方形铝壳电池外观检测装置及其方法与流程

本发明涉及电池检测技术领域，特别是一种方形铝壳电池外观检测装置及其方法。

背景技术：

随着电子应用设备的发展需求，锂电池行业也迎来了迅猛的发展，很多锂电池生产厂家乘风而起，迅速发展壮大。在电池生产过程中，外观检测是检验电池是否合格的一项重要检测。锂电池的很多表面缺陷与电池内外部的结构缺陷直接相关，这些缺陷会直接引起电池的安全问题及可靠性问题，通过表面缺陷的检测可以有效的排除一大部分重要安全隐患，因此表面缺陷的检测非常重要。目前，电池外观检测主要依靠人工肉眼检测，以排除电池鼓包、划痕等缺陷。当今电池制造的效率很高，相对地，若外观检测依然主要依靠人工检测，不仅大大影响电池生产的整体效率，还会造成人工成本增加；而且，人工检测的判断标准不一，存在误检、漏检的情况，还存在人员接触电池导致的电池破损等情况。因此，需要提高电池外观检测的自动化、机械化水平，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供了一种方形铝壳电池外观检测装置及其方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：方形铝壳电池外观检测装置，包括大面检测模块、电池定位模块、移栽翻转模块、顶升移栽模块、小面及棱角检测模块和竖棱检测模块，大面检测模块正对电池定位模块，移栽翻转模块设于大面检测模块与电池定位模块之间，顶升移栽模块设于移栽翻转模块侧边，顶升移栽模块两侧设有小面及棱角检测模块和竖棱检测模块；大面检测模块设有扫大面相机，扫大面相机对电池定位模块上的电池进行大面扫描；电池定位模块具有旋转机构，旋转机构旋转电池以协助大面检测模块完成2个大面扫描；移栽翻转模块将电池从电池定位模块流转到顶升移栽模块，并将电池倾倒放置；顶升移栽模块设有移栽平台，移栽平台上依次设有等待工位、检测工位和完成工位，移栽平台两侧设有用于电池流转的顶升组件，顶升组件将电池流转至检测工位进行检测，检测工位设有带动电池旋转的旋转组件，电池在旋转组件上进行扫描检测；小面及棱角检测模块设有用于扫描电池小面的扫小面相机和用于扫描电池横棱和角的棱角相机；竖棱检测模块设有用于扫描电池竖棱的竖棱相机。

技术方案中，大面检测模块包括有第一导轨、第二导轨、固定座、第一相机安装架和扫大面相机，第一导轨水平设置，固定座安装在第一导轨可沿第一导轨的导轨方向移动；第二导轨垂直安装在固定座上，第一相机安装架可滑动地安装在第二导轨上，扫大面相机固定在第一相机安装架上；第一导轨和第二导轨共同调节扫大面相机扫描前的初始位置，第一导轨实现扫描过程的水平移动。

技术方案中，电池定位模块包括固定基座、第一旋转机构和电池夹具，第一旋转机构设于固定基座下方，电池夹具设于固定基座上方，第一旋转机构与电池夹具通过固定基座的穿孔相连接，第一旋转机构带动电池夹具进行旋转运动，电池夹具上设有固定电池位置的紧固夹爪。

技术方案中，移栽翻转模块包括支撑架、第三导轨、第四导轨、翻转夹具和翻转夹爪，支撑架伫立设置，第三导轨水平安装在支撑架上，导轨方向垂直的第四导轨滑动连接在第三导轨中，翻转夹具连接在第四导轨中，第三导轨和第四导轨共同调节翻转夹具的位置；翻转夹具上设有翻转夹爪，翻转夹爪连接有第二旋转机构，第二旋转机构带动翻转夹爪实现电池的旋转倾倒。

技术方案中，顶升组件底端设有沿移栽平台的第五导轨，顶升组件的顶端设有限位槽，两侧对称的限位槽共同将电池限位；顶升组件在垂直方向上升降以固定和释放电池，第五导轨进行各工位上的电池移动；顶升组件设有2组，1组顶升组件将等待工位的电池流转至检测工位，另1组顶升组件同步将检测工位的电池流转至完成工位。

