CN112886046A - 电池模组盖板安装装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池模组盖板安装装置及其安装方法，本发明所提供的电池模组盖板安装装置，用于在控制器控制下以执行模组盖板在电池模组上的安装作业。该电池模组盖板安装装置包括以盛装待安装的模组盖板的料盒，相邻于料盒设置的机器人，以及设于机器人的操作端的安装组件。安装组件具有检测单元、抓取单元和辊压单元。检测单元用以检测电池模组及位于料盒内的模组盖板的相对位置；抓取单元用以抓取料盒内的模组盖板，并将被抓取的模组盖板初步安装于电池模组上；辊压单元用以对初步安装的模组盖板进行辊压，以完成模组盖板的安装。本发明的电池模组盖板安装装置，有利于模组盖板安装效率的提升。

Description

电池模组盖板安装装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，特别涉及一种电池模组盖板安装装置。本发明还涉及一种基于上述电池模组盖板安装装置的电池模组盖板安装方法。

背景技术

随着电池技术的进步，以及人们对环境污染的日益重视，电动汽车在国内以及全球得到了大力发展。作为电动汽车的核心部件动力电池，在多数情况下，是由电芯制作，到电池模组制造，再到PACK制造，因此，电池模组的制造工序对电池模组的生产质量以及动力电池的质量有着重要影响。其中，电池模组的盖板安装，是电池模组制造过程中一个非常重要的环节。电池模组盖板安装设备的开发质量对电池模组的制造工艺质量，乃至动力电池的整体质量都有着重要的影响。

现有的电池盖板安装，通常是采用人工方式，将盖板取出，对模组进行人工组装。这种人工安装方法效率低下，人工影响因素较多，特别由于人工操作不当，容易损坏盖板，且不利于产品信息的追溯。

在现有的一些研发技术方案中，有的采用机器人驱动夹具，以夹持盖板进行安装的自动化形式。这种方式，需要针对不同尺寸规格的盖板设计不同的夹具，当待组装的电池模组规格发生变化时，需要更换不同夹具，以适应不同盖板的夹持要求。因此，安装设备的适用性较差，且更换夹具会占用整条生产线的运行时间，造成生产效率的下降。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种电池模组盖板安装装置，以利于模组盖板安装效率的提升。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电池模组盖板安装装置，用于由控制器控制而执行模组盖板于电池模组上的安装，所述电池模组盖板安装装置包括以盛装待安装的所述模组盖板的料盒，相邻于所述料盒设置的机器人，以及设于所述机器人的操作端的安装组件，且所述安装组件具有：

检测单元，所述检测单元用以检测所述电池模组及位于所述料盒内的所述模组盖板的相对位置；

抓取单元，所述抓取单元用以抓取所述料盒内的所述模组盖板，并将被抓取的所述模组盖板初步安装于所述电池模组上；

辊压单元，所述辊压单元用以对初步安装的所述模组盖板进行辊压，以完成所述模组盖板的安装。

进一步的，所述检测单元包括CCD相机，并相邻于所述CCD相机设有光源。

进一步的，所述抓取单元包括若干可与外部负压源间可控通断地相连的负压吸附部件。

进一步的，所述辊压单元包括转动设置的压辊。

进一步的，所述安装组件包括由连接杆连接于所述操作端上的安装板，所述检测单元、抓取单元和所述辊压单元分别设于所述安装板上。

进一步的，所述安装组件还具有：

测距单元，所述测距单元用以检测位于所述料盒内的所述模组盖板的相对高度。

进一步的，所述测距单元采用激光测距传感器。

进一步的，相邻于所述机器人设有用以对被抓取的所述模组盖板进行二次定位的二次定位机构。

进一步的，所述电池模组盖板安装装置还包括：

输送线，所述输送线上设有可被驱使而沿所述输送线移动的随行夹具，所述电池模组被固定于所述随行夹具上，且所述输送线上具有供所述随行夹具暂停的模组盖板安装工位，所述机器人相邻于所述模组盖板安装工位设置。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的电池模组盖板安装装置，采用抓取单元完成模组盖板的抓取移位及在电池模组的初步安装到位，并借由辊压单元完成对模组盖板的压紧安装到位操作；可满足一定尺寸范围内不同尺寸规格模组盖板的自动化安装需求，避免了不同夹具的更换操作，有利于模组盖板安装效率的提升。

