CN112591456A - 多任务末端执行器 - Google Patents

多任务末端执行器 Download PDF

Info

Publication number
CN112591456A
CN112591456A CN202011060314.2A CN202011060314A CN112591456A CN 112591456 A CN112591456 A CN 112591456A CN 202011060314 A CN202011060314 A CN 202011060314A CN 112591456 A CN112591456 A CN 112591456A
Authority
CN
China
Prior art keywords
assembly
pinwheel
die
end effector
multitasking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011060314.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112591456B (zh
Inventor
Y-T·林
E·B·格尔姆
C·W·麦克卢尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN112591456A publication Critical patent/CN112591456A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112591456B publication Critical patent/CN112591456B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G47/00—Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
    • B65G47/74—Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90—Devices for picking-up and depositing articles or materials
    • B65G47/91—Devices for picking-up and depositing articles or materials incorporating pneumatic, e.g. suction, grippers
    • B65G47/914—Devices for picking-up and depositing articles or materials incorporating pneumatic, e.g. suction, grippers provided with drive systems incorporating rotary and rectilinear movements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0052—Gripping heads and other end effectors multiple gripper units or multiple end effectors
    • B25J15/0066—Gripping heads and other end effectors multiple gripper units or multiple end effectors with different types of end effectors, e.g. gripper and welding gun
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0052—Gripping heads and other end effectors multiple gripper units or multiple end effectors
    • B25J15/0057—Gripping heads and other end effectors multiple gripper units or multiple end effectors mounted on a turret
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/06—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
    • B25J15/0616—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with vacuum
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • G01R31/3865—Arrangements for measuring battery or accumulator variables related to manufacture, e.g. testing after manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4285—Testing apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

