电池装配装置的制作方法

本发明涉及一种自动装配技术领域，尤其是一种电池装配装置。

背景技术：

现有技术中在电池端部和触片焊接在时均为人工操作装配，先手动将触片贴合在电池端部，然后通过专用的手持焊接工具将触片焊接固定于电池端部上，其在大批量生产时需要大批量的工人进行同时装配工作。因此，这里面存在两个个问题：1.在大批量生产时采用人工操作使得人工劳动强度较大；2.工作效率低下，人工成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种降低人工劳动强度，提升工作效率，降低人工成本的电池装配装置。

本发明所设计的电池装配装置，包括横向位移机构和两个相互对应设置架体，一个架体的顶部固定有纵向位移机构，另一个架体的顶部固定有纵向位移直线导轨；横向位移机构的一端安装在纵向位移机构的滑块上，其另一端固定在纵向位移直线导轨的滑块上；横向位移机构下方定位有托盘定位机构，托盘定位机构上的托盘上盛放有多个待装配电池；托盘定位机构的侧部设置有电池装配机构，横向位移机构的滑移部安装有用于将托盘上的待装配电池抓取的取料机械手，取料机械手利用横向位移机构和纵向位移机构联动将待装配电池逐个抓取后输送至电池装配机构上，且装配时待装配电池被夹紧在电池装配机构上的两触片之间后，触片与电池的极片进行焊接固定。

进一步优选，还包括将触片装配完成的电池进行导电性能检验的检测机构，检测机构设置在电池装配机构的旁侧；其结构实现自动化检测装配好的电池，提升检测效率和检测效果。

进一步优选，检测机构的旁侧设置有将检测完成的电池进行取料后输送至下一道工序中的自动取料机构，自动取料机构上的取料机械手进行抓取检测完成的电池；其实现将检测完成的电池进行自动化取料，提升工作效率。

进一步优选，还包括料仓若干个和托盘抓取机构，托盘抓取机构安装在托盘定位机构上，且料仓对应位于托盘定位机构的一端，料仓内堆叠有多个用于盛放待装配电池的托盘，托盘抓取机构将料仓内的多个托盘逐一抓取至托盘定位机构上进行定位；其托盘抓取机构将料仓内多个堆叠的托盘由下往上进行逐一抓取至托盘定位机构上，实现自动大批量取料的效果。

进一步优选，还包括升降机构和横向平移机构，升降机构安装在横向平移机构的滑块上，升降机构的升降部顶端固定料仓定位板，料仓定位板的顶面横向水平排列设置有多个料仓放置槽，料仓放置在料仓放置槽内；其用于托盘抓取机构将料仓内多个堆叠的托盘由下往上进行逐一抓取至托盘定位机构上过程中，在料仓内抓取一个托盘后升降机构动作，使料仓下降一个托盘高度的距离，以便于托盘抓取机构进行下一个托盘的抓取，其实现自动取料的效果更佳。

