一种电动汽车退役动力蓄电池包拆解线及其拆解工艺的制作方法

本发明涉及智能装配领域，尤其涉及一种电动汽车退役动力蓄电池包拆解线。

背景技术：

随着锂电池技术发展，电动汽车和混动汽车的普及率已经越来越高，但是具有锂电池的汽车报废后，如何对退役动力蓄电池进行拆解是个问题，目前并没有专业的拆解线，导致退役动力蓄电池包拆解效率低，也容易对电池造成损伤。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是实现一种对电动汽车退役动力蓄电池包进行无损拆解的拆解线，将退役动力蓄电池包细拆成电池模组、电池包上壳、电池包下壳、铜排和线缆等，延长生命周期，减少固废排放，创造了社会和经济效益。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电动汽车退役动力蓄电池包拆解线，沿倍速链输送线运输方向依次为电池包自动上料工位、人工拆解上壳与下壳连接螺栓工位、上壳自动下料工位、人工拆解电池包内部铜排或主电缆工位、人工拆解电池内部信号线工位、模组自动下料工位和下壳自动下料工位，每个工位间具有调节工序生产节拍时间的前驱工位。

拆解线设有agv,所述agv的线路连接仓库、电池包上料位置、电池包上壳下料位置、电池模组下料位置和电池包下壳下料位置，所述电池包上料位置位于倍速链输送线的始端，所述电池包下壳下料位置位于倍速链输送线的末端，所述电池包上壳下料位置位于上壳自动下料工位旁，所述电池模组下料位置位于模组自动下料工位旁。

所述电池包上料位置、电池包上壳下料位置、电池模组下料位置和电池包下壳下料位置设有检测是否有电池包到位的感应机构，每个工位也设有检测是否有电池包到位的感应机构，每个所述感应机构均通过信号线连接plc，所述plc输出驱动信号至倍速链输送线。

顶升气缸固定在地面上，所述顶升气缸竖直方向伸展，所述顶升气缸的气缸杆顶部支撑所述电池包自动上料工位的倍速链输送线，所述人工拆解上壳与下壳连接螺栓工位旁设有螺栓收料盒，所述人工拆解上壳与下壳连接螺栓工位旁设有上壳搬运机器人，所述上壳自动下料工位旁设有铜排或主电缆收料盒，所述人工拆解电池包内部铜排或主电缆工位旁设有信号线收料盒，所述人工拆解电池内部信号线工位上方设有桁架机器人，所述桁架机器人上设有视觉传感器，所述电池模组下料位置旁设有机器人手臂，所述人工拆解电池内部信号线工位旁设有向电池模组下料位置延伸的输送线，所述输送线上设有自动贴标机，所述模组自动下料工位和下壳自动下料工位旁设有下壳搬运机器人。

基于所述电动汽车退役动力蓄电池包拆解线拆解工艺，包括以下步骤：

步骤1、agv运输电池包至上料位置；

步骤2、在电池包自动上料工位电池包自动上料；

步骤3、在人工拆解上壳与下壳连接螺栓工位人工拆卸上壳与下壳连接螺栓；

步骤4、在上壳自动下料工位完成上壳自动下料；

步骤5、在人工拆解电池包内部铜排或主电缆工位人工拆解电池包内部铜排或主电缆；

步骤6、在人工拆解电池内部信号线工位人工拆解电池内部信号线；

步骤7、在模组自动下料工位完成模组自动下料；

步骤8、在下壳自动下料工位完成下壳自动下料。

所述步骤1中，退役电池包经检测，无法进行整包利用，须拆包处理，放在仓库电池包待拆解区；当系统采集到agv背驮电池包从仓库电池包待拆解区运行至电池包上料位置信号后，agv停止运行；所述步骤2中，电池包自动上料工位中顶升气缸工作至接料位置，倍速链输送线运行，当系统接收到电池包到电池包自动上料工位信号后，倍速链输送线停止运行，顶升气缸回到工作位置，当1#前驱工位没有物料，倍速链输送线继续将电池包输送至1#前驱工位。

所述步骤3中，当电池包输送至人工拆解上壳与下壳连接螺栓工位，人工扫码，将该电池包原有数据条形码或二维码存储在系统中，之后人工手持气动工具，拆解上壳与下壳连接螺栓，当2#前驱工位没有物料，倍速链输送线继续将电池包输送至2#前驱工位；

所述步骤4中，当电池包输送至上壳自动下料工位，系统接收到电池包到位信号工作，agv背驮托盘运行至上壳接料位置，上壳搬运机器人抓取电池包上壳，搬放至等待接料的agv背负的托盘上，当3#前驱工位没有物料，倍速链输送线继续将电池包输送至3#前驱工位。

所述步骤5中，当电池包输送至人工拆解电池包内部铜排或主电缆工位，人工将拆解电池包内部铜排或主电缆，同时将不同的铜排和电缆进行分类，依次不同种类和型号放入铜排或主电缆收料盒，当4#前驱工位没有物料，倍速链输送线继续将电池包输送至4#前驱工位；

所述步骤6中，当电池包输送至人工拆解电池内部信号线工位，人工拆解电池包内部信号线，同时将不同的信号线进行分类，依次不同种类和型号放入信号线收料盒，当5#前驱工位没有物料，输送链继续将电池包输送至5#前驱工位。

所述步骤7中，当电池包输送至模组自动下料工位，系统接收到电池包到位信号工作，安装在桁架机器人的视觉传感器对电池包进行轮廓扫描，获取模组的位姿信息，之后桁架机器人分别对其抓取放置在输送线上，自动贴标机对输送线的每个模组进行贴标，系统采集到输送线传送模组到位信号和agv背负托盘运行至模组接料位置信号，模组搬运机器人抓取输送线上模组，搬放至在等待接料的agv背驮的托盘上；

所述步骤8中，当下壳输送至下壳自动下料工位，系统接收到下壳到位信号工作，agv背驮托盘运行至下壳接料位置，下壳搬运机器人抓取电池包下壳，搬放至等待接料的agv背负的托盘上。

本发明生产线能够对电动汽车退役动力蓄电池包进行无损拆解，将退役动力蓄电池包细拆成电池模组、电池包上壳、电池包下壳、铜排和线缆等，延长生命周期，减少固废排放，创造了社会和经济效益。另对产线工序流程的优化，智能装备的布局，减轻人工劳动强度，降低了退役动力蓄电池“梯次利用”的成本，促进了退役动力蓄电池“梯次利用”产业的发展。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：

图1为电动汽车退役动力蓄电池包拆解线布置图；

图2为电动汽车退役动力蓄电池包拆解线拆解工艺流程图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1所示，该产线拆解对象为电动汽车退役电池包001，最终拆解成一个上壳002、若干只模组003、一个下壳004和若干根线缆和铜排等。

产线具体包括电池包自动上料工位101、人工拆解上壳与下壳连接螺栓工位102、上壳自动下料工位103、人工拆解电池包内部铜排或主电缆工位104、人工拆解电池内部信号线工位105、模组自动下料工位106和下壳自动下料工位107，以及agv1电池包上料位置201、电池包上壳下料位置202、电池模组下料位置和电池包下壳下料位置205，每个工位之间间隔有前驱工位，分别为1#前驱工位101-1、2#前驱工位102-1、3#前驱工位103-1、4#前驱工位104-1、5#前驱工位105-1、6#前驱工位106-1。1～6#前驱工位的主要目的是使各工序生产节拍时间尽可能相近，消除各种等待浪费现象，提高生产线的整体效率。

上述工位和位置均设有感应物料的传感器，可以采用红外或激光传感器，感应是否有物料经过，系统配有一个plc，plc控制协调各个部件工作，同时传感器将获得的信息输送至plc，此外，系统还配有多台agv，设置在电池包自动上料工位101的顶升气缸2、设置在人工拆解上壳与下壳连接螺栓工位102旁的螺栓收料盒3、设置在上壳自动下料工位103旁的上壳搬运机器人4，设置在人工拆解电池包内部铜排或主电缆工位104的铜排或主电缆收料盒5，设置在人工拆解电池内部信号线工位105旁的信号线收料盒6，模组自动下料工位106上方设有桁架机器人8，桁架机器人8上固定有采集物品位置信息的视觉传感器11，视觉传感器11将获取的信号输送至桁架机器人8的控制器，电池模组下料位置设备设置两个，分别为第一电池模组下料位置203和第二电池模组下料位置204，连个电池模组下料位置之间设有用于将物料从输送线上抓取到其中一个电池模组下料位置上的机器人手臂，输送线7用于运输物料，其连接模组自动下料工位106至两个电池模组下料位置之间，输送线7还设有自动贴标机12，下壳自动下料工位107旁设有将下壳运输到电池包下壳下料位置205的下壳搬运机器人10。

