CN117208504A - 电芯自动配方系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池模组装配技术领域，特别涉及一种电芯自动配方系统，包括工作台和输送线，所述输送线包括上料段和配组段，所述上料段上托盘包括满载A电芯和满载B电芯两种状态，所述配组段沿Y轴方向设置于工作台的中部；还包括第一暂存输送线，沿Y轴方向安装在工作台上，且位于配组段的一侧；第二暂存输送线，沿Y轴方向安装在工作台上，且相对于第一暂存输送线设置在配组段的另一侧；所述第一暂存输送线和第二暂存输送线上沿Y轴方向分别容许放置两个托盘；取放料龙门，跨装在工作台上；顶升横移机构，分别设置在配组段、第一暂存输送线和第二暂存输送线内；本发明结构设计紧凑，成本低，占地面积小，且托盘得到充分利用。

Description

电芯自动配方系统及其方法

技术领域

本发明涉及电池模组装配技术领域，特别涉及一种电芯自动配方系统及其方法。

背景技术

动力电池通常有两种技术路线，一种是三元锂电池，另一种是磷酸铁锂电池。为了充分利用上述两种电池的优点，削弱各自的缺点，产品工艺要求电池模组能实现两种不同规格不同材料电芯的混合排布，因此需要对电池模组中的电芯按照预定比例进行配组。比如，一个电池模组中有3个A电芯，7个B电芯。

电芯配组的传统方法主要采用人工配组，劳动强度大，效率低下，且具有人为因素的不确定性。目前，也有专门的配组装置对电池模组进行自动配组，比如公布号为CN113241469A，发明名称为电芯配比重组装置、电池模组装配线和电芯配比重组方法 的发明专利申请，其主要通过两条输送线分别输送满载第一电芯的第一上料托盘和满载第二电芯的第二上料托盘，然后由第一搬运装置将第一电芯搬运至组件托盘上，组件托盘通过第三条输送线输送，再由第二搬运装置将第二电芯搬运至组件托盘，从而实现配组。上述电芯配组装置虽然实现了电芯的自动配组，但存在如下缺陷：（1）运用了三条输送线，输送线的制作成本大，占地面积大，不利于厂房的空间布局；（2）设置了专门的组件托盘，托盘过多，托盘的投入成本大；（3）第一上料托盘和第二上料托盘上电芯搬运完后，由两条输送线分别输送走，造成大量托盘处于空载状态，托盘的利用率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种结构设计紧凑，成本低，占地面积小，且托盘得到充分利用的电芯自动配方系统及其方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电芯自动配方系统，包括工作台和输送线，所述输送线包括上料段和配组段，所述上料段用于连续输送托盘，所述上料段上托盘包括满载A电芯和满载B电芯两种状态，所述配组段沿Y轴方向设置于工作台的中部，用于配组过程中托盘的输送；还包括第一暂存输送线，沿Y轴方向安装在工作台上，且位于配组段的一侧；第二暂存输送线，沿Y轴方向安装在工作台上，且相对于第一暂存输送线设置在配组段的另一侧；所述第一暂存输送线和第二暂存输送线上沿Y轴方向分别容许放置两个托盘；取放料龙门，跨装在工作台上，用于将配组段上托盘中的A电芯按预定数量搬运至第一暂存输送线进行暂存，且将第二暂存输送线上托盘中B电芯按预定数量搬运至配组段上未满载A电芯的托盘上进行配组；顶升横移机构，分别设置在配组段、第一暂存输送线和第二暂存输送线内，用于将托盘在配组段、第二暂存输送线和第一暂存输送线之间进行横移。

进一步地，所述顶升横移机构包括承载板、顶升气缸和第一双排输送组件，所述承载板安装在工作台上，所述顶升气缸竖直设置，且其驱动端向下，所述顶升气缸的缸体与第一双排输送组件的底端连接，且其驱动端与承载板连接。

进一步地，所述第一双排输送组件包括第一底板、第一双排输送组、第一双排输送电机和第一驱动轴，所述第一底板设置在承载板的正上方，所述顶升气缸的缸体竖直安装在第一底板的顶端，且其驱动端穿过第一底板，所述第一双排输送组为两组，对称安装在第一底板顶端的左右两侧，所述第一双排输送电机安装在第一底板的顶端中部，所述第一驱动轴为两根，分别设在第一双排输送组与第一双排输送电机之间，所述第一驱动轴的一端与第一双排输送组传动连接，且其另一端与第一双排输送电机的输出端传动连接。

进一步地，所述第一双排输送组包括第一内侧板、第一双排驱动链轮、第一从动轮、第一双排输送链条和第一摩擦条，所述第一内侧板安装在第一底板的顶端一侧，所述第一双排驱动链轮设置在第一内侧板的底端后侧，所述第一从动轮分布在第一内侧板上，所述第一双排输送链条传动套设于第一双排驱动链轮和第一从动轮，所述第一摩擦条安装在第一内侧板的顶部，用于托住第一双排输送链条的上部，所述第一双排输送链条的上部突出第一内侧板的顶面，所述第一驱动轴的一端穿过第一内侧板与第一双排驱动链轮连接。

进一步地，所述取放料龙门包括三轴运动龙门架、取料模组和放料模组，所述三轴运动龙门架安装在工作台上，且跨设于配组段、第二暂存输送线和第一暂存输送线，所述取料模组和放料模组沿Y轴方向间隔的安装在三轴运动龙门架的顶端。

进一步地，所述三轴运动龙门架包括纵梁、立柱、横梁、Y轴模组、X轴模组和Z轴模组，所述纵梁设置在工作台的上方，且对称位于工作台的左右两侧，所述纵梁的底端通过立柱与工作台的顶端连接，所述横梁为两根，且沿Y轴方向间隔并排设置，所述横梁的两端分别与纵梁的顶端滑动连接，所述Y轴模组安装在其中一个纵梁的顶端，用于驱动横梁沿Y轴方向移动，所述X轴模组水平安装在横梁的前侧，所述Z轴模组与X轴模组中的滑块连接，所述取料模组与前排Z轴模组中的滑块连接，所述放料模组与后排Z轴模组中的滑块连接。

