铝塑膜封印厚度测量装置的制作方法

本实用新型属于锂离子电池制造设备技术领域，更具体地说，涉及一种用于测量锂离子电池铝塑膜封印厚度的装置。

背景技术：

锂离子软包电池通常采用铝塑膜冲坑成型，然后利用热压将外侧的两层铝塑膜热熔封装在一起。如果电池封印不能满足要求，会给产品的使用带来安全隐患，严重时甚至发生爆炸。因此必须保证所有电池封印完整，不出现虚封。

目前主要通过千分尺测量铝塑膜封印厚度的方式来对电池封印是否满足要求进行检测，但人工测量的方式效率很低，只适合抽检，无法实现在线检测和实时监控生产状态。后来市场上出现了非接触式的厚度测量仪，用于测量铝塑膜封印厚度，但是由于电池封印非常薄，有时还会发生变形，非接触式的测量会产生误差，无法满足精度要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种测量精度高的铝塑膜封印厚度测量装置。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

铝塑膜封印厚度测量装置，包括：底座，所述底座上设置有安装架；设置于所述底座上的电池放置台；顶部测试探针，所述顶部测试探针通过顶部探针安装滑架可沿竖直方向移动地设置于所述安装架上；底部测试探针，所述底部测试探针通过底部探针安装滑架可沿竖直方向移动地设置于所述安装架上，所述底部测试探针位于所述顶部测试探针的下方；与所述顶部探针安装滑架相连的顶部探针复位机构；与所述底部探针安装滑架相连的底部探针复位机构；相对设置的高度位移传感器和传感器接触块，所述高度位移传感器设置于所述底部探针安装滑架或顶部探针安装滑架上，所述传感器接触块对应设置于所述顶部探针安装滑架或底部探针安装滑架上，所述高度位移传感器与传感器接触块之间的距离小于所述顶部测试探针与所述底部测试探针之间的距离。

进一步的，所述电池放置台通过4根高度调节杆设置于所述底座上，所述高度调节杆由一对通过内、外螺纹连接的支撑杆组成，其中，外螺纹支撑杆固定在所述底座上，内螺纹支撑杆与所述电池放置台相连，通过旋转内螺纹支撑杆调节所述电池放置台的高度。

进一步的，所述顶部探针复位机构和所述底部探针复位机构均为弹簧，与所述顶部探针复位机构相连的弹簧的一端与固定在所述安装架上的弹簧安装座连接、另一端与顶部探针复位机构连接；与所述底部探针复位机构相连的弹簧的一端与固定在所述安装架上的弹簧安装座连接、另一端与底部探针复位机构连接。

进一步的，所述顶部探针复位机构位于所述顶部探针安装滑架的下方，所述底部探针复位机构位于所述底部探针安装滑架的上方，所述弹簧为压缩弹簧。

进一步的，所述底部探针安装滑架由底部气缸控制向上移动，所述顶部探针安装滑架由顶部气缸控制向下移动，所述底部气缸的推力大于所述顶部气缸的推力。

进一步的，所述底部气缸位于所述底部探针安装滑架的下方，所述底部气缸的活塞杆上设置有底部气缸顶板，所述顶部气缸位于所述顶部探针安装滑架的上方，所述顶部气缸的活塞杆上设置有顶部气缸顶板。

进一步的，所述顶部气缸的推力可调。

进一步的，所述安装架上设置有限位板，所述限位板位于所述部探针安装滑架的上方。

进一步的，所述高度位移传感器设置于所述底部探针安装滑架上，所述传感器接触块设置于所述顶部探针安装滑架上，所述高度位移传感器的底部与所述底座之间设置有缓冲弹簧。

进一步的，所述安装架上设置沿竖直方向延伸的导轨，所述底部探针安装架和所述顶部探针安装架设置于所述导轨上，并可沿所述导轨移动。

由以上技术方案可知，本实用新型采用接触式测量的方式，利用顶部测试探针和底部测试探针与电池铝塑膜封印的两侧表面相接触，测量过程中会先将变形的封印整平，然后再进行测量，避免了封印表面不平整对测量精度的影响，而且探针采用气缸驱动，测试精度可达到0.1μm，实现了自动测试，并且可将测量数据传给外部电脑系统，实现实时上传数据，便于生产追溯，操作简单、方便，极大提高了生产效率，也排除了人为因素对测量精度的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的主视图；

