CN216370994U - 一种基于视觉定位的电芯组装机构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于视觉定位的电芯组装机构，包括工作台、转盘组件、第一视觉组件、抓取组件、第二视觉组件；所述转盘组件、第一视觉组件、抓取组件、第二视觉组件均设置在所述工作台上；所述转盘组件依次设置有上料工位、图像采集工位、保压工位、以及下料工位；所述第一视觉组件与所述图像采集工位相邻设置；所述第二视觉组件沿所述保压工位相邻设置；所述抓取组件与所述第二视觉组件相邻设置，且抓取组件上端在所述第二视觉组件上端、保压工位上移动。实现了自动装配，精度高，同时提升产品效率和优率。

Description

一种基于视觉定位的电芯组装机构

技术领域

本申请涉及电池生产技术领域，更具体地，涉及一种基于视觉定位的电芯组装机构。

背景技术

目前在电池制造行业，由于工艺需要，需要对电芯,外壳进行组合装配的操作，比如将电芯和一种钢壳组合装配在一起，再进行下一步的工艺操作。对这些装配操作，通常是有尺寸管控要求的。

而在传统工艺中，此操作由人工进行，人工进行装配操作时，人工操作的速度慢，且难以管控装配尺寸的，当尺寸不符合品质管控要求是，通常会进行返工操作，甚至是报废，造成成本的增加。而随着PACK工艺的自动化装配程度越来越高，传统的人工装配操作已经不能满足PACK的新技术的要求。

实用新型内容

本申请为克服现有技术中的人工操作的速度慢，且难以管控装配尺寸的，当尺寸不符合品质管控要求是，通常会进行返工操作，甚至是报废，造成成本的增加的问题，本申请所要解决的技术问题是提供一种基于视觉定位的电芯组装机构。

一种基于视觉定位的电芯组装机构，包括工作台、转盘组件、第一视觉组件、抓取组件、第二视觉组件；

所述转盘组件、第一视觉组件、抓取组件、第二视觉组件均设置在所述工作台上；所述转盘组件依次设置有上料工位、图像采集工位、保压工位、以及下料工位；所述第一视觉组件与所述图像采集工位相邻设置；所述第二视觉组件沿所述保压工位相邻设置；所述抓取组件与所述第二视觉组件相邻设置，且抓取组件上端在所述第二视觉组件上端、保压工位上移动。

可选地，所述转盘组件包括转盘支架、转盘电机、转盘、以及固定组件，所述转盘支架设置在所述工作台上，所述转盘设置在所述转盘支架上端，所述转盘电机与转盘驱动连接；所述固定组件固定设置在所述转盘上表面。

可选地，所述固定组件包括固定座，所述固定座呈上窄下宽的梯台形结构，所述固定座上端设置有凹槽，所述凹槽设置有至少一个第一吸气孔，所述第一吸气孔下端与进气管连接。

可选地，所述固定组件的数量为4件，多个所述固定组件等距分布在所述转盘上表面，且固定组件通过转盘旋转依次通过上料工位、图像采集工位、保压工位、下料工位。

可选地，所述第一视觉组件包括第一支架、横移组件、升降组件、第一相机、以及第一光源，

所述第一支架固定在所述工作台上，所述横移组件设置在所述第一支架上端，所述升降组件设置在所述横移组件上且由横移组件驱动横向移动；所述第一相机、第一光源设置在所述升降组件上且由升降组件驱动升降移动，所述第一光源设置在所述第一相机下方，且所述第一光源组件设置有供第一相机采集的第一通槽。

可选地，所述第二视觉组件包括第二支架、第二相机、以及第二光源，

所述第二支架固定设置在工作台上，所述第二相机、第二光源均设置在所述第二支架上，且所述第二光源设置在所述第二相机上端，且所述第二光源组件设置有供第二相机采集的第二通槽。

可选地，所述抓取组件包括第三支架、多轴机器人、以及吸盘组件；

所述第三支架固定在所述工作台上，所述多轴机器人设置在所述第三支架上端，所述吸盘组件设置在所述多轴机器人自由端且有多轴机器人驱动进行多轴移动。

可选地，所述吸盘组件包括底座、第一连接臂、第二连接臂、第一气缸、第二气缸，所述底座上端固定在所述多轴机器人上，所述底座两侧分别设置第一固定槽、第二固定槽；

所述第一气缸固定在所述第一固定槽，且第一气缸的驱动轴穿过第一固定槽与第一连接臂连接；所述第二气缸固定在所述第二固定槽，且第二气缸的驱动轴穿过第二固定槽与第二连接臂连接。

