CN112928324B - 模组部件装配方法及模组部件装配装置 - Google Patents

模组部件装配方法及模组部件装配装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种模组部件装配方法及模组部件装配装置，该模组部件装配方法包括：步骤a.获取所述电池模组的图像，获得电池模组上直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值；步骤b.机械手抓取模组部件，并获取被抓取的模组部件的图像，获得模组部件上直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值；步骤c.根据电池模组上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，以及模组部件上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，调整机械手抓取的模组部件的形态消除各偏差值，并由机械手将模组部件安装于电池模组上。本发明所述的模组部件装配方法，通过调整机械手抓取的模组部件的形态消除各偏差值，从而利于提高模组部件的装配精度。

Description

模组部件装配方法及模组部件装配装置
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域，特别涉及一种模组部件装配方法。同时，本发明还涉及一种模组部件装配装置。
背景技术
在模组部件装配的过程中，通常采用手动安装和设置定位方法进行装配作业，需要作业员长时间将注意力集中在产品上，不仅会使作业员的眼睛非常疲劳，而且作业员的情绪波动也会影响装配效果。另外，作业员对定位和缺陷标准方面存在一些错误的理解，从而不利于提高产品的质量，并使得整体的装配速度相对较慢，很难满足当今快速和自动化的生产要求。
目前，机器视觉的技术已被引入工业生产中，其可将捕获的目标对象转换为图像相关信号，发送到图像处理系统进行处理，并进行数字化转化，量化出该工位的产品情况，以便后续精准装配或检测。但机器视觉在应用的过程中，仍存在以下问题：
(1)单纯依赖机械定位，对设备的加工精度以及稳定性要求极高，需要制定严格的日常点检、保养制度，从而导致人员工作负担的增加；
(2)模组生产线设计时，对安装汇流排注塑件没有注明公差，所以不同厂家、不同批次的部件存在一定误差，仅利用机械定位会造成大量不良品或者设备频繁报警，从而影响整个生产线的运行；
(3)模组物流线精度不高，每个电池模组在该工位停留的位置有一定偏差，单纯机械定位设计难度大，需要对物流线改造，不仅投入成本高，而且对产能的影响较大；
(4)一旦在设备运行中出现异常，设备无法及时感知并报警提醒，等流到下个工位被发现时，则已造成多个电池模组的报废。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种模组部件装配方法，以提高模组部件在电池模组上的装配精度，并具有较好的使用效果。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种模组部件装配方法，用于将模组部件通过机械手装配于电池模组中，所述模组部件装配方法包括：
步骤a.获取所述电池模组的图像，在获取的电池模组的图像中捕捉一直线型特征和一位于该直线型特征之外的特征点，并计算直线型特征的斜率，以及特征点的坐标；
将计算得到的电池模组上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得电池模组上直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值；
步骤b.机械手抓取模组部件，并获取被抓取的模组部件的图像，在获取的模组部件的图像中捕捉一直线型特征和一位于该直线型特征之外的特征点，并计算直线型特征的斜率，以及特征点的坐标；
将计算得到的模组部件上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得模组部件上直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值；
步骤c.根据电池模组上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，以及模组部件上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，调整机械手抓取的模组部件的形态消除各偏差值，并由机械手将模组部件安装于电池模组上。
进一步的，在步骤b和步骤c之间还包括：
步骤x.获取所述电池模组上模组部件安装区域的图像，在获取的模组部件安装区域的图像中捕捉一直线型特征和一位于该直线型特征之外的特征点，并计算直线型特征的斜率，以及特征点的坐标；
