CN110561468B - 电池模组组装抓手装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池模组组装抓手装置，其抓手浮动机构包括顶板、中板和底板，中板通过上下调节机构Ⅰ与顶板连接，底板通过前后调节机构Ⅰ与中板连接；其模组抓手包括安装于底板底部的机架Ⅰ，机架Ⅰ的左、右两侧通过左右间距调节机构Ⅰ和同步升降机构安装有左、右对中板，机架Ⅰ下部的左、右对中板之间居中设有通过前后调节机构Ⅱ安装的前、后模组夹爪；其端板抓手包括安装于机架Ⅰ前部的机架Ⅱ，左、右端板夹爪通过左右间距调节机构Ⅱ安装于前后调节机构Ⅱ上，前后调节机构Ⅱ通过上下调节机构Ⅱ安装于机架Ⅱ上。本发明配套机器人的机械手使用，自动化程度高，正常生产时无需人工操作，有效提升生产效率，降低了成本。

Description

电池模组组装抓手装置
技术领域
本发明涉及新能源电池自动化生产设备，具体为一种电池模组组装抓手装置。
背景技术
当今社会，新能源电池作为一种清洁能源成为发展热点，锂电池模组的市场需求日益增大，方壳锂电芯作为最常用的新能源汽车动力模块。
在生产过程中，由于单体电芯体积过重，作业人员在流水线手工搬运电池模组时，不仅操作不方便、不安全，也容易造成电池短路现象，增加后期人工成本。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出了一种替代人工的电池模组组装抓手装置。
能够解决上述技术问题的电池模组组装抓手装置，其技术方案包括端板抓手、模组抓手和抓手浮动机构，其中：
1、所述抓手浮动机构包括顶板、中板和底板，所述中板通过上下调节机构Ⅰ与顶板连接，所述底板通过前后调节机构Ⅰ与中板连接。
2、所述模组抓手包括安装于底板底部的机架Ⅰ，所述机架Ⅰ的左、右两侧通过左右间距调节机构Ⅰ和同步升降机构安装有左、右对中板，机架Ⅰ下部的左、右对中板之间居中设有通过前后调节机构Ⅱ安装的前、后模组夹爪。
3、所述端板抓手包括安装于机架Ⅰ前部的机架Ⅱ，左、右端板夹爪通过左右间距调节机构Ⅱ安装于前后调节机构Ⅱ上，所述前后调节机构Ⅱ通过上下调节机构Ⅱ安装于机架Ⅱ上。
所述左右间距调节机构Ⅰ的一种结构包括分别安装于机架Ⅰ前、后部的左、右调节架，左、右调节架通过左右向的左、右直线导轨副Ⅱ安装于机架Ⅰ上，左、右调节架之间设有气夹缸Ⅰ；所述同步升降机构的一种结构包括安装于同侧前、后调节架上的竖直直线导轨副，同侧对中板通过对应竖直直线导轨副安装于前、后调节架上，同侧前或后调节架上设有升降对应对中板的上下调节气缸Ⅱ；所述前后调节机构Ⅱ的一种结构包括通过前后向的左、右直线导轨副Ⅲ安装的前、后螺母座，前、后螺母座还分别旋合安装于滚珠丝杆前、后旋向相反的杆体上，所述滚珠丝杆的动力为伺服电机驱动的减速器。
进一步，左、右对中板内侧分别设有前后向的左、右绝缘定位板，各绝缘定位板安装于同侧的前、后调节架上并高于前、后模组夹爪。
所述上下调节机构Ⅰ的一种结构包括上下调节气缸Ⅰ，所述上下调节气缸设于顶板和中板之间，所述中板通过前、后、左、右四个导杆导套导向副安装于顶板上；所述前后调节机构Ⅰ的一种结构包括前后调节气缸，所述底板通过前后向的左、右直线导轨副Ⅰ安装于中板上，所述前后调节气缸设置在底板与中板之间。
所述上下调节机构Ⅱ的一种结构包括通过竖直的左、右直线导轨副Ⅳ安装于机架Ⅱ上的调节架Ⅱ，所述机架Ⅱ与调节架Ⅱ之间设有上下调节气缸Ⅲ；所述前后调节机构Ⅱ的一种结构包括安装于调节架Ⅱ上的双杆前后调节气缸，所述左右间距调节机构Ⅱ的一种结构包括安装于双杆前后调节气缸上的气夹缸Ⅱ，左、右端板夹爪分别安装于气夹缸Ⅱ的左、右夹头上。
为配合与机器人的使用，所述顶板通过法兰筒与机械手连接。
本发明的有益效果：
1、本发明电池模组组装抓手装置配套机器人的机械手使用，提高了生产效率，降低了人工成本，减轻了工作强度与避免了工伤事故发生，实现了自动化生产。
2、本发明功能完善，可以进行抓取端板和抓取模组以及模组组装三项操作，自动化程度高，无需人工参与，不仅节约人工成本，还避免了人工操作容易出现事故的隐患。