进一步地，所述取料模组和放料模组均包括安装板、第一无杆气缸、连接板、旋转气缸、夹爪气缸和视觉定位组，所述取料模组中的安装板与前排Z轴模组中的滑块连接，所述放料模组中的安装板与后排Z轴模组中的滑块连接，所述第一无杆气缸水平安装在安装板的底端，所述连接板安装在第一无杆气缸中的滑块上，所述旋转气缸的缸体竖直安装在连接板的底端，所述夹爪气缸的缸体竖直安装在旋转气缸的驱动端，所述视觉定位组竖直安装在安装板的顶端，用于电芯的识别及定位。

进一步地，所述Y轴模组包括滑板、齿条、齿轮和伺服电机，所述滑板的顶端与横梁的一端连接，且其底端与纵梁的顶端滑动连接，所述齿条安装在纵梁的顶端，且位于滑板的下方，所述伺服电机的壳体竖直安装在滑板的顶端中部，且其输出端穿过滑板与齿轮连接，所述齿轮与齿条啮合。

进一步地，还包括过渡机构，分别设置在配组段和第一暂存输送线之间以及配组段和第二暂存输送线之间，用于对托盘在配组段、第二暂存输送线和第一暂存输送线之间横移时的过渡，所述过渡机构包括电滚筒和驱动电机，所述电滚筒转动安装在工作台上，所述电滚筒为两个，且沿X轴方向并列设置，所述驱动电机的输出端与电滚筒传动连接，所述驱动电机安装在工作台上。

进一步地，还包括倍数行程提升机，用于向第一暂存输送线上输送空载状态的托盘，所述倍数行程提升机包括框架、托架、第二双排输送组件和提升气缸，所述框架设置在工作台旁，且位于第一暂存输送线的尾部一侧，所述托架设置在框架内，且其两端分别与框架滑动连接，所述第二双排输送组件安装在托架上，所述提升气缸竖直安装在框架上，且其驱动端驱动托架上下移动。

一种基于上述电芯自动配方系统的配方方法，所述托盘上满载时电芯个数为N，其中A电芯的配组数为x，B电芯的配组数为y，x+y=N，x≥y，所述第一暂存输送线上前排托盘中电芯累计个数为N1，所述第二暂存输送线上后排托盘中电芯剩余个数为N2，步骤如下：

S1、准备工作

所述第一暂存输送线上沿Y轴方向并排放置两个空载的托盘，所述上料段输送两个满载B电芯的托盘至配组段，所述顶升横移机构将配组段上满载B电芯的托盘横移至第二暂存输送线上；

S2、开始配组

S21、所述上料段输送满载A电芯的托盘至配组段的前排，所述取放料龙门将配组段上前排托盘中y个电芯搬运至第一暂存输送线上的前排托盘中进行暂存，所述配组段将其上前排托盘输送至配组段的后排，所述取放料龙门将第二暂存输送线上后排托盘中y个电芯搬运至配组段上后排托盘中完成配组，配组完后配组段将其上后排托盘输送至下一个工序；

S22、循环步骤S21，当N1=x时，执行步骤S23，当N1＞x时，执行步骤S24；

S23、所述顶升横移机构将第一暂存输送线上前排托盘横移至配组段的前排，所述第一暂存输送线将其上后排托盘输送至前排，所述配组段将其上前排托盘输送至后排，所述取放料龙门将第二暂存输送线上后排托盘中N2个电芯搬运至配组段的后排托盘中完成配组，配组完后该托盘由配组段输送至下一个工序，所述顶升横移机构将第二暂存输送线上后排托盘横移至第一暂存输送线的后排，所述第二暂存输送线将其上前排托盘输送至后排；

S24、所述顶升横移机构将第一暂存输送线上前排托盘横移至配组段的前排，所述第一暂存输送线将其上后排托盘输送至前排，所述取放料龙门将配组段上前排托盘中N1-x个电芯搬运至第一暂存输送线上的前排托盘中暂存，所述配组段将其上前排托盘输送至后排，所述取放料龙门将第二暂存输送线上后排托盘中N2个电芯搬运至配组段的后排托盘中，再将第二暂存输送线上前排托盘中y- N2个电芯搬运至配组段的后排托盘中完成配组，配组完后该托盘由配组段输送至下一个工序，所述顶升横移机构将第二暂存输送线上后排托盘横移至第一暂存输送线的后排，所述第二暂存输送线将其上前排托盘输送至后排；

S25、所述上料段输送满载B电芯的托盘至配组段的前排，所述顶升横移机构将配组段上前排托盘横移至第二暂存输送线的前排，返回步骤S21。

本发明的有益效果是：

（1）本发明通过输送线、第一暂存输送线、第二暂存输送线和取放料龙门的配合，实现电芯的自动配组，且结合顶升横移机构实现托盘在配组段、第二暂存输送线和第一暂存输送线之间的横移，实现了托盘的循环利用，降低了托盘的投入成本，且避免了过多托盘出现空载状态，从而提高了托盘的利用率；

（2）本发明通过一条输送线输送托盘，各种电芯的上料、配组以及配组后电芯的输送均在该输送线上完成，与多条输送线相比，输送线的制作成本低，占地面积小；

（3）本发明通过过渡机构的设置，使得托盘在配组段、第二暂存输送线和第一暂存输送线之间横移时平滑顺畅，避免出现卡顿影响托盘的流转；

（4）本发明通过倍数行程提升机的设置，实现了对第一暂存输送线上托盘的自动补给，从而进一步提高了系统的自动化。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中输送线的结构示意图；