进一步优选，电池装配机构包括底座、两根摆动杆、两块顶块、两个框体和一个第一气动夹爪；底座的顶面固定有凵型架体，凵型架体的通道两端口处固定有铰接架，摆动杆的中部销轴铰接在铰接架上，两个铰接架的外侧面均设置有第一升降气缸，且两个第一升降气缸的底端固定在底座上，两第一升降气缸的活塞杆顶端分别销轴铰接在两摆动杆的外侧端，两摆动杆的内侧端顶面设置有凸起，两块凸起分别抵触在顶块的底面，且凵型架体的通道内底面固定有导向杆，导向杆的位置与顶块的位置对应，导向杆对应插入顶块的导向孔，凵型架体的顶部固定安装板，安装板上设置有分别与两块顶块位置对应的两个通孔，两个框体分别对应固定在两个通孔的上端口位置处，框体的内孔与通孔对应构成通道，通道内插入有两个相互对称设置的夹体，两个夹体的中部销轴铰接在框体的内孔侧壁上，且两个夹体的底端内侧面为斜面，顶块的顶部旋转式安装有滚轮，滚轮位于两斜面之间，两个夹体的顶端具有与电池端部外周侧形状匹配的定位槽；两个框体之间的上方设置有电池定位架，电池定位架上设置有第一电池定位通槽，第一电池定位通槽的端口与夹体上的定位槽位置对应，且电池定位架固定在安装板的顶面；电池定位架纵向方向上的一端顶面设置第一气动夹爪，第一气动夹爪通过连接板固定在安装板上；待装配电池放置在第一电池定位通槽内后，其两端部位置定位槽内；夹于两个夹体顶端内侧面之间的触片与待装配电池的端面贴合，且第一气动夹爪的两块夹板分别紧贴在待装配电池的两端触片的外侧面，待第一气动夹爪的两块夹板之间距离缩小后，触片被压紧在待装配电池两端极片上后进行焊接固定。其中，在第一启动夹爪的夹板内侧安装焊接凸点或焊接棒，当焊接凸点或焊接棒接触定位在电池端部的触片后即可实现将触片焊接固定在电池的端部。

进一步优选，检测机构包括支撑架、固定在支撑架顶面的支座和旋转驱动机构、以及固定在支座顶部的检测架，检测架上设置有第二电池定位通槽；旋转驱动机构的旋转主轴位置与第二电池定位通槽的位置对应，其旋转主轴为气管；气管的前端固定有用于夹持定位第二电池定位通槽内的待检测电池一端的第二气动夹爪，气管的前端侧部具有气路支管，气路支管通过管道与第二气动夹爪的气口连接；第二电池定位通槽两端口处固定有导电棒，两导电棒分别抵触在第二电池定位通槽内的待检测电池两端触片上；第二电池定位通槽内的待检测电池另一端位置处设置有第五气动夹爪，第五气动夹爪固定在支撑架的顶部侧壁，其对待检测电池另一端进行夹持定位。

进一步优选，自动取料机构包括安装架、纵向平移机构、第四升降气缸和第三气动夹爪，安装架的顶部固定纵向平移机构，纵向平移机构的平移部固定安装第四升降气缸，第四升降气缸的活塞杆顶端通过架板固定有长形架板，长形架板的底面通过柱体安装固定第三气动夹爪。

进一步优选，取料机械手包括第二升降气缸、固定板、垂直设置的直线导轨、平移板和第四气动夹爪，第二升降气缸和直线导轨固定在平移板的侧面，平移板固定在直线导轨的滑块上，第二升降气缸的活塞杆端部与平移板固定相连，平移板上的垂直延伸板底端固定第四气动夹爪。

进一步优选，托盘抓取机构包括伸缩气缸、立式安装板、直线滑轨和固定在直线滑轨的滑块上的第三升降气缸，第三升降气缸的活塞杆顶端固定抓取板，且料仓上朝向托盘定位机构的一侧面具有开口，料仓的内腔左右两侧壁设置有多条通槽，且左侧各通槽位置与右侧各通槽位置相互对应，每一个托盘的两侧部分别插入两通槽内，托盘底面朝向料仓开口的一侧具有插槽，抓取板的顶面朝向料仓开口的一侧设置有与插槽对应匹配的插块；托盘定位机构为一槽体，槽体的上开口两内侧壁均具有位置相互对应设置的定位通槽，定位通槽的端口与料仓内的托盘位置对应，槽体的顶部两相互对应的外侧壁固定有夹紧气缸，两夹紧气缸的位置相互对应，两夹紧气缸的活塞杆顶端固定有夹板，槽体的上开口还具有中间压板，中间压板的相对应两侧本体与两夹板固定，且中间压板上具有使托盘上的电池暴露的通孔，立式安装板固定在槽体内的槽底位置处，伸缩气缸固定立式安装板的侧壁，直线滑轨固定在立式安装板的顶部，伸缩气缸的活塞杆端部通过连接板与直线滑轨的滑块固定相连。