一种多任务末端执行器系统包括与机器人的机械臂相连的底架。第一轴可旋转地支撑在所述基架上。第一销轮组件在所述基架的第一端可旋转地安装到所述轴。多个第一模具组件安装到所述第一销轮组件。第二销轮组件在所述基架的第二端可旋转地安装到所述轴。多个第二模具组件安装到所述第二销轮组件，并且镜像配置地分别定向到所述多个第一模具组件中的一个。分度电机使第一轴旋转，并使成对的镜像模具组件同步旋转。第一和第二凸片弯曲致动器安装到所述基架使位于所述第一和第二销轮组件之间的电池单元相对的电池凸片弯曲。

Description

多任务末端执行器
技术领域
本公开涉及用于电动汽车车辆电池模块的电池单元制备。
背景技术
在电池模块堆叠中，电池单元制备是该过程中最耗费资金和占地的部分。电池单元凸片通常弯曲成不同的几何形状以提供电池单元堆叠，其允许电连接电池单元凸片。这些操作通常分多个阶段进行，并且需要多个不同的机器。电池单元凸片弯曲用来连接之前必须先对每个电池单元进行测试以确认是否满足开路电压要求。传统上，多个阶段要求在不同的机器中拾取、测试、移动或放置电池单元，在每个阶段之后对其精确度进行监控，然后再移至下一个阶段。对多种不同机器的需求需要相当大的占地面积，投资和时间来建造和维护。为了解决电动车辆的不确定的市场需求并降低生产成本，使用当前的制造技术，在大量减少的机器站和生产线占地面积上使用可扩展的低成本电池组装系统将是巨大的挑战。
因此，尽管当前用于电动汽车电池模块的电池单元制备方法达到其预期目的，但是需要一种新型的改进的末端执行器系统，该末端执行器系统可以同时处理多台不同机器的操作，以减少生产投资并减少可扩展且经济的电池组装系统的占地面积。
发明内容
根据几个方面，一种多任务末端执行器系统包括基架。第一销轮组件可旋转地安装到该基架的第一端。第一模具组件安装到第一销轮组件。第二销轮组件可旋转地安装到基架的第二端。第二模具组件被安装到第二销轮组件，并且相对于第一模具组件以镜像配置定向。将第一和第二凸片弯曲致动器安装到基架并进行操作以弯曲释放地定位在第一销轮组件和第二销轮组件之间电池单元的相对的电池凸片。
在本公开的另一方面，第三模具组件安装到第一销轮组件。并且第四模具组件被安装到第二销轮组件，并相对于第四模具组件以镜像配置定向。
在本公开的另一方面，一轴可旋转地安装到基架并连接第一销轮组件和第二销轮组件。
在本公开的另一方面中，分度电机联接至轴，分度电机使轴旋转以使包括第一模具组件和第二模具组件以及第三模具组件和第四模具组件的镜像配置的模具组件相对于旋转轴线同步旋转。
在本公开的另一方面，第一和第二压缩弹簧相对于分度电机相对的定位在轴上，第一压缩弹簧用于将第一销轮组件朝分度电机偏置，并且第二压缩弹簧用于将第二销轮组件以与第一压缩弹簧施加的力方向相反地朝分度电机偏置。
在本公开的另一方面，第一电池定位器被安装到基架并且定位在第一销轮组件附近，并且第二电池定位器被安装到基架并且定位在第二销轮组件附近。
在本公开的另一方面，第一真空吸盘连接到第一电池单元定位器，并且第二真空吸盘连接到第二电池单元定位器。当施加部分真空压力时，第一真空吸盘和第二真空吸盘提供真空提升能力，以临时附接并保持电池。
在本公开的另一方面，第一销轮组件和第二销轮组件分别包括附接到毂的凸片弯曲模具组，该凸片弯曲模具组附接到毂，该毂具有固定在毂的臂结构上的固定模具和匹配的移动模具。开路电压(OCV)传感器提供电池单元的开路电压。OCV传感器安装到以下之一：凸片弯曲模具组，用于在相对的电池凸片弯曲时提供开路电压；或放在真空吸盘上，并使用OCV传感器支架定位在相对的电池凸片之一附近，以在电池单元装载期间提供开路电压。
在本公开的另一方面，一种凸片弯曲致动器被气动地致动以在凸片弯曲位置打开和关闭凸片弯曲模具组。砧座支撑在凸片弯曲致动器上。提供一个摆动臂，其中，为了在凸片弯曲位置执行凸片弯曲，摆动臂从摆动臂释放方位旋转到摆动臂闭合方位，以将凸片弯曲模具组挤压在砧座上。
在本公开的另一方面，第一销轮组件和第二销轮组件分别包括具有单独的凸片弯曲致动器的模具组件和具有固定模具和移动模具的模具组，移动模具摆动并且然后向固定模具挤压，以使相对的单元凸片抵靠固定模具弯曲，移动模具然后从固定模具上分离并摆动离开固定模具以释放单元凸片。
根据多个方面，多任务末端执行器系统包括连接至机器人的机械臂的基架。第一轴可旋转地支撑在基架上。第一销轮组件可旋转地安装到该基架的第一端的第一轴。多个第一模具组件安装到第一销轮组件。第二销轮组件可旋转地安装到基架的第二端的轴。多个第二模具组件被安装到第二销轮组件，并且以镜像配置分别定向到多个第一模具组件中的一个。第一分度电机使第一轴旋转并使模具组件中的成对并且镜像配置的模具组件同步旋转。安装到基架的第一和第二凸片弯曲致动器，以使位于第一和第二销轮组件之间的电池单元的相对的单元凸片弯曲。
在本公开的另一方面，第一模具组连接到第一模具组件中的一个。第二模具组连接到第二模具组件之一。开路电压(OCV)传感器安装在第一模具组和第二模具组中，以提供在单元凸片弯曲期间要感测的电池单元的开路电压。
在本公开的另一方面，第一凸片弯曲致动器被气动地致动以在第一凸片弯曲位置打开或关闭第一模具组；并且气动地驱动第二凸片弯曲致动器，以在第二凸片弯曲位置打开或关闭第二模具组。