将计算得到的模组部件安装区域上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得模组部件安装区域直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值；
且，在步骤c中为根据电池模组上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，模组部件上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，以及模组部件安装区域直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，调整机械手抓取的模组部件的形态消除各偏差值。
进一步的，所述模组部件为用于串联电池模组中电芯的串联汇流排，且所述模组部件安装区域位于电池模组中的串联汇流排安装底座上。
进一步的，所述模组部件为输出极防护底座。
进一步的，捕捉的电池模组图像中的直线型特征和特征点位于电池模组的模组端板上。
进一步的，计算捕捉的直线型特征的斜率包括：
步骤s1.在该直线型特征上选取多个特征点的坐标，各特征点沿该直线型特征的长度方向依次排布；
步骤s2.根据选取的各点的坐标，拟合该直线型特征对应的直线；
步骤s3.由拟合的直线获得斜率。
进一步的，步骤s1中，在直线型特征上选取的特征点为15-20个。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明所述的模组部件装配方法，通过获得电池模组上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，以及模组部件上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，再通过调整机械手抓取的模组部件的形态消除各偏差值，并由机械手将模组部件安装于电池模组上，可对模组部件在装配过程中进行纠偏，从而利于提高装配精度和生产效率。
此外，通过模组部件安装区域上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得模组部件安装区域直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值，利于进一步提高纠偏精度，从而提高模组部件在电池模组上安装的准确度。捕捉的电池模组图像中的直线型特征和特征点位于电池模组的模组端板上，则便于对直线型进行识别。另外，计算捕捉的直线型特征的斜率步骤简单，便于实现，且计算精度高。
本发明的另一目的在于提出一种模组部件装配装置，用于将模组部件装配于电池模组中，所述模组部件装配装置包括：
机械手，所述机械手用于抓取模组部件，并将抓取的模组部件安装于电池模组上；
图像采集单元，所述图像采集机构用于获取所述电池模组的图像，以及用于获取被抓取的模组部件的图像；
图像处理单元，所述图像处理单元用于在获取的电池模组的图像中捕捉一直线型特征和一位于该直线型特征之外的特征点，并计算直线型特征的斜率，以及特征点的坐标，以及，在获取的模组部件的图像中捕捉一直线型特征和一位于该直线型特征之外的特征点，并计算直线型特征的斜率，以及特征点的坐标；
比较单元，所述比较单元用于将计算得到的电池模组上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得电池模组上直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值，以及，将计算得到的模组部件上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得模组部件上直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值；
控制单元，所述控制单元用于根据电池模组上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，以及模组部件上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，控制机械手调整抓取的模组部件的形态消除各偏差值，并由机械手将模组部件安装于电池模组上。
进一步的，所述图像采集单元还用于获取所述电池模组上模组部件安装区域的图像；
所述图像处理单元还用于在获取的模组部件安装区域的图像中捕捉一直线型特征和一位于该直线型特征之外的特征点，并计算直线型特征的斜率，以及特征点的坐标；
所述比较单元还用于将计算得到的模组部件安装区域上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得模组部件安装区域直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值；
