CN109818039B - 动力电池模组装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力电池模组装配方法，其包括以下步骤：步骤一，电池扫码测试；步骤二，隔板上料；步骤三，端板上料；步骤四，电芯堆叠；步骤五，机器人转移；步骤六，端侧板焊接；步骤七，连接片焊接；步骤八，离线涂胶；步骤九，模组测试；步骤十，模组下线。本发明主要采用自动化方式，提高效率，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种装配方法，特别是涉及一种动力电池模组装配方法。
背景技术
动力电池模组的装配采用人工方式，效率低，成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种动力电池模组装配方法，其主要采用自动化方式，提高效率，降低成本。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种动力电池模组装配方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤一，电池扫码测试，电池由人工摆放至托盘内，将托盘搬运至缓存输送线上；机械手从托盘内抓取电池进行扫码，后进行OCV测试，将电芯放到中转工位进行扫码；扫码测试完成后不合格电芯转移至不合格料盒，合格品电芯转移到出料对接机构，正反面分类放置；电池在输送线上扫码后出料；电芯出料设置两个出料口，电芯正反面分类放置，提高整机运行速度；不合格分选机械手带有旋转机构，电池来料方向反向时，机械手旋转180°，自动将电芯调整成统一的方向；
步骤二，隔板上料，将隔热棉与隔板用胶纸粘贴成一体，隔热棉四周贴四道胶；人工将整叠物料放到上料缓存位置，机械手自动抓取物料放到工作转盘上；
步骤三，端板上料，在上料位置整框端板上料；上料机械手从料框吸取端板转移到定位中转平台，每次抓取两块物料；一侧的端板在中转平台上翻转180°；端板翻转完成后一起转移到定位平台，定位机构对端板定位后进行激光打码；端板打码完成后转移至出料对接工位；
步骤四，电芯堆叠，电芯及端板上料机器人从电芯料框及端板工作台抓取电芯和端板放到堆叠工位，每次抓取一个物料；隔板上料机器人抓取端隔板放到堆叠工位；
步骤五，机器人转移，电芯模组堆叠装配部分总共使用三个六轴机器人，具体为第一六轴机器人、第二六轴机器人、第三六轴机器人；
步骤六，端侧板焊接，采用双工位结构，装侧板焊接夹具接到模组组件后，整体转移至定位装侧板工位；夹具对模组居中定位，电芯极耳向下，压紧机构夹紧模组，以极耳面作为基准进行定位压紧；压紧机构对模组长度方向进行压紧，同时监控模组长度及压力，并上传数据；侧板安装机构将侧板安装到模组上，侧板的和端板在压紧的状态下，整体夹具转移到焊接工位；整个模组在压紧状态下进行焊接，端板和侧板按照工艺要求单边焊接四条焊缝；
步骤七，连接片焊接，输送线将模组运至激光焊工位，顶升定位，设备对模组进行压紧，机器人带视觉对模组进行视觉定位，测高，激光焊接；模组焊接同时除尘去除焊渣；输送线将模组运至焊房质量检测工位，顶升定位，对模组进行焊缝拍照，不合格的直接转移至不合格缓存，等待人工操作；
步骤八，离线涂胶，操作人员将底部加热板放到涂胶机上，按下确认按钮后涂胶机自动涂胶，涂胶完成后蜂鸣器和指示灯工作，提醒操作人员取出涂好胶的加热板；
步骤九，模组测试，输送线将模组运至模组检测工位，顶升定位，人工对模组进行绝缘测试、IR&OCV测试、连接线通断测试、温度传感器线路测试，测试完成后的数据上传至MES系统；测试的不合格品人工转移出输送线；
步骤十，模组下线，人工操作助力机构将输送线上的模组转移下线。
优选地，所述步骤一的机械手上带有测试探针，用于检测电芯的极性正反和开路电压。
优选地，所述第一六轴机器人用于抓取隔板；第二六轴机器人用于抓取电芯和端板；第三六轴机器人用于抓取堆叠模组。
优选地，所述第一六轴机器人采用取隔板，配有真空表，实时监测抓取物料时的吸盘负压，未抓到物料时报警吸盘吸。