所有的工位均为倍速链输送线的一部分，倍速链输送线负责产线上物料的输送，将物料依次运输到下一个工位或者前驱工位，每个工位的倍速链输送线可以根据需要设置为独立的部分，进行相互连接，也可以是连成一条的输送结构。

agv1负责产线和仓库之间的物料周转，主要包括电池包、电池模组、上壳、下壳和辅材等，本产线工作步骤具体如下：

1、agv运送电池包

1.1、退役电池包经检测，无法进行整包利用，须拆包处理，放在仓库电池包待拆解区；

1.2、系统采集agv1背驮电池包从仓库电池包待拆解区运行至电池包上料位置信号201，agv1停止运行；

2、电池包自动上料

2.1、电池包自动上料工位101中顶升气缸2工作至接料位置，输送线运行，电池包到位信号后，输送线停止工作；

2.2、顶升气缸2回到工作位置；

2.3、1#前驱工位101-1没有物料，输送链继续将电池包输送至1#前驱工位101-1；

3、人工拆解上壳与下壳连接螺栓

3.1、电池包输送至人工拆解上壳与下壳连接螺栓工位102；

3.2、第一步，人工扫码，将该电池包原有数据条形码或二维码存储在系统中；

3.3、其次，人工手持气动工具，拆解上壳与下壳连接螺栓；

3.4、2#前驱工位102-1没有物料，输送链继续将电池包输送至2#前驱工位102-1；

4、上壳自动下料

4.1、上壳自动下料工位103的电池包到位信号工作；

4.2、agv1背驮托盘9运行至上壳接料位置202；

4.3、上壳搬运机器人4抓取电池包上壳，搬放至等待接料的agv1背负的托盘9上；

4.4、3#前驱工位103-1没有物料，输送链继续将电池包输送至3#前驱工位103-1；

5、人工拆解电池包内部铜排或主电缆

5.1、人工拆解电池包内部铜排或主电缆工位104主要的功能就是拆解电池包内部铜排或主电缆，同时将不同的铜排和电缆进行分类，依次不同种类和型号放入铜排或主电缆收料盒5；

5.2、4#前驱工位104-1没有物料，输送链继续将电池包输送至4#前驱工位104-1；

6、人工拆解电池包内部铜排或主电缆

6.1、人工拆解电池内部信号线工位105主要的功能就是拆解电池包内部信号线，同时将不同的信号线进行分类，依次不同种类和型号放入信号线收料盒6；

6.2、5#前驱工位105-1没有物料，输送链继续将电池包输送至5#前驱工位105-1；

7、模组自动下料

7.1、模组自动下料工位106的电池包到位信号工作；

7.2、安装在桁架机器人8的视觉传感器11对电池包进行轮廓扫描，获取模组003的位姿信息并将该信息发送至桁架机器人8控制器，桁架机器人8分别对其抓取；

具体地该系统有图像采集模块、图像滤波模块、图像分割模块、特征提取模块和图像匹配模块，其图像采集模块用于对电池包采集图像，图像滤波模块用于对采集图像中可能影响识别的高低频噪声信号进行消除，图像分割模块、特征提取和图像匹配模块是将图像中有效目标从背景中分离出来，通过计算有效目标的特征值，提取有用的特征进行图像匹配，图像匹配算法求出物料位姿与标准位姿的像素偏差值(uj，vj，θj)，定位算法根据像素坐标系、视觉传感器坐标系和桁架机器人坐标系的转换关系计算出模组003在桁架机器人坐标系中的位姿，公式如下：

其中θ1＝θj，ms为像素坐标系、视觉传感器坐标系和桁架机器人坐标系的转换关系，ms采用传感器标定和桁架机器人手眼标定的方法求解得到，公式如下：

7.2、桁架机器人8将抓取的模组003放置在输送线7上；

7.3、自动贴标机12对输送线7的每个模组003进行自动贴标，其条形码数据是结合电池包原有条形码或二维码生成，其数据上传至数据云平台；

7.4、系统采集到输送线7传送模组003到位信号和agv1背负托盘9运行至模组接料位置信号，模组搬运机器人14抓取输送线7上模组003，搬放至在等待接料的agv1背驮的托盘9上；

8、下壳自动下料

8.1、下壳自动下料工位107的下壳到位信号工作；

8.2、agv1背驮托盘9运行至下壳接料位置205；

8.3、下壳搬运机器人10抓取电池包下壳004，搬放至等待接料的agv1背负的托盘9上；

以上是一个电池包整个拆解流程，上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：从社会和环境效益角度来说，将退役动力蓄电池包细拆成电池模组、电池包上壳、电池包下壳、铜排和线缆等，赋予其“二次生命”，减少固废排放，创造了循环经济的最大化，符合国家政策导向，顺应绿色发展理念。

上述电动汽车退役动力蓄电池包拆解线，其特征有以下3点。

1、无损拆解：退役电动蓄电池包的无损拆解，是保证动力蓄电池梯次利用品质关键因素之一，经对产线工序流程的优化，做到电池模组和信号数据线等不损坏；

2、数据溯源：在产线上配置扫码枪、自动贴标机，实现电池包与模组之间的数据关联，并将数据信息上传云平台，通过检索标贴上数据码可追溯电池包或模组产品信息；

3、智能拣取：安装在桁架机器人的视觉传感器对电池包进行轮廓扫描，获取模组的位姿信息并将该信息发送至桁架机器人控制器，桁架机器人分别对其拣取。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。