可选地，所述底座下端和/或第一连接臂和/或第二连接臂设置有至少一个第二吸气孔，所述第二吸气孔下端与进气管连接。

可选地，所述工作台还设置有电芯上料组件，所述电芯上料组件与所述抓取组件相邻设置。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：本申请在上料组件将电芯外壳上料到固定组件上，通过第一视觉组件对电芯外壳进行图像采集；通过第二视觉组件对抓取组件的电芯进行图像采集，结合电芯外壳、电芯的图像纠偏，将电芯保压在电芯外壳上。实现了自动装配，精度高，同时提升产品效率和优率。

附图说明

图1为本申请实施例的本机构整体示意图。

图2为本申请实施例的转盘组件示意图。

图3为本申请实施例的第一视觉组件示意图。

图4为本申请实施例的第二视觉组件示意图。

图5为本申请实施例的抓取组件示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本申请作进一步的说明。

本申请实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

此外，若有“第一”、“第二”等术语仅用于描述目的，主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

实施例1，

在如图1-5实施例中，本申请提供了一种基于视觉定位的电芯组装机构，包括工作台1、转盘组件2、第一视觉组件3、抓取组件4、第二视觉组件5；转盘组件2、第一视觉组件3、抓取组件4、第二视觉组件5均设置在工作台1上；转盘组件2依次设置有上料工位、图像采集工位、保压工位、以及下料工位；第一视觉组件3与图像采集工位相邻设置；第二视觉组件5沿保压工位相邻设置；抓取组件4与第二视觉组件5相邻设置，且抓取组件4上端在第二视觉组件5上端、保压工位上移动。

在本实施例中，先将外壳放入转盘组件2的上料工位上，转动转盘组件2到达下一个工位，即是图像采集工位，第一视觉组件3移动到转盘组件2的图像采集工位，在电芯外壳的上方进行拍照。第二视觉组件5可以是相机光源组合，第一相机是安装在上方，第一相机从上方向下方拍照，第一光源也是由上方向下方照明。第一相机拍照后，获取电芯外壳的图像，软件计算出外壳的坐标基准。抓取组件4吸起电芯，放在第二视觉组件5的上方，第二视觉组件5可以是相机光源组合，第二相机是安装在下方，第二相机可以从下方向上方拍照，第二光源也是由下方向上方照明。第二相机拍照后，获取电芯的图像，软件计算出电芯的坐标基准。软件中通过获得的外壳图像和电芯图像，进行图像处理，分别找出电芯外壳和电芯的基准坐标，并计算处两者之间的偏移差值。软件将偏移值传递给机器人。同时，转盘转动到保压工位，抓取组件4移动到保压工位上方新的坐标位置，并在Z轴向下移动，完成电芯和电芯外壳的贴合装配。

本申请在上料组件将电芯外壳上料到固定组件上，通过第一视觉组件3对电芯外壳进行图像采集；通过第二视觉组件5对抓取组件4的电芯进行图像采集，结合电芯外壳、电芯的图像纠偏，将电芯保压在电芯外壳上。实现了自动装配，精度高，同时提升产品效率和优率。

实施例2，

参见图2，转盘组件2包括转盘支架21、转盘电机、转盘22、以及固定组件23，转盘支架21设置在工作台1上，转盘22设置在转盘支架21上端，转盘电机与转盘驱动连接；固定组件23固定设置在转盘22上表面。在本实施例中，转盘22通过在转盘电机进行驱动旋转，带动固定组件23进行转动，且分别在上料工位、图像采集工位、保压工位、以及下料工位停下进行加工。固定组件23包括固定座24，固定座24呈上窄下宽的梯台形结构，固定座24上端设置有凹槽25，凹槽25设置有至少一个第一吸气孔26，第一吸气孔26下端与进气管连接。电芯外壳固定在固定座24上表面，且通过第一吸气孔26进行真空吸气固定。固定组件23的数量为4件，多个固定组件23等距分布在转盘上表面，且固定组件23通过转盘旋转依次通过上料工位、图像采集工位、保压工位、下料工位。在本实施例中，电芯外壳从上料工位进行上料，依次通过图像采集工位对电芯外壳进行图像采集，通过保压工位进行电芯组装，在下料工位进行下料。在本实施例中，在上料工位、下料组件可以通过人工或者多轴机器人进行上下料。

