一种电池模组冷却水管的装配工装的制作方法

本发明涉及电池模组制造技术领域，特别涉及一种电池模组冷却水管的装配工装。

背景技术：

在电池模组组装的过程中需要压入冷却水管，用于对散除电池模组热量使其冷且，而现有的冷却水管的组装过程中大都是采用手动人工安装：先把冷水管放在支架上，再人工插电芯，或者是排放好电芯后再人工压入冷却水管。可是采用这种常用的模组冷却水管安装方式主要存在的问题有：

(1)、安装困难，安装时间比较长(以48p10s为例安装一个模组水冷管大概需要1h左右)。

(2)、手动安装容易安装错误，且安装误差等人为因素导致冷却水管安装不合格。一旦安装出错需要返工话，重新安装的时间是正常的2倍。

(3)、人工手动安装效率低，尤其碰上组装大模组时费时费力，劳动强度大，不良品较多。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电池模组冷却水管的装配工装，结构简单，集成度高，适用面广，可从而克服现有人工劳动力强、效率低、安装困难等缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种电池模组冷却水管的装配工装，包括机器上料位、水管压入模组位、机器人搬运位、水管预压位以及水管预装位；所述机器上料位的一端与所述水管压入模组位的一端连接，所述水管压入模组位的另一端与所述机器人搬运位的一端连接，所述机器人搬运位的另一端与所述水管预压位的一端连接，所述水管预压位的另一端与所述水管预装位的输出端连接。

优选地，上述技术方案中，所述机器人上料位中设置有六轴机器人和轨道输送台；

所述六轴机器人设置在所述轨道输送台的一侧，所述轨道输送台由第一工作台和第一输送装置构成，所述第一输送装置安装在所述第一工作台上。

优选地，上述技术方案中，所述水管压入模组位由推压机构和水管成型机构组成，所述推压机构向所述水管成型机构施加压力以将水管整形后压入电池模组中。

优选地，上述技术方案中，所述推压机构设置有第一支撑柱，每根所述第一支撑柱的一端与第二工作台可拆卸式连接，所述第一支撑柱的另一端通过轴套与第一支撑板的底面连接，所述轴套伸出并紧固所述第一支撑板的顶面，所述轴套伸出所述第一支撑板的顶面部分套接第二支撑柱的一端，所述第二支撑柱的另一端与第二支撑板的底面连接，所述第二支撑板的顶面靠近四个角的位置处各设置有一根第三支撑柱，所述第三支撑柱的另一端与第三支撑板的底面连接；

所述第三支撑板的中心安装有丝杠，丝杠的两侧对称设置有第一导向柱，所述第一导向柱通过活动轴套伸出第二支撑板的底面与推座的一面连接，所述推座的另一面与压板接触并传动连接，所述第三支撑板上还安装有驱动丝杠运动的伺服电机。

优选地，上述技术方案中，所述压板的两侧各设置有一个气缸，所述气缸的输出端与导推板连接，导推板上设置有多个可拆卸的第二导向柱。

优选地，上述技术方案中，所述水管成型机构由载板、定位座、第一防型板以及第二防型板组成，所述定位座通过锁件安装在所述载板上，所述第一防型板可定位放置在所述定位座上，所述第二防型板安装在第二导向柱上。

优选地，上述技术方案中，所述水管预压位中设置有支撑支架，所述支撑机架至少分两层，所述支撑机架的顶层上安装有龙门模组，所述支撑机架的下层至少可容纳第三工作台，并承托第三工作台使其与所述水管预装位齐平。

所述处理器为微型电脑。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的装配工装结构简单，集成度高，适用面广，能实现自动将冷却水管自动精准的装入电池模组中，节省人力与时间，且效率高。

附图说明

图1是本发明装配工装的立体结构示意图；

图2是本发明装配工装的俯视图；

图3是本发明的机器上料位和水管压入模组位的结构示意图；

图4是本发明的机器上料位和水管压入模组位的正视图；

图5是本发明的水管预压位和水管预装位的立体结构示意图；

图6是本发明的水管预压位和水管预装位的正视图；

图7是本发明的水管预压位和水管预装位的右视图；

图8是本发明的水管预压位和水管预装位的俯视图；

图9是本发明的水管成型机构的结构示意图。

主要附图标记说明：

100-机器上料位，101-水管压入模组位，102-机器人搬运位，103-水管预压位，104-水管预装位，1032-顶压电机，1033-防型板平移机构，1031-龙门模组，1035-龙门爪手，1034-预压板，1036-第一机柜，1037-活动架，1038-支撑机架，1039-支撑框，1040-第四工作台，1041-第二导轨；

