CN115051017A - 动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机及顶升夹紧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机及顶升夹紧方法，该动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机包括顶升夹紧机构，顶升夹紧机构包括顶升组件安装架、升降机构以及模组夹紧机构，模组夹紧机构通过升降机构连接在顶升组件安装架上，其还包括专机台架以及模组输送线，顶升组件安装架移动连接在专机台架上，模组输送线连接在顶升组件安装架上，其中，于动力电池模组流入模组输送线时，升降机构带动模组夹紧机构由模组输送线中间升起并夹紧位于模组输送线上的动力电池模组。本发明将升降机构、模组夹紧机构与模组输送线嵌套设计融为一体，具有对动力电池模组同时夹紧、升降、随工艺移动的功能，带动夹紧状态的动力电池模组进入下一工序。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池模组生产技术领域，具体地说，是涉及一种用于动力电池模组捆扎大批量生产的专用顶升夹紧专机，本发明还涉及一种动力电池模组的顶升夹紧方法。
背景技术
随着科技的不断发展，现在的新能源汽车成为主流销量汽车，锂电池模组成为了新能源汽车最核心的重要结构部件，由于电动力新能源汽车能量需求高，单个电芯无法满足，所以需要多个电芯组成模组，再组成PACK包，而多电芯组成的模组需要多道工序加工。随着我国新能源行业的快速发展，对动力电池模组的捆扎效率和捆扎力的一致性有了更高的要求，传统的电池模组夹紧机构兼容性低，夹紧力和夹紧位移不准确，已不能满足汽车级装备的工艺要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机，能够实现对动力电池模组同时夹紧、升降、随工艺移动的功能。
为了实现上述目的，本发明的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机，包括顶升夹紧机构，所述顶升夹紧机构包括顶升组件安装架、升降机构以及模组夹紧机构，所述模组夹紧机构通过所述升降机构连接在所述顶升组件安装架上，其还包括专机台架以及模组输送线，所述顶升组件安装架移动连接在所述专机台架上，所述模组输送线连接在所述顶升组件安装架上，其中，于动力电池模组流入所述模组输送线时，所述升降机构带动所述模组夹紧机构由所述模组输送线中间升起并夹紧位于所述模组输送线上的动力电池模组。
上述的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机的一实施方式中，所述模组输送线包括第一侧架体、第二侧架体和输送辊筒，所述第一侧架体和所述第二侧架体沿所述专机台架的布设方向延伸，所述输送辊筒连接在所述第一侧架体和所述第二侧架体之间。
上述的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机的一实施方式中，所述输送辊筒包括对应所述模组夹紧机构的第一缺口和第二缺口，所述升降机构带动所述模组夹紧机构由所述第一缺口和所述第二缺口伸出。
上述的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机的一实施方式中，所述升降机构包括升降伺服电机和螺旋升降器，所述升降伺服电机驱动所述螺旋升降器带动所述模组夹紧机构升降。
上述的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机的一实施方式中，所述顶升组件安装架包括底架和连接在所述底架上的升降导杆组件，所述升降导杆组件为多个，所述升降机构具有与所述升降导杆组件对应设置的导向孔。
上述的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机的一实施方式中，所述模组夹紧机构包括相对设置的两个侧夹紧组件，所述侧夹紧组件包括压头件和驱动所述压头件运动的夹紧伺服电机。
上述的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机的一实施方式中，所述压头件包括压头安装块和压紧压头，所述压紧压头连接在所述压头安装块的对应动力电池模组的一端，所述压头安装块移动连接在所述升降机构上。
上述的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机的一实施方式中，所述压紧压头包括压头固定板、压板、弹簧件以及压力传感器，所述压头固定板所述压板平行设置，所述弹簧件和所述压力传感器连接在所述压头固定板和所述压板之间，所述压板对应所述动力电池模组设置。
本发明的动力电池模组的顶升夹紧方法采用上述的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机进行，包括如下步骤：
S100，动力电池模组流入模组输送线并挡停；
S200，升降机构带动模组夹紧机构由模组输送线中间升起；
