圆筒形产品外壁面检测装置的制作方法

本发明涉及加工设备领域，特别涉及一种针对圆筒形产品外壁面的视觉检测装置。

背景技术：

随着科技的进步，锂电池的应用领域正进一步扩展，从手机电池、电动自行车电池，到混合动力汽车电池，随处都有锂电池的应用，在这些应用中，圆柱动力锂电池外壳是采用铝壳或钢壳。其在运输和制造过程都可能造成表面受损，应用劣质钢壳或铝壳会对锂电池的安全性能造成隐患。因此，出厂和使用前都需要对锂电池圆筒形外壳进行检测，外壳检测包括外周面、切口、外底面及内底面检测等。

为实现自动检测就需要设计自动检测装置，现有技术中具代表结构可参见公布号为cn108435586a的发明专利申请，其公开的对待检测产品的外周面检测的方案是：将待检测产品摆放于一定位装置上，由定位装置带动产品旋转，通过设于周边的摄像装置对待检测产品的外周面进行拍照，很明显其定位装置类似一个转台，待检测产品是竖向摆放于定位装置上的，此种结构具有以下不足：需要采用夹取装置（类似于机械手）向定位装置上摆放或取走待检测产品，即需以夹取装置来搬运待检测产品，随着现今摄像技术的进步，对待检测产品周向的摄像时间可以缩短，但是用夹取装置搬运，却最多两个夹取装置来交替工作，夹取装置需要上升下降的位移时间，速度受限，导致整个设备的检测速度仍无法进一提高。

如何从检测设备结构上改进，以便进一步提升检测速度，是本领技术人员的主要研究方向。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种圆筒形产品外壁面检测装置，从夹持定位及带动圆筒形产品旋转的结构方式上改进，提升检测装置的检测速度和效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种圆筒形产品外壁面检测装置，所述圆筒形产品的至少一端为敞口端；所述圆筒形产品外壁面检测装置包括机架、产品传送面、顶杆组件、定位套组件以及摄像装置；

所述产品传送面平铺设置于机架上，产品传送面上排列设置有一个或多个供平躺放置圆筒形产品的定位槽，检测时圆筒形产品平躺定位于定位槽内；

所述顶杆组件和所述定位套组件对应于产品传送面上的同一个定位槽设置于机架上，所述顶杆组件位于这个定位槽所定位的圆筒形产品的敞口端侧，而定位套组件则位于其另一端侧；

所述顶杆组件包括一顶杆，该顶杆朝向定位槽所定位的筒形产品的一端作为顶杆作用端，该顶杆作用端的周向上设有一圈顶压导向面该顶压导向面在顶杆轴向截面上的投影为与顶杆轴线夹锐角的直线或外凸弧线，使顶杆作用端呈现缩小端状；所述顶杆作用端的最大直径大于圆筒形产品的直径，所述顶压导向面用于与定位槽所定位的圆筒形产品的敞口端抵靠；

所述定位套组件包括一外套体，该外套体上面朝定位槽所定位的圆筒形产品设有一轴向孔，该轴向孔朝定位槽所定位的圆筒形产品的一端作为定位作用孔段，该定位作用孔段的尺寸与圆筒形产品的外径匹配，定位作用孔段的孔口边沿的底部设有引导面，所述外套体的轴向孔内滑动设置一顶压体，该顶压体面朝定位槽所定位的圆筒形产品的一端作为顶压作用端，而其另一端侧设置有弹性元件或气压腔，所述弹性元件或气压腔的作用力迫使顶压体朝向定位槽所定位的圆筒形产品移动伸出于外套体；

所述定位套组件的外套体的轴心线和顶杆组件的顶杆的轴心线相重合，且该重合的轴心线位置高于定位槽所定位的圆筒形产品的轴心线位置，但低于定位槽所定位的圆筒形产品的内壁最高点；