1011-第一支撑柱，1012-第二支撑柱，1013-第一支撑板，1014-第二支撑板，1015-第三支撑柱，1016-第三支撑板，1017-伺服电机，1018-丝杠，1019-第一导向柱，1110-气缸，1111-压板，1112-导推板，1113-第二导向柱，第二工作台1114，1115-推座，4-水管成型机构，41-载板，42-定位座，43-第一防型板，44-第二防型板，5-第三工作台，1001-第一工作台，1002-丝杆导轨。

具体实施方式

下面结合附图1-8，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-2所示，本发明的一种电池模组冷却水管的装配工装，其包括机器上料位100、水管压入模组位101、机器人搬运位102、水管预压位103以及水管预装位104。机器上料位100的一端与水管压入模组位101的一端连接，水管压入模组位101的另一端与机器人搬运位102的一端连接，机器人搬运位102的另一端与水管预压位103的一端连接，水管预压位103的另一端与水管预装位104的输出端连接。

详细参看如图1、图2和图3，机器人上料位100中设置有六轴机器人和轨道输送台，六轴机器人优选用安川六轴机器人，安川六轴机器人设置在轨道输送台一侧用于将未放入未插水管的模组搬运到轨道输送台和取走在水管压入模组位101中插好水管的成品，轨道输送台由第一工作台1001和第一输送装置构成，第一输送装置安装在第一工作台1001上，进一步的，第一输送装置优选由两组丝杆导轨1002平行安装在第一工作台两侧形成可控性质的推进装置，为适配六轴机器人上料定位，在两组丝杆导轨1002上选定适宜位置安装有传感器、定位器及限位器，以便六轴机器人上料时能准确定位、限位，更进一步的，在生产应用时两组丝杆导轨1002上还可设置物料载具，该物料载具的结构及大小以适配在两组丝杆导轨1002推进或滑动为宜，六轴机器人上料时将模组搬运到物料载具即可。在本实施例中丝杆导轨1002选用市面上可购买的适用产品即可，例如台湾银泰fsl120、fsl80等，或是其它可适用的厂家也可选用。

进一步的入图3和图4所示，水管压入模组位101为水管压入模组工装，水管压入模组工装由推压机构和水管成型机构4组成，推压机构向水管成型机构4施加压力以将水管整形后压入电池模组中。推压机构可以是由气缸推动压板构成，也可以是其它能够起到推压作用的其它机构或装置。在本实施例中，如图3和图4所示，推压机构设置有第一支撑柱1011，优选设置4根第一支撑柱1011，每根第一支撑柱1011的一端与第二工作台1114可拆卸式连接，第一支撑柱1011的另一端通过轴套与第一支撑板1013的底面连接，轴套伸出并紧固第一支撑板1013的顶面，轴套伸出第一支撑板1013的顶面部分套接第二支撑柱1012的一端，第二支撑柱1012的另一端与第二支撑板1014的底面连接，第二支撑板1014的顶面靠近四个角的位置处各设置有一根第三支撑柱1015，第三支撑柱1015的另一端与第三支撑板1016的底面连接；进一步的为确保推压机构的稳固、牢固及推压位置的准确性，支撑柱垂直与支撑板安装，形成推压机构的支撑框架。第三支撑板1016的中心安装有丝杠1018，丝杠1018的两侧对称设置有第一导向柱1019，第一导向柱1019通过活动轴套伸出第二支撑板1014的底面与推座1115的一面连接，推座1115的另一面与压板1111接触并传动连接，第三支撑板1016上还安装有驱动丝杠1018运动的伺服电机1017，伺服电机1017的安装位置按需设置即可。压板1111的两侧(优选靠近第二支撑柱1012的两侧)各设置有一个气缸1110，优选伸缩式气缸，气缸1110的输出端与导推板1112连接，导推板1112上设置有多个可拆卸的第二导向柱1113，多个第二导向柱1113的分布位置根据水管的安装形状进行适配性设置，第二导向柱1113设置时其导向方向垂直朝下用于进一步在水管成型机构4挤压水管完全进入到电池模组中。如图9所示水管成型机构4由载板41、定位座42、第一防型板43以及第二防型板44组成，定位座42通过锁件安装在载板41上，第一防型板43可定位放置在定位座42上，第二防型板44安装在第二导向柱1113上，优选是传动式连接实现在第二导向柱1113带动第二防型板44到指定位置并使得第二防型板44能够完全将水管压入模组，进一步优选的为适配安装后水管第一防型板43和第二防型板44向对面的形状是相互适配的，即第一防型板43和第二防型板44合在一起时，第一防型板43压水管的凸起刚好嵌入第二防型板44中放置水管的凹槽，在本实施例中选用的s型的水管安装槽，当安装其它形状的水管时，将第一防型板43和第二防型板44根据所需形状更换对应形状的治具即可。

如图5-图8所示，水管预压位103中设置有支撑支架1038，支撑机架1038至少分两层，顶层上安装有龙门模组1031，下层至少可容纳第三工作台5，并承托第三工作台5使其与水管预装位104齐平。龙门模组1031为xyz三轴龙门模组(可选用例如东莞泰莱自动化科技有限公司的龙门xyz轴滑台模组机)，在其y轴向之间设置安装有方形的活动架1037，活动架1037与龙门模组1031的x轴传动连接，可在龙门模组1031的带动下沿着x轴向滑动，龙门模组1031的z轴输出端可拆卸式安装有龙门爪手1035用于抓取并搬运防型板。活动架1037上固定安装有支撑框1039，支撑框1039的中心安装有顶压电机1032，顶压电机1032安装时可随着龙门模组1031的z轴输出端运动，即顶压电机1032与龙门模组1031的z轴输出端可拆卸式连接并能随着龙门模组1031的z轴的运动而同步上下移动，顶压电机1032的输出端与预压板1034可拆卸式连接，具体是顶压电机1032(优选压力机，型号和规格按需选用即可)的输出端通过连接片与预压板1034可拆卸式的连接，可拆卸式的部位在于它们与连接片连接均为锁入螺丝式的连接方式实现。龙门爪手1035的爪部伸出预压板1034，用于在顶压电机1032对预压板1034施加压力，预压板1034将水管预压入防型板后，龙门爪手1035抓取防型板提取并送至预定位置即可。抓取的防型板为放置在防型板平移机构1033上的第一防型板43。此外，龙门模组1031和龙门爪手1035也可以选用成套组合起来的龙门自动上下料机械手，例如时海集团型号未sdm、ta的三轴定位龙门模组机械手，其有效行程、负载、精度、速度及安装方式等参数选型依据电池模组大小需要选用即可。

水管预装位104，由第四工作台1040即安装在第四工作台1040上的一对第二导轨1041组成，防型板平移机构1033可在一对第二导轨1041上在人力作用下滑动，具体时防型板平移机构1033选用为防型板平移板，防型板平移板底部设置有适配第二导轨1041滑动的滑道。

装配工作具体的工作过程是，在水管预装位104人工把水管装入防型治具(第一防型板43)并预压检测，而后将装有水管的第一防型板43放置在防型板平移机构1033上，通过第二轨道1041推滑至水管预压位103，龙门模组1031的传感器采集到防型板平移机构1033滑入到预定位置后，龙门模组1031启动带动顶压电机1032与龙门爪手1035下移，使预压板1034将水管预压入第一防型板43中，而后龙门爪手1035扣入第一防型板43并提升把第一防型板43运到模组上面放稳定位后移开，水管预压位103的传感器感应到防型板后平移到水管压入模组位101后，推压机构将第二防型板44下压，把水管压入模组，完成后模组和第一防型板43回到机器人搬运位，搬运机械手把防型板搬运水管预装位，模组自动退回到六轴机器人抓取位，等待六轴机器人抓走模组，完成自动压水管入模组。

在本说明说中未说明的部件型号、规格、结构、形状、连接关系、工作原理及控制原理(控制软件)均采用现有技术实现，属于公知常识。

本发明中实现自动作业的过程是参照根据本发明实施例的所选用的现有设备具备的功能来描述的，应理解选用的集成设备(龙门模组、龙门爪手、六轴机器人、传感器等)由本身已经存储有的计算机程序即可实现的功能。

另外，为进一步节省空间，本发明的一种电池模组冷却水管的装配工装，还可以是只包括机器上料位100、水管压入模组位101、机器人搬运位102以及水管预装位104，工作时间更加缩短。

或者是，本发明的一种电池模组冷却水管的装配工装，只包括机器上料位100、水管压入模组位101以及水管预装位104，机器上料位100的一端与水管压入模组位101的一端连接，水管压入模组位101的另一端与水管预装位104的一端连接，更进一步节省空间和成本，效率更高。

当本发明的装配工装要加载如控制设备，例如控制器、控制柜等控制处理器时，可选用现有技术中带有集成系统能实现所需数据采集、控制等功能的工业级别控制柜做适配性调整安装即可。

综上所述，本发明的装配工装结构简单，集成度高，适用面广，能实现自动将冷却水管自动精准的装入电池模组中，节省人力与时间，且效率高。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。