CN101040182A - 用于检查电池外壳上的微伤的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
可通过使用一种简单的设备,准确并稳定地检查在由圆柱形钢板形成的电池外壳表面附近的微伤。电池外壳(1)通过旋转器件(2)围绕圆柱形结构的中心轴旋转,以及磁通量从框架(4)的端部施加到旋转的电池外壳。当在电池外壳(1)上存在微伤时,产生泄漏的磁通量,通过配置在电池外壳(1)附近的磁性传感器(6)来检测泄漏的磁通量,并通过信号处理器件(11)将其显示在显示器件(12)上。由于圆柱形电池外壳(1)围绕其中心轴旋转,不改变其表面和磁性传感器(6)之间的距离,并且可以稳定地检测微伤。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于自动检查由诸如薄钢板等的磁性材料制成的圆柱形电池外壳的表面上的微伤的检查设备和检查方法。
背景技术
在常用的干电池中,外壳由表面使用镀镍等处理的薄钢板制成。可以通过将薄钢板深冲压为圆柱形、随后可选地进一步执行挤拉来生产所述外壳。在诸如深冲压等的生产工艺中,薄钢板与压模和工具接触并受到强力,以便被较大地变形。
并且,受到深冲压的薄钢板材料通常具有不可避免地会在材料的生产过程中产生的诸如砂眼细孔和非金属内含物污染的缺陷。当薄钢板材料具有这种缺陷时,在深冲压等的过程中,经常围绕所述缺陷形成诸如裂缝等的微伤。这些微伤非常细小,以致几乎不能通过视觉观察到这些微伤,即使是表面微伤。另外,即使当薄钢板材料没有缺陷时,在成形工艺中,材料与压模等接触,从而在某些情况下,在圆柱形材料的表面附近形成微伤。
在干电池被长期使用的情况下,由于电解液的变质等,液体可能从电池泄漏,从而使用干电池作为电源的电子器件会受到污染和损坏。另外,在使用串联的多个干电池并且一个电池以不正确的相反极性方向连接的情况下,反向电流通过电池,从而产生使电池破裂的气体。用于干电池外壳的薄钢板具有0.1到0.2mm的较小厚度,从而外壳上的微伤会引起液体泄漏和破裂。因此,在表面附近具有微伤的干电池外壳一定会作为劣质产品而被拒绝。
作为用于检查钢板表面上的微伤的方法,已知磁性搜索方法。如图6所示,在钢板表面附近的磁通量变形并在具有诸如裂缝的缺陷的位置从表面泄漏,并且上述方法利用这种现象。通过使用磁性传感器来检测泄漏的磁通量,可以检查在钢板表面附近的微伤。代替使用磁性传感器,也可以通过散布铁粉并通过视觉观察其聚集状态来检测泄漏的磁通量。
在JP-A-56-61645中披露了一种通过使用磁性传感器来检测泄漏的磁通量从而检查钢板表面上的微伤的设备。如图7所示,使用该设备来检查钢板20的物体材料上的微伤。检测单元21与导向杆8连接并放置在钢板20之上。检测单元21具有C-形框架4,其具有正好在钢板20之上的腿的端部,并且激励线圈5与框架4的中心连接。另外,检测单元21具有配置在钢板20附近的多个磁性传感器6,并且每个磁性传感器6和钢板20之间的距离是1mm或更小。
为了检查微伤,通过将电流施加到激励线圈5来将框架4转换为电磁体。这样,在使用腿4A作为N极的情况下,磁通量从腿4A到S极腿4B流过钢板20的表面。在这种情况下,当钢板20具有微伤(或缺陷)时,磁通量从钢板20的表面泄漏,并且通过磁性传感器6来检测泄漏的磁通量。通过信号处理器件(未示出)来处理检测信号,以测量微伤的位置。检测单元21通过导向杆8来引导,并沿钢板20的宽度方向移动并扫描钢板20,以便检查微伤。
专利文献1:JP-A-56-61645
发明内容
在检测泄漏的磁通量从而检查钢板上的微伤的方法中,可以只通过相对简单的设备来检测钢板表面附近的细小微伤。但是,如专利文献1所述,使用检测泄露的磁通量的现有方法,只能检查钢板等平坦材料上的微伤。电池外壳的物体材料具有圆柱形结构,由于磁性传感器和外壳表面之间的距离通过移动而改变,因此不能只通过平行于外壳移动磁性传感器来检查其上的微伤。另外,在沿着圆柱外壳的圆周移动磁性传感器的情况下,需要复杂的导向单元并且磁性传感器的移动可能导致在检测信号中产生噪声。本发明的目的是,检测由诸如钢板的磁性材料制成的圆柱形电池外壳的微伤,而没有这些缺点。