本发明所设计的电池装配装置，其结构仅需一个操作工人即可完成将大批量的将触片焊接装配在电池的端部，且实现自动化装配，经自动化焊接装配触片的电池其触片固定较为牢固可靠，并且一个工人实现自动化装配大批量电池的工作，无需较大的劳动强度，工作轻便，使得工人的身体健康得到保障；且工作效率较高，人工成本低。

附图说明

图1是实施例的整体结构示意图(一)；

图2是实施例的整体结构示意图(二)；

图3是实施例的整体结构示意图(三)；

图4是实施例的电池装配机构、检测机构和自动取料机构相互结合设置的结构示意图；

图5是实施例的电池装配机构结构示意图(一)；

图6是实施例的电池装配机构结构示意图(二)；

图7是实施例的检测机构结构示意图；

图8是实施例的槽体和托盘抓取机构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1-图8所示，本实施例所描述的电池装配装置，包括横向位移机构4和两个相互对应设置架体2，一个架体2的顶部固定有纵向位移机构3，另一个架体2的顶部固定有纵向位移直线导轨15；横向位移机构4的一端安装在纵向位移机构3的滑块上，其另一端固定在纵向位移直线导轨15的滑块上；横向位移机构4下方定位有托盘定位机构6，托盘定位机构6上的托盘9上盛放有多个待装配电池；托盘定位机构6的侧部设置有电池装配机构10，横向位移机构4的滑移部安装有用于将托盘9上的待装配电池抓取的取料机械手5，取料机械手5利用横向位移机构4和纵向位移机构3联动将待装配电池逐个抓取后输送至电池装配机构10上，且装配时待装配电池被夹紧在电池装配机构10上的两触片之间后，触片与电池的极片进行焊接固定。其中纵向位移机构与纵向位移直线导轨相互平行设置。

上述结构中，纵向位移机构3采用由伺服电机驱动的纵向位移丝杠滑台，一个架体2的顶部纵向固定有纵向位移直线滑轨31，纵向位移直线滑轨31的两端均固定有安装板35，滚珠丝杠的丝杠两端分别通过轴承安装在安装板35上，在一安装板35固定伺服电机34，伺服电机34的转轴与滚珠丝杠的丝杠一端固定相连，安装板35的顶部固定有滑移板32，滚珠丝杠的滚珠滑块与纵向位移直线滑轨31的滑块固定相连，且滑移板32上套有滑套33，滑套33与滚珠丝杠的滚珠滑块固定相连；横向位移机构采用由伺服电机驱动的横向位移丝杠滑台，横向板体47的两端分别固定在纵向位移机构3的滑套33和纵向位移直线导轨15的滑块上，横向板体47上固定有横向位移直线滑轨41，横向位移直线滑轨41的两端固定安装板45，滚珠丝杠42的丝杠两端分别通过轴承安装在两安装板45上，两安装板45的顶部之间固定滑移板43，滑移板43上套有滑移套44，滚珠丝杠42的滚珠滑块与横向位移直线滑轨41的滑块固定相连，滑套44与滚珠丝杠42的滚珠滑块固定相连，伺服驱动电机46的转轴与滚珠丝杠42的丝杠一端固定相连，取料机械手5固定横向位移机构4的滑套44侧部；上述两者位移机构在伺服电机通电后促使滚珠丝杠旋转来驱动滑套的位移，从而进行取料机械手的纵向和横向的位移。

工作时，取料机械手借助横向位移机构的位移至托盘定位机构上的托盘上方，且托盘上盛放有多个待焊接装配触片的电池，取料机械手将一个待焊接装配触片的电池抓起后再利用横向位移机构将抓有电池的取料机械手横向位移至与电池装配机构对应的位置处，然后再利用纵向位移机构直接将抓有电池的取料机械手位移至电池装配机构的上方，此时取料机械手将电池下放至电池装配机构上的两触片之间，其中，触片与电池的极片紧贴后进行焊接固定。

