專利名稱：電池測(cè)試與分選系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池測(cè)試與分選的系統(tǒng)及其方法，更具體地說(shuō)，涉及一種根據(jù)電池的電氣狀況測(cè)試與分選的系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
自動(dòng)測(cè)試與分選系統(tǒng)具有較大的市場(chǎng)潛力，它可以應(yīng)用于圓柱形電池的分選，例如18650筆記本電腦電池和包括電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能電池在內(nèi)的棱柱動(dòng)力電池。它還可以應(yīng)用于一些其他產(chǎn)品的測(cè)試和分選。目前，人工分選技術(shù)是相當(dāng)成熟的行業(yè)。大多數(shù)電池的生產(chǎn)需要大量的工人，在電池分選過(guò)程中手動(dòng)操作檢測(cè)設(shè)備，或手動(dòng)、半自檢測(cè)設(shè)備結(jié)合操作。這些操作自動(dòng)化程度低、勞動(dòng)力成本高，效率低，精度低，一致性差，難以達(dá)到產(chǎn)品的質(zhì)量要求。為了使分選過(guò)程自動(dòng)化，特別分選機(jī)被發(fā)明和使用。然而，硬自動(dòng)化機(jī)器昂貴、缺乏靈活性，因此很難在行業(yè)中受到歡迎。例如，美國(guó)專利號(hào)6，781，344公開(kāi)了一種電池測(cè)試與分選裝置。電池被沿 傳送帶長(zhǎng)度方向設(shè)置的電池輸送部輸送到傳送帶，由沿傳送帶長(zhǎng)度方向設(shè)置于輸送部上游側(cè)的測(cè)試部測(cè)試，再由沿傳送帶長(zhǎng)度方向設(shè)置于測(cè)試部上游側(cè)的分選部分選。這種電池測(cè)試與分選裝置可以根據(jù)電池的電氣狀況，連續(xù)將大量的電池分選成組。該發(fā)明不夠靈活，因?yàn)樗枰獙㈦姵胤胖迷趥魉蛶希来瓮ㄟ^(guò)沿傳送帶長(zhǎng)度方向設(shè)置的輸送部、測(cè)試部和分選部。這種元件配置不靈活的測(cè)試與分選裝置使其無(wú)法適應(yīng)各種形狀的安裝空間。此外，輸送、測(cè)試和分選的過(guò)程不能并行進(jìn)行。而且，該發(fā)明沒(méi)有公開(kāi)用于編程的、每組電池的分類數(shù)和參數(shù)值。韓國(guó)專利號(hào)2005002233公開(kāi)了另一種電池測(cè)試與分選裝置，用于自動(dòng)分選筆記本蓄電池組的等級(jí)。該發(fā)明也需要由電池供給單元攜帶電池，沿蓄電池組輸送單元、電池測(cè)試單元和電池分選單元的位置所確定的路徑移動(dòng)。該發(fā)明不允許輸送、測(cè)試和分選并行進(jìn)行。并且，該發(fā)明無(wú)法為每組電池的分類數(shù)和參數(shù)值編程。上述類似的技術(shù)問(wèn)題也可以在中國(guó)專利200988037和中國(guó)專利201239720中找到。美國(guó)專利號(hào)6，674，287提供了另一種在相同的溫度和充電狀態(tài)下，直接測(cè)量單元電池在預(yù)定頻率區(qū)域中的阻抗譜的電池測(cè)試裝置。該發(fā)明僅限于測(cè)試電池組中的兩個(gè)或多個(gè)電池是否具有最小的阻抗譜差異，不具有將電池分選成不同組的能力，該發(fā)明也未給出預(yù)期的解決該技術(shù)問(wèn)題的需求。因此，該發(fā)明不能根據(jù)電池的電氣狀況將電池分選成多個(gè)組。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電池測(cè)試與分選的系統(tǒng)，包括工業(yè)機(jī)器人，包括機(jī)械臂和控制器，其上裝有一個(gè)夾具，用于拾取待測(cè)試和分選的電池；設(shè)置在所述工業(yè)機(jī)器人的工作范圍內(nèi)的第一電池保持部，用于在所述第一電池保持部的預(yù)定位置處接收待測(cè)試和分選的電池；以及設(shè)置在所述工業(yè)機(jī)器人的工作范圍內(nèi)的測(cè)試部，用于測(cè)試電池的電氣狀況；其中:所述控制器適用于控制所述機(jī)械臂和所述夾具在所述第一電池保持部的預(yù)定位置處第一拾取待測(cè)試和分選的電池，并將其放置以便其接觸所述測(cè)試部進(jìn)行測(cè)試；所述測(cè)試部適用于測(cè)試電池，并將指示測(cè)試電池的電氣狀況的信號(hào)發(fā)送到所述控制器；以及所述控制器適用于控制所述機(jī)械臂和所述夾具第二拾取與電池接觸測(cè)試部接觸的電池，并根據(jù)所述信號(hào)對(duì)其進(jìn)行分選。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供由工業(yè)機(jī)器人和測(cè)試部測(cè)試與分選在第一電池保持部的預(yù)定位置處接收的電池的方法，上述工業(yè)機(jī)器人包括機(jī)械臂和控制器，其中，機(jī)械臂上裝有用于拾取待測(cè)試和分選的電池的夾具，并且所述第一電池保持部和所述第一測(cè)試部設(shè)置在所述工業(yè)機(jī)器人的工作范圍內(nèi)，該方法包括步驟；(a)所述控制器控制所述機(jī)械臂和所述夾具在所述第一電池保持部的預(yù)定位置處第一拾取待測(cè)試和分選的電池，并將其放置以便其接觸所述測(cè)試部進(jìn)行測(cè)試；(b)所述測(cè)試部測(cè)試電池，并將指示測(cè)試電池的電氣狀況的信號(hào)發(fā)送到所述控制器；以及(C)所述控制器控制所述機(jī)械臂和所述夾具第二拾取與所述測(cè)試部接觸的電池，并根據(jù)所述信號(hào)對(duì)其進(jìn)行分選。