动力电池自动装配方法、装置、设备及可读存储介质与流程

1.本发明涉及电动汽车装配领域，尤其涉及一种动力电池自动装配方法、装置、设备及可读存储介质。


背景技术：

2.随着人们对环境的重视，国家为了提倡节能减排所提出的电动汽车福利等政策推动了新能源汽车的发展，目前汽车行业中纯电动汽车产量占比逐年攀升。纯电动汽车以电驱动总成、动力电池、电机控制器等三电系统零部件总成为主要特征。目前，纯电动汽车主流布置形式为：电驱动总成和电机控制器取代以往的发动机总成，布置在机舱内；动力电池基于空间利用最大化的考虑，主要布置在车身地板下部与车身通过螺栓连接固定。电动汽车的动力电池装配成为了众多主机厂所要面对的问题之一。
3.现有技术中，主机厂在生产装配过程中多为人工装配，在动力电池装配时，车身处于高工位处，动力电池在低处，动力电池经由人工举升至车身地板下部，通过定位销实现与车身安装孔精确定位，再由人工进行气动风枪预拧、举升装置下降、正式伺服机拧紧螺栓等作业来实现动力电池的紧固作业。
4.现有技术的动力装配作业从线边转运、螺栓拧紧等均由人工完成，在车身底板与动力电池经过螺栓拧紧装配时，需要作业员仰头从下往上进行作业，长时间的装配作业容易对作业员的颈椎、肩部造成损伤，不仅对作业员的身体素质要求高，而且整体效率不高。在当前汽车行业人工成本居高不下，智能制造技术普遍应用的背景下，这种主要依靠人工实现动力电池装配的作业模式已经不能满足各整车厂的需要。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种动力电池自动装配方法、装置、设备及可读存储介质，旨在解决现有技术中，生产线上动力电池与车身底板不能实现自动装配，而需要人工进行装配的技术问题。
6.第一方面，本发明提供一种动力电池自动装配方法，所述动力电池自动装配方法包括以下步骤：
7.当车辆运行至预设工位时，将载有动力电池的托盘移动至agv小车上，并控制agv小车上动力电池的中心位置与所述车辆底盘上装配动力电池的中心位置在水平面上的坐标保持一致；
8.控制agv小车与所述车辆同步移动；
9.控制agv小车将托盘升高到目标高度，并实时获取所述车辆底盘上的定位销的位置坐标与所述动力电池上的定位孔的位置坐标；
10.当所述动力电池上的定位孔与所述车辆底盘上的定位销的位置坐标一致时，检测所述动力电池的各安装孔与所述车辆底盘上对应各安装孔是否为同心状态；
11.当所述动力电池的各安装孔与所述车辆底盘上对应各安装孔为同心状态，且所述
车辆与所述agv小车停在装配工位时，控制拧紧装置将螺栓放入所述各安装孔中，并拧紧螺栓。
12.可选的，在所述当车辆运行至预设工位时，将载有所述车辆对应的动力电池的托盘移动至agv小车上的步骤之前包括：
13.获取动力电池的型号规格，判断是否与车辆的车型匹配；
14.若所述动力电池的型号规格与所述车辆的车型匹配，则当所述车辆运行至第一预设工位时，将所述动力电池放置在托盘上。
15.可选的，所述控制agv小车与所述车辆同步移动的步骤包括：
16.基于所述车辆的底盘处的光靶，获取所述车辆的位置信息；
17.控制agv小车与所述车辆同步移动。
18.可选的，在所述当所述动力电池的各安装孔与所述车辆底盘上对应各安装孔为同心状态，且所述车辆与所述agv小车停在装配工位时，控制拧紧装置将螺栓放入所述各安装孔中，并拧紧螺栓的步骤之后包括：
19.控制所述agv小车将空托盘移动至动力电池的输送辊道的入口位置上；
20.控制所述agv小车返回至动力电池的输送辊道的出口位置处。
21.可选的，所述动力电池自动装配方法还包括：
22.若动力电池的安装孔坐标、托盘的定位销坐标等信息识别失败或无法获取，则输出异常警示的提示信息。
23.第二方面，本发明还提供一种动力电池自动装配装置，所述动力电池自动装配装置包括：
24.移动模块，用于当车辆运行至预设工位时，将载有动力电池的托盘移动至agv小车上，并控制agv小车上动力电池的中心位置与所述车辆底盘上装配动力电池的中心位置在水平面上的坐标保持一致；
25.同步模块，用于控制agv小车与所述车辆同步移动；
26.获取模块，用于控制agv小车将托盘升高到目标高度，并实时获取所述车辆底盘上的定位销的位置坐标与所述动力电池上的定位孔的位置坐标；
