CN109759344A - 一种检测电池正负极片对齐度的x-ray检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种检测电池正负极片对齐度的x‑ray检测设备，包括进料传送机构、x‑ray检测机构、至少一移载机构、出料传送机构；所述x‑ray检测机构位于进料传送机构与出料传送机构之间；所述移载机构用于将进料传送机构上的物料移进至x‑ray检测机构的检测区域进行检测，及将检测后的物料移出至出料传送机构；所述出料传送机构上方设有分拣机构，分拣机构一侧设有分拣盒，分拣盒内设有用于盛放良品物料、不良品物料的第一凹槽、第二凹槽；所述分拣机构用于将良品物料及不良品物料分别分拣至第一凹槽、第二凹槽内。本发明该可自动检测电池正负极片的对齐度，并将良品及不良品分离，检测速度快、效率高、检测精确、实用性强。

Description

一种检测电池正负极片对齐度的x-ray检测设备

技术领域

本发明涉及锂电池x-ray检测技术领域，尤其涉及一种检测电池正负极片对齐度的x-ray检测设备。

背景技术

锂电池具有能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等多种优点，进而广泛应用于各种电子设备中，如移动电话、笔记本电脑、摄像机、无人机等。同时，随着锂电池技术的不断发展，锂电池的应用领域也逐渐扩大，在电动汽车、航天和储能等需要大容量软包电池领域中发挥着更大的作用。

在锂电池制造过程中，正负极片卷绕的对齐度至关重要。而半自动卷绕机生产的方形、较厚的铝塑膜软包装锂离子电池在充电后容易出现表面变形，导致厚度增大，且电池内部液体升高至一定温度后，容易产生自然鼓包或破裂、刺穿隔膜等，进而影响电芯卷绕的对齐度。因此，电池制造完成后，需要对电池进行检测。

由于常规光学检测无法看到电池内部的对齐情况，而X射线探伤设备具有一定的穿透性，不用破坏电池即可直观看到电池的内部电芯卷绕对齐度情况，因而得以广泛应用。而现有技术中的x-ray检测设备大多存在以下几点不足之处：

1)设置有至少两个出料传送机构，分别用于传送良品物料、不良品物料，能耗大、开支高、占用空间大、整体结构不紧凑、工作效率不高。

2)x-ray检测机构大多固定，不能自由调整x-ray发射器与x-ray接收器之间的距离，进而无法实现不同倍率的物料检测。

3)一般是低功率大焦点射线源，穿透力差、成像不清晰、易出现误判、错判等问题，导致有问题的电池流入消费者手中，造成潜在安全隐患。

综上可知，所述x-ray检测设备，实际中存在不便的问题，所以有必要加以改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测电池正负极片对齐度的x-ray检测设备，该设备可自动检测电池正负极片的对齐度，并将良品及不良品分离，检测速度快、效率高、检测精确、实用性强。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种检测电池正负极片对齐度的x-ray检测设备，包括进料传送机构、x-ray检测机构、至少一移载机构、出料传送机构；所述x-ray检测机构位于进料传送机构与出料传送机构之间，且进料传送机构的出料端设有用于将物料固定的进料固定机构；所述移载机构用于将进料固定机构固定的物料移进至x-ray检测机构的检测区域进行检测，及将检测后的物料移出至出料传送机构；所述出料传送机构上方设有分拣机构，分拣机构一侧设有分拣盒，分拣盒内设有用于盛放良品物料及不良品物料的第一凹槽、第二凹槽；所述分拣机构用于将良品物料、不良品物料分别分拣至第一凹槽、第二凹槽内。

进一步地，所述x-ray检测机构包括x-ray接收器、x-ray发射器、第一升降模组、及与x-ray接收器电性连接的相机；所述x-ray发射器安装于第一升降模组上，x-ray接收器及相机位于x-ray发射器正上方；所述第一升降模组用于驱动x-ray发射器靠近或远离x-ray接收器。

进一步地，所述的检测电池正负极片对齐度的x-ray检测设备还包括机架；所述第一升降模组固定安装于机架内，且位于机架底部中间位置；所述x-ray接收器及相机吊装于机架顶部内侧；所述进料传送机构位于机架内底部一侧，且从x-ray检测机构一侧向机架一侧外延伸布置；所述出料传送机构位于机架内底部另一侧，且从x-ray检测机构另一侧向机架另一侧外延伸布置。

