動(dòng)力鋰離子電池極片自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備及檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種動(dòng)力鋰離子電池極片自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備及檢測(cè)方法，該自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備包括安裝有四個(gè)固定料盒的多工位轉(zhuǎn)盤，以及朝向固定料盒的上料機(jī)構(gòu)、視覺檢測(cè)機(jī)構(gòu)和下料機(jī)構(gòu)。該檢測(cè)方法包括上料步驟、檢測(cè)步驟和下料步驟。本發(fā)明具有檢測(cè)效率高、可靠性高和產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】動(dòng)力鋰離子電池極片自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備及檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備及方法，具體涉及一種動(dòng)力鋰離子電池極片自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備及檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人類經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，使環(huán)境污染和能源短缺問題日益突出。為了應(yīng)對(duì)減排和石油資源日漸匱乏的雙重壓力，世界上多數(shù)國(guó)家都將發(fā)展新能源汽車視為振興汽車產(chǎn)業(yè)和節(jié)能減排的重要途徑。同時(shí)軍事、航空、醫(yī)藥等領(lǐng)域也對(duì)大容量電池提出新的要求。由于鋰離子電池具有比能量高、具有較寬的充電功率范圍、循環(huán)壽命長(zhǎng)、倍率放電性能好、沒有記憶效應(yīng)和無(wú)污染等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前鋰離子電池在移動(dòng)電話、便攜式計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、照相機(jī)等領(lǐng)域，幾乎完全代替了傳統(tǒng)電池，成為國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池發(fā)展和應(yīng)用的趨勢(shì)，也促使鋰離子電池成為新的替代能源之一。
[0003]動(dòng)力鋰離子電池的制造工藝已經(jīng)趨于成熟，主要工藝流程為:配料一涂布一干燥—輥壓一裁片一包膜一疊片一電芯封裝一烘干一注液一化成一檢測(cè)一分選配組一包裝出廠等。根據(jù)鋰離子電池的工作原理，必須在基體即銅箔和鋁箔的表面分別涂上含有鋰合金金屬氧化物和石墨的漿料，形成極片，這個(gè)步驟稱為涂布。涂布作為鋰離子電池生產(chǎn)的一個(gè)重要工序，對(duì)于電池的性能有著很大的影響，極片涂布的一般工藝流程如下:放卷一接片一拉片一張力控制一自動(dòng)糾偏一涂布一干燥一自動(dòng)糾偏一張力控制一自動(dòng)糾偏一收卷。其中在涂布工藝中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)都有可能導(dǎo)致極片產(chǎn)生缺陷，會(huì)產(chǎn)生很多缺陷，如劃痕、褶皺等，這就會(huì)嚴(yán)重影響電池的性能和使用壽命，這就有必要對(duì)極片進(jìn)行精確的檢測(cè)，以提高電池的質(zhì)量和一致性。而對(duì)于極片的缺陷檢測(cè)，大部分的國(guó)內(nèi)廠家均使用傳統(tǒng)的人工檢測(cè)，其檢測(cè)效率低下，往往會(huì)受主觀因素的影響，多工位自動(dòng)化檢測(cè)和機(jī)器視覺檢測(cè)必將取代人工檢測(cè)成為以后的主要發(fā)展方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)人工目檢中存在的成本高和標(biāo)準(zhǔn)波動(dòng)大的不足，本發(fā)明提供一種動(dòng)力鋰離子電池極片自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備及檢測(cè)方法。
