CN102175165A

CN102175165A - 激光测厚仪

Info

Publication number: CN102175165A
Application number: CN2011100321013A
Authority: CN
Inventors: 贾宝安; 罗志高
Original assignee: Dongguan Amperex Electronics Technology Ltd; Dongguan Amperex Technology Ltd
Current assignee: Dongguan Amperex Electronics Technology Ltd; Dongguan Amperex Technology Ltd
Priority date: 2011-01-30
Filing date: 2011-01-30
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2031-01-30

Abstract

本发明公开了一种激光测厚仪，用以对电池极片的厚度进行测量，其包括测量组件和穿带组件。测量组件包括位置调整器和设于位置调整器上的感应器，电池极片安装于穿带组件上，感应器对电池极片的厚度进行测量，测量组件跨设于穿带组件。相对于现有技术，本发明激光测厚仪具有测量精度高和稳定性好的优点。

Description

激光测厚仪

技术领域

本发明涉及一种测厚仪器，更具体地说，本发明涉及一种用于测量电池极片厚度的激光测厚仪。

背景技术

众所周知，随着人们日常生活中对电池的需求日益增加，电池质量的检测也必然成为各电池厂家非常关注的问题。

在电池质量检测的各项指标中，电池经冷压后对电池极片厚度的检测非常重要，会直接影响到后面工序。如何对电池极片的厚度进行高精度测量是电池生产厂商急待解决的问题。

迄今为止，有些电池厂商使用静态接触式厚度测量的方法对电池极片的厚度（螺旋千分尺测量）进行测量，这种测量方法对生产效率和产品质量都产生很大影响，实时性能差。

随着测厚技术的不断发展，对于电池经冷压后电池极片厚度的测量出现很多方法，如激光透射法、超声波测量等。不同的测量方法有着不同的技术特点和应用范围。如今，激光测厚等非接触式测量已被用于电池极片的厚度测量，激光测量方法属于非接触式，可以在线测量，实时性能好。

然而，由于激光测量方法受到环境、表面结构、被测物倾斜、波动等诸多因素的影响，其测量准确度一直得不到圆满解决。现有的激光测量设备容易受冷压机振动、极片表面颗粒结构、极片波动的影响，导致测量准确度不理想，其测量精度仅为2~3微米，不能满足更高的生产需求。

有鉴于此，确有必要提供一种能对电池极片的厚度进行高分辨率、高精度测量的激光测厚仪。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术激光测厚仪测量精度不高的技术问题，提供一种具有高测量精度的激光测厚仪。

为了实现上述目的，本发明提供了一种激光测厚仪，用以对电池极片的厚度进行测量，其包括测量组件和穿带组件，测量组件跨设于穿带组件，测量组件包括位置调整器及设于位置调整器上的感应器，电池极片安装于穿带组件上，感应器对电池极片的厚度进行测量。

作为本发明激光测厚仪的一种改进，所述感应器与所述测量组件的底部存在高度差。

作为本发明激光测厚仪的一种改进，所述测量组件包括底座及设于底座上的第一支架，第一支架与底座之间设有橡胶垫。

作为本发明激光测厚仪的一种改进，所述测量组件还包括导轨及第二支架，第二支架设置于导轨并沿导轨移动，位置调整器安装于第二支架的两相对自由端。

作为本发明激光测厚仪的一种改进，所述测量组件还包括支撑所述导轨的支撑座。

作为本发明激光测厚仪的一种改进，所述第一支架呈工字形，所述第二支架呈C型，所述位置调整器安装于所述第二支架的两相对自由端。

作为本发明激光测厚仪的一种改进，所述穿带组件包括底板和位于底板上的支撑架，支撑架设有收容空间，所述测量组件穿设于收容空间。

作为本发明激光测厚仪的一种改进，所述测量组件包括底座及位于底座上的第一支架，底座与第一支架穿设于所述收容空间。

作为本发明激光测厚仪的一种改进，所述测量组件还包括浮动辊、固定辊和支撑辊，支撑辊的轴心与浮动辊的轴心、固定辊的轴心之间存在高度差。

作为本发明激光测厚仪的一种改进，所述浮动辊位于所述支撑架的中部，所述固定辊和所述支撑辊位于所述支撑架的顶部。

作为本发明激光测厚仪的一种改进，所述支撑辊位于所述固定辊之间。

作为本发明激光测厚仪的一种改进，所述支撑辊两相对端设有陶瓷片，陶瓷片与所述支撑辊表面处于同一水平面。

作为本发明激光测厚仪的一种改进，所述陶瓷片对应所述位置调整器设置。

相对于现有技术，本发明激光测厚仪至少具有以下优点：由于测量组件跨设于穿带组件，测量组件与穿带组件分别独立设置，避免了极片生产过程中的振动对感应器数据采集产生的影响，保证了激光测厚仪的高精度测量，具有高精度测量和稳定性好等优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明激光测厚仪进行详细说明。

