新能源汽车动力电池模组摆放设备及摆放方法技术

本发明专利技术公开了一种新能源汽车动力电池模组摆放设备，包括用于将电池下壳体转运至装配工位的电池包转运系统、工业机器人和用于将电池模组摆放至处于装配工位的电池下壳体上的抓取夹具，抓取夹具包括与工业机器人连接的机器臂转接座、设置于机器臂转接座上的视觉装置、用于抓取电池模组的两个夹爪装置以及设置于机器臂转接座上且用于调节夹爪装置的高度和调节两个夹爪装置之间的距离的第一调节装置。本发明专利技术的新能源汽车动力电池模组摆放设备，可以实现电池模组的有效抓取和在电池下壳体上的准确摆放，有助于提高动力电池包装配效率和装配质量，降低制造成本。本发明专利技术还提供了一种新能源汽车动力电池模组的摆放方法。

【技术实现步骤摘要】
新能源汽车动力电池模组摆放设备及摆放方法
本专利技术属于新能源汽车动力电池生产设备
，具体地说，本专利技术涉及一种新能源汽车动力电池模组摆放设备及摆放方法。
技术介绍
近些年，在国家持续不断的新能源政策支持下，我国新能源汽车关键技术取得显著进步，电动汽车续航里程由2015年平均约160km增长到2019年平均约350km，动力电池包能量密度由2015年平均约95wh/kg提高到平均约150wh/kg。动力电池模组作为构成电池包的关键部件，结构设计已趋于标准化以实现电池包产业化的市场需求，目前市场上普遍使用长宽高尺寸分别为355mm、108mm、151mm的标准模组，这样可大大降低电池包开发周期和成本。为了有效提升电池包能量密度，电池包内模组数量越来越多，这样导致电池包内部设计空间更加紧凑，模组之间的间隙已普遍小于3mm，人工操作空间非常局限，人工取拿电池模组摆放异常困难，给电池包生产制造增加很大难度。同时，电池包总重目前普遍超过400kg，电池模组重量较重，位于电池包中间区域的电池模组人工摆放区域跨度较大，仅凭人工手臂长度及力度很难操作。而且考虑到一般模组底部正下方都会通过一层硅胶垫与冷却/加热板进行压缩接触从而达到热传递的效果，往往手动安装无法准确定位模组与冷却/加热板及壳体模组固定的孔位，一旦放置有偏差，便很难移动微调去装配，取下电池模组重新二次装配很大可能会导致导热硅胶损坏，从而降低其性能、成本及不必要的人工工时等。另外，新能源汽车关键零部件都需要进行溯源备案，其中电池模组尤为重要。目前仍然采取人工使用扫描枪对模组一一进行扫描存档，人工操作过程中易出现遗漏、重扫等情况。以上因素都给电池包制造过程中的模组入箱摆放、整包转运都增加了难度，因此开发一套电池包搬运及电池模组自动抓取系统十分必要。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提供一种新能源汽车动力电池模组摆放设备，目的是实现电池模组在电池下壳体上的准确摆放。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：新能源汽车动力电池模组摆放设备，包括用于将电池下壳体转运至装配工位的电池包转运系统、工业机器人和用于将电池模组摆放至处于装配工位的电池下壳体上的抓取夹具，抓取夹具包括与工业机器人连接的机器臂转接座、设置于机器臂转接座上的视觉装置、用于抓取电池模组的两个夹爪装置以及设置于机器臂转接座上且用于调节夹爪装置的高度和调节两个夹爪装置之间的距离的第一调节装置。所述第一调节装置包括与所述机器臂转接座连接且用于调节所述夹爪装置的高度的第一调节执行器和用于调节两个夹爪装置之间的距离的第二调节执行器，第一调节执行器与第二调节执行器连接。所述夹爪装置包括与所述第一调节装置连接的夹爪座和与夹爪座连接的夹爪杆，夹爪杆设置多个，电池模组具有让夹爪杆插入的模组固定孔。所述抓取夹具还包括夹爪距离传感器，所述夹爪座上设置与夹爪距离传感器和电池模组位置对齐且用于让夹爪距离传感器产生的红外线信号穿过的避让孔。所述视觉装置包括与所述机器臂转接座连接的悬臂以及设置于悬臂上的工业相机和补偿光源，补偿光源位于工业相机的下方，补偿光源为环形光源。所述抓取夹具还包括模组扫码枪和用于调节模组扫码枪的姿态的第二调节装置，第二调节装置包括与所述机器臂转接座连接的第一调节座、与第一调节座连接的第二调节座、与第二调节座转动连接的第三调节座、与第三调节座转动连接的第四调节座和与第四调节座转动连接的第五调节座，模组扫码枪设置于第五调节座上，第四调节座的旋转中心线与第三调节座的旋转中心线相垂直，第五调节座的旋转中心线与第四调节座和第三调节座的旋转中心线相垂直；第二调节座在第一调节座上的位置可调节，以使模组扫码枪的高度可调节。所述电池包转运系统包括用于承载电池包下壳体的工艺台车、用于带动工艺台车移动的AGV小车和用于引导AGV小车沿设定轨迹进行移动的运输轨道。所述的新能源汽车动力电池模组摆放设备还包括用于对所述工艺台车进行限位且用于使所述工艺台车保持在装配工位的限位装置。本专利技术还提供了一种新能源汽车动力电池模组的摆放方法，采用上述的新能源汽车动力电池模组摆放设备，且包括步骤：S1、电池包转运系统将电池下壳体转运至装配工位；S2、工业机器人与抓具夹具相配合，逐个抓取电池模组，并将抓取的电池模组摆放到电池下壳体上；S3、电池包转运系统将电池下壳体运送出装配工位。所述步骤S2包括：S201、抓取夹具对电池下壳体上的所有摆放位置特征点进行识别；S202、抓取夹具对待抓取的所有电池模组上的抓取特征点进行识别；S203、抓取夹具按顺序逐个抓取电池模组，并按顺序将电池模组摆放到电池下壳体上。本专利技术的新能源汽车动力电池模组摆放设备，可以实现电池模组的有效抓取和在电池下壳体上的准确摆放，有助于提高动力电池包装配效率和装配质量，降低制造成本。附图说明本说明书包括以下附图，所示内容分别是：图1是本专利技术新能源汽车动力电池模组摆放设备的结构示意图；图2是抓取夹具的结构示意图；图3是抓取夹具的主视图；图4是抓取夹具的侧视图；图5是抓取夹具的俯视图；图6是抓取夹具的剖视图；图7是第二调节装置的结构示意图；图8是第二调节装置另一角度的结构示意图；图9是抓取夹具与机器人的装配示意图；图10是电池模组自动摆放特征点示意图；图11是电池模组自动抓取特征点示意图；图12是电池模组自动抓取摆放工作站的局部结构示意图；图13是电池包转运系统的结构示意图；图14是电池包自动运输装置的结构示意图；图15是电池模组自动抓取摆放工作站示意图；图中标记为：1、电池模组；2、夹爪座；3、夹爪距离传感器；4、补偿光源；5、工业相机；6、机器臂转接座；7、第四调节座；8、模组扫码枪；9、第一调节执行器；10、第二调节执行器；11、夹爪杆；12、导向端；13、视觉系统控制盒；14、加强板；15、第一调节座；16、第二调节座；17、第二转轴；18、第一转轴；19、第一压力传感器；20、第二压力传感器；21、转接板；22、内螺纹圆柱销；23、第二压力传感器；24、调节螺杆；25、第一传感器固定板；26、第三调节座；27、内螺纹圆柱销；28、锁紧螺母；29、模组条形码；30、模组正极标识；31、模组负极标识；32、模组固定孔；33、模组定位销孔；34、避让孔；35、机器臂前爪固定机构；36、机器臂前爪法兰旋转轴；37、机器臂腕部中心轴；38、机器人小手臂座；39、机器人大手臂；40、连杆伺服电机；41、机器人大手臂旋转轴；42、底盘法兰盘；43、底盘旋转涡轮轴；44、底盘旋转涡杆轴承法兰；45、机器人箱体底座固定孔；46、机器人箱体底座；47、末端法兰；48、小手臂法兰旋转座I；49、小手臂法兰旋转座II；50、机器臂连杆；51、工艺台车；52、模组专用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.新能源汽车动力电池模组摆放设备，其特征在于，包括用于将电池下壳体转运至装配工位的电池包转运系统、工业机器人和用于将电池模组摆放至处于装配工位的电池下壳体上的抓取夹具，抓取夹具包括与工业机器人连接的机器臂转接座、设置于机器臂转接座上的视觉装置、用于抓取电池模组的两个夹爪装置以及设置于机器臂转接座上且用于调节夹爪装置的高度和调节两个夹爪装置之间的距离的第一调节装置。/n

【技术特征摘要】
1.新能源汽车动力电池模组摆放设备，其特征在于，包括用于将电池下壳体转运至装配工位的电池包转运系统、工业机器人和用于将电池模组摆放至处于装配工位的电池下壳体上的抓取夹具，抓取夹具包括与工业机器人连接的机器臂转接座、设置于机器臂转接座上的视觉装置、用于抓取电池模组的两个夹爪装置以及设置于机器臂转接座上且用于调节夹爪装置的高度和调节两个夹爪装置之间的距离的第一调节装置。


2.根据权利要求1所述的新能源汽车动力电池模组摆放设备，其特征在于，所述第一调节装置包括与所述机器臂转接座连接且用于调节所述夹爪装置的高度的第一调节执行器和用于调节两个夹爪装置之间的距离的第二调节执行器，第一调节执行器与第二调节执行器连接。


3.根据权利要求1或2所述的新能源汽车动力电池模组摆放设备，其特征在于，所述夹爪装置包括与所述第一调节装置连接的夹爪座和与夹爪座连接的夹爪杆，夹爪杆设置多个，电池模组具有让夹爪杆插入的模组固定孔。


4.根据权利要求3所述的新能源汽车动力电池模组摆放设备，其特征在于，所述抓取夹具还包括夹爪距离传感器，所述夹爪座上设置与夹爪距离传感器和电池模组位置对齐且用于让夹爪距离传感器产生的红外线信号穿过的避让孔。


5.根据权利要求1至4任一所述的新能源汽车动力电池模组摆放设备，其特征在于，其特征在于，所述视觉装置包括与所述机器臂转接座连接的悬臂以及设置于悬臂上的工业相机和补偿光源，补偿光源位于工业相机的下方，补偿光源为环形光源。


6.根据权利要求1至5任一所述的新能源汽车动力电池模组摆放设备，其特征在于，其特征在于，所述抓取夹具还包括模组扫码枪和用于调节模组扫码枪的姿态的第二调节装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖峰，杨兵，朱贤胜，徐翔龙，母壮壮，
申请(专利权)人：芜湖奇达动力电池系统有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34