[0005]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的動(dòng)力鋰離子電池極片自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，包括多工位轉(zhuǎn)盤，所述多工位轉(zhuǎn)盤的圓周方向上等間距地安裝有四個(gè)固定料盒，其特征在于包括:所述多工位轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)軸處安裝有槽輪機(jī)構(gòu)，沿多工位轉(zhuǎn)盤等間距地設(shè)置有朝向固定料盒的上料機(jī)構(gòu)、視覺檢測(cè)機(jī)構(gòu)和下料機(jī)構(gòu)；
所述槽輪機(jī)構(gòu)包括槽輪和銷輪，所述槽輪包括十字形排列的四條徑向槽和相鄰徑向槽之間的鎖止弧，所述銷輪包括與所述徑向槽配合的圓柱銷和與所述鎖止弧配合的外緣；所述上料機(jī)構(gòu)包括原料料盒、第一懸臂、第一吸盤、第二吸盤、第一旋轉(zhuǎn)支架、第一驅(qū)動(dòng)軸和第一凸輪軸，所述第一懸臂的中部與第一旋轉(zhuǎn)支架的頂部固定連接，所述第一吸盤和第二吸盤對(duì)稱地安裝于第一懸臂的兩端并分別朝向固定料盒和原料料盒；所述第一驅(qū)動(dòng)軸上安裝有第一不完全齒輪和第一齒輪，所述第一不完全齒輪與安裝于第一旋轉(zhuǎn)支架上的第一完全齒輪嚙合，所述第一齒輪與安裝于第一凸輪軸上的第二齒輪嚙合，所述第一旋轉(zhuǎn)支架的底端抵靠第一凸輪軸；
所述視覺檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括朝向一個(gè)固定料盒的第一相機(jī)和第一光源，朝向相鄰的固定料盒的第二相機(jī)和第二光源；
所述下料機(jī)構(gòu)包括合格品料盒、不良品料盒、第二懸臂、第三吸盤、第四吸盤、第二旋轉(zhuǎn)支架、第二驅(qū)動(dòng)軸和第二凸輪軸，所述第二懸臂的中部與第二旋轉(zhuǎn)支架的頂部固定連接，所述第三吸盤和第四吸盤對(duì)稱地安裝于第二懸臂的兩端，所述第三吸盤朝向固定料盒，所述合格品料盒和不良品料盒安裝于以第四吸盤為中心的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上；所述第二驅(qū)動(dòng)軸上安裝有第二不完全齒輪和第三齒輪，所述第二不完全齒輪與安裝于第二旋轉(zhuǎn)支架上的第二完全齒輪嚙合，所述第三齒輪與安裝于第二凸輪軸上的第四齒輪嚙合，所述第二旋轉(zhuǎn)支架的底端抵靠第二凸輪軸；
所述槽輪機(jī)構(gòu)、第一驅(qū)動(dòng)軸和第二驅(qū)動(dòng)軸之間安裝有同步帶。
[0006]作為優(yōu)選，為了使相機(jī)獲取的圖像質(zhì)量更高，所述第一光源是安裝于第一相機(jī)下方的環(huán)形光源。所述第二光源是安裝于第二相機(jī)下方的環(huán)形光源。
[0007]作為優(yōu)選，所述第一吸盤、第二吸盤、第三吸盤和第四吸盤是氣動(dòng)吸盤，所述氣動(dòng)吸盤上安裝有彈性件。
[0008]本發(fā)明同時(shí)提出上述動(dòng)力鋰離子電池極片自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)方法，包括沿多工位轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向進(jìn)行的:
1)上料步驟，固定料盒?？坑谏狭蠙C(jī)構(gòu)下方，第一凸輪軸驅(qū)動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)支架下降，第一吸盤將已吸取的極片放置于第一料盒中，同時(shí)第一懸臂另一側(cè)的第二吸盤吸取原料料盒中的極片，第一凸輪軸驅(qū)動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)支架上升；
2)檢測(cè)步驟，多工位轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)90。，放置了極片的固定料盒到達(dá)第一相機(jī)和第一光源下方，進(jìn)行極片一半?yún)^(qū)域的檢測(cè)；多工位轉(zhuǎn)盤再轉(zhuǎn)動(dòng)90。，該固定料盒到達(dá)第二相機(jī)和第二光源下方，進(jìn)行極片的另一半檢測(cè)；
3)下料步驟,多工位轉(zhuǎn)盤再轉(zhuǎn)動(dòng)90。，該固定料盒?？肯铝蠙C(jī)構(gòu)下方,第二懸臂一側(cè)的第三吸盤旋轉(zhuǎn)到固定料盒上方，第二凸輪軸驅(qū)動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)支架下降，第三吸盤吸取固定料盒中的極片，第二凸輪軸驅(qū)動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)支架上升，當(dāng)多工位轉(zhuǎn)盤再轉(zhuǎn)動(dòng)180。后，第三吸盤到達(dá)合格品料盒和不良品料盒上方，控制中心依據(jù)檢測(cè)步驟獲取的極片信息控制往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)將合格品料盒或不良品料盒上方移動(dòng)到第三吸盤的下方，第二凸輪軸驅(qū)動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)支架下降，第三吸盤將合格的極片放入合格品料盒，將不良的極片放入不良品料盒。