27.检测模块，用于当所述动力电池上的定位孔与所述车辆底盘上的定位销的位置坐标一致时，检测所述动力电池的各安装孔与所述车辆底盘上对应各安装孔是否为同心状态；
28.拧紧模块，用于当所述动力电池的各安装孔与所述车辆底盘上对应各安装孔为同心状态，且所述车辆与所述agv小车停在装配工位时，控制拧紧装置将螺栓放入所述各安装孔中，并拧紧螺栓。
29.可选的，所述动力电池自动装配装置，还包括判断模块，用于：
30.获取动力电池的型号规格，判断是否与车辆的车型匹配；
31.若所述动力电池的型号规格与所述车辆的车型匹配，则当所述车辆运行至第一预设工位时，将所述动力电池放置在托盘上。
32.可选的，所述同步模块，还用于：
33.基于所述车辆的底盘处的光靶，获取所述车辆的位置信息；
34.控制agv小车与所述车辆同步移动。
35.可选的，所述动力电池自动装配装置，还包括控制模块，用于：
36.控制所述agv小车将空托盘移动至动力电池的输送辊道的入口位置上；
37.控制所述agv小车返回至动力电池的输送辊道的出口位置处。
38.可选的，所述动力电池自动装配装置，还包括输出模块，用于：
39.若动力电池的安装孔坐标、托盘的定位销坐标等信息识别失败或无法获取，则输出异常警示的提示信息。
40.第三方面，本发明还提供一种动力电池自动装配设备，所述动力电池自动装配设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的动力电池自动装配程序，其中所述动力电池自动装配程序被所述处理器执行时，实现如上述所述的动力电池自动装配方法的步骤。
41.第四方面，本发明还提供一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有动力电池自动装配程序，其中所述动力电池自动装配程序被处理器执行时，实现如上述所述的动力电池自动装配方法的步骤。
42.本发明通过当车辆运行至预设工位时，将载有动力电池的托盘移动至agv小车上，并控制agv小车上动力电池的中心位置与所述车辆底盘上装配动力电池的中心位置在水平面上的坐标保持一致；控制agv小车与所述车辆同步移动；控制agv小车将托盘升高到目标高度，并实时获取所述车辆底盘上的定位销的位置坐标与所述动力电池上的定位孔的位置坐标；当所述动力电池上的定位孔与所述车辆底盘上的定位销的位置坐标一致时，检测所述动力电池的各安装孔与所述车辆底盘上对应各安装孔是否为同心状态；当所述动力电池的各安装孔与所述车辆底盘上对应各安装孔为同心状态，且所述车辆与所述agv小车停在装配工位时，控制拧紧装置将螺栓放入所述各安装孔中，并拧紧螺栓。通过本发明可以实现动力电池从物流、输送至装配的全过程智能自动化，在节约人力成本的同时，提高了装配质量。
附图说明
43.图1为本发明实施例方案中涉及的动力电池自动装配设备的硬件结构示意图；
44.图2为本发明动力电池自动装配方法一实施例的流程示意图；
45.图3为本发明动力电池自动装配装置一实施例的功能模块示意图。
46.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
47.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
48.第一方面，本发明实施例提供一种动力电池自动装配设备。
49.参照图1，图1为本发明实施例方案中涉及的动力电池自动装配设备的硬件结构示意图。本发明实施例中，动力电池自动装配设备可以包括处理器1001(例如中央处理器central processing unit，cpu)，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信；用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)；网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真wireless-fidelity，wi-fi接口)；存储器1005可以是高速随机存
