CN109132513A - 一种电池模组的母线上料机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及自动化加工设备技术领域，尤其是指一种电池模组的母线上料机构，包括第一母线出料装置、第二母线出料装置、第三母线出料装置以及用于分别吸取第一母线出料装置所输出的第一母线、第二母线出料装置所输出的第二母线和第三母线出料装置所输出的第三母线并将其移送至外界的电池模组相对应的焊接位置上的母线拾取机械手。本发明采用自动化的上料装置和母线拾取机械手以实现电池模组的母线的自动化上料及装配，大大地提高了电池模组的生产效率，降低劳动成本，提高电池模组的生产质量，保证了电池模组的质量统一标准化。
Description
技术领域
本发明涉及自动化加工设备技术领域，尤其是指一种电池模组的母线上料机构。
背景技术
动力电池模组是指动力电池单体经由串并联方式组合并加保护线路板及外壳后，能够直接提供电能的组合体，是组成动力电池系统的次级结构之一。在动力电池模组中，连接两电芯正负极，使电芯串联或者并联的导电块，称为母线。
在现有的电池模组生产过程中，母线的上料方式一般为人工上料，其生产效率低，上料的位置精度差，影响了整个产品的质量；同时，由于单个电池模组使用的母线数量多，工人上料的劳动强度大，容易导致电池模组的质量不能统一标准化。该缺陷十分明显，亟需一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种结构简单紧凑，自动化运行以及安全可靠实用的电池模组的母线上料机构，其克服了传统全人工上料所带来的生产效率低下、产品生产质量不稳定和劳动成本高等问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供的一种电池模组的母线上料机构，包括第一母线出料装置、第二母线出料装置、第三母线出料装置以及用于分别吸取第一母线出料装置所输出的第一母线、第二母线出料装置所输出的第二母线和第三母线出料装置所输出的第三母线并将所吸取的母线移送至外界的电池模组相对应的焊接位置上的母线拾取机械手。
其中的，所述第一母线出料装置包括第一移料座、用于储放多个第一母线的第一储料座以及用于将第一储料座所输出的第一母线推移至第一移料座的出料端的第一推料机构，所述第一储料座的出料口与第一移料座的进料端连通。
进一步的，所述第一移料座设有第一移料槽，所述第一储料座所储放的多个第一母线竖直叠放于第一移料槽的上方，第一储料座的出料口与第一移料槽的进料端连通。
进一步的，所述第一移料槽呈T字形，所述第一推料机构包括与第一移料槽的形状相配合并滑动设置于第一移料槽内的第一推料块及用于驱动第一推料块移动的第一驱动件；所述第一推料块的长度等于或大于第一移料槽的进料端与第一移料槽的出料端之间的距离。
其中的，所述第二母线出料装置包括第二移料座、用于储放多个第二母线的第二储料座、用于将第二储料座所输出的第二母线推移至第二移料座的出料端的第二推料机构以及设置于第二移料座的出料端并用于对第二推料机构所推出的第二母线进行翻转的母线翻转机构，第二储料座的出料口与第二移料座的进料端连通。
进一步的，所述第二移料座设有第二移料槽，所述第二储料座所储放的多个第二母线竖直叠放于第二移料槽的上方，第二储料座的出料口与第二移料槽的进料端连通；所述第二储料座设置有用于挡止第二母线下落至第二移料槽的挡料装置。
进一步的，所述母线翻转机构包括转动设置于第二移料座的出料端的翻转块及用于驱动翻转块转动的第一转动驱动件。
进一步的，所述翻转块设有用于承载从第二移料座移出的第二母线的母线承载槽，母线承载槽的一侧设有与第二母线的一侧抵触的挡块，母线承载槽的另一侧设有用于将第二母线压紧于挡块的顶料装置。
其中的，本发明还包括用于夹持电池模组的夹持治具，所述夹持治具包括用于对电池模组的前端进行夹持的前端夹持机构、用于对电池模组的后端进行夹持的后端夹持机构以及分别用于对电池模组的两侧进行夹持的两个侧边夹持机构；所述前端夹持机构包括固定座、滑动设置于固定座的前端挡板以及设置于固定座与前端挡板之间的压力传感器，所述压力传感器的一端连接于固定座，所述压力传感器的另一端与前端挡板抵触。
