一种保证同轴度的装配设备及其方法与流程

本申请涉及同轴装配技术领域，特别涉及一种保证同轴度的装配设备及其方法。

背景技术：

在多个工件组装工序中，需要确保工件之间的同轴度保持一致，以确保组装精度。例如在锂离子电池生产中，电芯装配于壳体内后，在壳体端部需要装配有端盖。在端盖装配过程中，壳体与端盖之间的间隙需满足生产需求，则需要完成同轴装配。

因此，目前迫切需要开发出一种保证同轴度的装配设备，保证锂离子电池中端盖与壳体之间装配的精准度，以提高电池品质。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题之一，本申请提供一种保证同轴度的装配设备，用于对已完成预装的两个工件完成压装；包括用于承载第一工件的承载台、用于将所述第一工件固定于所述承载台上的固定机构、抵靠于所述第二工件朝所述第一工件压装的压装机构；在所述压装机构上，以及所述第二工件上，分别设置有配套的同轴定位机构；所述压装机构上的同轴定位机构与所述第一工件同轴设置。进而通过同轴定位机构实现压装机构将端盖同轴压装在电池壳体上，实现确保电池壳体和端盖两个工件之间装配的同轴度，提高装配精准度，提高电池品质。

优选的，所述同轴定位机构包括定位柱和定位孔；所述压装机构上的定位柱或定位孔与所述第一工件同轴设置。通过同轴定位机构实现压装机构与第一工件同轴，确保装配精度。

优选的，所述压装机构上设置有与所述第二工件的端部形状匹配的限位块；所述定位柱或定位孔形成于所述限位块上，所述定位孔或定位柱形成于所述第二工件上。

优选的，还包括中空旋转平台和转盘安装架；所述固定机构装设于所述转盘安装架上；所述固定机构与其第一驱动件通过卡台结构连接。通过卡台结构固定机构与第一驱动件连接，进而第一驱动件连接驱动固定机构固定电池壳体，

优选的，所述固定机构包括固定于所述转盘安装架上的滑轨、滑动设置于所述滑轨上的固定板、以及令所述固定板朝第一工件移动的弹性组件；在固定板上还设置有具有t型槽的连接块；所述固定板的第一驱动件固定于所述中空旋转平台上，通过端部设置的凸台与所述连接块连接并驱动所述固定板。

优选的，所述固定机构至少包括两个，分别用于固定第一工件的两端。进而实现分别固定壳体的两端，确保在压装过程中壳体夹持稳固。

优选的，于第二工件的两侧设置有由第三驱动件的定位块；所述定位块与限位块构成所述第二工件的限位机构，进而确保端盖与壳体的同轴度，提高端盖与壳体的压装精度，提高装配的精准度。

优选的，在所述中空旋转平台上于所述第一工件的两侧设置有由第二驱动件的纠偏块；所述纠偏块和固定板构成所述第一工件的纠偏固定机构。通过设置在壳体两侧的第二驱动件驱动纠偏块相向移动，实现对壳体水平方向纠偏，再通过第一驱动件驱动固定板下压固定壳体，实现精准装配。

基于上述保证同轴度的装配设备，本申请另一方面还提供一种装配方法，包括以下装配步骤：

a100、预先加工一块端部形状与所述限位块相匹配的定位工件，定位工件的端面设置有与限位块的定位孔相匹配的定位销，将定位工件放置在承载台上；

a200、先将固定机构固定安装，启动固定机构对承载台上的定位工件完成纠偏动作，固定机构下压固定定位工件；

a300、将压装机构上限位块的定位孔与定位工件端部的定位销配合，实现限位块与定位工件同轴压装；

a400、将压装机构固定安装，使得由限位块限位的第二工件与固定机构固定的第一工件同轴。

本申请还提供另一种装配方法，包括以下装配步骤：

b100、预先加工一块端部形状与所述限位块相匹配的定位工件，定位工件的端面设置有与限位块的定位柱或定位孔相匹配的定位孔或定位销，将定位工件放置在承载台上；

b200、先将压装机构固定安装，使得压装机构上限位块的定位柱或定位孔与定位工件上的定位孔或定位销配合定位，实现限位块与定位工件同轴压装；

b300、再将固定机构固定安装，启动固定机构对承载台上的定位工件下压固定；使得由限位块限位的定位工件与固定机构固定的定位工件同轴。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：通过设置用于承载电池壳体的承载台、用于将电池壳体固定于承载台上的固定机构、以及抵靠于端盖朝壳体压装的压装机构，固定机构装设于转盘安装架上，转盘安装架可旋转设置在中空旋转平台上，在压装机构上、以及端盖上分别设置有配套的同轴定位机构，压装机构上的同轴定位机构与壳体中心同轴设置，在压装过程中，压装机构上的同轴定位机构与端盖上的同轴定位机构匹配，进而通过同轴定位机构实现压装机构将端盖同轴压装在电池壳体上，实现确保电池壳体和端盖两个工件之间装配的同轴度，提高装配精准度，并且装配方法对压装机构与固定机构进行安装，使得固定机构和压装机构都能够保证电池和端盖同轴压装，保证压装精度和压装效果，无需每次调节同轴度，提高生产效率，

