CN109449476B - 一种电池自动组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种电池自动组装方法，包括以下步骤：S1：上料机构将电芯上料至电芯载具内，并将所述电芯载具输送至配组机构；S2：所述配组机构向所述电芯载具上加盖盖板进行配组得到电池模组，并将所述电池模组输送至焊接机构；S3：所述焊接机构将所述盖板与所述电芯载具焊接组装于一体形成电池。本发明提供的一种电池自动组装方法，通过上料工序、配组工序和焊接工序于一体，实现电池的连续全自动化组装焊接生产线，生产效率高，操作简单。

Description

一种电池自动组装方法

技术领域

本发明涉及电池组装设备技术领域，更具体地，涉及一种电池自动组装方法。

背景技术

随着汽车能源及电动汽车行业的快速发展，电池的应用也越来越广泛，尤其是圆柱形干电池在电动汽车上的应用越来越普及。目前市场上对电池组装加工的需求也越来越大，而现阶段与此对应的自动化生产技术和设备尚处于研发起步阶段，导致目前国内市场上出现真空期。因此，亟待电池整理生产环节的自动化技术突破，形成连续自动化生产线。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种电池自动组装方法，以实现电池连续自动化生产线。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供一种电池自动组装方法，包括以下步骤：

S1：上料机构将电芯上料至电芯载具内，并将所述电芯载具输送至配组机构；

S2：所述配组机构向所述电芯载具上加盖盖板进行配组得到电池模组，并将所述电池模组输送至焊接机构；

S3：所述焊接机构将所述盖板与所述电芯载具焊接组装于一体形成电池。

(三)有益效果

本发明提出的一种电池自动组装方法，通过上料工序、配组工序和焊接工序于一体，实现电池的连续全自动化组装焊接生产线，生产效率高，操作简单。

附图说明

图1为本发明一种电池自动组装方法的流程图；

图2为本发明上料机构一实施例的结构示意图；

图3为本发明上料机构的上料机械手一实施例的结构示意图；

图4为本发明上料机构的取芯平台一实施例的结构示意图；

图5为本发明上料机构的取料机械手一实施例的结构示意图；

图6为本发明电芯自动补料系统一实施例的结构示意图；

图7为本发明配组机构一实施例的结构示意图；

图8为本发明焊接机构一实施例的结构示意图；

图9为本发明焊接机构一实施例的俯视结构示意图。

图中，上料机构1，配组机构2，焊接机构3，取芯平台11，上料机械手12，电芯运送装置13，取料机械手14，电芯托盘15，盖板20，配组输送带21，焊接台31，焊接机械手32，激光焊接装置33，焊接输送带34，机架100，电芯运输带101，补料区101a，电芯载具102，满盘存放框111，空盘存放框113，上料台112，上料抓取机构120，X轴移动机构121、Y轴移动机构122，Z轴移动机构123，龙门架124，电芯卸料板141，取料头142，驱动装置143，安装座144，视觉检测装置200，备芯平台300，电池模组310，电池搁置台311，焊接挡板312，定位网板313，焊接头331，三轴驱动机构332，激光控制器333，取补料机械手400，承载平台1121，支撑底座1122，X轴线型滑轨1211，X轴滑杆1212，X轴驱动1213，Y轴线型滑轨1221，Y轴滑杆1222，Y轴驱动1223，Z轴滑座1231，Z轴滑台1232，Z轴驱动1233，横梁1241，电芯容纳槽1411，托举平台3111。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”“第二”是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。术语“前”“后”均以常规对产品结构认知为准。“上一个”“后一个”是基于排列顺序而描述。“上”“下”均以附图所示方向为准。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。

图1示出了本发明一种电池自动组装方法的流程图；本发明实施例提供了一种电池自动组装方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1：上料机构1将电芯上料至电芯载具102内，并将所述电芯载具102输送至配组机构2；