在本公开的另一方面，第一单元定位器被安装到基架并且被定位成靠近第一销轮组件。第二电池定位器被安装到基架并且被定位成靠近第二销轮组件。第一单元定位器具有第一真空吸盘，并且第二单元定位器具有第二真空吸盘。当第一真空吸盘和第二真空吸盘接触电池单元并施加部分真空压力时，第一真空吸盘和第二真空吸盘提供真空提升能力以临时附接到并保持电池单元。
在本公开的另一方面，第一轮定位器被安装到基架并且被定位成邻近于第一销轮组件，并且用于线性地移动第一销轮组件。第二轮定位器定位在第二销轮组件附近，并用于线性地移动第二销轮组件。
在本公开的另一方面，在第二轴上第三销轮组件与第四销轮组件配对，第三销轮组件和第四销轮组件分别具有多个模具组件。操作第二电动机以旋转第二轴、第三销轮组件和第四销轮组件。
在本公开的另一方面，在第三轴上第五销轮组件与第六销轮组件配对。第五销轮组件和第六销轮组件分别具有多个模具组件。操作第三电动机以旋转第三轴、第五销轮组件和第六销轮组件。
根据多个方面，一种多任务末端执行器系统包括使用转接板连接至机器人的机械臂的基座。第一轴可旋转地支撑在基架上。第一销轮组件可旋转地安装到轴上。多个第一模具组件安装到第一销轮组件。第二销轮组件可旋转地安装到轴上。多个第二模具组件被安装到第二销轮组件，并且以镜像配置分别定向到多个第一模具组件中的一个。第一分度电机使第一轴旋转并且使成对并且镜像配置的第一模具组件和第二模具组件同步旋转。第一个三位置单元定位器安装到基架，并定位在第一销轮组件附近，并且从或者到存储单元中取出/释放电池单元，在凸片弯曲之前或之后的电池单元局部定位并且用于凸片弯曲的第一电池单元凸片的电池单元完全定位。第二个三位单元定位器安装到基座，并定位在第二销轮组件附近，并且提供从或向存储单元取回/释放的电池单元，电池单元在凸片弯曲之前或之后部分定位并且用于凸片弯曲第二电池单元凸片的电池单元完全定位。模具组件分别包括开路电压(OCV)传感器，该传感器提供在第一电池单元凸片和第二电池单元凸片弯曲期间感测到的电池单元的开路电压。
在本公开的另一方面中，第一凸片弯曲致动器安装到基架，并且当定位在第一销轮组件和第二销轮组件之间时，第一凸片弯曲致动器用于使电池单元的第一电池单元凸片弯曲。第二凸片弯曲致动器安装到基架，并且当定位在第一销轮组件和第二销轮组件之间时，第二凸片弯曲致动器用于使电池单元的第二电池单元凸片弯曲。
在本公开的另一方面，第一销轮组件在基架的第一端安装至轴。第二销轮组件在基架的与第一端相反的第二端安装至轴。
根据本文提供的描述，其它应用领域将变得显而易见。应该理解的是，本文的描述和具体示例仅用于说明的目的，并不意在限制本公开的范围。
附图说明
本文描述的附图仅出于说明的目的，而无意以任何方式限制本公开的范围。
图1是在一示例性方面的多任务末端执行器系统的前透视图；
图2是图1的多任务末端执行器系统的一部分的前透视图；
图3A是用于图1的多任务末端执行器系统的凸片弯曲模具组的侧立面视图；
图3B是图1的多任务末端执行器系统的另一方面的凸片弯曲模具组的侧立面视图；
图4A是从图3A修改的凸片弯曲模具组的另一面的侧立面视图；
图4B是从图3B修改的凸片弯曲模具组的另一面的侧立面视图；
图5A是从图3A修改的凸片弯曲模具组的另一面的侧立面视图；
图5B是从图3B修改的凸片弯曲模具组的另一面的侧立面视图；
图6是在操作图1的多任务末端执行器系统期间的初始电池单元拾取阶段的侧立面视图；
图7是在操作图1的多任务末端执行器系统期间的电池单元凸片弯曲和测试阶段的侧立面视图；
图8是在操作图1的多任务末端执行器系统期间的完整的电池单元存储阶段的侧立面视图；以及
图9是用于图1的多任务末端执行器系统的替代方面的端部透视图。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并且无意于限制本发明的公开、应用或用途。
参考图1，多任务或多任务末端执行器系统10包括基架12，基架12通过转接板18与机器人16的机械臂14相连。多任务末端执行器系统10中的末端执行器功能定义了，比如通过在电池单元凸片中产生弯曲或形状变化，在物体中产生所需变化的一种设备。多任务末端执行器系统10提供了至少一个相对于基架12的第一端可旋转地安装的销轮组件20。至少一个第一销轮组件20中的每一个均包括至少一个模具组件，并根据几个方面至少包括六个模具组件22、24、26、28、30、32，相继的模具组件以相等的角度间隔定位，且模具组件32在该视图中仅部分可见。至少一个第二销轮组件34相对于基架12的第二端相对地定位并且可旋转地安装，该第二销轮组件34具有至少一个模具组件，并根据多个方面包括六个模具组件，其相对于六个模具组件22、24、26、28、30、32以镜像对准的方式配置。例如，第二销轮组件34设置有模具组件22a，该模具组件22a相对于第一销轮组件20的模具组件22对准并以镜像配置方式设置。
第一单元定位器36安装在基架12上并靠近第一销轮组件20定位，第二单元定位器38安装在基架12上并靠近第二销轮组件34定位。当第一单元定位器36和第二单元定位器38具有部分真空压力时，第一单元定位器36和第二单元定位器38提供真空提升能力以临时附接到电池单元40并保持。所述单元定位器提供三个电池单元位置，用于从存储单元中取出电池单元或者释放电池单元到存储单元中，在凸片弯曲之前或之后用于对电池单元进行部分定位，以及用于对电池单元凸片弯曲进行完全定位。在多任务末端执行器系统10执行操作之前，从具有多个电池单元的电池垫板单元42中取出单个电池单元比如第一电池单元40a，所述多个电池单元分别存储在多个单独的电池存储插槽44中的一个中。通过机器人16的预编程操作以及在电池单元装载位置中使用第一电池单元定位器36和第二电池单元定位器38，从电池垫板单元42中的电池单元的预定单个电池储存插槽44中取出电池单元。