此外，通过CCD相机形成对模组盖板安装情况及完好情况的检测，并为其配设光源，可实现对模组盖板位置、安装情况等的检测，为模组盖板的机器人自动化安装提供了可靠的控制信息，利于安装过程的顺利进行。

同时，抓取单元使用吸盘等形式的多个负压吸附部件实现，可很好的适应不同尺寸规格的模组盖板的抓取要求，且与模组盖板之间以柔性接触的方式实现抓取；并且，使用压辊完成辊压单元的压紧安装操作，可很好地辅助抓取单元的初步安装，以最终将模组盖板安装到位，采用橡胶等材质的压辊，同样以柔性方式接触模组盖板，可降低安装过程中对模组盖板表面的损伤。

本发明的另一个目的在于提出一种电池模组盖板安装方法，所述电池模组盖板安装方法基于本发明所述的电池模组盖板安装装置，且所述电池模组盖板安装方法包括在所述机器人的带动下，依次执行如下的步骤：

使所述安装组件运行于所述电池模组上方，并通过所述检测单元检测所述电池模组的相对位置坐标；

使所述安装组件运行于所述料盒上方，并通过所述检测单元检测位于所述料盒内的待安装的所述模组盖板的相对位置坐标；

使所述安装组件运行于相应位置，并通过所述抓取单元抓取所述料盒内的所述模组盖板；

使被抓取的所述模组盖板运行于所述电池模组上方，并在所述机器人的带动下，将所述模组盖板初步安装于所述电池模组上；

通过所述辊压单元对初步安装的所述模组盖板进行辊压，完成所述模组盖板的安装。

相对于现有技术，本发明提出的电池模组盖板安装方法具有上述的电池模组盖板安装装置所具有的技术优势。

附图说明

构成本发明的一部分的附图，是用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明是用于解释本发明，其中涉及到的前后、上下等方位词语仅用于表示相对的位置关系，均不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的电池模组盖板安装装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例所述的安装组件的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的电池模组盖板安装方法步骤流程示意图；

附图标记说明：

1、模组盖板；10、料盒；100、二次定位机构；101、料盒固定机构；102、定位框；

2、电池模组；20、输送线；200、模组盖板安装工位；201、随行夹具；202、输送托盘；

3、机器人；30、操作端；

4、安装组件；401、连接杆；402、安装板；410、相机支架；411、CCD相机；412、光源；420、气路接口；421、负压吸附部件；430、压辊支架；431、压辊；440、测距支架；441、激光测距传感器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“背”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，亦或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本实施例涉及一种电池模组盖板安装装置，有利于模组盖板安装效率的提升。

该电池模组盖板安装装置在控制器的控制下，用于执行模组盖板在电池模组上的安装。该电池模组盖板安装装置包括用于盛装待安装的模组盖板的料盒，相邻于料盒设置的机器人，以及设于机器人的操作端的安装组件。其中，安装组件具有检测单元、抓取单元和辊压单元。检测单元用以检测电池模组及位于料盒内的模组盖板的相对位置；抓取单元用以抓取料盒内的模组盖板，并将被抓取的模组盖板初步安装于电池模组上；辊压单元用以对初步安装的模组盖板进行辊压，以完成模组盖板的安装。

