CN113036254A - 一种新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线。该新能源汽车动力电池拆解生产线包括伺服轨道总成以及工作工位区域。工作工位区域位于伺服轨道总成的给进方向的至少一侧，工作工位区域内设置有多个拆解设备。相比于现有技术，本发明公开的新能源汽车动力电池拆解生产线可灵活调整工位和工序，可针对不同形状、尺寸和重量的电池进行人机一体自动化拆解，解决了传统电池拆解线兼容性和高度自动化难以统一的矛盾问题，极大的增强了传统拆解生产线的兼容性和自动化程度，减轻了劳动强度、提高了拆解生产效率，并保障拆解生产的安全性。

Description

一种新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线

技术领域

本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线。

背景技术

随着新能源汽车的持续发展，到了使用年限将有一大批退役电池面临处理。新能源汽车市场的快速发展及动力电池的增长为动力电池回收产业带来大量需求。然而目前，对于新能源汽车动力电池的拆解，多数多采用手工劳动为主，即通过人工拆解新能源汽车动力电池，拆解的效率较低且拆解新能源汽车动力电池时还存在一定的危险性。虽然存在少数新能源汽车动力电池拆解的自动化生产线，但一条生产线只能拆解一种类型的新能源汽车动力电池，通用性较差且成本较高，同时还需要部分人工的参与，自动化程度不高。这些问题不仅限制了新能源汽车下游“动力电池回收”产业的发展，且也影响新能源汽车未来绿色可持续发展。因而，如何实现动力电池拆解的兼容性和高度自动化成为新能源汽车或储能等领域急迫需要且也是最具挑战性的问题之一。

因此，针对上述社会需要和技术难点，提出了一种全新的新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线，该生产线能实现较高自动化程度地且能同时在一条生产线上对各种类型的新能源汽车动力电池的拆解，不仅有效解决了传统拆解生产线自动化和兼容性难以统一的问题，且降低电池回收再利用产业的成本和提高安全操作新，将大大加速“动力电池回收”产业的发展。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供了一种全新的新能源汽车动力电池拆解生产线，用于解决传统拆解生产线自动化和兼容性难以统一的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种全新的新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线，该新能源汽车动力电池拆解生产线包括：

伺服轨道总成；

工作工位区域，所述工作工位区域位于所述伺服轨道总成的给进方向的至少一侧，所述工作工位区域内设置有多个拆解设备。

本发明的一种全新的新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线以伺服轨道给进、模块化工序设计的方案，相比于现有技术，可灵活调整工位和工序，极大的增强了拆解的兼容性，减轻了劳动强度、提高了拆解生产效率、并保障拆解生产的安全性。还可根据产量的设计要求，灵活进行生产线的并行扩容，为新能源汽车动力电池总成拆解回收提供了一种全新的解决方案。

在实施方式中，所述拆解设备包括真空吸盘起吊设备、自动打螺丝机、真空抽液机、电气拆解设备以及桁架式机械手抓取装置中的至少一个。

在实施方式中，所述伺服轨道总成包括底座、侧梁、滑轨、伺服驱动系统以及滑动托盘，所述滑动托盘滑动设置在所述滑轨上，所述伺服驱动用于驱动所述滑动托盘。

在实施方式中，所述滑轨为钢轨配合钢轨轮形式或圆柱形导轨配合直线轴承形式，采用同步齿带、齿轮齿条、丝杠的传动方式。

在实施方式中，所述工作工位区域为两侧，所述拆解设备设置在一侧，拆解零件归类工位位于另一侧。

在实施方式中，所述拆解零件归类工位包括壳体归类工位、螺钉及紧固件归类工位、循环液储存工位、电气元件归类工位、电池包归类工位中的至少一个。

在实施方式中，所述自动打螺丝机利用视觉采集或程序设定的方式依次定位并拆解动力电池总成上的安装螺钉。

在实施方式中，所述真空吸盘起吊设备包括固定于地面的立柱伸缩摇臂式结构以及设置在所述立柱伸缩摇臂式结构上的抓取结构，所述抓取结构包括阵列式分布的真空吸盘，所述真空吸盘的数量及分布形式根据动力电池总成壳体的外形做相应调整。

在实施方式中，所述桁架式机械手抓取装置包括四立柱固定式桁架结构，所述四立柱固定式桁架结构上设置有伺服夹爪机构，所述伺服夹爪机构用于根据预设程序或视觉采集设备的控制抓取电池包。

在实施方式中，所述新能源汽车动力电池拆解生产线包括位于所述伺服轨道总成的末端的安全工位区域，所述安全工位区域包括消防灭火箱以及报警装置中的至少一个。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的重锤震源系统的结构示意图；

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

参照图1所示，本发明的实施例提供了一种全新的新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线1。该生产线可以包括主要包括：伺服轨道总成10，分布于伺服轨道总成10给进方向的两侧的各工位区域20，位于伺服轨道总成10给进方向末端的安全区，以及位于每个工位区域20上的拆解设备。

本发明的一种全新的新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线1以伺服轨道给进、模块化工序设计的方案，相比于现有技术，可灵活调整工位和工序，极大的增强了拆解的兼容性，减轻了劳动强度、提高了拆解生产效率、并保障拆解生产的安全性。还可根据产量的设计要求，灵活进行生产线的并行扩容，为新能源汽车动力电池总成拆解回收提供了一种全新的解决方案。

伺服轨道总成10主要结构包括底座101、侧梁102、滑轨103、伺服驱动系统104和滑动托盘105等。进一步的，伺服轨道总成10的底座101采用以槽钢为主的型材焊接构成，用地脚螺丝牢固固定于厂房混凝土水平地面。侧梁102可以为槽钢焊接而成，左右相对固定于底座101上。滑轨103连接固定在左右两侧的侧梁102内。滑轨103包括但不限于钢轨配合钢轨轮形式、圆柱形导轨配合直线轴承形式等，传动方式包括但不限于同步齿带、齿轮齿条、丝杠的形式。

滑动托盘105位于滑轨103上在伺服轨道总成10的驱动下延滑轨103前后运动，运动速度和位移量可根据控制程序给定。伺服驱动系统104可以驱动滑动托盘105在滑轨103上移动，进而将放置于滑动托盘105上的动力电池移动到预定的工位区域20内。例如，伺服轨道总成10的伺服驱动系统104可以由伺服电机及减速机组成。伺服驱动系统104可安装于滑动托盘105底部随滑动托盘105运动，此时减速机的动力输出连接一个齿轮与贯通安装在底座101上的齿条啮合提供驱动力和跑位。伺服驱动系统104也可固定在底座101上，以螺杆、齿带或链条传动的方式驱动滑动托盘105运动和跑位。

每个工位区域20上的拆解设备可以包括但不限于真空吸盘起吊设备工位201，自动打螺丝机工位202，真空抽液机工位203，电气拆解设备工位204，桁架式机械手抓取装置工位205等，其中，各工位上设置有该工位所实现的功能而对应的设备。进一步的，本发明的新能源汽车动力电池拆解生产线的工位可以以伺服轨道总成10分为两侧，一侧为设备工位侧，另一侧为拆解零件归类工位侧。例如，设备工位侧可以按照拆解生产顺序典型依次并不限于分布为：真空吸盘起吊设备工位201，自动打螺丝机工位202，真空抽液机工位203，电气拆解工位204，桁架式机械手工位205等工位。拆解零件归类工位侧可以与设备工位侧一一对应，例如，拆解零件归类工位侧可以包括壳体归类工位，螺钉及紧固件归类工位，循环液储存工位，电气元件归类工位，电池包归类工位等。

真空吸盘设备工位201包括固定于地面的立柱伸缩摇臂式结构，以及设置在立柱伸缩摇臂式结构上的抓取结构。抓取结构可以为阵列式分布的真空吸盘。真空吸盘的数量及分布形式可根据动力电池总成壳体的外形做相应的调整，进而实现对多种类似的动力电池进行拆解。被抓取的动力电池总成壳体可以由真空吸盘设备放置于真空吸盘设备工位201对侧的壳体归类工位。

自动打螺丝机工位202可以包括固定于地面或墙面的自动打螺丝机。自动打螺丝机可根据视觉采集或程序设定的方式依次定位动力电池上的并拆解动力电池总成上的安装螺钉，例如，使用视觉传感器，例如视觉传感器包括CCD传感器、点激光传感器、线激光传感器等，以视觉拍照的方式分析出螺钉的位置然后自动打螺丝机找到各个位置自动拆解。当然，作为备份方法，也可以采用人工的办法，即人工测量不同类型的动力电池的螺钉位置，然后将各类型的动力电池的螺钉位置输入程序供定位手动定位，然后实现半自动方式拆解动力电池总成上的安装螺钉。

通过视觉拍照识别或人工输入螺钉位置再自动拆卸的方式实现螺钉的自动化拆解，提高了工作效率。拆解下来的螺钉放置于自动打螺丝机工位202对侧的螺钉及紧固件归类工位。

真空抽液机工位203包括可移动式的真空抽液机。真空抽液机通过高压胶管在驱动装置的带动下，与动力电池总成的电池热管理循环液接口连接。抽出的循环液输送至真空抽液机工位203对侧的循环液储存工位。

电气拆解工位204可以设置有为人工操作的气动工具平台，利用气动工具平台拆解下来的汇流排、导线、继电器等电气元件归类放置于电气拆解工位204对侧的电气元件归类工位。

桁架式机械手工位205可以为四立柱固定式桁架结构，上方安装有可在桁架框内三轴运动的伺服夹爪机构。可根据预设程序或视觉采集设备控制，将动力电池总成内的电池包抓取并码放于桁架式机械手工位205对侧的电池包归类工位。

可选的，本发明的新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线的末端安全区域206包括消防灭火箱、报警装置。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。

在具体使用时，根据本发明所述的一种新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线1的一个实施例的具体使用步骤如下：

第一、本发明的一种新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线1初始状态滑动托盘105位于伺服轨道10的位置1(起始位置)。位置1的左侧为真空吸盘设备工位201，位置1右侧为拆解零件归类工位的壳体归类工位。

第二、起吊设备将待拆解的动力电池总成吊装至滑动托盘105上，滑动托盘105上的夹具加紧动力电池总成。

第三、滑动托盘105带动动力电池总成运行至位置2。位置2的左侧为自动打螺丝机工位202，位置2的右侧为拆解零件归类工位的紧固件归类工位。此时自动打螺丝机拆卸壳体紧固螺钉，拆解后的螺钉收集至紧固件归类工位。

第四、滑动托盘105带动拆解紧固螺钉后的动力电池总成运行至位置1。真空吸盘设备动作，将壳体上盖取下放置于位置1右侧的壳体归类工位。

第五、滑动托盘105带动拆解上盖后的动力电池总成运行至位置2。此时自动打螺丝机拆卸动力电池总成内部电池包紧固螺钉，拆解后的螺钉收集至紧固件归类工位。

第六、滑动托盘105带动拆解内部电池包紧固螺钉后的动力电池总成运行至位置3。位置3左侧为真空抽液机工位203，位置3右侧为热管理循环液收集工位。此时将真空抽液机的高压胶管接头连接至电池热管理循环液维护接口。启动真空抽液机将循环液抽出，抽出的循环液收集于热管理循环液收集工位上的储存罐中。

第七，滑动托盘105带动抽出循环液的动力电池总成运行至位置4。位置4左侧为电气拆解工位204，位置4右侧为电气元件归类工位。此时使用电气拆解工位204的工具将动力电池内部的电池管理系统元件，汇流排，继电器，温度传感器等电气元件拆除。拆除后的零件归类收集于电气元件归类工位上的分类收集容器中。

第八，滑动托盘105带动拆除了电气元件的动力电池总成运行至位置5。位置5左侧为桁架式机械手工位205，右侧为电池包归类工位。此时桁架机械手依次运行至每个独立的电池包上方，抓取电池包并码放于右侧电池包归类工位。

第九、在每一步拆解过程中，如遇到电池破裂、起火、漏液等紧急情况时，滑动托盘105都可带动动力电池总成运行至伺服轨道末端的安全区域206的处理工位做应急处置。安全处理工位设置有消防设施如灭火密封舱、报警装置等装置。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (10)

1.一种新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线，其特征在于，所述一种新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线包括：

伺服轨道总成；

工作工位区域，所述工作工位区域位于所述伺服轨道总成的给进方向的至少一侧，所述工作工位区域内设置有多个拆解设备。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线，其特征在于，所述拆解设备包括真空吸盘起吊设备、自动打螺丝机、真空抽液机、电气拆解设备以及桁架式机械手抓取装置中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线，其特征在于，所述伺服轨道总成包括底座、侧梁、滑轨、伺服驱动系统以及滑动托盘，所述滑动托盘滑动设置在所述滑轨上，所述伺服驱动用于驱动所述滑动托盘。

4.根据权利要求3所述的新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线，其特征在于，所述滑轨为钢轨配合钢轨轮形式或圆柱形导轨配合直线轴承形式，包括但不限于采用同步齿带、齿轮齿条、丝杠的传动方式。

5.根据权利要求2所述的新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线，其特征在于，所述工作工位区域为两侧，所述拆解设备设置在一侧，拆解零件归类工位位于另一侧。

6.根据权利要求5所述的新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线，其特征在于，所述拆解零件归类工位包括壳体归类工位、螺钉及紧固件归类工位、循环液储存工位、电气元件归类工位、电池包归类工位中的至少一个。

7.根据权利要求2所述的新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线，其特征在于，所述自动打螺丝机利用视觉采集或程序设定的方式依次定位并拆解动力电池总成上的安装螺钉。

8.根据权利要求2所述的新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线，其特征在于，所述真空吸盘起吊设备包括固定于地面的立柱伸缩摇臂式结构以及设置在所述立柱伸缩摇臂式结构上的抓取结构，所述抓取结构包括阵列式分布的真空吸盘，所述真空吸盘的数量及分布形式根据动力电池总成壳体的外形做相应调整。

9.根据权利要求2所述的新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线，其特征在于，所述桁架式机械手抓取装置包括四立柱固定式桁架结构，所述四立柱固定式桁架结构上设置有伺服夹爪机构，所述伺服夹爪机构用于根据预设程序或视觉采集设备的控制抓取电池包。

10.根据权利要求2所述的新能源汽车动力电池柔性人机一体自动化拆解生产线，其特征在于，所述新能源汽车动力电池拆解生产线包括位于所述伺服轨道总成的末端的安全工位区域，所述安全工位区域包括消防灭火箱以及报警装置中的至少一个。

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