S2：所述配组机构2向所述电芯载具102上加盖盖板20进行配组得到电池模组310，并将所述电池模组310输送至焊接机构3；

S3：所述焊接机构3将所述盖板20与所述电芯载具102焊接组装于一体形成电池。

在所述步骤S1中，所述上料机构1将电芯上料至电芯载具102内之前，还包括电芯上料过程；所述电芯上料过程包括以下步骤：

S11：所述电芯运送装置将满载的电芯托盘15运送至所述取芯平台11一侧，所述上料机械手将所述电芯托盘15取放至取芯平台11待取料；

S12：所述取料机械手抓取所述电芯托盘15内的电芯并放至电芯载具102内；

S13：所述电芯载具102通过电芯运输带101运输至配组机构2待配组。

在所述步骤S11中，图2示出了本发明上料机构1一实施例的结构示意图，如图2所示，该上料机构1包括：电芯运输带101、取芯平台11、电芯运送装置13、上料机械手12以及取料机械手14；所述电芯运送装置13将电芯运送至所述取芯平台11一侧；所述上料机械手12设置在所述电芯运送装置13和所述取芯平台11之间；所述电芯运输带101设置在所述取芯平台11的另一侧，所述取料机械手14位于所述电芯运输带101和所述取芯平台11之间；所述电芯载具102在所述电芯运输带101上随所述电芯运输带101向所述配组机构2运输。

取芯平台11用于放置待上料的满载的电芯托盘15。

电芯传送装置包括：用于放置满载的电芯托盘15的托盘承载装置、以及驱使托盘承载装置移动至取芯平台11的一侧的伺服驱动电机。具体地，该电芯传送装置用于运送满载电芯的电芯托盘15，托盘承载装置通常可采用小车等承载设备，其内可设置多个托盘存放位一次可运输多个满载的电芯托盘15，通过伺服驱动电机精确控制托盘承载装置移动并停在取芯平台11的一侧。

上料机械手设置在靠近取芯平台11处，可采用传统的可实现抓取、转移、放置动作的机械设备，以实现从电芯运送装置内抓取电芯托盘15取放至取芯平台11上待取料。

上料机械手还可通过以下结构实现抓取、转移、放置动作。图3示出了本发明上料机构1的上料机械手一实施例的结构示意图，如图3所示，上料机械手包括：龙门架124、上料抓取机构120，以及可驱使上料抓取机构120沿X、Y、Z方向运动的上料移动机构；龙门架124包括：两个相互平行且横向设置在取芯平台11上方的横梁1241；上料移动机构设置在两个横梁1241上；上料抓取机构120可在上料移动机构的驱动下实现抓取、转移、放置电芯托盘15。其中，上料移动机构可采用传统的通过设定程序进行取料和放料操作的机械设备，以实现上料抓取机构120的抓取、转移、放置的过程。

如图3所示，该上料移动机构包括：X轴移动机构121、Y轴移动机构122和Z轴移动机构123。其中：

X轴移动机构121包括：至少两个分别设置在龙门架的两个横梁1241上的X轴线型滑轨1211，设置在X轴线型滑轨内滑动的X轴滑杆1212，以及驱动X轴滑杆1212在对应X轴线型滑轨1211内沿X轴左右移动的X轴驱动1213；Y轴移动机构122包括：Y轴线型滑轨1221，设置在Y轴线型滑轨内滑动的Y轴滑杆1222，以及驱动Y轴滑杆1222在Y轴线型滑轨1221内沿Y轴前后移动的Y轴驱动1223；Z轴移动机构123包括：Z轴滑座1231，与Z轴滑座配合滑动的Z轴滑台，以及驱动Z轴滑台1232在Z轴滑座1231内沿Z轴上下移动的Z轴驱动1233。

其中，Y轴线型滑轨1221的两端分别固定在两个X轴滑杆1212上，随X轴滑杆1212沿X轴左右移动；Z轴滑座1231固定在Y轴滑杆1222上，随Y轴滑杆1222沿Y轴前后移动；上料机械手120设置在Z轴滑台1232上，随Z轴滑台1232沿Z轴上下移动。

具体地，X轴线型滑轨1211设有滑槽，X轴滑杆1212上可设置滚珠，通过滚珠在滑槽内滑动；同样地，Y轴线型滑轨1221设有滑槽，Y轴滑杆1222上可设置滚珠，通过滚珠在滑槽内滑动。Z轴滑座1231的两对侧设有滑槽，Z轴滑台1232的设有与两个滑槽配合的滑块，每个滑块的两侧分别设有滚珠，滑块通过滚珠在滑槽内滑动。Z轴滑台1232在Z轴滑座1231上可相对上下滑动，上料机械手120固定在Z轴滑台1232的底部，便于抓取电芯托盘15，Z轴驱动1233设置在Z轴滑台1232的顶部。其中，上料抓取机构120包括：设置在Z轴滑台1232底部随Z轴滑台1232移动的夹爪以及驱动夹爪张开或夹紧的伺服驱动控制器，伺服驱动控制器为本领域技术人员可知的可实现精确定位的设备。

