一种协同装配电池包通讯模块的无人化设备及其使用方法与流程

本发明涉及智能制造与机器人自动化装配，特别是一种协同装配电池包通讯模块的无人化设备及其使用方法。

背景技术：

1、随着新能源汽车和储能行业的快速发展，锂电池pack（电池包）的需求量巨大，并对其生产效率和装配质量提出了极高要求。通讯模块作为pack电池管理系统的核心部件之一，需要被精确、可靠地安装到pack箱体的底托上。该安装过程通常包括从料框中取出模组、精确定位、线缆布设、机械按压以及螺栓紧固等多个复杂工序。

2、传统的带线束通信模块安装多为人工安装，通常为两人配合安装，首先需要把模块的线束穿过通孔，并固定模块，操作流程需要一人摁住模块，另一人操作螺栓拧紧枪固定，而人工安装通常有以下技术瓶颈：

3、人工作业需双人或以上协同完成模组的取放、穿线和打螺丝等作业，劳动强度大，生产效率低，难以满足大规模生产的需求；

4、当场景多变复杂，如狭小或者有危险源的场景，不适合人工操作时，需要增加额外工艺操作流程，增加产品生产制造成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种协同装配电池包通讯模块的无人化设备及其使用方法，能够高效率、高合格率、高集成度的实现通讯模块蓝本上料、定位、搬运、穿线、按压和紧固等多个工序无缝衔接。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种协同装配电池包通讯模块的无人化设备，包括通讯模块入料系统、pack箱体入料系统、二次定位平台、第一机器人、第二机器人和入料工位；

3、所述通讯模块入料系统位于所述第一机器人的前端，所述通讯模块入料系统包括滚筒线，通讯模块来料组件、垂直升降机构，所述滚筒线用于传送所述通讯模块来料组件，所述垂直升降机构位于所述滚筒线的一侧，所述通讯模块来料组件包括通讯模块蓝本、料盘和料框，所述料框放置在所述料盘上，所述通讯模块蓝本放置在所述料框内；

4、所述入料工位位于所述第二机器人的右侧；

5、所述pack箱体入料系统包括pack小车、agv自动搬运车、定位顶升机构，所述pack小车设置在所述agv自动搬运车上方，并与所述agv自动搬运车连接，所述pack小车用于放置pack箱体，所述定位顶升机构设置在所述入料工位内的两端，用于对在入料工位上的所述pack小车的两侧进行顶升；

6、所述第一机器人通过真空吸盘组件将通讯模块蓝本送到二次定位台上进行精确定位，所述第一机器人切换为灵巧手抓取已经过二次定位后的通讯模块蓝本，将通讯模块蓝本上的线缆穿过pack箱体底托上预设的穿线孔。

7、进一步的，所述滚筒线包括滚筒上料线和滚筒下料线，所述滚筒上料线位于所述滚筒下料线的上方，正向传送所述通讯模块来料组件，所述滚筒下料线反向传送所述通讯模块来料组件。

8、进一步的，所述垂直升降机构包括型材框架、直升降直线模组和两个横移直线模组，所述直升降直线模组的两端分别固定在所述型材框架一侧的上下两端，一个所述横移直线模组固定在所述直升降直线模组的输出端，并且两端通过第一钳型导轨与所述型材框架滑动连接，所述横移直线模组通过第二钳型导轨滑动设置在所述型材框架的另一侧，两个横移直线模组之间通过放置板连接。

9、进一步的，所述定位顶升机构包括底板，顶升气缸、强力夹紧气缸、导向板和万向球轴承，所述底板设置在所述入料工位内，所述底板上设置有对所述pack小车前后夹住进行初步定位的强力夹紧气缸，所述顶升气缸固定在所述底板上，所述顶升气缸的输出端连接有第一顶升块，所述第一顶升块的后端通过连接杆连接有第二顶升块，所述第一顶升块和所述第二顶升块通过第一滑块和第一滑轨在所述顶板上方滑动，所述第一滑块和第一滑轨上设置有用于控制所述顶升气缸动作停止的槽型光电，所述第一顶升块和所述第二顶升块的上方设置有顶升板，所述顶升板上表面设置有多个万向球轴承，所述顶升板下表面设置有与所述第一顶升块和所述第二顶升块位置相对的固定块，所述固定块的底部设置有能够在所述第一顶升块和所述第二顶升块的斜坡面上滚动的顶升滚子，所述底板的两端设置有立柱，所述顶升板上通过第二滑块和第二滑轨在所述立柱上滑动，所述顶升板的一侧设置有对所述pack小车进行精定位的定位组件，所述底板靠内一侧的两端均固定有多个支杆，所述支杆设置有安装板，所述导向板上设置有多个导向滚子，所述底板靠内一侧的前端地面上设置有导向板。

