一种新能源汽车电池智能装配随行小车的制作方法

1.本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种新能源汽车电池智能装配随行小车。


背景技术：

2.随着石油资源的减少和大气环境严重污染，新能源汽车的发展成为了汽车工业发展的必然趋势，国内外各大汽车厂商纷纷调整公司战略导向，极速扩张并在国内上线布局，传统汽车产业已跟不上大时代发展步伐。
3.目前，汽车底盘电池装配过程中，车身抱具悬挂输送至电池待装拧紧区时，汽车主线停止，等待电池安装，导致电池装配不能随行，造成产线停顿和浪费。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于设计一种新能源汽车电池智能装配随行小车，有效突破电池随动安装、误差自适应实时补偿等技术瓶颈，突破常规，实现新能源汽车在不停线状态下电池的全自动安装，形成车身抱具悬挂输送，车身总装、机器人随行装配小车等于一体的作业平台。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是：
6.一种新能源汽车电池智能装配随行小车，包括：轨道；柔性行走小车，设置于所述轨道上；其包括：基座，为一框架结构，其下部中央设可行走于所述轨道的凹槽结构；两根y向滑轨及其上y向滑块，两根y向滑轨分别设置于所述基座框架上端面两侧，与所述轨道垂直布置；y向活动基板，其底面连接于所述y向滑块上端面；y向活动基板的前部中央设凹槽，该凹槽两侧分别竖直设置一y向挡块；y向活动基板的中央设y向安装通孔，该y向安装通孔对应所述轨道轴向两侧的y向活动基板顶面分别设一x向挡块；y向调节气缸，其由两个并列设置、作用方向相反的第一气缸组成，其缸体固定于所述基座框架结构的前部中央，且，位于所述y向活动基板前部中央的凹槽内，第一气缸的活塞杆端部分别对应所述凹槽两侧的两个y向挡块；两根x向滑轨及其上x向滑块，两x向滑轨平行设置于所述y向活动基板上端面的两侧，并与所述轨道平行布置；x向活动基板，其底面连接于所述x向滑块上端面；x向活动基板的中央对应所述y向安装通孔设x向安装通孔；x向活动基板的四个角部分别设置一万向滚珠，且x向活动基板顶面的一对角线位置设置一对导孔及其上导套；x向活动基板顶面对应x向的两侧中央分别凸设一滚动轴承；x向调节气缸，其由两个并列设置、作用方向相反的第二气缸组成，位于所述x向活动基板中央的x向安装通孔内，x向调节气缸缸体固定于x向安装通孔两侧的x向活动基板，第二气缸的活塞杆端部分别对应所述y向活动基板顶面两侧的两个x向挡块；浮动平台，平行设置于所述x向活动基板上方，浮动平台底面四角对应所述x向活动基板四个角部的万向滚珠分别设一限位块，该限位块底面中部设与该万向滚珠配合的限位凹槽；所述浮动平台对应x向的两侧中央分别设一可套设于所述x向活动基板顶面滚动轴承的腰形孔；所述浮动平台的一对角线位置对应所述x向活动基板顶面成对角线
设置的两导孔设置一对第一导向孔及其内导向套；所述浮动平台的另一对角线位置设置一对第二导向孔；两个z向调节组件，分别设置于所述浮动平台及x向活动基板成对角线设置的第一导向孔和导孔处，所述z向调节组件包括：z向调节气缸，其缸体分别竖直设置于所述x向活动基板底面成对角线设置的两导孔处，其活塞杆自导孔伸出；z向调节件，其由一z向调节块及竖直其底面中央的杆体组成；z向调节块底面为圆锥面，所述杆体下端穿过浮动平台的第一导向孔与自x向活动基板导孔伸出z向调节气缸活塞杆端部连接；z向调节块底面的圆锥面与所述浮动平台的第一导向孔配合，与所述浮动平台对应x向的两侧中央的腰形孔与所述x向活动基板顶面滚动轴承配合，同步实现绕z向回转浮动调节；两调节连接件，该调节连接件为t形结构，包括圆盘及固定于其底面中央的连杆；连杆下部穿过所述浮动平台上成对角设置的第二导向孔，并连接于所述x向活动基板顶面；圆盘底面沿周向设若干万向滚珠，万向滚珠接触所述x向活动基板顶面；编码器，设置于所述x向活动基板一侧边；编码尺，对应所述