需要说明的是，X轴驱动1213、Y轴驱动1223和Z轴驱动1233分别为伺服驱动的装置，通常可以采用伺服电机，可以通过设定程序精确控制被控对象至设定的位置和方位，在取料前，设定X轴驱动1213、Y轴驱动1223和Z轴驱动1233的控制程序，即可实现上料机械手的自动化控制。

为了实现上料机械手不停机操作，在所述取芯平台11上并排设置满盘存放框111、空盘存放框113和上料台112；

所述步骤S11中，所述上料机械手将所述电芯托盘15取放至取芯平台11的上料过程具体包括以下步骤：

S111：所述上料机械手从所述电芯传送装置中抓取满载的电芯托盘15并放至满盘暂存框内存放；

S112：满载的电芯托盘15通过所述上料机械手从所述满盘暂存框内抓取并移放至上料台上待取料；

S113：所述取料机械手抓取所述电芯托盘15内的电芯放至电芯载具102内，所述上料机械手将所述上料台上空载的电芯托盘15取放至空盘暂存框存放；

S114：所述上料机械手再次从满盘暂存框抓取一个满载的电芯托盘15放至上料台待取料；所述空盘暂存框内空载的电芯托盘15通过所述上料机械手取放至所述电芯传送装置内，并运送至备芯平台重新向电芯托盘15中装载电芯，再运送至取芯平台11，完成一次上料循环。

图4示出了本发明上料机构1的取芯平台11一实施例的结构示意图，如图4所示，所述取芯平台11上并排设置有满盘存放框、空盘存放框和上料台；该满盘存放框111包括：第一框体和由第一框体包围的用于存放满载的电芯托盘15的第一腔体；上料台112包括：支撑底座1122以及水平设置在支撑底座1122上的用于放置待取料的满载的电芯托盘15的承载平台1121；空盘存放框113包括：第二框体和由第二框体包围的用于存放取料后空载的电芯托盘15的第二腔体。

具体地，满盘存放框111用于存放满载的电芯托盘15，电芯托盘15内设有多个容置电芯的凹槽。

第一框体还可由多个第一立柱构成，如图4所示，多个第一立柱间隔设置围设形成长方体型结构，多个第一立柱在取芯平台11上包围形成的区域即为第一腔体。第一腔体的长度和宽度可设计成与电芯托盘15的长度和宽度大小一致，可使电芯托盘15沿第一立柱缓慢滑落至取芯平台11上，防止电芯脱离损失，同时还可对电芯托盘15起到限位作用。多个第一立柱间隔设置，其间隔缝隙可供上料机械手的夹爪抓取电芯托盘15。

上料台112用于放置待取料满载的电芯托盘15，承载平台1121上一次放置一个电芯托盘15，可通过上料机械手从满盘存放框111内抓取满载的电芯托盘15至上料台112的承载平台1121上等待取料。承载平台1121通过支撑底座1122支撑设置在取芯平台11上。

空盘存放框113用于放置取料后空载的电芯托盘15，空盘存放框113可与满盘存放框111设计成相同的结构，在此不再赘述。上料台112上的满载托盘在取料后变成空载的电芯托盘15，可通过上料机械手将该空载的电芯托盘15抓取放至空盘存放框113内暂存，此时即可通过上料机械手从满盘存放框111抓取一个满载的电芯托盘15补充至承载平台1121上，实现连续上料、取料过程。

需要说明的是，上述电芯托盘15设有若干容置电芯的凹槽，其规格随生产需求而设计。为方便上料机械手操作，满盘存放框111、空盘存放框113和上料台112可依次从左到右并排紧贴设置。

通过在取芯平台11上设置满盘存放框111、上料台112和空盘存放框113，装满电芯满载的电芯托盘15和取芯后空载的电芯托盘15分别暂存在满盘存放框111和空盘存放框113，可保证上料台112不停地补充满载电芯，实现上料、取料过程中的机械手实现不停机操作，节省设备运行时间，上料效率高，且操作方便。