3、本发明运行速度快，效率高，结构稳定，可以极大提高生产效率。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的立体结构示意图。
图2为图1实施方式的主视图。
图3为图2实施方式的俯视图。
图4为图1实施方式中端板抓手的立体结构示意图。
图5为图4端板抓手的主视图。
图6为图1实施方式中模组抓手的立体结构示意图。
图7为图6模组抓手去除两侧对中板后的立体结构示意图。
图8为图1实施方式中抓手浮动机构的立体结构示意图。
图9为图8中抓手浮动机构的主视图。
图号标识：1、端板抓手；2、模组抓手；3、抓手浮动机构；4、顶板；5、中板；6、底板；7、法兰筒；8、上下调节气缸Ⅰ；9、前后调节气缸；10、模组夹爪；11、对中板；12、机架Ⅰ；13、螺母座；14、弹性定中元件；15、伺服电机；16、机架Ⅱ；17、导杆导套导向副；18、调节架；19、直线导轨副Ⅰ；20、直线导轨副Ⅱ；21、端板夹爪；22、竖直直线导轨副；23、上下调节气缸Ⅱ；24、直线导轨副Ⅲ；25、直线导轨副Ⅳ；26、调节架Ⅱ；27、上下调节气缸Ⅲ；28、双杆前后调节气缸；29、气夹缸Ⅱ；30、绝缘定位板。
具体实施方式
下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明电池模组组装抓手装置，包括端板抓手1、模组抓手2和抓手浮动机构3，所述模组抓手2安装于抓手浮动机构3上，所述端板抓手1安装于模组抓手2上，所述抓手浮动机构3安装于机器人的机械手上，如图1、图2、图3所示。
所述抓手浮动机构3包括自上而下设置的顶板4、中板5和底板6以及上下调节气缸Ⅰ8和前后调节气缸9，所述顶板4通过法兰筒7安装于机器人的机械手上；所述中板5通过前、后、左、右四角处的导杆导套导向副17(围绕法兰筒7)安装于顶板4上，各导杆导套导向副17的导杆固定于中板5上，各导杆导套导向副17的导套贯穿顶板4安装，各导杆的顶部设有法兰圈限制与导套的脱离，所述上下调节气缸Ⅰ8的缸体固装于顶板4上，上下调节气缸Ⅰ8的缸杆向下通过接头与中板5连接；所述底板6通过前后向的左、右直线导轨副Ⅰ19(滑块与直线导轨的配合)安装于中板5上，中板5旁侧的底板6上设有将底板6居中设置的弹性定中元件14，所述前后调节气缸9的缸体通过缸座安装于中板5后端的底板6上，前后调节气缸9的缸杆向前与中板5固连，如图8、图9所示。
上述结构中，上下调节气缸Ⅰ8可带动中板5和底板6上、下调节位置，前后调节气缸9可带动底板6前、后调节位置。
所述模组抓手2包括基于机架Ⅰ12(包括顶部和前、后部)设置的前、后模组夹爪10和左、右对中板11以及伺服电机15和气夹缸Ⅰ，所述机架Ⅰ12通过其顶部安装于底板6底部上，前、后模组夹爪10设于机架Ⅰ12的顶部下方并分别安装在其上方对应设置的螺母座13上，前、后螺母座13通过前后向的左、右直线导轨副Ⅲ24向上安装于机架Ⅰ12的顶部，前、后螺母座13还分别旋合安装于滚珠丝杆前、后旋向相反的杆体上，所述滚珠丝杆的前、后端通过轴承分别安装于机架Ⅰ12的前、后部上，所述伺服电机15安装于机架Ⅰ12的后部，所述伺服电机15通过减速器驱动滚珠丝杆转动，机架Ⅰ12的前、后部上分别设有左、右调节架18，各调节架18包括竖板以及上、下设于竖板内侧的横板，左、右调节架18的左、右横板通过左右向的左、右直线导轨副Ⅱ20安装于机架Ⅰ12的前、后部的顶部和底部上，所述气夹缸Ⅰ的左、右夹头分别连接左、右调节架18的左、右横板，各调节架18的竖板外侧面上均设有竖直直线导轨副22；左、右对中板11设于前、后螺母座13两侧，各对中板11通过前、后竖直直线导轨副22安装于对应侧的前、后调节架18的前、后竖板上，前或后竖板上设有带动同侧对中板11升、降的上下调节气缸Ⅱ23(无杆气缸)；于前、后模组夹爪10外侧且于左、右对中板11内侧设有前后向的左、右绝缘定位板30，各绝缘定位板30的前、后端分别安装于对应侧的前、后竖板相对侧面上，左、右绝缘定位板30的高度高于前、后模组夹爪10，如图6、图7所示。