本实施例中，电池装配机构10包括底座101、两根摆动杆104、两块顶块100、两个框体106和一个第一气动夹爪109；底座101的顶面固定有凵型架体102，凵型架体102的通道两端口处固定有铰接架103，摆动杆104的中部销轴铰接在铰接架103上，两个铰接架103的外侧面均设置有第一升降气缸105，且两个第一升降气缸105的底端固定在底座101上，两第一升降气缸105的活塞杆顶端分别销轴铰接在两摆动杆104的外侧端，两摆动杆104的内侧端顶面设置有凸起1041，两块凸起1041分别抵触在顶块100的底面，且凵型架体102的通道内底面固定有导向杆110，导向杆110的位置与顶块100的位置对应，导向杆110对应插入顶块100的导向孔，凵型架体102的顶部固定安装板1021，安装板1021上设置有分别与两块顶块100位置对应的两个通孔1022，两个框体106分别对应固定在两个通孔1022的上端口位置处，框体106的内孔1061与通孔1022对应构成通道1000，通道1000内插入有两个相互对称设置的夹体107，两个夹体107的中部销轴铰接在框体106的内孔1061侧壁上，且两个夹体107的底端内侧面为斜面1072，顶块100的顶部旋转式安装有滚轮111，滚轮111位于两斜面1072之间，两个夹体107的顶端具有与电池端部外周侧形状匹配的定位槽1071；两个框体106之间的上方设置有电池定位架108，电池定位架108上设置有第一电池定位通槽1081，第一电池定位通槽1081的端口与夹体107上的定位槽1071位置对应，且电池定位架108固定在安装板1021的顶面；电池定位架108纵向方向上的一端顶面设置第一气动夹爪109，第一气动夹爪109通过连接板固定在安装板上；待装配电池放置在第一电池定位通槽1081内后，其两端部位置定位槽1071内；夹于两个夹体107顶端内侧面之间的触片与待装配电池的端面贴合，且第一气动夹爪109的两块夹板分别紧贴在待装配电池的两端触片的外侧面，待第一气动夹爪109的两块夹板之间距离缩小后，触片被压紧在待装配电池两端极片上后进行焊接固定。其中，在第一启动夹爪的夹板内侧安装焊接凸点或焊接棒，当焊接凸点或焊接棒接触定位在电池端部的触片后即可实现将触片焊接固定在电池的端部。

上述结构中，第一升降气缸上抬摆动杆的外侧端，促使摆动杆的内侧端向下走动，顶块向下位移，从而两个通道内由两个夹体构成夹子呈松弛状态，从而将触片放置在两个夹体顶部之间，然后第一升降气缸下拉摆动杆的外侧端，促使摆动杆的内侧端上抬顶块，从而顶块上移，使得两个通道内的两个夹体顶部之间呈最大限度分开，此时夹体均向外侧旋转，使得两个夹体的顶部之间夹紧触片，待装配电池放置在第一电池定位通槽内，触片贴在电池的端部极片上，最后第一气动夹爪的两块夹板之间距离缩小使得夹板内侧的焊接凸点或焊接棒压制触片后实现触片200与电池的极片进行焊接固定，焊接凸点或焊接棒与电阻焊机构相连，从而实现焊接。

本实施例中，还包括将触片装配完成的电池进行导电性能检验的检测机构14，检测机构14设置在电池装配机构10的旁侧；检测机构14包括支撑架142、固定在支撑架142顶面的支座148和旋转驱动机构149、以及固定在支座148顶部的检测架143，检测架143上设置有第二电池定位通槽1431；旋转驱动机构149的旋转主轴141位置与第二电池定位通槽1431的位置对应，其旋转主轴141为气管；气管的前端固定有用于夹持定位第二电池定位通槽1431内的待检测电池一端的第二气动夹爪145，气管的前端侧部具有气路支管1411，气路支管1411通过管道与第二气动夹爪145的气口连接；第二电池定位通槽1431两端口处固定有导电棒147，两导电棒147分别抵触在第二电池定位通槽1431内的待检测电池两端触片上；第二电池定位通槽1431内的待检测电池另一端位置处设置有第五气动夹爪144，第五气动夹爪144固定在支撑架142的顶部侧壁，其对待检测电池另一端进行夹持定位。