编码器，设置于所述y向活动基板一侧边，实现x向实时位置跟随检测及反馈；抱具定位机构，包括至少两抱具定位组件，相对设置于所述浮动平台顶面的两侧，所述抱具定位组件包括：固定立柱，竖直设置于所述浮动平台顶面；第一、第二升降滑轨及其上滑块，两升降滑轨分别设置于所述固定立柱上部相对的两个侧面；安装板，设置于所述第一升降滑轨的滑块；挡板，设置于所述第二升降滑轨的滑块，并由一连接板连接所述安装板；第一升降气缸，其缸体固定于所述固定立柱一侧面下部，其活塞杆端部连接所述连接板；夹紧气缸，其缸体固定于所述安装板上，其活塞杆向上；第一夹紧块，设置于第一升降滑轨的滑块上，所述夹紧气缸的活塞杆端部连接该第一夹紧块；第二夹紧块，设置于所述挡板上部与第一夹紧块相对的内侧面；第三夹紧块，其一端连接于所述挡板上部的侧面，另一端位于固定立柱侧面；缓冲器，设置于所述连接板的内侧面；缓冲止挡块，设置于所述缓冲器上方的固定立柱侧面上；接近开关，设置于所述缓冲止挡块一侧的固定立柱侧面上；至少一台拧紧机器人，其为带拧紧枪的六轴机器人，设置于所述浮动平台顶面；2d视觉智能相机，通过支架设置于所述浮动平台对应x向一侧中央的上方；3d视觉智能相机，设置于所述拧紧机器人上；控制器，所述x向调节气缸、y向调节气缸、z向调节气缸、编码器、夹紧气缸、拧紧机器人、接近开关、2d视觉智能相机、3d视觉智能相机均连接所述控制器。
7.进一步，还包括一车身定位固定组件，其包括：第三升降滑轨及其上滑块，设置于所述固定立柱上部、相对设置所述缓冲止挡块的固定立柱另一侧面；安装座，设置于所述第三升降滑轨上的滑块；第二升降气缸，其缸体设置于所述第三升降滑轨下方的固定立柱侧面的下部，其活塞杆端部连接所述安装座；定位气缸，其缸体固定于所述安装座，活塞杆竖直向上；固定销，设置于所述定位气缸的活塞杆端部；膨胀套，套设于所述固定销上。
8.优选的，所述的基座外还设一围栏及护板。
9.优选的，所述轨道为七轴地轨。
10.优选的，所述拧紧机器人设两台或四台，对称设置于所述浮动平台顶面两侧。
11.在本发明所述新能源汽车电池智能装配随行小车中：
12.柔性行走小车可实现对车身抱具的实时误差补偿，x方向、y方向柔性浮动及xy平面的柔性角度浮动，小车同时配备随行编码尺，可实现小车基座框架与浮动平台保持一定的相对位置，而当小车随行结束后返回时更能实现浮动平台自复位归零功能。
13.抱具定位机构可检测到车身抱具到位信号，且可弥补抱具在沿线体方向行走时z
方向的正负柔性误差补偿。
14.拧紧机器人通过六轴机器人、2d/3d视觉智能相机及拧紧枪配合，2d视觉智能相机首先对车身进行扫描，对车身进行粗定位，再由拧紧机器人带动3d视觉智能相机对电池上螺栓进行扫描得到精准偏差值并传给机器人，六轴机器人则在2d/3d视觉智能相机引导下，带动拧紧枪到达准确的螺栓位置，进行电池安装螺栓的最终拧紧。
15.在整个工作过程中，车身抱具为一直行走状态，而柔性行走小车则在七轴地轨上随着抱具一起运动。
16.本发明与现有技术相比所具有的优点或积极效果：
17.本发明新能源汽车电池柔性随行装配小车，实现了真正意义的全自动随行装配，其柔性浮动平台技术突破，解决了小车在运动过程中带来的误差问题。
18.本发明采用误差自适应实时补偿技术，实现车身抱具x、y向角度柔性浮动及z向正负补偿，突破常规，实现新能源汽车在不停线状态下电池的全自动安装，大大提高了生产效率，符合现代精准生产管理及汽车生态链降低成本的发展理念。
19.本发明摒弃传统人工装配，实现电池智能化、自动化装配，降低人工成本，加大生产效率；打造新能源汽车电池全新装配方式，使汽车在不停线状态下实现电池自动装配。
20.本发明可以满足不同规格型号汽车底盘电池装配，实现汽车底盘电池装配不停线，确保电池装配与主线随行。
附图说明
21.图1为本发明实施例的立体图；
22.图2为本发明实施例中柔性行走小车的立体图；
23.图3为本发明实施例中柔性行走小车(去除围栏)的立体图；
24.图4为本发明实施例中柔性行走小车(去除围栏)的立体分解图1；