通過(guò)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)及方法，可以取代/代替工人的所有人工傳遞、測(cè)試和分選等。本方案可以簡(jiǎn)化分選系統(tǒng)，減少工人的操作和人為錯(cuò)誤。因此，它減少了勞動(dòng)成本，提高了生產(chǎn)率、分選準(zhǔn)確性和產(chǎn)品的一致性/連貫性。此外，使用相同的工業(yè)機(jī)器人拾取和放置進(jìn)行測(cè)試和分選的電池。測(cè)試部將測(cè)試指令和結(jié)果在網(wǎng)絡(luò)上的機(jī)器人之間傳輸。測(cè)試后，機(jī)器人根據(jù)測(cè)試結(jié)果和預(yù)定義的規(guī)則進(jìn)行分選。而且，所有的信號(hào)和參數(shù)都可以設(shè)置在機(jī)器人的控制器的存儲(chǔ)器中。測(cè)試站和夾具的所有控制操作都是由機(jī)器人控制器本身完成，無(wú)需任何其他的控制器如PLC等。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種電池測(cè)試與分選的系統(tǒng)，包括:工業(yè)機(jī)器人，包括機(jī)械臂和控制器，其上裝有一個(gè)夾具，用于拾取待測(cè)試和分選的電池；設(shè)置在工業(yè)機(jī)器人的工作范圍內(nèi)的第一電池保持部，用于在第一電池保持部的預(yù)定位置處接收待測(cè)試和分選的電池；以及與所 述工業(yè)機(jī)器人集成的測(cè)試部，用于測(cè)試待測(cè)試和分選的電池的電氣狀況；其中:所述控制器適用于控制所述機(jī)械臂和所述夾具在所述第一電池保持部的預(yù)定位置處拾取待測(cè)試和分選的電池；所述測(cè)試部適用于測(cè)試電池，并在所述夾具拾取電池時(shí)將指示測(cè)試電池的電氣狀況的信號(hào)發(fā)送到所述控制器；以及所述控制器適用于控制所述機(jī)械臂和所述夾具根據(jù)所述信號(hào)對(duì)測(cè)試過(guò)的電池進(jìn)行分選。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種由工業(yè)機(jī)器人和測(cè)試部測(cè)試與分選在第一電池保持部的第一預(yù)定位置處接收的電池的方法，上述工業(yè)機(jī)器人包括機(jī)械臂和控制器，其中，所述機(jī)械臂上裝有用于拾取待測(cè)試和分選的電池的夾具，所述第一電池保持部設(shè)置在工業(yè)機(jī)器人的工作范圍內(nèi)，所述測(cè)試部與所述夾具集成，該方法包括:Ca)所述控制器控制所述機(jī)械臂和所述夾具在所述第一電池保持部的預(yù)定位置處拾取待測(cè)試和分選的電池，所述測(cè)試部測(cè)試由所述夾具拾取的電池并將指示測(cè)試電池的電氣狀況的信號(hào)發(fā)送到控制器；以及
(b)所述控制器控制所述機(jī)械臂和所述夾具根據(jù)所述信號(hào)對(duì)測(cè)試過(guò)的電池進(jìn)行分選。通過(guò)系統(tǒng)及方法的配置，由于測(cè)試部與夾具相結(jié)合，不占用任何額外的安裝空間，這種配置使得系統(tǒng)更加緊湊而簡(jiǎn)單。此外，這種集成允許從第一電池保持部拾取電池的同時(shí)進(jìn)行測(cè)試；因此，整個(gè)循環(huán)將只需拾取和放置，使得分選的時(shí)間最小化。
以下結(jié)合附圖中示出的優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的主題作進(jìn)一步說(shuō)明，其中:

圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池測(cè)試與分選系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電池測(cè)試與分選系統(tǒng)的俯視圖；圖1C示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電池測(cè)試與分選系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖1D示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電池測(cè)試與分選系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖1E示出了圖1D對(duì)應(yīng)的探針和夾具的集成結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)圖；圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的夾具的細(xì)節(jié)圖；圖2B示出了根據(jù)圖2A對(duì)應(yīng)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池測(cè)試與分選過(guò)程的流程圖；圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的夾具的細(xì)節(jié)圖；圖3B示出了根據(jù)圖3A對(duì)應(yīng)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池測(cè)試與分選過(guò)程的流程圖；以及圖4示出了根據(jù)圖1D和IE對(duì)應(yīng)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池測(cè)試與分選過(guò)程的流程圖。