基于上述上料机构1的结构，步骤S11的具体过程如下：

电芯传送装置13内放置多个电芯托盘15，拖载至备芯线向电芯托盘15中装载电芯，再运送至取芯平台11；上料机械手12从电芯传送装置13中抓取满载的电芯托盘15并放至满盘存放框111存放；上料时，上料机械手12将存放在满盘存放框111的电芯托盘15抓取放至上料台112的承载平台1121上，待电芯托盘15内的电芯被取走空载时，上料机械手12将该电芯托盘15取放至空盘存放框113存放，此时，上料机械手12再次从满盘存放框111抓取一个电芯托盘15放置在上料台112待取料；上料机械手12将满载的电芯托盘152取放至上料台112后，即将空盘存放框113的空载的电芯托盘15转移至电芯传送装置13的托盘存放位，待装满空载的电芯托盘15时，启动电芯传送装置13运送至备芯线重新向电芯托盘15中装载电芯，待装满所需要规格的电芯时，再运送至取芯平台11，完成一次上料循环，在电池配组过程中，重复进行上述上料循环过程。

在所述步骤S12中，取料机械手设置在靠近取芯平台11处，可采用传统的可实现吸取电芯、转移、放置操作动作的机械设备，以实现从电芯托盘15中吸取电芯取放至电芯载具102。

取料机械手还可通过以下结构实现吸取电芯、转移、放置操作动作，图5示出了本发明上料机构1的取料机械手一实施例的结构示意图，如图5所示，该取料机械手14包括：取料机构和取料移动机构。

其中：

该取料机构包括：电芯卸料板141、取料头142和驱动装置143；电芯卸料板141的底部设有多个电芯容纳槽1411；每个电芯容纳槽1411的开口朝下，其槽底部设有穿过电芯卸料板141顶部的第一通孔；每个电芯容纳槽1411对应一个取料头142，驱动装置143可驱使取料头142和电芯卸料板141发生相对上下移动以使取料头142的第一端通过第一通孔伸入、伸出电芯容纳槽111；每个取料头142的第一端具有用于吸取电芯的磁体。

具体地，电芯卸料板141上的电芯容纳槽1411的开口朝下，即电芯容纳槽1411开设在电芯卸料板141的底部，用于放置抓取的电芯，可以为倒U型槽或圆柱型槽等，电芯容纳槽1411的尺寸大小与电芯相适配；电芯容纳槽1411的数量根据所需要抓取的电芯的规格而定，例如，电芯卸料板141上设置10*16规格数量的电芯容纳槽1411。每个电芯容纳槽1411的槽底部分别设有贯穿电芯卸料板141的第一通孔，可供取料头142伸入、伸出对应的电芯容纳槽1411，此处“伸出”是指可沿伸入的反方向抽出电芯容纳槽1411。

取料头142上设有磁体，磁体为磁铁等带磁性的物质，通过磁力来吸取托盘内的电芯；为了便于吸取电芯，磁体通常设置在取料头142伸入电芯容纳槽1411内的一端端部，也即取料头142的第一端端部，或者是在取料头142的中轴线处插入磁体，磁体一部分伸出取料头142的第一端的端部。一个电芯容纳槽1411对应一个取料头142，每个取料头142分别设置在对应电芯容纳槽1411的第一通孔上方，可通过手动或现有驱动装置143的驱动下穿过第一通孔伸入电芯容纳槽1411内，以吸取待取料托盘中的电芯，同时还可在驱动装置143的驱动下由电芯容纳槽1411内抽出。

为了实现取料头142在抽出电芯容纳槽1411时电芯与取料头142分离，第一通孔的直径应当小于电芯直径，在抽出过程中，被吸在取料头142第一端上的电芯受到电芯容纳槽1411的槽底部阻力而与取料头142分离。

需要说明的是，驱动装置143可采用现有能够实现驱动对象上下运动的装置，例如气缸，通过在气压推力的作用下驱使活塞杆上下运动，其中，活塞杆可通过驱使取料头142运动或者驱使电芯卸料板141运动来实现取料头142与电芯卸料板141之间发生相对上下移动。上述的取料头142的“第一端”是指伸入电芯容纳槽1411的一端，取料头142的“第二端”是指远离电芯容纳槽1411的一端。