基于上述的设计思想，本实施例的电池模组盖板安装装置的一种示例性结构如图1所示。

需要指出的是，在模组盖板1的模组盖板安装装置中，一般会设置输送线20，待安装模组盖板1的电池模组2经由输送线20输送至安装工位，由机器人3驱动安装组件4移动，完成模组盖板1的抓取、移位和安装操作。同时，整个模组盖板安装装置会配备控制器，以协调装置中各部件的协同运转。控制器可以是PLC单元、DCS工控系统等，机器人3、机器人3上的安装组件4、以及输送线20等均与控制器连通；根据生产要求，在控制器中预设必要的程序和参数，由其控制输送线20、机器人3的运行，以及安装组件4的动作；这些设置，可根据生产工艺的需要，由本领域的技术人员完成程序和参数的设置工作。

在本实施例中，设置有输送线20和料盒10。其中，输送线20上设有可被驱使而沿输送线20移动的随行夹具201，随行夹具201配置与输送托盘202，输送托盘202被驱动行驶于输送线20上。待安装的电池模组2被移载至输送托盘202上并被随行夹具201以夹持等形式完成定位固定；同时，输送线20上设有供随行夹具201暂停的模组盖板安装工位200，机器人3与模组盖板安装工位200相邻设置。待机器人3将模组盖板1安装在电池模组2上后，随行夹具201移动离开模组盖板安装工位200位置，进入下一步的工艺环节。模组盖板安装工位200可设置位置开关等传感部件，并与控制器连通，以控制随行夹具201到达模组盖板安装工位200后暂停移动。通过运行在输送线20上的随行夹具201承载电池模组2，并保持电池模组2在随行夹具201上的位置固定，当随行夹具201停靠于模组盖板安装工位200处时，电池模组2的位置被精确定位，从而利于实现模组盖板1安装的流水线作业。

相对于输送线20所在的一侧，料盒10设于机器人3的另一侧，待安装的各模组盖板1存放于料盒10内，为形成料盒10的良好定位，料盒10被定位设置在固定设置的料盒固定机构101上。

结合图2所示，上述的安装组件4包括检测单元、抓取单元和辊压单元。其中，检测单元用以检测电池模组2及位于料盒10内的模组盖板1的相对位置；以为机器人3的运行路径提供起始坐标，一旦模组盖板1在料盒10内的坐标位置和电池模组2的坐标位置被确定，通过机器人3中自带的或者预设的运行程序，安装组件4可在机器人3的操作端30的带动下，顺利完成由料盒10位置到电池模组2处的移动动作。

具体来说，检测单元包括CCD相机411，并且，在相邻于CCD相机411的位置设有光源412。通过CCD相机411形成对模组盖板1安装情况及完好情况的检测，并为其配设光源412，可实现对模组盖板1位置、安装情况等的检测，为模组盖板1的机器人3自动化安装提供了可靠的控制信息，利于安装过程的顺利进行。CCD相机411作为本领域成熟的检测手段，可很好的检测获知模组盖板1的尺寸、位置及整体情况，光源412则可为CCD相机411的检测提供良好的光线条件。

此外，为进一步提升模组盖板1与安装组件4之间距离的检测精度，使机器人3在抓取、移动、初步安装到位和压实动作过程中，运动位置更为精确。安装组件4还设有测距单元，用以检测位于料盒10内的模组盖板1的相对高度，以及电池模组2安装面的相对高度。这样，在CCD相机411的检测定位下，可确定操作端30运动路径起始位置的平面坐标(X向和Y向的坐标)，测距单元则测量确定操作端30高度方向上的移动坐标(Z向坐标)，从而使操作端30的移动路径更为精确。优选地，测距单元采用激光测距传感器441。

为了便于安装组件4在操作端30上的固装，安装组件4包括由连接杆401连接在操作端30上的安装板402，上述的CCD相机411和光源412可通过相机支架410安装固定在安装板402上，上述的激光测距传感器441可通过测距支架440固装于相机支架410或者安装板402上。同时，下述的抓取单元和辊压单元也分别设于安装板402上。在安装组件4中设置用于承载检测单元、抓取单元和辊压单元安装的安装板402，并通过连接杆401实现安装板402在操作端30上的固装，利于各功能单元在机器人3上的装配。

