CN110369306B - 一种膜电极检测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种膜电极检测设备，包括上料位，所述上料位的下方位设有废料位，所述废料位的下方位设有下料位，所述上料位的正下方间隔的设有置料位；采用转盘多工位工作方式，搭载可移动的CCD检测系统，配合翻面机构，在使用一套检测系统的情况下，实现对膜电极正反两面的瑕疵检测及分类。

Description

一种膜电极检测设备
技术领域
本发明涉及质子交换膜燃料电池领域，尤其涉及一种膜电极检测设备。
背景技术
常规的检测一般使用流水线半自动的方式，因薄膜厚度薄、质软，人工通过手动吸板吸附膜电极薄膜，并通过多吸板交替的方式实现薄膜翻面，并配合CCD检测系统对产品进行瑕疵检测，并对检测后有瑕疵的产品进行分类。整个流程效率低、设备体积大，无法实现规模化生产。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种膜电极检测设备，能够快速的对电极薄膜进行检测，自动化程度高。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明提供了一种膜电极检测设备，包括上料位，所述上料位的下方位设有取放料翻面机构，所述废料位的下方位设有下料位，所述上料位的正下方间隔的设有置料位；
所述上料位包括CCD检测机构，所述CCD检测机构包括激光标刻机，所述激光标刻机安装在第一气动滑台上，所述第一气动滑台安装在上料支架上，在PLC的控制下通过电磁阀带动气缸实现所述激光标刻机的往返运动；
所述上料支架的一侧安装有所述CCD检测机构，所述上料支架的另一侧安装有直线模组，所述上料支架的上表面安装有拖链，所述拖链内包覆有线缆。
进一步，所述直线模组包括第一直线导轨，所述第一直线导轨上安装有第一滑块，所述第一滑块的一侧安装有CCD照相机，所述第一滑块的另一侧安装有光源支架，所述光源支架上安装有光源，在PLC的控制下通过第一伺服电机实现所述第一滑块的往返运动。
进一步，所述置料位包括圆台，所述圆台底面的中心处设有中空减速电机，所述中空减速电机与第一伺服电机相连接；所述圆台的表面设有激光标刻吸板、正面吸板、反面吸板和翻面吸板，所述激光标刻吸板、正面吸板、反面吸板和翻面吸板将所述圆台四等分；所述正面吸板和所述反面吸板对称设置；在PLC的控制下通过所述第一伺服电机带动所述圆台旋转。
进一步，所述取放料翻面机构包括第一直线模组，所述第一直线模组上安装有移动吸板；所述翻面机构还包括第二支架，所述第二支架安装在所述第一直线模组的对侧，所述第二支架上安装有翻转吸板，所述移动吸板安装在所述翻转吸板的竖直上方；
所述翻转吸板与伺服偏心旋转机构相连接，所述伺服偏心旋转机构与第二滑块相连接，所述第二滑块的端部安装有顶升气缸，在PLC的控制下通过电磁阀控制所述顶升气缸实现所述翻转吸板沿着直线方向往返运动。
进一步，所述下料位包括第三支架，所述第三支架的一端通过第一滑台气缸与Y轴直线模组相连接，所述Y轴直线模组的下端设有移位吸板，所述移位吸板通过滑臂和所述滑臂上的旋转气缸与所述Y轴直线模组相连接；所述第三支架通过第二伺服电机与X轴直线模组相连接；在PLC的控制下通过电磁阀控制所述旋转气缸实现所述移位吸板的转动；在PLC的控制下通过电磁阀控制所述第一滑台气缸和所述滑臂实现所述第三支架X轴和Y轴的移动。
进一步，所述下料位包括气缸，所述气缸沿着Y轴的方向安装，所述上安装有第二气动滑台，所述第二气动滑台上依次安装有接料吸板。
进一步，包括以下操作方法：
S1、电极薄膜上到所述激光标刻吸板上，所述第一气动滑台带动所述激光标刻机移动到所述激光标刻吸板，所述激光标刻机可自动生产唯一的二维码标识到电极薄膜上，并将二维码信息上传至上位机；
S2、所述第一伺服电机带动所述圆台转动到所述正面吸板，所述第一滑块带动所述CCD照相机运动，对电极薄膜进行扫描并合成整体影像，自动判断瑕疵，对产品进行检测后，将检测后的数据传输至上位机MES系统内，所述CCD检测机构将信息反馈至PLC控制系统；
S3、所述第一伺服电机带动所述圆台转动到所述翻面吸板，所述伺服偏心旋转机构带动所述翻转吸板翻转180度；所述顶升气缸带动所述翻转吸板上升与所述移动吸板相接触，所述移动吸板吸住电极薄膜；
所述伺服偏心旋转机构带动所述翻转吸板翻转90度，所述移动吸板沿着所述第一直线模组滑动到与所述翻面吸板相接触，所述移动吸板放气，所述翻面吸板吸气，从而将电极薄膜吸住；
S4、所述第一伺服电机带动所述圆台转动到所述反面吸板上，所述第一滑块带动所述CCD照相机运动，对电机薄膜进行扫描并合成整体影像，自动判断瑕疵，对产品进行检测后，将检测后的数据传输至上位机MES系统内，所述CCD检测机构将信息反馈至PLC控制系统；
S5、所述第一滑台气缸或所述第二伺服电机带动所述移位吸板沿着所述Y轴直线模组或X轴直线模组滑动，从而使所述移位吸板与所述反面吸板相接触；