所述电池单元，例如第一电池单元40a，各自包括第一电池单元凸片46和相对放置的第二电池单元凸片48，可通过多任务末端执行器系统10的操作进行弯曲来对它们进行修改，以重新配置电池凸片的定位，从而有助于将多个电池单元加入到车辆电池组件(未显示)中。多个电池单元，比如固定在第三销轮组件50与第四销轮组件52之间的第二电池单元40b和固定在第五销轮组件54与第六销轮组件56之间的第三电池单元40c，可以同时被多任务末端执行器系统10临时固持和修改。
参考图2并且再到图1，其示出了第三销轮组件50和第四销轮组件52的示例性成对配置。销轮组件是共同配置的，因此以下成对的第三销轮组件50和第四销轮组件52的讨论同样适用于成对的第一销组件20和第二销轮组件34，以及成对的第五销组件54和第六销轮组件56。成对的销轮组件通常可旋转地安装在它们自己的轴58上，独立的分度电机60与轴58相连。例如并且继续参考图1，第三销轮组件50在轴58上与第四销轮组件52配对，第五销轮组件54在轴58上与第六销轮组件56配对。
分度电机60在通电时使轴58旋转，轴58使成对的模具组件，例如模具组件22、22a相对于旋转轴线62同步旋转，定位成对的模具组件以捕获并弯曲电池单元的凸片。定位压缩弹簧以将销轮组件向分度电机偏置。例如，位于第三销轮组件50外部的第一压缩弹簧64在朝向分度电机60的方向66上偏压第三针轮组件50，并且位于第四销轮组件52外部的第二压缩弹簧68在与方向66相反并且朝分度电机60的方向70上偏压第四销轮组件52。
第一单元定位器36和第二单元定位器38，第一轮定位器72和第二轮定位器74以及第一凸片弯曲致动器76和第二凸片弯曲致动器78也安装在基架12上。第一真空吸盘80与第一单元定位器36相连并且第二真空吸盘82与第二单元定位器38相连。真空吸盘80和82接触电池单元40b的面84，并且当部分真空压力施加到真空吸盘80、82时，真空吸盘80、82提供真空提升能力以在多任务末端执行器系统10操作期间临时固持电池单元40b。
每个销轮组件，比如第三销轮组件50，还包括用于每个模具组件的毂86和附接到毂86的凸片弯曲模具组88。销轮组件的每个凸片弯曲模具组88可以提供相同或不同的凸片弯曲模具组。设置有多个凸片弯曲模具组的每一个销轮组件可以将电池单元凸片比如第一电池单元40a的第一电池单元凸片46和第二电池单元40b的第一单元凸片46弯曲到相同或不同的几何形状以实现电池元件在电池堆组件中的不同定位。每个凸片弯曲模具组(比如凸片弯曲模具组88)包括固定在毂(比如毂86)的臂结构上的固定模具90和匹配的移动模具92，该移动模具92通过至少一个弹簧装载的导向销94与固定模具90耦接，导向销94作为模具组的释放器动作，以当模具组被打开时使固定模具90和活动模具92在自由空间中分开以允许单元凸片进入，同时还提供闭合动作以在经受外部压缩时弯曲电池凸片比如第一电池凸片46。
销轮组件(比如第三销轮组件50)及其模具组(比如模具组88)可以通过分度电机60旋转地，通过轮定位器(比如第一轮定位器72)线性地，再加上由一个压缩弹簧(比如靠近第三销轮组件50定位的第一压缩弹簧64)提供的力，移向或移离轴58上所需的凸片弯曲位置。气动地致动凸片弯曲致动器(比如第一凸片弯曲致动器76)以在凸片弯曲位置打开或关闭模具组88。在凸片弯曲期间，摆动臂96从图2右侧所示的摆动臂释放方位96a开始旋转到图2左侧所示的摆动臂闭合方位96b，将模具组88挤压抵靠在凸片弯曲致动器(比如第一凸片弯曲致动器76)上的砧座98。在凸片弯曲之后，反向运动摆动臂以打开模具组88，并准备将电池单元比如电池单元40b卸下。
参照图3A和3B以及再参照图1和图2，摆动臂96的远端设有压缩弹簧100，该压缩弹簧100预装载预夹紧件102，并以自由状态站立在移动模具92上。因此，摆动臂96的远端为将电池凸片46的凸片根部104压靠在固定模具90上的第一部件，这防止了弯曲力损坏凸片根部104。可以在多任务末端执行器系统10中安装开路电压(OCV)传感器106，其包括安装在底架12上的电压表109、砧座98上的电接触引线107和从固定模具90的凸片弯曲表面突出的弹簧装载触碰头108，这样，连同电池单元40b的相对侧上的镜像接触引线和触碰头，电池单元比如电池单元40b的开路电压在凸片弯曲的同时可以被感测到。
正如前面提到的，多任务末端执行器系统10具有至少一个抓取器或真空吸盘，用于装载/卸载电池单元。真空吸盘安装在图2所示的单元定位器(比如第一单元定位器36)中的一个上，作为气动操作的三位气缸。真空吸盘可以完全伸出以收回/释放电池单元，也可以完全缩回以定位电池单元供电池凸片弯曲处理。如图3B的设置中所示创建电池凸片Z形弯曲之后，真空吸盘可以部分地伸出到中间位置并且从而提供间隙以在电池体凸片弯曲之后允许模具组88移开。相同的凸片弯曲顺序和真空吸盘伸出/缩回也适用于在电池凸片中创建倒置的V型弯曲(未显示)。