图3是图2中A部的放大图；

图4是图2中B部的放大图；

图5是本发明中取放料龙门的结构示意图；

图6是本发明中三轴运动龙门架的结构示意图；

图7是图6中C部的放大图；

图8是本发明中取料模组的结构示意图；

图9是本发明中顶升横移机构的爆炸图；

图10是本发明中过渡机构的结构示意图；

图11是本发明中倍数行程提升机的结构示意图；

图12是本发明中第二双排输送组件的结构示意图。

图中：100、工作台；200、输送线；201、上料段；202、配组段；300、第一暂存输送线；400、第二暂存输送线；500、取放料龙门；501、三轴运动龙门架；5011、纵梁；5012、立柱；5013、横梁；5014、Y轴模组；50141、滑板；50142、齿条；50143、齿轮；50144、伺服电机；5015、X轴模组；5016、Z轴模组；502、取料模组；5021、安装板；5022、第一无杆气缸；5023、连接板；5024、旋转气缸；5025、夹爪气缸；5026、视觉定位组；50261、第二无杆气缸；50262、视觉相机；503、放料模组；600、顶升横移机构；601、承载板；602、顶升气缸；603、第一双排输送组件；6031、第一底板；6032、第一双排输送组；60321、第一内侧板；60322、第一双排驱动链轮；60323、第一从动轮；60324、第一双排输送链条；60325、第一摩擦条；60326、第一外侧板；6033、第一双排输送电机；6034、第一驱动轴；6035、第一护罩；604、导向组件；700、过渡机构；701、电滚筒；702、驱动电机；800、倍数行程提升机；801、框架；802、托架；803、第二双排输送组件；804、提升气缸；805、提升板；900、光电传感器；1000、挡停组件；1001、挡停支架；1002、挡停气缸；1003、挡停器；1100、阻挡组件；1101、阻挡气缸；1102、阻挡板；1200、缓冲组件；1201、缓冲气缸；1202、缓冲器。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，本申请中以输送线200的输送方向为Y轴方向，垂直于Y轴方向的方向为X轴方向；本申请中配组段202、第一暂存输送线300和第二暂存输送线400上前排和后排以输送线200的输送方向为前后指向，靠近上料段201的为前排。

实施例1。

如图1和图2所示，一种电芯自动配方系统，包括工作台100和输送线200，输送线200包括上料段201和配组段202，上料段201用于连续输送托盘，上料段201上托盘包括满载A电芯和满载B电芯两种状态，配组段202，沿Y轴方向设置于工作台100的中部，用于配组过程中托盘的输送；还包括第一暂存输送线300，沿Y轴方向安装在工作台100上，且位于配组段202的一侧；第二暂存输送线400，沿Y轴方向安装在工作台100上，且相对于第一暂存输送线300设置在配组段202的另一侧；第一暂存输送线300和第二暂存输送线400上沿Y轴方向分别容许放置两个托盘；取放料龙门500，跨装在工作台100上，用于将配组段202上托盘中的A电芯按预定数量搬运至第一暂存输送线300进行暂存，且将第二暂存输送线400上托盘中B电芯按预定数量搬运至配组段202上未满载A电芯的托盘上进行配组；顶升横移机构600，分别设置在配组段202、第一暂存输送线300和第二暂存输送线400内，用于将托盘在配组段202、第二暂存输送线400和第一暂存输送线300之间进行横移。本系统通过输送线200、第一暂存输送线300、第二暂存输送线400和取放料龙门500的配合，实现电芯的自动配组，且结合顶升横移机构600实现托盘在配组段202、第二暂存输送线400和第一暂存输送线300之间的横移，实现托盘的循环利用，降低了托盘的投入成本，避免过多托盘出现空载状态，从而提高了托盘的利用率。而且，本系统仅通过一条输送线200输送托盘，各种电芯的上料、配组以及配组后电芯的输送均在输送线200上完成，与多条输送线相比，输送线200的制作成本低，占地面积小。

需要说明的是，输送线200、第一暂存输送线300和第二暂存输送线400均为现有技术，均是实现托盘沿Y轴方向的流转，在此就不对其具体结构进行详细描述。

如图2所示，为了监测输送线200、 第一暂存输送线300和第二暂存输送线400上托盘中电芯的数量情况，输送线200、 第一暂存输送线300和第二暂存输送线400上均安装有若干光电传感器900。

另外，如图2和图3所示，为了避免配组段202进行配组的过程中上料段201的托盘进入配组段202产生干扰，上料段201内设有挡停组件1000，用于托盘的暂停，挡停组件1000包括挡停支架1001、挡停气缸1002和挡停器1003，挡停支架1001安装在上料段201的线体上，挡停气缸1002的缸体竖直安装在挡停支架1001的中部，挡停气缸1002的驱动端向上，并与挡停器1003连接。需要挡停时，挡停气缸1002驱动挡停器1003上升，挡停器1003的顶端挡住上料段201上的托盘。

如图1和图9所示，顶升横移机构600包括承载板601、顶升气缸602和第一双排输送组件603，承载板601安装在工作台100上，顶升气缸602竖直设置，且其驱动端向下，顶升气缸602的缸体与第一双排输送组件603的底端连接，且其驱动端与承载板601连接。托盘需要横移时，顶升气缸602驱动第一双排输送组件603上升一定高度，进而托起托盘，然后第一双排输送组件603驱动托盘横移。具体的，顶升横移机构600在配组段202、第一暂存输送线300和第二暂存输送线400内均有两个，且沿Y轴方向间隔设置。

如图2和图4所示，输送线200、 第一暂存输送线300和第二暂存输送线400的线体上均安装阻挡组件1100和缓冲组件1200，阻挡组件1100包括阻挡气缸1101和阻挡板1102，阻挡气缸1101的缸体竖直安装在线体的一侧，阻挡气缸1101的驱动端向上，且与阻挡板1102；缓冲组件1200包括缓冲气缸1201和缓冲器1202，缓冲气缸1201的缸体竖直安装在线体的一侧，缓冲气缸1201的驱动端向上，且与缓冲器1202。阻挡组件1100的设置，避免顶升横移机构600在驱动托盘进行横移的过程中出现过度横移；同时缓冲组件1200的设置，起到对托盘横移到位时的缓冲，避免出现刚性碰撞。托盘横移时，横移终点处的阻挡气缸1101驱动阻挡板1102上升，同时该处的缓冲气缸1201驱动缓冲器1202上升。