取料机构还包括：安装座144，驱动装置143安装在安装座144上。由于驱动装置143可通过驱使取料头142运动或者驱使电芯卸料板141运动来实现取料头142与电芯卸料板141之间发生相对上下移动，故取料头142和电芯卸料板141可采用以下方式进行安装：电芯卸料板141通过支撑件固定在安装座144的底部；驱动装置143的驱动轴位于电芯卸料板141的上方；每个取料头142的第二端分别固定在驱动装置143的驱动轴上并随驱动轴上下运动，以伸入、伸出对应电芯容纳槽1411内。

具体地，电芯卸料板141设置在安装座144的下方，二者通过支撑件连接固定，支撑件可以为多个支撑杆，每个支撑杆的顶端分别固定在安装座144的底部，其底端固定在电芯卸料板141的顶部。安装座144上设有固定驱动装置143的安装孔，驱动装置143的驱动轴伸出安装孔置于安装座144和电芯卸料板141之间。一个取料头142对应一个驱动轴，取料头142的第二端固定在对应驱动轴上，取料头142的第一端插入对应第一通孔内，取料头142随驱动轴上下移动，从而伸入、伸出电芯容纳槽1411。

需要说明的是，取料移动机构可采用传统的通过设定程序进行取料和放料操作的机械设备，以实现取料机械手的吸取电芯、转移、放置的过程。此外，取料移动机构还可采用与上述所述的上料移动机构类似的结构，在此不再赘述。

基于上述取料机械手14的结构，步骤S12的具体过程如下：取料时，将电芯卸料板141移动至取芯平台11上的待取料电芯托盘15的上方，电芯容纳槽1411与电芯托盘15的电芯存放槽一一对应，取料头142在现有驱动装置143的驱动下通过第一通孔伸入电芯容纳槽1411内，取料头142的第一端在磁体的磁力作用下将待取料电芯托盘15中的电芯吸至电芯容纳槽1411内，再将电芯卸料板141移动至配组线的电芯载具102上方，通过现有驱动装置143驱动取料头142从电芯容纳槽1411中抽出，电芯在电芯容纳槽1411的槽底部阻力下与取料头142分离，从而放置于电芯载具102中，完成整个取料过程。

通过驱动装置143驱使取料头142和电芯卸料板141发生相对上下移动，以使取料头142能够伸入、伸出电芯容纳槽1411，当取料头142伸入电芯容纳槽1411时在磁力的作用下将电芯吸取至电芯容纳槽1411内，当取料头142抽出电芯容纳槽1411时电芯受到电芯容纳槽1411槽底部的阻力而与取料头142分离，从而完成电芯的抓取、放置过程，以实现全自动化电芯取料、上料过程，不需人工操作，效率高、操作简单。

为了提高电池模组310的生产质量，避免出现不良的模组，满足配组的生产需求，在所述步骤S13之前还可包括：电芯取补料步骤，所述电芯取补料步骤具体包括：所述电芯载具102在所述电芯运输带上运输，运输至补料区时，启动所述视觉检测装置检测所述电芯载具102中是否有电芯空位；当所述视觉检测装置检测到电芯载具102中存在电芯空位时，控制所述取补料机械手移动至备芯平台抓取电芯，并移动至所述补料区上的电芯载具102处放置电芯以填补电芯。

图6示出了本发明电芯自动补料系统一实施例的结构示意图，如图6所示，上述所述上料机构1还包括：电芯自动补料系统；所述电芯自动补料系统包括：视觉检测装置、取补料机械手和备芯平台；所述电芯运输带在传输方向上设有补料区，所述视觉检测装置通过支撑架设置在所述补料区的正上方，所述备芯平台位于所述补料区的一侧；所述取补料机械手位于所述备芯平台与所述电芯运输带的补料区之间；所述视觉检测装置与所述取补料机械手电连接；

具体地，机架100上设有：分别设置在机架100两端且相互平行的第一支撑横杆和第二支撑横杆，第一支撑横杆上设有主动轮，第二支撑横杆上设有从动轮，电芯运输带101套设在主动轮和从动轮上；第一支撑横杆由旋转驱动轴驱动并带动主动轮转动，从而带动电芯运输带101转动。

电芯载具102内设有装载电芯的凹槽，装载电芯的电芯载具102在电芯运输带101上随电芯运输带101沿传输方向运输，运输至电芯运输带101的补料区101a时，启动视觉检测装置200。