所述顶杆组件和定位套组件两者中，至少有一者以所述重合的轴心线作为转动中心轴线相对机架转动，其上连接有旋转驱动机构驱动其旋转；并且，还至少有一者沿所述重合的轴心线相对机架滑动，其上作用有直线驱动装置驱动其滑动；

所述摄像装置对应位于所述顶杆组件和所述定位套组件所对应的定位槽设置，用于拍摄定位槽所定位的圆筒形产品。

上述方案中，进一步变化以及解释如下：

1、上述方案中，所述顶压体的顶压作用端上开设有磁吸装置或真空吸附结构。

2、上述方案中，所述顶杆组件以所述重合的轴心线作为转动中心轴线相对机架转动，其上连接有旋转驱动机构驱动其旋转，而定位套组件沿所述重合的轴心线相对机架滑动，其上作用有直线驱动装置驱动其滑动；所述顶压体的顶压作用端上开设有磁吸装置或真空吸附结构。

3、上述方案中，所述外套体设定位作用孔段的那端的顶部开设有避让缺口，使定位作用孔段成为开环状，以暴露圆筒形产品的整个外周面。

本发明的设计原理以及效果是：本发明将圆筒形产品平躺着用产品传送面来传送，当传送至与所述顶杆组件和定位套组件相对时，即通过顶杆组件和定位套组件相对合拢运动，顶杆组件和定位套组件一左一右顶住圆筒形产品，然后通过顶杆端部的锥面以及外套体的引导面的作用，自然地将圆筒形产品抬起脱离开产品传送面，再通过顶杆组件或定位套组件带着圆筒形产品旋转一周，方便摄像装置完成对圆筒形产品外壁面的拍摄检测。拍摄完后，仅需顶杆组件和定位套组件相对分离开，圆筒形产品即自然落至产品传送面上，可由产品传送面送至其他检测工位。如此设计，最大限度地提升了产品切换时间，一个产品检完，马上进行下一个，间隔时间很短，从而提升了检测的速度和效率。

附图说明

图1为本发明实施例结构立体示意图；

图2为本发明实施例结构全剖动作过程示意图一；

图3为本发明实施例结构全剖动作过程示意图二；

图4为本发明实施例结构全剖动作过程示意图三。

以上附图中：1、机架；2、产品传送面；21、定位槽；3、顶杆组件；31、顶杆；311、作用端端面；4、定位套组件；41、外套体；411、轴向孔；412、定位作用孔段；4121、引导面；4122、避让缺口；42、顶压体；421、顶压作用端；4211、真空吸附结构；43、弹性元件；5、旋转驱动机构；6、直线驱动装置；7、真空发生器；8、活动板；10、圆筒形产品。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：参见附图1～4所示，一种圆筒形产品外壁面检测装置：

本实施例适用的产品是圆筒形产品，其至少一端为敞口端，图中举例是一端敞口的圆筒形产品，比如锂电池外壳。

参见附图1～4所示，所述圆筒形产品外壁面检测装置包括机架1、产品传送面2、顶杆组件3、定位套组件4以及摄像装置（图上未示出）。

参见附图1～4所示，所述产品传送面2平铺设置于机架1上，产品传送面2上排列设置有一个或多个供平躺放置圆筒形产品的定位槽21，检测时圆筒形产品10平躺定位于定位槽21内。产品传送面2可以是同步带等输送平面。

参见附图1～4所示，所述顶杆组件3和所述定位套组件4对应于产品传送面2上的同一个定位槽21设置于机架1上，所述顶杆组件3位于这个定位槽21所定位的圆筒形产品10的敞口端侧，而定位套组件4则位于其另一端侧。

参见附图1～4所示，所述顶杆组件3包括一顶杆31，该顶杆31朝向定位槽21所定位的筒形产品10的一端作为顶杆作用端，该顶杆作用端的周向上设有一圈顶压导向面311，该顶压导向面311在顶杆31轴向截面上的投影为与顶杆轴线夹锐角的直线或外凸弧线，使顶杆作用端呈现缩小端状。所述顶杆作用端的最大直径大于圆筒形产品10的直径，所述顶压导向面311用于与定位槽21所定位的圆筒形产品10的敞口端抵靠。

