具有軌跡識別功能的鋰離子電池自動拆解裝置及拆解方法
【專利說明】
[0001]
技術領域： 本發明涉及一種具有軌跡識別功能的鋰離子電池自動拆解裝置及拆解方法。
[0002]
【背景技術】： 隨著新能源汽車的快速產業化和規模化，作為重要零部件之一的動力鋰離子電池被大 量應用，電池的性能隨著使用逐漸衰減，當衰減到一定程度時電池將進行報廢處理，所以在 未來幾年內將會有大批量的鋰離子電池進入報廢階段。大量的報廢電池若不能得到有效地 回收處理，將會對生態環境和人體健康產生嚴重危害，同時造成資源浪費。2012年國家出臺 了《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020)》明確提出來要制定動力鋰離子電池回 收利用管理辦法，建立動力電池梯級利用和回收管理體系，要求驗收生產者責任，規范回收 體系。
[0003] 由于鋰離子電池在使用過程中經常出現電池模塊外殼體變形，變形程度也各不相 同，這樣給自動化拆解帶來很多不便。
[0004]
【發明內容】
： 本發明的目的是提供一種具有軌跡識別功能的鋰離子電池自動拆解裝置及拆解方法。
[0005] 上述的目的通過以下的技術方案實現： 一種具有軌跡識別功能的鋰離子電池自動拆解裝置，其組成包括：電池切割軌跡識別 裝置、電池環形切割裝置，所述的電池切割軌跡識別裝置、所述的電池環形切割裝置一側具 有搬運軌道，所述的搬運軌道上具有搬運車，所述的搬運車上具有不規則形狀的鋰離子電 池。
[0006] 所述的具有軌跡識別功能的鋰離子電池自動拆解裝置，所述的電池切割軌跡識別 裝置具有機械手臂一，所述的機械手臂一與龍門架一連接，所述的龍門架一、龍門架二分別 與龍門架滑動軌道一連接，所述的龍門架滑動軌道與操作臺連接，所述的龍門架二與探針 連接，所述的操作臺臺面與柔性夾具一連接，所述的柔性夾具一上具有鋰離子電池。
[0007] 所述的具有軌跡識別功能的鋰離子電池自動拆解裝置，所述的電池環形切割裝置 具有機械手臂二，所述的機械手臂二與龍門架三連接，所述的龍門架三、龍門架四分別與龍 門架滑動軌道二連接，所述的龍門架四上連接有切割鋸片，所述的龍門架滑動軌道二與所 述的操作臺連接，所述的操作臺臺面與柔性夾具二連接，所述的龍門架滑動軌道二之間具 有切割廢沫收集裝置。
[0008] 所述的具有軌跡識別功能的鋰離子電池自動拆解裝置，所述的龍門架一、所述的 龍門架二、所述的龍門架三和所述的龍門架四能夠在所述的龍門架軌道一、所述的龍門架 軌道二上移動，所述的機械手臂一、所述的機械手臂二通過龍門架一、所述的龍門架三進行 上下左右移動，所述的探針能夠在所述的龍門架二上進行上下左右移動，所述的切割鋸片 能夠在所述的龍門架四上進行上下左右移動。
[0009] 所述的具有軌跡識別功能的鋰離子電池自動拆解裝置，所述的柔性夾具一能夠進 行360度旋轉，所述的柔性夾具二能夠進行90度旋轉。
[0010] 所述的具有軌跡識別功能的電池自動拆解裝置的拆解方法，該方法包括如下步 驟： (I)將不規則形狀外殼體變形的鋰離子電池放入夾具內，并根據電池尺寸建立坐標系。
[0011] (2)坐標系建立完成以后，通過安裝在龍門架結構上Z軸的探針探測軌跡起點。
[0012] (3)通過程序控制驅動龍門架的X、Y、Z軸運動對電池切割軌跡進行多點探測，探 測點數越多，切割軌跡越精確。
[0013] (4)切割軌跡擬合，通過探針探測的點數進行軌跡擬合運算。
[0014] ( 5)軌跡探測完成以后通過搬運車及機械手臂將待拆解電池搬運至切割夾具內并 根據上一步驟運算的切割軌跡進行實時切割。
[0015] (6)環形切合完畢以后通過搬運車及機械手臂將電池搬運至電芯與外殼體分離工 序。
[0016] 本發明的有益效果： 1.本發明所涉及的不規則形狀(外殼體變形）的鋰離子電池智能拆解方法將有效的解 決不規則鋰離子電池的快速拆解問題。從而提高鋰離子電池自動化拆解線運行效率，降低 人工成本，最大化的提高用戶的經濟效益。
[0017] 本發明以自動軌跡識別并通過自動識別的軌跡實時控制切割刀具運動，對不規則 形狀(外殼體變形）的鋰離子電池外殼體進行自動識別、自動切割并通過機械手臂進行自動 化拆解。
[0018]
【附圖說明】： 附圖1是本發明型的結構示意圖。