如图9所示，第一双排输送组件603包括第一底板6031、第一双排输送组6032、第一双排输送电机6033和第一驱动轴6034，第一底板6031设置在承载板601的正上方，顶升气缸602的缸体竖直安装在第一底板6031的顶端，且其驱动端穿过第一底板6031，第一双排输送组6032为两组，对称安装在第一底板6031顶端的左右两侧，第一双排输送电机6033安装在第一底板6031的顶端中部，第一驱动轴6034为两根，分别设在第一双排输送组6032与第一双排输送电机6033之间，第一驱动轴6034的一端与第一双排输送组6032传动连接，且其另一端与第一双排输送电机6033的输出端传动连接。第一双排输送组6032托起托盘后，第一双排输送电机6033驱动两根第一驱动轴6034同步转动，进而同步带动两组第一双排输送组6032同时工作，两组第一双排输送组6032驱动托盘横移。具体的，顶升气缸602为两个，对称安装第一底板6031的左右两端；第一双排输送电机6033通过双排链条和双排链轮实现与第一驱动轴6034传动连接。

如图9所示，顶升横移机构600还包括导向组件604，导向组件604包括导向轴和轴套，轴套安装在第一底板6031，导向轴的底端与承载板601的顶端连接，且其顶端滑动穿过轴套，导向组件604的设置保证了第一双排输送组件603的稳定升降。

如图9所示，第一双排输送组件603还包括第一护罩6035，第一护罩6035安装在第一底板6031的中部，用于保护第一双排输送组件603和导向组件604。

如图9所示，第一双排输送组6032包括第一内侧板60321、第一双排驱动链轮60322、第一从动轮60323、第一双排输送链条60324和第一摩擦条60325，第一内侧板60321安装在第一底板6031的顶端一侧，第一双排驱动链轮60322设置在第一内侧板60321的底端后侧，第一从动轮60323分布在第一内侧板60321上，第一双排输送链条60324传动套设于第一双排驱动链轮60322和第一从动轮60323，第一摩擦条60325安装在第一内侧板60321的顶部，用于托住第一双排输送链条60324的上部，第一双排输送链条60324的上部突出第一内侧板60321的顶面，第一驱动轴6034的一端穿过第一内侧板60321与第一双排驱动链轮60322连接。具体的，第一底板6031顶端的左右两侧分别安装有第一外侧板60326，使得第一双排驱动链轮60322、第一从动轮60323、第一双排输送链条60324和第一摩擦条60325位于第一外侧板60326和第一内侧板60321之间。

如图2和图10所示，本系统还包括过渡机构700，分别设置在配组段202和第一暂存输送线300之间以及配组段202和第二暂存输送线400之间，用于对托盘在配组段202、第二暂存输送线400和第一暂存输送线300之间横移时的过渡，过渡机构700包括电滚筒701和驱动电机702，电滚筒701转动安装在工作台100上，电滚筒701为两个，且沿X轴方向并列设置，驱动电机702的输出端与电滚筒701传动连接，驱动电机702安装在工作台100上。通过过渡机构700的设置，使得托盘在配组段202、第二暂存输送线400和第一暂存输送线300之间的横移平滑顺畅，避免出现卡顿影响托盘的流转。具体的，驱动电机702的输出端通过皮带和皮带轮实现与电滚筒701的传动连接。为了避让阻挡组件1100和缓冲组件1200，配组段202和第一暂存输送线300之间以及配组段202和第二暂存输送线400之间的电滚筒701可以用短筒形式。

托盘需要横移时，相邻的两个顶升横移机构600上升同样高度，然后第一双排输送电机6033驱动两个第一双排输送组6032同步工作，同时驱动电机702驱动电滚筒701转动，一个顶升横移机构600中的第一双排输送链条60324带动托盘横移，经过电滚筒701移动至另一个顶升横移机构600中的第一双排输送链条60324上，最后相邻的两个顶升横移机构600下降复位。

如图5所示，取放料龙门500包括三轴运动龙门架501、取料模组502和放料模组503，三轴运动龙门架501安装在工作台100上，且跨设于配组段202、第二暂存输送线400和第一暂存输送线300，取料模组502和放料模组503沿Y轴方向间隔的安装在三轴运动龙门架501的顶端。通过三轴运动龙门架501的设置，实现取料模组502和放料模组503的三轴移动，从而实现电芯的搬运。

如图5和图6所示，三轴运动龙门架501包括纵梁5011、立柱5012、横梁5013、Y轴模组5014、X轴模组5015和Z轴模组5016，纵梁5011设置在工作台100的上方，且对称位于工作台100的左右两侧，纵梁5011的底端通过立柱5012与工作台100的顶端连接，横梁5013为两根，且沿Y轴方向并排设置，横梁5013的两端分别与纵梁5011的顶端滑动连接，Y轴模组5014安装在其中一个纵梁5011的顶端，用于驱动横梁5013沿Y轴方向移动，X轴模组5015水平安装在横梁5013的前侧，Z轴模组5016与X轴模组5015中的滑块连接，取料模组502与前排Z轴模组5016中的滑块连接，放料模组503与后排Z轴模组5016中的滑块连接。具体的，X轴模组5015和Z轴模组5016均为现有的直线模组，具体结构不再详细描述。

如图5和图8所示，取料模组502和放料模组503均包括安装板5021、第一无杆气缸5022、连接板5023、旋转气缸5024、夹爪气缸5025和视觉定位组5026，取料模组502中的安装板5021与前排Z轴模组5016中的滑块连接，放料模组503中的安装板5021与后排Z轴模组5016中的滑块连接，第一无杆气缸5022水平安装在安装板5021的底端，连接板5023安装在第一无杆气缸5022中的滑块上，旋转气缸5024的缸体竖直安装在连接板5023的底端，夹爪气缸5025的缸体竖直安装在旋转气缸5024的驱动端，视觉定位组5026竖直安装在安装板5021的顶端中部，用于电芯的识别及定位。具体的，第一无杆气缸5022、连接板5023、旋转气缸5024和夹爪气缸5025均为两个，两个第一无杆气缸5022沿Y轴方向并排设置在安装板5021的底端；视觉定位组5026包括第二无杆气缸50261和视觉相机50262，第二无杆气缸50261竖直安装在安装板5021的顶端中部，视觉相机50262安装在第二无杆气缸50261中的滑块上。电芯搬运时，三轴运动龙门架501将取料模组502和放料模组503分别移动到搬运的起点位置，然后视觉定位组5026对电芯进行定位识别，第一无杆气缸5022驱动连接板5023沿Y轴方向移动，直至夹爪气缸5025移动到夹取位置，然后夹爪气缸5025夹住电芯完成夹取，三轴运动龙门架501再将取料模组502和放料模组503移动到搬运的终点位置，其中旋转气缸5024起到改变电芯极性的作用。

