一种电池自动装盘机的制作方法

本发明涉及一种电池自动装盘机。

背景技术

在电池的自动化生产环节中，电池自动装盘机是一道重要的工序。目前电池生产厂家的装盘大部分还是采用人工进行处理，通过人工对电池和托盘手动进行扫码，再人工投入进行装盘，极容易犯错，从而导致导致电池数据不准确，电池品质不良等问题。

采用电池自动装盘设备，可以实现全自动的扫码，装盘，数据上传等一系列工作。成本低，效率高，受人为因素影响小，电池品质有效的进行管控。

技术实现要素：

为了解决本发明的目的在于解决现有技术中，电池生产厂的分选工序没有一种自动装盘机，主要靠人工装盘，成本高，效率低，受人为因素影响较大，电池品质无法进行管控的不足，提供一种电池自动装盘机，用以解决以上问题。

本发明所述的一种电池自动装盘机，其特征在于：包括用于支撑的机架、多套用于将托盘运输到升降装置指定位置的输送装置、多套用于将装满电池的托盘运出的升降装置、用于在空托盘内装入电池的装盘机械手以及用于控制整个装置自动化运行的plc控制装置，输送装置与升降装置一一对应，其中所述输送装置铺设在机架的工作平台上，并且输送装置的输出端延伸至升降装置的输入端，升降装置的上方机架上配装装盘机械手，其中装盘机械手的活动范围覆盖升降平台以及输送装置；所述输送装置、升降装置、装盘机械手的控制端分别与所述plc控制装置的控制端电连接；

所述机架从上到下分为三层，其中底层设有用于安装plc控制装置的控制工位，中层设有用于安装输送装置的输送工位以及用于安装升降装置的升降工位，并且升降工位设置在输送工位的尾端；上层安装装盘机械手；

所述输送装置包括动力滚筒、无动力滚筒、第一托盘阻挡气缸和托盘检测传感器，所述动力滚筒、所述无动力滚筒与动力平行铺装在机架的输送工位，并且动力滚筒通过连接件与无动力滚筒联动构成用于输送托盘的托盘输送线；第一托盘阻挡气缸安装在托盘输送线的输出末端，并且托盘阻挡气缸的活动端配装一用于限制托盘位置的第一托盘阻挡板，用于控制第一托盘阻挡板升降以调整托盘排出托盘输送线上的托盘的位置对其进行定位阻挡；所述托盘检测传感器设置在输送线上，用于将托盘的信息传输给plc控制装置；

所述升降装置包括用于支撑的支撑板、用于提供z轴方向升降驱动力的驱动电机、用于将纵向驱动力传递给升降平台的传动链条组件、用于供升降平台纵向滑动的竖直导轨以及至少一套用于放置托盘的升降平台，支撑板垂直固装在机架的升降工位上，且相对的两内端面嵌装一可于升降平台配合的竖直导轨；所述升降平台与导轨滑动连接；驱动电机的输出端通过传动链条组件与升降平台相连，在驱动电机带动下，实现升降平台沿竖直导轨纵向的升降，以实现升降平台与托盘输送线或托盘排出输送线之间对接；当托盘内需装入电池时，升降平台与托盘输送线对接，将空托盘从托盘输送线运输至升降平台上；当托盘装满之后，升降平台沿z轴升降，升降平台与设备外部的托盘排出输送线对接，排出满托盘；

所述装配机械手包括用于支撑的机械手安装架、用于将托盘输送线上的电池搬至空托盘内的电池抓取机械手，其中所述机械手安装架的顶框为悬于升降装置的升降平台正上方的矩形框，并且矩形框包括作为x轴向运动的x轴导轨以及作为y轴的y轴导轨，其中，x轴导轨和y轴导轨分别水平铺装在矩形框上，并且二者之间的夹角为90°；所述电池抓取机械手包括用于抓取电池的抓取机械手和用于调整抓取机械手纵向位置的z轴运动机构，所述z轴运动机构安装在矩形框上，其中所述z轴运动机构包括作为z轴的z轴导轨、用于调整旋转轴z轴位置的纵向升降驱动电机、用于调整电池抓取角度的旋转轴、用于驱动旋转轴绕其中心轴周向旋转的旋转电机以及用于抓取电池的抓取机械手，所述z轴导轨垂直于与x轴导轨和y轴导轨所在水平面垂直，并且z轴导轨可分别与x轴导轨和y轴导轨滑动连接；所述纵向升降驱动电机安装在z轴导轨上，并且纵向升降驱动电机的升降端固装旋转电机，其中旋转电机的输出端与旋转轴一端相连，其中旋转轴的另一端安装抓取机械手，用于将设备外部的电池抓入托盘输送线上；

