CN209125835U - 柔性定位夹爪、柔性组装机器人及电池模组柔性组装线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了柔性定位夹爪、柔性组装机器人及电池模组柔性组装线，其中柔性定位夹爪，包括基板，所述基板的下方设置有用于抓取物件的浮动夹爪，所述基板的两侧设置有用于定位待抓取物件和安装位置的激光测距仪和/或图像采集装置。本方案设计精巧，结构简单，通过激光测距和视觉定位的组合，大大提高了电池模组定位及安装位置定位的准确性，有效的解决来料和安装位置都是柔性，位置不确定所带来的难以准确抓取和安装的问题，为自动化、智能化装包的实现奠定了技术基础。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动化组装设备领域，尤其是柔性定位夹爪、柔性组装机器人及电池模组柔性组装线。
背景技术
PACK成组工艺是动力电池包生产的关键性步骤，其重要性也随着电动汽车市场的不断扩大而显得越来越明显。
为了能够将电池模组智能、自动化安装至PACK包中，需要相应的自动化装包设备，然而，由于在电池包安装中，电池模块的位置、PACK中的安装位置都是柔性变化的，因此如何快速识别电池模组、准确夹取电池模组以及安装到park包当中相应位置成为开发这类自动化装包设备所必须解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种柔性定位夹爪、柔性组装机器人及电池模组柔性组装线。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
柔性定位夹爪，包括基板，所述基板的下方设置有用于抓取物件的浮动夹爪，所述基板的两侧设置有用于定位待抓取物件和安装位置的激光测距仪和/或图像采集装置。
优选的，所述的柔性定位夹爪中，所述浮动夹爪包括所述基板下方设置地可相对其上下浮动的浮动板，所述浮动板的两端外分别设置有夹板，两端的夹板分别连接驱动它们相向和背向移动的动力装置，所述动力装置位于所述浮动板上。
优选的，所述的柔性定位夹爪，所述浮动板的底部顶角位置设置有一组与电池模组上的定位孔匹配的定位柱。
优选的，所述的柔性定位夹爪，所述浮动板上还设置有位于两端的夹板之间且可相对所述浮动板垂直移动的下料推杆。
优选的，所述的柔性定位夹爪，每个所述夹板的内表面设置有突出的定位销。
优选的，所述的柔性定位夹爪，所述夹板可滑动地设置于所述浮动板上的导轨上且连接驱动其沿导轨滑动的夹爪气缸。
优选的，所述的柔性定位夹爪，所述基板的两侧设置有用于定位工件和安装位置的图像采集装置和/或激光测距仪。
柔性组装机器人，包括上述任一的柔性定位夹爪，所述柔性定位夹爪通过法兰连接驱动其至少进行三轴移动的移动组件。
优选的，所述的柔性组装机器人中，所述移动组件为6轴机器人。
电池模组柔性组装线，包括上述任一的柔性组装机器人，还包括至少一条电池模组上料线及工件输送线。
本实用新型技术方案的优点主要体现在：
本方案设计精巧，结构简单，通过激光测距和视觉定位的组合，大大提高了电池模组定位及安装位置定位的准确性，有效的解决来料和安装位置都是柔性，位置不确定所带来的难以准确抓取和安装的问题，为自动化、智能化装包的实现奠定了技术基础。
特制的浮动夹爪架构能够在夹持时防止定位柱与电池模组硬接触以及能够在安装时避免电池模组与工件硬接触，有利于减小组装过程中对电池模组的损伤；夹板上的定位销，有效的防止电芯模组从夹板间脱落，保证了夹持的稳定性，同时，可以减小对电池模组施加的夹持力，进一步保证电池的安全性。
下料推杆的设置，能够有效的防止定位柱将电芯模组卡住，无法下料，保证了安装的有效性。
结合六轴机器人，安装的便利性和准确性，同时节约很多夹具成本，并且可以快速切换不同产品类型。
附图说明
图 1 是本实用新型的柔性定位夹爪的主视图；
图 2 是本实用新型的柔性定位夹爪的侧视图；
图 3是的电池模组柔性组装线的示意图（图中未示出工件输送线、控制装置）。
具体实施方式
本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。
在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。
下面结合附图对本实用新型揭示的柔性定位夹爪进行阐述，其优选用于电芯模组的夹取及安装，如附图1所示，其包括基板1，所述基板1上设置有用于连接其他部件的法兰10，所述基板1的下方设置有浮动夹爪。
如附图1所示，所述浮动夹爪包括位于所述基板1下方且可相对基板1上下浮动地浮动板2，具体浮动是在所述基板1上设置有一组导套5，所述导套5分布于所述基板1的四个顶角位置，每个所述导套5中可滑动设置有垂设于浮动板2的导向杆6，所述导向杆6的外围套设有一端抵靠于浮动板2，另一端抵靠于导套5下端的弹簧7。
如附图1、附图2所示，所述浮动板2的两端外分别设置有延伸到其下方一定距离的夹板3，每端的夹板3为两个且间隙设置，所述夹板3相对的端面为曲面，并且两端的夹板3分别连接驱动它们相向和背向移动的动力装置4，所述动力装置4位于所述浮动板2上。
具体来看，如附图1所示，每一端的两个夹板3连接一个所述动力装置4，所述动力装置4包括设置于所述浮动板2上的导轨41，所述导轨41上可滑动地设置有安装架42，所述安装架连接两个所述夹板3且连接驱动其沿所述导轨41滑动的夹爪气缸43。