实施例3，

参见图3，第一视觉组件3包括第一支架31、横移组件32、升降组件33、第一相机34、以及第一光源35，第一支架31固定在工作台1上，横移组件32设置在第一支架31上端，升降组件33设置在横移组件32上且由横移组件32驱动横向移动；第一相机34、第一光源35设置在升降组件33上且由升降组件33驱动升降移动，第一光源35设置在第一相机34下方，且第一光源35组件设置有供第一相机34采集的第一通槽。第一视觉组件3移动到转盘组件2的图像采集工位，在电芯外壳的上方进行拍照。第二视觉组件5可以是相机光源组合，第一相机34是安装在上方，第一相机34从上方向下方拍照，第一光源35也是由上方向下方照明。第一相机34拍照后，获取电芯外壳的图像，软件计算出外壳的坐标基准。

实施例4，

参见图4，第二视觉组件5包括第二支架51、第二相机52、以及第二光源53，第二支架51固定设置在工作台1上，第二相机52、第二光源53均设置在第二支架51上，且第二光源53设置在第二相机52上端，且第二光源53组件设置有供第二相机52采集的第二通槽54。抓取组件4吸起电芯，放在第二视觉组件5的上方，第二视觉组件5可以是相机光源组合，第二相机52是安装在下方，第二相机52可以从下方向上方拍照，第二光源53也是由下方向上方照明。第二相机52拍照后，获取电芯的图像，软件计算出电芯的坐标基准。软件中通过获得的外壳图像和电芯图像，进行图像处理，分别找出电芯外壳和电芯的基准坐标，并计算处两者之间的偏移差值。软件将偏移值传递给机器人。同时，转盘转动到保压工位，抓取组件4移动到保压工位上方新的坐标位置，并在Z轴向下移动，完成电芯和电芯外壳的贴合装配。

实施例5，

参见图5，抓取组件4包括第三支架41、多轴机器人42、以及吸盘组件43；第三支架41固定在工作台1上，多轴机器人42设置在第三支架41上端，吸盘组件43设置在多轴机器人42自由端且有多轴机器人42驱动进行多轴移动。在本实施例中，吸盘组件43通过多轴机器人42在电芯上料组件、第二视觉组件5、保压工位上端进行活动。吸盘组件43包括底座44、第一连接臂45、第二连接臂、第一气缸46、第二气缸47，底座44上端固定在多轴机器人42上，底座44两侧分别设置第一固定槽48、第二固定槽；第一气缸46固定在第一固定槽48，且第一气缸46的驱动轴穿过第一固定槽48与第一连接臂45连接；第二气缸47固定在第二固定槽，且第二气缸的驱动轴穿过第二固定槽与第二连接臂连接。在本实施例中，第一连接臂45通过第一气缸进行驱动旋转，第二连接臂通过第二气缸进行驱动旋转，当吸盘组件43移动到电芯上料组件上时，通过第一气缸、第二气缸，驱动第一连接臂45、第二连接臂转动形成夹取空间，夹取电芯。

实施例6，

在实施例5中，底座44下端和/或第一连接臂45和/或第二连接臂设置有至少一个第二吸气孔，第二吸气孔下端与进气管连接。在本实施例中，电芯还可以通过第二吸气孔进行真空吸取。或者将通过第一气缸、第二气缸，驱动第一连接臂45、第二连接臂转动形成夹取空间、以及第二吸气孔吸取结合，对电芯进行固定。

实施例7，

工作台1还设置有电芯上料组件，电芯上料组件与抓取组件4相邻设置。在本实施例中，电芯上料组件用于电芯上料。在本实施例中，先将外壳放入转盘组件2的上料工位上，转动转盘组件2到达下一个工位，即是图像采集工位，第一视觉组件3移动到转盘组件2的图像采集工位，在电芯外壳的上方进行拍照。第二视觉组件5可以是相机光源组合，第一相机34是安装在上方，第一相机34从上方向下方拍照，第一光源35也是由上方向下方照明。第一相机34拍照后，获取电芯外壳的图像，软件计算出外壳的坐标基准。抓取组件4吸起电芯，放在第二视觉组件5的上方，第二视觉组件5可以是相机光源组合，第二相机52是安装在下方，第二相机52可以从下方向上方拍照，第二光源53也是由下方向上方照明。第二相机52拍照后，获取电芯的图像，软件计算出电芯的坐标基准。软件中通过获得的外壳图像和电芯图像，进行图像处理，分别找出电芯外壳和电芯的基准坐标，并计算处两者之间的偏移差值。软件将偏移值传递给机器人。同时，转盘转动到保压工位，抓取组件4移动到保压工位上方新的坐标位置，并在Z轴向下移动，完成电芯和电芯外壳的贴合装配。