所述plc控制装置包括信号采集器、数据处理器、数据存储器以及人机交互界面，所述信号采集器的第一信号输入端分别与所述托盘检测传感器、托盘扫码器的信号输出端信号连接；所述数据处理器的信号输入端与所述信号采集器的信号输出端电连，所述数据处理器的动作控制端口分别与所述托盘阻挡气缸的控制端、所述装盘机械手的控制端、所述升降装置的控制端信号连接，所述数据处理器的信号输出端与所述数据存储器的信号输入端电连，所述数据存储器的信号输出端与所述人机交互界面的信号输入端电连，所述人机交互界面的信号输出端与所述信号采集器的第二信号输入端电连。

所述升降平台包括用于支撑托盘的支撑平台、用于将托盘从支撑平台前端运输至末端的输送滚筒线以及用于记录托盘信息的扫码器，所述支撑平台安装在支撑板上，并与传动链条组件的一端啮合，使其在驱动电机的带动下受传动链条组件的拉动沿导轨上下升降；输送滚筒线铺设在支撑平台表面，并且输送滚筒线的上游设置在输送线的输出端处，输送滚筒线的下游延伸至托盘收集设备处，用于将置于支撑平台上的托盘输送至设备外部；所述扫码器设置在支撑板顶部超出输送滚筒线处，其信号输出端与所述plc控制装置的第一信号输入端信号连接，用于记录托盘的信息并将信息传输给plc控制装置。

所述输送滚筒线包括动力输送滚筒、若干根无动力输送滚筒、第二托盘阻挡板、第二托盘阻挡气缸、托盘定位气缸以及托盘位置检测器，其中动力输送滚筒和无动力输送滚筒平行安装在支撑平台表面，并且动力输送滚筒通过连接件与所述无动力输送滚筒相连，形成用于将托盘从支撑平台排出的托盘排出输送线；所述托盘位置检测器设置在支撑平台与托盘排出输送线之间，用于检测托盘是否到位，并在到位之后将信号传输给plc控制装置；所述托盘定位气缸安装在托盘排出输送线侧面的框架处，并且托盘定位气缸的活动端面向托盘排出输送线，用于调整托盘排出输送线上的托盘的位置；所述托盘阻挡板设置在托盘排出输送线的端部，二者间隙配合，用于限制托盘的位置；所述第二托盘阻挡气缸安装在支撑平台的下游末端，并且第二托盘阻挡气缸的活动端配装第二托盘阻挡板，用于控制第二托盘阻挡板升降以调整托盘排出输送线上的托盘的位置对其进行定位阻挡；所述托盘定位气缸的控制端与所述plc控制装置的信号输出端信号连接。

本发明的有益效果为：

1、通过自动化的方案，把电池的信息，托盘数据采集到一套系统里面进行，减少人工的操作，提升了生产效率，保证电池的一致性。

2、适用单侧极耳软包锂电池和双侧极耳软包锂电池。

3、采用plc与上位机的控制系统可以与各公司的生产管理系统对接，实时查看电池和托盘的状态信息。

4、采用输送线的模式可以与物流线，agv小车等设备进行对接。

附图说明

图1是本发明的电池自动装盘机示意图。

图2a是本发明的主视图。

图2b是本发明的侧视图。

图2c是本发明的俯视图。

图3a是本发明的托盘输送线示意图。

图3b是本发明的托盘输送线主视图。

图3c是本发明的托盘输送线前视图。

图4a是本发明的装盘机械手示意图。

图4b是本发明的装盘机械手的俯视图。

图4c是本发明的装盘机械手的前视图。

图5a是本发明的升降装置的结构图。

图5b是本发明的升降装置的主视图。

图5c是本发明的升降装置的侧视图。

图5d是本发明的升降装置的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明

参照附图：

实施例1本发明所述的一种电池自动装盘机，包括用于支撑的机架1、多套用于将托盘运输到升降装置指定位置的输送装置2、多套用于将装满电池的托盘运出的升降装置3、用于在空托盘内装入电池的装盘机械手4以及用于控制整个装置自动化运行的plc控制装置5，输送装置2与升降装置3一一对应，其中所述输送装置2铺设在机架1的工作平台上，并且输送装置2的输出端延伸至升降装置3的输入端，升降装置3的上方机架上配装装盘机械手4，其中装盘机械手4的活动范围覆盖升降平台以及输送装置2；所述输送装置2、升降装置3、装盘机械手4的控制端分别与所述plc控制装置的控制端电连接；

所述机架1从上到下分为三层，其中底层设有用于安装plc控制装置的控制工位，中层设有用于安装输送装置的输送工位以及用于安装升降装置的升降工位，并且升降工位设置在输送工位的尾端；上层安装装盘机械手；

所述输送装置2包括动力滚筒21、无动力滚筒22、第一托盘阻挡气缸23和托盘检测传感器24，所述动力滚筒21、所述无动力滚筒22与动力滚筒21平行铺装在机架1的输送工位，并且动力滚筒21通过连接件与无动力滚筒22联动构成用于输送托盘的托盘输送线；第一托盘阻挡气缸23安装在托盘输送线的输出末端，并且第一托盘阻挡气缸23的活动端配装一用于限制托盘位置的第一托盘阻挡板231，用于控制第一托盘阻挡板231升降以调整托盘排出托盘输送线上的托盘的位置对其进行定位阻挡；所述托盘检测传感器24设置在托盘输送线上，用于将托盘的信息传输给plc控制装置；

所述升降装置3包括用于支撑的支撑板31、用于提供z轴方向升降驱动力的驱动电机32、用于将纵向驱动力传递给升降平台的传动链条组件33、用于供升降平台纵向滑动的竖直导轨34以及用于放置托盘的升降平台35，支撑板31垂直固装在机架1的升降工位上，且相对的两内端面嵌装一可于升降平台配合的竖直导轨34；所述升降平台35与导轨滑动连接；驱动电机32的输出端通过传动链条组件33与升降平台35相连，在驱动电机32带动下，实现升降平台35沿竖直导轨34纵向的升降，以实现升降平台与托盘输送线或托盘排出输送线之间对接；当托盘内需装入电池时，升降平台与托盘输送线对接，将空托盘从托盘输送线运输至升降平台上；当托盘装满之后，升降平台沿z轴升降，升降平台与设备外部的托盘排出输送线对接，排出满托盘；

所述装配机械手4包括用于支撑的机械手安装架41、用于将托盘输送线上的电池搬至空托盘内的电池抓取机械手42，其中所述机械手安装架41的顶框为悬于升降装置的升降平台正上方的矩形框，并且矩形框包括作为x轴向运动的x轴导轨411以及作为y轴的y轴导轨412，其中，x轴导轨411和y轴导轨412分别水平铺装在矩形框上，并且二者之间的夹角为90°；所述电池抓取机械手42包括用于抓取电池的抓取机械手421和用于调整抓取机械手纵向位置的z轴运动机构422，所述z轴运动机构422安装在矩形框上，其中所述z轴运动机构422包括作为z轴的z轴导轨4221、用于调整旋转轴z轴位置的纵向升降驱动电机、用于调整电池抓取角度的旋转轴4222、用于驱动旋转轴绕其中心轴周向旋转的旋转电机以及用于抓取电池的抓取机械手4223，所述z轴导轨4221垂直于与x轴导轨411和y轴导轨412所在水平面垂直，并且z轴导轨4221可分别与x轴导轨和y轴导轨滑动连接；所述纵向升降驱动电机安装在z轴导轨上，并且纵向升降驱动电机的升降端固装旋转电机，其中旋转电机的输出端与旋转轴一端相连，其中旋转轴的另一端安装抓取机械手，用于将设备外部的电池抓入托盘输送线上；

所述plc控制装置5包括信号采集器、数据处理器、数据存储器以及人机交互界面，所述信号采集器的第一信号输入端分别与所述托盘检测传感器、托盘扫码器的信号输出端信号连接；所述数据处理器的信号输入端与所述信号采集器的信号输出端电连，所述数据处理器的动作控制端口分别与所述托盘阻挡气缸的控制端、所述装盘机械手的控制端、所述升降装置的控制端信号连接，所述数据处理器的信号输出端与所述数据存储器的信号输入端电连，所述数据存储器的信号输出端与所述人机交互界面的信号输入端电连，所述人机交互界面的信号输出端与所述信号采集器的第二信号输入端电连。

所述升降平台35包括用于支撑托盘的支撑平台351、用于将托盘从支撑平台前端运输至末端的输送滚筒线352以及用于记录托盘信息的扫码器353，所述支撑平台351安装在支撑板31上，并与传动链条组件33的一端啮合，使其在驱动电机32的带动下受传动链条组件33的拉动沿竖直导轨34上下升降；输送滚筒线352铺设在支撑平台351表面，并且输送滚筒线352的上游设置在输送线的输出端处，输送滚筒线352的下游延伸至托盘收集设备处，用于将置于支撑平台上的托盘输送至设备外部；所述扫码器353设置在支撑板顶部超出输送滚筒线处，其信号输出端与所述plc控制装置的第一信号输入端信号连接，用于记录托盘的信息并将信息传输给plc控制装置。

所述输送滚筒线352包括动力输送滚筒3521、若干根无动力输送滚筒3522、第二托盘阻挡板3523、第二托盘阻挡气缸3524、托盘定位气缸3525以及托盘位置检测器3526，其中动力输送滚筒3521和无动力输送滚筒3522平行安装在支撑平台表面，并且动力输送滚筒3521通过连接件与所述无动力输送滚筒3522相连，形成用于将托盘从支撑平台排出的托盘排出输送线；所述托盘位置检测器3526设置在支撑平台与托盘排出输送线之间，用于检测托盘是否到位，并在到位之后将信号传输给plc控制装置；所述托盘定位气缸安装在托盘排出输送线侧面的框架处，并且托盘定位气缸的活动端面向托盘排出输送线，用于调整托盘排出输送线上的托盘的位置；所述托盘阻挡板设置在托盘排出输送线的端部，二者间隙配合，用于限制托盘的位置；所述第二托盘阻挡气缸安装在支撑平台的下游末端，并且第二托盘阻挡气缸的活动端配装第二托盘阻挡板，用于控制第二托盘阻挡板升降以调整托盘排出输送线上的托盘的位置对其进行定位阻挡；所述托盘定位气缸的控制端与所述plc控制装置的信号输出端信号连接。

实施例2如图1～图5所示：本发明的电池自动装盘机，所述的输送装置2，升降装置3，装盘机械手4，plc控制装置5都是安装在所述的机架1上的。通过相互之间的协作，完成电池的装盘及信息绑定及上传的工作。

如图2a-2c，图3a-3c所示，输送装置中：当托盘6通过设备外部输送线进入到设备内部时，动力滚筒21驱动各无动力滚筒22一起转动将托盘6输送到指定位置，第一托盘阻挡气缸23对托盘6进行定位阻挡作用，托盘检测传感器24将托盘6的信息传送给plc控制装置5。

如图4a-4c所示，装盘机械手4将电池抓取后根据实际位置进行移动，并且根据实际需要进行旋转，并放入托盘6。

如图1、2a-2c、5a-5d所示，升降装置中：所述的驱动电机32，传动链条组件33，竖直导轨34，升降平台35是安装在所述支撑板31上的。所述的驱动电机32带动传动链条组件33，传动链条组件33一端固定在升降平台35上，升降平台35安装在两侧竖直导轨34上，通过驱动电机32的正反转升降平台35进行上下运动。

如图5a-5d所示，升降平台35中：托盘6从前面托盘输送线2进入升降平台35后对托盘6进行定位，检测传感器3526感应到托盘到位后给信号给plc控制装置5，并且扫码器353对托盘6进行扫码，装盘机械手4将电池装入托盘6，升降平台35下降并排出。如此一循环实现自动化的流程工作。

如图1所示，plc控制装置5，主要对各部分的运动机构进行运动控制，位置检测，并将电池扫码信息与其数据库内电池信息进行比对，将分选结果传递给plc控制装置的数据存储器，并记录电池和托盘信息。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。