如图6和图7所示，Y轴模组5014包括滑板50141、齿条50142、齿轮50143和伺服电机50144，滑板50141的顶端与横梁5013的一端连接，且其底端与纵梁5011的顶端滑动连接，齿条50142安装在纵梁5011的顶端，且位于滑板50141的下方，伺服电机50144的壳体竖直安装在滑板50141的顶端中部，且其输出端穿过滑板50141与齿轮50143连接，齿轮50143与齿条50142啮合。驱动横梁5013沿Y轴方向移动时，伺服电机50144驱动齿轮50143转动，由于齿轮50143与齿条50142的啮合，驱动滑板50141沿Y轴方向移动，从而实现横梁5013沿Y轴方向移动。通过齿轮50143与齿条50142的啮合，保证了横梁5013移动的稳定性。

实施例2。

一种基于实施例1所述电芯自动配方系统的配方方法，托盘上满载时电芯个数为N，其中A电芯的配组数为x，B电芯的配组数为y，x+y=N，x≥y，第一暂存输送线300上前排托盘中电芯累计个数为N1，第二暂存输送线400上后排托盘中电芯剩余个数为N2，步骤如下：

S1、准备工作

第一暂存输送线300上沿Y轴方向并排放置两个空载的托盘，上料段201输送两个满载B电芯的托盘至配组段202，顶升横移机构600将配组段202上满载B电芯的托盘横移至第二暂存输送线400上；

S2、开始配组：

S21、上料段201输送满载A电芯的托盘至配组段202的前排，取放料龙门500将配组段202上前排托盘中y个电芯搬运至第一暂存输送线300上的前排托盘中进行暂存，配组段202将其上前排托盘输送至配组段202的后排，取放料龙门500将第二暂存输送线400上后排托盘中y个电芯搬运至配组段202上后排托盘中完成配组，配组完后配组段202将其上后排托盘输送至下一个工序；

S22、循环步骤S21，当N1=x时，执行步骤S23，当N1＞x时，执行步骤S24；

S23、顶升横移机构600将第一暂存输送线300上前排托盘横移至配组段202的前排，第一暂存输送线300将其上后排托盘输送至前排，配组段202将其上前排托盘输送至后排，取放料龙门500将第二暂存输送线400上后排托盘中N2个电芯（即全部电芯）搬运至配组段202的后排托盘中完成配组，配组完后该托盘由配组段202输送至下一个工序，顶升横移机构600将第二暂存输送线400上后排托盘横移至第一暂存输送线300的后排，第二暂存输送线400将其上前排托盘输送至后排；

S24、顶升横移机构600将第一暂存输送线300上前排托盘横移至配组段202的前排，第一暂存输送线300将其上后排托盘输送至前排，取放料龙门500将配组段202上前排托盘中N1-x个电芯搬运至第一暂存输送线300上的前排托盘中暂存，配组段202将其上前排托盘输送至后排，取放料龙门500将第二暂存输送线400上后排托盘中N2个电芯（即全部电芯）搬运至配组段202的后排托盘中，再将第二暂存输送线400上前排托盘中y- N2个电芯搬运至配组段202的后排托盘中完成配组，配组完后该托盘由配组段202输送至下一个工序，顶升横移机构600将第二暂存输送线400上后排托盘横移至第一暂存输送线300的后排，第二暂存输送线400将其上前排托盘输送至后排；

S25、上料段201输送满载B电芯的托盘至配组段202的前排，顶升横移机构600将配组段202上前排托盘横移至第二暂存输送线400的前排，返回步骤S21。

下面以电池模组中电芯个数为N=10，其中A电芯的配组数x=8，B电芯的配组数y=2来详细说明本系统的配方方法：

准备工作

第一暂存输送线300上沿Y轴方向并排放置两个空载的托盘，上料段201输送两个满载B电芯的托盘至配组段202，配组段202内两个顶升横移机构600将满载B电芯的托盘托起，同时第二暂存输送线400内两个顶升横移机构600升起，四个顶升横移机构600同时工作，使得配组段202上满载B电芯的托盘横移至第二暂存输送线400上。

开始配组

首先上料段201输送满载A电芯的托盘至配组段202的前排，此时该托盘与第一暂存输送线300和第二暂存输送线400上的前排托盘对齐，三轴运动龙门架501驱动取料模组502移动，将配组段202上满载A电芯的托盘中2个A电芯搬运至第一暂存输送线300上的前排托盘中进行暂存，配组段202继续输送该托盘，直至该托盘与第一暂存输送线300和第二暂存输送线400上的后排托盘对齐，三轴运动龙门架501驱动放料模组503移动，将第二暂存输送线400上后排托盘中2个B电芯搬运至该托盘上完成配组，配组完后该托盘由配组段202输送至下一个工序，上料段201再次输送满载A电芯的托盘至配组段202前排，循坏上述操作，直至第一暂存输送线300上前排托盘中的电芯累计个数N1达到8个，此时第二暂存输送线400上后排托盘中的电芯剩余个数N2为2个，挡停组件1000启动挡住上料段201上输送来的满载B电芯的托盘，第一暂存输送线300内前排的顶升横移机构600将前排托盘托起，同时配组段202内前排的顶升横移机构600升起，两个顶升横移机构600同时工作，使得第一暂存输送线300上前排托盘横移至配组段202的前排，第一暂存输送线300将其上的后排托盘输送至前排，配组段202继续输送前排托盘，直至该托盘与第一暂存输送线300和第二暂存输送线400上的后排托盘对齐，三轴运动龙门架501驱动放料模组503移动，将第二暂存输送线400上后排托盘中的2个B电芯搬运至配组段202上的后排托盘完成配组，配组完后该托盘由配组段202输送至下一个工序，第二暂存输送线400内后排的顶升横移机构600将后排托盘托起，同时配组段202和第一暂存输送线300内后排的顶升横移机构600升起，三个顶升横移机构600同时工作，使得第二暂存输送线400上的后排托盘横移至第一暂存输送线300上的后排，第二暂存输送线400将其上的前排托盘输送至后排；然后挡停组件1000不再挡住上料段201上满载B电芯的托盘，上料段201将满载B电芯的托盘输送至配组段202的前排，配组段202内前排的顶升横移机构600将满载B电芯的托盘托起，同时第二暂存输送线400内前排的顶升横移机构600升起，两个顶升横移机构600同时工作，使得配组段202上满载B电芯的托盘横移至第二暂存输送线400的前排；最后上料段201继续输送满载A电芯的托盘至配组段202，从头开始。

