CN108556965B - 一种混合动力电池零件安装方法及安装设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混合动力电池零件安装方法，包括以下步骤：S1、蓄电池抓手抓取蓄电池；S2、C型轨道动力机构带动蓄电池抓手沿着弧线形轨道向上升起；S3、C型轨道动力机构带动蓄电池抓手沿着所述弧线形轨道向下降落至混合动力移动工具的安装位置或安装位置的上方/下方。本发明安装机械手采用C型弧线路径，一次到位将零件滑动到位，减少设备重量，简化了安装的操作步骤，优化了安装工时；安装机械手较其他的方案宽度更小，减少了操作过程中的剪切风险，更为安全。

Description

一种混合动力电池零件安装方法及安装设备

技术领域

本发明涉及一种电池零件安装方法及安装设备，具体来说，是一种混合动力电池零件安装方法及安装设备，属于电池安装技术领域。

背景技术

近几年来，新能源车成为各方的新宠，无论从技术研发、制造工艺还是销售推广上，车企和政府都不遗余力的支持与推动。在多种多样的新能源车中，混合动力电动车因其技术上近似于目前的汽油车，不用充电也可以方便使用，而在市场上占有一席之地，因而一系列的混合动力电动车的安装设备应运而生。

其中混合动力电池零件因其质量重体积大，且安装位置多在后备箱，安装空间小，因此需要使用特定的设备进行助力以及定位安装。

传统做法中，一般此类设备的安装方法多采用直线导轨，利用多次折线路径配合旋转动作使得电池零件最终到达预定位置。此方法中由于汽车本身的安装空间小，折线路径的干涉可能性更大，而且多次折线路径会使得设备本身的运动部件增多，设备自身重量大幅上升，设备的宽度加大，占用的空间较多，不利于工人的操作，且流水线上操作工时也会因而增加；

此外，现有技术中采用安装机械手直接将电池从电池料箱内抓取出来，再实施安装，因此电池料箱以及电池在料箱的存放的位置等位置精度要求很高，造成成本和控制难度较高。

发明内容

本发明需要解决上述技术问题，技术方案如下：

一种混合动力电池零件安装方法，包括以下步骤：S1、蓄电池抓手(33)抓取蓄电池；S2、C型轨道动力机构带动蓄电池抓手沿着弧线形轨道向上升起；S3、C型轨道动力机构带动蓄电池抓手沿着所述弧线形轨道向下降落至混合动力移动工具的安装位置或安装位置的上方/下方。

进一步的，还包括步骤S4：整体升降动力机构带动安装机械手升降至合适的高度。

进一步的，所述混合动力移动工具的生产线方向为X向，与其水平垂直方向为Y向；还包括位于步骤S2与S3之间的步骤：安装机械手沿X向移动至合适位置，再沿Y向移动至与混合动力移动工具电池安装位对应的部位，整体升降动力机构带动安装机械手升降至合适的高度。

更进一步的，在步骤S1之前，还依次包括以下步骤：取料机械手1移动至蓄电池取料；取料机械手1将所取蓄电池放置在定位中转台2上，所述定位中转台2对蓄电池的放置形态进行定位。

一种混合动力电池零件安装设备，包括安装机械手3，所述安装机械手3具有C形轨道32，C型轨道32上具有与其配合的蓄电池抓手33，C型轨道32与C型轨道动力机构固定连接。

更进一步的，所述安装机械手3还包括抓手浮动机构35，所述蓄电池抓手33固定在抓手浮动机构35上。

更进一步的，所述安装机械手3还包括车身挡块39，所述车身挡块39与车身接触，由车身推着安装机械手3沿X向前进，保证安装时安装机械手3与车相对静止；所述对中机构34确保安装机械手与车辆对中，进而确保电池零件与车辆对中。

更进一步的，所述C型轨道32具有Y向滚轮41和Z向滚轮42，以及与Y向滚轮41、Z向滚轮42配合的轨道板。

更进一步的，还包括取料机械手1、定位中转台2；所述定位中转台2上设有导向机构21和定位机构22，所述取料机械手1将蓄电池放置在定位中转台2上时，导向机构21与蓄电池先接触，并对蓄电池进行导向，蓄电池沿导向机构移动到位时，被定位机构22定位，使蓄电池位于设定的位置和设定的摆放形态。