S300，模组夹紧机构将动力电池模组的左右两侧按预定的夹紧力和夹紧位移行程进行夹紧作业，夹紧到位后，将夹紧力与夹紧位移行程数据上传。
上述的动力电池模组的顶升夹紧方法的一实施方式中，顶升组件安装架带动其上连接的升降机构、模组夹紧机构、模组输送线以及夹紧状态下的动力电池模组沿专机台架移动以实现不同工位间的工艺流转。
本发明的有益功效在于，本发明的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机及顶升夹紧方法将升降机构、模组夹紧机构与模组输送线嵌套设计融为一体，并设计为可左右移动式结构，带动夹紧状态的动力电池模组进入下一工序。
本发明实现了电池模组夹紧时的全自动化生产，可大幅度提高模组捆扎效率，提高模组捆扎力一致性，实现动力电池模组的力度控制、尺寸控制，且可兼容多品种电池，夹紧过程数据可追溯。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机的一实施例的立体结构图；
图2为本发明的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机的顶升夹紧机构的一实施例的立体结构图；
图3为本发明的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机的模组输送线的一实施例的立体结构图；
图4为本发明的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机的专机台架的一实施例的立体结构图；
图5为本发明的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机的顶升组件安装架的一实施例的立体结构图；
图6为本发明的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机的升降机构的一实施例的立体结构图；
图7为本发明的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机的侧夹紧组件的一实施例的立体结构图；
图8为本发明的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机的压紧压头的一实施例的立体结构图。
其中，附图标记
100：专机台架
110：专机焊接架体
120：导轨滑块组件
130：齿条
200：顶升夹紧机构
210：顶升组件安装架
211：底架
212：导杆支撑座
213：升降导杆
214：直线轴承
215：导杆安装块
216：伺服电机
217：齿轮
220：升降机构
220S：导向孔
221：升降伺服电机
222：螺旋升降器
223：联轴器
224：连接轴
225：升降架
226：升降支撑板
230：模组夹紧机构
230A、230B：侧夹紧组件
231：夹紧伺服电机
232：压头件
2321：压头安装块
2322：压紧压头
2323：导轨滑块
23221：压头固定板
23222：直线轴承
23223：导向轴
23224：弹簧
23225：压力传感器
23226：压板
300：模组输送线
310：第一侧架体
320：第二侧架体
330：输送辊筒
331：第一缺口
332：第二缺口
340：输送线支腿
400：动力电池模组
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
本发明的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机主要用于单体电芯成组的夹紧控制，便于后续模组捆扎作业。如图1至图3所示，本发明的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机包括专机台架100、顶升夹紧机构200以及模组输送线300，其中，顶升夹紧机构200连接在专机台架100上，模组输送线300连接在顶升夹紧机构200上，动力电池模组400流入模组输送线300时，顶升夹紧机构200由模组输送线300的中间升起并将置于模组输送线300上的动力电池模组400夹紧。
结合图1和图2，顶升夹紧机构200包括顶升组件安装架210、升降机构220以及模组夹紧机构230，其中，模组夹紧机构230通过升降机构220连接在顶升组件安装架210上。顶升组件安装架210移动连接在专机台架100上，模组输送线300连接在顶升组件安装架210上，其中，顶升组件安装架210沿专机台架100的布设方向可移动地连接与专机台架100相连接。升降机构220带动模组夹紧机构230由模组输送线300中间升起并夹紧动力电池模组400。
本发明中实现动力电池模组400在夹紧的状态下在专机台架100的两个工位之间可靠传送。详细来说，顶升组件安装架210带动其上连接的升降机构220、模组夹紧机构230、模组输送线300以及夹紧状态下的动力电池模组400沿专机台架100的布设方向移动以实现不同工位间的工艺流转。如图1所示，顶升组件安装架210向右侧移动即可使夹紧的动力电池模组400进入例如为模组捆扎的后续的作业工序。