[0009]有益效果:本發(fā)明使用機(jī)器視覺技術(shù)代替人工檢測(cè)，利用多工位轉(zhuǎn)盤作為傳送裝置，具有以下優(yōu)勢(shì):
1.檢測(cè)效率高。本發(fā)明的自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備使用機(jī)器視覺技術(shù)代替人工檢測(cè)，檢測(cè)速度快；采用多工位轉(zhuǎn)盤與上下料裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料，上下料裝置均采用對(duì)稱設(shè)置的吸盤，在一個(gè)升降循環(huán)中同時(shí)進(jìn)行極片的吸取和放置，在最短的時(shí)間內(nèi)完成相關(guān)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了各工位無(wú)縫銜接，具有很高的執(zhí)行效率；
2.可靠性高，利用單動(dòng)力源來驅(qū)動(dòng)各部分的運(yùn)動(dòng)，多工位轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)、上下料機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)和升降均通過機(jī)械傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，確保了極片在裝置中各工位的定位精度，而不需要位置傳感器，也使控制部分變得簡(jiǎn)單，增加了電氣控制的可靠性，降低了設(shè)備的制造成本與維護(hù)費(fèi)用；
3.產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明全程采用自動(dòng)化的光電檢測(cè)方式，避免了傳統(tǒng)生產(chǎn)方式下，人工目檢帶來的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不一的現(xiàn)象，而且整個(gè)過程中只有固定料盒、吸盤與極片接觸，避免了人工檢測(cè)可能對(duì)極片造成的損傷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的動(dòng)力鋰離子電池極片自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中四軸聯(lián)動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例:本實(shí)施例動(dòng)力鋰離子電池極片自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備如圖1所示，包括多工位轉(zhuǎn)盤1、上料機(jī)構(gòu)2、視覺檢測(cè)機(jī)構(gòu)(圖中未示出)和下料機(jī)構(gòu)3，多工位轉(zhuǎn)盤的圓周方向上等間距地安裝有四個(gè)固定料盒4，上料機(jī)構(gòu)2、下料機(jī)構(gòu)3以及視覺檢測(cè)機(jī)構(gòu)的兩組相機(jī)與光源分別對(duì)應(yīng)四個(gè)固定料盒4中的一個(gè)。
[0012]上料機(jī)構(gòu)2與下料機(jī)構(gòu)3除原料料盒、合格品料盒、不良品料盒的結(jié)構(gòu)不同外,其余部分的結(jié)構(gòu)相同，故以下只對(duì)下料部分的結(jié)構(gòu)做詳細(xì)說明。
[0013]下料機(jī)構(gòu)3包括合格品料盒5、不良品料盒6、第二懸臂7、第三吸盤8、第四吸盤9、第二旋轉(zhuǎn)支架10、第二驅(qū)動(dòng)軸11和第二凸輪軸12，其中第二懸臂7的中部與第二旋轉(zhuǎn)支架10的頂部固定連接，第三吸盤8和第四吸盤9對(duì)稱地安裝于第二懸臂7的兩端，第三吸盤8朝向固定料盒，合格品料盒5和不良品料盒6安裝于以第四吸盤為中心的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上；第二驅(qū)動(dòng)軸11上安裝有第二不完全齒輪13和第三齒輪14，第二不完全齒輪13與安裝于第二旋轉(zhuǎn)支架11上的第二完全齒輪15嚙合，第三齒輪14與安裝于第二凸輪軸12上的第四齒輪16嚙合，第二旋轉(zhuǎn)支架10的底端抵靠第二凸輪軸12。