上述结构中，左、右绝缘定位板30作为前、后模组夹爪10抓取模组(叠放的多块单体电芯)的端面定位，左、右对中板11用作将模组左、右两侧面对齐并将模组居中于前、后模组夹爪10之间，在抓手浮动机构3带动下，模组抓手2在堆叠工装线上抓取模组运送到堆叠转台上。
所述端板抓手1包括基于机架Ⅱ16(板架)设置的左、右端板夹爪21，左、右端板夹爪21分别安装于气夹缸Ⅱ29的左、右夹头上，所述气夹缸Ⅱ29的缸体安装于双杆前后调节气缸28的向前伸出的左、右缸杆上，所述双杆前后调节气缸28安装于调节架Ⅱ26的前端水平面板上，所述调节架Ⅱ26的竖直面板通过竖直的左、右直线导轨副Ⅳ25安装于机架Ⅱ16的前端面上，上下调节气缸Ⅲ27通过缸座安装于机架Ⅱ16前端面上方，所述上下调节气缸Ⅲ27的缸杆向下连接调节架Ⅱ26的竖直面板，如图4、图5所示。
上述结构中，调节架Ⅱ26上、下移动双杆前后调节气缸28，双杆前后调节气缸28前、后移动气夹缸Ⅱ29，气夹缸Ⅱ29左、右带动左、右端板夹爪21夹取端板，在抓手浮动机构3带动下，端板抓手1从滚筒线工装上抓取端板运送到堆叠转台上。

Claims (4)

1.电池模组组装抓手装置，包括端板抓手(1)、模组抓手(2)和抓手浮动机构(3)，其中：
所述抓手浮动机构(3)包括顶板(4)、中板(5)和底板(6)，所述中板(5)通过上下调节机构Ⅰ与顶板(4)连接，所述底板(6)通过前后调节机构Ⅰ与中板(5)连接；
所述模组抓手(2)包括安装于底板(6)底部的机架Ⅰ(12)，所述机架Ⅰ(12)的左、右两侧通过左右间距调节机构Ⅰ和同步升降机构安装有左、右对中板(11)，机架Ⅰ(12)下部的左、右对中板(11)之间居中设有通过前后调节机构Ⅱ安装的前、后模组夹爪(10)；
所述端板抓手(1)包括安装于机架Ⅰ(12)前部的机架Ⅱ(16)，左、右端板夹爪(21)通过左右间距调节机构Ⅱ安装于前后调节机构Ⅱ上，所述前后调节机构Ⅱ通过上下调节机构Ⅱ安装于机架Ⅱ(16)上；
所述左右间距调节机构Ⅰ包括分别安装于机架Ⅰ(12)前、后部的左、右调节架(18)，左、右调节架(18)通过左右向的左、右直线导轨副Ⅱ(20)安装于机架Ⅰ(12)上，左、右调节架(18)之间设有气夹缸Ⅰ；所述同步升降机构包括安装于同侧前、后调节架(18)上的竖直直线导轨副(22)，同侧对中板(11)通过对应竖直直线导轨副(22)安装于前、后调节架(18)上，同侧前或后调节架(18)上设有升降对应对中板(11)的上下调节气缸Ⅱ(23)；所述前后调节机构Ⅱ包括通过前后向的左、右直线导轨副Ⅲ(24)安装的前、后螺母座(13)，前、后螺母座(13)还分别旋合安装于滚珠丝杆前、后旋向相反的杆体上，所述滚珠丝杆的动力为伺服电机(15)驱动的减速器；
左、右对中板(11)内侧分别设有前后向的左、右绝缘定位板(30)，各绝缘定位板(30)安装于同侧的前、后调节架(18)上并高于前、后模组夹爪(10)。
2.根据权利要求1所述的电池模组组装抓手装置，其特征在于：所述上下调节机构Ⅰ包括上下调节气缸Ⅰ(8)，所述上下调节气缸Ⅰ(8)设于顶板(4)和中板(5)之间，所述中板(5)通过前、后、左、右四个导杆导套导向副(17)安装于顶板(4)上；所述前后调节机构Ⅰ包括前后调节气缸(9)，所述底板(6)通过前后向的左、右直线导轨副Ⅰ(19)安装于中板(5)上，所述前后调节气缸(9)设置在底板(6)与中板(5)之间。
3.根据权利要求1所述的电池模组组装抓手装置，其特征在于：所述上下调节机构Ⅱ包括通过竖直的左、右直线导轨副Ⅳ(25)安装于机架Ⅱ(16)上的调节架Ⅱ(26)，所述机架Ⅱ(16)与调节架Ⅱ(26)之间设有上下调节气缸Ⅲ(27)；所述前后调节机构Ⅱ包括安装于调节架Ⅱ(26)上的双杆前后调节气缸(28)，所述左右间距调节机构Ⅱ包括安装于双杆前后调节气缸(28)上的气夹缸Ⅱ(29)，左、右端板夹爪(21)分别安装于气夹缸Ⅱ(29)的左、右夹头上。
4.根据权利要求1所述的电池模组组装抓手装置，其特征在于：所述顶板(4)通过法兰筒(7)与机械手连接。
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