再进一步的，所述取料机械手1具有抓取销子13，实施取料时，所述抓取销子13与蓄电池上的吊环相互配合。

更进一步的，所述C型轨道动力机构是C型轨道拖动气缸36。

本发明的主要有益效果在于：

1)安装机械手采用C型圆弧路径，一次到位将零件滑动到位，减少设备重量，简化了安装的操作步骤，优化了安装工时。

2)安装机械手较其他的方案宽度更小，减少了操作过程中的剪切风险，更为安全。

3)安装机械手通过对中装置，确保机械手与车辆对中，确保电池零件与车辆对中。

4)安装机械手，可三向移动，提高安装电池零件的精度；

5)安装机械手中蓄电池抓手能够牢固抓住电池零件，避免机械手与电池零件的相对位移，且避免电池零件的掉落风险。

6)采用取料机械手方便电池零件的抓取，提高安装流程的效率；

7)定位中转台起到导向作用，可精确定位电池零件，消除料箱定位不精确而造成的误差，也免去了制作精确定位料箱的大量成本；

8)这套设备使用定位中转台，模拟零件安装到产品车中的位置，使用最简单的曲线路径取出零件，与产品车定位后，再进行反向运动，将电池零件摆放到产品车上，从而安装到位。因此安装时没有干涉问题，且零件到位率高。

10)多滚轮的设计，不仅最大程度优化了轨道可能带来的Z向以及Y向的设备误差，更保证抓手能够在轨道上流畅地运动，而且多滚轮也可以减少单个滚轮的所承受的压力，从而减少了滚轮与导轨之间的磨损，大大延长了抓手部件的使用寿命。

附图说明

图1是现有技术中蓄电池安装的工艺路径示意图。

图2是本发明中蓄电池安装的工艺路径示意图。

图3是本发明混合动力电池零件安装设备总体布局图。

图4是取料机械手的结构示意图。

图5是定位中转台的结构示意图。

图6是定位中转台带零件后的效果图。

图7是安装机械手的结构示意图。

图8是抓手C型轨道及滚轮的主视图。

图9是抓手C型轨道及滚轮的俯视图。

图10是抓手C型轨道的外板示意图。

图11是抓手C型轨道内板示意图。

图中，1.取料机械手，2.定位中转台，3.安装机械手，11.连接件，12.锁紧开关，13.抓取销子，14.操作把手，21.导向机构，22.定位机构，31.蓄电池升降气缸，32.C型导轨，33.蓄电池抓手，34.对中机构，35.抓手浮动机构，36.抓手C型轨道拖动气缸，37.按钮盒，38.操作把手，39.车身挡块，41.Y向滚轮，42.Z向滚轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

本发明混合动力电池零件安装设备包括一个取料机械手1、一个定位中转台2和一个安装机械手3。本安装机械手3采用C型圆弧路径，在模拟产品安装路径时，由于产品车后备箱空间极其狭小，零件与产品车的左右侧总净空间最小处只有30mm左右，即单侧15mm，为了能使用本设备进行安装，特地采用了C型轨道，而此C型轨道就成为了这套设备设计的核心。

参见图4，取料机械手1通过连接件11与葫芦连接，使用抓取销子13伸入电池零件上的吊环内，确认到位后，人工下压锁紧开关12，然后可通过葫芦提升电池零件，取出料箱。取料机械手1带着零件，走至定位中转台2后，通过葫芦下降电池零件，将电池零件放置到定位中转台2上，操作过程中工人手扶操作把手14控制操作方向。

参见图5-6，定位中转台2上有导向机构21，用于放置电池零件时起到导向的作用。待电池零件下降到位后，定位机构22会进入电池零件的定位孔中，作用是用于精确定位电池零件，保证其Z向高度，前后俯仰角，左右倾角等状态都与其在车身中相同。

参见图7，安装机械手3包括蓄电池升降气缸31，抓手C型轨道32，蓄电池抓手33，对中机构34，抓手浮动机构35，C型轨道拖动气缸36，按钮盒37，操作把手38，车身挡块39。安装机械手通过行走小车整体固定在导轨上，可实现X向以及Y向的平移功能。

继续参见图7，蓄电池升降气缸31使得安装机械手3可沿Z向上升以及下降，取料时蓄电池升降气缸31上升，可将电池零件取出定位中转台2。安装时下降，可将电池零件摆放到底板上方。

继续参见图7，C型轨道32为安装机械手3运行的主要轨道，实现电池零件顺利进入车身的动作。C型轨道32保证了安装时的安装路径，使得电池零件不会与车身后部其他部件干涉。此轨道精度要求高，强度要求和重复性要求佳，以此保证安装时，电池零件能够精确得到达预定位置。

该C型轨道使用钢型材，打造一对半径约为1354mm，角度约为55.5°的圆弧轨道，在内侧使用凸台式轨道，并配合此凸台，在左右方向使用四个横向滚轮，保证抓手沿轨道滑动时，与车身的Y向保持居中状态；在凸台侧面上下使用八个纵向滚轮，如图8-9所示，使得抓手在四个角上都有上下夹紧力，大大减少了由于单向受力而带来的Z向误差。多滚轮的设计，不仅最大程度优化了轨道可能带来的Z向以及Y向的设备误差，更保证抓手能够在轨道上流畅地运动，而且多滚轮也可以减少单个滚轮的所承受的压力，从而减少了滚轮与导轨之间的磨损，大大延长了抓手部件的使用寿命。

