CN108466828A - 一种分刷一体机自动上料系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动上料系统及方法，尤其涉及一种分刷一体机自动上料系统及方法，属于蓄电池组装领域。该系统包括输送极板的机器人；支撑所述机器人移动的行走机构和分刷一体机；所述分刷一体机具有上料口，所述机器人将极板输送到所述上料口；所述机器人上设置有机械抓手，所述机械抓手包括抓取固化架的固化架抓手和抓取极板的极板抓手；所述机器人上设置有控制器，所述控制器分别控制机器人、固化架抓手和极板抓手。本发明自动化程度高，在将固化架放在指定位置后，固化架位置的获取、取料、送料和拆垛码垛等的工作均为机械自动完成，工作效率高，失误率小。

Description

一种分刷一体机自动上料系统及方法

技术领域

本发明涉及一种自动上料系统及方法，尤其涉及一种分刷一体机自动上料系统及方法，属于蓄电池组装领域。

背景技术

在蓄电池生产中，需要对极板进行切耳和刷耳操作。切耳是将极板的极耳切割成统一的高度，保证焊接的质量；刷耳是指刷除极耳上的毛刺、污垢和氧化层，便于焊接。现有技术中人工搬运极板到分刷一体机上，使用分刷一体机对极板进行切耳和刷耳，不仅工作效率低，而且人工成本较高，并且切除极耳产生的铅屑、污垢等污染物严重损害工人的身体健康。

发明内容

本发明针对上述的技术问题，提供一种结构设计合理、自动化程度高的分刷一体机自动上料系统及方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种分刷一体机自动上料系统，包括搬运极板的机器人；支撑所述机器人移动的行走机构和分刷一体机；

所述分刷一体机具有上料口，所述机器人将极板搬运到所述上料口；

所述机器人上设置有机械抓手，所述机械抓手包括抓取固化架的固化架抓手和抓取极板的极板抓手；所述机器人上设置有控制器，所述控制器分别控制机器人、固化架抓手和极板抓手。

进一步的，所述行走机构上设置有轨道，所述机器人沿着轨道平移；所述行走机构上设置有调节所述轨道高度的调平机构。

更进一步的，所述的行走机构上设置有检测固化架是否到位的传感器，所述传感器与控制器通讯。

更进一步的，所述机器人上设置有视觉定位系统12，用于定位并检测固化架放置位置是否正确，引导所述机械抓手抓取固化架上的极板；所述视觉定位系统12与控制器通讯。

更进一步的，该系统还包括警示器，所述警示器与控制器通讯。该设计发出警示，提醒工作人员将空固化架运走。

更进一步的，所述警示器为声音报警器和/或光线报警器。

进一步的，在所述机械抓手的底部设置有稳固固化架的固化架下压板。

一种分刷一体机自动上料方法，包括以下步骤：

S1，获取固化架的位置，所述传感器检测到固化架放在指定位置后，将信号传递给所述控制器；

S2，取料，所述控制器控制机器人运行至取料工位；

S3，送料，所述视觉定位系统12检测固化架的位置，并将信号传递给所述控制器；所述控制器控制极板抓手抓取固化架上的极板，机器人将极板搬运到上料口；控制器控制机器人沿着行走机构回到取料工位；重复上述步骤至该固化架上的极板搬运完毕；

S4，拆垛码垛，所述控制器控制固化架抓手抓取该固化架；控制器控制机器人将该固化架移到码垛工位，并控制机器人回到取料工位；重复上述步骤至所有极板搬运完毕。

进一步的，在步骤S1前还包括步骤S0，所述步骤S0为通过所述调平机构调节轨道的水平度。

进一步的，在步骤S4后还包步骤S5，所述步骤S5为所述控制器控制警示器发出警示。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、本发明自动化程度高，在将固化架放在指定位置后，固化架位置的获取、取料、送料和拆垛码垛等的工作均为机械自动完成，工作效率高，失误率小；

2、本发明无需人工搬运极板，降低企业人工成本；且能防止工人在搬运极板过程中，切除极耳产生的铅屑、污垢等污染物损害工人的身体健康。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的工作流程图。