另外，升降机构220、模组夹紧机构230均采用伺服机构，工艺数据采集追溯极其方便。本发明兼有模组顶升、模组夹紧、模组移动、数据易追溯等强大功能，支持多功能复用，可实现一机多用。同时，本发明具有集成度高、兼容性好、便于实现自动化与智能化、生产效率高等典型技术特点，可真正达到“机器换人”的目的。
结合图1和图3，模组输送线300包括第一侧架体310、第二侧架体320和输送辊筒330，第一侧架体310和第二侧架体320沿专机台架100的布设方向延伸，输送辊筒330连接在第一侧架体310和第二侧架体320之间。模组输送线300的延伸方向与专机台架100的延伸方向相同。
进一步地，输送辊筒330包括对应模组夹紧机构230的第一缺口331和第二缺口332，升降机构320带动模组夹紧机构230由输送辊筒330的第一缺口331和第二缺口332伸出。
模组输送线300还包括输送线支腿340，输送线支腿340支撑其上的第一侧架体310、第二侧架体320和输送辊筒330，输送线支腿340连接在顶升夹紧机构200的顶升组件安装架210。
在动力电池模组400流入模组输送线300的输送辊筒330之前，升降机构220连同模组夹紧机构230位于辊筒输送线300的输送辊筒330以下。在动力电池模组400流入模组输送线300的输送辊筒330上时，升降机构220驱动模组夹紧机构230升起，并由第一缺口331和第二缺口332伸出并对应动力电池模组400的两侧，模组夹紧机构230动作而夹紧位于输送辊筒330上的动力电池模组400。
本发明中，顶升夹紧机构200以及模组输送线300通过伺服电机、齿轮齿条组件、直线导轨组件驱动。如图4所示，专机台架100包括专机焊接架体110、导轨滑块组件120和齿条130，导轨滑块组件120分别固定在专机焊接架体110上面，齿条130固定在专机焊接架体110上面。
如图5所示，顶升组件安装架210包括底架211和连接在底架211上的升降导杆组件，升降导杆组件为多个，升降机构220具有与升降导杆组件对应设置的导向孔。
详细来说，升降导杆组件包括导杆支撑座212、升降导杆213、直线轴承214和导杆安装块215，顶升组件安装架211固定在专机台架100的导轨滑块组件120上，导杆支撑座212安装在顶升组件安装架211上，升降导杆213安装在导杆支撑座212上，直线轴承214安装在升降导杆213上，导杆安装块215安装在升降导杆213上。升降导杆组件的数量不限，本实施例中设置为四个，在升降机构220升降时进行导向。相对应地，升降机构220具有四个与升降导杆组件相对应设置的导向孔220S。
顶升组件安装架210还包括伺服电机216和齿轮217，伺服电机216安装在底架211上，齿轮217安装在伺服电机216上，并与专机台架100的齿条130啮合。伺服电机216驱动齿轮217旋转，齿轮217与齿条130啮合传动，带动顶升组件安装架210及其上连接的升降机构220、模组夹紧机构230、模组输送线300以及夹紧状态下的动力电池模组400沿专机台架100的布设方向移动。
如图6所示，升降机构220包括升降伺服电机221和螺旋升降器222，升降伺服电机221驱动螺旋升降器222带动模组夹紧机构230升降。
升降机构220还包括联轴器223、连接轴224、升降架225和升降支撑板226，其中，升降伺服电机221固定在底架211上，螺旋升降器222固定在底架211上面，联轴器223安装在螺旋升降器222上，连接轴224固定在联轴器223上，升降架225安装在螺旋升降器222的丝母上，升降支撑板226安装在螺旋升降器222螺杆顶端的轴承上。
如图1、图2和图7所示，模组夹紧机构230包括两个侧夹紧组件230A、230B，侧夹紧组件230A和侧夹紧组件230B相对设置。在升降机构220驱动模组夹紧机构230升起时，侧夹紧组件230A和侧夹紧组件230B分别由模组输送线300的第一缺口331和第二缺口332伸出并对应于动力电池模组400的两侧，侧夹紧组件230A和侧夹紧组件230B夹紧动力电池模组400。
侧夹紧组件230A和侧夹紧组件230B为对称设置的结构相同的两个组件，以其中一个的侧夹紧组件230B为例，详细来说，侧夹紧组件230B包括夹紧伺服电机231和压头件232，夹紧伺服电机231驱动压头件232运动。即侧夹紧组件230A的夹紧驱动电机驱动压头件向右侧运动，侧夹紧组件230B的夹紧驱动电机驱动压头件向左侧运动，以将位于侧夹紧组件230A和侧夹紧组件230B之间的动力电池模组400夹紧。
进一步地，压头件232包括压头安装块2321和压紧压头2322，压紧压头2322连接在压头安装块2321的对应动力电池模组400的一端，压头安装块2321通过导轨滑块2323滑动连接在升降机构220的升降架225上，夹紧伺服电机231固定在升降机构220的升降架225上。夹紧伺服电机231动作时驱动压头安装块2321于升降架225上滑动移动，压紧压头2322随同压头安装块2321向着动力电池模组400移动或分离。
结合图8，压紧压头2322包括压头固定板23221、直线轴承23222、导向轴23223、弹簧23224、压力传感器23225和压板23226，压头固定板23221固定在压头安装块2321上，直线轴承23222安装在压头固定板23221上，导向轴23223安装在直线轴承23222上，弹簧23224安装在导向轴23223上，压力传感器23225安装在压头固定板23221上，压板23226安装在导向轴23223上。通过设置压力传感器23225感应压紧力的大小，通过设置弹簧23224使压板23226具有一定的缓冲力，以及在夹紧工序结束时复位。