所述控制单元为根据电池模组上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，模组部件上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，以及模组部件安装区域直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，控制机械手调整抓取的模组部件的形态消除各偏差值。
进一步的，所述图像采集单元包括用于获取电池模组图像的第一CCD相机，以及用于获取模组部件图像的第二CCD相机，且所述第一CCD相机可移动地设于机械手上，并于机械手上设有驱使所述第一CCD相机移动的驱动部。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明所述的模组部件装配装置，通过设置机械手、图像采集单元、图像处理单元、比较单元以及控制单元，可在将模组部件装配于电池模组的过程中进行纠偏，从而利于提高装配的精度和生产效率。
另外，第一CCD相机和第二CCD相机的产品成熟，便于获取电池模组和模组部件的图像，且使用效果好。
附图说明
构成本发明的一部分的附图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用于解释本发明，并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模组部件装配装置的连接关系示意图；
图2为本发明实施例所述的电池模组的结构示意图；
图3为本发明实施例所述的输出极防护底座的结构示意图；
图4为本发明实施例所述的串联汇流排的结构示意图；
图5为本发明实施例所述的电池模组在期望位置时的俯视图；
图6为本发明实施例所述的电池模组在实际位置时的俯视图；
图7为本发明实施例所述的输出极防护底座在期望位置时的仰视图；
图8为本发明实施例所述的输出极防护底座在实际位置时的仰视图；
附图标记说明：
1、电池模组；2、模组端板；3、串联汇流排；4、输出极防护底座；5、机械手；6、图像采集单元；7、图像处理单元；8、比较单元；9、控制单元；
101、串联汇流排安装底座；
201、通孔；202、插装槽；
301、衔接部分；302、连接部分；
401、插装柱；
y1、第一直线；y2、第二直线；y3、第三直线；y4、第四直线；y5、第五直线；y6、第六直线；
A1、第一特征点；A2、第二特征点；A3、第三特征点；A4、第四特征点；A5、第五特征点；A6、第六特征点。
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”、“外”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。另外，若出现“第一”至“第六”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，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，可以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。
本实施例涉及一种模组部件装配装置，用于将模组部件装配于电池模组中，该模组部件装配装置包括机械手、图像采集单元、图像处理单元、比较单元，以及控制单元。其中，机械手用于抓取模组部件，并将抓取的模组部件安装于电池模组上，图像采集机构用于获取电池模组的图像。
图像处理单元用于在获取的电池模组的图像中捕捉一直线型特征和一位于该直线型特征之外的特征点，并计算直线型特征的斜率，以及特征点的坐标，以及，在获取的模组部件的图像中捕捉一直线型特征和一位于该直线型特征之外的特征点，并计算直线型特征的斜率，以及特征点的坐标。
本实施例中，比较单元用于将计算得到的电池模组上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得电池模组上直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值，以及，将计算得到的模组部件上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得模组部件上直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值。
另外，控制单元用于根据电池模组上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，以及模组部件上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，控制机械手调整抓取的模组部件的形态消除各偏差值，并由机械手将模组部件安装于电池模组上。
基于如上整体介绍，本实施例中所述的模组部件装配装置的连接关系如图1中所示，其中，本实施例中的电池模组1可采用现有技术中的电池模组1，其一种示例性结构如图2中所示，在电池模组1的两端分别设有模组端板2，在电池模组1的电芯顶部设有串联汇流排安装底座101。