[0019] 附圖2是電池切割軌跡識別裝置的結構示意圖。
[0020] 附圖3是電池環形切割裝置的結構示意圖。
[0021 ] 附圖4是控制系統原理框圖。
[0022] 附圖5是X、Y、Z軸運動到探測原點位置結構示意圖。
[0023] 附圖6是附圖5的俯視圖。
[0024] 附圖7是第一特征點與第二特征點的探測結構示意圖。
[0025] 附圖8是第二個特征點的變形程度結構示意圖。
[0026] 附圖9是第一象限直線DDA插補法示意圖。
[0027] 附圖10是第一象限DDA法直線插補程序流程圖。
[0028]
【具體實施方式】： 實施例1: 一種具有軌跡識別功能的鋰離子電池自動拆解裝置，其組成包括：電池切割軌跡識別 裝置1、電池環形切割裝置2,所述的電池切割軌跡識別裝置、所述的電池環形切割裝置一 側具有搬運軌道3,所述的搬運軌道上具有搬運車4,所述的搬運車上具有不規則形狀的鋰 離子電池5。
[0029] 實施例2: 根據實施例1所述的具有軌跡識別功能的鋰離子電池自動拆解裝置，所述的電池切割 軌跡識別裝置具有機械手臂一 6,所述的機械手臂一與龍門架一 7連接，所述的龍門架一、 龍門架二8分別與龍門架滑動軌道一 9連接，所述的龍門架滑動軌道一與操作臺連接，所述 的龍門架二與探針10連接，所述的操作臺臺面與柔性夾具一 11連接，所述的柔性夾具一上 具有鋰離子電池。
[0030] 實施例3: 根據實施例1或2所述的具有軌跡識別功能的鋰離子電池自動拆解裝置，所述的電池 環形切割裝置具有機械手臂二12,所述的機械手臂二與龍門架三13連接，所述的龍門架 三、龍門架四14分別與龍門架滑動軌道二15連接，所述的龍門架四上連接有切割鋸片16， 所述的龍門架滑動軌道二與操作臺連接，所述的操作臺臺面與柔性夾具二17連接，所述的 龍門架滑動軌道二之間具有切割廢沫收集裝置。
[0031] 實施例4: 根據實施例1或2或3所述的具有軌跡識別功能的鋰離子電池自動拆解裝置，所述 的龍門架一、所述的龍門架二、所述的龍門架三和所述的龍門架四能夠在所述的龍門架軌 道一、所述的龍門架軌道二上移動，所述的機械手臂一、所述的機械手臂二通過龍門架一、 所述的龍門架三進行上下左右移動，所述的探針能夠在所述的龍門架二上進行上下左右移 動，所述的切割鋸片能夠在所述的龍門架四上進行上下左右移動。
[0032] 實施例5: 根據實施例1或2或3或4所述的具有軌跡識別功能的鋰離子電池自動拆解裝置，所 述的柔性夾具一能夠進行360度旋轉，所述的柔性夾具二能夠進行90度旋轉。
[0033] 實施例6: 一種實施例1 一 5之一所述的具有軌跡識別功能的鋰離子電池自動拆解裝置的拆解方 法，該方法包括如下步驟： (1)將不規則形狀外殼體變形的鋰離子電池放入夾具內，并根據電池尺寸建立坐標系。
[0034] (2)坐標系建立完成以后，通過安裝在龍門架結構上Z軸的探針探測軌跡起點。
[0035] (3)通過程序控制驅動龍門架的X、Y、Z軸運動對電池切割軌跡進行多點探測，探 測點數越多，切割軌跡越精確。
[0036] (4)切割軌跡擬合，通過探針探測的點數進行軌跡擬合運算。
[0037] ( 5)軌跡探測完成以后通過搬運車及機械手臂將待拆解電池搬運至切割夾具內并 根據上一步驟運算的切割軌跡進行實時切割。
[0038] (6)環形切合完畢以后通過搬運車及機械手臂將電池搬運至電芯與外殼體分離工 序。
[0039] 實施例7: 通過安裝在龍門架Z軸上的探針進行切割軌跡的特征點采集，龍門架可以沿Y軸進行 正負（前后)運動，安裝探針的Z軸可以沿Z軸方向上下運動，Z軸可以沿X方向進行左右運 動。X、Y、Z軸的運動是通過步進電機帶動絲杠控制的，其原理為步進電機的軸向運動通過 絲杠轉變成直線運動，從而實現X、Y、Z軸的運動。
[0040] 實施例8 : 探針為一個可自動復位的直線位移傳感器，通過直線位移傳感器將直線機械位移量轉 換成電信號，其內部結構為將一個可變電阻滑軌定置在傳感器的固定部位，通過滑片在滑 軌上的位移來測量不同的阻值。根據這個測量的阻值既可確定探測點位置。
[0041] 實施例9 主控MCU控制芯片18通過脈沖信號分別與X軸步進電機驅動器19、Y軸步進電機驅動 器20、Z軸步進電機驅動器21連接，所述的X軸步進電機驅動器與X軸步進電機23連接， 所述的Y軸步進電機驅動器與Y軸步進電機