进一步的，所述侧边夹持机构包括第二固定座、滑动设置于第二固定座的侧边压板、滑动设置于第二固定座的第一导杆、套设于第一导杆的复位弹性件、转动设置于第二固定座的凸轮块以及与凸轮块连接的连杆，所述第一导杆的一端滑动连接于第二固定座，第一导杆的另一端与侧边压板连接；所述复位弹性件的一端与第二固定座抵触，复位弹性件的另一端与第一导杆的尾端抵触；所述凸轮块的一端与第二固定座转动连接，凸轮块的另一端与侧边压板抵触。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种电池模组的母线上料机构，其采用自动化的上料装置和母线拾取机械手以实现电池模组的母线的自动化上料及装配，大大地提高了电池模组的生产效率，降低劳动成本，提高电池模组的生产质量，保证了电池模组的质量统一标准化。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的第一母线出料装置的结构示意图；
图3为本发明的第一母线出料装置的第一截面剖视图；
图4为本发明的第一母线出料装置的第二截面剖视图；
图5为本发明的第二母线出料装置的结构示意图；
图6为本发明的母线翻转机构的结构示意图；
图7为本发明的前端夹持机构的结构示意图；
图8为本发明的侧边夹持机构的结构示意图；
图9为现有技术中的电池模组的结构示意图。
附图标记说明
1-第一母线出料装置；11-第一移料座；12-第一储料座；13-第一推料机构；111-第一移料槽；131-第一推料块；132-第一驱动件；2-第二母线出料装置；21-第二移料座；211-第二移料槽；212-挡料装置；22-第二储料座；23-第二推料机构；231-第二推料块；232-第二驱动件；24-母线翻转机构；241-翻转块；2411-母线承载槽；2412-挡块；2413-顶料装置；242-第一转动驱动件；3-第三母线出料装置；4-母线拾取机械手；51-前端夹持机构；511-第一固定座；512-前端挡板；513-压力传感器；52-后端夹持机构；53-侧边夹持机构；531-第二固定座；532-侧边压板；533-第一导杆；534-复位弹性件；535-凸轮块；536-连杆；01-第一母线；02-第二母线；03-第三母线。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。
如图1至图9所示，本发明提供的一种电池模组的母线上料机构，包括第一母线出料装置1、第二母线出料装置2、第三母线出料装置3以及用于分别吸取第一母线出料装置1所输出的第一母线、第二母线出料装置2所输出的第二母线和第三母线出料装置3所输出的第三母线并将所吸取的母线移送至外界的电池模组相对应的焊接位置上的母线拾取机械手4。
在实际应用中，现有的电池模组生产中，如图9所示，需要将第一母线01、第二母线02和第三母线03分别装配到电池模组的相对应位置。本发明采用第一母线出料装置1、第二母线出料装置2和第三母线出料装置3分别用于储存第一母线01、第二母线02和第三母线03并实现自动出料；接着母线拾取机械手4便自动化地拾取第一母线出料装置1所输出的第一母线01，母线拾取机械手4拾取第一母线01后将其移送至外界的电池模组的加工工位并将第一母线01装配到电池模组上；再接着母线拾取机械手4将第二母线02和第三母线03装配到电池模组上，以完成电池模组的母线自动上料及装配工序；装配好母线的电池模组便可以采用外界的焊接装置对其进行焊接加工。具体地，本实施例中的母线拾取机械手4优选地采用蜘蛛型机械手，该蜘蛛机械手具有刚度高、速度快、柔性强、重量轻和精度高等优势。本发明采用自动化的上料装置和母线拾取机械手4以实现电池模组的母线的自动化上料及装配，大大地提高了电池模组的生产效率，降低劳动成本，提高电池模组的生产质量，保证了电池模组的质量统一标准化。
在本技术方案中，参见图2至图4，所述第一母线出料装置1包括第一移料座11、用于储放多个第一母线的第一储料座12以及用于将第一储料座12所输出的第一母线推移至第一移料座11的出料端的第一推料机构13，所述第一储料座12的出料口与第一移料座11的进料端连通。具体地，在本实施例中，第一母线出料装置1的数量为两个，当其中一个第一储料座12的物料被上料完后便启用另外一个第一母线出料装置1进行上料；在其中一个第一母线出料装置1上料的同时，工人则可以对另外一个第一储料座12进行补料；由此实现不停机连续上料，提高本发明的生产效率。在工作时，第一推料机构13将第一储料座12所输出的第一母线推移至第一移料座11的出料端，以便于母线拾取机械手4能够准确地拾取第一母线。