图3为本实用新型实施例的右视图；

图4为本实用新型实施例的左视图。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述。参照图1、图2、图3及图4，本实施例的铝塑膜封印厚度测量装置包括底座1、电池放置台2、高度位移传感器3、底部测试探针4、顶部测试探针5、安装架6、顶部探针复位机构7以及底部探针复位机构8。

电池放置台2通过4根高度调节杆9安装于底座1上，本实施例的高度调节杆9由一对通过螺纹连接的支撑杆组成，其中，外螺纹支撑杆固定在底座1上，内螺纹支撑杆与电池放置台2相连，外螺纹支撑杆和内螺纹支撑杆通过内、外螺纹相连，并可通过旋转内螺纹支撑杆来调节对电池放置台2的高度，以确保底部测试探针4向上移动到位后，底部测试探针4的上端面与电池放置台2的表面平齐，即底部测试探针4的上端面刚好与电池放置台2上的被测电池封印的下表面接触。

安装架6固定在底座1上，底部测试探针4和顶部测试探针5均可沿竖直方向上下移动地设置于安装架6上。本实施例在安装架6上设置沿竖直方向延伸的导轨6a，底部测试探针4设置于底部探针安装滑架4-1上，底部探针安装滑架4-1设置于导轨6a上，顶部测试探针5设置于顶部探针安装滑架5-1上，顶部探针安装滑架5-1设置于导轨6a上，顶部探针安装滑架5-1和底部探针安装滑架4-1均可沿导轨6a移动。

顶部探针安装滑架5-1与顶部探针复位机构7相连，底部探针安装滑架4-1与底部探针复位机构8相连。本实施例的顶部探针复位机构7和底部探针复位机构8均为压缩弹簧，顶部探针复位机构7位于顶部探针安装滑架5-1的下方，底部探针复位机构8位于底部探针安装滑架4-1的上方。顶部探针复位机构7(压缩弹簧)的一端与顶部探针安装滑架5-1连接、另一端与固定在安装架6上的弹簧安装座10连接。底部探针复位机构8(压缩弹簧)的一端与底部探针安装滑架4-1连接、另一端与弹簧安装座10连接。采用压缩弹簧作为顶部探针复位机构7和底部探针复位机构8，除了可以分别为顶部测试探针5及底部测试探针4提供复位的作用力外，还可以为顶部测试探针5及底部测试探针4的移动提供缓冲力，对于顶部探针安装滑架5-1，顶部探针复位机构7还可以为其提供支撑。

在底部探针安装滑架4-1的下方设置有底部气缸4-2，底部气缸4-2的活塞杆上设置有底部气缸顶板4-3，底部气缸4-2动作时向上顶起底部探针安装滑架4-1，使底部测试探针4向上移动，直到底部探针安装滑架4-1与弹簧安装座10刚性相顶。在顶部探针安装滑架5-1的上方设置有顶部气缸5-2，顶部气缸5-2的活塞杆上设置有顶部气缸顶板5-3，顶部气缸5-2动作时可向下压顶部探针安装滑架5-1，使顶部测试探针5向下移动，直到顶部测试探针5完全接触被测铝塑膜封印上表面。在顶部探针安装滑架5-1的上方设置有限位板11，防止顶部探针安装滑架5-1移动脱离导轨6a。底部气缸4-2的推力大于顶部气缸5-2的推力，以避免顶部测试探针5接触铝塑膜后继续顶着底部测试探针4向下移动，照成测量误差。顶部气缸5-2的推力可调，从而避免保证铝塑膜与探针被撞坏。

高度位移传感器3通过传感器安装块3-1固定在底部探针安装滑架4-1上，随底部探针安装滑架4-1一起移动。高度位移传感器3的底部与底座1之间设置有缓冲弹簧3a，缓冲弹簧3a为高度位移传感器3的下移提供一个缓冲力。在顶部探针安装滑架5-1上对应设有可与高度位移传感器3相接触的传感器接触块3-2。高度位移传感器3与传感器接触块3-2之间的距离小于顶部测试探针5与底部测试探针4之间的距离，由此在顶部测试探针5向下移动的过程中，高度位移传感器3会先与传感器接触块3-2(顶部探针安装滑架5-1)相接触，然后顶部测试探针5才会与铝塑膜封印相接触，以保证测量的准确性。