下面再以电池模组中电芯个数为N=10，其中A电芯的配组数x=7，B电芯的配组数y=3来详细说明本系统的配方方法：

准备工作与上述相同，在此不再重复叙述。

开始配组

首先上料段201输送满载A电芯的托盘至配组段202的前排，三轴运动龙门架501驱动取料模组502移动，将配组段202上满载A电芯的托盘中3个A电芯搬运至第一暂存输送线300上的前排托盘中进行暂存，配组段202继续输送该托盘，直至该托盘与第一暂存输送线300和第二暂存输送线400上的后排托盘对齐，三轴运动龙门架501驱动放料模组503移动，将第二暂存输送线400上后排托盘中3个B电芯搬运至该托盘上完成配组，配组完后该托盘由配组段202输送至下一个工序，上料段201再次输送满载A电芯的托盘至配组段202的前排，循坏上述操作，直至第一暂存输送线300上前排托盘中的电芯累计个数N1达到9个，此时第二暂存输送线400上后排托盘中的电芯剩余个数N2为1个，挡停组件1000启动挡住上料段201上输送来的满载B电芯的托盘，顶升横移机构600将第一暂存输送线300上的前排托盘横移至配组段202的前排，第一暂存输送线300将后排托盘输送至前排，三轴运动龙门架501驱动取料模组502移动，将配组段202上前排托盘中的2个A电芯搬运至第一暂存输送线300上的前排托盘中暂存，配组段202继续输送前排托盘，直至该托盘与第一暂存输送线300和第二暂存输送线400上的后排托盘对齐，三轴运动龙门架501驱动放料模组503移动，先将第二暂存输送线400上后排托盘中的1个B电芯搬运至配组段202上的后排托盘，再从第二暂存输送线400上的前排托盘中搬运2个B电芯搬运至配组段202上的后排托盘完成配组，配组完后该托盘由配组段202输送至下一个工序，顶升横移机构600再将第二暂存输送线400上后排托盘横移至第一暂存输送线300上的后排，第二暂存输送线400将前排托盘输送至后排；然后挡停组件1000不再挡住上料段201上满载B电芯的托盘，上料段201将满载B电芯的托盘输送至配组段202前排，并通过顶升横移机构600将配组段202上满载B电芯的托盘横移至第二暂存输送线400的前排；然后上料段201再次输送满载A电芯的托盘至配组段202的前排，循坏上述操作，直至第一暂存输送线300上前排托盘中的电芯数量累计达到8个，此时第二暂存输送线400上后排托盘中的电芯数量减少至2个，挡停组件1000启动挡住上料段201上输送来的满载B电芯的托盘，顶升横移机构600将第一暂存输送线300上前排托盘横移至配组段202的前排，第一暂存输送线300将后排托盘输送至前排，三轴运动龙门架501驱动取料模组502移动，将配组段202上前排托盘中的1个A电芯搬运至第一暂存输送线300上的前排托盘中暂存，配组段202继续输送前排托盘，直至该托盘与第一暂存输送线300和第二暂存输送线400上的后排托盘对齐，三轴运动龙门架501驱动放料模组503移动，先将第二暂存输送线400上后排托盘中的2个B电芯搬运至配组段202上的后排托盘，再从第二暂存输送线400上的前排托盘中搬运1个B电芯搬运至配组段202上的后排托盘完成配组，配组完后该托盘由配组段202输送至下一个工序，第二暂存输送线400上后排托盘通过顶升横移机构600横移至第一暂存输送线300上的后排，第二暂存输送线400将前排托盘输送至后排；然后挡停组件1000不再挡住上料段201上满载B电芯的托盘，上料段201将满载B电芯的托盘输送至配组段202前排，并通过顶升横移机构600将配组段202上满载B电芯的托盘横移至第二暂存输送线400的前排；然后上料段201再次输送满载A电芯的托盘至配组段202的前排，循坏上述操作，直至第一暂存输送线300上前排托盘中的电芯数量累计达到7个，此时第二暂存输送线400上后排托盘中的电芯数量减少至3个，挡停组件1000启动挡住上料段201上输送来的满载B电芯的托盘，顶升横移机构600将第一暂存输送线300上前排托盘横移至配组段202的前排，第一暂存输送线300将后排托盘输送至前排，配组段202继续输送前排托盘，直至该托盘与第一暂存输送线300和第二暂存输送线400上的后排托盘对齐，三轴运动龙门架501驱动放料模组503移动，将第二暂存输送线400上后排托盘中的3个B电芯搬运至配组段202上的后排托盘完成配组，配组完后该托盘由配组段202输送至下一个工序，第二暂存输送线400上后排托盘通过顶升横移机构600横移至第一暂存输送线300上的后排，第二暂存输送线400将前排托盘输送至后排；然后挡停组件1000不再挡住上料段201上满载B电芯的托盘，上料段201将满载B电芯的托盘输送至配组段202前排，并由顶升横移机构600横移至第二暂存输送线400的前排；最后上料段201继续输送满载A电芯的托盘至配组段202的前排，从头开始。