视觉检测装置200可采用本领域可知的视觉检测系统，视觉检测系统是通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。视觉检测装置200设置在补料区101a的上方，当电芯载具102运输至补料区101a时，视觉检测装置200可检测电芯载具102中电芯空位情况，获取电芯载具102中电芯图像信号，再进行各种运算抽取电芯空位特征，并根据判别的结果向取补料机械手400输出控制命令以控制取补料机械手400进行取补料动作。

备芯平台300上设有放置取补料电芯的区域。

需要说明的是，取补料机械手可采用传统的通过设定程序进行取料和放料操作的机械设备，以实现吸取电芯、转移、放置的过程。此外，取料移动机构还可采用与上述所述的取料机械手14类似的结构，在此不再赘述。

该电芯自动补料系统的取补料过程如下：当电芯载具102运输到补料区101a时，启动视觉检测装置200检测电芯载具102中是否有电芯空位，当检测到电芯载具102中存在电芯空位时，视觉检测装置200控制取补料机械手400移动至备芯平台300抓取电芯，再控制取补料机械手400移动至补料区101a上的电芯载具102处将电芯放置于电芯载具102中，完成取补料过程。

通过在电芯传输带101的补料区101a上方设置视觉检测装置200，以检测传输至补料区101a的电芯载具102中是否存在电芯空位，当检测到电芯载具102中存在电芯空位时，获取电芯载具102中电芯图像信号，再进行各种运算抽取电芯空位特征，并根据判别的结果控制补料机械手400进行取补料动作以填补电芯载具102中的电芯空位，避免出现不良的模组，满足配组的生产需求。

在所述步骤S13中，所述电芯载具102通过电芯运输带101运输至配组机构2的配组输送带21一侧，并通过机械手将电芯载具102取放至配组输送带21上运输待配组。该机械手可采用与上料机械手类似结构，在此不再赘述。

在所述步骤S2中，进一步地，包括以下步骤：

S21：所述电芯载具102转送至配组输送带21上，所述盖板20上料机械手从盖板20暂存平台处抓取盖板20并放至所述配组输送带21上的电芯载具102顶部，完成加盖配组得到电池模组310；

S22：所述电池模组310通过配组输送带21输送至焊接机构3待焊接组装。

在所述步骤S21中，电芯载具102通过机械手从电芯运输带101上转移至配组输送带21上运输，其中机械手同样可采用与上料机械手类似结构，在此不再赘述。图7示出了本发明配组机构一实施例的结构示意图；如图7所示，配组机构2包括：配组输送带21和盖板上料机构。其中，该盖板上料机构包括：用于存放盖板20的盖板20暂存平台和盖板20上料机械手。盖板20上料机械手同样可采用与上料机械手类似结构，实现盖板20的抓取、转移、放置操作动作，在此不再赘述。

在所述步骤S22中，所述电池模组310通过配组输送带21运输至焊接机构3的焊接输送带34一侧，并通过机械手将电池模组310取放至焊接输送带34上运输待焊接。该机械手可采用与上料机械手类似结构，在此不再赘述。

在所述步骤S3中，进一步地，包括以下步骤：

S31：所述电池模组310转送至焊接输送带34上，所述焊接机械手32将所述焊接输送带34上的电池模组310取放至所述焊接台31上；

S32：所述焊接移动控制机构控制所述焊接头331移动至所述焊接台31上方对位于所述焊接台31上的电池模组310进行激光焊接。

在所述步骤S31中，图8示出了本发明焊接机构一实施例的结构示意图；图9为本发明焊接机构一实施例的俯视结构示意图；如图8和图9所示，所述焊接机构3包括：焊接输送带34和焊接台31、焊接机械手32和激光焊接装置33；所述焊接台31位于所述焊接输送带34的一侧，所述焊接机械手32位于所述焊接台31和所述焊接输送带34之间。焊接机械手32可采用与上料机械手类似结构，在此不再赘述。

