动力电池组装线电芯搬运机械手应用设计

2015-07-07徐光银

制造业自动化 2015年1期

徐光银

（合肥国轩高科动力能源股份公司，合肥 230011）

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现代工业机械手，是基于示教再现和主从控制方式，能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化设备[1]。90年代至今，气动技术突破了传统的死区，经历着飞跃性的发展，人们克服了阀的物理尺寸局限，真空技术日趋完美，高精度模块化气动机械手问世，智能气动这一概念产生，气动伺服定位技术使气缸高速下实现任意点自动定位，智能阀岛十分理想的解决了控制问题[2～4]。

气动机械手作为机械手的一种，它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境等优点而被广泛应用[5,6]。气动机械手主要包括感知、定位、控制、执行部分，采集感知和控制信号均由智能阀岛来处理，气动伺服定位系统替代了伺服电机、步进马达或液压伺服系统，气缸完成原来由液压缸或机械所作的执行动作[7]。

公司动力电池组装线卷绕段至平压段输送线之间的电芯搬运，需要人工作业，自动化程度低，劳动强度大，因此需要应用气动自动化技术，设计电芯搬运机械手，将卷绕段输送线上的电芯，自动取料放置到平压段输送线上，实现两段输送线间的自动化连接，高电芯搬运自动化程度，降低劳动强度（如图1所示）。

图1 动力电池组装线电芯搬运机械手平面图

1 电芯搬运机械手应用设计

电芯搬运机械手包括定位机构1、抓取机构2、移动机构3。当电芯从卷绕机自动下料至卷绕段输送线上，随着输送线移动到机械手的定位机构1的位置，定位机构1对电芯进行准确定位，电芯定位后，抓取机构2进行抓取，电芯抓取后，移动机构3将电芯从卷绕段放置到平压段输送线上，如图2所示。

图2 动力电池组装线电芯搬运机械手结构图

1.1 定位机构

机械手定位机构主要包括推杆1、归正毛刷2，设计原理是分别实现X、Y轴方向的定位，当电芯X轴方向不在输送线中间时，此机构通过两侧的气缸式推杆1同时将电芯推向输送线中间位置，当Y轴方向未靠输送线挡边时，此机构通过归正毛刷2使电芯侧面靠在输送线挡边上，如图3所示。

图3 机械手定位机构结构图

1.2 抓取机构

机械手抓取机构主要包括旋转气缸1、手指气缸2、抓手3、传感器支架4、压紧条5，设计原理是传感器支架4上的传感器感应卷绕段输送线上的抓取位有电芯，手指气缸2开始动作，抓手3进行抓取，电芯抓取后，压紧条3压紧电芯，防止电芯在移动过程中掉落，电芯在移动过程中，旋转气缸1同时动作，完成电芯90°旋转，如图4所示。