图3为本发明机械抓手的结构示意图。

图4为本发明调节机构的结构示意图。

标号说明：

1、机器人；2、行走机构；3、分刷一体机；4、上料口；5、机械抓手； 6、固化架抓手；7、极板抓手；8、轨道；9、调平机构；10、传感器； 11、控制器；12、视觉定位系统；13、警示器；14、固化架下压板； 15、取料工位；16、码垛工位；17、机架；18、调节筒；19、操作部； 20、螺杆；21、旋转块；22、第一锁紧螺母；23、第二锁紧螺母； 24、相机；25、激光测距仪。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：

如图1、图2和图3所示，一种分刷一体机自动上料系统，包括机器人1、行走机构2和分刷一体机3。

机器人1上设置有机械抓手5，机械抓手5包括固化架抓手6和极板抓手7；固化架抓手6用以抓取固化架，极板抓手7用以抓取极板，即该机械抓手5既可以抓取固化架，又可以抓取极板；固化架抓手6和极板抓手7分别可以通过气缸或其他驱动机构驱动。机器人1上还设置有控制器11，控制器11与驱动机构通讯。控制器11控制机器人1在行走机构2上移动；控制器11控制驱动机构驱动固化架抓手6移动，并抓取固化架；控制器11控制驱动机构驱动极板抓手7移动，并抓取极板。现有技术中满足本发明中的控制器11即可使用到本发明，本发明中不再展开。

行走机构2包括机架17，该机架17由若干型材件组装而成，例如将若干型材件通过螺栓或焊接在一起形成机架17。型材是铁或钢以及具有一定强度和韧性的材料通过轧制、挤出、铸造等工艺制成的具有一定几何形状的物体。这类材料具有的外观尺寸一定，断面呈一定形状，具有一定的力学物理性能。型材既能单独使用也能进一步加工成其他制造品，常用于建筑结构与制造安装。机械工程师可根据设计要求选择型材的具体形状、材质、热处理状态、力学性能等参数，再根据具体的尺寸形状要求将型材进行分割，而后进一步加工或热处理，达到设计的精度要求。型材的材质、规格尺寸等可参照相应的国家标准。

分刷一体机3为现有技术中的设备，既可以切耳，也可以刷耳，在本发明中不再展开。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上，对行走机构2的进一步限定。

机架17上设置有轨道8，机器人1沿着轨道8平移，以实现极板的上料。

行走机构2上还设置有调平结构，用于调节轨道8的水平度。调平机构9 固定在机架17上，调平结构包括调节筒18，调节筒18的外壁上设置有外螺纹，调节筒18的内臂上设置有内螺纹，调节筒18还包括便于旋转调节筒18的操作部19，即调节筒18的外壁和内壁上均设置有螺纹，操作部19为便于旋转调节筒18的结构，操作部19为调节筒18的一个部分，旋转调节筒18时利用工具与操作部19配合，旋转工具即实现调节筒18的旋转，例如，利用扳手与操作部19配合以旋转调节筒18；轨道8上设置有与调节筒18上的外螺纹配合的第一螺孔，调平螺栓还包括将调节筒18固定在机架17上的螺杆20，螺杆20与调节筒18上的内螺纹配合，在机架17上设置有与螺杆20配合的第二螺孔，螺杆 20穿过调节筒18以后与第二螺孔配合，以将调节筒18定位于机架17上；螺杆 20远离机架17的一端设置有旋转块21，旋转块21与螺杆20可以为一体式结构，旋转块21与工具配合，旋转工具即可旋转螺杆20，螺杆20装配至调节筒 18内以后，旋转块21与调节筒18之间设置有与螺杆20配合的第一锁紧螺母 22，在调节筒18上设置有与调节筒18上的外螺纹配合的第二锁紧螺母23。装配时，先将第一锁紧螺母22装配到螺杆20上，然后再将轨道8放置在机架17 的相应位置上，并使调节筒18上的外螺纹与轨道8上的第一螺孔配合，最后旋转螺杆20，使螺杆20与第二螺孔配合，完成轨道8的装配；第一锁紧螺母22 压紧调节筒18，利用双螺母对顶的原理将螺杆20锁紧，第二锁紧螺母23压紧轨道8，利用双螺母对顶的原理锁紧调节筒18。在调节轨道8水平度时，松开第一锁紧螺母22、第二锁紧螺母23旋转调节筒18即可调节轨道8相对于调节筒18的位置，轨道8位置调节完毕后再使第一锁紧螺母22、第二锁紧螺母23 锁紧即可，该方案可以调节轨道8的水平度，在轨道8水平度出现偏差时，可以方便地调整，从而延长了轨道8的使用寿命，更保证了机器人运行的精度。