上述结构中，利用横向位移机构4和纵向位移机构3的配合使得取料机械手5将焊接装配好触片的电池抓取后输送至检测机构的第二电池定位通槽上，且定位后两导电板的顶端分别抵触在第二电池定位通槽内的待检测电池两端触片上，然后第二气动夹爪将电池的一端夹紧，旋转驱动机构驱动电池进行旋转，以实现导电棒的触头和触片的动态状况下的导电性能检测。旋转驱动机构149由同步带传动机构1491和伺服电机1492构成，伺服电机驱动同步带传动机构1491工作后，以促使气管旋转，气管旋转带动第二气动夹爪旋转，而且旋转时气路管道不发生任何干涉，提升工作性能，并且气管被固定在带传动机构的带轮中心位置，且气管还通过轴承座150安装在支撑架的顶部。

本实施例中，检测机构14的旁侧设置有将检测完成的电池进行取料后输送至下一道工序中的自动取料机构13，自动取料机构13上的取料机械手进行抓取检测完成的电池。自动取料机构13包括安装架131、纵向平移机构130、第四升降气缸136和第三气动夹爪137，安装架的顶部固定纵向平移机构，纵向平移机构的平移部固定安装第四升降气缸136，第四升降气缸的活塞杆顶端通过架板138固定有长形架板135，长形架板135的底面通过柱体安装固定第三气动夹爪。

上述结构中，纵向平移机构由纵向平移气缸132和纵向平移直线轨道134组成，纵向平移气缸和纵向平移直线轨道均固定在安装架的顶面，纵向平移直线轨道的滑块上固定有板体133，且纵向平移气缸的活塞杆端部与板体固定相连，板体的侧部固定旋转气缸，从而在将检测完成的电池(焊接装配有触片的电池)利用纵向平移机构、旋转气缸和第四升降气缸位移过来的第三气动夹爪进行夹取，然后再使得纵向平移气缸进行推移第三气动夹爪将将检测完成的电池取走，取走后该气动夹爪的夹板松弛放开电池进行下料。

本实施例中，还包括料仓7两个以上和托盘抓取机构8，托盘抓取机构8安装在托盘定位机构6上，且料仓7对应位于托盘定位机构6的一端，料仓7内堆叠有多个用于盛放待装配电池的托盘9，托盘抓取机构8将料仓7内的多个托盘9逐一抓取至托盘定位机构6上进行定位；还包括升降机构18和横向平移机构17，升降机构18安装在横向平移机构17的滑块上，升降机构18的升降部顶端固定料仓定位板16，料仓定位板16的顶面横向水平排列设置有多个料仓放置槽，料仓7放置在料仓放置槽内。

上述结构中，其用于托盘抓取机构将料仓内多个堆叠的托盘由下往上进行逐一抓取至托盘定位机构上过程中，在料仓内抓取一个托盘后升降机构动作，使料仓下降一个托盘高度的距离，从而托盘抓取机构的抓取部位正好与托盘的侧部对应，需要进行抓取时托盘抓取机构的抓取部伸入料仓中进行托盘抓取后将托盘从料仓中抽出并定位至托盘定位机构上，其结构的设计使得以便于托盘抓取机构进行逐一抓取托盘，一个料仓抓取完毕后，利用横向平移机构将盛满有托盘的料仓位置至与托盘抓取机构的位置对应，且空置的料仓被移走。其中由架体19、横向平移推拉气缸172、两根横向平移滑轨173和平移板块171组成横向平移机构，横向平移推拉气缸和两根横向平移滑轨相互平行，且横向平移滑轨和横向平移推拉气缸固定在架体的顶面，平移板块固定在横向平移滑轨的滑块上，横向平移推拉气缸的活塞杆端部与平移板块固定，且架体19的顶面具有三个相互平行的横向长形孔191，横向长形孔191的下方设置有安装板块183，安装板块183的底面安装由伺服电机181驱动的带传动机构182，安装板块的顶面固定导向杆185四根，四个导向杆185的顶端依次贯穿边侧位置的两横向长形孔191和平移板块171的四个导向孔后与料仓定位板16底面固定，安装板块183的中间位置还通过轴承安装有滚珠丝杠184；滚珠丝杠184依次贯穿中间长形孔191和平移板块171的中间孔位置，其滚珠滑块固定在平移板块的中间孔位置处，且滚珠丝杠的丝杠顶端通过轴承安装在定位板上，滚珠丝杠的丝杠底端与带传动机构相连接，从而带传动机构带动滚珠丝杠旋转，从而促使定位板的升降和下降，横向平移推拉气缸的活塞杆推拉动作使得平移板块发生横向平移动作。

