動力鋰離子電池極片自動檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種動力鋰離子電池極片自動檢測方法，包括上料步驟、檢測步驟和下料步驟。通過安裝有四個固定料盒的多工位轉盤自動檢測設備，以及朝向固定料盒的上料機構、視覺檢測機構和下料機構實現(xiàn)。本發(fā)明具有檢測效率高、可靠性高和產(chǎn)品質量標準統(tǒng)一的優(yōu)點。
【專利說明】
動力鋰離子電池極片自動檢測方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明是2013105499488的分案申請，涉及一種自動檢測方法，具體涉及一種動力鋰離子電池極片自動檢測檢測方法?！颈尘凹夹g】
[0002]隨著人類經(jīng)濟的高速發(fā)展，使環(huán)境污染和能源短缺問題日益突出。為了應對減排和石油資源日漸匱乏的雙重壓力，世界上多數(shù)國家都將發(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。同時軍事、航空、醫(yī)藥等領域也對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、倍率放電性能好、沒有記憶效應和無污染等諸多優(yōu)點，目前鋰離子電池在移動電話、便攜式計算機、攝像機、照相機等領域，幾乎完全代替了傳統(tǒng)電池，成為國內外動力電池發(fā)展和應用的趨勢，也促使鋰離子電池成為新的替代能源之一。
[0003]動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—涂布—干燥 —輥壓—裁片—包膜—疊片—電芯封裝—烘干—注液—化成—檢測—分選配組—包裝出廠等。根據(jù)鋰離子電池的工作原理，必須在基體即銅箱和鋁箱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，這個步驟稱為涂布。涂布作為鋰離子電池生產(chǎn)的一個重要工序，對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—接片— 拉片—張力控制—自動糾偏—涂布—干燥—自動糾偏—張力控制—自動糾偏—收卷。其中在涂布工藝中，任何一個環(huán)節(jié)都有可能導致極片產(chǎn)生缺陷，會產(chǎn)生很多缺陷，如劃痕、褶皺等，這就會嚴重影響電池的性能和使用壽命，這就有必要對極片進彳丁精確的檢測，以提尚電池的質量和一致性。而對于極片的缺陷檢測，大部分的國內廠家均使用傳統(tǒng)的人工檢測，其檢測效率低下，往往會受主觀因素的影響，多工位自動化檢測和機器視覺檢測必將取代人工檢測成為以后的主要發(fā)展方向。
【發(fā)明內容】

[0004]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術人工目檢中存在的成本高和標準波動大的不足，本發(fā)明提供一種動力鋰離子電池極片自動檢測設備及檢測方法。
[0005]技術方案:為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的動力鋰離子電池極片自動檢測方法，包括沿多工位轉盤轉動方向進行的:1)上料步驟，固定料盒?？坑谏狭蠙C構下方，第一凸輪軸驅動第一旋轉支架下降，第一吸盤將已吸取的極片放置于第一料盒中，同時第一懸臂另一側的第二吸盤吸取原料料盒中的極片，第一凸輪軸驅動第一旋轉支架上升；2)檢測步驟，多工位轉盤轉動90，放置了極片的固定料盒到達第一相機和第一光源下方，進行極片一半?yún)^(qū)域的檢測；多工位轉盤再轉動90，該固定料盒到達第二相機和第二光源下方，進行極片的另一半檢測；3)下料步驟，多工位轉盤再轉動9〇，該固定料盒?？肯铝蠙C構下方，第二懸臂一側的第三吸盤旋轉到固定料盒上方，第二凸輪軸驅動第二旋轉支架下降，第三吸盤吸取固定料盒中的極片，第二凸輪軸驅動第二旋轉支架上升，當多工位轉盤再轉動180后，第三吸盤到達合格品料盒和不良品料盒上方，控制中心依據(jù)檢測步驟獲取的極片信息控制往復運動機構將合格品料盒或不良品料盒上方移動到第三吸盤的下方，第二凸輪軸驅動第二旋轉支架下降，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。