本发明用于动力电池模组捆扎前的夹紧工艺，采用模块化结构设计，融合了辊筒输送定位、机构横向平移、蜗轮蜗杆伺服升降、双向伺服夹紧，实现对模组的自动夹紧，支持在线、离线使用。伺服电机带动齿轮齿条的啮合，实现动力电池模组在夹紧的状态下在专机台架的两个工位之间可靠传送。顶升夹紧机构的升降机构采用伺服电机、双联螺旋升降器组件驱动，可将模组夹紧机构举升至特定高度。模组夹紧机构采用伺服电缸进行驱动，可匹配不同规格的动力电池模组，夹紧时可进行力矩控制与位移控制。本发明专利设备具有全自动、柔性好、精度高等工艺特点，实现动力电池模组的力度控制、尺寸控制、工艺数据追溯。
综上，本发明的动力电池模组的顶升夹紧方法包括如下步骤：
S100，动力电池模组流入模组输送线并挡停；
S200，升降机构带动模组夹紧机构由模组输送线中间升起；
S300，模组夹紧机构将动力电池模组的左右两侧按预定的夹紧力和夹紧位移行程进行夹紧作业，夹紧到位后，将夹紧力与夹紧位移行程数据上传。
其中，顶升组件安装架带动其上连接的升降机构、模组夹紧机构、模组输送线以及夹紧状态下的动力电池模组沿专机台架移动以实现不同工位间的工艺流转。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机，包括顶升夹紧机构，所述顶升夹紧机构包括顶升组件安装架、升降机构以及模组夹紧机构，所述模组夹紧机构通过所述升降机构连接在所述顶升组件安装架上，其特征在于，还包括：
专机台架，所述顶升组件安装架移动连接在所述专机台架上；以及
模组输送线，连接在所述顶升组件安装架上；
其中，于动力电池模组流入所述模组输送线时，所述升降机构带动所述模组夹紧机构由所述模组输送线中间升起并夹紧位于所述模组输送线上的动力电池模组。
2.根据权利要求1所述的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机，其特征在于，所述模组输送线包括第一侧架体、第二侧架体和输送辊筒，所述第一侧架体和所述第二侧架体沿所述专机台架的布设方向延伸，所述输送辊筒连接在所述第一侧架体和所述第二侧架体之间。
3.根据权利要求2所述的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机，其特征在于，所述输送辊筒包括对应所述模组夹紧机构的第一缺口和第二缺口，所述升降机构带动所述模组夹紧机构由所述第一缺口和所述第二缺口伸出。
4.根据权利要求1所述的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机，其特征在于，所述升降机构包括升降伺服电机和螺旋升降器，所述升降伺服电机驱动所述螺旋升降器带动所述模组夹紧机构升降。
5.根据权利要求1所述的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机，其特征在于，所述顶升组件安装架包括底架和连接在所述底架上的升降导杆组件，所述升降导杆组件为多个，所述升降机构具有与所述升降导杆组件对应设置的导向孔。
6.根据权利要求1所述的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机，其特征在于，所述模组夹紧机构包括相对设置的两个侧夹紧组件，所述侧夹紧组件包括压头件和驱动所述压头件运动的夹紧伺服电机。
7.根据权利要求6所述的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机，其特征在于，所述压头件包括压头安装块和压紧压头，所述压紧压头连接在所述压头安装块的对应动力电池模组的一端，所述压头安装块移动连接在所述升降机构上。
8.根据权利要求7所述的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机，其特征在于，所述压紧压头包括压头固定板、压板、弹簧件以及压力传感器，所述压头固定板所述压板平行设置，所述弹簧件和所述压力传感器连接在所述压头固定板和所述压板之间，所述压板对应所述动力电池模组设置。
9.一种动力电池模组的顶升夹紧方法，其特征在于，采用权利要求1至8任一项所述的动力电池模组捆扎用顶升夹紧专机进行，包括如下步骤：
S100，动力电池模组流入模组输送线并挡停；
S200，升降机构带动模组夹紧机构由模组输送线中间升起；
S300，模组夹紧机构将动力电池模组的左右两侧按预定的夹紧力和夹紧位移行程进行夹紧作业，夹紧到位后，将夹紧力与夹紧位移行程数据上传。
10.根据权利要求9所述的动力电池模组的顶升夹紧方法，其特征在于，顶升组件安装架带动其上连接的升降机构、模组夹紧机构、模组输送线以及夹紧状态下的动力电池模组沿专机台架移动以实现不同工位间的工艺流转。
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