CN205294281U - 热电池自动堆垛系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种热电池自动堆垛系统，包括支撑框架、预置工装、三坐标拾取机构、视觉检测机构、四轴机械手堆垛机构、转台上下料机构，所述支撑框架由工作台分为上、下两部分，在工作台顶面左侧安装预置工装，在预置工装的上方通过支柱在工作台上安装三坐标拾取机构，在预置工装的右侧工作台上安装视觉检测机构，在视觉检测机构的右侧工作台上安装四轴机械手堆垛机构，在支撑框架的前面安装一安装透明隔离板，在工作台上方的安全透明隔离板上制有一开口，在开口处的工作台上安装转台上下料机构，在工作台下方的支撑框架内安装有电控柜、工控机、气源组件及电磁阀。本系统实现了电堆单片自动拾取、检测、堆垛和上下料。

Description

热电池自动堆垛系统

技术领域

本实用新型属于热电池领域，涉及热电池电堆部件，即单体电池、集流片.石棉垫等的自动排布，尤其是一种热电池自动堆垛系统。

背景技术

在热电池生产工艺中，需要将单体电池、集流片、石棉垫等堆成垛。现阶段整个工艺流程均为手工操作，电池生产效率低，需要投入的人力较多，质量不稳定，缺少一套自动化解决系统，减少人力及提高质量和效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种减少人力、提高质量和效率的热电池自动堆垛系统。

本实用新型解决技术问题所采用的技术系统是：

一种热电池自动堆垛系统，包括支撑框架、预置工装、三坐标拾取机构、视觉检测机构、四轴机械手堆垛机构、转台上下料机构，所述支撑框架由工作台分为上、下两部分，在工作台顶面左侧安装预置工装，在预置工装的上方通过支柱在工作台上安装三坐标拾取机构，在预置工装的右侧工作台上安装视觉检测机构，在视觉检测机构的右侧工作台上安装四轴机械手堆垛机构，在支撑框架的前面安装一安装透明隔离板，在工作台上方的安全透明隔离板上制有一开口，在开口处的工作台上安装转台上下料机构，在支撑框架的前面工作台的前侧边上安装启动按钮，在工作台下方的支撑框架内安装有电控柜、工控机、气源组件及电磁阀。

而且，所述的预置工装包括托板，在托板上均匀间隔制有多个圆环台，在每一圆环台内均嵌装一堆垛工装，所述堆垛工装由一底板及四根限位柱构成，在圆形底板的周边径向对称竖直固装四根限位柱，在四根限位柱间的底板上堆放多个单片，在每一圆环台内的托板上均制有两个防呆销，在堆垛工装的底板上与防呆销对应制有两防呆孔，防呆销插入防呆孔内，所述堆垛工装上两防呆孔的孔距根据单片的型号不同而不同，对应的两防呆销的间距也不同，在堆垛工装的底板中心制有一检测孔，在检测孔内安装缺料传感器。

而且，所述的三坐标拾取机构包括XYZ电动滑台、摄像头及真空吸盘，在XYZ电动滑台的Z向底部通过支撑板安装有真空吸盘，在支撑板上安装有摄像头。

而且，所述的视觉检测机构包括至上而下排布的上面检测视觉系统、视觉检测中转电缸、底面检测视觉系统，上面检测视觉系统通过高架安装在视觉检测中转电缸的一侧上方，上面检测视觉系统的摄像头朝下，在视觉检测中转电缸的另一侧与视觉检测中转电缸间隔通过矮架安装底面检测视觉系统，底面检测视觉系统的摄像头朝上，在视觉检测中转电缸的旁边安装一废料盒。

而且，所述的四轴机械手堆垛机构包括安装底座、四轴机械手及吸盘，四轴机械手通过底座安装在工作台上，在四轴机械手的终端安装吸盘。

而且，所述的转台上下料机构包括两工位转台、转盘及挡板，在转台的上面安装转盘，在转盘的中部安装一挡板，在挡板两侧的转盘上各放置一堆垛工装。

而且，在透明隔离板的外面上部安装一触摸屏。

而且，在支撑框架的顶部安装一塔灯。

而且，在支撑框架的两侧和后侧都安装有安全门。

而且，在支撑框架的前面两侧立柱上对称安装有安全光栅。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本系统为热电池自动堆垛系统，实现了电堆单片自动拾取、检测、堆垛和上下料。(即单体电池.集流片.石棉垫等组件的自动排布)。

2、本系统除了使用四轴机械手实现自动取放排布电堆组件和利用视觉检测部件正反面是否有裂痕之外，利用视觉拍照及工控机，监控存储每一组取放单片的次序图片，以备查询之用。