进一步地，所述移载机构设置为两个，分别布置于x-ray检测机构两侧，且从进料传送机构的出料端延伸至出料传送机构的进料端；所述移载机构包括第一滑动模组、第二滑动模组；所述第一滑动模组沿进料传送机构的传送方向布置，并与机架底部固定连接；所述第二滑动模组垂直进料传送机构传送方向布置，且其一端与第一滑动模组顶部滑动连接，另一端向进料传送机构的出料端上方延伸；所述第二滑动模组上设有可沿第二滑动模组滑动的移载机械手、及用于驱动移载机械手抓取或投放物料的第一伸缩气缸。

进一步地，所述进料固定机构包括第二伸缩气缸、定位块、定位板；所述定位板沿进料传送机构传送方向布置于其顶部一侧，第二伸缩气缸用于驱动定位块垂直进料传送机构的传送方向运动，以使定位块与定位板夹紧或松开进料传送机构出料端上的物料。

进一步地，所述分拣机构包括第三滑动模组、第一吸盘、第三伸缩气缸；所述第三滑动模组垂直于出料传送机构传送方向布置，且位于其出料端上方；所述第一吸盘安装于第三滑动模组上并可沿第三滑动模组滑动；所述第三伸缩气缸用于控制第一吸盘抓取或投放物料。

进一步地，所述进料传送机构、出料传送机构均包括传送带模组、及驱动传送带模组运转的第一电机。

采用上述方案，本发明的有益效果是：

1)其一移载机构在抓取物料的同时，另一移载机构可将其夹载的物料移至检测区域进行检测，两者交替工作、相互独立、互不干涉，进而提高工作效率；

2)通过第一升降模组可自由调整x-ray发射器与x-ray接收器在Z轴方向的相对位置，实现不同倍率的图像分析；

3)只设置一个出料传送机构，采用分拣盒实现将良品物料及不良品物料分开存放的目的，节约设备占地空间，使得设备更加紧凑；

4)通过分拣机构及分拣盒可快速将良品物料及不良品物料分离；

5)通过大功率射线源及高分辨率CCD导航相机，可获得待检测产品的高清晰的画质；

6)机架无缝焊接，在获得可靠防护的同时，能有效地避免x射线辐射泄漏，提高设备安全性。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为图1另一视角立体图；

图3为图2的A处局部放大图；

图4为图1省却机架的立体图；

图5为图4的B处局部放大图；

图6为本发明移载机构的立体图；

图7为本发明的x-ray发射器、第一升降模组立体图；

其中，附图标识说明：

1—机架； 2—进料传送机构；

3—x-ray检测机构； 4—移载机构；

5—出料传送机构； 6—进料固定机构；

7—分拣机构； 8—分拣盒；

31—x-ray接收器； 32—x-ray发射器；

33—第一升降模组； 34—相机；

41—第一滑动模组； 42—第二滑动模组；

43—移载机械手； 44—第一伸缩气缸；

61—第二伸缩气缸； 62—定位块；

63—定位板； 71—第三滑动模组；

72—第一吸盘； 73—第三伸缩气缸。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

参照图1至7所示，本发明提供一种检测电池正负极片对齐度的x-ray检测设备，包括进料传送机构2、x-ray检测机构3、至少一移载机构4、出料传送机构5；所述x-ray检测机构3位于进料传送机构2与出料传送机构5之间，且进料传送机构2的出料端设有用于将物料固定的进料固定机构6；所述移载机构4用于将进料固定机构6固定的物料移进至x-ray检测机构3的检测区域进行检测，及将检测后的物料移出至出料传送机构5；所述出料传送机构5上方设有分拣机构7，分拣机构7一侧设有分拣盒8，分拣盒8内设有用于盛放良品物料及不良品物料的第一凹槽、第二凹槽；所述分拣机构7用于将良品物料、不良品物料分别分拣至第一凹槽、第二凹槽内。

其中，所述x-ray检测机构3包括x-ray接收器31、x-ray发射器32、第一升降模组33、及与x-ray接收器31电性连接的相机34；所述x-ray发射器32安装于第一升降模组33上，x-ray接收器31及相机34位于x-ray发射器32正上方；所述第一升降模组33用于驱动x-ray发射器32靠近或远离x-ray接收器31；所述的检测电池正负极片对齐度的x-ray检测设备还包括机架1；所述第一升降模组33固定安装于机架1内，且位于机架1底部中间位置；所述x-ray接收器31及相机34吊装于机架1顶部内侧；所述进料传送机构2位于机架1内底部一侧，且从x-ray检测机构3一侧向机架1一侧外延伸布置；所述出料传送机构5位于机架1内底部另一侧，且从x-ray检测机构3另一侧向机架1另一侧外延伸布置。