作为优选的，参见图2至图4，所述第一移料座11设有第一移料槽111，所述第一储料座12所储放的多个第一母线竖直叠放于第一移料槽111的上方，第一储料座12的出料口与第一移料槽111的进料端连通。在本实施例中，第一储料座12呈长条形状，所述第一储料座12可拆卸连接于第一移料座11，第一储料座12与第一移料座11垂直设置；该结构的设计一方面以便于多个第一母线能够竖直地叠放于第一移料槽111的上方，由此使多个第一母线能够利用自身的重力下落至第一移料槽111内，由此减少复杂的上料机构的投入，从而减少本发明的制造成本；另一方面当多个第一母线上料完成之后，工人可以直接更换第一储料座12，以实现第一母线出料装置1的快速补料，从而提高本发明的生产效率。
作为优选的，参见图2至图4，所述第一移料槽111呈T字形，所述第一推料机构13包括与第一移料槽111的形状相配合并滑动设置于第一移料槽111内的第一推料块131及用于驱动第一推料块131移动的第一驱动件132；所述第一推料块131的长度等于或大于第一移料槽111的进料端与第一移料槽111的出料端之间的距离。
在实际应用中，如图4所示，第一推料块131的形状呈L字形，第一推料块131的一边嵌入第一移料槽111的竖槽内滑动，第一推料块131的另一边贴紧于第一移料槽111的横槽滑动；第一推料块131的结构设计能够使在第一移料槽111内更加稳定地移动。在工作时，第一推料块131的初始位置位于第一储料座12的出料口的外侧，第一驱动件132驱动第一推料块131朝第一移料槽111的出料端方向移动，此时第一推料块131穿过第一移料座11的出料口将第一母线从第一移料座11的出料口推出并将第一母线推移至第一移料槽111的出料端，等待母线拾取机械手4拾取；由于第一推料块131的长度等于或大于第一移料槽111的进料端与第一移料槽111的出料端之间的距离，当第一推料块131的前端将位于第一移料座11的出料口最底层的一块第一母线推出之后，第一推料块131的后端部分便填补第一移料槽111的空间，以阻挡第一移料座11内的后一个第一母线下落至第一移料槽111内；当第一驱动件132驱动第一推料块131复位后，第一推料块131的前端移出第一移料座11的出料口，此时第一移料座11的下一个第一母线便在重力的作用下下落至第一移料槽111内，接着再重复前述的动作，以将下一个的第一母线推出。该结构设计简单紧凑，运行稳定可靠，无需复杂的机械元件便可实现第一母线的快速上料，以利于提高本发明的生产效率。
在本技术方案中，参见图5，所述第二母线出料装置2包括第二移料座21、用于储放多个第二母线的第二储料座22、用于将第二储料座22所输出的第二母线推移至第二移料座21的出料端的第二推料机构23以及设置于第二移料座21的出料端并用于对第二推料机构23所推出的第二母线进行翻转的母线翻转机构24，第二储料座22的出料口与第二移料座21的进料端连通。
在本实施例中，为了满足不同形状的第二母线的装配工艺，在对第二母线进行上料时，需要对第二母线进行某个角度的翻转，以便于第二母线的后续装配。在工作时，第二推料机构23将将第二储料座22所输出的第二母线推移至第二移料座21的出料端，接着母线翻转机构24对被第二推料机构23所推出的第二母线进行翻转90°，以使第二母线从竖直状态转换成平放状态，由此使第二母线便于被母线拾取机械手4拾取并装配至电池模组上。
作为优选的，参见图5，所述第二移料座21设有第二移料槽211，所述第二储料座22所储放的多个第二母线竖直叠放于第二移料槽211的上方，第二储料座22的出料口与第二移料槽211的进料端连通；所述第二储料座22设置有用于挡止第二母线下落至第二移料槽211的挡料装置212。在本实施例中，第二储料座22呈长条形状，所述第二储料座22垂直地可拆卸连接于第二移料座21。第二储料座22的工作原理与第一储料座12的工作原理是一样的，在这里不再赘述。具体地，所述第二推料机构23包括滑动设置于第二移料槽211内的第二推料块231及用于驱动第二推料块231移动的第二驱动件232。