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请的保证同轴度的装配设备的其中一实施例的结构示意图；

图2为本申请的保证同轴度的装配设备的其中一实施例的后视结构图；

图3为本申请的保证同轴度的装配设备的其中一实施例的压装机构结构示意图；

图4为本申请的保证同轴度的装配设备的其中一实施例的压装机构立体示意图。

图5为本申请的保证同轴度的装配设备的其中一实施例的定位工件结构示意图。

附图标记

1、承载台；2、固定机构；21、滑轨；22、固定板；23、弹性组件；24、连接块；25、第一驱动件；26、纠偏块；27、第二驱动件；3、压装机构；31、限位块；311、第二旋转驱动组件；312、定位孔；313、位移传感器；314、位置传感器；315、压力传感器；32、定位块；33、第三驱动件；34、安装架；341、滑轨滑块结构；342、位移驱动组件；343、滑座；4、中空旋转平台；41、转盘安装架；42、第一旋转驱动组件；5、定位工件；51定位销。

具体实施方式

以下将以图式揭露本申请的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本申请。也就是说，在本申请的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

需要说明，本申请实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本申请，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

为能进一步了解本申请的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

在锂离子电池生产中，电芯装配于壳体内后，在壳体端部需要装配有端盖。在端盖装配过程中，壳体与端盖之间的间隙需满足生产需求，则需要完成同轴装配。

为了解决上述技术问题，本实施例提供一种保证同轴度的装配设备，如图1所示，图1为本申请的保证同轴度的装配设备实施例的结构示意图；用于对已完成预装的两个工件完成压装，包括用于承载第一工件的承载台1、用于将第一工件固定于承载台1上的固定机构2、以及抵靠于第二工件朝第一工件压装的压装机构3，其中，本实施例中以第一工件为电池壳体、第二工件为端盖为例进行说明。固定机构2装设于转盘安装架41上，转盘安装架41可旋转设置在中空旋转平台4上，在压装机构3上、以及端盖上分别设置有配套的同轴定位机构，压装机构3上的同轴定位机构与壳体中心同轴设置，在压装过程中，压装机构3上的同轴定位机构与端盖上的同轴定位机构匹配，进而通过同轴定位机构实现压装机构3将端盖同轴压装在电池壳体上，实现确保电池壳体和端盖两个工件之间装配的同轴度，提高装配精准度，提高电池品质。

具体的，为了实现对电池壳体进行安装固定，如图2所示，图2为本申请的实施例的后视结构图，固定机构2包括固定于转盘安装架41上的滑轨21、滑动设置于滑轨21上的固定板22、以及令固定板22朝壳体移动的弹性组件23，用于承载壳体的承载台1沿中空旋转平台4轴心方向穿置在中空旋转平台4，在中空旋转平台4上设置有驱动转盘安装架41旋转的第一旋转驱动组件42，第一旋转驱动组件42为驱动电机，在中空旋转平台4上位于承载台1的上方固定设置有第一驱动件25，固定板22上还设置有具有t型槽的连接块24，第一驱动件25为伸缩气缸，第一驱动件25的伸缩端设置有凸台，凸台与连接块24的t型槽连接，凸台与连接块24形成卡台结构，进而固定板22与第一驱动件25通过卡台结构连接。

当转盘安装架41旋转旋转时，第一驱动件25的凸台与连接块24的t型槽脱离，进而实现第一驱动件25与固定板22脱离，在固定板22的连接设置有弹性组件23，第一驱动件25与固定板22脱离后，固定板22在弹性组件23的弹力作用下保持在压制壳体的状态，确保在旋转过程中壳体不会发生位置偏差，提高位置准确度。

其中，固定机构2至少包括两个，分别设置在转盘安装架41两侧，进而实现分别固定壳体的两端，确保在压装过程中壳体夹持稳固。

进一步的，壳体放置在承载台1上后，需要对壳体进行纠偏，以保证后续压装的同轴度。为此，在中空旋转平台5上于壳体的两侧设置有由第二驱动件27驱动的纠偏块26，纠偏块26和固定板22构成壳体的纠偏固定机构。壳体放置在承载台1上后，通过设置在壳体两侧的第二驱动件27驱动纠偏块26相向移动，实现对壳体水平方向纠偏，再通过第一驱动件25驱动固定板22下压固定壳体。

为了实现将端盖压装在承载台1的壳体上，压装机构3设置在中空旋转平台5的轴线方向上，且位于靠近壳体端部一侧，如图3-4所示，图3为本申请实施例的压装机构结构示意图，图4为本申请实施例的压装机构立体示意图，压装机构3包括与端盖的端部形状匹配的限位块31、承载限位块31的安装架34，安装架34上设置有滑轨滑块结构341、以及滑动设置在滑轨滑块结构341上滑座343，在安装架34上设置有驱动滑座343移动的位移驱动组件342，限位块31设置在滑座343上，通过位移驱动组件342驱动滑座343上移动，进而实现滑座343上的限位块31推动端盖进行压装。

具体的，在滑座343上固定设置有驱动限位块31旋转的第二旋转驱动组件，其中，第二旋转驱动组件可以是驱动电机，限位块31设置在第二旋转驱动组件的输出端，进而通过第二旋转驱动组件驱动限位块31旋转，实现与转盘安装架41同步旋转，在滑座343上位于限位块31的上方设置有位置传感器314，进而实现检测限位块31的位置状态。

通过位移驱动组件342驱动滑座343上移动，进而实现滑座343上的限位块31将端盖推入壳体端部完成压装动作，为了实现实时检测压装压力，在滑座343上位于限位块31侧方设置有压力传感器315，通过压力传感器315实现实时检测压装过程中的压装压力，压装压力过大时，则停止压装，当端盖位置偏差大时无法压装进壳体内时，避免过大的压力造成端盖或壳体发生变形，保证电池的压装质量。限位块31内形成有与端盖形状匹配的凹槽，进而实现对端盖进行限位，在限位块31侧方设置有用于检测端盖是否在位的位移传感器313。

为了保证在压装时限位块31与端盖有较高的同轴度，在压装机构3上、以及端盖上分别设置有配套的同轴定位机构，同轴定位机构包括定位柱和定位孔，限位块31上形成有定位孔312或定位柱，在端盖上形成定位柱或定位孔，压装机构3上的定位孔或定位柱与壳体同轴设置，其中，限位块31上设置的可以是定位孔312或是定位柱，若限位块31上设置的是定位孔312，则对应另一设置的是定位柱，限位块31和工件上设置的定位销或定位孔可以有多种搭配方式，进而确保端盖与壳体的同轴度，提高端盖与壳体的压装精度，提高装配的精准度。

在限位块31将端盖压装在壳体上之前，需要端盖进行限位，以保证后续装配的精准度，为此在端盖的两侧设置有由第三驱动件33驱动的定位块32，第三驱动件33固定在中空旋转平台4且位于端盖两侧，定位块32与限位块31构成端盖的限位机构。

为了保证固定电芯的固定机构2和限位压装端盖的压装机构3同轴，从而保证固定机构2和压装机构3的相对位置装配完成后，每次电芯和端盖上料后，固定机构2和压装机构3都能够保证电芯和端盖同轴压装，保证压装精度和压装效果。基于上述保证同轴度的装配设备，本申请另一方面还提供一种装配方法，包括以下装配步骤：

a100、预先加工一块端部形状与限位块31相匹配的定位工件5，定位工件5的端面设置有与限位块31的定位孔312相匹配的定位销51，将定位工件5放置在承载台1上；

如图5所示为定位工件5，定位工件5的形状与电池(第一工件)的形状相匹配，由于电池比较昂贵，在同轴装配设备时使用形状与电池相匹配的定位工件5作为代替，在定位工件5的端面设置有与限位块31定位孔312匹配的定位销51，在定位孔312的开口处形成倒角，便于定位工件5的定位销51插入定位孔312。其中，限位块31上可以是定位孔312或是定位柱，若限位块31上设置的是定位孔312，则对应定位工件5端面设置的是定位销51，若限位块31设置的是定位柱，则对应定位工件5端面设置的是定位孔，定位销和定位孔可以有多中搭配方式。

a200、先将固定机构2固定安装，启动固定机构2对承载台1上的定位工件5完成纠偏动作，固定机构2下压固定定位工件5；

先将固定机构2固定安装在中空旋转平台4的转盘安装架41上，再启动固定机构2的第二驱动件27，第二驱动件27驱动纠偏块26朝定位工件5移动，进而对定位工件5进行纠偏，完成纠偏动作后启动第一驱动件25，进而驱动固定板22下压对定位工件5进行固定。

a300、将压装机构3上限位块31的定位孔312与定位工件5端部的定位销51配合，实现限位块31与定位工件5同轴压装；

定位工件5纠偏完成后，将压装机构3上限位块31的定位孔312与定位工件5端部的定位销51配合，通过定位销51和定位孔312实现限位块31与定位工件5同轴，在通过位移驱动气缸342驱动驱动滑座343上的限位块31与定位工件5同轴压装。

a400、将压装机构3固定安装，使得由限位块31限位的第二工件与固定机构2固定的第一工件始终同轴；

限位块31与定位工件5同轴压装后，再将压装机构3固定安装，进而压装机构3与固定机构2的相对位置固定，使得由限位块31限位的第二工件与固定机构2固定的第一工件始终同轴，在每次电池和端盖上料后，固定机构2和压装机构3都能够保证电池和端盖同轴压装，保证压装精度和压装效果，无需每次调节同轴度，提高生产效率。

本申请还提供另一种装配方法，包括以下装配步骤：

b100、预先加工一块端部形状与所述限位块31相匹配的定位工件5，定位工件5的端面设置有与限位块31的定位柱或定位孔相匹配的定位孔或定位销，将定位工件5放置在承载台1上；

b200、先将压装机构3固定安装，使得压装机构3上限位块31的定位柱或定位孔与定位工件5上的定位孔或定位销配合定位，实现限位块31与定位工件5同轴压装；

b300、再将固定机构2固定安装，启动固定机构2对承载台1上的定位工件5下压固定；使得由限位块31限位的定位工件5与固定机构2固定的定位工件5同轴。

其中，在步骤b200-b300中压装机构3和固定机构2的固定安装顺序与步骤a200-a300的安装顺序相反，第二种安装方法先将压装机构3固定安装，通过压装机构3上限位块31的定位孔312与定位工件5端部的定位销51配合，通过定位销51和定位孔312实现限位块31与定位工件5同轴始终，然后再在转盘安装架41上固定安装固定机构2，进而压装机构3与固定机构2的相对位置固定，使得由限位块31限位的第二工件与固定机构2固定的第一工件始终同轴。

在实际生产中，在a500完成压装步骤后，需要对端盖与壳体的顶面和底面进行焊接，为此在顶面焊接完后需要将端盖与壳体同时旋转并焊接底面，同时需要保证同轴旋转，为此，本实施例还提供同轴旋转的方法，包括以下步骤：

c100、启动第二驱动件27驱动纠偏块26，纠偏块26移动并与第一工件脱离；启动第三驱动件33驱动定位块32，定位块32移动并与第二工件脱离；

启动第二驱动件27驱动纠偏块26远离壳体，进而纠偏块26与壳体脱离，同时启动第三驱动件33驱动定位块32远离，定位块32与端盖脱离。

c200、启动中空旋转平台4，转盘安装架41旋转；同时启动压装机构3带动限位块31与第一工件同步旋转；

通过启动中空旋转平台4的第一旋转驱动组件42，第一旋转驱动组件42驱动转盘安装架41旋转，带动转盘安装架41上的壳体旋转，与此同时，启动压装机构3的第二旋转驱动组件311，第二旋转驱动组件311驱动限位块31同步旋转，进而实现壳体与端盖同步旋转。

c300、固定板22的第一驱动件25从连接块24的t型槽中脱离，固定板22在弹性组件23的弹力作用下保持在压制第一工件状态；

转盘安装架41旋转时带动固定板22旋转，此时第一驱动件25的凸台从连接块24的t型槽中脱离，实现固定板22旋转时与第一驱动件25分离，固定板22在弹性组件23的弹力作用下保持在下压壳体的状态，确保在旋转过程中壳体的位置不会发生偏差，实现壳体和端盖的同轴旋转。

c400、转盘安装架41完成旋转后，连接块回到初始位置，此时固定板22的第一驱动件25与连接块24的t型槽嵌合；

当完成壳体和端盖的加工后，转盘安装架41旋转回到初始位置，此时固定板22上的连接块24的t型槽与第一驱动件25的凸台嵌合，实现固定板22重新与第一驱动件25连接。

b500、启动第一驱动件25驱动固定板22，固定板22与第一工件脱离，卸下完成加工的第一工件。

第一驱动件25驱动固定板22与机壳脱离，进而将完成加工的机壳卸下。

综上所述，在本申请一或多个实施方式中，本申请通过设置用于承载电池壳体的承载台、用于将电池壳体固定于承载台上的固定机构、以及抵靠于端盖朝壳体压装的压装机构，固定机构装设于转盘安装架上，转盘安装架可旋转设置在中空旋转平台上，在压装机构上、以及端盖上分别设置有配套的同轴定位机构，压装机构上的同轴定位机构与壳体中心同轴设置，在压装过程中，压装机构上的同轴定位机构与端盖上的同轴定位机构匹配，进而通过同轴定位机构实现压装机构将端盖同轴压装在电池壳体上，通过装配方法对压装机构与固定机构进行安装，使得固定机构和压装机构都能够保证电池和端盖同轴压装，保证压装精度和压装效果，无需每次调节同轴度，提高生产效率，实现确保电池壳体和端盖两个工件之间装配的同轴度，提高装配精准度，提高电池品质。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。