在本发明中,考虑到上述目的,通过简单的设备来准确检查圆柱形电池外壳上的微伤。因此,本发明的检查设备是用于检查圆柱形电池外壳上的微伤,其特征在于包括:旋转器件,用于围绕圆柱形结构的中心轴旋转电池外壳;彼此面对的磁极,用于将磁通量施加到电池外壳,该磁极相对于电池外壳横向放置;磁性传感器,置于电池外壳附近;信号处理器件,用于处理由磁性传感器检测的信号;以及显示器件,用于显示处理结果。
如权利要求2所述,磁性传感器可沿轴向与圆柱形电池外壳的中心轴平行地移动,从而沿轴向扫描电池外壳以便检测微伤。
另外,如权利要求3所述,该检查设备具有沿圆柱形电池外壳放置的多个磁性传感器,用于检测微伤。
本发明包括一种方法。如权利要求4所述,本发明的检查方法用于检查圆柱形电池外壳上的微伤,其特征在于包括使用用于围绕圆柱形结构的中心轴旋转电池外壳的单元、用于将磁通量从相对于电池外壳横向放置的彼此面对的磁极施加到电池外壳的单元和通过置于电池外壳附近的磁性传感器来检测泄漏的磁通量的单元,从而包括下列步骤:在旋转外壳的同时将磁通量施加到电池外壳、检测泄漏的磁通量以及处理和显示检测信号。
附图说明
图1是表示根据本发明的用于检查电池外壳的设备的示意图。
图2是表示本发明的检查设备中的磁性传感器的配置的示图。
图3是表示电池外壳中的磁通量流动的说明图。
图4是表示本发明中磁性传感器的改进配置的示图。
图5是表示根据本发明的检查结果的图。
图6是表示泄漏的磁通量的说明图。
图7是表示通过检测泄漏的磁通量来检查钢板上的微伤的现有设备的示图。
在附图中,附图标记1、2、4、5、6、11、12分别表示电池外壳、旋转器件、框架、激励线圈、磁性传感器、信号处理器件、显示器件。
具体实施方式
以下将参考附图来描述根据本发明的用于检查电池外壳上的微伤的装置。电池外壳包括通过深冲压方法、冲压和挤拉方法(DI方法)、冲压薄再冲压方法(DTR方法)以及冲压后拉伸并挤拉的方法制备的圆柱外壳。图1是表示根据本发明的检查装置的示意图,并且由相同的附图标记表示图1中与图7的传统装置的部件相应的部件。图2是表示本发明中电池外壳和磁性传感器的结构的示图,以及图3是表示电池外壳中的磁通量流动的说明图。另外,图4是表示磁性传感器的改进的结构的示图。
在图1和2中,将电池外壳1的物体材料与诸如马达的旋转器件2的轴3连接,使电池外壳1能绕圆柱结构的中心轴旋转。轴3由非磁性材料制成,以防止磁通量从其通过。尽管在该示例中电池外壳直接与诸如马达的旋转器件2的轴3连接,但是也可以通过包括传送带或摩擦轮等的传送系统来使电池外壳1旋转。框架4的两端被用作磁极,并且沿径向设置在电池外壳1的附近,以及将激励线圈5与框架4的中心连接。在该示例中,检查设备是垂直设置类型设备,框架4的两端位于上方而激励线圈5位于下方,并且将旋转器件2和框架4固定到未示出的框架。另外,尽管在该示例中使用电磁体,但是可以使用不带激励线圈5的永磁体来代替电磁体。
磁性传感器6位于电池外壳1附近例如在1mm距离处。磁性传感器6使用霍尔元件等的已知传感器,并将其连接到检测头7。检测头7被安装在固定到框架的导向杆8上,并通过致动器9沿电池外壳1的轴向滑动。可以通过使用丝杠系统代替致动器9来移动检测头7。经由放大器10将磁性传感器6所检测的信号输入到信号处理器件11,在信号处理器件11中处理该信号以便提取微伤信号并传递到显示器件12。
接下来将描述检查设备的操作和检查的方法。当将电流从DC电源施加到激励线圈5时,框架4被转换为电磁体,并且在框架4的端部产生彼此面对的N极和S极,N极和S极置于旋转的电池外壳1附近。这样,如图3所示,磁通量通过电池外壳1从N极流向S极。在使用永磁体的情况下,配置其N极和S极,使得磁极彼此面对,电池外壳1位于它们之间。注意,尽管为了便于理解,在图3中看起来电池外壳1较厚,但是实际上电池外壳1具有0.1到0.2mm的较小厚度。
磁通量主要在外壳表面附近通过电池外壳1,并且当外壳具有诸如微伤的缺陷时,磁通量从电池外壳1的表面泄漏。可以通过使用磁性传感器6检测泄漏的磁通量来检测微伤的存在。通过旋转器件2使电池外壳1旋转,从而能在磁性传感器6的位置检测圆柱形电池外壳1的整个圆周上的微伤。在该过程中,尽管理论上只通过电池外壳1旋转一次来检查整个圆周,但是从提高检查准确性的观点来看,优选通过多次旋转来检查圆周。然后,沿电池外壳1的轴向移动磁性传感器6以便检测微伤,从而检查电池外壳1的整个表面。