下面对本实用新型的测量过程作进一步的说明，在对电池封印厚度进行测量之前，需先获取一个标准位移差值，用于后续测量过程中计算电池封印的厚度，标准位移插值的获取方法为：电池放置台2上不放置电池，启动底部气缸4-2，使底部探针安装滑架4-1带动底部测试探针4移动至底部测试探针4的上端面与电池放置台2的上表面平齐，然后启动顶部气缸5-2，使顶部探针安装滑架5-1带动顶部测试探针5向下移动，在顶部测试探针5向下移动直至其下端面与底部测试探针4的上端面完全接触的过程中，传感器接触块3-2会先与高度位移传感器3相接触，然后顶部测试探针5才与底部测试探针4相接触，高度位移传感器3检测并记录下传感器接触块3-2与高度位移传感器3相接触时高度位移传感器3的高度以及顶部测试探针5与底部测试探针4相接触时高度位移传感器3的高度，两个高度之差即为标准位移差值。

测量电池的封印厚度时，将被测电池放置于电池放置板2上，电池铝塑膜的封印朝向测试探针，并位于底部测试探针4和顶部测试探针5之间；

底部气缸4-2动作，通过底部气缸顶板4-3向上顶底部探针安装滑架4-1，使底部测试探针4向上移动至其上端面与电池放置台2上表面平齐，正好与被测电池铝塑膜封印的下表面相接触；

顶部气缸5-2动作，通过顶部气缸顶板5-3向下压顶部探针安装滑架5-1，使顶部测试探针5向下移动至与被测电池铝塑膜封印的上表面完全接触，在此过程中，传感器接触块3-2同样会先与高度位移传感器3相接触后，顶部测试探针5才与电池铝塑膜封印的上表面相接触，高度位移传感器3检测并记录传感器接触块3-2与高度位移传感器3相接触时高度位移传感器3的高度以及顶部测试探针5与电池铝塑膜封印的上表面相接触时高度位移传感器3的高度，将两个高度的差值与标准位移差值作差，即得到铝塑膜封印的厚度，完成一次测量；

测量完毕后，底部气缸4-2和顶部气缸5-2缩回，分别离开底部探针安装滑架4-1和顶部探针安装滑架5-1，底部测试探针4在底部探针复位机构8——弹簧的弹力作用下向下复位，顶部测试探针5也在顶部探针复位机构7——弹簧的弹力作用下向上复位，将测量好的电池取出，放入下一块被测电池，重复以上步骤，对电池的铝塑膜封印厚度进行测量。

为了排除累计误差，在进行一定次数的测量后，需要对标准位移差值清零，重新获取一个标准位移差值。此外，为了保证测量精度，顶部测试探针与底部测试探针接触时必须为面接触，而不是线接触或点接触。

本实用新型以底部测试探针的上端面为基准面，顶部测试探针的下端面为测量面，测量面与基准面之间的距离为被测铝塑膜厚度，将被测铝塑膜厚度转换成两个测试探针之间的距离，通过控制顶部测试探针和底部测试探针的往复运动，实现封印厚度自动测量，而且采用电子式高度位移传感器，可以将测量数据直接上传至电脑，替代了手工测量的方式，不仅测量方便、快捷，提高了效率，节省了人力，而且还可以实现在线自动测量，实时反馈电池封印厚度，方便生产追溯；同时排除人为因素的影响，测量更加准确。

当然，本实用新型的技术构思并不仅限于上述实施例，还可以依据本实用新型的构思得到许多不同的具体方案，例如，探针复位机构可以是诸如拉簧、压簧、弹片等弹性件，也可以是气缸，气缸与探针安装滑架相连，当气缸复位时也可以带动测试探针复位；高度位移传感器和传感器接触块的设置位置也可以对调，诸如此等改变以及等效变换均应包含在本实用新型所述的范围之内。