仍如图2所示，抓取单元用来抓取料盒10内的模组盖板1，并将被抓取的模组盖板1初步安装在电池模组2上。在本实施例中，抓取单元包括若干个间隔布置于安装板402上的负压吸附部件421，例如，负压吸附部件421可采用真空吸盘。负压吸附部件421顶端的气路接口420与外部的负压气源连通，并可被控制器控制通断，以实现对模组盖板1的吸附抓取以及释放动作。抓取单元使用吸盘等形式的多个负压吸附部件421实现，可很好的适应不同尺寸规格的模组盖板1的抓取要求，且与模组盖板1之间以柔性方式实现抓取，可降低抓取操作对模组盖板1表面的损伤。

在本实施例的电池模组盖板安装装置中，安装组件4还设置有辊压单元，以可对初步安装的模组盖板1进行辊压，以完成模组盖板1的最终安装到位。优选地，辊压单元采用可自由转动设置的压辊431实现，例如，可采用橡胶材质的辊轮，通过压辊支架430固装于安装板402上的一侧。

在机器人3的动作下，模组盖板1被抓取至电池模组2的正上方，之后下移到安装位置，由于吸盘和模组盖板1之间为柔性连接，当吸盘释放后，模组盖板1在电池模组2上的位置存在上下的间隙，并为到达紧密安装的位置，而是处于初步安装到位的情况。此刻，通过机器人3的动作，调整压辊431的位置和姿态，使压辊431贴紧于模组盖板1的上表面，之后由操作端30带动安装组件4水平移动，实现压辊431在模组盖板1上的辊压，从而将模组盖板1压实而安装到位。

采用压辊431完成辊压单元的压紧安装操作，可很好地辅助抓取单元的初步安装，以最终将模组盖板1安装到位；而且，压辊431可采用橡胶等材质，以柔性地接触模组盖板1，同样可降低因安装接触对模组盖板1表面造成的损伤。

另外，如图1中所示，在本实施例的电池模组盖板安装装置中，在位于输送线20和料盒10之间的位置，相邻于机器人3设有用来对被抓取的模组盖板1进行二次定位的二次定位机构100。例如，可在二次定位机构100上设置位置可调的定位框102，模组盖板1可被定位限制与定位框102内，以实现模组盖板1在二次定位机构100上的二次定位。定位框102的可调设置，可适应不同尺寸规格模组盖板1的二次定位需求。这样，在将模组盖板1从料盒10抓取移动至电池模组2上方过程中，可中转停靠于二次定位机构100上，以调整模组盖板1的姿态、并进一步定位模组盖板1的位置，有利于提升装配的精度。

基于上述的电池模组盖板安装装置，本实施例还涉及一种电池模组盖板安装方法。如图3所示，在该方法中，包括在机器人3的带动下，依次执行的如下步骤：

S1、机器人3的操作端30带动安装组件4运行于电池模组2上方，并通过检测单元检测电池模组2的相对位置坐标。

S2、操作端30带动安装组件4运行于料盒10上方，并通过检测单元检测位于料盒10内的待安装的模组盖板1的相对位置坐标。

S3、将安装组件4运行至料盒10上方的相应位置，并通过抓取单元抓取料盒10内的模组盖板1。

S4、通过S1和S2中获取的相对位置坐标，由机器人3形成运行路径，被抓取的模组盖板1被机器人3驱使运行于电池模组2上方，并在机器人3的带动下，将模组盖板1初步安装于电池模组2上。