实施例3。

为了实现准备工作时第一暂存输送线300上托盘的自动补给，以进一步提高本系统的自动化，在实施例1的基础上增设了倍数行程提升机800，用于将空载状态的托盘自动输送至第一暂存输送线300上。如图11和图12所示，倍数行程提升机800包括框架801、托架802、第二双排输送组件803和提升气缸804，框架801设置在工作台100旁，且位于第一暂存输送线300的尾部一侧，托架802设置在框架801内，且其两端分别与框架801滑动连接，第二双排输送组件803安装在托架802上，提升气缸804竖直安装在框架801上，且其驱动端驱动托架802上下移动。具体的，提升气缸804的驱动端安装有提升板805，提升板805的左右两端分别安装有链轮，链轮上套设有链条，链条的底端与托架802的中部连接。提升时，提升气缸804驱动提升板805上升，提升板805通过链轮和链条硬拉托架802。具体的，第二双排输送组件803的具体结构与实施例1中第一双排输送组件603的结构相类似，在此就不再详细描述。

准备工作时，空载状态的托盘放置在第二双排输送组件803上，提升气缸804驱动第二双排输送组件803上升，同时第一暂存输送线300内后排的顶升横移机构600升起，第二双排输送组件803和第一双排输送组件603上升至同一高度，第二双排输送组件803和第一双排输送组件603同时工作，使得第二双排输送组件803上托盘横移至第一暂存输送线300的后排，第一暂存输送线300将后排托盘输送至前排，提升气缸804驱动第二双排输送组件803下降复位，再次放置空载状态的托盘，并通过上述操作将其横移至第一暂存输送线300的后排。

当然，为了实现倍数行程提升机800上托盘的自动放置，可以在输送线200的下方再加一条空盘输送线专门输送空载状态的托盘，并通过空盘输送线内的顶升横移机构600实现空盘输送线上的托盘横移至倍数行程提升机800上。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种电芯自动配方系统，包括工作台（100）和输送线（200），其特征在于：所述输送线（200）包括

上料段（201），用于连续输送托盘，所述上料段（201）上托盘包括满载A电芯和满载B电芯两种状态，

配组段（202），沿Y轴方向设置于工作台（100）的中部，用于配组过程中托盘的输送；

还包括

第一暂存输送线（300），沿Y轴方向安装在工作台（100）上，且位于配组段（202）的一侧；

第二暂存输送线（400），沿Y轴方向安装在工作台（100）上，且相对于第一暂存输送线（300）设置在配组段（202）的另一侧；

所述第一暂存输送线（300）和第二暂存输送线（400）上沿Y轴方向分别容许放置两个托盘；

取放料龙门（500），跨装在工作台（100）上，将配组段（202）上托盘中的A电芯按预定数量搬运至第一暂存输送线（300）进行暂存，且将第二暂存输送线（400）上托盘中B电芯按预定数量搬运至配组段（202）上未满载A电芯的托盘上进行配组；

顶升横移机构（600），分别设置在配组段（202）、第一暂存输送线（300）和第二暂存输送线（400）内，将托盘在配组段（202）、第二暂存输送线（400）和第一暂存输送线（300）之间进行横移。

2.根据权利要求1所述的电芯自动配方系统，其特征在于：所述顶升横移机构（600）包括承载板（601）、顶升气缸（602）和第一双排输送组件（603），所述承载板（601）安装在工作台（100）上，所述顶升气缸（602）竖直设置，且其驱动端向下，所述顶升气缸（602）的缸体与第一双排输送组件（603）的底端连接，且其驱动端与承载板（601）连接。

3.根据权利要求2所述的电芯自动配方系统，其特征在于：所述第一双排输送组件（603）包括第一底板（6031）、第一双排输送组（6032）、第一双排输送电机（6033）和第一驱动轴（6034），所述第一底板（6031）设置在承载板（601）的正上方，所述顶升气缸（602）的缸体竖直安装在第一底板（6031）的顶端，且其驱动端穿过第一底板（6031），所述第一双排输送组（6032）为两组，对称安装在第一底板（6031）顶端的左右两侧，所述第一双排输送电机（6033）安装在第一底板（6031）的顶端中部，所述第一驱动轴（6034）为两根，分别设在第一双排输送组（6032）与第一双排输送电机（6033）之间，所述第一驱动轴（6034）的一端与第一双排输送组（6032）传动连接，且其另一端与第一双排输送电机（6033）的输出端传动连接。

4.根据权利要求3所述的电芯自动配方系统，其特征在于：所述第一双排输送组（6032）包括第一内侧板（60321）、第一双排驱动链轮（60322）、第一从动轮（60323）、第一双排输送链条（60324）和第一摩擦条（60325），所述第一内侧板（60321）安装在第一底板（6031）的顶端一侧，所述第一双排驱动链轮（60322）设置在第一内侧板（60321）的底端后侧，所述第一从动轮（60323）分布在第一内侧板（60321）上，所述第一双排输送链条（60324）传动套设于第一双排驱动链轮（60322）和第一从动轮（60323），所述第一摩擦条（60325）安装在第一内侧板（60321）的顶部，用于托住第一双排输送链条（60324）的上部，所述第一双排输送链条（60324）的上部突出第一内侧板（60321）的顶面，所述第一驱动轴（6034）的一端穿过第一内侧板（60321）与第一双排驱动链轮（60322）连接。

5.根据权利要求1所述的电芯自动配方系统，其特征在于：所述取放料龙门（500）包括三轴运动龙门架（501）、取料模组（502）和放料模组（503），所述三轴运动龙门架（501）安装在工作台（100）上，且跨设于配组段（202）、第二暂存输送线（400）和第一暂存输送线（300），所述取料模组（502）和放料模组（503）沿Y轴方向间隔的安装在三轴运动龙门架（501）的顶端。

6.根据权利要求5所述的电芯自动配方系统，其特征在于：所述三轴运动龙门架（501）包括纵梁（5011）、立柱（5012）、横梁（5013）、Y轴模组（5014）、X轴模组（5015）和Z轴模组（5016），所述纵梁（5011）设置在工作台（100）的上方，且对称位于工作台（100）的左右两侧，所述纵梁（5011）的底端通过立柱（5012）与工作台（100）的顶端连接，所述横梁（5013）为两根，且沿Y轴方向间隔并排设置，所述横梁（5013）的两端分别与纵梁（5011）的顶端滑动连接，所述Y轴模组（5014）安装在其中一个纵梁（5011）的顶端，用于驱动横梁（5013）沿Y轴方向移动，所述X轴模组（5015）水平安装在横梁（5013）的前侧，所述Z轴模组（5016）与X轴模组（5015）中的滑块连接，所述取料模组（502）与前排Z轴模组（5016）中的滑块连接，所述放料模组（503）与后排Z轴模组（5016）中的滑块连接。