3、本系统采用两工位转台进行上下料，在上下料工位，人工贴标签和扫码。以便配合记录数据，利用视觉拍照，以对照该产品存储的单片组装次序图片，方便检查。

4、本系统预置工装具备防呆功能，确保每种单片正确放入设备对应的备料位置，

5、以30片为为例，本系统堆垛一个产品工作周期为2.5分钟。

附图说明

图1为本系统的立体结构图；

图2为预置工装的立体结构图；

图3为预置工装托板的立体结构图；

图4为堆垛工装的立体结构图；

图5为三坐标拾取机构结构示意图；

图6为视觉检测机构结构示意图；

图7为四轴机械手堆垛机构结构示意图；

图8为转台上下料机构结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种热电池自动堆垛系统，包括支撑框架1、预置工装14、三坐标拾取机构3、视觉检测机构6、四轴机械手堆垛机构5、转台上下料机构10，所述支撑框架由工作台13分为上、下两部分，在工作台顶面左侧安装预置工装，在预置工装的上方通过支柱在工作台上安装三坐标拾取机构，在预置工装的右侧工作台上安装视觉检测机构，在视觉检测机构的右侧工作台上安装四轴机械手堆垛机构。在支撑框架的前面安装一安装透明隔离板2，确保四轴机械手不会伤到操作者。在工作台上方的安全透明隔离板上制有一开口，在开口处的工作台上安装转台上下料机构。在透明隔离板的外面上部安装一触摸屏15。

在支撑框架的顶部安装一塔灯4，在支撑框架的前面工作台的前侧边上安装启动按钮12，在支撑框架的前面两侧立柱上对称安装有安全光栅8，避免工装进出时伤害操作者。在工作台下方的支撑框架内安装有电控柜7、工控机9、气源组件及电磁阀11。而且，在支撑框架的两侧和后侧都安装有安全门，方便补充原材料以及设备的维修保养。

所述的预置工装如图2所示，包括托板18，在托板上均匀间隔制有多个圆环台17，在每一圆环台内均嵌装一堆垛工装16，所述堆垛工装如图3所示，由一底板22及四根限位柱19构成，在圆形底板的周边径向对称竖直固装四根限位柱，在四根限位柱间的底板上堆放多个单片(图中未示出)。在每一圆环台内的托板上均制有两个防呆销23，在堆垛工装的底板上与防呆销对应制有两防呆孔21，防呆销插入防呆孔内。由于单片的型号不同，所以设计的工装上两防呆孔的孔距也不同，对应的两防呆销的间距也不同，这样不仅可以避免单片放错位置，也可以避免堆垛工装放错位置。在堆垛工装的底板中心制有一检测孔20，在检测孔内的托板上安装缺料传感器24，当单片用完之后，报警提示补料。

预置工装的作用是生产前为设备准备好当前产品要用到的原材料单片，方便拾取机构到指定位置拾取和摆放。预置工装结构防呆设计，确保各类单片被摆放到了正确的送料位置。生产过程中当出现缺少原材料的情况，设备会自动报警，提示操作人员及时补充原材料。

所述的三坐标拾取机构如图5所示，包括XYZ电动滑台25、摄像头26及真空吸盘27，在XYZ电动滑台的Z向底部通过支撑板安装有真空吸盘，用于吸取单片，在支撑板上安装有摄像头。三坐标拾取机构的作用是自动按照设定好的次序依次拾取原材料单片，并放到视觉检测机构内。每次当拾取单片时，摄像头会记录当前单片的编号，便于存储视频以核查拾取单片的次序是否正确。

所述的视觉检测机构如图6所示，包括至上而下排布的上面检测视觉系统28、视觉检测中转电缸30、底面检测视觉系统31，上面检测视觉系统通过高架安装在视觉检测中转电缸的一侧上方，上面检测视觉系统的摄像头朝下，在视觉检测中转电缸的另一侧与视觉检测中转电缸间隔通过矮架安装底面检测视觉系统，底面检测视觉系统的摄像头朝上，在视觉检测中转电缸的旁边安装一废料盒29。三坐标拾取机构把单片移动到底面检测位置，底面检测视觉系统对单片底面进行检测，看看底面有没有裂痕存在。然后摆放到检测中转电缸的工装内，运动至上面检测位置，上面检测视觉系统检测完成后回到原点，等待堆垛。如果检测为不良品，则由四轴机械手把不良品放入不良品盒内进行回收。

所述的四轴机械手堆垛机构如图7所示，包括安装底座32、四轴机械手33及吸盘34，四轴机械手通过底座安装在工作台上，在四轴机械手的终端安装吸盘。用于拾取和自动完成单片的堆垛摆放。

所述的转台上下料机构如图8所示包括两工位转台37、转盘36及挡板35，在转台的上面安装转盘，在转盘的中部安装一挡板。在挡板两侧的转盘上各放置一堆垛工装。在工人操作的位置与机械手工作的位置之间用隔板隔离开来，确保任何情况下机械手不会伤到操作者。

本系统可以实现电堆自动拾取、检测、堆垛和上下料。工艺流程为：上料准备→启动按钮→视觉检测→自动堆垛→转台转动→贴标签→扫描标签→取走产品。具体步骤如下：

1，操作者把空工装放到两工位转台上，双手启动按钮。

2，空工装自动进入设备内部堆垛位置。

3，三坐标拾取机构按次序拾取单片，然后移动到第一个视觉检测位置，先检测单片下面有无裂痕，再放到上面视觉检测传送电缸上，电缸移动至视觉下方，检测上面是否有裂痕，检测完成，单片运行回原点位置。

4，如果合格则等待四轴机械手拾取堆垛，如果不合格则由四轴机械手放入废料箱里。再拾取检测单片的过程中采用摄像头自动记录取单片的顺序，并保存相关视频到工控机内。

5，四轴机械手依次取放原材料，自动完成整个堆垛的过程。

6，两工位转台把堆垛完成的工装旋转送出，并把空工装旋入。

7，操作者手动贴标签并用扫码枪扫码，然后取走完工的产品。

8，重复上述1-6步动作，进行下一个产品的堆垛作业。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种热电池自动堆垛系统，其特征在于：包括支撑框架、预置工装、三坐标拾取机构、视觉检测机构、四轴机械手堆垛机构、转台上下料机构，所述支撑框架由工作台分为上、下两部分，在工作台顶面左侧安装预置工装，在预置工装的上方通过支柱在工作台上安装三坐标拾取机构，在预置工装的右侧工作台上安装视觉检测机构，在视觉检测机构的右侧工作台上安装四轴机械手堆垛机构，在支撑框架的前面安装一安装透明隔离板，在工作台上方的安全透明隔离板上制有一开口，在开口处的工作台上安装转台上下料机构，在支撑框架的前面工作台的前侧边上安装启动按钮，在工作台下方的支撑框架内安装有电控柜、工控机、气源组件及电磁阀。

2.根据权利要求1所述的热电池自动堆垛系统，其特征在于：所述的预置工装包括托板，在托板上均匀间隔制有多个圆环台，在每一圆环台内均嵌装一堆垛工装，所述堆垛工装由一底板及四根限位柱构成，在圆形底板的周边径向对称竖直固装四根限位柱，在四根限位柱间的底板上堆放多个单片，在每一圆环台内的托板上均制有两个防呆销，在堆垛工装的底板上与防呆销对应制有两防呆孔，防呆销插入防呆孔内，所述堆垛工装上两防呆孔的孔距根据单片的型号不同而不同，对应的两防呆销的间距也不同，在堆垛工装的底板中心制有一检测孔，在检测孔内安装缺料传感器。

3.根据权利要求1所述的热电池自动堆垛系统，其特征在于：所述的三坐标拾取机构包括XYZ电动滑台、摄像头及真空吸盘，在XYZ电动滑台的Z向底部通过支撑板安装有真空吸盘，在支撑板上安装有摄像头。

4.根据权利要求1所述的热电池自动堆垛系统，其特征在于：所述的视觉检测机构包括至上而下排布的上面检测视觉系统、视觉检测中转电缸、底面检测视觉系统，上面检测视觉系统通过高架安装在视觉检测中转电缸的一侧上方，上面检测视觉系统的摄像头朝下，在视觉检测中转电缸的另一侧与视觉检测中转电缸间隔通过矮架安装底面检测视觉系统，底面检测视觉系统的摄像头朝上，在视觉检测中转电缸的旁边安装一废料盒。

5.根据权利要求1所述的热电池自动堆垛系统，其特征在于：所述的四轴机械手堆垛机构包括安装底座、四轴机械手及吸盘，四轴机械手通过底座安装在工作台上，在四轴机械手的终端安装吸盘。

6.根据权利要求1所述的热电池自动堆垛系统，其特征在于：所述的转台上下料机构包括两工位转台、转盘及挡板，在转台的上面安装转盘，在转盘的中部安装一挡板，在挡板两侧的转盘上各放置一堆垛工装。

7.根据权利要求1所述的热电池自动堆垛系统，其特征在于：在透明隔离板的外面上部安装一触摸屏。

8.根据权利要求1所述的热电池自动堆垛系统，其特征在于：在支撑框架的顶部安装一塔灯。

9.根据权利要求1所述的热电池自动堆垛系统，其特征在于：在支撑框架的两侧和后侧都安装有安全门。

10.根据权利要求1所述的热电池自动堆垛系统，其特征在于：在支撑框架的前面两侧立柱上对称安装有安全光栅。