本申请在上料组件将电芯外壳上料到固定组件23上，通过第一视觉组件3对电芯外壳进行图像采集；通过第二视觉组件5对抓取组件4的电芯进行图像采集，结合电芯外壳、电芯的图像纠偏，将电芯保压在电芯外壳上。实现了自动装配，精度高，同时提升产品效率和优率。

显然，本申请的上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非是对本申请的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于视觉定位的电芯组装机构，其特征在于，包括工作台、转盘组件、第一视觉组件、抓取组件、第二视觉组件；

所述转盘组件、第一视觉组件、抓取组件、第二视觉组件均设置在所述工作台上；所述转盘组件依次设置有上料工位、图像采集工位、保压工位、以及下料工位；所述第一视觉组件与所述图像采集工位相邻设置；所述第二视觉组件沿所述保压工位相邻设置；所述抓取组件与所述第二视觉组件相邻设置，且抓取组件上端在所述第二视觉组件上端、保压工位上移动。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉定位的电芯组装机构，其特征在于，所述转盘组件包括转盘支架、转盘电机、转盘、以及固定组件，所述转盘支架设置在所述工作台上，所述转盘设置在所述转盘支架上端，所述转盘电机与转盘驱动连接；所述固定组件固定设置在所述转盘上表面。

3.根据权利要求2所述的一种基于视觉定位的电芯组装机构，其特征在于，所述固定组件包括固定座，所述固定座呈上窄下宽的梯台形结构，所述固定座上端设置有凹槽，所述凹槽设置有至少一个第一吸气孔，所述第一吸气孔下端与进气管连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于视觉定位的电芯组装机构，其特征在于，所述固定组件的数量为4件，多个所述固定组件等距分布在所述转盘上表面，且固定组件通过转盘旋转依次通过上料工位、图像采集工位、保压工位、下料工位。

5.根据权利要求1所述的一种基于视觉定位的电芯组装机构，其特征在于，所述第一视觉组件包括第一支架、横移组件、升降组件、第一相机、以及第一光源，

所述第一支架固定在所述工作台上，所述横移组件设置在所述第一支架上端，所述升降组件设置在所述横移组件上且由横移组件驱动横向移动；所述第一相机、第一光源设置在所述升降组件上且由升降组件驱动升降移动，所述第一光源设置在所述第一相机下方，且所述第一光源组件设置有供第一相机采集的第一通槽。

6.根据权利要求1所述的一种基于视觉定位的电芯组装机构，其特征在于，所述第二视觉组件包括第二支架、第二相机、以及第二光源，

所述第二支架固定设置在工作台上，所述第二相机、第二光源均设置在所述第二支架上，且所述第二光源设置在所述第二相机上端，且所述第二光源组件设置有供第二相机采集的第二通槽。

7.根据权利要求6所述的一种基于视觉定位的电芯组装机构，其特征在于，所述抓取组件包括第三支架、多轴机器人、以及吸盘组件；

所述第三支架固定在所述工作台上，所述多轴机器人设置在所述第三支架上端，所述吸盘组件设置在所述多轴机器人自由端且有多轴机器人驱动进行多轴移动。

8.根据权利要求7所述的一种基于视觉定位的电芯组装机构，其特征在于，所述吸盘组件包括底座、第一连接臂、第二连接臂、第一气缸、第二气缸，所述底座上端固定在所述多轴机器人上，所述底座两侧分别设置第一固定槽、第二固定槽；

所述第一气缸固定在所述第一固定槽，且第一气缸的驱动轴穿过第一固定槽与第一连接臂连接；所述第二气缸固定在所述第二固定槽，且第二气缸的驱动轴穿过第二固定槽与第二连接臂连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于视觉定位的电芯组装机构，其特征在于，所述底座下端和/或第一连接臂和/或第二连接臂设置有至少一个第二吸气孔，所述第二吸气孔下端与进气管连接。

10.根据权利要求1所述的一种基于视觉定位的电芯组装机构，其特征在于，所述工作台还设置有电芯上料组件，所述电芯上料组件与所述抓取组件相邻设置。

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