取存储器(random access memory，ram)，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器，存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。本领域技术人员可以理解，图1中示出的硬件结构并不构成对本发明的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
50.继续参照图1，图1中作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及动力电池自动装配程序。其中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的动力电池自动装配程序，并执行本发明实施例提供的动力电池自动装配方法。
51.第二方面，本发明实施例提供了一种动力电池自动装配方法。
52.参照图2，图2为本发明动力电池自动装配方法一实施例的流程示意图。
53.在本发明动力电池自动装配方法一实施例中，动力电池自动装配方法包括：
54.步骤s10，当车辆运行至预设工位时，将载有动力电池的托盘移动至agv小车上，并控制agv小车上动力电池的中心位置与所述车辆底盘上装配动力电池的中心位置在水平面上的坐标保持一致；
55.进一步，一实施例中，在步骤s10之前包括：
56.获取动力电池的型号规格，判断是否与车辆的车型匹配；
57.若所述动力电池的型号规格与所述车辆的车型匹配，则当所述车辆运行至第一预设工位时，将所述动力电池放置在托盘上。
58.本实施例中，装配生产线上在进行动力电池装配时，车辆处于高工位处被传输，动力电池在低工位处经由输送辊道进行传输。当动力电池处于取料点时，通过位于取料点处的视觉传感器自动识别并扫描二维码标签设备，获取动力电池的型号规格，判断所获取的动力电池的型号规格与需进行装配的车辆的车型是否匹配。若动力电池的型号规格与车辆的车型匹配，则当车辆到达装配工位前间隔n个工位的第一预设工位时，将当前匹配上的车型的车辆进行装配的动力电池，从取料点处移动到动力电池输送辊道的入口处的托盘上开始进行传输。其中，间隔工位数由动力电池输送辊道上总的托盘数来决定，当动力电池输送辊道上总的托盘数为5个时，此时若装配工位在c58工位，则第一预设工位为c54工位，当车辆到达c54工位时，将当前匹配上的车型的车辆进行装配的动力电池，从取料点处移动到动力电池输送辊道的入口处的托盘上开始进行传输。其中，托盘在承载装配用的动力电池时，托盘本身自带的定位销能够将动力电池固定在设定的位置上，因此动力电池在传输过程中相对于托盘的位置是固定不变的。
59.动力电池在低工位处的输送辊道的入口处开始传输，一直到动力电池被传输到输送辊道的出口处，在动力电池在输送辊道上进行输送的同时，车辆也在高工位处被传输。当车辆运行至装配工位前间隔一到两个工位的预设工位时，即表明车辆即将进入装配工位进行装配作业，因为需要在到达装配工位前，完成动力电池的各安装孔与车辆底盘上装配动力电池的位置对应的各安装孔的位置坐标对准的工作，所以当车辆运行到预设工位时，将输送辊道出口处载有需装配车辆车型对应的动力电池的托盘移动至agv小车上，并控制agv小车上动力电池的中心位置与所述车辆底盘上装配动力电池的中心位置在水平面上的坐标保持一致。
60.步骤s20，控制agv小车与所述车辆同步移动；
61.进一步，一实施例中，所述步骤s20包括：
62.基于所述车辆的底盘处的光靶，获取所述车辆的位置信息；
63.控制agv小车与所述车辆同步移动。
64.本实施例中，在车辆在高工位处从预设工位向着装配工位传输时，agv小车在低工位处抓举着载有对应的动力电池的托盘也从预设工位向着装配工位传输。在从预设工位向装配工位移动的过程中，在初始将输送辊道出口处载有需装配车辆车型对应的动力电池的托盘移动至agv小车上，并控制agv小车上动力电池的中心位置与所述车辆底盘上装配动力电池的中心位置在水平面上的坐标保持一致之后，需要控制agv小车与车辆同步移动，才能保证agv小车与车辆同步到达装配工位完成装配，以提高整体自动装配的效率。因此可以基于车辆底盘处的光靶来获取车辆的位置信息，控制agv小车的速度以使得agv小车与所述车辆同步移动直至装配工位。
