具有轨迹识别功能的锂离子电池自动拆解装置及拆解方法
【专利说明】
[0001]
技术领域： 本发明涉及一种具有轨迹识别功能的锂离子电池自动拆解装置及拆解方法。
[0002]
【背景技术】： 随着新能源汽车的快速产业化和规模化，作为重要零部件之一的动力锂离子电池被大 量应用，电池的性能随着使用逐渐衰减，当衰减到一定程度时电池将进行报废处理，所以在 未来几年内将会有大批量的锂离子电池进入报废阶段。大量的报废电池若不能得到有效地 回收处理，将会对生态环境和人体健康产生严重危害，同时造成资源浪费。2012年国家出台 了《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020)》明确提出来要制定动力锂离子电池回 收利用管理办法，建立动力电池梯级利用和回收管理体系，要求验收生产者责任，规范回收 体系。
[0003] 由于锂离子电池在使用过程中经常出现电池模块外壳体变形，变形程度也各不相 同，这样给自动化拆解带来很多不便。
[0004]
【发明内容】
： 本发明的目的是提供一种具有轨迹识别功能的锂离子电池自动拆解装置及拆解方法。
[0005] 上述的目的通过以下的技术方案实现： 一种具有轨迹识别功能的锂离子电池自动拆解装置，其组成包括：电池切割轨迹识别 装置、电池环形切割装置，所述的电池切割轨迹识别装置、所述的电池环形切割装置一侧具 有搬运轨道，所述的搬运轨道上具有搬运车，所述的搬运车上具有不规则形状的锂离子电 池。
[0006] 所述的具有轨迹识别功能的锂离子电池自动拆解装置，所述的电池切割轨迹识别 装置具有机械手臂一，所述的机械手臂一与龙门架一连接，所述的龙门架一、龙门架二分别 与龙门架滑动轨道一连接，所述的龙门架滑动轨道与操作台连接，所述的龙门架二与探针 连接，所述的操作台台面与柔性夹具一连接，所述的柔性夹具一上具有锂离子电池。
[0007] 所述的具有轨迹识别功能的锂离子电池自动拆解装置，所述的电池环形切割装置 具有机械手臂二，所述的机械手臂二与龙门架三连接，所述的龙门架三、龙门架四分别与龙 门架滑动轨道二连接，所述的龙门架四上连接有切割锯片，所述的龙门架滑动轨道二与所 述的操作台连接，所述的操作台台面与柔性夹具二连接，所述的龙门架滑动轨道二之间具 有切割废沫收集装置。
[0008] 所述的具有轨迹识别功能的锂离子电池自动拆解装置，所述的龙门架一、所述的 龙门架二、所述的龙门架三和所述的龙门架四能够在所述的龙门架轨道一、所述的龙门架 轨道二上移动，所述的机械手臂一、所述的机械手臂二通过龙门架一、所述的龙门架三进行 上下左右移动，所述的探针能够在所述的龙门架二上进行上下左右移动，所述的切割锯片 能够在所述的龙门架四上进行上下左右移动。
[0009] 所述的具有轨迹识别功能的锂离子电池自动拆解装置，所述的柔性夹具一能够进 行360度旋转，所述的柔性夹具二能够进行90度旋转。
[0010] 所述的具有轨迹识别功能的电池自动拆解装置的拆解方法，该方法包括如下步 骤： (I)将不规则形状外壳体变形的锂离子电池放入夹具内，并根据电池尺寸建立坐标系。
[0011] (2)坐标系建立完成以后，通过安装在龙门架结构上Z轴的探针探测轨迹起点。
[0012] (3)通过程序控制驱动龙门架的X、Y、Z轴运动对电池切割轨迹进行多点探测，探 测点数越多，切割轨迹越精确。
[0013] (4)切割轨迹拟合，通过探针探测的点数进行轨迹拟合运算。
[0014] ( 5)轨迹探测完成以后通过搬运车及机械手臂将待拆解电池搬运至切割夹具内并 根据上一步骤运算的切割轨迹进行实时切割。
[0015] (6)环形切合完毕以后通过搬运车及机械手臂将电池搬运至电芯与外壳体分离工 序。
[0016] 本发明的有益效果： 1.本发明所涉及的不规则形状(外壳体变形）的锂离子电池智能拆解方法将有效的解 决不规则锂离子电池的快速拆解问题。从而提高锂离子电池自动化拆解线运行效率，降低 人工成本，最大化的提高用户的经济效益。
[0017] 本发明以自动轨迹识别并通过自动识别的轨迹实时控制切割刀具运动，对不规则 形状(外壳体变形）的锂离子电池外壳体进行自动识别、自动切割并通过机械手臂进行自动 化拆解。
[0018]
【附图说明】： 附图1是本发明型的结构示意图。
[0019] 附图2是电池切割轨迹识别装置的结构示意图。
[0020] 附图3是电池环形切割装置的结构示意图。
[0021 ] 附图4是控制系统原理框图。
[0022] 附图5是X、Y、Z轴运动到探测原点位置结构示意图。
[0023] 附图6是附图5的俯视图。
[0024] 附图7是第一特征点与第二特征点的探测结构示意图。
[0025] 附图8是第二个特征点的变形程度结构示意图。
[0026] 附图9是第一象限直线DDA插补法示意图。
[0027] 附图10是第一象限DDA法直线插补程序流程图。
[0028]
【具体实施方式】： 实施例1: 一种具有轨迹识别功能的锂离子电池自动拆解装置，其组成包括：电池切割轨迹识别 装置1、电池环形切割装置2,所述的电池切割轨迹识别装置、所述的电池环形切割装置一 侧具有搬运轨道3,所述的搬运轨道上具有搬运车4,所述的搬运车上具有不规则形状的锂 离子电池5。
[0029] 实施例2: 根据实施例1所述的具有轨迹识别功能的锂离子电池自动拆解装置，所述的电池切割 轨迹识别装置具有机械手臂一 6,所述的机械手臂一与龙门架一 7连接，所述的龙门架一、 龙门架二8分别与龙门架滑动轨道一 9连接，所述的龙门架滑动轨道一与操作台连接，所述 的龙门架二与探针10连接，所述的操作台台面与柔性夹具一 11连接，所述的柔性夹具一上 具有锂离子电池。
[0030] 实施例3: 根据实施例1或2所述的具有轨迹识别功能的锂离子电池自动拆解装置，所述的电池 环形切割装置具有机械手臂二12,所述的机械手臂二与龙门架三13连接，所述的龙门架 三、龙门架四14分别与龙门架滑动轨道二15连接，所述的龙门架四上连接有切割锯片16， 所述的龙门架滑动轨道二与操作台连接，所述的操作台台面与柔性夹具二17连接，所述的 龙门架滑动轨道二之间具有切割废沫收集装置。
[0031] 实施例4: 根据实施例1或2或3所述的具有轨迹识别功能的锂离子电池自动拆解装置，所述 的龙门架一、所述的龙门架二、所述的龙门架三和所述的龙门架四能够在所述的龙门架轨 道一、所述的龙门架轨道二上移动，所述的机械手臂一、所述的机械手臂二通过龙门架一、 所述的龙门架三进行上下左右移动，所述的探针能够在所述的龙门架二上进行上下左右移 动，所述的切割锯片能够在所述的龙门架四上进行上下左右移动。
[0032] 实施例5: 根据实施例1或2或3或4所述的具有轨迹识别功能的锂离子电池自动拆解装置，所 述的柔性夹具一能够进行360度旋转，所述的柔性夹具二能够进行90度旋转。
[0033] 实施例6: 一种实施例1 一 5之一所述的具有轨迹识别功能的锂离子电池自动拆解装置的拆解方 法，该方法包括如下步骤： (1)将不规则形状外壳体变形的锂离子电池放入夹具内，并根据电池尺寸建立坐标系。
[0034] (2)坐标系建立完成以后，通过安装在龙门架结构上Z轴的探针探测轨迹起点。
[0035] (3)通过程序控制驱动龙门架的X、Y、Z轴运动对电池切割轨迹进行多点探测，探 测点数越多，切割轨迹越精确。
[0036] (4)切割轨迹拟合，通过探针探测的点数进行轨迹拟合运算。
[0037] ( 5)轨迹探测完成以后通过搬运车及机械手臂将待拆解电池搬运至切割夹具内并 根据上一步骤运算的切割轨迹进行实时切割。
[0038] (6)环形切合完毕以后通过搬运车及机械手臂将电池搬运至电芯与外壳体分离工 序。
[0039] 实施例7: 通过安装在龙门架Z轴上的探针进行切割轨迹的特征点采集，龙门架可以沿Y轴进行 正负（前后)运动，安装探针的Z轴可以沿Z轴方向上下运动，Z轴可以沿X方向进行左右运 动。X、Y、Z轴的运动是通过步进电机带动丝杠控制的，其原理为步进电机的轴向运动通过 丝杠转变成直线运动，从而实现X、Y、Z轴的运动。
[0040] 实施例8 : 探针为一个可自动复位的直线位移传感器，通过直线位移传感器将直线机械位移量转 换成电信号，其内部结构为将一个可变电阻滑轨定置在传感器的固定部位，通过滑片在滑 轨上的位移来测量不同的阻值。根据这个测量的阻值既可确定探测点位置。
[0041] 实施例9 主控MCU控制芯片18通过脉冲信号分别与X轴步进电机驱动器19、Y轴步进电机驱动 器20、Z轴步进电机驱动器21连接，所述的X轴步进电机驱动器与X轴步进电机23连接， 所述的Y轴步进电机驱动器与Y轴步进电机