附圖中使用的附圖標(biāo)記和它們的含義，在附圖標(biāo)記表中概括列出。原則上，附圖中相同的部分使用相同的附圖標(biāo)記表示?！?br> 具體實(shí)施例方式以下參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。在不同附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分。圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池測(cè)試與分選系統(tǒng)。如圖1A所示，用于測(cè)試和分選電池的系統(tǒng)I中，包括工業(yè)機(jī)器人10。所述工業(yè)用機(jī)器人10進(jìn)一步包括機(jī)械臂100、控制器101和安裝在機(jī)械臂100上的夾具102。在控制器101的控制下，夾具102隨著機(jī)械臂100移動(dòng)，用于拾取待測(cè)試和分選的電池。工業(yè)機(jī)器人10具有一定的工作范圍，這取決于機(jī)械臂100的大小和自由度以及夾具102的大小。機(jī)械臂100的自由度和大小根據(jù)工業(yè)機(jī)器人10的工作范圍的要求確定，以便使夾具102能夠到達(dá)后文描述的第一電池保持部11、第二電池保持部12和測(cè)試部13。如圖1A所示，優(yōu)選地，第一電池保持部11、第二電池保持部12和測(cè)試部13設(shè)置在工業(yè)機(jī)器人10的周?chē)捌涔ぷ鞣秶鷥?nèi)。在此設(shè)置中，機(jī)械臂100可以被固定在支架上。該系統(tǒng)包含但不限于圖1中顯示的配置。所有方面包括空間位置、布局、部件和工件進(jìn)入和離開(kāi)的模式都可以改變，也可以改變?yōu)榉诌x對(duì)象通過(guò)手動(dòng)裝載或自動(dòng)傳送帶的配置。特別地，第一電池保持部11和三個(gè)第二電池保持部12環(huán)繞在工業(yè)機(jī)器人10周?chē)耐凰轿恢蒙?，測(cè)試部13設(shè)置在第一電池保持部11和第二電池保持部12之間、位于比第一電池保持部11和三個(gè)第二電池保持部12高的水平位置上。測(cè)試部13包括用于測(cè)試電池14的探針130，用于比較測(cè)試信號(hào)和閾值的測(cè)量裝置131，和用于在地面支持探針130的支柱?？商鎿Q地，只要第一電池保持部11、第二電池保持部12和測(cè)試部13都設(shè)置在工業(yè)機(jī)器人10的工作范圍之內(nèi)，其位置相對(duì)于工業(yè)機(jī)器人10可以被移動(dòng)，以便適應(yīng)系統(tǒng)I的各種外形的安裝空間。這種環(huán)繞的配置使得系統(tǒng)更加緊湊而簡(jiǎn)單。圖1B示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電池測(cè)試與分選系統(tǒng)的俯視圖。相同的附圖標(biāo)記表示與圖1A中相同的部分，為避免冗余，此處省略其說(shuō)明。如圖1B所示，第一電池保持部11在工業(yè)機(jī)器人10的工作范圍內(nèi)，與工業(yè)用機(jī)器人10分離設(shè)置。其中第二保持部12沿第一電池保持部11設(shè)置，并在工業(yè)機(jī)器人10的工作范圍內(nèi)與工業(yè)機(jī)器人10分離。其它的第二電池保持部12與前一個(gè)第二電池保持部12平行設(shè)置在工業(yè)機(jī)器人10的工作范圍內(nèi)。測(cè)試部13沿第一電池保持部11和第二電池保持部12設(shè)置在工業(yè)機(jī)器人10的工作范圍內(nèi)。這種配置使得該系統(tǒng)適用于較窄的安裝空間。圖1C示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電池測(cè)試與分選系統(tǒng)。相同的附圖標(biāo)記表示與圖1A中相同的部分，為避免冗余，此處省略其說(shuō)明。如圖1C所示，工業(yè)機(jī)器人10可以上下顛倒放置或安裝在墻壁16上，以節(jié)省的安裝空間并解決系統(tǒng)整體配置的難度，只要機(jī)械臂100 (含夾具102)可以到達(dá)測(cè)試過(guò)的電池14、待測(cè)試的電池14和測(cè)試部13。這種配置有助于節(jié)省安裝空間的接地面積。圖1D示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電池測(cè)試與分選系統(tǒng)。相同的附圖標(biāo)記表示與圖1A中相同的部分，為避免冗余，此處省略其說(shuō)明。如圖1D所示，第一電池保持部11和第二電池保持部12設(shè)置在工業(yè)機(jī)器人10周?chē)⑶以谄涔ぷ鞣秶鷥?nèi)。特別地，第一電池保持部11和三個(gè)第二保持部12環(huán)繞在工業(yè)機(jī)器人10周?chē)⑶椅挥谕凰轿恢?