25.图5为本发明实施例中柔性行走小车(去除围栏)的立体分解图2；
26.图6为本发明实施例中柔性行走小车(去除围栏)的立体分解图3；
27.图7为本发明实施例中抱具定位机构的立体图1；
28.图8为本发明实施例中抱具定位机构的立体图2；
29.图9为本发明实施例中拧紧机器人的立体图。
具体实施方式
30.参见图1～图9，本发明所述的新能源汽车电池智能装配随行小车，其包括：
31.轨道100；
32.柔性行走小车200，设置于所述轨道100上；其包括：
33.基座1，为一框架结构，其下部中央设可行走于所述轨道100的凹槽结构101；
34.两根y向滑轨2、2’及其上y向滑块，两根y向滑轨2、2’分别设置于所述基座1框架上端面两侧，与所述轨道100垂直布置；
35.y向活动基板3，其底面连接于所述y向滑块2、2’上端面；y向活动基板3的前部中央设凹槽31，该凹槽31两侧分别竖直设置一y向挡块32、32’；y向活动基板3的中央设y向安装通孔33，该y向安装通孔33对应所述轨道100轴向两侧的y向活动基板31顶面分别设一x向挡
块34、34’；
36.y向调节气缸4，其由两个并列设置、作用方向相反的第一气缸41、42组成，其缸体固定于所述基座1框架结构的前部中央，且，位于所述y向活动基板3前部中央的凹槽31内，第一气缸41、42的活塞杆端部分别对应所述凹槽31两侧的两个y向挡块32、32’；
37.两根x向滑轨5、5’及其上x向滑块，两x向滑轨5、5’平行设置于所述y向活动基板3上端面的两侧，并与所述轨道100平行布置；
38.x向活动基板6，其底面连接于所述x向滑块上端面；x向活动基板6的中央对应所述y向安装通孔33设x向安装通孔61；x向活动基板6的四个角部分别设置一万向滚珠62、62’，且x向活动基板6顶面的一对角线位置设置一对导孔63、63’及其上导套；x向活动基板6顶面对应x向的两侧中央分别凸设一滚动轴承64、64’；
39.x向调节气缸7，其由两个并列设置、作用方向相反的第二气缸71、72组成，位于所述x向活动基板6中央的x向安装通孔61内，x向调节气缸7缸体固定于x向安装通孔61两侧的x向活动基板6，第二气缸71、72的活塞杆端部分别对应所述y向活动基板3顶面两侧的两个x向挡块34、34’；
40.浮动平台8，平行设置于所述x向活动基板6上方，浮动平台8底面四角对应所述x向活动基板6四个角部的万向滚珠62、62’分别设一限位块81、81’，该限位块81、81’底面中部设与该万向滚珠62、62’配合的限位凹槽；所述浮动平台8对应x向的两侧中央分别设一可套设于所述x向活动基板6顶面滚动轴承64、64’的腰形孔82、82’；所述浮动平台8的一对角线位置对应所述x向活动基板6顶面成对角线设置的两导孔63、63’设置一对第一导向孔83、83’及其内导向套；所述浮动平台8的另一对角线位置设置一对第二导向孔84、84’；
41.两个z向调节组件9、9’，分别设置于所述浮动平台8及x向活动基板6成对角线设置的第一导向孔83、83’和导孔63、63’处，所述z向调节组件9(以z向调节组件9为例，下同)包括：
42.z向调节气缸91，其缸体分别竖直设置于所述x向活动基板6底面成对角线设置的两导孔63处，其活塞杆自导孔63伸出；
43.z向调节件92，其由一z向调节块921及竖直其底面中央的杆体922组成；z向调节块921底面为圆锥面，所述杆体922下端穿过浮动平台8的第一导向孔83与自x向活动基板6导孔63伸出z向调节气缸92活塞杆端部连接；z向调节块92底面的圆锥面与所述浮动平台8的第一导向孔83配合，与所述浮动平台8对应x向的两侧中央的腰形孔82与所述x向活动基板6顶面滚动轴承64配合同步实现绕z向回转浮动调节；
44.两调节连接件93、93’，该调节连接件93(以调节连接件93为例，下同)为t形结构，包括圆盘931及固定于其底面中央的连杆932；连杆932下部穿过所述浮动平台8上成对角设置的第二导向孔84，并连接于所述x向活动基板6顶面；圆盘931底面沿周向设若干万向滚珠933，万向滚珠933接触所述x向活动基板6顶面；