具体地，所述激光焊接装置33包括：焊接移动控制机构和焊接头331。

其中，所述焊接移动控制机构包括：三轴驱动机构332和激光控制器333；所述三轴驱动机构332设置在所述焊接台31上，可在所述激光控制器333的控制下驱使所述焊接头331沿X、Y、Z方向运动，对焊接台31上的电池模组310进行全方位的焊接。其中，激光控制器333可采用本领域可知的以实现焊接头331进行激光的设备，通过软件编程实现三轴驱动机构332的控制；三轴驱动机构332可采用与上述所述的上料移动机构类似的结构，其中，X轴驱动、Y轴驱动、Z轴驱动分别与激光控制器333电连接，通过激光控制器333输出控制命令来控制驱动在此不再赘述。

所述焊接台31包括：电池搁置台311和焊接挡板312；所述焊接挡板312通过支撑架横向设置在所述电池搁置台311的上方；所述焊接挡板312上设有与所述电池模组310尺寸规格一致的焊接定位孔3121。

所述电池搁置台311包括：托举平台3111、平移机构和顶升机构；所述焊接机械手32将所述电池模组310抓取转移至托举平台3111上；所述平移机构驱使所述托举平台3111平移至焊接挡板312下方，使所述电池模组310与所述焊接定位孔上下位置对应；所述顶升机构设置在托举平台3111的下方，并驱使所述托举平台3111上升以使所述电池模组310内嵌于所述定位孔内进行定位焊接。其中，电池模组310与定位孔的尺寸大小一致，且放置在托举平台3111时与定位孔对应放置。

所述平移机构包括：横向设置在焊接台31上的滑轨和在所述滑轨内配合滑动的滑杆；所述托举平台3111设置在所述滑杆上。

所述顶升机构包括：升降装置，所述升降装置一端设置在所述滑杆上随所述滑杆在所述焊接挡板312的下方前后横向移动，所述托举平台3111设置在所述升降装置的升降杆上随升降杆上下移动。升降装置可采用本领域可知的可实现升降的装置。平移机构和顶升机构均可由伺服电机进行精确定位驱动。

所述焊接台31还包括：定位网板313，所述定位网板313内嵌于所述焊接定位孔内；所述定位网板313具有多个小孔，多个所述小孔的排列方式与所述电芯载具102中电芯的排列方式相同。

基于上述焊接机构3的结构，步骤S3的具体过程如下：电芯模组在焊接运输带上运输，焊接机械手32从焊接运输带上抓取电芯模组并转移至焊接台31的托举平台3111上，平移机构驱使托举平台3111移动至焊接挡板312的定位孔的正下方，顶升机构驱使托举平台3111上升至嵌入定位孔内，定位网格的小孔与电池模组310的电芯一一对应；激光控制器333控制三轴驱动机构332驱使焊接头331在定位网板313所在的区域进行焊接。通过在位于焊接头与电池模组310输送线之间的焊接平台上设置定位网板，定位网板上的多个小孔与电池模组310中电芯的排列方式相同，当电池模组310位于焊接平台下方执行焊接作业时，电芯的位置与小孔的位置对应，不仅能够起到定位电芯的作用，起到限定焊接位置和焊接形态的作用，还能够用于压紧端盖，使端盖与电芯紧密贴合。

最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电池自动组装方法，其特征在于，包括：

S1：上料机构将电芯上料至电芯载具内，并将所述电芯载具输送至配组机构；

S2：所述配组机构向所述电芯载具上加盖盖板进行配组，得到电池模组，并将所述电池模组输送至焊接机构；

S3：所述焊接机构将所述盖板与所述电芯载具焊接一体，形成电池；所述上料机构包括：电芯运输带、电芯运送装置、取芯平台、上料机械手以及取料机械手；所述电芯运送装置将电芯运送至所述取芯平台一侧；所述上料机械手设置在所述电芯运送装置和所述取芯平台之间；所述电芯运输带设置在所述取芯平台的另一侧，所述取料机械手位于所述电芯运输带和所述取芯平台之间；所述电芯载具在所述电芯运输带上随所述电芯运输带向所述配组机构运输；

所述步骤S1中，所述上料机构将电芯上料至电芯载具内之前，还包括电芯上料过程，所述电芯上料过程包括：

S11：所述电芯运送装置将满载的电芯托盘运送至所述取芯平台一侧，所述上料机械手将所述电芯托盘取放至取芯平台待取料；

S12：所述取料机械手抓取所述电芯托盘内的电芯，并放至电芯载具内；

S13：所述电芯载具通过电芯运输带运输至配组机构；

所述上料机构还包括：电芯自动补料系统；所述电芯自动补料系统包括：视觉检测装置、取补料机械手和备芯平台；

所述电芯运输带在传输方向上设有补料区，所述视觉检测装置通过支撑架设置在所述补料区的正上方，所述备芯平台位于所述补料区的一侧；所述取补料机械手位于所述备芯平台与所述电芯运输带的补料区之间；所述视觉检测装置与所述取补料机械手电连接；