，測(cè)試部13的探針集成到夾具102中。由于測(cè)試部13與夾具102相結(jié)合，不占用任何額外的安裝空間，這種配置呈現(xiàn)出比圖1A更緊湊而簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。此外，這種集成允許從第一電池保持部拾取電池的同時(shí)進(jìn)行測(cè)試；因此，整個(gè)循環(huán)將只需拾取和放置，使得分選的時(shí)間最小化。圖1E示出了圖1D對(duì)應(yīng)的探針和夾具的集成結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)圖。如圖1E所示，探針130固定在夾具102上。當(dāng)夾具102拾取電池140進(jìn)行測(cè)試和分選時(shí)，電池140的電極E1，E2接觸探針130的測(cè)試極。 探針130的輸出端分別通過(guò)兩條電纜Cl、C2被電連接到測(cè)量裝置131 (圖中未示出)的兩個(gè)端子上。對(duì)于上述的任何實(shí)施例，第一電池保持部11、第二電池保持部12和測(cè)試部13可以相互重疊，為夾具拾取和/或放置電池留下足夠的間隔距離，進(jìn)一步減小了安裝空間的接地面積。這種可變的電池測(cè)試與分選系統(tǒng)的配置，允許靈活地配置拾取待測(cè)試的電池的位置、接收測(cè)試過(guò)的電池的位置和各種安裝空間的工業(yè)機(jī)器人的位置。這些配置都可以自由地實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)重新編程示教機(jī)器人的位置，容易地改變配置。繼續(xù)參照?qǐng)D1A至1D，第一電池保持部11接收待測(cè)試和分選的電池14。待測(cè)試和分選的電池14被安置在在第一電池保持部11預(yù)定的位置。工業(yè)機(jī)器人10的控制器101可以被編程來(lái)控制機(jī)械臂100與夾具102 —起到達(dá)預(yù)定位置，以便拾取待測(cè)試和分選的電池141。多個(gè)第二電池保持部12接收分選成不同類別的電池140。測(cè)試部13測(cè)試待測(cè)試和分選的電池14的電氣狀況。在優(yōu)選實(shí)施例中，無(wú)論是第一電池保持部11還是第二電池保持部12都具有類似托盤(pán)的平坦傳輸結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)支撐電池14、待測(cè)試和分選的電池141以及測(cè)試和分選過(guò)的電池141。托盤(pán)本身由地面上的支柱支撐。托盤(pán)被分成單元格用于容納電池14、待測(cè)試和分選的電池141以及測(cè)試和分選過(guò)的電池140，其中每個(gè)單元格具有預(yù)定的位置，其由示教器預(yù)設(shè)并由工業(yè)機(jī)器人10的控制器101存儲(chǔ)。單元格的形狀被調(diào)整成電池的形狀，使得單元格可以在預(yù)定位置處準(zhǔn)確地容納電池。托盤(pán)(電池保持部)和電池測(cè)試部都具有與電池的外徑近似的單元格，用來(lái)容納電池?？刂破?01控制機(jī)械臂100和夾具102從第一電池保持部11的預(yù)定位置處第一拾取待測(cè)試和分選的電池14，并將其放置以便其接觸測(cè)試部13進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試部13測(cè)試電池14，并將指示測(cè)試電池14的電氣狀況的信號(hào)發(fā)送到控制器101。然后，控制器101控制機(jī)械臂100和夾具102第二拾取接觸測(cè)試部的電池14，并根據(jù)信號(hào)按照不同的類別將其分選到不同的第二電池保持部12中。盡管電池可以根據(jù)任意數(shù)量的電氣狀況和特點(diǎn)分類，然而作為優(yōu)選實(shí)施例中，測(cè)試部可以測(cè)試電池的電壓和/或內(nèi)部電阻。關(guān)于測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，例如:當(dāng)電池的電壓小于2.4V時(shí)，將電池14放置于第二電池保持部12中的一個(gè)，當(dāng)其電壓大于
3.2V時(shí)，將電池14放置于另一個(gè)第二電池保持部12中，當(dāng)其電壓在2.4V和3.2V之間時(shí)，將電池14放置于再另一個(gè)第二電池保持部12中。通過(guò)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，可以取代/代替工人的所有人工傳遞、測(cè)試和分選等。本方案可以簡(jiǎn)化分選系統(tǒng)，減少工人的操作和人為錯(cuò)誤。因此，它減少了勞動(dòng)成本，提高了生產(chǎn)率、分選準(zhǔn)確性和產(chǎn)品的一致性/連貫性。此外，使用相同的工業(yè)機(jī)器人拾取和放置進(jìn)行測(cè)試和分選的電池。測(cè)試部將測(cè)試指令和結(jié)果在網(wǎng)絡(luò)上的機(jī)器人之間傳輸。測(cè)試后，機(jī)器人根據(jù)測(cè)試結(jié)果和預(yù)定義的規(guī)則進(jìn)行分選。而且，所有的信號(hào)和參數(shù)都可以設(shè)置在機(jī)器人的控制器的存儲(chǔ)器中。測(cè)試站和夾具的所有控制操作都是由機(jī)器人控制器本身完成，無(wú)需任何其他的控制器如PLC等。