优选地，所述第二六轴机器人兼容电芯和端板两种物料，采用吸盘和夹爪同时工作抓取物料，双重抓取方式同时工作，防止抓取物料不稳或者意外掉落；抓取吸盘配有真空表，实时监测抓取物料时的吸盘负压，未抓到物料时报警；夹爪机构内部装有感应器检测物料。
优选地，所述第三六轴机器人兼容侧板和模组两种物料；侧板夹爪用于抓取侧板；模组抱夹和模组侧压板同时夹紧模组防止模组晃动掉落；模组夹爪配有减压阀，用于调节抓取模组时的夹紧力；夹爪机构内部装有感应器用于检测物料。
优选地，所述绝缘测试是测量整机和壳体之间进行绝缘耐压测试。
优选地，所述IR&OCV测试是模组整体IR&OCV测试。
优选地，所述连接线通断测试是汇流排到测试线插头的线路通断测试。
优选地，所述温度传感器线路测试是温度传感器两根线分别与壳体进行短路测试。
本发明的积极进步效果在于：本发明主要采用自动化方式，提高效率，降低成本。
具体实施方式
下面给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
本发明动力电池模组装配方法包括以下步骤：
步骤一，电池扫码测试，电池由人工摆放至托盘内，将托盘搬运至缓存输送线上；机械手从托盘内抓取电池进行扫码，后进行OCV(Open Circuit Voltage，开路电压)测试，将电芯放到中转工位进行扫码；扫码测试完成后不合格电芯转移至不合格料盒，合格品电芯转移到出料对接机构，正反面分类放置；电池在输送线上扫码后出料；电芯出料设置两个出料口，电芯正反面分类放置，提高整机运行速度；不合格分选机械手带有旋转机构，电池来料方向反向时，机械手旋转180°，自动将电芯调整成统一的方向。机械手上带有测试探针，用于检测电芯的极性正反和开路电压(OCV)，这样提高精确度。
步骤二，隔板上料，将隔热棉与隔板用胶纸粘贴成一体，隔热棉四周贴四道胶。设备分为上料、定位、贴胶、下料等工位。人工将整叠物料放到上料缓存位置，机械手自动抓取物料放到工作转盘上。
步骤三，端板上料，在上料位置整框端板上料。上料机械手从料框吸取端板转移到定位中转平台，每次抓取两块物料；一侧的端板在中转平台上翻转180°；端板翻转完成后一起转移到定位平台，定位机构对端板定位后进行激光打码；端板打码完成后转移至出料对接工位。
步骤四，电芯堆叠，电芯及端板上料机器人从电芯料框及端板工作台抓取电芯和端板放到堆叠工位，每次抓取一个物料；隔板上料机器人抓取端隔板放到堆叠工位。两个机器人交替工作，以六个电芯模组计算，每分钟生产一组产品。
堆叠机器人抓取电芯/端板/隔板到模组预装台进行堆叠，堆叠夹具上带极性检测及端板防错检测，保证模组装配正确。
堆叠机采用两工位转盘式结构，一个工位堆叠的同时另一个工位对接机器人出料。堆叠侧挡边，电芯前挡边等部件表面包覆绝缘材料，避免划伤电芯或出现短路的现象。
步骤五，机器人转移，电芯模组堆叠装配部分总共使用三个六轴机器人，具体为第一六轴机器人、第二六轴机器人、第三六轴机器人。第一六轴机器人用于抓取隔板；第二六轴机器人用于抓取电芯和端板；第三六轴机器人用于抓取堆叠模组。第一六轴机器人采用取隔板，配有真空表，实时监测抓取物料时的吸盘负压，未抓到物料时报警吸盘吸。第二六轴机器人兼容电芯和端板两种物料，采用吸盘和夹爪同时工作抓取物料，双重抓取方式同时工作，防止抓取物料不稳或者意外掉落。抓取吸盘配有真空表，实时监测抓取物料时的吸盘负压，未抓到物料时报警。夹爪机构内部装有感应器检测物料。第三六轴机器人兼容侧板和模组两种物料。侧板夹爪用于抓取侧板。模组抱夹和模组侧压板同时夹紧模组防止模组晃动掉落。模组夹爪配有减压阀，用于调节抓取模组时的夹紧力。夹爪机构内部装有感应器用于检测物料。
步骤六，端侧板焊接，采用双工位结构，装侧板焊接夹具接到模组组件后，整体转移至定位装侧板工位；夹具对模组居中定位，电芯极耳向下，压紧机构夹紧模组，以极耳面作为基准进行定位压紧；压紧机构对模组长度方向进行压紧，同时监控模组长度及压力，并上传数据；侧板安装机构将侧板安装到模组上，侧板的和端板在压紧的状态下，整体夹具转移到焊接工位；整个模组在压紧状态下进行焊接，端板和侧板按照工艺要求单边焊接四条焊缝。