45.编码器10，设置于所述x向活动基板6一侧边；
46.编码尺11，对应所述编码器10，设置于所述y向活动基板3一侧边；
47.抱具定位机构300，包括至少两抱具定位组件12、12’，相对设置于所述浮动平台8顶面的两侧，所述抱具定位组件12(以抱具定位组件12为例，下同)包括：
48.固定立柱121，竖直设置于所述浮动平台8顶面；
49.第一、第二升降滑轨122、122’及其上滑块，两升降滑轨122、122’分别设置于所述固定立柱上121部相对的两个侧面；
50.安装板123，设置于所述第一升降滑轨122的滑块；
51.挡板124，设置于所述第二升降滑轨122’的滑块，并由一连接板125连接所述安装板123；
52.第一升降气缸126，其缸体固定于所述固定立柱121一侧面下部，其活塞杆端部连接所述连接板125；
53.夹紧气缸127，其缸体固定于所述安装板123上，其活塞杆向上；
54.第一夹紧块128，设置于第一升降滑轨122的滑块上，所述夹紧气缸127的活塞杆端部连接该第一夹紧块128；
55.第二夹紧块128’，设置于所述挡板124上部与第一夹紧块128相对的内侧面；
56.第三夹紧块128”，其一端连接于所述挡板124上部的侧面，另一端位于固定立柱121侧面；
57.缓冲器129，设置于所述连接板125的内侧面；
58.缓冲止挡块1291，设置于所述缓冲器129上方的固定立柱121侧面上；
59.接近开关1292，设置于所述缓冲止挡块1291一侧的固定立柱121侧面上；
60.至少一台拧紧机器人400，其为带拧紧枪401的六轴机器人，设置于所述浮动平台8顶面；
61.2d视觉检测智能相机500，通过支架设置于所述浮动平台8对应x向一侧中央的上方；
62.3d视觉检测智能相机600，设置于所述拧紧机器人400上；
63.控制器(图中未示)，所述x向调节气缸、y向调节气缸、z向调节气缸、编码器、夹紧气缸、拧紧机器人、接近开关、2d视觉智能相机、3d视觉智能相机均连接所述控制器。
64.进一步，还包括一车身定位固定组件13，其包括：
65.第三升降滑轨131及其上滑块，设置于所述固定立柱121上部、相对设置所述缓冲止挡块1291的固定立柱121另一侧面；
66.安装座132，设置于所述第三升降滑轨131上的滑块；
67.第二升降气缸133，其缸体设置于所述第三升降滑轨131下方的固定立柱121侧面的下部，其活塞杆端部连接所述安装座132；
68.定位气缸134，其缸体固定于所述安装座132，活塞杆竖直向上；
69.固定销135，设置于所述定位气缸134的活塞杆端部；
70.膨胀套136，套设于所述固定销135上；
71.所述第一、第二升降气缸和定位气缸连接所述控制器。
72.优选的，所述的基座1外还设一围栏及护板14。
73.优选的，所述轨道100为七轴地轨。
74.优选的，所述拧紧机器人400设两台或四台，对称设置于所述浮动平台8顶面两侧。
75.本发明所述新能源汽车电池智能装配随行小车的工作过程：
76.抱具定位机构检测到车身抱具到位后，夹紧气缸夹紧抱具，同时柔性行走小车浮动平台对车身抱具自适应实时误差补偿，保证柔性行走小车在随行过程中与车身抱具保持
相对静止的状态；
77.2d视觉智能相机拍摄车身部分特征，计算出电池xy初位置，并将偏移量给到机器人，拧紧机器人根据2d视觉智能相机偏移量，调整螺栓3d扫描位置；
78.3d视觉智能相机扫描完成后，将计算出的位置偏移信息发送给机器人，同时拧紧机器人带动拧紧枪运动到拧紧位置对螺栓进行最终拧紧；
79.所有螺栓拧紧完成后，随行定位机构缩回，脱离与车身抱具的定位，同时柔性行走小车的浮动平台自复位，柔性行走小车运动到七轴地轨始端等待下辆车循环。
80.本发明打造车身抱具悬挂输送，车身总装、机器人随行装配小车等于一体的作业平台，扩大汽车装配空间利用，减少浪费，追寻汽车底部电池装配柔性化，增进汽车产业链的空间匹配，确保汽车底部装配可持续同步协同。