7.根据权利要求6所述的电芯自动配方系统，其特征在于：所述取料模组（502）和放料模组（503）均包括安装板（5021）、第一无杆气缸（5022）、连接板（5023）、旋转气缸（5024）、夹爪气缸（5025）和视觉定位组（5026），所述取料模组（502）中的安装板（5021）与前排Z轴模组（5016）中的滑块连接，所述放料模组（503）中的安装板（5021）与后排Z轴模组（5016）中的滑块连接，所述第一无杆气缸（5022）水平安装在安装板（5021）的底端，所述连接板（5023）安装在第一无杆气缸（5022）中的滑块上，所述旋转气缸（5024）的缸体竖直安装在连接板（5023）的底端，所述夹爪气缸（5025）的缸体竖直安装在旋转气缸（5024）的驱动端，所述视觉定位组（5026）竖直安装在安装板（5021）的顶端，用于电芯的识别及定位。

8.根据权利要求6所述的电芯自动配方系统，其特征在于：所述Y轴模组（5014）包括滑板（50141）、齿条（50142）、齿轮（50143）和伺服电机（50144），所述滑板（50141）的顶端与横梁（5013）的一端连接，且其底端与纵梁（5011）的顶端滑动连接，所述齿条（50142）安装在纵梁（5011）的顶端，且位于滑板（50141）的下方，所述伺服电机（50144）的壳体竖直安装在滑板（50141）的顶端中部，且其输出端穿过滑板（50141）与齿轮（50143）连接，所述齿轮（50143）与齿条（50142）啮合。

9.根据权利要求1所述的电芯自动配方系统，其特征在于：还包括过渡机构（700），分别设置在配组段（202）和第一暂存输送线（300）之间以及配组段（202）和第二暂存输送线（400）之间，用于对托盘在配组段（202）、第二暂存输送线（400）和第一暂存输送线（300）之间横移时的过渡，所述过渡机构（700）包括电滚筒（701）和驱动电机（702），所述电滚筒（701）转动安装在工作台（100）上，所述电滚筒（701）为两个，且沿X轴方向并列设置，所述驱动电机（702）的输出端与电滚筒（701）传动连接，所述驱动电机（702）安装在工作台（100）上。

10.根据权利要求1所述的电芯自动配方系统，其特征在于：还包括倍数行程提升机（800），用于向第一暂存输送线（300）上输送空载状态的托盘，所述倍数行程提升机（800）包括框架（801）、托架（802）、第二双排输送组件（803）和提升气缸（804），所述框架（801）设置在工作台（100）旁，且位于第一暂存输送线（300）的尾部一侧，所述托架（802）设置在框架（801）内，且其两端分别与框架（801）滑动连接，所述第二双排输送组件（803）安装在托架（802）上，所述提升气缸（804）竖直安装在框架（801）上，且其驱动端驱动托架（802）上下移动。

11.一种基于如权利要求1-9任一所述电芯自动配方系统的配方方法，其特征在于：所述托盘上满载时电芯个数为N，其中A电芯的配组数为x，B电芯的配组数为y，x+y=N，x≥y，所述第一暂存输送线（300）上前排托盘中电芯累计个数为N1，所述第二暂存输送线（400）上后排托盘中电芯剩余个数为N2，步骤如下：

S1、准备工作

所述第一暂存输送线（300）上沿Y轴方向并排放置两个空载的托盘，所述上料段（201）输送两个满载B电芯的托盘至配组段（202），所述顶升横移机构（600）将配组段（202）上满载B电芯的托盘横移至第二暂存输送线（400）上；

S2、开始配组

S21、所述上料段（201）输送满载A电芯的托盘至配组段（202）的前排，所述取放料龙门（500）将配组段（202）上前排托盘中y个电芯搬运至第一暂存输送线（300）上的前排托盘中进行暂存，所述配组段（202）将其上前排托盘输送至配组段（202）的后排，所述取放料龙门（500）将第二暂存输送线（400）上后排托盘中y个电芯搬运至配组段（202）上后排托盘中完成配组，配组完后配组段（202）将其上后排托盘输送至下一个工序；

S22、循环步骤S21，当N1=x时，执行步骤S23，当N1＞x时，执行步骤S24；

S23、所述顶升横移机构（600）将第一暂存输送线（300）上前排托盘横移至配组段（202）的前排，所述第一暂存输送线（300）将其上后排托盘输送至前排，所述配组段（202）将其上前排托盘输送至后排，所述取放料龙门（500）将第二暂存输送线（400）上后排托盘中N2个电芯搬运至配组段（202）的后排托盘中完成配组，配组完后该托盘由配组段（202）输送至下一个工序，所述顶升横移机构（600）将第二暂存输送线（400）上后排托盘横移至第一暂存输送线（300）的后排，所述第二暂存输送线（400）将其上前排托盘输送至后排；

S24、所述顶升横移机构（600）将第一暂存输送线（300）上前排托盘横移至配组段（202）的前排，所述第一暂存输送线（300）将其上后排托盘输送至前排，所述取放料龙门（500）将配组段（202）上前排托盘中N1-x个电芯搬运至第一暂存输送线（300）上的前排托盘中暂存，所述配组段（202）将其上前排托盘输送至后排，所述取放料龙门（500）将第二暂存输送线（400）上后排托盘中N2个电芯搬运至配组段（202）的后排托盘中，再将第二暂存输送线（400）上前排托盘中y- N2个电芯搬运至配组段（202）的后排托盘中完成配组，配组完后该托盘由配组段（202）输送至下一个工序，所述顶升横移机构（600）将第二暂存输送线（400）上后排托盘横移至第一暂存输送线（300）的后排，所述第二暂存输送线（400）将其上前排托盘输送至后排；

S25、所述上料段（201）输送满载B电芯的托盘至配组段（202）的前排，所述顶升横移机构（600）将配组段（202）上前排托盘横移至第二暂存输送线（400）的前排，返回步骤S21。