繼續(xù)參照?qǐng)D1A至1D，系統(tǒng)I進(jìn)一步包括示教器15，用于工業(yè)機(jī)器人10的控制器101和用戶設(shè)定分選的參數(shù)的通信。測(cè)試部13和工業(yè)機(jī)器人10通過(guò)專用通信緊密結(jié)合。分組數(shù)目和參數(shù)如內(nèi)部電阻和電壓范圍，通過(guò)機(jī)器人示教器上的圖形用戶界面來(lái)設(shè)置，并存儲(chǔ)在機(jī)器人控制器10 1中。機(jī)器人控制器可以控制所有的運(yùn)動(dòng)和測(cè)量，甚至對(duì)電池保持部是否存在的探測(cè)。機(jī)器人自動(dòng)分選單元/站不需要其它的控制裝置。利用機(jī)器人編程靈活性的特點(diǎn)，可以迅速設(shè)置每個(gè)組的分組數(shù)目和參數(shù)值，因此特別適合于那些需要被分為多個(gè)級(jí)別的產(chǎn)品。圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的夾具的細(xì)節(jié)圖。如圖2A所示，夾具102包括夾具本體1020和拾取器1021。拾取器1021包括氣缸10210和卡爪10211。氣缸10210由工業(yè)機(jī)器人10的控制器101控制，特別地，控制器101控制壓縮空氣從氣缸10210的一端進(jìn)入和/或排出缸筒，從而推動(dòng)從氣缸10210的缸筒的另一端延伸出的卡爪10211，以便卡爪夾緊和/或釋放電池14。在優(yōu)選的實(shí)施例中，夾具主體1020呈臺(tái)階狀，用緊固件如螺栓或螺釘將夾具主體1020的上側(cè)和下側(cè)的拾取器1021機(jī)械連接在工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械臂100的安裝法蘭上。在控制器101的控制下，當(dāng)夾具102到達(dá)第一電池保持部11中將被拾取的電池14或正在測(cè)試部13測(cè)試的電池14時(shí)，夾具在第一電池保持部11拾取電池14并將其放置以便其接觸測(cè)試部13，再拾取由測(cè)試部13測(cè)試過(guò)的電池14，根據(jù)指示測(cè)試電池的電氣狀況的信號(hào)，將其放置在多個(gè)第二電池保持部之一中。由于只有一個(gè)拾取器，拾取和放置待測(cè)試的電池和拾取和放置測(cè)試過(guò)的電池將依次進(jìn)行。圖2B示出了根據(jù)圖2A對(duì)應(yīng)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池測(cè)試與分選過(guò)程的流程圖。如圖2B所示，在步驟20中，通過(guò)示教器設(shè)置電池的分組數(shù)目和參數(shù)范圍。接著，在步驟S21中，工業(yè)機(jī)器人10的控制器101控制工業(yè)機(jī)器人10的機(jī)械臂100和夾具102在第一電池保持部11的預(yù)定位置處第一拾取待測(cè)試和分選的電池14，并并將其放置以便其接觸所述測(cè)試部13進(jìn)行測(cè)試。接著，在步驟S22中，測(cè)試部13測(cè)試電池14，并將指示測(cè)試電池14的電氣狀況的信號(hào)發(fā)送到控制器101。接著，在步驟S23中，控制器101控制機(jī)械臂100和夾具102第二拾取接觸測(cè)試部13的電池14，并根據(jù)信號(hào)進(jìn)行分選。接下來(lái)，在步驟S24中，控制器101控制機(jī)械臂100和夾具102將測(cè)試過(guò)的電池放置在多個(gè)第二電池保持部12之一中以完成分選。然后，在步驟S25中，如果所有對(duì)象均已被分選，則停止，否則，返回步驟 S20。圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的夾具的細(xì)節(jié)圖。如圖2B所示，夾具102包括夾具本體1020和兩個(gè)拾取器1021，第一拾取器10210和第二拾取器10211，優(yōu)選地，平行延伸出夾具主體1020。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，第一拾取器10210包括第一氣缸102100和第一^^爪102101。第一氣缸102100由工業(yè)機(jī)器人10的控制器101控制，特別地，控制器101控制壓縮空氣從第一氣缸102100的一端進(jìn)入和/或排出缸筒,從而推動(dòng)從第一氣缸102100的缸筒的另一端延伸出的第一^^爪102101，以便卡爪夾緊和/或釋放電池14。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，夾具主體1020呈臺(tái)階狀，用緊固件如螺栓或螺釘將夾具主體1020的上側(cè)和下側(cè)的第一拾取器10210機(jī)械連接在工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械臂100的安裝法蘭上。第二拾取器10211包括第二氣缸102110和第二卡爪102111。第二氣缸102110由工業(yè)機(jī)器人10的控制器101控制，特別地，控制器101控制壓縮空氣從第二氣缸102110的一端進(jìn)入和/或排出缸筒，從而推動(dòng)從第二氣缸102110的缸筒的另一端延伸出的第二卡爪102111，以便卡爪夾緊和/或釋放電池14。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，夾具主體1020呈臺(tái)階狀，用緊固件如螺栓或螺釘將夾具主體1020的上側(cè)和下側(cè)的第二拾取器10211機(jī)械連接在工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械臂100的安裝法蘭上。這里所描述的分選系統(tǒng)，在控制器101的控制下，正常操作中，第一^^爪10210從測(cè)試部13的測(cè)量位置拾處取測(cè)試過(guò)的電池140，緊接著第二卡爪10211將下一個(gè)待測(cè)試的電池141放置在測(cè)量位置并接觸測(cè)試部13，如探針。即，當(dāng)?shù)诙ㄗ?0211拾取當(dāng)前電池(測(cè)試過(guò)的電池140)進(jìn)行 分選后，第二卡爪10211立即放置下一個(gè)待測(cè)試的電池141。因此，當(dāng)工業(yè)機(jī)器人10把測(cè)試過(guò)的電池送到目的地并拾取另一個(gè)電池的時(shí)候，上一個(gè)電池的測(cè)量過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。在一般情況下，測(cè)量需要相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間。用這種方式，可以節(jié)省電池的總體分選時(shí)間并提高分選效率。圖3B示出了根據(jù)圖3A對(duì)應(yīng)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池測(cè)試與分選過(guò)程的流程圖。如圖3B所示，在步驟S30中，通過(guò)示教器設(shè)置電池的分組數(shù)目和參數(shù)范圍。接著，在步驟S31中，工業(yè)機(jī)器人10的控制器101控制工業(yè)機(jī)器人10的機(jī)械臂100和夾具102在第一電池保持部11的預(yù)定位置處第一拾取待測(cè)試和分選的電池14，并將其放置以便其接觸測(cè)試部13進(jìn)行測(cè)試。在步驟S32中，工業(yè)機(jī)器人10的控制器101控制機(jī)械臂100和拾取器1021中的第二卡爪10211在第一電池保持部11的預(yù)定位置處第一拾取下一待測(cè)試和分選的電池14并移動(dòng)電池14使其靠近測(cè)試部13。在步驟S33中，如果測(cè)試結(jié)束，則將指示測(cè)試電池14的電氣狀況的信號(hào)發(fā)送到控制器101。接下來(lái)，在步驟S34中，在控制器101的控制下，第一卡爪10210從測(cè)試部13的測(cè)量位置拾處取測(cè)試過(guò)的電池140，接著第二卡爪10211將下一待測(cè)試的電池141放置在測(cè)量位置并接觸測(cè)試部13。接下來(lái)，在步驟S35中，控制器101控制機(jī)械臂100和第一夾具10210將測(cè)試過(guò)的電池放置在多個(gè)第二電池保持部12之一中以完成分選。最后，在步驟S36中，如果所有對(duì)象均已被分選，則停止，否則，返回步驟S32。依靠雙卡爪機(jī)器人夾具，工業(yè)機(jī)器人10可以在測(cè)量的同時(shí)，把測(cè)試過(guò)的電池送到目的地并拾取另一個(gè)待測(cè)試的電池。由于大多數(shù)的時(shí)間里，測(cè)量過(guò)程與電池移動(dòng)過(guò)程相比需要較長(zhǎng)的時(shí)間，這種獨(dú)特的夾緊裝置和程序?qū)⒐?jié)省總體分選時(shí)間并提高生產(chǎn)效率。繼續(xù)參照?qǐng)D2A和圖2B，用緊固件如螺釘20將夾具本體1020安裝在工業(yè)機(jī)器人10的機(jī)械臂100的安裝法蘭上。利用安裝法蘭，可以容易地轉(zhuǎn)換機(jī)器人的夾具，該系統(tǒng)還可以用于不同種類的對(duì)象的測(cè)試和分選。這種分選系統(tǒng)和方法還可以應(yīng)用到許多類型的電池生產(chǎn)。對(duì)于不同類型的電池，例如圓柱形和按鈕電池或棱柱形(功率)電池，只需改進(jìn)機(jī)器人夾具和程序。用戶可能只需要一套分選系統(tǒng)或幾套同類的分選系統(tǒng)用于電池系列產(chǎn)品的分選。因此，它可以避免重復(fù)投資，縮短導(dǎo)引時(shí)間，并提高競(jìng)爭(zhēng)力。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，使投資更加經(jīng)濟(jì)。圖4示出了根據(jù)圖1D和IE對(duì)應(yīng)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池測(cè)試與分選過(guò)程的流程圖。如圖4所示，在步驟S40中，通過(guò)示教器設(shè)置電池的分組數(shù)目和參數(shù)范圍。接著，在步驟S41中，工業(yè)機(jī)器人1 0的控制器101控制工業(yè)機(jī)器人10的機(jī)械臂100和夾具102在第一電池保持部11的預(yù)定位置處第一拾取待測(cè)試和分選的電池14，同時(shí)用集成在在夾具102中的探針測(cè)試電池14并將指示測(cè)試電池14的電氣狀況的信號(hào)發(fā)送到控制器101。接下來(lái)，在步驟S42中，控制器101控制機(jī)械臂100和夾具102根據(jù)信號(hào)對(duì)電池14進(jìn)行分選。接下來(lái)，在步驟S43中，控制器101控制機(jī)械臂100和夾具102將測(cè)試過(guò)的電池14放置在多個(gè)第二電池保持部12之一中以完成分選。然后，在步驟S44中，如果所有對(duì)象均已被分選，則停止，否則，返回步驟S40。盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例，在本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)該明白，這些實(shí)施例不應(yīng)限制本發(fā)明的范圍。在不脫離本發(fā)明的精神和理念的前提下，任何對(duì)實(shí)施例的變化和改進(jìn)，均落在本技術(shù)領(lǐng)域的普通知識(shí)和技能的理解范圍內(nèi)，因而落入了本發(fā)明的權(quán)利要求定義的范圍。
權(quán)利要求
1.一種電池測(cè)試與分選系統(tǒng),其特征在于,包括: 工業(yè)機(jī)器人，包括機(jī)械臂和控制器，其上裝有夾具，用于拾取待測(cè)試和分選的電池；設(shè)置在所述工業(yè)機(jī)器人的工作范圍內(nèi)的第一電池保持部，用于在所述第一電池保持部的預(yù)定位置處接收待測(cè)試和分選的電池；以及 設(shè)置在所述工業(yè)機(jī)器人的工作范圍內(nèi)的測(cè)試部，用于測(cè)試電池的電氣狀況； 其中: 所述控制器適用于控制所述機(jī)械臂和所述夾具在所述第一電池保持部的預(yù)定位置處第一拾取待測(cè)試和分選的電池，并將其放置以便其接觸所述測(cè)試部進(jìn)行測(cè)試； 所述測(cè)試部適用于測(cè)試電池，并將指示測(cè)試電池的電氣狀況的信號(hào)發(fā)送到所述控制器；以及 所述控制器適用于控制所述機(jī)械臂和所述夾具第二拾取與電池接觸測(cè)試部接觸的電池，并根據(jù)所述信號(hào)對(duì)其進(jìn)行分選。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池測(cè)試與分選系統(tǒng)，其特征在于: 所述夾具安裝在所述機(jī)械臂的安裝法蘭上； 所述夾具包括: 安裝在所述工業(yè)機(jī)器人的安裝法蘭上的夾具本體； 從所述夾具本體延伸出的第一卡爪和第二卡爪，第一卡爪適用于第一拾取待測(cè)試和分選的電池并將其放置以便其接觸所述測(cè)試部進(jìn)行測(cè)試，第二卡爪適用于第二拾取電池進(jìn)行分選； 其中: 在第二拾取待分選的當(dāng)前電池之后立即放置待測(cè)試的下一電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池測(cè)試與分選系統(tǒng)，其特征在于: 第一拾取當(dāng)前待測(cè)試的電池先于放置當(dāng)前待測(cè)試的電池；并且 在第二拾取當(dāng)前待分選的電池之后，根據(jù)所述信號(hào)對(duì)當(dāng)前電池進(jìn)行分選。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池測(cè)試與分選系統(tǒng)，其特征在于: 所述工業(yè)機(jī)器人進(jìn)一步包括: 示教器，適用于與用戶進(jìn)行通信來(lái)設(shè)定分選的參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池測(cè)試與分選系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括: 多個(gè)設(shè)置在工業(yè)機(jī)器人的工作范圍內(nèi)的第二電池保持部，用于接收分選成不用類別的電池。
6.一種由工業(yè)機(jī)器人和測(cè)試部測(cè)試與分選在第一電池保持部的第一預(yù)定位置處接收的電池的方法，上述工業(yè)機(jī)器人包括機(jī)械臂和控制器，其中，機(jī)械臂上裝有用于拾取待測(cè)試和分選的電池的夾具，并且所述第一電池保持部和所述測(cè)試部設(shè)置在所述工業(yè)機(jī)器人的工作范圍內(nèi)，其特征在于: (a)所述控制器控制所述機(jī)械臂和所述夾具在所述第一電池保持部的預(yù)定位置處第一拾取待測(cè)試和分選的電池，并將其放置以便其接觸所述測(cè)試部進(jìn)行測(cè)試； (b)所述測(cè)試部測(cè)試電池，并將指示測(cè)試電池的電氣狀況的信號(hào)發(fā)送到所述控制器；以及 (C)所述控制器控制所述機(jī)械臂和所述夾具第二拾取與所述測(cè)試部接觸的電池，并根據(jù)所述信號(hào)對(duì)其進(jìn)行分選。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池測(cè)試與分選的方法，其特征在于: 所述夾具安裝在所述機(jī)械臂的安裝法蘭上； 所述夾具包括: 安裝在所述工業(yè)機(jī)器人的安裝法蘭上的夾具本體；和 從夾具本體延伸出的第一卡爪和第二卡爪，第一卡爪適用于第一拾取電池并將其放置以便其接觸所述測(cè)試部進(jìn)行測(cè)試，第二卡爪適用于第二拾取待分選的電池； 其中: 在第二拾取待分選的當(dāng)前電池之后立即放置待測(cè)試的下一電池。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池測(cè)試與分選的方法，其特征在于: 第一拾取當(dāng)前待測(cè)試的電池先于放置當(dāng)前待測(cè)試的電池；并且 在第二拾取當(dāng)前待分選的電池之后，根據(jù)所述信號(hào)對(duì)當(dāng)前電池進(jìn)行分選。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池測(cè)試與分選的方法，其特征在于，所述工業(yè)機(jī)器人進(jìn)一步包括: 示教器，適用于與用 戶進(jìn)行通信來(lái)設(shè)定分選的參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池測(cè)試與分選的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括步驟(c)之后的步驟(d): (d)所述控制器控制所述機(jī)械臂和所述夾具將測(cè)試過(guò)的電池放置在設(shè)置于所述工業(yè)機(jī)器人的工作范圍內(nèi)的多個(gè)第二電池保持部之一中。
11.一種電池測(cè)試與分選的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 工業(yè)機(jī)器人，包括機(jī)械臂和控制器，其上裝有夾具，用于拾取待測(cè)試和分選的電池； 設(shè)置在工業(yè)機(jī)器人的工作范圍內(nèi)的第一電池保持部，用于在第一電池保持部的預(yù)定位置處接收待測(cè)試和分選的電池；以及 與所述工業(yè)機(jī)器人集成的測(cè)試部，用于測(cè)試待測(cè)試和分選的電池的電氣狀況； 其中: 所述控制器適用于控制所述機(jī)械臂和所述夾具在所述第一電池保持部的預(yù)定位置處拾取待測(cè)試和分選的電池； 所述測(cè)試部適用于測(cè)試電池，并在所述夾具拾取電池時(shí)將指示測(cè)試電池的電氣狀況的信號(hào)發(fā)送到所述控制器；以及 所述控制器適用于控制所述機(jī)械臂和所述夾具根據(jù)所述信號(hào)對(duì)測(cè)試過(guò)的電池進(jìn)行分選。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括: 多個(gè)設(shè)置在工業(yè)機(jī)器人的工作范圍內(nèi)的第二電池保持部，用于接收分選成不用類別的電池。
13.—種由工業(yè)機(jī)器人和測(cè)試部測(cè)試與分選在第一電池保持部的第一預(yù)定位置處接收的電池的方法，上述工業(yè)機(jī)器人包括機(jī)械臂和控制器，其中，所述機(jī)械臂上裝有用于拾取待測(cè)試和分選的電池的夾具，所述第一電池保持部設(shè)置在工業(yè)機(jī)器人的工作范圍內(nèi)，所述測(cè)試部與所述夾具集成，其特征在于: (a)所述控制器控制所述機(jī)械臂和所述夾具在所述第一電池保持部的預(yù)定位置處拾取待測(cè)試和分選的電池，所述測(cè)試部測(cè)試由所述夾具拾取的電池并將指示測(cè)試電池的電氣狀況的信號(hào)發(fā)送到控制器；以及(b)所述控制器控制所述機(jī)械臂和所述夾具根據(jù)所述信號(hào)對(duì)測(cè)試過(guò)的電池進(jìn)行分選。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括步驟(b)之后的步驟(c): (c)所述控制器控制所述機(jī)械臂和所述夾具將測(cè)試過(guò)的電池放置在設(shè)置于所述工業(yè)機(jī)器人的工作范圍內(nèi)的多個(gè)第 二電池保持部之一中。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電池(14，140，141)測(cè)試與分選系統(tǒng)(1)，包括一個(gè)工業(yè)機(jī)器人(10)，包括一個(gè)機(jī)械臂(100)和一個(gè)控制器(101)，機(jī)械臂上裝有一個(gè)夾具(102)，用于拾取測(cè)試和分選的電池；一個(gè)設(shè)置在工業(yè)機(jī)器人的工作范圍內(nèi)的第一電池保持部(11)，用于在第一電池保持部的預(yù)定位置處接收測(cè)試和分選的電池；和一個(gè)設(shè)置在工業(yè)機(jī)器人的工作范圍內(nèi)的測(cè)試部(13)，用于測(cè)試電池的電氣狀況?？刂破鬟m用于控制機(jī)械臂和夾具在第一電池保持部的預(yù)定位置處第一拾取待測(cè)試和分選的電池，并將其放置以便其接觸所述測(cè)試部進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試部適用于測(cè)試電池，并將指示測(cè)試電池的電氣狀況的信號(hào)發(fā)送到控制器，以及控制器適用于控制機(jī)械臂和夾具第二拾取電池接觸測(cè)試部，并根據(jù)信號(hào)進(jìn)行分選。通過(guò)工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)及其方法，可以取代工人的所有人工傳遞、測(cè)試和分選等，還可以簡(jiǎn)化分選系統(tǒng)，減少工人的操作和人為錯(cuò)誤，提高了生產(chǎn)率、分選準(zhǔn)確性和產(chǎn)品的一致性/連貫性。
文檔編號(hào)B07C5/344GK103228370SQ201080070018
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者李茂 , 喬治·張, 斯里尼瓦斯·納迪馬什, 王團(tuán)偉, 阿舒托什·斯里瓦斯塔瓦 申請(qǐng)人:Abb技術(shù)有限公司