[0006]所述多工位轉盤的圓周方向上等間距地安裝有四個固定料盒，其特征在于包括: 所述多工位轉盤的轉軸處安裝有槽輪機構，沿多工位轉盤等間距地設置有朝向固定料盒的上料機構、視覺檢測機構和下料機構；所述槽輪機構包括槽輪和銷輪，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； 所述上料機構包括原料料盒、第一懸臂、第一吸盤、第二吸盤、第一旋轉支架、第一驅動軸和第一凸輪軸，所述第一懸臂的中部與第一旋轉支架的頂部固定連接，所述第一吸盤和第二吸盤對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;所述第一驅動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，所述第一旋轉支架的底端抵靠第一凸輪軸；所述視覺檢測機構包括朝向一個固定料盒的第一相機和第一光源，朝向相鄰的固定料盒的第二相機和第二光源；所述下料機構包括合格品料盒、不良品料盒、第二懸臂、第三吸盤、第四吸盤、第二旋轉支架、第二驅動軸和第二凸輪軸，所述第二懸臂的中部與第二旋轉支架的頂部固定連接，所述第三吸盤和第四吸盤對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運動機構上;所述第二驅動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，所述第二旋轉支架的底端抵靠第二凸輪軸；所述槽輪機構、第一驅動軸和第二驅動軸之間安裝有同步帶。
[0007]作為優(yōu)選，為了使相機獲取的圖像質量更高，所述第一光源是安裝于第一相機下方的環(huán)形光源。所述第二光源是安裝于第二相機下方的環(huán)形光源。
[0008]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吸盤，所述氣動吸盤上安裝有彈性件。
[0009]有益效果:本發(fā)明使用機器視覺技術代替人工檢測，利用多工位轉盤作為傳送裝置，具有以下優(yōu)勢:1.檢測效率高。本發(fā)明的自動化檢測設備使用機器視覺技術代替人工檢測，檢測速度快;采用多工位轉盤與上下料裝置實現(xiàn)自動上下料，上下料裝置均采用對稱設置的吸盤，在一個升降循環(huán)中同時進行極片的吸取和放置，在最短的時間內完成相關動作，實現(xiàn)了各工位無縫銜接，具有很高的執(zhí)行效率；2.可靠性高，利用單動力源來驅動各部分的運動，多工位轉盤的轉動、上下料機構的轉動和升降均通過機械傳動實現(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單，增加了電氣控制的可靠性，降低了設備的制造成本與維護費用；3.產(chǎn)品質量標準統(tǒng)一的實現(xiàn)。本發(fā)明全程采用自動化的光電檢測方式，避免了傳統(tǒng)生產(chǎn)方式下，人工目檢帶來的產(chǎn)品標準不一的現(xiàn)象，而且整個過程中只有固定料盒、吸盤與極片接觸，避免了人工檢測可能對極片造成的損傷?！靖綀D說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的實施例的動力鋰離子電池極片自動檢測設備的整體結構示意圖；圖2是圖1中四軸聯(lián)動部分的結構示意圖；圖3為凸輪機構的運動曲線圖?！揪唧w實施方式】
[0011]實施例:本實施例動力鋰離子電池極片自動檢測設備如圖1所示，包括多工位轉盤 1、上料機構2、視覺檢測機構(圖中未示出)和下料機構3，多工位轉盤的圓周方向上等間距地安裝有四個固定料盒4,上料機構2、下料機構3以及視覺檢測機構的兩組相機與光源分別對應四個固定料盒4中的一個。
[0012]上料機構2與下料機構3除原料料盒、合格品料盒、不良品料盒的結構不同外，其余部分的結構相同，故以下只對下料部分的結構做詳細說明。
[0013]下料機構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、第二旋轉支架10、第二驅動軸11和第二凸輪軸12,其中第二懸臂7的中部與第二旋轉支架10的頂部固定連接，第三吸盤8和第四吸盤9對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運動機構上;第二驅動軸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， 第二旋轉支架10的底端抵靠第二凸輪軸12。
[0014]視覺檢測機構由工業(yè)相機、條形光源和數(shù)據(jù)處理計算機等組成。在檢測極片缺陷時，采用環(huán)形光源，可以使工業(yè)相機獲取的圖像質量更高。由于極片缺陷種類繁多，在保證效率的同時提高檢測質量，所以對同一個極片進行兩次檢測，各檢測極片的要半?yún)^(qū)域。