技术方案中，小面及棱角检测模块包括第六导轨、第七导轨、第二相机安装架、1个扫小面相机和2个棱角相机；第六导轨平行于顶升移栽模块设置，第六导轨上滑动连接有第七导轨，第二相机安装架设于第七导轨上，第二相机安装架上固定安装有1个扫小面相机和2个棱角相机，扫小面相机正对检测工位上电池的小面，2个棱角相机分别位于扫小面相机的上下侧，上侧的棱角相机倾斜朝下，对准电池的上端横棱或角，下侧的棱角相机倾斜朝上，对准电池的下端横棱或角。

技术方案中，竖棱检测模块包括第八导轨、第九导轨、第十导轨、第三相机安装架和竖棱相机，第八导轨平行于顶升移栽模块设置，第八导轨、第九导轨、第十导轨依次垂直连接，第三相机安装架连接在第十导轨上，第三相机安装架上固定安装有竖棱相机，第八导轨、第九导轨和第十导轨调节第三相机安装架的位置使竖棱相机正对竖棱进行扫描检测。

技术方案中，大面检测模块、移栽翻转模块、小面及棱角检测模块和竖棱检测模块上均设有用于整理模块内连接线束的坦克链。

技术方案中，扫大面相机、扫小面相机、棱角相机和竖棱相机为3d激光相机。

一种方形铝壳电池外观检测的方法，采用上述技术方案的方形铝壳电池外观检测装置，其检测步骤为：

（1）方形铝壳电池竖立放置在电池定位模块上，电池的一大面正对大面检测模块，扫大面相机对电池大面扫描；

（2）电池定位模块将电池旋转180°，将另一大面正对大面检测模块，扫大面相机对该电池大面进行扫描；

（3）移栽翻转模块将电池定位模块中的电池转移到顶升移栽模块的等待工位上，电池倾倒放置，大面上下朝向；

（4）顶升组件将电池流转到检测工位的旋转组件上，小面及棱角检测模块和竖棱检测模块对电池进行扫描检测：

①小面及棱角检测模块扫描1个小面和2条横棱，竖棱检测模块扫描1条竖棱，旋转组件带动电池旋转30°；

②小面及棱角检测模块扫描2个角，旋转组件带动电池旋转60°；

③重复步骤①、②直至完成4个小面、8条横棱、4条竖棱和8个角的扫描检测；

（5）顶升组件将电池从检测工位流转到完成工位上，待转移到下一个工序中。

本发明的有益效果是：方形铝壳电池外观检测装置采用相机扫描的方式，通过大面检测模块、小面及棱角检测模块和竖棱检测模块完成电池外观上所有面、棱、角的信息扫描，通过电池定位模块、移栽翻转模块、顶升移栽模块进行电池的定位及移栽，完成方形铝壳电池外观扫描的自动化作业；扫描用的相机采用3d激光相机，提高外观检测精准度。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的大面检测模块的结构示意图。

图3是本发明的电池定位模块的结构示意图。

图4是本发明的移栽翻转模块的结构示意图。

图5是本发明的顶升移栽模块的结构示意图。

图6是本发明的小面及棱角检测模块的结构示意图。

图7是本发明的竖棱检测模块的结构示意图。

图中，1-大面检测模块；11-第一导轨；12-第二导轨；13-固定座；14-第一相机安装架；15-扫大面相机；2-电池定位模块；21-固定基座；22-第一旋转机构；23-电池夹具；24-紧固夹爪；3-移栽翻转模块；31-支撑架；32-第三导轨；33-第四导轨；34-翻转夹具；35-翻转夹爪；36-第二旋转机构；4-顶升移栽模块；41-移栽平台；42-等待工位；43-检测工位；44-完成工位；45-顶升组件；451-限位槽；46-第五导轨；47-旋转组件；5-小面及棱角检测模块；51-第六导轨；52-第七导轨；53-第二相机安装架；54-扫小面相机；55-棱角相机；6-竖棱检测模块；61-第八导轨；62-第九导轨；63-第十导轨；64-第三相机安装架；65-竖棱相机；71-电池；72-坦克链。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种方形铝壳电池外观检测装置，包括大面检测模块1、电池定位模块2、移栽翻转模块3、顶升移栽模块4、小面及棱角检测模块5和竖棱检测模块6。方形电池的外观上包括有6个平面（2个大面和4个小面）、12条棱（8条横棱和4条竖棱）和8个角，本方形铝壳电池外观检测装置通过大面检测模块1、小面及棱角检测模块5和竖棱检测模块6共同完成所有平面、棱边和角的外观检测，电池定位模块2、移栽翻转模块3和顶升移栽模块4负责电池检测过程的流转操作。