在工作时，第二母线在自身的重力作用下下落至第二移料槽211内，接着第二驱动件232驱动第二推料块231从第二储料座22的出料口的一侧朝第二移料槽211的出料端移动，用以将第二母线从第二储料座22推移至第二移料槽211的出料端；当第二储料座22的出料口最底层的一个第二母线被移出后，此时挡料装置212便将后一个的第二母线挡止，以防止其下落至第二移料槽211内。具体地，所述挡料装置212优选采用驱动气缸，驱动气缸设置在第二储料座22的一侧，驱动气缸的活塞杆的移动方向与第二母线的落料方向垂直；在工作时，驱动气缸的活塞杆凸伸至第二储料座22内，用以将第二母线顶住，阻止第二母线下落。
作为优选的，参见图5和图6，所述母线翻转机构24包括转动设置于第二移料座21的出料端的翻转块241及用于驱动翻转块241转动的第一转动驱动件242。所述翻转块241设有用于承载从第二移料座21移出的第二母线的母线承载槽2411，母线承载槽2411的一侧设有与第二母线的一侧抵触的挡块2412，母线承载槽2411的另一侧设有用于将第二母线压紧于挡块2412的顶料装置2413。
在实际应用中，母线承载槽2411与第二移料槽211连通；在工作时，第二母线被第二推料块231推出第二储料座22并被移送至翻转块241的母线承载槽2411，此时顶料装置2413便将放置在母线承载槽2411的第二母线压紧于挡块2412；接着第一转动驱动件242驱动翻转块241旋转，翻转块241的旋转便带动第二母线旋转，由此使第二母线从竖直状态转换至平方状态。具体地，顶料装置2413优选的采用驱动气缸，驱动气缸的活塞杆朝向挡块2412伸出以将第二母线顶住，用以防止第二母线在被翻转时发生位置的偏移。该母线翻转机构24的结构设计简单紧凑，运行稳定可靠，有利于提高发明的工作稳定性。
具体地，所述第三母线出料装置3的结构与工作原理可以和第一母线出料装置1的结构与工作原理是一样的或者和第二母线出料装置2的结构与工作原理一样；第二母线出料装置2的结构具体根据实际生产需求而设定。在本实施例中，第二母线出料装置2和第三母线出料装置3的数量均为两个，当其中一个第二母线出料装置2和一个第三母线出料装置3在上料时，工人便可以对另一个第二母线出料装置2和另一个第三母线出料装置3进行补料，以便于本发明实现不间断地工作，从而提高本发明的生产效率。
在本技术方案中，参见图7，本母线上料机构还包括用于夹持电池模组的夹持治具，所述夹持治具包括用于对电池模组的前端进行夹持的前端夹持机构51、用于对电池模组的后端进行夹持的后端夹持机构52以及分别用于对电池模组的两侧进行夹持的两个侧边夹持机构53；所述前端夹持机构51包括第一固定座511、滑动设置于第一固定座511的前端挡板512以及设置于第一固定座511与前端挡板512之间的压力传感器513，所述压力传感器513的一端连接于第一固定座511，所述压力传感器513的另一端与前端挡板512抵触。
在本技术方案中，当电池模组被夹持治具的前端夹持机构51、后端夹持机构52和两个侧边夹持机构53夹紧后，此时前端夹持机构51的前端挡板512与电池模组的前端抵触，压力传感器513此时被前端挡板512压缩并对电池模组的夹紧力进行检测；当电池模组的夹紧力不在预设范围时，则重新调整夹持治具的夹紧力，以确保电池模组的夹紧力保持在预设范围内，以使电池模组的夹紧力符合生产工艺标准，从而保证电池模组的加工质量。
作为优选的，参见图8，所述侧边夹持机构53包括第二固定座531、滑动设置于第二固定的座侧边压板532、滑动设置于第二固定座531的第一导杆533、套设于第一导杆533的复位弹性件534、转动设置于第二固定座531的凸轮块535以及与凸轮块535连接的连杆536，所述第一导杆533的一端滑动连接于第二固定座531，第一导杆533的另一端与侧边压板532连接；所述复位弹性件534的一端与第二固定座531抵触，复位弹性件534的另一端与第一导杆533的尾端抵触；所述凸轮块535的一端与第二固定座531转动连接，凸轮块535的另一端与侧边压板532抵触。