所述步骤S13之前还包括：电芯取补料步骤，所述电芯取补料步骤具体包括：

所述电芯载具在所述电芯运输带上运输，运输至补料区时，启动所述视觉检测装置检测所述电芯载具中是否有电芯空位；当所述视觉检测装置检测到电芯载具中存在电芯空位时，控制所述取补料机械手移动至备芯平台抓取电芯，并移动至所述补料区上的电芯载具处放置电芯以填补电芯。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述取芯平台上并排设置有满盘存放框、空盘存放框和上料台；

所述步骤S11中，所述上料机械手将所述电芯托盘取放至取芯平台的上料过程具体包括：

S111：所述上料机械手从所述电芯传送装置中抓取满载的电芯托盘并放至满盘暂存框内存放；

S112：满载的电芯托盘通过所述上料机械手从所述满盘暂存框内抓取并移放至上料台上待取料；

S113：所述取料机械手抓取所述电芯托盘内的电芯放至电芯载具内，所述上料机械手将所述上料台上空载的电芯托盘取放至空盘暂存框存放；

S114：所述上料机械手再次从满盘暂存框抓取一个满载的电芯托盘放至上料台待取料；所述空盘暂存框内空载的电芯托盘通过所述上料机械手取放至所述电芯传送装置内，并运送至备芯平台重新向电芯托盘中装载电芯，再运送至取芯平台，完成一次上料循环。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配组机构包括：配组输送带和盖板上料机构；所述盖板上料机构包括：用于存放盖板的盖板暂存平台和盖板上料机械手；

所述步骤S2进一步包括：

S21：所述电芯载具转送至配组输送带上，所述盖板上料机械手从盖板暂存平台处抓取盖板并放至所述配组输送带上的电芯载具顶部，完成加盖配组得到电池模组；

S22：所述电池模组通过配组输送带输送至焊接机构。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焊接机构包括：焊接输送带和焊接台、焊接机械手和激光焊接装置；所述焊接台位于所述焊接输送带的一侧，所述焊接机械手位于所述焊接台和所述焊接输送带之间；所述激光焊接装置包括：焊接移动控制机构和焊接头；

所述步骤S3进一步包括：

S31：所述电池模组转送至焊接输送带上，所述焊接机械手将所述焊接输送带上的电池模组取放至所述焊接台上；

S32：所述焊接移动控制机构控制所述焊接头移动至所述焊接台上方对位于所述焊接台上的电池模组进行激光焊接。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述焊接移动控制机构包括：三轴驱动机构和激光控制器；所述三轴驱动机构设置在所述焊接台上，可在所述激光控制器的控制下驱使所述焊接头沿X、Y、Z方向运动，对焊接台上的电池模组进行全方位的焊接。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述焊接台包括：电池搁置台和焊接挡板；所述焊接挡板通过支撑架横向设置在所述电池搁置平台的上方；所述焊接挡板上设有与所述电池模组尺寸规格一致的焊接定位孔；

所述电池搁置台包括：托举平台、平移机构和顶升机构；所述焊接机械手将所述电池模组抓取转移至托举平台上；所述平移机构驱使所述托举平台平移至焊接挡板下方，使所述电池模组与所述焊接定位孔上下位置对应；所述顶升机构设置在托举平台的下方，并驱使所述托举平台上升以使所述电池模组置于所述定位孔内进行定位焊接。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述平移机构包括：横向设置在焊接台上的滑轨和在所述滑轨内配合滑动的滑杆；所述托举平台设置在所述滑杆上；

所述顶升机构包括：升降装置，所述升降装置一端设置在所述滑杆上随所述滑杆在所述焊接挡板的下方前后横向移动，所述托举平台设置在所述升降装置的升降杆上随升降杆上下移动。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述焊接台还包括：定位网板，所述定位网板内嵌于所述焊接定位孔内；所述定位网板具有多个小孔，多个所述小孔的排列方式与所述电芯载具中电芯的排列方式相同。

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