上述的模组部件包括安装于各模组端板2上的输出极防护底座4，以及安装在串联汇流排安装底座101上的串联汇流排3。其中，输出极防护底座4具体为两个，分别用于安装正极输出极和负极输出极。简而言之，本实施例中的模组部件装配装置用于将输出极防护底座4和串联汇流排3安装在电池模组1上。当然，本实施例中的模组部件也可仅包括输出极防护底座4，或者仅包括串联汇流排3。
本实施例中输出极防护底座4的结构如图2和图3中所示，其底端设有插装柱401，顶部限定出用以安装电池模组输出极的安装空间。本实施例中模组端板2的结构参照图2中所示，对应于输出极防护底座4，在模组端板2上设有插装槽202。
另外，在模组端板2的长度方向的两端分别设有安装孔，插装槽202邻近于其一安装孔布置。在插装槽202和另一安装孔之间的在模组端板2上还设有沿模组端板2的长度方向间隔布置的多个通孔201。优选地，本实施例中的通孔201的横截面呈等腰三角形。其中，相邻两三角形中，其一三角形的底边靠近于模组端板2的外侧布置，另一三角形的底边靠近于模组端板2的内侧布置。
继续参照图2和图5中所示，本实施例中的串联汇流排安装底座101分别布置在电芯的顶部，且相邻两电芯的顶部形成有凸起。串联汇流排3的具体结构如图4中所示，该串联汇流排3包括与电芯顶部的串联汇流排安装底座101相连的连接部分302，以及位于两连接部分302的中间，并向外突出以适配凸起的衔接部分301。
为便于机械手5对模组部件进行抓取，本实施例中，在机械手5上设有用于抓取两个输出极防护底座4的第一抓取部，以及用于抓取串联汇流排3的多个第二抓取部。在机械手5的作用下，输出极防护底座4分别插装在对应的插装槽202内，各串联汇流排3分别安装在串联汇流排安装底座101，而实现模组部件在电池模组1上的装配。
本实施例中的机械手5可采用现有技术中的成熟的机械手，而第一抓取部和第二抓取部也可采用设置在机械手5的抓取结构。控制单元9具体采用现有技术中的PLC控制器，而作为优选的，本实施例中的图像处理单元7和比较单元8也设置在PLC控制器上。当然，此处的控制单元9还可采用其他型号的控制器，在此不再对其结构进行赘述。
本实施例中的图像采集单元6还用于获取电池模组1上模组部件安装区域的图像。该图像采集单元6具体是指第一CCD相机和第二CCD相机，其中，第一CCD相机用于获取电池模组1图像，和模组部件安装区域的图像的第一CCD相机。第二CCD相机用于获取模组部件图像。
该第一CCD相机可移动地设于机械手5上，并于机械手5上设有驱使第一CCD相机移动的驱动部。此处，第一CCD相机和第二CCD相机的产品成熟，使用效果好。驱动部可采用安装在机械手5上的气缸，第一CCD相机与气缸的动力输出端相连，当机械手5进行模组部件的抓取和移动的过程中，第一CCD相机位于机械手5上。
当机械手5移动至期望位置时，机械手5位于电池模组1的正上方，此时，气缸在控制单元9的作用下启动，伸出机械手5并对电池模组1进行拍照，完成拍照后气缸驱动第一CCD相机退回至机械手5上，如此设置，不会影响第一CCD相机的拍照，以及机械手5对模组部件的装配。
而第二CCD相机则固定在工作台上，当机械手5完成对模组部件的抓取后，先移动至第二CCD相机的上方，以便于第二CCD相机对模组部件进行拍照，完成拍照后，机械手5再移动至电池模组1的上方。
需要注意的是，为提高第一CCD相机和第二CCD相机的拍照效果，本实施例中在两者外还分别设有环状的光源，环状的光源结构简单，便于布置实施，且使用效果好。
本实施例中的图像处理单元7在获取的模组部件的图像中捕捉一直线型特征和一位于该直线型特征之外的特征点，并计算直线型特征的斜率，以及特征点的坐标。而比较单元8还用于将计算得到的模组部件安装区域上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得模组部件安装区域直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值。
此外，控制单元9为根据电池模组1上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，模组部件上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，以及模组部件安装区域直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，控制机械手5调整抓取的模组部件的形态消除各偏差值。
除此之外，比较单元8还用于将计算得到的模组部件安装区域上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得模组部件安装区域直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值。