65.步骤s30，控制agv小车将托盘升高到目标高度，并实时获取所述车辆底盘上的定位销的位置坐标与所述动力电池上的定位孔的位置坐标；
66.本实施例中，在基于所述车辆的底盘处的光靶，获取所述车辆的位置信息，控制agv小车的速度以使得agv小车与所述车辆同步移动的过程中，因为车辆在高工位处传输时，车辆在z向上的传输高度是不变的，所以要完成车辆与对应的动力电池的装配，需要控制agv小车将托盘升高到目标高度，该目标高度根据车辆传输的固定高度以及托盘与动力电池的自身高度来进行设定，在控制agv小车将托盘升高到目标高度的同时，成像传感器实时拍摄车辆底盘上的定位销与对应的动力电池上的定位孔的图像，基于成像传感器的内外参矩阵，将所获得的图像上车辆底盘上的定位销位置的像素坐标与对应的动力电池上的定位孔位置的像素坐标转化为真实的物理位置坐标，该物理位置坐标为包括x向、y向、z向的三维坐标。
67.步骤s40，当所述动力电池上的定位孔与所述车辆底盘上的定位销的位置坐标一致时，检测所述动力电池的各安装孔与所述车辆底盘上对应各安装孔是否为同心状态；
68.本实施例中，在控制agv小车将托盘升高到目标高度的过程中，若动力电池上的定位孔的位置坐标与车辆底盘上的定位销的位置坐标一致时，说明此时车辆底盘上的定位销在x向、y向、z向上真实的物理位置坐标一致，即车辆底盘上的定位销与动力电池上的定位孔已经匹配对齐，则可以在agv小车与所述车辆同步移动的过程中，检测agv小车托盘上动力电池的各安装孔与车辆底盘上对应各安装孔是否为同心状态。
69.步骤s50，当所述动力电池的各安装孔与所述车辆底盘上对应各安装孔为同心状态，且所述车辆与所述agv小车停在装配工位时，控制拧紧装置将螺栓放入所述各安装孔中，并拧紧螺栓。
70.本实施例中，当agv小车托盘上动力电池的各安装孔与车辆底盘上对应各安装孔为同心状态时，则表明agv小车托盘上动力电池的各安装孔与车辆底盘上对应各安装孔对齐良好，无错孔等情况出现，可以进行动力电池自动装配作业。因此当通过成像传感器获取动力电池的各安装孔与车辆底盘上对应各安装孔的图像，基于上述图像得到的特征图中动力电池的各安装孔与车辆底盘上对应各安装孔为同心状态时，则保持agv小车与车辆同步移动一直到停在装配工位上时进行动力电池的装配。在进行动力电池的装配的过程中，控制位于agv小车左右两侧的拧紧装置上的装配机械手按照一定的工艺顺序将螺栓放进动力
电池的各安装孔与车辆底盘上对应各安装孔中，并通过拧紧装置上的伺服拧紧机拧紧螺栓。
71.进一步，一实施例中，在步骤s50之后包括：
72.控制所述agv小车将空托盘移动至动力电池的输送辊道的入口位置上；
73.控制所述agv小车返回至动力电池的输送辊道的出口位置处。
74.本实施例中，当动力电池的各安装孔与车辆底盘上对应各安装孔按照一定的工艺顺序都装配完成后，控制agv小车将空托盘下降，脱离已完成装配的动力电池。控制agv小车载着空托盘向动力电池输送辊道的入口处移动，直至空托盘移动至动力电池的输送辊道的入口位置上，此时当前车辆的动力电池装配作业完成。控制agv小车返回至动力电池的输送辊道的出口位置处。当后一辆车到达第一预设工位时，将后一辆车对应的动力电池从取料点移动到动力电池输送辊道入口处的空托盘上，而当后一辆车到达预设工位时，再将输送辊道出口处载有需装配车辆车型对应的动力电池的托盘移动至agv小车上，进行后一辆车的动力电池装配作业，以此类推。
75.进一步，一实施例中，所述动力电池自动装配方法还包括：
76.若动力电池的安装孔坐标、托盘的定位销坐标等信息识别失败或无法获取，则输出异常警示的提示信息。
77.本实施例中，当车辆与对应的动力电池在进行装配时，在传输过程中，需要通过安装在取料点处的成像传感器完成动力电池从取料点到动力电池输送辊道入口空托盘的准确移动，需要通过安装在agv小车上的成像传感器对车辆底盘的的安装孔与动力电池的安装孔准确对孔，因此在传输过程中有任何异常情况，如拍照识别失败，以及动力电池的安装孔坐标、托盘的定位销坐标等信息识别失败或无法获取，则输出异常警示的提示信息，如声光报警，在触摸显示屏显示等。通过异常警示的提示信息，警示此时需要人工干预完成装配作业。对于识别异常的相关数据进行存储以供后续分析后改善。
