明的电池检测专机可与装配流水线控制系统相兼容，并且内部装置和外部控制系统以及内部装置之间都能够相互通讯，是专机内部各装置状态已知可控。

3.本发明的电池检测专机对外留有通讯接口，方便PLC主控系统或MES系统接入，并能够实时上传专机的状态信息及电池信息，能够在工业4.0智能装配体系中配套使用。

附图说明

图1为本发明检测专机的整体结构示意图；

图2为本发明检测专机中输送装置和定位装置的结构示意图；

图3为本发明检测专机中执行装置和检测系统的结构示意图；

其中：1为电池，2为托盘，10为输送装置，11为铝型材，12为单相电机，13为齿形带，14为转轴，20为定位装置，21为挡停器，22为举升气缸，23为气缸安装板，30为执行装置，31为架体，32为安装板，33为缓冲气缸，34为连接板，35为夹块，40为检测系统，41为电池检测装置，42为表笔，43为装置安装板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～3所示，本发明包括输送装置10、定位装置20、执行装置30及检测系统40，其中输送装置10本身自带动力，能够与流水线对接，将其作为检测专机的基础框架，将定位装置20、执行装置30以及检测系统40组合集成为电池检测专机，实现动力电池装配线全自动在线检测电池，执行装置30分别与定位装置20及检测系统40电气连接。具体结构为：

输送装置10用于输送内部置有电池1的托盘2，包括基础框架、单相电机12及齿形带13，基础框架为对称设置的两个铝型材11搭建而成，每个铝型材11的两端均转动连接有齿轮，两端的齿轮通过齿形带13相连，两个铝型材11同一端的齿轮之间通过转轴14相连，该转轴14的任一端与安装在铝型材11上的单相电机12输出端连接，通过单相电机12驱动两个铝型材11上的齿形带13同步动作。

定位装置20设置在输送装置10中间，并对其输送来的电池进行挡停和举升定位，具体包括挡停器21、举升气缸22及气缸安装板23，挡停器21及气缸安装板23均位于两个铝型材11之间，该挡停器21固接于任一个铝型材11上，对由齿形带13输送来的托盘2进行挡停定位；气缸安装板23相对的两侧分别固定在两个铝型材11上，举升气缸22安装在该气缸安装板23上、驱动挡停后的托盘2升降。

执行装置30位于输送装置10的上方、对定位好的电池1执行采样动作，具体包括架体31、安装板32、缓冲气缸33及夹块35，该架体31的底部安装在铝型材11上，缓冲气缸33的缸体通过安装板32固定在架体31上，活塞杆连接有连接板34，连接板34上安装有夹有表笔42的夹块35。夹块35的数量与电池1的极柱数量相同，各夹块35的一端均固定在连接板34上，另一端分别夹有表笔42，通过缓冲气缸33的驱动带动表笔42对电池1执行采样动作。

检测系统40对电池1进行采样检测、得到电池的电参数，包括电池检测装置41及装置安装板43，该电池检测装置41通过装置安装板43固定在架体31的顶部，电池检测装置41与缓冲气缸33内自带的缓冲气缸磁性开关电气连接。

气缸安装板23上安装有控制举升气缸22工作的举升电磁阀，该举升电磁阀分别与挡停器21内部传感器、举升气缸22及电池检测装置41电气连接。安装板32上安装有控制缓冲气缸33工作的缓冲电磁阀，该缓冲电磁阀分别与举升气缸22内自带的举升气缸磁性开关、缓冲气缸33及电池检测装置41电气连接。

本发明的挡停器21为市购产品，购置于大连美德乐工业组装技术有限公司，型号为ST.PN.01。本发明的举升气缸22为市购产品，购置于smc(中国)有限公司，型号为CDJ2E16-60T-M9PAMDPC-A。本发明的缓冲气缸33为市购产品，购置于smc(中国)有限公司，型号为MGPL32-50AZ-M9PAMDPC。本发明的电池检测装置41为市购产品，购置于日置(上海)商贸有限公司，型号为BT3562。

本发明检测专机的检测方法为：

工作时，单相电机12工作，驱动齿形带13将置有电池1的托盘2输送至气缸安装板23上方，挡停器21挡停托盘2，该挡停器21内部传感器感应到托盘2到达指定位置后触发安装在气缸安装板23上的举升电磁阀，由该举升电磁阀控制举升气缸22工作，由举升气缸22驱动该托盘2上升至设定位置，完成托盘2的举升定位，举升到位后举升气缸22的活塞杆触发举升气缸22内自带的举升气缸磁性开关，并将信号传送给执行装置30中安装板32上的缓冲电磁阀。

安装板32上安装的缓冲电磁阀在托盘2举升到位后，接收到举升气缸磁性开关的信号，控制缓冲气缸33带动夹有表笔42的夹块35伸出，直至表笔42与电池1的极柱相接触；该缓冲气缸33动作到位后，缓冲气缸33的活塞杆触发缓冲气缸33内自带的缓冲气缸磁性开关，并由缓冲气缸磁性开关将信号传送给电池检测装置41，电池检测装置41开始采样检测；采样完成后电池检测装置41将信号传送给缓冲电磁阀，阀体复位并由缓冲电磁阀控制缓冲气缸33复位；到位后，缓冲气缸33的活塞杆触发缓冲气缸磁性开关，并由缓冲气缸磁性开关将信号传送给举升电磁阀，由举升电磁阀控制举升气缸22复位，放下托盘2，由输送装置10送出装有电池1的托盘2。

本发明的动力电池装配线电池检测专机能够与装配线体相对接，作为整个装配流水线体一个专机工位，系统与装配流水线控制系统相兼容，并且内部装置和外部控制系统以及内部装置之间都能够相互通讯，对外留有通讯接口，方便PLC主控系统或MES系统接入，并能够实时上传专机的状态信息及电池信息，符合工业4.0智能装配体系的要求规范。