本实施例所述的模组部件装配装置，通过设置机械手5、图像采集单元6、图像处理单元7、比较单元8以及控制单元9，可在将模组部件装配于电池模组的过程中进行纠偏，从而利于提高装配的精度和生产效率。
本实施例还涉及一种模组部件装配方法，其可应用于上述的模组部件装配装置，用于将模组部件通过机械手5装配于电池模组中。该模组部件装配方法包括：步骤a.获取电池模组的图像，在获取的电池模组的图像中捕捉一直线型特征和一位于该直线型特征之外的特征点，并计算直线型特征的斜率，以及特征点的坐标；将计算得到的电池模组上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得电池模组上直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值。
步骤b.机械手5抓取模组部件，并获取被抓取的模组部件的图像，在获取的模组部件的图像中捕捉一直线型特征和一位于该直线型特征之外的特征点，并计算直线型特征的斜率，以及特征点的坐标；将计算得到的模组部件上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得模组部件上直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值。
步骤c.根据电池模组上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，以及模组部件上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，调整机械手5抓取的模组部件的形态消除各偏差值，并由机械手5将模组部件安装于电池模组上。
基于如上整体介绍，本实施例所述的模组部件装配方法的步骤a中，采用第一CCD相机获取电池模组1在期望位置以及实际位置时的图像。该第一CCD相机获取的图像传输至PLC控制器，PLC控制器内可对上述的直线型特征的斜率和特征点的坐标和期望值进行计算并存储。同时，PLC控制器还用于对直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，从而获得直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值，进而可根据偏差值控制机械手5消除各偏差值，并执行装配指令。
本实施例中，捕捉的电池模组1图像中的直线型特征和特征点位于电池模组1的模组端板2上。具体来讲，参照图5中所示，此时电池模组1放置在工作台的期望位置，也就是说，电池模组1以正确的姿态放置在工作台上，没有发生任何的偏移。第一CCD相机在电池模组1上方对该位置下的电池模组1进行拍照，从而获得期望位置时电池模组1的图像。
PLC控制器在接收第一CCD相机获取的图像后，为得到电池模组1在该位置下的期望值，选取模组端板2上其一通孔201的外侧边，也就是等腰三角形横截面的底边在电池模组1高度方向上的投影线为第一直线y1，该第一直线y1与电池模组1的宽度方向相平行。同时，将与该底边相连的其一三角形的腰线的中点选取为第一特征点A1。此处，第一直线y1和第一特征点A1的设置，便于在图像中获取，当然，根据具体的使用需求，也可选取其他位置的直线和特征点作为第一直线y1和第一特征点A1。
在第一CCD相机获取的电池模组1在期望位置下的图像中设置直角坐标系，该直角坐标系优选采用期望位置下电池模组1的其一角对应的点为坐标原点，并以电池模组1的长度方向和宽度方向分别作为直角坐标系的x轴和y轴。如此设置，便可得到第一特征点A1的坐标(X1，Y1)，以及第一直线y1的斜率，并将第一直线y1的斜率以及第一特征点A1的坐标。可以理解的是，本实施例中直角坐标系的设置也可根据具体的使用需求进行选取和设置。
本实施例中，PLC控制器计算捕捉的直线型特征的斜率包括：步骤s1.在该直线型特征上选取多个特征点的坐标，各特征点沿该直线型特征的长度方向依次排布；步骤s2.根据选取的各点的坐标，采用现有技术中的拟合方法，拟合出该直线型特征对应的直线；步骤s3.由拟合的直线获得斜率。其中，步骤s1中，在直线型特征上选取的特征点优选为15-20个。
基于上述直线型特征的斜率的计算步骤可知，在计算第一直线y1的斜率时，第一步需要在第一直线y1上选取沿该直线型特征的长度方向依次排布18个特征点的坐标；第二步，根据直线的拟合公式得出第一直线y1的公式为y1＝a1x+b1，从而得出期望位置下第一直线y1的斜率a1。因此，步骤a中电池模组1的期望值具体包括第一直线y1的期望斜率为a1。此处，直线的具体拟合方式可参照现有技术，在此不再赘述。
考虑到生产过程中，如图6中所示，电池模组1在工作台上的位置相对于期望位置发生了偏移。此时，再次采用第一CCD相机对实际位置下的电池模组1进行拍照。并在该图像中捕获第一直线y1在偏移后而变成的第二直线y2，以及第一特征点A1偏移后而变成的第二特征点A2。同时，采用与上述直角坐标系，以及直线斜率的计算步骤，得到第二直线y2的公式为y2＝a2x+b2，第二特征点A2的坐标(X2，Y2)。
