一种毛刺检测机及其检测方法与流程

本发明涉及一种产品检测技术，尤其涉及一种毛刺检测机及其检测方法。

背景技术：

在产品的加工领域中，需要检查裁切后的片状物料的周边是否有毛刺。

片状物料中如极片、极耳，由于锂电池分切毛刺极其微小，锂电池分切毛刺的长度为微米级的，而正极极片与负极极片之间通过隔膜分开，如果毛刺的长度超过隔膜的一半，就有可能刺穿隔膜形成正负极间的短路，造成电池安全事故。

所以在生产过程中必须严控毛刺的长度，而现有的检测方法是通过人工观察和手触摸的方式进行检测，这种方式的缺点是效率低、并且容易漏检。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种毛刺检测机，用于对片状物料上毛刺的检测，能够提高检测效率，避免出现漏检的现象，有利于提高检测的精准度。

本发明的目的之二在于提供一种毛刺检测机，用于对极片或者极耳上毛刺的检测，能够提高检测效率，避免出现漏检的现象，有利于提高检测的精准度。

本发明的目的之三在于提供一种毛刺检测方法，能够提高检测效率，避免出现漏检的现象，有利于提高检测的精准度。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种毛刺检测机，包括检测台、输送定位机构、检测夹具、视觉检测机构和投光机构，所述输送定位机构设于检测台上，所述检测夹具与输送定位机构连接，所述检测夹具用于固定片状物料，所述视觉检测机构与检测夹具相隔，所述投光机构位于检测夹具的外侧，所述投光机构用于将光线投射到片状物料上。

进一步地，所述检测台包括支撑板和侧板，所述侧板位于支撑板的一侧，所述侧板与支撑板固接，所述输送定位机构安装于支撑板上，所述视觉检测机构设于侧板上。

进一步地，所述视觉检测机构包括主相机和辅助相机，所述主相机和辅助相机连接，所述主相机位于检测夹具的上侧，所述辅助相机位于检测夹具的一侧，所述辅助相机与侧板固接，所述主相机通过调节装置与侧板连接，所述调节装置用于调节主相机与支撑板之间的距离。

进一步地，所述输送定位机构包括x轴导轨、输送机构、连接座、y轴导轨、升降调节机构、z轴导轨、水平调节机构和安装座，所述x轴导轨固定于支撑板上，所述x轴导轨位于主相机的下侧，所述连接座与x轴导轨滑动连接，所述连接座与输送机构通过丝杆传动连接，使所述连接座往靠近或者远离主相机的方向移动，所述y轴导轨固定于连接座的另一端上，所述升降调节机构与y轴导轨滑动连接，所述升降调节机构与水平调节机构通过丝杆传动连接，所述升降调节机构用于使水平调节机构沿检测台的竖直方向移动，所述z轴导轨固定于升降调节机构上，所述水平调节机构与z轴导轨滑动连接，所述安装座与水平调节机构通过丝杆传动连接，所述水平调节机构用于使安装座沿检测台的水平面方向移动，所述检测夹具设有安装座上。

进一步地，所述x轴导轨的中轴线与y轴导轨的中轴线互相垂直，所述z轴导轨的中轴线与x轴导轨的中轴线互相垂直，所述z轴导轨的中轴线与y轴导轨的中轴线互相垂直。

进一步地，所述检测夹具包括固定夹板、移动夹板和夹紧汽缸，所述固定夹板固定在所述安装座上，所述移动夹板与所述固定夹板相对设置，所述夹紧汽缸位于安装座上，所述夹紧汽缸通过传动杆与移动夹板连接，所述夹紧汽缸用于驱动所述移动夹板相对所述固定夹板在安装座上移动，用于调节所述移动夹板与所述固定夹板之间的间隔距离，所述固定夹板和所述移动夹板中的一个设有定位凸块，这两者中的另一个设有定位凹槽，所述定位凸块与定位凹槽扣合，所述定位凹槽所在的水平面与x轴导轨所在的水平面平行。