Claims (10)

1.一种动力电池装配线电池检测专机，其特征在于：包括输送装置(10)、定位装置(20)、执行装置(30)及检测系统(40)，其中输送装置(10)包括基础框架、单相电机(12)及齿形带(13)，该单相电机(12)安装在基础框架上，驱动所述齿形带(13)输送装有电池(1)的托盘(2)；所述定位装置(20)包括挡停器(21)、举升气缸(22)及气缸安装板(23)，该挡停器(21)安装在所述基础框架上、对由齿形带(13)输送来的托盘(2)进行挡停定位，所述气缸安装板(23)连接于基础框架上，所述举升气缸(22)安装在该气缸安装板(23)上、驱动挡停后的所述托盘(2)升降；所述执行装置(30)位于输送装置(10)的上方，包括架体(31)、安装板(32)、缓冲气缸(33)及夹块(35)，该架体(31)安装在所述基础框架上，所述缓冲气缸(33)的缸体通过安装板(32)固定在架体(31)上，活塞杆连接有夹有表笔(42)的夹块(35)，通过所述缓冲气缸(33)的驱动带动表笔(42)对电池(1)执行采样动作；所述检测系统(40)安装在架体(31)的顶部，所述执行装置(30)分别与定位装置(20)及检测系统(40)电气连接。

2.根据权利要求1所述的动力电池装配线电池检测专机，其特征在于：所述基础框架为对称设置的两个铝型材(11)，每个铝型材(11)的两端均转动连接有齿轮，两端的齿轮通过所述齿形带(13)相连，两个所述铝型材(11)同一端的齿轮之间通过转轴(14)相连，该转轴(14)的任一端与安装在所述铝型材(11)上的单相电机(12)输出端连接，通过所述单相电机(12)驱动两个铝型材(11)上的齿形带(13)同步动作。

3.根据权利要求2所述的动力电池装配线电池检测专机，其特征在于：所述挡停器(21)及气缸安装板(23)均位于两个铝型材(11)之间，该气缸安装板(23)相对的两侧分别固定在两个铝型材(11)上，所述挡停器(21)固接于任一个铝型材(11)上。

4.根据权利要求1所述的动力电池装配线电池检测专机，其特征在于：所述气缸安装板(23)上安装有控制举升气缸(22)工作的举升电磁阀，该举升电磁阀分别与所述挡停器(21)内部传感器、举升气缸(22)及检测系统(40)电气连接。

5.根据权利要求1所述的动力电池装配线电池检测专机，其特征在于：所述安装板(32)上安装有控制缓冲气缸(33)工作的缓冲电磁阀，该缓冲电磁阀分别与所述举升气缸(22)内自带的举升气缸磁性开关、缓冲气缸(33)及检测系统(40)电气连接。

6.根据权利要求1所述的动力电池装配线电池检测专机，其特征在于：所述检测系统(40)包括电池检测装置(41)及装置安装板(43)，该电池检测装置(41)通过装置安装板(43)固定在所述架体(31)的顶部，所述电池检测装置(41)与缓冲气缸(33)内自带的缓冲气缸磁性开关电气连接。

7.根据权利要求1所述的动力电池装配线电池检测专机，其特征在于：所述缓冲气缸(33)的活塞杆连接有连接板(34)，所述夹块(35)的数量与电池(1)的极柱数量相同，各所述夹块(35)的一端均固定在连接板(34)上，另一端分别夹有所述表笔(42)。

8.一种权利要求1至7任一权利要求所述的动力电池装配线电池检测专机的检测方法，其特征在于：所述单相电机(12)工作，驱动齿形带(13)将置有电池(1)的托盘(2)输送至气缸安装板(23)上方，并通过所述挡停器(21)挡停定位，然后由所述举升气缸(22)驱动该托盘(2)上升至设定位置；所述缓冲气缸(33)工作，驱动夹有表笔(42)的夹块(35)伸出，将所述表笔(42)与电池(1)的极柱相接触；所述检测系统(40)开始对电池(1)进行采样检测，采样检测结束后，该检测系统(40)发出信号，所述缓冲气缸(33)驱动夹块(35)复位，所述举升气缸(22)驱动带有电池(1)的托盘(2)下降，再由所述单相电机(12)驱动齿形带(13)，将所述托盘(2)送出。

9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于：所述挡停器(21)挡停托盘(2)，该挡停器(21)内部传感器感应到所述托盘(2)后触发安装在气缸安装板(23)上的举升电磁阀，由该举升电磁阀控制所述举升气缸(22)完成托盘(2)的举升定位，举升到位后所述举升气缸(22)的活塞杆触发举升气缸(22)内自带的举升气缸磁性开关，并将信号传送给所述执行装置(30)。

10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于：所述安装板(32)上安装的缓冲电磁阀在托盘(2)举升到位后，接收到所述举升气缸磁性开关的信号，控制所述缓冲气缸(33)带动表笔(42)与电池(1)的极柱相接触，该缓冲气缸(33)动作到位后，所述缓冲气缸(33)的活塞杆触发缓冲气缸(33)内自带的缓冲气缸磁性开关，并由缓冲气缸磁性开关将信号传送给检测系统(40)，检测系统(40)开始采样检测；采样完成后所述检测系统(40)将信号传送给缓冲电磁阀，由该缓冲电磁阀控制所述缓冲气缸(33)复位，到位后，所述缓冲气缸(33)的活塞杆触发缓冲气缸磁性开关，并由缓冲气缸磁性开关将信号传送给举升电磁阀，由所述举升电磁阀控制举升气缸(22)复位，放下托盘(2)，由输送装置(10)送出装有电池(1)的托盘(2)。