其中，电池模组1的实际位置相对于期望位置产生的斜率偏差值Δa1＝a2-a1，在x轴上的位移偏差值ΔX1＝X2-X1，以及在y轴上的位移偏差值ΔY1＝Y2-Y1。此处，Δa1和ΔX1以及ΔY1由PLC控制器进行计算和存储，三个偏差值可反应出电池模组1的实际位置相对于期望位置发生的偏转量，以及在x轴和y轴上产生的位移量。
另外，在步骤b中，采用第二CCD相机对抓取有模组部件的机械手5进行仰拍，从而获得模组部件在机械手5上的图像，并将该图像传输至PLC控制器。为便于提高使用精度，本实施例中，捕捉的模组组件图像中的直线型特征和特征点位于输出极防护底座4上。
具体来讲，参照图7中所示，输出极防护底座4和串联汇流排3均被装设在机械手5的期望位置，也就是说，输出极防护底座4和串联汇流排3以正确的姿态放置在机械手5上，没有发生任何的偏移。可以理解的是，本实施例中的机械手5上各模组部件处于期望位置时，对应于电池模组1处于期望位置。
为得到模组部件的期望值，本实施例中，选取输出极防护底座4的外侧边在电池模组1高度方向上的投影线为第三直线y3，该第三直线y3与电池模组1的宽度方向相平行，并将该输出极防护底座4底部插装柱401的中点选取为第三特征点A3。
在第二CCD相机获取的模组部件在期望位置下的图像中设置直角坐标系，该直角坐标系与上述的直角坐标系的布置位置相同。如此设置，便可得到三直线y3的斜率，以及第三特征点A3的坐标(X3，Y3)。
其中，第三直线y3斜率的获取采用与第一直线y1相同的计算方法，得出第三直线y3的公式为y3＝a3x+b3，从而得出期望位置下第三直线y3的斜率为a3。因此，步骤b中电池模组1的期望值具体包括第三直线y3的期望斜率为a3，第三特征点A3的期望坐标(X3，Y3)。
而当模组部件被抓取在机械手5上后，如图8中所示，模组部件在机械手5的位置相对于期望位置发生了偏移。此时，再次采用第二CCD相机对实际位置下的模组部件进行拍照，并在该图像中捕获第三直线y3在偏移后而变成的第四直线y4，第三特征点A3在偏移后而变成的第四特征点A4。采用与上述直角坐标系，以及直线斜率的计算步骤，得到第四直线y4的公式为y4＝a4x+b4，以及第四特征点A4的坐标(X4，Y4)。
其中，模组部件的实际位置相对于期望位置产生的斜率偏差值Δa2＝a4-a3，在x轴上的位移偏差值ΔX2＝X4-X3，在y轴上的位移偏差值ΔY2＝Y4-Y3，模组部件的偏差值Δa2、ΔX2以及ΔY2由PLC控制器计算得出并存储。
本实施例的步骤c中，机械手5可因PLC控制器发出的指令而偏转和偏移，调整机械手5抓取的模组部件的形态以消除各偏差值，并由机械手5将模组部件安装于电池模组1上。其中，机械手5所需消除的斜率偏差值时，先将第四直线y4的斜率调整至与第三直线y3的斜率相同，然后再将第四特征点A4的坐标调整至与第三特征点A3的坐标相同，从而使模组部件在机械手5上的位置调整至期望位置。
接着，将模组部件按照电池模组1的斜率偏差值Δa1进行偏转调整，最后再按照电池模组1的位移量ΔX1和ΔY1进行调整，使得完成调整后的模组部件与电池模组1上模组部件安装区域相互对应。此时，在机械手5的作用下，可实现输出极防护底座4在模组端板2的插装槽202内的安装，以及串联汇流排3在各串联汇流排安装底座101上的安装。
作为优选的一种实施方式，本实施例中，在步骤b和步骤c之间还包括步骤x.该步骤x中包括获取电池模组1上模组部件安装区域的图像，在获取的模组部件安装区域的图像中捕捉一直线型特征和一位于该直线型特征之外的特征点，并计算直线型特征的斜率，以及特征点的坐标。
将计算得到的模组部件安装区域上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得模组部件安装区域直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值。且，在步骤c中为根据电池模组1上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，模组部件上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，以及模组部件安装区域直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，调整机械手5抓取的模组部件的形态消除各偏差值。
基于步骤x的设计思想，本实施例中参照图5中所示，此处的安装区域位于电池模组1中的串联汇流排安装底座101上。具体来说，仍采用第一CCD相机对获取电池模组1的图像，对应于电池模组1在期望位置时，选取串联汇流排安装底座101的邻近于两电芯中间位置设置的直线为第五直线y5，该第五直线y5与电池模组1的宽度方向平行布置。