步骤七，连接片焊接，输送线将模组运至激光焊工位，顶升定位，设备对模组进行压紧，机器人带视觉对模组进行视觉定位，测高，激光焊接；模组焊接同时除尘去除焊渣；输送线将模组运至焊房质量检测工位，顶升定位，对模组进行焊缝拍照，不合格的直接转移至不合格缓存，等待人工操作。
步骤八，离线涂胶，操作人员将底部加热板放到涂胶机上，按下确认按钮后涂胶机自动涂胶，涂胶完成后蜂鸣器和指示灯工作，提醒操作人员取出涂好胶的加热板。
步骤九，模组测试，输送线将模组运至模组检测工位，顶升定位，人工对模组进行绝缘测试、IR(绝缘阻抗)&OCV测试、连接线通断测试、温度传感器线路测试，测试完成后的数据上传至MES系统(Manufacturing Execution System，即制造企业生产过程执行系统)。测试的不合格品人工转移出输送线。绝缘测试：测量整机和壳体之间进行绝缘耐压测试。IR&OCV测试：模组整体IR&OCV测试。连接线通断测试：汇流排到测试线插头的线路通断测试。温度传感器线路测试：温度传感器两根线分别与壳体进行短路测试。MES系统为整个生产线的中枢系统，MES系统数据包含生产数据和产品数据，这些主要数据既可以进行人工维护或工具批量导入，也可以完全通过MES集成自动传输。
步骤十，模组下线，人工操作助力机构将输送线上的模组转移下线。
综上所述，本发明主要采用自动化方式，提高效率，降低成本。
以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种动力电池模组装配方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤一，电池扫码测试，电池由人工摆放至托盘内，将托盘搬运至缓存输送线上；机械手从托盘内抓取电池进行扫码，后进行OCV测试，将电芯放到中转工位进行扫码；扫码测试完成后不合格电芯转移至不合格料盒，合格品电芯转移到出料对接机构，正反面分类放置；电池在输送线上扫码后出料；电芯出料设置两个出料口，电芯正反面分类放置，提高整机运行速度；不合格分选机械手带有旋转机构，电池来料方向反向时，机械手旋转180°，自动将电芯调整成统一的方向；
步骤二，隔板上料，将隔热棉与隔板用胶纸粘贴成一体，隔热棉四周贴四道胶；人工将整叠物料放到上料缓存位置，机械手自动抓取物料放到工作转盘上；
步骤三，端板上料，在上料位置整框端板上料；上料机械手从料框吸取端板转移到定位中转平台，每次抓取两块物料；一侧的端板在中转平台上翻转180°；端板翻转完成后一起转移到定位平台，定位机构对端板定位后进行激光打码；端板打码完成后转移至出料对接工位；
步骤四，电芯堆叠，电芯及端板上料机器人从电芯料框及端板工作台抓取电芯和端板放到堆叠工位，每次抓取一个物料；隔板上料机器人抓取端隔板放到堆叠工位；
步骤五，机器人转移，电芯模组堆叠装配部分总共使用三个六轴机器人，具体为第一六轴机器人、第二六轴机器人、第三六轴机器人；
步骤六，端侧板焊接，采用双工位结构，装侧板焊接夹具接到模组组件后，整体转移至定位装侧板工位；夹具对模组居中定位，电芯极耳向下，压紧机构夹紧模组，以极耳面作为基准进行定位压紧；压紧机构对模组长度方向进行压紧，同时监控模组长度及压力，并上传数据；侧板安装机构将侧板安装到模组上，侧板的和端板在压紧的状态下，整体夹具转移到焊接工位；整个模组在压紧状态下进行焊接，端板和侧板按照工艺要求单边焊接四条焊缝；
步骤七，连接片焊接，输送线将模组运至激光焊工位，顶升定位，设备对模组进行压紧，机器人带视觉对模组进行视觉定位，测高，激光焊接；模组焊接同时除尘去除焊渣；输送线将模组运至焊房质量检测工位，顶升定位，对模组进行焊缝拍照，不合格的直接转移至不合格缓存，等待人工操作；
步骤八，离线涂胶，操作人员将底部加热板放到涂胶机上，按下确认按钮后涂胶机自动涂胶，涂胶完成后蜂鸣器和指示灯工作，提醒操作人员取出涂好胶的加热板；