参照图4A和图4B并且再次参照图3A和3B，模具组114的固定模具110和移动模具112可用于在电池凸片中创建倒Z形弯曲。参照图3B示出和描述的第一真空吸盘80在创建电池凸片倒Z形弯曲之前，部分地缩回至中间位置，并且从而提供间隙以允许模具组114移动，如图4B所示。在移入之后，第一真空吸盘80完全缩回以定位电池单元40b以使电池凸片弯曲。在电池凸片弯曲完成之后，不需要第一真空吸盘80或电池单元46b的部分延伸来卸载电池单元46b。
参照图5A和5B并且再次参照图3A和3B，模具组120的固定模具116和移动模具118可用于在电池凸片中创建V形弯曲。第一真空吸盘80在创建电池凸片V形弯曲之前部分地缩回至中间位置，并且从而提供间隙以允许模具组120移动，类似于图4B所示的倒Z形弯曲。在移入之后，第一真空吸盘80完全缩回以定位电池单元40b，供电池凸片弯曲。然后，参照图3A示出和描述的第一真空吸盘80在创建电池凸片V形弯曲之后部分地伸出，从而提供间隙以允许模具组120在电池凸片弯曲之后离开，如图5B所示。
大体上参考图6至图8，并继续参考图1至图5，其给出了示例性电池单元40b的多任务末端执行器系统10的操作顺序。具体参考图6，模具组件22最初通过第一轮定位器72的操作在延伸方向122上向外移位，压缩第一压缩弹簧64。旋转与第一凸片弯曲致动器76相连的摆动臂96以提供容纳电池单元40b的间隙。机械臂14移动框架12以取回电池单元40b。使用一对真空吸盘，比如所示的第一真空吸盘80和第二真空吸盘82(在该图中未示出)，通过真空附接从电池垫板单元42中取回电池单元40b。每个真空吸盘(比如第一真空吸盘80)通过连接支架124与活塞126相连，活塞126在所示的完全伸出位置伸出第一电池定位器36，然后在取回电池单元40b过程中缩回到第一电池定位器36中。
参考图7并且再到图6，如前所述，根据电池单元的凸片弯曲几何形状，通过使活塞126完全或部分地缩回到第一电池单元定位器36中，电池单元40b在缩回方向128上朝向轴58移位。通过第一轮定位器72的缩回和第一压缩弹簧64的减压力，模具组件22然后在与伸出方向122相反的缩回方向130上向内移位。在模具组件22和模具组88也被移入之后，电池单元40b被第一单元定位器36进一步移动到凸片弯曲位置，其中电池单元40b之前仅部分缩回。然后气动地致动凸片弯曲致动器(比如第一凸片弯曲致动器76)以在凸片弯曲位置关闭模具组88。在凸片弯曲期间，摆动臂96从图2的右侧所示的摆动臂释放方位96a到图2的左侧所示的摆动臂闭合方位96b旋转，用于将模具组88挤压抵靠在凸片弯曲致动器(比如第一凸片弯曲致动器76)上的砧座98。当通过模具组88挤压并弯曲单元凸片46时，同时在电池单元(比如电池单元40b)上进行OCV测试。
参考图8并且再次参考图7，在完成OCV测试并弯曲电池单元凸片之后，将与第一凸片弯曲致动器76相连的摆臂96旋转至摆动臂释放方位96a，并且同时，通过弹簧加载的导向销94的减压，模具88得以释放以自动打开，进而提供间隙来释放电池单元40b。对于包括Z形弯曲、V形弯曲和倒V形弯曲的复杂的凸片弯曲几何形状，通过将活塞126部分地从第一单元定位器36向外伸出，使电池单元40b在与缩回方向128相反的释放方向132上远离轴58移位。然后，模具组件22通过第一轮定位器72的操作在延伸方向122上再次向外移位，压缩第一压缩弹簧64。最后，通过使活塞126从第一单元定位器36向外完全伸出，电池单元40b在与缩回方向128相反的释放方向132上离开轴58移位。机械臂14然后移开框架12以将电池单元40b移动到期望的安装位置或存储位置，并且释放真空压力以将电池单元40b从真空吸盘中释放。机械臂14然后移开架12，返回到电池垫板单元42，以取回下一个电池单元。
在到末端执行器系统10的返回行程中，成对的销轮组件(比如第三销轮组件50和第四销轮组件52)通过分度马达60的操作，同时被实时地转位至新的角位置。该分度定位下一个凸片弯曲模具组，准备好从垫板单元42中取出下一个电池单元。
参考图9并且再次参考图2，根据几个方面，其示出了多任务末端执行器系统10的替代变形。应注意的是每个销轮组件的多个模具组件，比如所示的销轮组件136，可以相对于轴138绕旋转轴线140在轴向旋转方向上顺时针或逆时针旋转。作为与前面提到过的模具组件22、24、26、28、30和32类似的模具组件的两个凸片弯曲致动器的替代，销轮组件(比如销轮组件136和示例性销轮组件142)分别包括模具组件144，模具组件144设有单个凸片弯曲致动器146和模具组148，模具组148具有固定模具150和移动模具154，固定模具150近似于致动器主体152上的砧座，移动模具154为可摆动的，以挤压凸片46抵靠固定模具150单元使其弯曲。在完成凸片弯曲之后，移动模具154从固定模具150分离并且摆动离开固定模具150，以释放电池单元40a的单元凸片46，便于随后的电池单元卸载操作。从这个方面省略了压缩弹簧64、68和轮致动器72、74。该方面还允许销轮组件和分度电机60(在该视图中未示出)位于机台中的独立设备上，仅执行凸片弯曲。
图9还示出了OCV传感器106的替代配置，OCV传感器106可以安装在移动真空吸盘(比如第二真空吸盘82)上并且通过使用OCV传感器固定器134定位在电池凸片附近，用于在电池单元装载期间，因此可在凸片弯曲之前，进行OCV检查。每个销轮组件的多个模具组件，比如所示的销轮组合136，相对于轴138绕旋转轴线140在轴向上顺时针或逆时针旋转时，允许选择多个模具组件中的任何不同的组件彼此相对地提供不同的凸片弯曲几何形状，而无需将模具组件移除或添加到销轮组件。