具体如图1～4所示，顶压导向面311在顶杆31轴向截面上的投影为与顶杆轴线夹锐角的直线，即顶杆作用端呈现圆锥形或圆锥台形，此为较佳方案。

参见附图1～4所示，所述定位套组件4包括一外套体41，该外套体41上面朝定位槽21所定位的圆筒形产品10设有一轴向孔411，该轴向孔411朝定位槽21所定位的圆筒形产品10的一端作为定位作用孔段412，该定位作用孔段412的尺寸与圆筒形产品10的外径匹配，定位作用孔段412的孔口边沿的底部设有引导面4121，具体图中举例是，整个定位作用孔段412的孔口边沿上一圈倒角，该倒角的位于底面的那段作为引导面4121，具体引导面4121可以是一倾斜的平面，也可以是倾斜的外凸的圆弧面。

参见附图1～4所示，所述外套体41的轴向孔411内滑动设置一顶压体42，该顶压体42面朝定位槽21所定位的圆筒形产品10的一端作为顶压作用端421，而其另一端侧设置有弹性元件43或气压腔，所述弹性元件43或气压腔的作用力迫使顶压体42朝向定位槽21所定位的圆筒形产品10移动伸出于外套体41。所述图中举例，采用的是弹性元件43，该弹性元件43具体是一机械压簧。实际中，弹性元件43可采用现有的其他类型的弹性元件，比如弹性片等等。实际中，在顶压体42的另一端侧设气压腔，使顶压体42作为一个活塞，即形成一气动弹簧结构，也是可行的。

参见附图2所示，所示，所述定位套组件4的外套体41的轴心线和顶杆组件3的顶杆31的轴心线相重合，且该重合的轴心线α位置高于定位槽21所定位的圆筒形产品10的轴心线β位置，但低于定位槽21所定位的圆筒形产品10的内壁最高点。轴心线α高于轴心线β一定距离，但距离较小。

所述摄像装置对应位于所述顶杆组件3和所述定位套组件4所对应的定位槽21的上方，用于拍摄定位槽21所定位的圆筒形产品10。图中没有示出摄像装置，实际具体摄像装置按需设置。

参见附图2～4所示，所述顶压体42的顶压作用端421上开设有磁吸装置或真空吸附结构4211，图中举例是设真空吸附结构4211，该真空吸附结构4211具体是一开设在顶压作用端421上的吸附口，该吸附口经通道连接真空发生器7（即负压气源）。

参见附图2～4所示，所述外套体41设定位作用孔段412的那端的顶部开设有避让缺口4122，使定位作用孔段412成为开环状，以暴露圆筒形产品10的整个外周面，使摄像装置能够拍摄到产品的整个外周壁面。

所述顶杆组件3和定位套组件4两者中，至少有一者以所述重合的轴心线作为转动中心轴线相对机架1转动，其上连接有旋转驱动机构5驱动其旋转；并且，还至少有一者沿所述重合的轴心线相对机架1滑动，其上作用有直线驱动装置6驱动其滑动。

具体如图1中举例：顶杆组件3相对机架1转动连接，其上连接有旋转驱动机构5驱动其旋转；而定位套组件4相对机架1滑动连接，其上作用有直线驱动装置6；定位套组件4可绕轴线方向转动设置，也可以是不转的定位设置。较佳是，定位套组件4绕轴线方向转动设置，工作时做从动旋转。

具体，本实施例中，具有三顶杆组件3和三个定位套组件4，三顶杆组件3和三个定位套组件4一对一成对设置，同时对应于产品传送面2上的三个定位槽21。三个定位套组件4固定于一活动板8上，该活动板8相对机架1沿着顶杆组件3和定位套组件4重合的轴心线滑动连接，活动板8上连接作用有直线驱动装置6。

所述旋转驱动机构5可以由电机和同步带机构成，也可以是其他旋转驱动装置。所述直线驱动装置6可以是气缸，当然实际中也可以采用直线电机、电机加丝杠螺母机构或其他各种能输出直线位移的驱动装置。

工作时，初始状态如图2所示，所述直线驱动装置6启动，带动活动板8朝产品传送面2上的圆筒形产品10移动，安装在活动板8上的定位套组件4随之靠向圆筒形产品10，当定位套组件4的顶压体42的顶压作用端421与被检的圆筒形产品10的底部（封口端）接触后，就推动着被检的圆筒形产品10朝顶杆组件3侧移动，使圆筒形产品10的敞口端与顶杆组件3的顶杆31的作用端端面311（锥面）接触，于此，继续在直线驱动装置6推动下，弹性元件43被压缩，圆筒形产品10在作用端端面311（锥面）以及引导面4121的引导作用下，圆筒形产品10脱离于产品传送面2的定位槽21的槽底，成托起状态，此时状态如图3所示；当直线驱动装置6推动至一定距离后停止，使圆筒形产品10的底部（封口端）嵌入外套体41的定位作用孔段412内配合。然后，旋转驱动机构5启动，经同步带同步轮带动顶杆组件3旋转，由于圆筒形产品10受与顶杆组件3的磨擦力作用，随着顶杆组件3转动起来，从而摄像装置即可进行拍照检测。

当检测完，旋转驱动机构5停止转动，此时真空发生器7开始工作产生负压，顶压体42的顶压作用端421吸附圆筒形产品10，然后，直线驱动装置6后退复位，即带动圆筒形产品10后退，弹性元件43复位，使圆筒形产品10脱离顶杆组件3的作用端端面311（锥面），当直线驱动装置6后退至初始位置停止，真空发生器7停止工作，圆筒形产品10底部吸附力消失，随之受重力作用会自然掉落于产品传送面2的定位槽21内，此时见图4所示，被产品传送面2带走进入下一步检测工位。

本实施例设计巧妙，能最大限度地提升了产品切换时间，一个产品检完，马上进行下一个，间隔时间很短，从而提升了检测的速度和效率。

上述实施例为举例适用于一端敞口的圆筒形产品10，实际也适用于两端均敞口的圆筒形产品。

上述实施例为举例，实际中，除上述较佳方案外，本发明还包括以下变化方案：

1、所述定位套组件4相对机架1转动，其上连接有旋转驱动机构5驱动其旋转，而顶杆组件3相对机架1滑动，其上作用有直线驱动装置6驱动其滑动；该方案中，顶杆组件3可绕轴线方向转动设置，也可以是不转的定位设置，定位套组件4的顶压体42的顶压作用端421上不必设磁吸装置或真空吸附结构4211。

2、所述定位套组件4相对机架固定，既不主动旋转也不移动；而顶杆组件3相对机架1转动，其上连接有旋转驱动机构5驱动其旋转，又相对机架1滑动，其上作用有直线驱动装置6驱动其滑动，比如顶杆组件3与机架1之间可设有花键结构，该方案中，定位套组件4的顶压体42的顶压作用端421上不必设磁吸装置或真空吸附结构4211。

3、所述顶杆组件3相对机架固定，既不主动旋转也不滑动；而定位套组件4相对机架1转动，其上连接有旋转驱动机构5驱动其旋转，又相对机架1滑动，其上作用有直线驱动装置6驱动其平移，比如定位套组件4与机架1之间可设有花键结构，该方案中，定位套组件4的顶压体42的顶压作用端421上需要设磁吸装置或真空吸附结构4211。

4、所述顶杆组件3和定位套组件4均相对机架1转动，其上连接有旋转驱动机构5驱动其旋转，又相对机架1滑动，其上作用有直线驱动装置6驱动其平移，即顶杆组件3和定位套组件4均即移动，又转动。

上述方案均是相同的构思，能达到提升检测效率的效果。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。