步骤九，模组测试，输送线将模组运至模组检测工位，顶升定位，人工对模组进行绝缘测试、IR&OCV测试、连接线通断测试、温度传感器线路测试，测试完成后的数据上传至MES系统；测试的不合格品人工转移出输送线；
步骤十，模组下线，人工操作助力机构将输送线上的模组转移下线。
2.如权利要求1所述的动力电池模组装配方法，其特征在于，所述步骤一的机械手上带有测试探针，用于检测电芯的极性正反和开路电压。
3.如权利要求1所述的动力电池模组装配方法，其特征在于，所述第一六轴机器人用于抓取隔板；第二六轴机器人用于抓取电芯和端板；第三六轴机器人用于抓取堆叠模组。
4.如权利要求1所述的动力电池模组装配方法，其特征在于，所述第一六轴机器人采用取隔板，配有真空表，实时监测抓取物料时的吸盘负压，未抓到物料时报警吸盘吸。
5.如权利要求1所述的动力电池模组装配方法，其特征在于，所述第二六轴机器人兼容电芯和端板两种物料，采用吸盘和夹爪同时工作抓取物料，双重抓取方式同时工作，防止抓取物料不稳或者意外掉落；抓取吸盘配有真空表，实时监测抓取物料时的吸盘负压，未抓到物料时报警；夹爪机构内部装有感应器检测物料。
6.如权利要求1所述的动力电池模组装配方法，其特征在于，所述第三六轴机器人兼容侧板和模组两种物料；侧板夹爪用于抓取侧板；模组抱夹和模组侧压板同时夹紧模组防止模组晃动掉落；模组夹爪配有减压阀，用于调节抓取模组时的夹紧力；夹爪机构内部装有感应器用于检测物料。
7.如权利要求1所述的动力电池模组装配方法，其特征在于，所述绝缘测试是测量整机和壳体之间进行绝缘耐压测试。
8.如权利要求1所述的动力电池模组装配方法，其特征在于，所述IR&OCV测试是模组整体IR&OCV测试。
9.如权利要求1所述的动力电池模组装配方法，其特征在于，所述连接线通断测试是汇流排到测试线插头的线路通断测试。
10.如权利要求1所述的动力电池模组装配方法，其特征在于，所述温度传感器线路测试是温度传感器两根线分别与壳体进行短路测试。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Effective date of registration: 20210420 Address after: 212132 building 16, SME Innovation Park, No. 300, Gangnan Road, New District, Zhenjiang City, Jiangsu Province Applicant after: Zhenjiang Chengtai Automation Technology Co.,Ltd. Address before: 212132 16 New Energy Industrial Park No. 300 Gangnan Road, Zhenjiang New District, Jiangsu Province Applicant before: ZHENJIANG CINNIC AUTOMATIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 212132 building 16, SME Innovation Park, No. 300, Gangnan Road, New District, Zhenjiang City, Jiangsu Province Patentee after: Jiangsu Chengtai Automation Technology Co.,Ltd. Address before: 212132 building 16, SME Innovation Park, No. 300, Gangnan Road, New District, Zhenjiang City, Jiangsu Province Patentee before: Zhenjiang Chengtai Automation Technology Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |