四轴定位机构的制作方法

本实用新型涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种用于极片定位的四轴定位机构。

背景技术：

锂电池电芯制造需将正、负极片交替的堆叠在一起，极片在堆叠之前，需要将极片进行定位，传统的定位平台均是由上料机械手将极片放置在定位平台上，若极片检测不合格再由上料机械手排出，并且进行上料机械手的调整，该种方式上料速度慢、生产速度慢、且极片位置的调整精确度较低，因此急需寻找一种新的方式能够替代该传统的极片定位方式。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具有改善调节极片位置精确度的四轴定位机构。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种四轴定位机构，其包括用以放置极片的极片承载平台、测偏装置及位置纠偏装置，所述测偏装置用于检测进入所述极片承载平台后的极片所处位置，并且将所述极片所处位置与内部预设位置进行比对后得到的位置偏差信息传送给所述位置纠偏装置的控制中心，所述位置纠偏装置包括旋转装置、X向调整装置及Y向调整装置，所述极片承载平台、旋转装置、X向调整装置、Y向调整装置自上而下依次设置。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述测偏装置为设置在极片承载平台上部或周侧的摄像机，所述摄像机的位置固定不变。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述旋转装置包括旋转托板、旋转装置安装底座及用于带动所述旋转托板做旋转运动的第一动力装置，所述旋转托板位于所述旋转装置安装底座上方，所述极片承载平台固定设置于所述旋转托板上部，能够跟随所述旋转托板旋转运动。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述旋转托板一端部设置有一旋转杆，用于驱动所述旋转托板旋转；所述旋转杆的一端与所述旋转托板固定连接，所述旋转杆的另一端滑动设置在一滑块上，所述滑块与所述第一动力装置连接，通过所述第一动力装置带动所述滑块运动。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述第一动力装置包含滚珠丝杆、螺母固定座及驱动滚珠丝杆上的丝杆螺母滑动的电机，所述滚珠丝杆上的丝杆螺母与所述螺母固定座连接；所述螺母固定座上设有线轨，所述滑块滑动设置在所述线轨上；所述线轨与所述螺母固定座通过一轴承旋转轴连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述旋转装置设置有光电传感器，所述螺母固定座的下方设置有与所述光电传感器感应的指针，所述指针跟随所述滚珠丝杆平移，用于监测所述旋转托板的旋转角度。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述X向调整装置包括第一承载板、设置在所述第一承载板上的X向导轨、滑动设置在X向导轨上的X向滑块、固定在所述X向滑块上部的固定板及驱动所述X向滑块滑动的第二动力装置，所述X向滑块位于所述第一承载板上方，所述旋转装置设置于所述固定板上部，能够跟随所述固定板运动。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述Y向调整装置包括第二承载板、设置在第二承载板上的Y向导轨、滑动设置在Y向导轨上的Y向滑块及驱动所述Y向滑块滑动的所述第三动力装置，所述Y向导轨与所述X向导轨沿垂直方向设置，所述X向调整装置设置于所述Y向滑块上部，能够跟随所述Y向滑块运动。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述第一承载板外侧壁上安装有光电传感器，所述第一承载板及固定板外侧壁上分别安装有指针，当所述固定板上的指针经过所述第一承载板上的所述第一光电传感器时能够得到所述固定板的位置信息；所述第二承载板外侧壁上也安装有光电传感器，当所述第一承载板上的指针经过所述第二承载板上的所述光电传感器时能够得到所述X向调整装置的位置信息。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述四轴定位机构还包括升降装置，所述升降装置包括升降平台、升降平台支座、固定平台及第四动力装置，所述升降平台固定于所述升降平台支座上部，所述升降平台支座的侧边设置有沿上下方向延伸的滑轨，所述固定平台上设置与所述滑轨配套的滑块，所述位置纠偏装置固定于所述升降平台上部。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述第四动力装置为气缸，所述固定平台设有连接部，所述连接部设置为水平突出于所述固定平台且设置在所述升降平台下方的相互平行的两安装夹，所述两安装夹相对的内侧面呈圆弧形设置，便于夹持固定圆筒状的气缸缸体。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述升降装置在升降平台支座的侧边设置有限位装置，所述限位装置有两组，设置在所述升降平台支座与所述固定平台连接的侧面，并且分别位于所述固定平台的上方、下方，分别用于限制所述升降平台向上或向下运行的行程。。

相较于现有技术，本实用新型四轴定位机构将极片位置调整过程设置在极片承载平台上，且分别通过旋转装置、X向调整装置、Y向调整装置对极片承载平台进行偏转角度、X方向、Y方向的调整，增加了极片位置的精确度，且调整过程快速，增加了极片传输的效率，简化了上料系统，从而提高了生产效率。

附图说明

图1为本实用新型四轴定位机构的俯视图。

图2为本实用新型四轴定位机构的旋转装置的其中一种状态的示意图。

图3为本实用新型四轴定位机构的旋转装置的另一种状态的示意图。

图4为本实用新型四轴定位机构的X向或Y向调整装置的结构示意图。

图5为本实用新型四轴定位机构的X向和Y向调整装置装配结构示意图。

图6为本实用新型四轴定位机构的X向和Y向调整装置装配后的结构示意图。

图7为本实用新型四轴定位机构的升降装置的结构示意图，未显示气缸。

图8为图7圆圈处的放大示意图。

图9为本实用新型四轴定位机构的升降装置的主视图。

图10为本实用新型四轴定位机构的升降平台支座的结构示意图。

图11为本实用新型四轴定位机构的固定平台结构示意图。

图12至图15为本实用新型四轴定位机构的旋转装置、X向调整装置、Y向调整装置和升降装置装配过程图。

具体实施方式

请参图1至图15所示，本实用新型揭示了一种四轴定位机构，其包括极片承载平台10、测偏装置20、位置纠偏装置30及升降装置40。

极片承载平台10，用于放置极片(未图示)，极片是通过机械手或皮带传送至极片承载平台10上，在极片承载平台10完成位置纠偏后再运输至下一工位。承载平台10设有真空吸附装置，真空吸附装置包括真空仓，真空仓连接抽真空装置(风机)，真空仓的上盖板12设置有多个吸附孔15，用于吸附放置在极片承载平台10上的极片，从而实现极片的固定。

测偏装置20用于检测进入极片承载平台10后的极片所处位置，与内部预设位置进行比对，从而得到极片偏差位置信息，然后将该偏差位置信息传送给位置纠偏装置30的控制中心。测偏装置20为设置在极片承载平台10上部或周侧的摄像机，能够拍摄整个极片承载平台10及其上的极片的位置，该摄像机位置固定不变，不会随位置纠偏装置30进行位置的调整，摄像机内部预设有一极片的位置信息作为基准位置。

位置纠偏装置30，用于根据测偏装置20所测的极片的实际位置信息与极片的预设位置信息进行比对后得到的X、Y方向、旋转偏角，从而进行极片承载平台10的方向调整。

位置纠偏装置30包括旋转装置31、X向调整装置32、Y向调整装置33，用于对极片承载平台10进行偏转角度、X方向、Y方向的调整。

旋转装置31包括：第一动力装置310、旋转装置安装底座311及在第一动力装置310驱动下发生旋转运动的旋转托板312，极片承载平台10设置于旋转托板312上部，跟随旋转托板312旋转、X向或Y向运动，旋转托板312位于旋转装置安装底座311上方，其中一端部设置有一旋转杆313，旋转杆313一端与旋转托板312固定连接，用于驱动旋转托板312旋转，旋转杆313另一端滑动设置在一滑块314上，第一动力装置310能够带动滑块314运动。

第一动力装置310包含滚珠丝杆316、螺母固定座317及驱动滚珠丝杆316上的丝杆螺母滑动的电机，丝杆螺母与螺母固定座317连接，螺母固定座317上设有线轨315，滑块314滑动设置于线轨315上，线轨315与螺母固定座317之间通过一轴承旋转轴3170连接所述线轨315固定设置在轴承旋转轴3170上部，能够跟随轴承旋转轴3170平移及旋转，轴承旋转轴3170旋转的同时还能够跟随螺母固定座317平移，通过电机推动丝杆螺母(未图示)在滚珠丝杆316上的滑动，从而最终实现旋转托板312的旋转，通过旋转杆313与滑块314之间的滑动配合及滑块314与线轨315之间的滑动配合，便于旋转杆313在滚珠丝杠316上做线性运动后，提供一定的空间给旋转托板312做旋转运动，增加旋转托板312旋转的角度。

旋转装置31还设置有光电传感器318，螺母固定座317的下方设置有指针319，滚珠丝杆316滑动时带动指针319的平移，用于监测旋转托板312的旋转角度。

请参阅图4-图6所示，X向调整装置32包括：第一承载板320、设置在第一承载板320上的X向导轨321、滑动设置在X向导轨321上的X向滑块322、固定在X向滑块322上部的固定板323及给X向滑块322动力的第二动力装置(未图示)，X向滑块322位于第一承载板320上方，旋转装置31固定于固定板323上部固定板323能够跟随X向滑块322沿X向运动。X向导轨321与X向滑块322分别设置有沿Y向间隔开的两组，便于保证旋转装置31的稳定性，第二动力装置为伺服电机

优选的，为了便于实时监测X向旋转纠偏极限位置，第一承载板320其中一外侧壁上安装有光电传感器328，第一承载板320及固定板323外侧壁上分别安装有指针3201、3231，当固定板323上的指针3231经过光电传感器328时能够得到固定板323的位置信息。第二动力装置驱动X向滑块322带动固定板323沿X向导轨321滑动时，旋转装置31跟随X向滑块322沿X向移动，进而调整极片的X向位置。

Y向调整装置33与X向调整装置32结构相同，包括第二承载板330、设置在第二承载板330上的Y向导轨331、滑动设置在Y向导轨331上的Y向滑块332及给Y向滑块332动力的第三动力装置(未图示)，Y向导轨331与X向导轨321沿垂直方向设置。X向调整装置32固定于Y向滑块332上部，第二承载板330外侧壁上也安装有光电传感器338，X向调整装置32第一承载板320上的指针3201，经过该光电传感器338时能够得到X向调整装置32的位置信息。第三动力装置驱动Y向滑块332沿Y向导轨331滑动时，X向调整装置32跟随Y向滑块332沿Y向移动，进而调整极片的Y向位置。

请参阅图7-图11所示，升降装置40的设置主要是为了实现机构整体避让，便于其他机构的操作。升降装置40包括：升降平台41、升降平台支座42、固定平台43及第四动力装置44。升降平台41固定于升降平台支座42上部，位置纠偏装置30固定于升降平台41上部，升降平台支座42的侧边设置有沿上下方向延伸的滑轨421，固定平台43上设置与该滑轨421配套的滑块431，固定平台43与滑块431之间设有加强结构强度的肋板430，升降平台支座42与固定平台43之间通过滑轨421与滑块431的配合滑动连接。第四动力装置44设置在升降平台支座42下方，用于推动升降平台支座42沿上下方向运动，实现升降平台41的升降，从而带动极片承载平台10及位置纠偏装置30跟随升降平台41升降。

优选的，第四动力装置44为气缸，为了防止气缸发生左右晃动，造成结构的不稳固，因此将气缸缸体固定设置在固定平台43的连接部432之间，连接部432为水平突出固定平台43且设置在升降平台41下方的相互平行的两安装夹，该两安装夹相对的内侧面呈圆弧形设置，便于圆筒状的气缸缸体的固定。

为了限制升降平台41向上和向下运行的行程，升降平台支座42的侧边设置有限位装置，限位装置包括限位块422、限位板424及限位件425，限位块422设置在升降平台支座42与固定平台43连接的侧面，位于固定平台43的下方。当升降平台支座42向上运动预设距离后，限位块422的上端部与固定平台43相抵，受到固定平台43的阻挡，使得升降平台支座42无法继续向上运动，从而实现升降平台支座42的上限位，另外，限位块422可通过螺母423进行限位行程的调节，增加了其通用性。

限位板424设置在滑轨421的下端部，限位板424包括相互垂直设置的第一端部4241和第二端部4242，第一端部4241设置在滑轨421的下端部，贴合滑轨421的下表面，并部分凸出于滑轨421，用于与滑块431相抵靠，阻止滑块431向下过度移动，第二端部4242通过螺母固定在升降平台支座42的侧面。

限位件425设置在滑轨421的上端部，并部分凸出于滑轨421，用于与滑块431相抵靠，阻止滑块431向上过度移动。

请参阅图12至图15所示，图12展示了旋转装置31设置在X向调整装置32上部，X向调整装置32设置于Y向调整装置33上部，旋转装置31、X向调整装置32和Y向调整装置33构成位置纠偏装置30，当然，在其他实施方式中，Y向调整装置33设置于X向调整装置32上部。

图13展示了极片承载平台10与位置纠偏装置30分开的示意图。图14展示极片承载平台10设置于位置纠偏装置30上部的示意图，并且还展示了测偏装置20设置于极片承载平台10上侧，测偏装置20用于检测进入极片承载平台10后的极片所处位置，将极片的位置信息传送给位置纠偏装置30的控制中心。图15展示了极片承载平台10、旋转装置31、X向调整装置32、Y向调整装置33、升降装置40自上而下依次设置在一起。

本实用新型四轴定位机构工作时，首先，通过机械手将极片传送到极片承载平台10的中央位置后，通过真空吸附装置吸附住极片；然后，测偏装置20进行极片位置的检测及确定，与内部预设的位置信息进行对比，从而得到纠偏装置30需要旋转或移动的角度及尺寸信息，分别经过旋转、X向调整、Y向调整最终达到预设的位置；最后，极片进入下一道工序。

本实用新型四轴定位机构克服传统的通过机械手直接进行极片位置调整精确度不高且费时费力的缺陷，将极片位置的调整过程设置在极片承载平台10上，且分别通过旋转装置31、X向调整装置32、Y向调整装置32对极片承载平台10进行偏转角度、X方向、Y方向的调整，增加了位置的精确度，且调整过程快速，增加了极片传输的效率，简化了上料系统，从而提高了生产效率。

以上实施例仅用于说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，例如对“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方向性的描述，尽管本说明书参照上述的实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。