10、进一步的，所述定位组件还包括第一定位销、伸缩气缸、轴块、定位柱，所述伸缩气缸设置在所述顶升板的侧边，所述轴块固定在所述伸缩气缸的上方，所述定位销固定在所述伸缩气缸的输出端，并通过直线衬套在所述轴块上开设的开口内伸缩活动，所述直线衬套和所述轴块上开设有长条条口，所述定位柱的一端伸进所述长条开口内，并固定在所述定位销上所述轴块外设置有两个上下设置的接近传感器，用于控制所述伸缩气缸停止运作，所述pack小车的两侧均设置有对所述pack箱体进行定位的第二定位销。

11、进一步的，所述真空吸盘组件包括机器人快换盘、通讯模块蓝本吸盘、料盘吸盘、视觉定位组件、连接板，所述机器人快换盘固定在所述连接板上，所述连接板的一端设置有所述通讯模块蓝本吸盘，另一端设置有所述料盘吸盘，所述连接板的下方设置有用于提供实时目标位姿的所述视觉定位组件。

12、进一步的，所述二次定位平台包括定位台、二次定位工装、第一二次定位气缸、第二二次定位气缸、手持拧紧枪、模块到位检测传感器，所述定位台上放置有所述手持拧紧枪，所述定位台安装有l型的所述二次定位工装，所述二次定位工装的前端设置有所述第一二次定位气缸，所述二次定位工装的侧边设置有所述第二二次定位气缸，所述二次定位工装的内侧设置有所述模块到位检测传感器。

13、进一步的，还包括振动盘螺栓供料系统，所述振动盘螺栓供料系统用于驱动螺栓自动排序并通过内部的吹气装置将螺栓经由送料管吹入拧紧枪的枪嘴内，完成螺栓自动上料。

14、进一步的，还包括换型平台支座，所述换型平台支座设置在所述第二机器人的左侧，所述换型平台支座用于放置所述灵巧手和真空吸盘组件。

15、一种协同装配电池包通讯模块的无人化设备的使用方法：包括如下步骤：

16、步骤s1、满载通讯模块蓝本的料框由外部输送线送入设备的滚筒上料线，滚筒上料线的动力滚筒启动，将通讯模块来料组件输送至预设的取料工位，并通过定位机构进行精确定位；

17、步骤s2、第一机器人通过末端快换盘连接真空吸盘组件，第一机器人移动至滚筒上料线上方，使用吸盘工装吸取最上层料盘中的一个通讯模块蓝本；第一机器人携带通讯模块蓝本移动至侧面的二次定位台上进行精定位；

18、步骤s3、第一机器人将真空吸盘组件切换为灵巧手；第一机器人使用灵巧手抓取已完成二次定位的通讯模块蓝本；并将通讯模块蓝本搬运至pack箱体底托的预定安装位置上方，并进行初步对位放置；

19、步骤s4、第二机器人末端装备灵巧手，移动至通讯模块蓝本附近抓取通讯模块蓝本上连接的线缆接头，并将其精准地穿过pack箱体底托上预设的穿线孔；线缆穿孔完成后或同时，第一机器人控制灵巧手，对通讯模块蓝本施加一个稳定的压力；

20、步骤s5、第二机器人通过灵巧手抓取手持拧紧枪，将螺栓进行上料，第二机器人持手持拧紧枪移动至通讯模块蓝本上方，将枪嘴对准通讯模块蓝本上的螺栓过孔，将通讯模块蓝本牢固固定；

21、步骤s6、通讯模块蓝本固定完成后，第一机器人切换回真空吸盘组件，通讯模块固定完成后，第二机器人放回手持拧紧枪；

22、步骤s7、重复上述动作，直至料款中的通讯模块已全部安装在pack箱体底托上。

23、本发明的有益效果：提供了一种新型的应用灵巧手的多模态机器人协同装配电池包通讯模块的设备和使用方法，可以高效率、高合格率、高集成度的实现通讯模块蓝本上料、定位、搬运、穿线、按压和紧固等多个工序无缝衔接以及多种产品的灵活换型。

24、高度集成与布局优化：采用正方形中心式布局，将双机器人作为核心，所有功能模块（上料、定位、工具存储、工件承载）环绕布置，极大地优化了空间利用率，缩短了机器人的移动路径，提高了设备节拍。

25、柔性化与智能化：通过机器人和快换盘的结合，实现了不同工装（吸盘、灵巧手、拧紧枪）的自动切换，使一台设备能够适应复杂的装配任务。双机器人协同作业，流程清晰，动作精准，大大提升了设备的智能化水平和柔性生产能力。