大面检测模块1、电池定位模块2和移栽翻转模块3位于整个检测装置的前端，大面检测模块1正对电池定位模块2，大面检测模块1负责检测电池71的2个大面；移栽翻转模块3设于大面检测模块1与电池定位模块2之间，顶升移栽模块4设于移栽翻转模块3侧边，移栽翻转模块3负责将在电池定位模块2中检测完大面的电池71转移到顶升移栽模块4中；顶升移栽模块4的两侧设有小面及棱角检测模块5和竖棱检测模块6，电池71在顶升移栽模块4上流转时，小面及棱角检测模块5负责完成4个小面、8条横棱和8个角的检测，竖棱检测模块6负责完成4条竖棱的检测。本方形铝壳电池外观检测装置在每一个扫描检测工序中均同时进行2个方形铝壳电池的外观检测。

如图2所示，大面检测模块1包括有第一导轨11、第二导轨12、固定座13、第一相机安装架14和扫大面相机15，第一导轨11水平放置在测试平台上，固定座13安装在第一导轨11上，固定座13可沿第一导轨11的方向作水平移动；固定座13上在垂直方向上设有第二导轨12，第二导轨12上安装有第一相机安装架14，扫大面相机15固定在第一相机安装架14上，第一相机安装架14可沿第二导轨12的方向作垂直移动。第一导轨11和第二导轨12共同调节扫大面相机15扫描前的初始位置，第一导轨11实现扫描过程的水平移动，扫大面相机15可一次性对2个电池71的大面进行扫描。

如图3所示，电池定位模块2包括固定基座21、第一旋转机构22和电池夹具23，固定基座21为电池定位模块2的固定框架，第一旋转机构22设于固定基座21下方，电池夹具23设于固定基座21上方，第一旋转机构22与电池夹具23通过固定基座21的穿孔相连接，第一旋转机构22带动电池夹具23进行旋转运动，当大面检测模块1完成第一个大面扫描后，第一旋转机构22旋转180°，再由大面检测模块1进行第二个大面的扫描。电池夹具23上设有紧固夹爪24，以便于固定电池71位置，避免扫描过程中电池偏移及旋转过程中电池脱落。第一旋转机构22和电池夹具23的数量有2个，可同时夹持2个电池进行大面扫描。

如图4所示，移栽翻转模块3包括支撑架31、第三导轨32、第四导轨33、翻转夹具34和翻转夹爪35，支撑架31伫立安装在测试平台上，第三导轨32安装在支撑架31上且导轨方向呈水平；第四导轨33通过一安装架连接在第三导轨32中，第四导轨33可沿第三导轨32的导轨方向移动，第四导轨33的导轨方向呈垂直；翻转夹具34连接在第四导轨33中并可沿第四导轨33的导轨方向移动，在翻转夹具34上设有2个翻转夹爪35，2个翻转夹爪35均连接有第二旋转机构36。第三导轨32和第四导轨33共同调节翻转夹具34的位置，使翻转夹具34上的翻转夹爪35对准在电池定位模块2上的电池71，翻转夹爪35夹紧后，第二旋转机构36带动翻转夹爪35朝下旋转90°，同时，第三导轨32和第四导轨33联动，将电池71倾倒放置在移栽翻转模块3侧边的顶升移栽模块4中。

如图5所示，顶升移栽模块4的主体是一个水平方向的电池的移栽平台41，在移栽平台41上设有等待工位42、检测工位43和完成工位44，移栽翻转模块3将检测完大面的电池71放入到等待工位42上。移栽平台41两侧设有顶升组件45，顶升组件45限位在平行于移栽平台41的第五导轨46上，第五导轨46带动顶升组件45沿移栽平台41方向水平移动；顶升组件45的顶端设有限位槽451，两侧对称的限位槽451能够共同将电池71限位在顶升组件45中；顶升组件45能够在垂直方向上升降移动，顶升组件45降至低位置时，限位槽451的最高位置低于电池71的最低位置，水平移动时不妨碍各工位上的电池71，待移动到对应工位后，顶升组件45升至高位置，将电池71从工位中顶起并限位在限位槽451中，此时顶升组件45再进行水平移动，电池71将跟随顶升组件45移动；移动至下一工位后，顶升组件45降至低位置，电池71从顶升组件45中释放并放置到工位上。为了提高电池71在工位之间的流转效率，顶升组件45设有2组，1组顶升组件45将等待工位42的电池流转至检测工位43，另1组顶升组件45同步将检测工位43的电池流转至完成工位44。每组顶升组件45设有2个顶升部件以同时进行2个电池71的流转。

顶升移栽模块4在等待工位42和完成工位44上设有固定的电池放置台，而在检测工位43上设有旋转组件47，旋转组件47带动电池71旋转，使各小面、横棱、竖棱对准小面及棱角检测模块5和竖棱检测模块6中对应的检测相机。

如图6所示，小面及棱角检测模块5包括第六导轨51、第七导轨52、第二相机安装架53、扫小面相机54和棱角相机55。第六导轨51平行于顶升移栽模块4设置，第六导轨51上滑动连接有第七导轨52，第七导轨52的导轨方向垂直于第六导轨51的导轨方向，第二相机安装架53设于第七导轨52上，第二相机安装架53上固定安装有1个扫小面相机54和2个棱角相机55，1个扫小面相机54正对电池的小面，2个棱角相机55分别位于扫小面相机54的上下侧，上侧的棱角相机55倾斜朝下，摄像头对准电池的上端横棱或角，下侧的棱角相机55倾斜朝上，摄像头对准电池的下端横棱或角。电池的小面正对小面及棱角检测模块5时，小面及棱角检测模块5对该面的2条横棱和1个小面进行扫描检测，扫描后旋转组件47旋转30°；棱角相机55的摄像头对准电池的角，扫描电池的角的外观，扫描后旋转组件47旋转60°；如此类推，完成360°旋转后，所有的4个小面、8条横棱和8个角完成扫描检测。扫小面相机54和棱角相机55可一次性对2个电池71进行扫描。

如图7所示，竖棱检测模块6包括第八导轨61、第九导轨62、第十导轨63、第三相机安装架64和竖棱相机65。第八导轨61平行于顶升移栽模块4设置，第八导轨61、第九导轨62、第十导轨63依次垂直连接，第三相机安装架64连接在第十导轨63上，第三相机安装架64上固定安装有2个竖棱相机65，1个竖棱相机65对1个电池进行竖棱扫描，第八导轨61、第九导轨62和第十导轨63实现第三相机安装架64在各轴向的移动，以调节竖棱相机65的扫描位置并实现扫描时的上下移动。竖棱相机65相对于电池的小面倾斜设置，并且相机的摄像头对准两小面之间的竖棱。扫描检测时，竖棱相机65从上往下或从下往上对竖棱进行扫描；从电池未旋转开始进行第一次扫描，经过2次旋转共90°后进行下一次扫描，共完成4条竖棱的扫描。

其中，在大面检测模块1、移栽翻转模块3、小面及棱角检测模块5和竖棱检测模块6上均设有坦克链72，坦克链72用于整理模块内的连接线束，避免在检测移动过程中线束紊乱而阻碍方形铝壳电池外观检测装置的正常运行。

其中，方形铝壳电池外观检测装置中所有的相机均采用3d激光相机，扫大面相机15和扫小面相机54采用基恩士lj-v7200b型的激光传感器；棱角相机55和竖棱相机65采用基恩士lj-v7060型的激光传感器。

方形铝壳电池外观检测装置的工作步骤为：

（1）方形铝壳电池竖立放置在电池定位模块2上，电池的一大面正对大面检测模块1，扫大面相机15对电池大面扫描；

（2）电池定位模块2将电池旋转180°，将另一大面正对大面检测模块1，扫大面相机15对该电池大面进行扫描；

（3）移栽翻转模块3将电池定位模块2中的电池转移到顶升移栽模块4的等待工位42上，电池倾倒放置，大面上下朝向；

（4）顶升组件45将电池流转到检测工位43的旋转组件47上，小面及棱角检测模块5和竖棱检测模块6对电池进行扫描检测：

①小面及棱角检测模块5扫描1个小面和2条横棱，竖棱检测模块6扫描1条竖棱，旋转组件47带动电池旋转30°；

②小面及棱角检测模块5扫描2个角，旋转组件47带动电池旋转60°；

③重复步骤①、②直至完成4个小面、8条横棱、4条竖棱和8个角的扫描检测；

（5）顶升组件45将电池从检测工位43流转到完成工位44上，待转移到下一个工序中。

以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明，故凡依本发明专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。