所述移载机构4设置为两个，分别布置于x-ray检测机构3两侧，且从进料传送机构2的出料端延伸至出料传送机构5的进料端；所述移载机构4包括第一滑动模组41、第二滑动模组42；所述第一滑动模组41沿进料传送机构2的传送方向布置，并与机架1底部固定连接；所述第二滑动模组42垂直进料传送机构2传送方向布置，且其一端与第一滑动模组41顶部滑动连接，另一端向进料传送机构2上方延伸；所述第二滑动模组42上设有可沿第二滑动模组42滑动的移载机械手43、及用于驱动移载机械手43抓取或投放物料的第一伸缩气缸44。

所述进料固定机构6包括第二伸缩气缸61、定位块62、定位板63；所述定位板63沿进料传送机构2传送方向布置于其顶部一侧，第二伸缩气缸61用于驱动定位块62垂直进料传送机构2的传送方向运动，以使定位块62与定位板63夹紧或松开进料传送机构2出料端上的物料；所述分拣机构7包括垂直出料传送机构5传送方向布置且位于其出料端上方的第三滑动模组71，安装于第三滑动模组71并可沿第三滑动模组71滑动的第一吸盘72、及控制第一吸盘72抓取或投放物料的第三伸缩气缸73；进一步地，所述进料传送机构2、出料传送机构5均包括传送带模组、及驱动传送带模组运转的第一电机。

本发明工作原理：

第一升降模组33包括固定安装于机架1上的Z轴立板、沿Z轴立板长度方向布置(竖直Z轴方向)的丝杆组件、与丝杆组件滑动连接的滑座、及驱动丝杆组件运转进而带动滑座运动的第二电机；x-ray发射器32固定安装于光管固定板上，光管固定板上设有光管感应开关(用于感应物料是否传送至检测区域)，光管固定板经滑座带动x-ray发射器32做升降运动，从而靠近或远离x-ray接收器31(x-ray接收器31位于x-ray发射器32正上方，x-ray发射器32与x-ray接收器31之间构成检测区域)；x-ray接收器31位于x-ray发射器32正上方，安装于相机安装板上，相机安装板上设有相机34，且相机安装板顶部经相机吊挂板与机架1顶部固定连接(相机34与x-ray发射器32位于同一直线上)。

第一滑动模组41包括型材架、第一直线电机组件；型材架沿进料传送机构2长度方向布置于其一侧(型材架的长度方向与进料传送机构2的传送方向平行，并从进料传送机构2出料端布置至出料传送机构5进料端)，且与机架1底部固定连接；第一直线电机组件沿型材架长度方向布置于型材架顶部，第二滑动模组42垂直型材架长度方向布置于其顶部，且第二滑动模组42一端与第一直线电机组件滑动连接，另一端向进料传送机构2出料端上方延伸；第二滑动模组42包括第二直线电机组件，移载机械手43经第一伸缩气缸44(第一伸缩气缸44驱动移载机械手取放物料)与第二直线电机组件滑动连接；第二直线电机组件可驱动移载机械手43垂直进料传送机构2的传送方向滑动，第一直线电机组件通过驱动第二直线电机组件，进而带动移载机械手43沿进料传送机构2的传送方向滑动，第一直线电机组件与第二直线电机组件相互配合，以实现移载机械手43抓取物料至检测区域并将检测后的物料投放至出料传送机构5。

第三滑动模组71包括第三直线电机组件，第三直线电机组件垂直出料传送机构5传送方向布置于其出料端上方，其一端通过固定座与机架1一侧固定连接，分拣盒8布置于固定座上；第一吸盘72与第三直线电机组件滑动连接，经第三直线电机组件驱动将良品物料、不良品物料分别移载至分拣盒8内的第一凹槽及第二凹槽中(分拣盒沿第三滑动模组的长度方向布置，第一凹槽靠近第三滑动模组的一端，第二凹槽靠近第三滑动模组的另一端)。

进料传送机构2的传送方向与出料传送机构5的传送方向一致；进料传送机构2与出料传送机构5上均安装有位置传感器，用于感应物料的传送位置。

当物料随进料传送机构2传送至其出料端时，第二伸缩气缸61驱动定位块62垂直进料传送机构2传送方向运动，以使定位块62与定位板63将物料固定，便于移载机械手43抓取物料。