78.本实施例中，当车辆运行至预设工位时，将载有动力电池的托盘移动至agv小车上，并控制agv小车上动力电池的中心位置与所述车辆底盘上装配动力电池的中心位置在水平面上的坐标保持一致；控制agv小车与所述车辆同步移动；控制agv小车将托盘升高到目标高度，并实时获取所述车辆底盘上的定位销的位置坐标与所述动力电池上的定位孔的位置坐标；当所述动力电池上的定位孔与所述车辆底盘上的定位销的位置坐标一致时，检测所述动力电池的各安装孔与所述车辆底盘上对应各安装孔是否为同心状态；当所述动力电池的各安装孔与所述车辆底盘上对应各安装孔为同心状态，且所述车辆与所述agv小车停在装配工位时，控制拧紧装置将螺栓放入所述各安装孔中，并拧紧螺栓。通过本发明可以实现动力电池从物流、输送至装配的全过程智能自动化，在节约人力成本的同时，提高了装配质量。
79.第三方面，本发明实施例还提供一种动力电池自动装配装置。
80.参照图3，动力电池自动装配装置一实施例的功能模块示意图。
81.本实施例中，所述动力电池自动装配装置包括：
82.移动模块10，用于当车辆运行至预设工位时，将载有动力电池的托盘移动至agv小车上，并控制agv小车上动力电池的中心位置与所述车辆底盘上装配动力电池的中心位置在水平面上的坐标保持一致；
83.同步模块20，用于控制agv小车与所述车辆同步移动；
84.获取模块30，用于控制agv小车将托盘升高到目标高度，并实时获取所述车辆底盘上的定位销的位置坐标与所述动力电池上的定位孔的位置坐标；
85.检测模块40，用于当所述动力电池上的定位孔与所述车辆底盘上的定位销的位置坐标一致时，检测所述动力电池的各安装孔与所述车辆底盘上对应各安装孔是否为同心状态；
86.拧紧模块50，用于当所述动力电池的各安装孔与所述车辆底盘上对应各安装孔为同心状态，且所述车辆与所述agv小车停在装配工位时，控制拧紧装置将螺栓放入所述各安装孔中，并拧紧螺栓。
87.可选的，所述动力电池自动装配装置，还包括判断模块，用于：
88.获取动力电池的型号规格，判断是否与车辆的车型匹配；
89.若所述动力电池的型号规格与所述车辆的车型匹配，则当所述车辆运行至第一预设工位时，将所述动力电池放置在托盘上。
90.可选的，所述同步模块20，还用于：
91.基于所述车辆的底盘处的光靶，获取所述车辆的位置信息；
92.控制agv小车与所述车辆同步移动。
93.可选的，所述动力电池自动装配装置，还包括控制模块，用于：
94.控制所述agv小车将空托盘移动至动力电池的输送辊道的入口位置上；
95.控制所述agv小车返回至动力电池的输送辊道的出口位置处。
96.可选的，所述动力电池自动装配装置，还包括输出模块，用于：
97.若动力电池的安装孔坐标、托盘的定位销坐标等信息识别失败或无法获取，则输出异常警示的提示信息。
98.其中，上述动力电池自动装配装置中各个模块的功能实现与上述动力电池自动装配方法实施例中各步骤相对应，其功能和实现过程在此处不再一一赘述。
99.第四方面，本发明实施例还提供一种可读存储介质。
100.本发明可读存储介质上存储有动力电池自动装配程序，其中所述动力电池自动装配程序被处理器执行时，实现如上述的动力电池自动装配方法的步骤。
101.其中，动力电池自动装配程序被执行时所实现的方法可参照本发明动力电池自动装配方法的各个实施例，此处不再赘述。
102.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
103.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
104.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个
存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本发明各个实施例所述的方法。
105.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。