参见图7，蓄电池抓手33保证安装机械手3能够牢固抓住电池零件，电池零件与安装机械手3间没有相对位移，确保电池零件没有掉落风险。

继续参见图7，对中机构34在后纵梁处，通过气缸向左右推出，顶住后纵梁，并通过对中机构中的气缸实现机械手与车辆的对中功能，从而达到电池零件与车辆对中的目的。

继续参见图7，抓手浮动机构35正常状态下是锁定状态，固定不动，若安装时发现零件与车身定位有细微偏差(<2mm),可释放此浮动机构，让抓手带动零件轻微浮动，并到达准确的安装位置。

继续参见图7，C型轨道拖动气缸36通过气缸运动，实现电池零件在C型轨道32上的运动。推动可使抓手沿C型轨道32下降，回缩可使抓手沿C型轨道32上升。

按钮盒37为操作按钮集成处，工人按动按钮可实现各类动作，自动状态下，每个步骤时，都会在相应的按钮处闪耀白色光点，用于提示工人。没有提示光点的按钮，按下后没有任何作用。操作把手38为手动移动机械手时使用。车身挡块39，此挡块与车身接触，由车身推着机械手沿X向前进，实现随行功能，保证安装时机械手与车辆相对静止。

其整体安装流程为：

1)工人将定位销拧紧至车身上的螺栓孔中；

2)工人操作取料机械手放置到料架上第一个电池零件上方，固定好吊环；

3)向上取出取料机械手和电池零件的整体；

4)工人扶着取料机械手和电池零件，走到定位中转台前；

5)取料机械手下降，通过导向将电池零件放置在定位中转台上；

6)工人操作安装机械手到定位中转台前取件；

7)安装机械手抓住电池零件后，气缸更改助力臂负载状态；

8)确认无误后将安装机械手移出定位中转台；

9)工人准备将安装机械手向流水线内移动时，前后两端光纤传感器若无信号，安装机械手具备Y向移动条件；

10)将安装机械手移入流水线中，控制对中气缸使机械手和车身对中；

11)定位成功后安装机械手会与线上车体一起运动；

12)工人检查安装机械手和车身位置正确后，按下按钮，夹具与电池零件会沿C型轨道进入车身中；

13)按下按钮，电池零件与安装机械手沿z负方向平移230mm，电池零件与产品车对接；

14)检查电池零件上销孔是否准确与底盘连接；

15)将负载选项切换至无负载；

16)按下按钮松开机械手；

17)复位夹具状态，复位销子气缸状态，移动安装机械手，退出工作区域，等待下个循环；

18)工人至车身取下定位销。

以上是本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总体构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种混合动力电池零件安装设备，其特征在于：包括安装机械手（3），所述安装机械手（3）具有C型轨道（32），C型轨道（32）上具有与其安装配合的蓄电池抓手（33），C型轨道（32）与C型轨道动力机构固定连接；所述安装机械手（3）还包括抓手浮动机构（35），所述蓄电池抓手（33）固定在抓手浮动机构（35）上;

C型轨道动力机构带动蓄电池抓手沿着C型轨道向上升起；

C型轨道动力机构带动蓄电池抓手沿着所述C型轨道向下降落至混合动力移动工具的安装位置或安装位置的上方/下方；

所述安装机械手（3）还包括对中机构（34）、车身挡块（39），所述车身挡块（39）与车身接触，由车身推着安装机械手（3）沿X向前进，保证安装时安装机械手（3）与车相对静止；所述对中机构（34）确保安装机械手与车辆对中，进而确保电池零件与车辆对中。

2.如权利要求1所述的混合动力电池零件安装设备，其特征在于：所述安装机械手（3）顶部具有整体升降动力机构，用于带动安装机械手升降至合适的高度。

3.如权利要求1所述的混合动力电池零件安装设备，其特征在于：所述C型轨道（32）具有Y向滚轮（41）和Z向滚轮（42），以及与Y向滚轮（41）、Z向滚轮（42）配合的轨道板。

4.如权利要求1所述的混合动力电池零件安装设备，其特征在于：还包括取料机械手（1）、定位中转台（2）；所述定位中转台（2）上设有导向机构（21）和定位机构（22），所述取料机械手（1）将蓄电池放置在定位中转台（2）上时，导向机构（21）与蓄电池先接触，并对蓄电池进行导向，蓄电池沿导向机构移动到位时，被定位机构（22）定位，使蓄电池位于设定的位置和设定的摆放形态。

5.如权利要求4所述的混合动力电池零件安装设备，其特征在于：所述取料机械手（1）具有抓取销子（13），实施取料时，所述抓取销子（13）与蓄电池上的吊环相互配合。

6.如权利要求1所述的混合动力电池零件安装设备，其特征在于：所述C型轨道动力机构是C型轨道拖动气缸（36）。