本發(fā)明涉及機械領域，具體涉及到一種自動化電池組組裝設備及電池組組裝方法。

背景技術：

隨著社會的不斷進步，新能源領域得到了充足的發(fā)展。目前，許多制造商已經(jīng)推出了電動汽車，電動汽車由于不需要消耗染料，通過充電即可進行行駛，因此相比較傳統(tǒng)的燃油類汽車無污染，得到了各個國家的大力支持。

作為電動汽車的動力源，電池是電動汽車必不可少的一個重要部分。在電動汽車或動能鋰電池組在模組組裝的過程中，面臨如下問題：1、由于電池分為正極和負極，在組裝過程中必須嚴格按照電池的正負極朝向來進行組裝，否則就會面臨難以挽回的損失；2、電池尺寸可能有所不同，也需要區(qū)分對待。

目前在組裝過程中是通過人工進行區(qū)分電池(電芯)正負極朝向以及電池尺寸，依靠人工的方式來甄別不僅效率很低，另外還容易出錯；另外，在電池組裝好后，還需要人工進行壓合。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種自動化電池組組裝設備，其中，包括：

取料裝置，所述取料裝置具有等分波輪，藉由所述等分波輪將電池從電池盒中取出，且該等分波輪具有一出料口；

分度盤，設置在所述取料裝置下方，所述分度盤具有若干凹槽；

極向換向裝置，設置在所述出料口與所述分度盤之間，用于切換電池從出料口掉入分度盤后的正負極朝向；

第一檢測裝置，所述第一檢測裝置設置在所述分度盤上方，用于采集各所 述凹槽中放置電池外徑尺寸以及正負極朝向數(shù)據(jù)；

抓取裝置和可滑動基座，所述抓取裝置與所述第一檢測裝置相連，所述可滑動基座設置在一支架輸送結構上并可沿著該支架輸送結構進行移動，所述抓取裝置根據(jù)所述第一檢測裝置采集的電池外徑尺寸以及正負極朝向來抓取所述凹槽中的具有正常外徑尺寸且正負極朝向正確的電池并放置在所述可滑動基座上；

壓合結構，設置在所述支架輸送結構的中部上方，用于對可滑動基座上放置的合格電池進行壓合；

第二檢測裝置，設置在所述支架輸送結構一端的正上方，用于對可滑動基座上放置的合格電池進行終檢。

上述的自動化電池組組裝設備，其中，所述取料裝置具有一伺服馬達，通過所述伺服馬達來驅動所述等分波輪有序地將電池盒內(nèi)的電池取出；

所述極向換向裝置內(nèi)設置有氣缸，通過所述氣缸推動以切換電池從出料口掉入分度盤后的正負極朝向。

上述的自動化電池組組裝設備，其中，所述第一檢測裝置與一PLC控制系統(tǒng)連接，且該PLC控制系統(tǒng)還與所述抓取裝置相連。

上述的自動化電池組組裝設備，其中，所述抓取裝置包括有可任意方向活動的機械手臂以及設置在機械手臂正下方的夾爪氣缸；

通過所述機械手臂來帶動所述夾爪氣缸，以抓取所述凹槽中的電池并放置在所述可滑動基座上。

上述的自動化電池組組裝設備，其中，所述第一檢測裝置和所述第二檢測裝置均包括有工業(yè)相機。

上述的自動化電池組組裝設備，其中，所述可滑動基座頂面具有若干呈矩陣分布的導向口，通過所述導向口來安放電池，且相鄰兩個導向口之間的距離為0。

上述的自動化電池組組裝設備，其中，所述支架輸送結構具有兩個導軌，且該兩個導軌之間的寬度可調；

所述支架輸送結構還設置有電機，通過所述電機來帶動所述可滑動基座沿著所述導軌進行滑動。

上述的自動化電池組組裝設備，其中，所述壓合結構包括有氣缸，且該氣缸的氣源加裝有電子比例閥，通過所述電子比例閥來調整所述壓合結構氣缸的氣源壓力。

上述的自動化電池組組裝設備，其中，所述自動化電池組組裝設備還包括有不合格電池分流結構，設置在所述分度盤下方，且該不合格電池分流結構具有第一輸送裝置和第二輸送裝置；

所述分度盤上未被所述抓取裝置所抓取走的不合格電池按照電池外徑尺寸和正負極朝向的區(qū)分分別掉落至所述第一輸送裝置和第二輸送裝置。

同時本發(fā)明還提供了一種采用上述自動化電池組組裝設備的電池組組裝方法，其中，包括如下步驟：

取料裝置的等分波輪將電池從電池盒中取出；

極向換向裝置切換電池從出料口掉入分度盤后的正負極朝向；

第一檢測裝置采集分度盤的各凹槽中放置電池外徑尺寸以及正負極朝向數(shù)據(jù)；

抓取裝置根據(jù)第一檢測裝置采集的電池外徑尺寸以及正負極朝向來抓取凹槽中的具有正常外徑尺寸且正負極朝向正確的電池并放置在可滑動基座上，分度盤上未被抓取裝置所抓取走的不合格電池按照電池外徑尺寸和正負極朝向的區(qū)分分別掉落至第一輸送裝置和第二輸送裝置；