由于每个夹爪3的内表面为平面，电池模组的侧壁也是平面，因此在夹持时存在电池模组脱落的风险，对应的，如附图1所示，在每个所述夹板3的内表面31设置有突出的定位销32，所述定位销32与电池模组侧壁处的孔对应，通过定位销32嵌入到电池模组侧壁的孔中，从而可以有效的防止电池模组出现松脱的风险，同时可以减小对电池模组施加的夹持力，避免造成电池模组损伤。
另外，为了保证电池模组在所述柔性定位夹爪上的夹持位置的准确性和一致性，如附图1所示，在所述浮动板2的底部设置有一组与电池模组上的定位孔结构匹配的定位柱8，所述定位柱8为4个且分别对应电池模组四个顶角位置处的定位孔，它们的末端为锥形且高于所述夹板3的末端。
同时，为了使电池模组有效的从所述柔性定位夹爪上实现下料，如附图2所示，在所述浮动板2上还设置有位于两端的夹板3之间且可相对所述浮动板2垂直移动的下料推杆9，每一端的所述下料推杆9位于其相同端的两个夹板3的中间，其包括推杆91及驱动其上下移动的卸料气缸92。
由于在上下料时，电池模组的位置和待安装的位置是不确定的，因此为了便于进行准确的确定待安装的电池模组位置和确定待安装位置，因此如附图2所示，在所述基板1的两侧设置有用于定位工件和安装位置的图像采集装置20和/或激光测距仪30，优选两者都有，从而两者可以协同工作，提高位置检测精度。
本实用新型同时还揭示了一种柔性组装机器人，如附图3所示，包括所述的柔性定位夹爪100，所述柔性定位夹爪100通过法兰连接驱动其至少进行三轴移动的移动组件200，所述移动组件200为6轴机器人，当然也可以是其他能够驱动柔性定位夹爪100进行多轴移动的结构，例如多个直线导轨两两垂直设置构成的结构。
本实用新型同时还揭示了电池模组柔性组装线，如附图3所示，包括所述的柔性组装机器人，还包括至少一条电池模组上料线300及用于输送电池Pack包的工件输送线，其还包括用于控制整个电池模组柔性组装线工作的控制装置（图中未示出）。
整个电池模组柔性组装线工作时，工件输送线将承载有一组电池模组400的料盘输送到上料位置，所述6轴机器人将柔性定位夹爪100移动到工件输送线上方，通过激光测距仪和相机协同工作定位电池模组的位置，定位后，6轴机器人移动柔性定位夹爪100使其上的定位柱8分别嵌入到电池模组上的定位孔中，同时其两端的夹板3位于电池模组的两侧；接着两个夹爪气缸43驱动两端的夹板3夹紧，每个夹板3上的定位销32嵌入到电池模组侧壁的一个孔中，从而将电池模组夹持。
然后6轴机器人驱动柔性定位夹爪100将电池模组移动至携带工件的AGV小车上方，通过激光测距仪和相机定位需要安装电池模组的位置，6轴机器人将柔性定位夹爪100上的电池模组移动至安装位置，所述夹爪气缸使两端的夹板3打开，接着所述下料推杆的气缸驱动推杆伸出，从而将电池模组安装到Pack包中。
按照上述过程依次安装所有的电池模组。
本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.柔性定位夹爪，其特征在于：包括基板（1），所述基板（1）的下方设置有用于抓取物件的浮动夹爪，所述基板（1）的两侧设置有用于定位待抓取物件和安装位置的图像采集装置（20）和/或激光测距仪（30）。
2.根据权利要求1所述的柔性定位夹爪，其特征在于：所述浮动夹爪包括所述基板（1）下方设置地可相对其上下浮动的浮动板（2），所述浮动板（2）的两端外分别设置有夹板（3），两端的夹板（3）分别连接驱动它们相向和背向移动的动力装置（4），所述动力装置（4）位于所述浮动板（2）上。
3.根据权利要求2所述的柔性定位夹爪，其特征在于：所述基板（1）上设置有一组导套（5），每个所述导套中可滑动设置有垂设于浮动板（2）的导向杆（6），所述导向杆（6）的外围套设有一端抵靠于浮动板（2），另一端抵靠于导套（5）下端的弹簧（7）。
4.根据权利要求2所述的柔性定位夹爪，其特征在于：所述浮动板（2）的底部顶角位置设置有一组与电池模组上的定位孔匹配的定位柱（8）。
5.根据权利要求2所述的柔性定位夹爪，其特征在于：所述浮动板（2）上还设置有位于两端的夹板（3）之间且可相对所述浮动板垂直移动的下料推杆（9）。
6.根据权利要求2所述的柔性定位夹爪，其特征在于：每个所述夹板（3）的内表面（31）设置有突出的定位销（32）。
7.根据权利要求2所述的柔性定位夹爪，其特征在于：所述夹板（3）可滑动地设置于所述浮动板（2）上的导轨（41）上且连接驱动其沿导轨滑动的夹爪气缸（43）。
8.柔性组装机器人，其特征在于:包括权利要求1-7任一所述的柔性定位夹爪（100），所述柔性定位夹爪（100）通过法兰连接驱动其至少进行三轴移动的移动组件（200）。
9.根据权利要求8所述的柔性组装机器人，其特征在于:所述移动组件（200）为6轴机器人。
10.电池模组柔性组装线，其特征在于：包括权利要求8或9所述的柔性组装机器人，还包括至少一条电池模组上料线（300）及工件输送线。
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Date of cancellation: 20221219 Granted publication date: 20190719 Pledgee: Shanghai Bank Co.,Ltd. Suzhou Branch Pledgor: Jieyun intelligent equipment (Suzhou) Co.,Ltd. Registration number: Y2022320010085 |