实施例3：

本实施例是在实施例2的基础上，对行走机构2的进一步限定。

行走机构2上设置有传感器10，用于检测固化架是否到位；传感器10与控制器11通讯。传感器10为现有技术，本发明中不再展开。

在该上料系统进行工作时，传感器10检测到固化架已经放置在指定位置，并将该信号传递给控制器11，控制器11控制机器人1进行下一步的工作。

实施例4：

本实施例是在实施例3的基础上，对机器人1的限定。

机器人1上设置有视觉定位系统12，用于定位并检测固化架放置位置是否正确，保证后续的切耳工序正常进行，并引导机械抓手5抓取固化架上的极板；视觉定位系统12与控制器11通讯。

视觉定位系统12包括相机24和激光测距仪25，并且相机24和激光测距仪 25具体设置在机械抓手5上。在进行工作时，机械抓手5带动相机24移动，相机24分别拍摄到固化架两个对角位置，激光测距仪25对固化架的高度进行测量，算出直线的中点，相机24识别出固化架上的方向识别点，进而计算出固化架位置的偏移量，并检测固化架的方向是否放置正确；当固化架未放入指定区域或固化架上的方向标识点朝向错误时，该视觉定位系统12会将错误信息发送到控制器11，控制器11控制该视觉定位系统12停止工作。本实施例中提到的方向识别点为设置在固化架的横梁上，并相互平行的点。现有技术中的激光测距仪25的测距原理及测距方法即可满足本发明的要求，本发明中不再展开。

实施例5：

本实施例是在实施例4的基础上，对该上料系统的限定。

该系统还包括警示器13，警示工人工作发生异常，警示器13与控制器11 通讯；警示器13可设置在机架17上，也可以设置在机器人1上。

当固化架未放入指定区域或固化架上的方向标识点朝向错误时，警示器13 会发出警报，该视觉定位系统12将错误信息发送到控制器11，控制器11控制该视觉定位系统12停止工作。或者是当固化架未放入指定区域或固化架上的方向标识点朝向错误时，该视觉定位系统12将错误信息发送到控制器11，控制器 11控制该视觉定位系统12停止工作，并且警示器13发出警报。当该上料系统完成上料后，警示器13发出警报，控制器11控制该上料系统停止工作。

该上料系统在上料时包括以下步骤：S1获取固化架的位置，S2取料，S3 送料，S4拆垛码垛。

步骤S1中，传感器10检测到固化架已经放置到指定位置后，传感器10将信号传递给控制器11。

步骤S2中，控制器11控制机器人1在行走机构2上运行，移动到取料工位15。本实施例中的取料工位15是指堆放固化架的位置，该固化架上放置有极板。

步骤S3中，视觉定位系统12中的相机24分别拍摄到固化架两个对角位置，激光测距仪25对固化架的高度进行测量，算出直线的中点，相机24识别出固化架上的方向识别点，进而计算出固化架位置以及偏移量，并检测固化架的方向是否放置正确；视觉定位系统12将信号传递给控制器11；控制器11控制驱动机构工作，驱动机构控制极板抓手7抓取固化架上的极板；控制器11控制机器人1在行走机构2上平移至分刷一体机工位；控制器11控制机械抓手5将极板运送到上料口4；控制器11控制机器人1沿着行走机构2回到取料工位15，不断重复上述动作至该固化架上的极板搬运完毕。

步骤S4中，控制器11控制驱动机构工作，驱动机构驱动固化架抓手6抓取已经空掉，即未放置极板的固化架；控制器11控制机器人1在行走机构2上移动至码垛工位16；控制器11控制驱动机构工作，驱动机构驱动固化架抓手6 将固化架转移到码垛工位16；控制器11控制机器人1沿着行走机构2回到取料工位15；不断重复上述动作，至所有极板搬运完毕。本实施例中的码垛工位16 是指固化架的堆放位置，且该固化架上未放置极板。