對可滑動基座上安置的電池進行壓合；

對可滑動基座上安置的電池進行終檢。

由于本發(fā)明采用了上述技術方案，具有如下技術優(yōu)點：1、極向換向裝置可自動達到快速切換電池從波輪機構掉入分度盤后的正負極朝向；2、通過第一檢測裝置來有效分辨出電池正負極朝向的正確性，從而解決人工安裝時視覺疲勞造成的電芯極向放錯問題，同時還可檢測電池外徑大小，并將外徑不合格電芯通過不合格分流機構分流至特定位置；3、利用壓合結構來對可滑動 基座上已安裝好的合格電池進行壓合，無需傳統(tǒng)的手工壓合。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明及其特征、外形和優(yōu)點將會變得更明顯。在全部附圖中相同的標記指示相同的部分。并未刻意按照比例繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。

圖1和圖2為本發(fā)明提供的一種自動化電池組組裝設備在兩種不同方向上的示意圖；

圖3為抓取裝置的示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的一種電池組組裝方法的流程圖。

具體實施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領域技術人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領域公知的一些技術特征未進行描述。

為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細的步驟以及詳細的結構，以便闡釋本發(fā)明的技術方案。本發(fā)明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。

本發(fā)明提供了一種自動化電池組組裝設備，參照圖1至圖3所示，包括：取料裝置1，取料裝置具有等分波輪13，藉由等分波輪將電池從電池盒14取出，且該等分波輪具有一出料口；分度盤4，設置在取料裝置下方，分度盤4具有若干凹槽；極向換向裝置3，設置在等分波輪13的出料口與分度盤4之間，用于切換電池從出料口掉入分度盤4后的正負極朝向；第一檢測裝置2，第一檢測裝置2設置在分度盤4上方，用于采集各凹槽中放置電池外徑尺寸以及正負極朝向數(shù)據(jù)；抓取裝置10和可滑動基座9，抓取裝置10與第一檢測裝置2相連，可滑動基座9設置在一支架輸送結構5上并可沿著該支架輸送 結構5進行移動，抓取裝置10根據(jù)第一檢測裝置2采集的電池外徑尺寸以及正負極朝向來抓取凹槽中的具有正常外徑尺寸且正負極朝向正確的電池并放置在可滑動基座9上；壓合結構11，設置在支架輸送結構5的中部上方，用于對可滑動基座9上放置的合格電池進行壓合；第二檢測裝置12，設置在支架輸送結構5一端的正上方，用于對可滑動基座9上放置的合格電池進行終檢。

由于本發(fā)明采用了上述技術方案，具有如下技術優(yōu)點：1、極向換向裝置可自動達到快速切換電池從波輪機構掉入分度盤4后的正負極朝向；2、通過第一檢測裝置2來有效分辨出電池正負極朝向的正確性，從而解決人工安裝時視覺疲勞造成的電芯極向放錯問題，同時還可檢測電池外徑大??；3、利用壓合結構11來對可滑動基座9上已安裝好的合格電池進行壓合，無需傳統(tǒng)的手工壓合；4、提高了效率。

可選的，如圖1所示，分度盤4為等分分度盤，在該等分分度盤的邊緣以環(huán)繞方式設置有一圈凹槽，在凹槽內(nèi)放置若干經(jīng)過極向換向裝置3切換正負極極向的電池6。采用伺服馬達驅動分度盤4，準確定位電池落入點和抓取裝置的抓取點。

本發(fā)明提供的設備實現(xiàn)了電池組組裝的流水線生產(chǎn)，目前人工或普通設備組裝的的效率為3分鐘一個小模組，此設備效率為44秒一個小模組，組合速度提高了數(shù)倍以上，極大提高了效率；同時保證了完成組裝的電池組中的各電池的朝向、外徑大小符合生產(chǎn)規(guī)范。

在本發(fā)明一可選的實施例中，取料裝置1具有一伺服馬達，通過伺服馬達來驅動等分波輪13有序地將電池盒14內(nèi)的電池取出。

在本發(fā)明一可選的實施例中，極向換向裝置3內(nèi)設置有氣缸，通過氣缸推動以切換電池從等分波輪13的出料口掉入分度盤4后的正負極朝向。采用氣缸推動正負極換向口，達到快速切換電池從波輪機構掉入分度盤后的正負極朝向。

在本發(fā)明一可選的實施例中，第一檢測裝置2與一PLC控制系統(tǒng)連接，且 該PLC控制系統(tǒng)還與抓取裝置10相連。

在本發(fā)明一可選的實施例中，如圖3所示，抓取裝置10包括有可任意方向活動的機械手臂10a以及設置在機械手臂正下方的夾爪氣缸10b。通過機械手臂10a來帶動夾爪氣缸10b，利用夾爪氣缸10b來抓取凹槽中的電池并放置在可滑動基座9上。本發(fā)明采用機械手點對點抓取并放置電池，從而滿足各種各樣不同的模組支架。需要說明的是，為繪圖方便，在圖1中機械手臂10a下方的夾爪氣缸10b并未標出，但是這并不影響本發(fā)明的保護范圍。