[0015]如圖2所示，槽輪機構1-1、上料機構2和下料機構3之間安裝有同步帶。槽輪機構是主動銷輪在主動轉動時，由圓柱銷拔動從動槽輪來實現(xiàn)等角度的間歇運動，主動銷輪順時針作等速連續(xù)轉動，當圓柱銷未進入徑向槽時，槽輪因內凹的鎖止弧被主動銷輪外凸的鎖止弧鎖住而靜止;圓柱銷進入從動槽輪的徑向槽時，兩弧脫開，從動槽輪在圓柱銷的驅動下轉動；當圓柱銷再次脫離徑向槽時，從動槽輪另一圓弧又被鎖住，從而實現(xiàn)了槽輪的單向間歇運動。電機1-2通過同步帶同時驅動槽輪機構1-1、上料機構2和下料機構3,其內部的不完全齒輪機構與凸輪機構也通過齒輪嚙合同步運動，實現(xiàn)了四軸聯(lián)動。[〇〇16]如圖3所示，凸輪在0°時，吸盤已從多工位轉盤上的固定料盒中吸取了檢測過的極片，凸輪從65°開始，不完全齒輪開始與完全齒輪嚙合，旋轉支架轉過180°，即沒有吸取極片的吸盤轉到多工位轉盤固定料盒的位置，已吸取檢測過的極片的吸盤轉到下料的料盒上方，在250°時，吸盤開始在凸輪的作用下下移，到325°時，吸盤到達固定料盒吸取極片，同時懸臂另一側的吸盤把吸取的極片放入下料的料盒，完成下料動作。上述凸輪運動曲線的說明以下料機構的運動曲線為例，上料機構的凸輪運動曲線與下料機構相同。
[0017]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據(jù)權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【主權項】
1.一種動力鋰離子電池極片自動檢測方法，其特征在于包括沿多工位轉盤轉動方向進 行的:1)上料步驟，固定料盒?？坑谏狭蠙C構下方，第一凸輪軸驅動第一旋轉支架下降，第一 吸盤將已吸取的極片放置于第一料盒中，同時第一懸臂另一側的第二吸盤吸取原料料盒中 的極片，第一凸輪軸驅動第一旋轉支架上升；2)檢測步驟，多工位轉盤轉動90，放置了極片的固定料盒到達第一相機和第一光源下 方，進行極片一半?yún)^(qū)域的檢測；多工位轉盤再轉動90，該固定料盒到達第二相機和第二光 源下方，進行極片的另一半檢測；3)下料步驟，多工位轉盤再轉動9〇，該固定料盒?？肯铝蠙C構下方，第二懸臂一側的 第三吸盤旋轉到固定料盒上方，第二凸輪軸驅動第二旋轉支架下降，第三吸盤吸取固定料 盒中的極片，第二凸輪軸驅動第二旋轉支架上升，當多工位轉盤再轉動90后，第三吸盤到 達合格品料盒和不良品料盒上方，控制中心依據(jù)檢測步驟獲取的極片信息控制往復運動機 構將合格品料盒或不良品料盒上方移動到第三吸盤的下方，第二凸輪軸驅動第二旋轉支架 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。2.根據(jù)權利要求1所述的動力鋰離子電池極片自動檢測方法，其特征在于:所述多工位 轉盤的圓周方向上等間距地安裝有四個固定料盒，所述多工位轉盤的轉軸處安裝有槽輪機 構，沿多工位轉盤等間距地設置有朝向固定料盒的上料機構、視覺檢測機構和下料機構；所述槽輪機構包括槽輪和銷輪，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；所述上料機構包括原料料盒、第一懸臂、第一吸盤、第二吸盤、第一旋轉支架、第一驅動 軸和第一凸輪軸，所述第一懸臂的中部與第一旋轉支架的頂部固定連接，所述第一吸盤和 第二吸盤對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;所述第一驅動軸 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，所述第一旋轉支 架的底端抵靠第一凸輪軸；所述視覺檢測機構包括朝向一個固定料盒的第一相機和第一光源，朝向相鄰的固定料 盒的第二相機和第二光源；所述下料機構包括合格品料盒、不良品料盒、第二懸臂、第三吸盤、第四吸盤、第二旋轉 支架、第二驅動軸和第二凸輪軸，所述第二懸臂的中部與第二旋轉支架的頂部固定連接，所 述第三吸盤和第四吸盤對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運動機構上;所述第二驅動軸上 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，所述第二旋轉支架 的底端抵靠第二凸輪軸；所述槽輪機構、第一驅動軸和第二驅動軸之間安裝有同步帶。3.根據(jù)權利要求2所述的動力鋰離子電池極片自動檢測方法，其特征在于:所述第一光 源是安裝于第一相機下方的環(huán)形光源。4.根據(jù)權利要求2所述的動力鋰離子電池極片自動檢測方法，其特征在于:所述第二光 源是安裝于第二相機下方的環(huán)形光源。5.根據(jù)權利要求2所述的動力鋰離子電池極片自動檢測方法，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吸盤，所述氣動吸盤上安裝有彈性件。
【文檔編號】B07C5/342GK105964563SQ201510974057
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2013年11月8日
【發(fā)明人】韓良
【申請人】東南大學