本实施例中，移载机械手43为真空吸盘；此外，移载机械手43还可以为其他能抓取物料夹具或吸具。

本发明还包括设于机架1顶部的三色指示灯、安装于机架1正面的电箱前门、机架1前门、置于机架1一侧的电脑显示屏、键盘、鼠标、散热风扇、机架1底部的三角杯。

本实施例所检测物料为扁平软包卷绕锂电池。

x-ray发射器32采用大功率射线源，x-ray接收器31为平板探测器，相机34为高分辨率CCD导航相机34。

机架1采用无缝焊接，x射线泄漏量≤1uSv/h，确保设备的安全性。

本发明工作步骤如下：

1)将待检测电池放置进料传送机构2上；

2)进料传送机构2将待检测电池传送至其出料端，进料固定机构6将待检测电池固定，其中一移载机构4将电池移进至检测区域进行检测；

3)第一升降模组33驱动x-ray发射器32做升降运动，以实现不同倍率的检测，并经高分辨率CCD导航相机34，获得待检测产品的高清晰的画质；

4)x-ray检测机构将检测结果上传至后台，后台自动测算电芯卷绕的对齐度的最大值、最小值、均值、正极差、负极差比率，自动判断是否符合IPC国际标准；

5)检测完毕后，该移载机构4将检测后的电池投放至出料传送机构5，同时，另一移载机构4将下一待检测电池移载至检测区域，两移载机构4交替工作；

6)两移载机构4相互配合，连续不间断地将待检测物料移载至检测区域，并将检测后的物料投放至出料传送机构5；

7)分拣机构7将良品电池、不良品电池分别分拣至分拣盒8中的第一凹槽、第二凹槽内。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种检测电池正负极片对齐度的x-ray检测设备，其特征在于，包括进料传送机构、x-ray检测机构、至少一移载机构、出料传送机构；所述x-ray检测机构位于进料传送机构与出料传送机构之间，且进料传送机构的出料端设有用于将物料固定的进料固定机构；所述移载机构用于将进料固定机构固定的物料移进至x-ray检测机构的检测区域进行检测，及将检测后的物料移出至出料传送机构；所述出料传送机构上方设有分拣机构，分拣机构一侧设有分拣盒，分拣盒内设有用于盛放良品物料及不良品物料的第一凹槽、第二凹槽；所述分拣机构用于将良品物料、不良品物料分别分拣至第一凹槽、第二凹槽内。

2.根据权利要求1所述的检测电池正负极片对齐度的x-ray检测设备，其特征在于，所述x-ray检测机构包括x-ray接收器、x-ray发射器、第一升降模组、及与x-ray接收器电性连接的相机；所述x-ray发射器安装于第一升降模组上，x-ray接收器及相机位于x-ray发射器正上方；所述第一升降模组用于驱动x-ray发射器靠近或远离x-ray接收器。

3.根据权利要求2所述的检测电池正负极片对齐度的x-ray检测设备，其特征在于，所述的检测电池正负极片对齐度的x-ray检测设备还包括机架；所述第一升降模组固定安装于机架内，且位于机架底部中间位置；所述x-ray接收器及相机吊装于机架顶部内侧；所述进料传送机构位于机架内底部一侧，且从x-ray检测机构一侧向机架一侧外延伸布置；所述出料传送机构位于机架内底部另一侧，且从x-ray检测机构另一侧向机架另一侧外延伸布置。

4.根据权利要求3所述的检测电池正负极片对齐度的x-ray检测设备，其特征在于，所述移载机构设置为两个，分别布置于x-ray检测机构两侧，且从进料传送机构的出料端延伸至出料传送机构的进料端；所述移载机构包括第一滑动模组、第二滑动模组；所述第一滑动模组沿进料传送机构的传送方向布置，并与机架底部固定连接；所述第二滑动模组垂直进料传送机构传送方向布置，且其一端与第一滑动模组顶部滑动连接，另一端向进料传送机构的出料端上方延伸；所述第二滑动模组上设有可沿第二滑动模组滑动的移载机械手、及用于驱动移载机械手抓取或投放物料的第一伸缩气缸。

5.根据权利要求4所述的检测电池正负极片对齐度的x-ray检测设备，其特征在于，所述进料固定机构包括第二伸缩气缸、定位块、定位板；所述定位板沿进料传送机构传送方向布置于其顶部一侧，第二伸缩气缸用于驱动定位块垂直进料传送机构的传送方向运动，以使定位块与定位板夹紧或松开进料传送机构出料端上的物料。

6.根据权利要求1所述的检测电池正负极片对齐度的x-ray检测设备，其特征在于，所述分拣机构包括第三滑动模组、第一吸盘、第三伸缩气缸；所述第三滑动模组垂直于出料传送机构传送方向布置，且位于其出料端上方；所述第一吸盘安装于第三滑动模组上并可沿第三滑动模组滑动；所述第三伸缩气缸用于控制第一吸盘抓取或投放物料。

7.根据权利要求1所述的检测电池正负极片对齐度的x-ray检测设备，其特征在于，所述进料传送机构、出料传送机构均包括传送带模组、及驱动传送带模组运转的第一电机。