图1是本发明激光测厚仪一个实施方式的结构示意图。

图2是图1所示激光测厚仪中测量组件的结构示意图。

图3是图1所示激光测厚仪中穿带组件的结构示意图。

图4是图3所示穿带组件的局部放大示意图。

图5是图2所示位置调整器的放大示意图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案和技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。应当理解，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。

请参阅图1所示，是本发明激光测厚仪2一个具体实施方式的结构示意图。激光测厚仪2包括测量组件22和穿带组件24。

测量组件22包括底座220、第一支架222、支撑座224、导轨226、第二支架228和位置调整器26。底座220与第一支架222之间设有若干个橡胶垫227。

底座220使用工字形设计，且使用大重量设计，以避免因冷压机工作时产生的振动影响测量精度。

第一支架222呈工字形，由多个橡胶垫227支撑于底座220的上表面，橡胶垫227通过螺栓(未标示)固定在底座220上。橡胶垫227起支撑与隔振作用。由于需要隔振的工字形第一支架222及其承载部分形状是细长形，使用橡胶垫227时应注意合适的位置布置，避免造成承载部分在X、Y轴都有不能接受的较大高度变化，提高测量精度。

支撑座224通过螺栓(未标示)固定在第一支架222上，支撑座224选用膨胀系数小的大理石制成。

导轨226安装在支撑座224上。

第二支架228呈C型，安装在导轨226上，第二支架228选用膨胀系数小的大理石制成。安装在支撑座224的电机(未图示)可通过丝杆机构(未图示)带动第二支架228沿导轨226移动，其测量范围达到800mm。

位置调整器26包括两个安装于第二支架228的两相对自由端的位置调整器26，位置调整器26之间存在高度差。位置调整器26表面设有感应器27，且感应器27之间存在高度差。

穿带组件24包括底板240、支撑架242、浮动辊244、固定辊246、支撑辊247和陶瓷片248。

底板240连接前后的穿带结构，属于大重量设计，避免极片运动时机架产生很大的振动，对测量精度造成影响。

支撑架242位于底板240的相对两侧，以便底板240上方预留出一收容空间，以供测量组件22穿设于其中。

浮动辊244设于支撑架242的中部，位于固定辊246和支撑辊247的下方。电池冷压过程中电池极片有很大振动，浮动辊244可起到缓冲作用，使极片能平稳地运行。

固定辊246设于支撑架242的顶部，与支撑辊247平行设置。

支撑辊247位于两固定辊246之间，支撑辊247由直径15mm的2根轴组成，可绷紧极片，消除极片波浪边对测量的影响。

为了保证极片稳定地经过测量头，本发明采用高度差方法，即支撑辊247的轴心与浮动辊244的轴心、固定辊246的轴心之间有一定高度差。如此既不防碍第二支架228的位置移动，又可以起到支撑、绷紧作用。

请参阅图4所示，陶瓷片248安装在支撑辊247之间，并与支撑辊247表面处于同一水平面。在图示实施方式中，陶瓷片248长度为15mm。靠近第一支架222的陶瓷片248是用于校准设于第二支架228两相对自由端部的感应器27间的距离，而远离第一支架222的陶瓷片248则用于调整感应器27的光路同轴度。

位置调整器26固定在第二支架228 C型相对两末端。位置调整器26上安装感应器27，以便对感应器27的位置进行精确调整。如图5所示，位置调整器26包括沿X方向移动的第一移动滑台260、沿Y方向移动的第二移动滑台262、沿Z方向移动的第三移动滑台264、及沿X方向移动的第一移动旋柄265、沿Y方向移动的第二移动旋柄266和沿Z方向移动的第三移动旋柄267。位置调整器26用来调整激光光路同轴度，其调整的方法为：先拧松X方向第一移动滑台260的固定螺丝之后，再通过旋转X方向的第一移动旋柄265来控制感应器27在X方向上的位置移动，确定位置后再拧紧固定螺丝。Y、Z方向上位置调整与X方向相似，不再赘述。也就是说，感应器27可以通过位置调整器26的移动来调整其位移，其移动步进精度达到1微米，高精度使得上下激光光路同轴度的精确调整容易实现。