在实际应用中，可以采用母线拾取机械手4直接拔动连杆536转动，连杆536带动凸轮块535转动，凸轮块535的转动迫使侧边压板532沿着第一导杆533靠近电池模组的侧边移动，从而使侧边压板532对电池模组的侧边进行压紧；反之，采用母线拾取机械手4拔动连杆536反向转动，从而使侧边压板532释放对电池模组的侧边的压紧。该侧板夹紧机构的结构简单紧凑，运行稳定可靠，有利于提高对电池模组的夹紧稳定性及以便于母线拾取机械手4能够自动化操作。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种电池模组的母线上料机构，其特征在于：包括第一母线出料装置、第二母线出料装置、第三母线出料装置以及用于分别吸取第一母线出料装置所输出的第一母线、第二母线出料装置所输出的第二母线和第三母线出料装置所输出的第三母线并将所吸取的母线移送至外界的电池模组相对应的焊接位置上的母线拾取机械手。
2.根据权利要求1所述的一种电池模组的母线上料机构，其特征在于：所述第一母线出料装置包括第一移料座、用于储放多个第一母线的第一储料座以及用于将第一储料座所输出的第一母线推移至第一移料座的出料端的第一推料机构，所述第一储料座的出料口与第一移料座的进料端连通。
3.根据权利要求2所述的一种电池模组的母线上料机构，其特征在于：所述第一移料座设有第一移料槽，所述第一储料座所储放的多个第一母线竖直叠放于第一移料槽的上方，第一储料座的出料口与第一移料槽的进料端连通。
4.根据权利要求3所述的一种电池模组的母线上料机构，其特征在于：所述第一移料槽呈T字形，所述第一推料机构包括与第一移料槽的形状相配合并滑动设置于第一移料槽内的第一推料块及用于驱动第一推料块移动的第一驱动件；所述第一推料块的长度等于或大于第一移料槽的进料端与第一移料槽的出料端之间的距离。
5.根据权利要求1所述的一种电池模组的母线上料机构，其特征在于：所述第二母线出料装置包括第二移料座、用于储放多个第二母线的第二储料座、用于将第二储料座所输出的第二母线推移至第二移料座的出料端的第二推料机构以及设置于第二移料座的出料端并用于对第二推料机构所推出的第二母线进行翻转的母线翻转机构，第二储料座的出料口与第二移料座的进料端连通。
6.根据权利要求5所述的一种电池模组的母线上料机构，其特征在于：所述第二移料座设有第二移料槽，所述第二储料座所储放的多个第二母线竖直叠放于第二移料槽的上方，第二储料座的出料口与第二移料槽的进料端连通；所述第二储料座设置有用于挡止第二母线下落至第二移料槽的挡料装置。
7.根据权利要求5所述的一种电池模组的母线上料机构，其特征在于：所述母线翻转机构包括转动设置于第二移料座的出料端的翻转块及用于驱动翻转块转动的第一转动驱动件。
8.根据权利要求7所述的一种电池模组的母线上料机构，其特征在于：所述翻转块设有用于承载从第二移料座移出的第二母线的母线承载槽，母线承载槽的一侧设有与第二母线的一侧抵触的挡块，母线承载槽的另一侧设有用于将第二母线压紧于挡块的顶料装置。
9.根据权利要求1所述的一种电池模组的母线上料机构，其特征在于：所述母线上料机构还包括用于夹持电池模组的夹持治具，所述夹持治具包括用于对电池模组的前端进行夹持的前端夹持机构、用于对电池模组的后端进行夹持的后端夹持机构以及分别用于对电池模组的两侧进行夹持的两个侧边夹持机构；所述前端夹持机构包括固定座、滑动设置于固定座的前端挡板以及设置于固定座与前端挡板之间的压力传感器，所述压力传感器的一端连接于固定座，所述压力传感器的另一端与前端挡板抵触。
10.根据权利要求9所述的一种电池模组的母线上料机构，其特征在于：所述侧边夹持机构包括第二固定座、滑动设置于第二固定座的侧边压板、滑动设置于第二固定座的第一导杆、套设于第一导杆的复位弹性件、转动设置于第二固定座的凸轮块以及与凸轮块连接的连杆，所述第一导杆的一端滑动连接于第二固定座，第一导杆的另一端与侧边压板连接；所述复位弹性件的一端与第二固定座抵触，复位弹性件的另一端与第一导杆的尾端抵触；所述凸轮块的一端与第二固定座转动连接，凸轮块的另一端与侧边压板抵触。
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