进一步地，所述固定夹板和移动夹板分别由透光材料一体制造成型。

进一步地，所述投光机构包括上部光源、侧部光源、底部光源和同轴光源，所述上部光源位于主相机的外侧，所述上部光源与主相机固接，所述上部光源用于与片状物料的上部位置对应，所述侧部光源与辅助相机相对设置，且所述侧部光源所在的平面与定位凹槽所在的平面平行，所述侧部光源与支撑板固接，所述侧部光源用于与片状物料的侧部位置对应，所述安装座上设有安装槽，所述底部光源位于安装槽中，使所述底部光源位于固定夹板和安装座之间，所述底部光源用于与片状物料的底部位置对应，所述同轴光源与主相机连接，所述同轴光源包括点光源，所述点光源与主相机的镜头连接。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种毛刺检测机，包括上述的毛刺检测机，所述检测夹具用于固定极片或者极耳，所述投光机构用于将光线投射到极片或者极耳上，所述投光机构包括上部光源、侧部光源和底部光源，所述上部光源用于与极片或者极耳的上部位置对应，所述侧部光源用于与极片或者极耳的侧部位置对应，所述底部光源用于与极片或者极耳的底部位置对应。

本发明的目的之三采用如下技术方案实现：

一种毛刺检测方法，包括如下步骤：

步骤一、将待检测产品放置于定位凹槽中，夹紧汽缸驱动移动夹板往靠近固定夹板的方向移动，固定夹板和移动夹板中的一个设有定位凸块，这两者中的另一个设有定位凹槽，使定位凸块和定位凹槽扣合，将产品固定于检测夹具上；

步骤二、输送机构驱动连接座在x轴导轨上往靠近主相机的方向移动，所述连接座带动y轴导轨同步移动，升降调节机构驱动水平调节机构沿所述y轴导轨移动，所述水平调节机构带动z轴导轨同步移动，所述水平调节机构驱动安装座沿z轴导轨移动，所述安装座驱动检测夹具同步移动，所述检测夹具带动产品同步移动，使检测夹具移动到主相机的下方，上部光源、侧部光源、底部光源工作，将光线投射到产品的上部、侧部和底部，点光源发出光从主相机的镜头射出后投射在产品上，对产品的检测面进行点式打光，点光源的光线投射于产品的检测面上的点为检测点，辅助相机采集检测点的图像，使所述检测点与辅助相机的镜头的中心点位置对应，当检测点与辅助相机的镜头的中心点位置对应时，所述辅助相机将信息反馈至主相机，主相机对该检测点进行拍摄，检测该检测点上的毛刺长度是否超标，若检测点上的毛刺长度超标，则产品不合格，否则该检测点上的毛刺长度合格，执行步骤三；

步骤三、输送机构驱动连接座沿x轴的正向移动，使上述检测点移动至下一检测点的一侧，执行步骤二。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

上述的毛刺检测机及其检测方法，能够提高检测效率，避免出现漏检的现象，有利于提高检测的精准度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为输送定位机构的结构示意图；

图3为输送定位机构的局部分解结构示意图；

图4为检测夹具的分解结构示意图；

图中：1、极耳；2、检测台；3、检测夹具；4、支撑板；5、侧板；6、主相机；7、辅助相机；8、调节装置；9、x轴导轨；10、输送机构；11、连接座；12、y轴导轨；13、升降调节机构；14、z轴导轨；15、水平调节机构；16、安装座；17、固定夹板；18、移动夹板；19、夹紧汽缸；20、定位凸块；21、定位凹槽；22、上部光源；23、侧部光源；24、安装槽；25、点光源；26、滑块。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-4所示的一种毛刺检测机，包括检测台2、输送定位机构、检测夹具3、视觉检测机构和投光机构，输送定位机构设于检测台2上，检测夹具3与输送定位机构连接，检测夹具3用于固定片状物料，视觉检测机构与检测夹具3相隔，投光机构位于检测夹具3的外侧，投光机构用于将光线投射到片状物料上。利用输送定位机构能够调整检测夹具3相对于视觉检测机构的位置，即调节了片状物料相对应视觉检测机构的位置，再进一步地设有投光机构，避免检测时光线受到干扰，使相机能对片状物料进行有效拍摄，使得能对片状物料上的毛刺进行有效检测，提高检测的精准度。