本公开的多任务末端执行器系统10具有多个优点。多任务末端执行器系统10将电池单元装载/卸载、电池单元凸片弯曲和电池单元开路电压(OCV)测试的功能全部组合在一个工具中。在机器人移动多任务末端执行器系统10并且电池单元从一个位置移动到另一个位置的同时执行所有这三个任务。多任务末端执行器系统10还为每个销轮组件提供了多个模具组件。这允许选择多个模具组件中的任何不同组件，而无需将模具组件移除或添加到销轮组件。在空间允许的情况下，还可以将其它操作比如使用摄像头(未显示)读取电池单元40的条形码合并到多任务末端执行器系统10中。
本公开的描述本质上仅是示例性的，并且不脱离本公开的主旨的变型旨在落入本公开的范围内。这样的变化不应被视为背离本公开的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多任务末端执行器系统，包括：
基架；
第一销轮组件，可旋转地安装在所述基架的第一端上；
第一模具组件，安装到所述第一销轮组件；
第二销轮组件，可旋转地安装在所述基架的第二端上；
第二模具组件，安装到所述第二销轮组件，且相对于所述第一模具组件成镜像配置定向；以及
第一凸片弯曲致动器和第二凸片弯曲致动器，安装到所述基架且操作以弯曲电池单元相对的单元凸片，所述单元凸片可释放地定位在所述第一销轮组件和所述第二销轮组件之间。
2.根据权利要求1所述的多任务末端执行器系统，还包括：
第三模具组件，安装到所述第一销轮组件；和
第四模具组件，安装到所述第二销轮组件，且所述第三模具组件相对于所述第四模具组件成镜像配置定向。
3.根据权利要求2所述的多任务末端执行器系统，还包括轴，所述轴可旋转地安装到并连接所述第一销轮组件和所述第二销轮组件。
4.根据权利要求3所述的多任务末端执行器系统，还包括与所述轴相连的分度电机，所述分度电机旋转所述轴以同步旋转所述模具组件，所述模具组件相对于旋转轴线成镜像配置，限定所述第一模具组件和第二模具组件并且限定所述第三模具组件和第四模具组件。
5.根据权利要求4所述的多任务末端执行器系统，还包括第一压缩弹簧和第二压缩弹簧，所述第一压缩弹簧和第二压缩弹簧定位在所述轴上并相对于所述分度电机相对地定位，所述第一压缩弹簧用于将所述第一销轮组件向所述分度电机偏置，以及所述第二压缩弹簧用于将所述第二销轮组件以与所述第一压缩弹簧施加的力的方向相反地向所述分度电机偏置。
6.根据权利要求1所述的多任务末端执行器系统，还包括：第一单元定位器，所述第一单元定位器安装在所述基架上，并且定位于所述第一销轮组件附近；以及第二单元定位器，所述第二单元定位器安装在所述基架上，并且定位于所述第二销轮组件附近。
7.根据权利要求6所述的多任务末端执行器系统，还包括：第一真空吸盘，与所述第一单元定位器相连；以及第二真空吸盘，与所述第二单元定位器相连；其中，当施加局部真空压力时，所述第一真空吸盘和所述第二真空吸盘提供真空提升能力以临时附接并保持所述电池单元。
8.根据权利要求1所述的多任务末端执行器系统，其中，所述第一销轮组件和所述第二销轮组件各自包括附接到毂的凸片弯曲模具组，该凸片弯曲模具组具有固定在所述毂的臂结构上的固定模具以及匹配的移动模具，并且还包括提供所述电池单元的开路电压的开路电压(OCV)传感器，所述OCV传感器安装至以下之一：
所述凸片弯曲模具组，在弯曲所述相对的单元凸片期间提供所述开路电压；或者
在真空吸盘上并使用OCV传感器支架定位在所述相对的电池凸片中的一个附近，以在电池单元装载期间提供所述开路电压。
9.根据权利要求8所述的多任务末端执行器系统，还包括：
凸片弯曲致动器，气动地致动以在凸片弯曲位置打开和关闭所述凸片弯曲模具组；
砧座，支撑在所述凸片弯曲致动器上；以及
摆动臂，其中，为了在所述凸片弯曲位置执行凸片弯曲，所述摆动臂从摆动臂释放方位旋转到摆动臂闭合方位，以将所述凸片弯曲模具组抵靠在所述砧座上。
10.根据权利要求1所述的多任务末端执行器系统，其中所述第一销轮组件和所述第二销轮组件各自包括模具组件，所述模具组件具有单独的凸片弯曲致动器和模具组，所述模具组具有固定模具和移动模具，所述移动模具摆动然后向所述固定模具挤压，以使所述相对的电池凸片抵靠所述固定模具弯曲，所述移动模具然后与所述固定模具分离并向外摆动离开所述固定模具以释放所述电池凸片。
CN202011060314.2A 2019-10-02 2020-09-30 多任务末端执行器 Active CN112591456B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/590,750 US11161252B2 (en) 2019-10-02 2019-10-02 Multi-tasking end effector
US16/590,750 2019-10-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112591456A true CN112591456A (zh) 2021-04-02
CN112591456B CN112591456B (zh) 2022-04-15

Family

ID=74876015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011060314.2A Active CN112591456B (zh) 2019-10-02 2020-09-30 多任务末端执行器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11161252B2 (zh)