S5、操作端30带动安装组件4调整姿态和位置，通过辊压单元对初步安装的模组盖板1进行辊压，完成模组盖板1的安装。

本实施例所述的电池模组盖板安装装置及其模组盖板安装方法，采用抓取单元完成模组盖板1的抓取移位及在电池模组2的初步安装到位，并借由辊压单元完成对模组盖板1的压紧安装到位操作；可满足一定尺寸范围内不同尺寸规格模组盖板1的自动化安装需求，避免了不同夹具的更换操作，有利于模组盖板1安装效率的提升。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种电池模组盖板安装装置，用于由控制器控制而执行模组盖板(1)于电池模组(2)上的安装，其特征在于：所述电池模组盖板安装装置包括以盛装待安装的所述模组盖板(1)的料盒(10)，相邻于所述料盒(10)设置的机器人(3)，以及设于所述机器人(3)的操作端(30)的安装组件，且所述安装组件具有：

检测单元，所述检测单元用以检测所述电池模组(2)及位于所述料盒(10)内的所述模组盖板(1)的相对位置；

抓取单元，所述抓取单元用以抓取所述料盒(10)内的所述模组盖板(1)，并将被抓取的所述模组盖板(1)初步安装于所述电池模组(2)上；

辊压单元，所述辊压单元用以对初步安装的所述模组盖板(1)进行辊压，以完成所述模组盖板(1)的安装。

2.根据权利要求1所述的电池模组盖板安装装置，其特征在于：所述检测单元包括CCD相机(411)，并相邻于所述CCD相机(411)设有光源(412)。

3.根据权利要求1所述的电池模组盖板安装装置，其特征在于：所述抓取单元包括若干可与外部负压源间可控通断地相连的负压吸附部件(421)。

4.根据权利要求1所述的电池模组盖板安装装置，其特征在于：所述辊压单元包括转动设置的压辊(431)。

5.根据权利要求1所述的电池模组盖板安装装置，其特征在于：所述安装组件包括由连接杆(401)连接于所述操作端(30)上的安装板(402)，所述检测单元、抓取单元和所述辊压单元分别设于所述安装板(402)上。

6.根据权利要求1所述的电池模组盖板安装装置，其特征在于：所述安装组件还具有：

测距单元，所述测距单元用以检测位于所述料盒(10)内的所述模组盖板(1)的相对高度。

7.根据权利要求6所述的电池模组盖板安装装置，其特征在于：所述测距单元采用激光测距传感器(441)。

8.根据权利要求1所述的电池模组盖板安装装置，其特征在于：相邻于所述机器人(3)设有用以对被抓取的所述模组盖板(1)进行二次定位的二次定位机构(100)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电池模组盖板安装装置，其特征在于：所述电池模组盖板安装装置还包括：

输送线(20)，所述输送线(20)上设有可被驱使而沿所述输送线(20)移动的随行夹具(201)，所述电池模组(2)被固定于所述随行夹具(201)上，且所述输送线(20)上具有供所述随行夹具(201)暂停的模组盖板安装工位(200)，所述机器人(3)相邻于所述模组盖板安装工位(200)设置。

10.一种电池模组盖板安装方法，其特征在于：所述电池模组盖板安装方法基于权利要求1所述的电池模组盖板安装装置，且所述电池模组盖板安装方法包括在所述机器人(3)的带动下，依次执行如下的步骤：

使所述安装组件运行于所述电池模组(2)上方，并通过所述检测单元检测所述电池模组(2)的相对位置坐标；

使所述安装组件运行于所述料盒(10)上方，并通过所述检测单元检测位于所述料盒(10)内的待安装的所述模组盖板(1)的相对位置坐标；

使所述安装组件运行于相应位置，并通过所述抓取单元抓取所述料盒(10)内的所述模组盖板(1)；

使被抓取的所述模组盖板(1)运行于所述电池模组(2)上方，并在所述机器人(3)的带动下，将所述模组盖板(1)初步安装于所述电池模组(2)上；

通过所述辊压单元对初步安装的所述模组盖板(1)进行辊压，完成所述模组盖板(1)的安装。

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