本实施例中，托盘抓取机构8包括伸缩气缸83、立式安装板81、直线滑轨82和固定在直线滑轨82的滑块上的第三升降气缸84，第三升降气缸的活塞杆顶端固定抓取板85，且料仓7上朝向托盘定位机构6的一侧面具有开口，料仓7的内腔左右两侧壁设置有多条通槽71，且左侧各通槽71位置与右侧各通槽71位置相互对应，每一个托盘9的两侧部分别插入两通槽71内，托盘9底面朝向料仓7开口的一侧具有插槽，抓取板85的顶面朝向料仓7开口的一侧设置有与插槽对应匹配的插块851；托盘定位机构6为一槽体61，槽体61的上开口两内侧壁均具有位置相互对应设置的定位通槽611，定位通槽611的端口与料仓7内的托盘9位置对应，槽体61的顶部两相互对应的外侧壁固定有夹紧气缸62，两夹紧气缸62的位置相互对应，两夹紧气缸62的活塞杆顶端固定有夹板63，槽体61的上开口还具有中间压板64，中间压板64的相对应两侧本体与两夹板63固定，且中间压板64上具有使托盘上的电池暴露的通孔641，立式安装板81固定在槽体61内的槽底位置处，伸缩气缸83固定立式安装板81的侧壁，直线滑轨82固定在立式安装板81的顶部，伸缩气缸83的活塞杆端部通过连接板与直线滑轨82的滑块固定相连。其结构伸缩气缸的活塞杆伸出将抓取板位移插入至料仓的开口部位，从而再驱动第三升降气缸将抓取板上移，以将抓取板上的插块插入托盘的底面插槽内，此时伸缩气缸的活塞杆回退，将托盘从料仓中抽出，并带入通槽内，直至将托盘位移至中间压板的位置下方后，夹紧气缸下移夹板，使得中间压板压住托盘顶面，从而以对托盘进行压紧定位，此时第三升降气缸将抓取板下移，使得插块脱离插槽，从依该步骤进行反复循环抓取托盘。

本实施例中，取料机械手5包括第二升降气缸52、固定板51、垂直设置的直线导轨53、平移板54和第四气动夹爪55，第二升降气缸和直线导轨固定在平移板的侧面，平移板固定在直线导轨的滑块上，第二升降气缸的活塞杆端部与平移板固定相连，平移板上的垂直延伸板底端固定第四气动夹爪。其中第四气动夹爪用于夹取物件，第二升降气缸使得在第四气动夹爪进行物件夹取后将取件上升一段距离后进行位移物件，待物件位移至装配机构的上方或检测机构的上方时进行驱动第二升降气缸下放物件，从而将物件放置在第一电池定位通槽内或第二电池定位通槽内，以便于进行装配或检测。

上述结构中的其中两个架体2、检测机构10、托盘定位机构6、电池装配机构10和自动取料机构13均固定在机架1的顶面，且料仓7、升降机构和横向平移机构设置在机架的侧部，而且托盘中每一个电池定位槽内的电池两侧留有空间，从而便于气动夹爪的夹板插入该空间中进行将电池夹取。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。