[0014]視覺檢測(cè)機(jī)構(gòu)由工業(yè)相機(jī)、條形光源和數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)等組成。在檢測(cè)極片缺陷時(shí)，采用環(huán)形光源，可以使工業(yè)相機(jī)獲取的圖像質(zhì)量更高。由于極片缺陷種類繁多，在保證效率的同時(shí)提高檢測(cè)質(zhì)量，所以對(duì)同一個(gè)極片進(jìn)行兩次檢測(cè)，各檢測(cè)極片的要半?yún)^(qū)域。
[0015]如圖2所示，槽輪機(jī)構(gòu)1-1、上料機(jī)構(gòu)2和下料機(jī)構(gòu)3之間安裝有同步帶。槽輪機(jī)構(gòu)是主動(dòng)銷輪在主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由圓柱銷拔動(dòng)從動(dòng)槽輪來實(shí)現(xiàn)等角度的間歇運(yùn)動(dòng)，主動(dòng)銷輪順時(shí)針作等速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)圓柱銷未進(jìn)入徑向槽時(shí)，槽輪因內(nèi)凹的鎖止弧被主動(dòng)銷輪外凸的鎖止弧鎖住而靜止；圓柱銷進(jìn)入從動(dòng)槽輪的徑向槽時(shí)，兩弧脫開，從動(dòng)槽輪在圓柱銷的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)圓柱銷再次脫離徑向槽時(shí)，從動(dòng)槽輪另一圓弧又被鎖住，從而實(shí)現(xiàn)了槽輪的單向間歇運(yùn)動(dòng)。電機(jī)1-2通過同步帶同時(shí)驅(qū)動(dòng)槽輪機(jī)構(gòu)1-1、上料機(jī)構(gòu)2和下料機(jī)構(gòu)3，其內(nèi)部的不完全齒輪機(jī)構(gòu)與凸輪機(jī)構(gòu)也通過齒輪嚙合同步運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了四軸聯(lián)動(dòng)。
[0016]如圖3所示，凸輪在0°時(shí)，吸盤已從多工位轉(zhuǎn)盤上的固定料盒中吸取了檢測(cè)過的極片，凸輪從65°開始，不完全齒輪開始與完全齒輪嚙合，旋轉(zhuǎn)支架轉(zhuǎn)過180°，即沒有吸取極片的吸盤轉(zhuǎn)到多工位轉(zhuǎn)盤固定料盒的位置，已吸取檢測(cè)過的極片的吸盤轉(zhuǎn)到下料的料盒上方，在250°時(shí)，吸盤開始在凸輪的作用下下移，到325°時(shí)，吸盤到達(dá)固定料盒吸取極片，同時(shí)懸臂另一側(cè)的吸盤把吸取的極片放入下料的料盒，完成下料動(dòng)作。上述凸輪運(yùn)動(dòng)曲線的說明以下料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)曲線為例，上料機(jī)構(gòu)的凸輪運(yùn)動(dòng)曲線與下料機(jī)構(gòu)相同。
[0017]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)力鋰離子電池極片自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，包括多工位轉(zhuǎn)盤，所述多工位轉(zhuǎn)盤的圓周方向上等間距地安裝有四個(gè)固定料盒，其特征在于包括:所述多工位轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)軸處安裝有槽輪機(jī)構(gòu)，沿多工位轉(zhuǎn)盤等間距地設(shè)置有朝向固定料盒的上料機(jī)構(gòu)、視覺檢測(cè)機(jī)構(gòu)和下料機(jī)構(gòu)； 所述槽輪機(jī)構(gòu)包括槽輪和銷輪，所述槽輪包括十字形排列的四條徑向槽和相鄰徑向槽之間的鎖止弧，所述銷輪包括與所述徑向槽配合的圓柱銷和與所述鎖止弧配合的外緣； 所述上料機(jī)構(gòu)包括原料料盒、第一懸臂、第一吸盤、第二吸盤、第一旋轉(zhuǎn)支架、第一驅(qū)動(dòng)軸和第一凸輪軸，所述第一懸臂的中部與第一旋轉(zhuǎn)支架的頂部固定連接，所述第一吸盤和第二吸盤對(duì)稱地安裝于第一懸臂的兩端并分別朝向固定料盒和原料料盒；所述第一驅(qū)動(dòng)軸上安裝有第一不完全齒輪和第一齒輪，所述第一不完全齒輪與安裝于第一旋轉(zhuǎn)支架上的第一完全齒輪嚙合，所述第一齒輪與安裝于第一凸輪軸上的第二齒輪嚙合，所述第一旋轉(zhuǎn)支架的底端抵靠第一凸輪軸； 所述視覺檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括朝向一個(gè)固定料盒的第一相機(jī)和第一光源，朝向相鄰的固定料盒的第二相機(jī)和第二光源； 