实施例6：

本实施例是在实施例5的基础上，对该警示器13的进一步限定。

警示器13可以是声音报警器，也可以是光线报警器，更可以是声音报警和光线报警的结合。在本实施例中到的各类报警器均为现有技术，本发明中不再展开。

实施例7：

如实施例1所示，其区别仅在于机械抓手5的底部设置有固化架下压板14。

固化架下压板14与固化架相接触的面为平面，该固化架下压板14使得固化架在抓取移动过程中更稳固，固化架不易从机械抓手5中脱出。

实施例8：

在实施例5的基础上，该上料系统在上料方法还包括步骤S0，通过调平机构9调节轨道8的高度。在该上料系统开始工作前，通过调平机构9调节轨道8 的水平度，减少轨道8的损伤，延长了轨道8的使用寿命，更保证了机器人运行的精度。

实施例9：

在实施例5的基础上，该上料系统在上料方法还包括步骤S5，控制器11控制警示器13发出警示。在该上料系统完成所有极板的搬运后，警示器13发出警报，提醒工人该上料系统已经完成上料工作，工人此时可在取料工位15补充新的装满极板的固化架，重新开始上料，并将放置在码垛工位16的空固化架取走。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种分刷一体机自动上料系统，其特征在于：包括搬运极板的机器人(1)；支撑所述机器人(1)移动的行走机构(2)和分刷一体机(3)；

所述分刷一体机(3)具有上料口(4)，所述机器人(1)将极板搬运到所述上料口(4)；

所述机器人(1)上设置有机械抓手(5)，所述机械抓手(5)包括抓取固化架的固化架抓手(6)和抓取极板的极板抓手(7)；所述机器人(1)上设置有控制器(11)，所述控制器(11)分别控制机器人(1)、固化架抓手(6)和极板抓手(7)。

2.根据权利要求1所述的一种分刷一体机自动上料系统，其特征在于：所述行走机构(2)上设置有轨道(8)，所述机器人(1)沿着轨道(8)平移；所述行走机构(2)上设置有调节所述轨道(8)水平度的调平机构(9)。

3.根据权利要求2所述的一种分刷一体机自动上料系统，其特征在于：所述的行走机构(2)上设置有检测固化架是否到位的传感器(10)，所述传感器(10)与控制器(11)通讯。

4.根据权利要求3所述的一种分刷一体机自动上料系统，其特征在于：所述机器人(1)上设置有视觉定位系统(12)，用于定位并检测固化架放置位置是否正确，引导所述机械抓手(5)抓取固化架上的极板；所述视觉定位系统(12)与控制器(11)通讯。

5.根据权利要求4所述的一种分刷一体机自动上料系统，其特征在于：该系统还包括警示器(13)，所述警示器(13)与控制器(11)通讯。

6.根据权利要求5所述的一种分刷一体机自动上料系统，其特征在于：所述警示器(13)为声音报警器和/或光线报警器。

7.根据权利要求1所述的一种分刷一体机自动上料系统，其特征在于：在所述机械抓手(5)的底部设置有稳固固化架的固化架下压板(14)。

8.权利要求5所述的一种分刷一体机自动上料方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，获取固化架的位置，所述传感器(10)检测到固化架放在指定位置后，将信号传递给所述控制器(11)；

S2，取料，所述控制器(11)控制机器人(1)运行至取料工位(15)；

S3，送料，所述视觉定位系统(12)检测固化架的位置，并将信号传递给所述控制器(11)；所述控制器(11)控制极板抓手(7)抓取固化架上的极板，机器人(1)将极板搬运到上料口(4)；控制器(11)控制机器人(1)沿着行走机构(2)回到取料工位(15)；重复上述步骤至该固化架上的极板搬运完毕；

S4，拆垛码垛，所述控制器(11)控制固化架抓手(6)抓取该固化架；控制器(11)控制机器人(1)将该固化架移到码垛工位(16)，并控制机器人(1)回到取料工位(15)；重复上述步骤至所有极板搬运完毕。

9.根据权利要求7所述的一种分刷一体机自动上料方法，其特征在于，在步骤S1前还包括步骤S0，所述步骤S0为通过所述调平机构(9)调节轨道(8)的水平度。

10.根据权利要求7所述的一种分刷一体机自动上料方法，其特征在于，在步骤S4后还包步骤S5，所述步骤S5为所述控制器(11)控制警示器(13)发出警示。