同时，选取邻近于第五直线y5设置的圆形孔的中心点为第五特征点A5。通过采用步骤a中的直角坐标系，可得到第五直线y5的公式为y5＝a5x+b5，以及第五特征点A5的坐标(X5，Y5)。
而当电池模组1被放置在工作台上后，如图6中所示，模组部件安装区域在工作台上的位置相对于期望位置发生了偏移。此时，再次采用第一CCD相机对实际位置下的电池模组1进行拍照。在该图像中捕获第五直线y5偏移后而形成的第六直线y6，第五特征点A5偏移后形成的第六特征点A6。采用与上述直角坐标系，以及直线斜率的计算步骤，得到第六直线y6的公式为y6＝a6x+b6，以及第六特征点A6的坐标(X6，Y6)。
其中，串联汇流排安装底座101的实际位置相对于期望位置产生的斜率偏差值Δa3＝a6-a5，在x轴上的位移偏差值ΔX3＝X6-X5，以及在y轴上的位移偏差值ΔY3＝Y6-Y5，Δa3、ΔX3以及ΔY3均由PLC控制器计算得出并存储。
本实施例在步骤c中，PLC控制器将Δa3、ΔX3以及ΔY3传送至机械手5，机械手5也会对三个偏差量进行消除。可以理解的是，考虑到模组端板2与串联汇流排安装底座101在电池模组1上的安装正确的前提下，可在使用模组部件装配方法进行装配时不执行步骤x，此时，也能达到较好的装配精度。
本实施例所述的模组部件装配方法，通过获得电池模组1上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，以及模组部件上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，再通过调整机械手5抓取的模组部件的形态消除各偏差值，并由机械手5将模组部件安装于电池模组1上，可对模组部件在装配过程中进行纠偏，从而利于提高装配精度和生产效率。
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)

1.一种模组部件装配方法，用于将模组部件通过机械手(5)装配于电池模组(1)中，其特征在于，所述模组部件装配方法包括：
步骤a.获取所述电池模组(1)的图像，在获取的电池模组(1)的图像中捕捉一直线型特征和一位于该直线型特征之外的特征点，并计算直线型特征的斜率，以及特征点的坐标；
将计算得到的电池模组(1)上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得电池模组(1)上直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值；
步骤b.机械手(5)抓取模组部件，并获取被抓取的模组部件的图像，在获取的模组部件的图像中捕捉一直线型特征和一位于该直线型特征之外的特征点，并计算直线型特征的斜率，以及特征点的坐标；
将计算得到的模组部件上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得模组部件上直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值；
步骤c.根据电池模组(1)上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，以及模组部件上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，调整机械手(5)抓取的模组部件的形态消除各偏差值，并由机械手(5)将模组部件安装于电池模组(1)上；
其中，在步骤c中，机械手(5)先调整模组部件，而消除模组部件上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，使模组部件在机械手(5)上的位置调整至期望位置；接着机械手(5)按照电池模组(1)上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值调整模组部件，使得完成调整后的模组部件与电池模组(1)上模组部件安装区域相互对应，以消除各偏差值。
2.根据权利要求1所述的模组部件装配方法，其特征在于：在步骤b和步骤c之间还包括：
步骤x.获取所述电池模组(1)上模组部件安装区域的图像，在获取的模组部件安装区域的图像中捕捉一直线型特征和一位于该直线型特征之外的特征点，并计算直线型特征的斜率，以及特征点的坐标；
将计算得到的模组部件安装区域上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得模组部件安装区域直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值；
且，在步骤c中为根据电池模组(1)上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，模组部件上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，以及模组部件安装区域直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，调整机械手(5)抓取的模组部件的形态消除各偏差值。