所述下料機(jī)構(gòu)包括合格品料盒、不良品料盒、第二懸臂、第三吸盤、第四吸盤、第二旋轉(zhuǎn)支架、第二驅(qū)動(dòng)軸和第二凸輪軸，所述第二懸臂的中部與第二旋轉(zhuǎn)支架的頂部固定連接，所述第三吸盤和第四吸盤對(duì)稱地安裝于第二懸臂的兩端，所述第三吸盤朝向固定料盒，所述合格品料盒和不良品料盒 安裝于以第四吸盤為中心的往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上；所述第二驅(qū)動(dòng)軸上安裝有第二不完全齒輪和第三齒輪，所述第二不完全齒輪與安裝于第二旋轉(zhuǎn)支架上的第二完全齒輪嚙合，所述第三齒輪與安裝于第二凸輪軸上的第四齒輪嚙合，所述第二旋轉(zhuǎn)支架的底端抵靠第二凸輪軸； 所述槽輪機(jī)構(gòu)、第一驅(qū)動(dòng)軸和第二驅(qū)動(dòng)軸之間安裝有同步帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力鋰離子電池極片自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于:所述第一光源是安裝于第一相機(jī)下方的環(huán)形光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力鋰離子電池極片自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于:所述第二光源是安裝于第二相機(jī)下方的環(huán)形光源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力鋰離子電池極片自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于:所述第一吸盤、第二吸盤、第三吸盤和第四吸盤是氣動(dòng)吸盤，所述氣動(dòng)吸盤上安裝有彈性件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力鋰離子電池極片自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)方法，其特征在于包括沿多工位轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向進(jìn)行的: 1)上料步驟，固定料盒停靠于上料機(jī)構(gòu)下方，第一凸輪軸驅(qū)動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)支架下降，第一吸盤將已吸取的極片放置于第一料盒中，同時(shí)第一懸臂另一側(cè)的第二吸盤吸取原料料盒中的極片，第一凸輪軸驅(qū)動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)支架上升； 2)檢測(cè)步驟，多工位轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)90。，放置了極片的固定料盒到達(dá)第一相機(jī)和第一光源下方，進(jìn)行極片一半?yún)^(qū)域的檢測(cè)；多工位轉(zhuǎn)盤再轉(zhuǎn)動(dòng)90。，該固定料盒到達(dá)第二相機(jī)和第二光源下方，進(jìn)行極片的另一半檢測(cè)； 3)下料步驟,多工位轉(zhuǎn)盤再轉(zhuǎn)動(dòng)90。，該固定料盒?？肯铝蠙C(jī)構(gòu)下方,第二懸臂一側(cè)的第三吸盤旋轉(zhuǎn)到固定料盒上方，第二凸輪軸驅(qū)動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)支架下降，第三吸盤吸取固定料盒中的極片，第二凸輪軸驅(qū)動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)支架上升，當(dāng)多工位轉(zhuǎn)盤再轉(zhuǎn)動(dòng)90。后，第三吸盤到達(dá)合格品料 盒和不良品料盒上方，控制中心依據(jù)檢測(cè)步驟獲取的極片信息控制往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)將合格品料盒或不良品料盒上方移動(dòng)到第三吸盤的下方，第二凸輪軸驅(qū)動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)支架下降，第三吸盤將合格的極片放入合格品料盒，將不良的極片放入不良品料盒。
【文檔編號(hào)】G01N21/88GK103940820SQ201310549948
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】韓良, 劉永明 申請(qǐng)人:東南大學(xué)