在本發(fā)明一可選的實施例中，第一檢測裝置2和第二檢測裝置12均包括有工業(yè)相機。工業(yè)相機配套自主開發(fā)的檢測系統(tǒng)(工控機+PC)，來識別電池的正負極朝向、外徑大小等，并將信號通過PLC傳輸給抓取裝置10。另外，本發(fā)明采用工業(yè)相機配套自主開發(fā)的檢測系統(tǒng)(工控機+PC)，來完成第二檢測裝置12對整組電池組的終檢。

在本發(fā)明一可選的實施例中，可滑動基座9頂面具有若干呈矩陣分布的導向口8，通過導向口8來安放電池，且相鄰兩個導向口之間的距離為0。圖示可見，相鄰兩個導向口8緊挨著，這樣有利于機械手臂定位并放置電池到導向口8內(nèi)?！獮閷C械手抓取速度發(fā)揮到極限，通過導向的方式來減少機械手定位時間。

在本發(fā)明一可選的實施例中，支架輸送結構5具有兩個導軌5a和5b，且該導軌5a和導軌5b之間的寬度W可調。支架輸送結構5還設置有電機，通過電機來帶動可滑動基座9沿著導軌方向進行滑動，以帶動可滑動基座9到定位點?？蛇x的，本發(fā)明采用氣缸調節(jié)兩個導軌5a和5b之間的寬度W，滿足在更換模組支架時的一鍵切換。

在本發(fā)明一可選的實施例中，壓合結構11包括有氣缸，且該氣缸的氣源加裝有電子比例閥，通過電子比例閥來調整壓合結構11氣缸的氣源壓力。例如可通過一控制端來設置輸入氣源壓力，并實時反饋實際壓力。

在本發(fā)明一可選的實施例中，自動化電池組組裝設備還包括有不合格電池分流結構，設置在分度盤4下方，氣缸驅動導流口位置來分流正負極不合格 放置點和外徑不合格放置點，且該不合格電池分流結構具有第一輸送裝置和第二輸送裝置；分度盤4上未被抓取裝置10所抓取走的不合格電池按照電池外徑尺寸和正負極朝向的區(qū)分分別掉落至第一輸送裝置和第二輸送裝置。如圖1所示，分度盤4下方設置有用于傳輸正負極朝向不正確的第一輸送裝置7，若第一檢測裝置2檢測到分度盤4上正負極朝向不正確的電池，因此抓取裝置不會抓取該些電池，該些正負極朝向不正確的電池會掉落至第一輸送裝置7上，通過第一輸送裝置7的履帶傳輸至正負極不合格放置點。

實施例二

在本實施例中，本發(fā)明還提供了一種采用上述自動化電池組組裝設備的電池組組裝方法，如圖4所示，包括如下步驟：

步驟S1：取料裝置的等分波輪將電池從電池盒中取出；

步驟S2：極向換向裝置切換電池從出料口掉入分度盤4后的正負極朝向；

步驟S3：第一檢測裝置2采集分度盤4的各凹槽中放置電池外徑尺寸以及正負極朝向數(shù)據(jù)；

步驟S4：抓取裝置10根據(jù)第一檢測裝置2采集的電池外徑尺寸以及正負極朝向來抓取凹槽中的具有正常外徑尺寸且正負極朝向正確的電池并放置在可滑動基座9上，分度盤4上未被抓取裝置10所抓取走的不合格電池按照電池外徑尺寸和正負極朝向的區(qū)分分別掉落至第一輸送裝置和第二輸送裝置；

步驟S5：對可滑動基座9上安置的電池進行壓合；

步驟S6：對可滑動基座9上安置的電池進行終檢。

本發(fā)明具有如下技術優(yōu)點：1、極大提高了效率，目前人工或普通設備組裝的的效率為3分鐘一個小模組，此設備效率為44秒一個小模組。2、目前其他設備不具備正負極朝向檢測，完全靠人員來檢測，容易漏檢導致整組報廢，此設備借助兩個檢測裝置及配套的檢測系統(tǒng)做到百分百全檢并零失誤。3、目前其他設備輸出固定壓力，或人員用敲砸方式進行壓合，此設備有壓力設置和反饋，最大限度保護電池組的性能和一致性。4、目前或許有組裝設備，但針對某種支架，此設備可滿足任何支架的裝配，通過調整兩個導軌之間的 寬度即可。

以上對本發(fā)明的較佳實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，其中未盡詳細描述的設備和結構應該理解為用本領域中的普通方式予以實施；任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術內(nèi)容對本發(fā)明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例，這并不影響本發(fā)明的實質內(nèi)容。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案保護的范圍內(nèi)。