3.根据权利要求2所述的模组部件装配方法，其特征在于：所述模组部件为用于串联电池模组(1)中电芯的串联汇流排(3)，且所述模组部件安装区域位于电池模组(1)中的串联汇流排安装底座(101)上。
4.根据权利要求1所述的模组部件装配方法，其特征在于：所述模组部件为输出极防护底座(4)。
5.根据权利要求4所述的模组部件装配方法，其特征在于：捕捉的电池模组(1)图像中的直线型特征和特征点位于电池模组(1)的模组端板(2)上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的模组部件装配方法，其特征在于：计算捕捉的直线型特征的斜率包括：
步骤s1.在该直线型特征上选取多个特征点的坐标，各特征点沿该直线型特征的长度方向依次排布；
步骤s2.根据选取的各点的坐标，拟合该直线型特征对应的直线；
步骤s3.由拟合的直线获得斜率。
7.根据权利要求6所述的模组部件装配方法，其特征在于：步骤s1中，在直线型特征上选取的特征点为15-20个。
8.一种模组部件装配装置，用于将模组部件装配于电池模组(1)中，其特征在于：所述模组部件装配装置包括：
机械手(5)，所述机械手(5)用于抓取模组部件，并将抓取的模组部件安装于电池模组(1)上；
图像采集单元(6)，所述图像采集机构用于获取所述电池模组(1)的图像，以及用于获取被抓取的模组部件的图像；
图像处理单元(7)，所述图像处理单元(7)用于在获取的电池模组(1)的图像中捕捉一直线型特征和一位于该直线型特征之外的特征点，并计算直线型特征的斜率，以及特征点的坐标，以及，在获取的模组部件的图像中捕捉一直线型特征和一位于该直线型特征之外的特征点，并计算直线型特征的斜率，以及特征点的坐标；
比较单元(8)，所述比较单元(8)用于将计算得到的电池模组(1)上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得电池模组(1)上直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值，以及，将计算得到的模组部件上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得模组部件上直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值；
控制单元(9)，所述控制单元(9)用于根据电池模组(1)上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，以及模组部件上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，控制机械手(5)调整抓取的模组部件的形态消除各偏差值，并由机械手(5)将模组部件安装于电池模组(1)上；
其中，所述控制单元(9)控制机械手(5)调整模组部件，而消除模组部件上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，使模组部件在机械手(5)上的位置调整至期望位置；所述控制单元(9)还控制机械手(5)按照电池模组(1)上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值调整模组部件，使得完成调整后的模组部件与电池模组(1)上模组部件安装区域相互对应，以消除各偏差值。
9.根据权利要求8所述模组部件装配装置，其特征在于：
所述图像采集单元(6)还用于获取所述电池模组(1)上模组部件安装区域的图像；
所述图像处理单元(7)还用于在获取的模组部件安装区域的图像中捕捉一直线型特征和一位于该直线型特征之外的特征点，并计算直线型特征的斜率，以及特征点的坐标；
所述比较单元(8)还用于将计算得到的模组部件安装区域上直线型特征的斜率和特征点的坐标与期望值进行比较，获得模组部件安装区域直线型特征斜率的偏差值，以及特征点坐标的偏差值；
所述控制单元(9)为根据电池模组(1)上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，模组部件上直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，以及模组部件安装区域直线型特征斜率的偏差值和特征点坐标的偏差值，控制机械手(5)调整抓取的模组部件的形态消除各偏差值。
10.根据权利要求8所述模组部件装配装置，其特征在于：所述图像采集单元(6)包括用于获取电池模组(1)图像的第一CCD相机，以及用于获取模组部件图像的第二CCD相机，且所述第一CCD相机可移动地设于机械手(5)上，并于机械手(5)上设有驱使所述第一CCD相机移动的驱动部。
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