CN (1) CN112591456B (zh)
DE (1) DE102020124162A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021127278A1 (de) * 2021-10-21 2023-04-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichers, Energiespeicher sowie Vorrichtung
CN118025813B (zh) * 2024-04-15 2024-06-21 宁德思客琦智能装备有限公司 一种电池模组搬运机械手及具有该机械手的存储装置

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4172376A (en) * 1978-07-21 1979-10-30 Frank Sassak Multiple station tube bender
US20010023603A1 (en) * 2000-03-23 2001-09-27 Araco Kabushiki Kaisha Sheet-metal formed with spaced projections and manufacturing method of the same
CN201023156Y (zh) * 2007-03-15 2008-02-20 马俊国 齿条加工专用车床
JP2012056052A (ja) * 2010-09-10 2012-03-22 Yaskawa Electric Corp ハンド及びロボット
WO2014175390A1 (ja) * 2013-04-24 2014-10-30 トヨタ紡織 株式会社 プレス加工方法及び成形装置
CN104802002A (zh) * 2015-05-08 2015-07-29 长春轨道客车股份有限公司 海星槽式多工位变换装置
KR20160131266A (ko) * 2015-05-06 2016-11-16 삼성전자주식회사 이차전지용 셀 구조체 및 이를 포함하는 이차전지
CN106624885A (zh) * 2016-12-08 2017-05-10 无锡市彩云机械设备有限公司 一种可旋转的金属制品加工用夹具
KR20170124882A (ko) * 2016-05-03 2017-11-13 주식회사 엘지화학 전극조립체의 수납 부위를 깊게 성형할 수 있는 전지케이스 제조 장치 및 이를 이용한 제조 방법
KR20180085471A (ko) * 2017-01-19 2018-07-27 주식회사 엘지화학 전지케이스의 수납부 크기에 따라 변형되는 구조의 지그
CN108481069A (zh) * 2018-05-22 2018-09-04 浙江双正机床有限公司 一种水车式机床
US20190127087A1 (en) * 2017-11-02 2019-05-02 The Boeing Company Systems and methods for in situ manufacturing of minimally tooled stringers
CN209425053U (zh) * 2018-12-31 2019-09-24 上海福太隆汽车电子科技有限公司 一种可旋转供料翻转装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2428336A1 (en) * 2010-09-10 2012-03-14 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Hand and robot
CN103620415B (zh) * 2011-06-28 2015-03-04 株式会社安川电机 机器人手和机器人
CN107150117B (zh) * 2017-07-19 2018-06-19 安徽理工大学 多臂型悬挂轨道式铸件清理机器人
JP7143018B2 (ja) * 2018-05-30 2022-09-28 川崎重工業株式会社 箱詰装置

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4172376A (en) * 1978-07-21 1979-10-30 Frank Sassak Multiple station tube bender
US20010023603A1 (en) * 2000-03-23 2001-09-27 Araco Kabushiki Kaisha Sheet-metal formed with spaced projections and manufacturing method of the same
CN201023156Y (zh) * 2007-03-15 2008-02-20 马俊国 齿条加工专用车床
JP2012056052A (ja) * 2010-09-10 2012-03-22 Yaskawa Electric Corp ハンド及びロボット