组装时，测量组件22与穿带组件24坐骑式安装，即底座220和第一支架222的一部分穿入穿带组件24的收容空间。测量组件22与穿带组件24之间相互独立、互不连接。测量组件22与穿带组件24之间相互独立的结构设计，使得极片运动过程中产生的振动不会影响测量，消除极片振动对测量精度的影响，以保证激光测厚仪2的高精度测量。

本发明激光测厚仪2的测量流程如下：

步骤一：穿好极片后，电机移动到测量起始位，即靠近位置调整器26的陶瓷片248处；

步骤二：极片跑动后，电机带动传感器扫描靠近位置调整器26的陶瓷片248，长度为10mm，获取大量数据后计算陶瓷片248的厚度值。根据测量的厚度值与标准的厚度值(500微米)计算出距离补偿值；

步骤三：电机移位到第一测量位置，电机停止后，感应器27开始采集数据，数据采集完后，电机移位到第二测量位置开始采集数据，电机移位的同时，分析第一位置采集的数据，计算极片第一位置的厚度值；

步骤四：重复步骤三，一直到第六测量位置，然后到远离述位置调整器26的陶瓷片248并测量其厚度值；

步骤五：位置调整器26的陶瓷片248测量完后，电机反转测量第六位置，重复步骤三，到第一测量位置；

步骤六：第一测量位置测量完后，再到靠近位置调整器26的陶瓷片248进行校准计算补偿值。

此外，上下光路不同轴或同轴度差，则极片的小角度倾斜对测量结果影响很大。当同轴差为0.1mm，被测物厚度500微米时，厚度误差为5微米。因此，调整上下光路同轴度十分必要。本发明激光测厚仪2通过远离第一支架222的陶瓷片248来调整激光光路的同轴度。由于陶瓷片的表面与极片表面结构都比较粗糙，对陶瓷片以高采样频率扫描一段长度获取大量数据后处理得到稳定的标准块厚度值。

本发明的激光测厚仪2，由于测量组件22和穿带组件24独立设置，避免极片生产过程中的振动对感应器27的数据采集产生影响；测量组件22的底座220与第一支架222间由于设有橡胶垫227，可以隔绝因为冷压机生产时产生的巨大振动，保证测量的精确度。

综上所述，本发明激光测厚仪2具有高精度测量、稳定性好等优点。

根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims

1.一种激光测厚仪，用以对电池极片的厚度进行测量，其特征在于：所述激光测厚仪包括测量组件和穿带组件，测量组件跨设于穿带组件，测量组件包括位置调整器及设于位置调整器上的感应器，电池极片安装于穿带组件上，感应器对电池极片的厚度进行测量。

2. 根据权利要求1所述的激光测厚仪，其特征在于：所述感应器与所述测量组件的底部存在高度差。

3. 根据权利要求1所述的激光测厚仪，其特征在于：所述测量组件包括底座及设于底座上的第一支架，第一支架与底座之间设有橡胶垫。

4. 根据权利要求3所述的激光测厚仪，其特征在于：所述测量组件还包括导轨及第二支架，第二支架设置于导轨并沿导轨移动，位置调整器安装于第二支架的两相对自由端。

5. 根据权利要求4所述的激光测厚仪，其特征在于：所述测量组件还包括支撑所述导轨的支撑座。

6. 根据权利要求4所述的激光测厚仪，其特征在于：所述第一支架呈工字形，所述第二支架呈C型，所述位置调整器安装于所述第二支架的两相对自由端。

7. 根据权利要求1所述的激光测厚仪，其特征在于：所述穿带组件包括底板和位于底板上的支撑架，支撑架设有收容空间，所述测量组件穿设于收容空间。

8. 根据权利要求7所述的激光测厚仪，其特征在于：所述测量组件包括底座及位于底座上的第一支架，底座与第一支架穿设于所述收容空间。

9. 根据权利要求8所述的激光测厚仪，其特征在于：所述测量组件还包括浮动辊、固定辊和支撑辊，支撑辊的轴心与浮动辊的轴心、固定辊的轴心之间存在高度差。

10. 根据权利要求9所述的激光测厚仪，其特征在于：所述浮动辊位于所述支撑架的中部，所述固定辊和所述支撑辊位于所述支撑架的顶部。

11. 根据权利要求10所述的激光测厚仪，其特征在于：所述支撑辊位于所述固定辊之间。

12. 根据权利要求11所述的激光测厚仪，其特征在于：所述支撑辊两相对端设有陶瓷片，陶瓷片与所述支撑辊表面处于同一水平面。

13. 根据权利要求12所述的激光测厚仪，其特征在于：所述陶瓷片对应所述位置调整器设置。