代替沿轴向移动一个磁性传感器6,可以如图4的改进配置所示,沿电池外壳1配置多个磁性传感器6,这些磁性传感器6同时检测在每个位置的微伤。在这种情况下,可以检查整个表面而不沿宽度方向移动磁性传感器6以重复检测,从而可以大大减少检查时间,从而该设备适合用于检查在生产线上大量生产的电池外壳。另外,磁性传感器6被固定,从而不会由于磁性传感器的移动而产生噪声。同时在这种情况下,优选使电池外壳1旋转多次来提高检查准确性。在该改进配置的示例中,将检测信号作为多信道信号从磁性传感器6传递到信号处理器件11。
在图5中示出了通过本发明的检查设备来检查电池外壳上的微伤的结果。在电池外壳上形成细小微伤,在旋转电池外壳的同时,由磁性传感器检测到信号并将该信号传递到信号处理器件,然后在显示器件的示波器中显示该信号。横坐标轴表示时间,而纵坐标轴表示信号电平。在检查结果中,示出了对于电池外壳的每次旋转,由于表面微伤而导致的信号电平中的尖锐峰值,因此,通过本发明的设备可以检测细小微伤。
如上所述,在本发明中,为了检查由诸如钢板的磁性材料制成的圆柱形电池外壳上的微伤,在旋转壳体的同时,将磁通量施加到电池外壳,通过置于电池外壳附近的磁性传感器来检测泄漏的磁通量,并在显示器件中显示获得的信号。上述示例的检查设备是用作磁极的框架的两端位于上方的垂直配置类型的设备,然而,所述检查设备也可以是水平配置类型的设备。另外,显而易见,不仅示波器可以用作显示器件,而且各种单元都可以用作显示器件,并且例如,将检测信号作为数字数据存储在记录介质上然后显示。
工业实用性
在本发明中,围绕电池外壳的圆柱结构的中心轴旋转电池外壳,通过磁体将磁通量施加到旋转的电池外壳,通过置于电池外壳附近的磁性传感器来检测泄漏的磁通量。当电池外壳具有微伤时,产生泄漏的磁通量。由于圆柱形电池外壳围绕中心轴旋转,因此,不改变外壳表面和磁性传感器之间的距离,因此可以稳定检测电池外壳上的微伤。另外,检查设备具有用于处理和显示来自磁性传感器的检测信号的处理器和显示器件,因此可以准确确定微伤的位置。同时,根据权利要求4的本发明的方法具有有利的效果。
如权利要求2所述,可以沿圆柱形电池外壳的轴向移动磁性传感器,从而沿轴向扫描电池外壳表面。在这种情况下,可以只通过一个磁性传感器来检测不同位置的微伤。
可以如权利要求3所述,沿圆柱形电池外壳放置多个磁性传感器以检测微伤,以及在这种情况下,可以同时跨越电池外壳的整个宽度来进行检测。这样,基本上通过只旋转电池外壳一周就可以实现整个表面上的微伤检查,从而可以大大减少检查时间。另外,磁性传感器不沿电池外壳的径向和轴向移动,从而不会在检测信号中产生由于磁性传感器的移动而产生的噪声。
Claims (4)
1.一种检查设备,用于检查圆柱形电池外壳(1)上的微伤,其特征在于,包括:旋转器件(2),用于围绕圆柱形结构的中心轴旋转电池外壳(1);彼此面对的磁极,用于将磁通量施加到电池外壳(1),该磁极相对于外壳横向放置;磁性传感器(6),置于电池外壳(1)附近;信号处理器件(11),用于处理由磁性传感器(6)检测的信号;以及显示器件(12),用于显示处理结果。
2.根据权利要求1的检查设备,其中,所述磁性传感器(6)可沿轴向与圆柱形电池外壳(1)的中心轴平行地移动。
3.根据权利要求1的检查设备,其中,所述检查设备包括沿圆柱形电池外壳放置的多个磁性传感器(6)。
4.一种检查方法,用于检查圆柱形电池外壳(1)上的微伤,其特征在于包括使用用于围绕圆柱形结构的中心轴旋转电池外壳(1)的单元、用于将磁通量从相对于外壳横向放置的彼此面对的磁极施加到电池外壳(1)的单元、和通过置于电池外壳附近的磁性传感器(6)来检测泄漏的磁通量的单元,从而包括下列步骤:在旋转外壳的同时将磁通量施加到电池外壳(1)、检测泄漏的磁通量以及处理和显示检测信号。
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