WO2014175390A1 (ja) * 2013-04-24 2014-10-30 トヨタ紡織 株式会社 プレス加工方法及び成形装置
KR20160131266A (ko) * 2015-05-06 2016-11-16 삼성전자주식회사 이차전지용 셀 구조체 및 이를 포함하는 이차전지
CN104802002A (zh) * 2015-05-08 2015-07-29 长春轨道客车股份有限公司 海星槽式多工位变换装置
KR20170124882A (ko) * 2016-05-03 2017-11-13 주식회사 엘지화학 전극조립체의 수납 부위를 깊게 성형할 수 있는 전지케이스 제조 장치 및 이를 이용한 제조 방법
CN106624885A (zh) * 2016-12-08 2017-05-10 无锡市彩云机械设备有限公司 一种可旋转的金属制品加工用夹具
KR20180085471A (ko) * 2017-01-19 2018-07-27 주식회사 엘지화학 전지케이스의 수납부 크기에 따라 변형되는 구조의 지그
US20190127087A1 (en) * 2017-11-02 2019-05-02 The Boeing Company Systems and methods for in situ manufacturing of minimally tooled stringers
CN108481069A (zh) * 2018-05-22 2018-09-04 浙江双正机床有限公司 一种水车式机床
CN209425053U (zh) * 2018-12-31 2019-09-24 上海福太隆汽车电子科技有限公司 一种可旋转供料翻转装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102020124162A1 (de) 2021-04-08
US11161252B2 (en) 2021-11-02
US20210101294A1 (en) 2021-04-08
CN112591456B (zh) 2022-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112591456B (zh) 多任务末端执行器
US5515599A (en) Apparatus for processing small parts utilizing a robot and an array of tools mounted on the outer robot arm
EP1241085B1 (en) Vehicle body transfer machine and method thereof
CN109676037B (zh) 一种全自动组装汽车保险带收缩装置的设备及其组装方法
US6041500A (en) Automatic assembly machine and method utilizing six-axis positioning device
US5740602A (en) Wire harness assembly system
US5253880A (en) Clamping device for holding a workpiece in a lathe
JP4409585B2 (ja) Ｉｃソーティングハンドラ
WO2008144437A1 (en) Wafer probe test and inspection system
WO2006121911A1 (en) Gage and gripper assembly for a workpiece transfer mechanism
US20240170901A1 (en) Crimping tool
WO2012072213A1 (en) Method and system for assembling a battery module
US20170050246A1 (en) Expanding locating and clamping pin
TWI701445B (zh) 作業裝置之移載機構及其應用之作業分類設備
CN109273964B (zh) 插座组装设备
CN114055504A (zh) 一种带自锁和浮动功能的电池箱壳体抓具
US5465476A (en) HDA headload carriage tooling
US20050188534A1 (en) Apparatus for workpiece assembly and method for assembly
DE112015003667T5 (de) Transfervorrichtung
US20220297314A1 (en) Mechanical Robot Tool Changer
US7129442B2 (en) Welding machine
US20170050245A1 (en) Expanding locating pin with controlled holding force
CN109720872B (zh) 上下料机构及物料传输方法
CN217126155U (zh) 旋转装置及加工设备
CN218136453U (zh) 一种多轴汽车轮毂柔性加工设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant