動力電池組裝線電芯搬運機械手應用設計

2015-07-07 07:05:08徐光銀

制造業自動化 2015年1期

徐光銀

（合肥國軒高科動力能源股份公司，合肥 230011）

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現代工業機械手，是基于示教再現和主從控制方式，能適應產品種類變更，具有多自由度動作功能的柔性自動化設備[1]。90年代至今，氣動技術突破了傳統的死區，經歷著飛躍性的發展，人們克服了閥的物理尺寸局限，真空技術日趨完美，高精度模塊化氣動機械手問世，智能氣動這一概念產生，氣動伺服定位技術使氣缸高速下實現任意點自動定位，智能閥島十分理想的解決了控制問題[2～4]。

氣動機械手作為機械手的一種，它具有結構簡單、重量輕、動作迅速、平穩、可靠、節能和不污染環境等優點而被廣泛應用[5,6]。氣動機械手主要包括感知、定位、控制、執行部分，采集感知和控制信號均由智能閥島來處理，氣動伺服定位系統替代了伺服電機、步進馬達或液壓伺服系統，氣缸完成原來由液壓缸或機械所作的執行動作[7]。

公司動力電池組裝線卷繞段至平壓段輸送線之間的電芯搬運，需要人工作業，自動化程度低，勞動強度大，因此需要應用氣動自動化技術，設計電芯搬運機械手，將卷繞段輸送線上的電芯，自動取料放置到平壓段輸送線上，實現兩段輸送線間的自動化連接，高電芯搬運自動化程度，降低勞動強度（如圖1所示）。

圖1 動力電池組裝線電芯搬運機械手平面圖

1 電芯搬運機械手應用設計

電芯搬運機械手包括定位機構1、抓取機構2、移動機構3。當電芯從卷繞機自動下料至卷繞段輸送線上，隨著輸送線移動到機械手的定位機構1的位置，定位機構1對電芯進行準確定位，電芯定位后，抓取機構2進行抓取，電芯抓取后，移動機構3將電芯從卷繞段放置到平壓段輸送線上，如圖2所示。

圖2 動力電池組裝線電芯搬運機械手結構圖

1.1 定位機構

機械手定位機構主要包括推桿1、歸正毛刷2，設計原理是分別實現X、Y軸方向的定位，當電芯X軸方向不在輸送線中間時，此機構通過兩側的氣缸式推桿1同時將電芯推向輸送線中間位置，當Y軸方向未靠輸送線擋邊時，此機構通過歸正毛刷2使電芯側面靠在輸送線擋邊上，如圖3所示。

圖3 機械手定位機構結構圖

1.2 抓取機構

機械手抓取機構主要包括旋轉氣缸1、手指氣缸2、抓手3、傳感器支架4、壓緊條5，設計原理是傳感器支架4上的傳感器感應卷繞段輸送線上的抓取位有電芯，手指氣缸2開始動作，抓手3進行抓取，電芯抓取后，壓緊條3壓緊電芯，防止電芯在移動過程中掉落，電芯在移動過程中，旋轉氣缸1同時動作，完成電芯90°旋轉，如圖4所示。