此外，本毛刺检测机还可以包括机壳，通过使检测台2固定于机壳上，即检测台2固定于机壳敞开的容置腔内，可对检测台2进行固定和防护。

具体地，检测台2包括支撑板4和侧板5，侧板5位于支撑板4的一侧，侧板5与支撑板4固定连接，输送定位机构安装于支撑板4上，视觉检测机构设于侧板5上。

作为本实施例中一种较佳的实施方式，视觉检测机构包括主相机6和辅助相机7，主相机6和辅助相机7连接，主相机6位于检测夹具3的上侧，辅助相机7位于检测夹具3的一侧，辅助相机7与侧板5固定连接，主相机6通过调节装置8与侧板5连接，调节装置8用于调节主相机6与支撑板4之间的距离。

需要说明的是，输送定位机构包括x轴导轨9、输送机构10、连接座11、y轴导轨12、升降调节机构13、z轴导轨14、水平调节机构15和安装座16，x轴导轨9固定于支撑板4上，x轴导轨9位于主相机6的下侧，连接座11与x轴导轨9通过滑块26实现滑动连接，连接座11与输送机构10通过丝杆传动连接，使连接座11往靠近或者远离主相机6的方向移动，y轴导轨12固定于连接座11的另一端上，升降调节机构13与y轴导轨12滑动连接，升降调节机构13与水平调节机构15通过丝杆传动连接，升降调节机构13用于使水平调节机构15沿检测台2的竖直方向移动，z轴导轨14固定于升降调节机构13上，水平调节机构15与z轴导轨14滑动连接，安装座16与水平调节机构15通过丝杆传动连接，水平调节机构15用于使安装座16沿检测台2的水平面方向移动，检测夹具3设有安装座16上。本实施例中输送机构10、升降调节机构13和水平调节机构15的驱动方式可以是通过电机驱动，也可以是通过汽缸驱动。

值得一提的是，如图2所示，x轴导轨9的中轴线与y轴导轨12的中轴线互相垂直，z轴导轨14的中轴线与x轴导轨9的中轴线互相垂直，z轴导轨14的中轴线与y轴导轨12的中轴线互相垂直，使本实施例中的x轴导轨9、y轴导轨12、z轴导轨14分别对应空间笛卡尔直角坐标系的x轴、y轴、z轴方向布置。从而，利用输送定位机构能够调节片状物料在x轴、y轴、z轴方向上的位置，即片状物料的检测位置进行多维度调整，有助于提高定位精度，使得视觉检测机构能对片状物料进行有效拍摄，以便对片状物料上的毛刺进行有效检测，提高检测的精准度。

需要强调的是，检测夹具3包括固定夹板17、移动夹板18和夹紧汽缸19，固定夹板17固定在安装座16上，移动夹板18与固定夹板17相对设置，夹紧汽缸19位于安装座16上，夹紧汽缸19通过传动杆与移动夹板18连接，夹紧汽缸19用于驱动移动夹板18相对固定夹板17在安装座16上移动，用于调节移动夹板18与固定夹板17之间的间隔距离，固定夹板17和移动夹板18中的一个设有定位凸块20，这两者中的另一个设有定位凹槽21，定位凸块20与定位凹槽21扣合。另外，定位凹槽21所在的水平面与x轴导轨9所在的水平面平行，使得放置在定位凹槽21中的片状物料在检测过程中能与x轴的方向保持平行，有利于提高检测的精准度。

更佳的实施方式是，固定夹板17和移动夹板18分别由透光材料一体制造成型。优选地，固定夹板17和移动夹板18分别由透明材料一体制造成型，有利于使投光机构将光投射到片状物料上，使光线能有效通过固定夹板17和移动夹板18，有助于提高光线的通过率，以利于提高检测的精准度。

更具体地，投光机构包括上部光源22、侧部光源23、底部光源和同轴光源，上部光源22位于主相机6的外侧，上部光源22与主相机6固定连接，上部光源22用于与片状物料的上部位置对应，侧部光源23与辅助相机7相对设置，且侧部光源23所在的平面与定位凹槽21所在的平面平行，侧部光源23与支撑板4固定连接，侧部光源23用于与片状物料的侧部位置对应，安装座16上设有安装槽24，底部光源位于安装槽24中，使底部光源位于固定夹板17和安装座16之间，底部光源用于与片状物料的底部位置对应，同轴光源与主相机6连接，同轴光源包括点光源25，点光源25与主相机6的镜头连接。

本实施例中通过设有上部光源22、侧部光源23和底部光源，使上述光源分别与片状物料的上部、侧部、底部位置对应，且侧部光源23所在的平面与定位凹槽21所在的平面平行，即使定位凹槽21中的片状物料与侧部光源23的发光面平行，使片状物料平行背光，使片状物料的轮廓能在辅助相机7中清晰成像，使得上部光源22、侧部光源23和底部光源发出的光线能有效打到极片上，对极片进行多个方向打光，有利于提高检测的精准度。点光源25与主相机6的镜头连接。该点光源25发出的光通过主相机6的透光镜射入主相机6的出光孔，光线从出光孔射出后打到极片上，对极片上的检测面进行点式打光，保证所检测的位置清晰度最高，然后从检测面反射的光线垂直向上进入主相机6的镜头，这样既消除了反光，又能避免成形的图像中产生镜头的倒影，提高了视觉的准确性和重现性，有助于提高检测的精准度。优选地，如图1所示，上部光源22为环形光源，上部光源22绕主相机6的圆周方向布置，有助于提高片状物料的上部检测面的亮度。

如图1-4所示的一种毛刺检测机，包括上述的毛刺检测机，检测夹具3用于固定极片或者极耳1，投光机构用于将光线投射到极片或者极耳1上，投光机构包括上部光源22、侧部光源23和底部光源，上部光源22用于与极片或者极耳1的上部位置对应，侧部光源23用于与极片或者极耳1的侧部位置对应，底部光源用于与极片或者极耳1的底部位置对应。

如图1-4所示的一种毛刺检测方法，包括如下步骤：

步骤一、将待检测产品放置于定位凹槽21中，本实施例所指产品可以是极片或者极耳1，也可以是其他片状物料。夹紧汽缸19驱动移动夹板18往靠近固定夹板17的方向移动，固定夹板17和移动夹板18中的一个设有定位凸块20，这两者中的另一个设有定位凹槽21，使定位凸块20和定位凹槽21扣合，将产品固定于检测夹具3上；

步骤二、输送机构10驱动连接座11在x轴导轨9上往靠近主相机6的方向移动，连接座11带动y轴导轨12同步移动，升降调节机构13驱动水平调节机构15沿y轴导轨12移动，水平调节机构15带动z轴导轨14同步移动，水平调节机构15驱动安装座16沿z轴导轨14移动，安装座16驱动检测夹具3同步移动，检测夹具3带动产品同步移动，使检测夹具3移动到主相机6的下方，即产品移动至主相机6的下方，上部光源22、侧部光源23、底部光源工作，将光线投射到产品的上部、侧部和底部，点光源25发出光从主相机6的镜头射出后投射在产品上，对产品的检测面进行点式打光，点光源25的光线投射于产品的检测面上的点为检测点，辅助相机7采集检测点的图像，输送定位机构继续调整产品的位置，使检测点与辅助相机7的镜头的中心点位置对应，当检测点与辅助相机7的镜头的中心点位置对应时，辅助相机7将信息反馈至主相机6，主相机6对该检测点进行拍摄，检测该检测点上的毛刺长度是否超标，若检测点上的毛刺长度超标，则产品不合格，否则该检测点上的毛刺长度合格，执行步骤三。

步骤三、输送机构10驱动连接座11沿x轴的正向移动，使上述检测点移动至下一检测点的右侧，执行步骤二。

在具体实施时，当检测到检测点上的毛刺长度≥7μm时，则毛刺长度超标，产品不合格，否则该检测点合格，进行下一检测点的检测。该毛刺检测方法，产品沿x轴导轨9的移动过程中，对产品检测面上的检测点依次进行检测，能够提高检测效率，避免出现漏检的现象，有利于提高检测的精准度。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。