S6、当所述CCD照相机对电极薄膜检测为不合格时，所述移位吸板将不合格的电极薄膜，沿着所述Y轴直线模组或X轴直线模组移动至废料位；
当所述CCD照相机对电极薄膜检测为合格时，所述移位吸板将合格的电极薄膜沿着所述Y轴直线模组或X轴直线模组移动至所述下料滑台。
本发明的有益效果为：采用转盘多工位工作方式，搭载可移动的CCD检测系统，配合翻面机构，在使用一套检测系统的情况下，实现对膜电极正反两面的瑕疵检测及分类。
1)激光标刻机构由激光标刻机和气动滑台组成，激光标刻机固定于气动滑台的滑板上，通过PLC控制系统控制气缸滑台驱动激光标刻机移动，可保证机械手在膜电极上料时不与激光标刻机干涉。激光标刻机控制系统可自动生成唯一的二维码标识到产品上，并将二维码信息上传至上位机；
2)CCD相机、光源固定在直线模组滑板上，整体在PLC控制系统的控制下可实现视觉系统的精确移动。CCD光源固定于光源支架上，光源支架为多连杆机构，通过多连杆机构可调节光源照射的角度，保证CCD相机正常运行。CCD检测系统通过对待检产品进行扫描并合成整体影像，自动判断瑕疵。对产品进行检测后，将检测后的数据传输至上位机MES系统内，通过MES系统将检测数据存储并与标刻的二维码信息关联。如有瑕疵产品，CCD检测系统将信息反馈至PLC控制系统。使用一套视觉系统实现正、反双面的瑕疵检测；
3)翻转吸板为中心空腔结构，吸板吸附面密布微孔与吸板空腔连通，通过真空泵抽真空形成内部负压，实现对膜电极薄膜的吸附；
4)Y轴直线模组和X轴直线模组，可使移位吸板沿着X轴或Y轴的方向移动，防止在下料过程中与其它机构发生干涉；PLC控制系统根据CCD检测机构反馈的产品信息，控制直线模组移动，在产品有瑕疵的情况下，直线模组移动至废料盒上方，将瑕疵产品放入废料盒。在产品无瑕疵的情况下，移动至下料滑台上方，将正常产品放置在吸板上，完成对膜电极的下料和不合格产品的去除。
附图说明
图1为一种膜电极检测设备的结构示意图；
图2为激光标刻机的结构示意图；
图3为CCD检测机构的结构示意图；
图4为翻面机构的结构示意图；
图5为下料位的结构示意图；
图6为置料位的结构示意图；
图7为下料滑台的结构示意图；
图8为接料滑台的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1至图8，一种膜电极检测设备，包括上料位1，所述上料位1的下方位设有取放料翻面机构2，所述废料位的下方位设有下料位3，所述上料位1的正下方间隔的设有置料位4；
所述上料位1包括CCD检测机构，所述CCD检测机构包括激光标刻机101，所述激光标刻机101安装在第一气动滑台102上，所述第一气动滑台102安装在上料支架103上，在PLC的控制下通过电磁阀带动气缸实现所述激光标刻机101的往返运动；
其中，第一气动滑台102沿Y轴方向设置，PLC控制电磁阀，带动气缸和第一气动滑台102，从而实现激光标刻机101沿着Y轴的方向往返运动。
所述上料支架103的一侧安装有所述CCD检测机构，所述上料支架103的另一侧安装有直线模组104，所述上料支架103的上表面安装有拖链105，所述拖链105内包覆有线缆。
拖链105能够直线模组104一起往返运动，能够保护拖链105内的线缆不被磨损。
所述直线模组104包括第一直线导轨106，所述第一直线导轨106上安装有第一滑块107，所述第一滑块107的一侧安装有CCD照相机108，所述第一滑块107的另一侧安装有光源支架109，所述光源支架109上安装有光源1011，在PLC的控制下通过电磁阀带动气缸实现所述第一滑块107的往返运动。
PLC控制电磁阀，带动气缸实现第一滑块107和CCD照相机108沿着Y轴的方向往返运动；设计合理，且CCD照相机108与激光标刻机101互不干扰，智能化程度高。
当CCD照相机108移动到Y轴的一端时，CCD照相机108对正面吸板405进行拍照检测；
当CCD照相机108移动到Y轴的另一端时，CCD照相机108对反面吸板406进行拍照检测。
此外，正面吸板405和反面吸板406沿着Y轴的方向顺次设置；
所述置料位4包括圆台401，所述圆台401底面的中心处设有中空减速电机402，所述中空减速电机402与第一伺服电机403相连接；所述圆台401的表面设有激光标刻吸板404、正面吸板405、反面吸板406和翻面吸板407，所述激光标刻吸板404、正面吸板405、反面吸板406和翻面吸板407将所述圆台401四等分；所述正面吸板405和所述反面吸板406对称设置；在PLC的控制下通过所述第一伺服电机403带动所述圆台401旋转。
其中，激光标刻吸板404安装在激光标刻机101的正下方，顺时针依次设有反面吸板406、翻面吸板407和正面吸板405；四个吸板之间的夹角均为90度；且，激光标刻吸板404和翻面吸板407沿着X轴的方向设置，正面吸板405和反面吸板406沿着Y轴的方向设置。
由于，电极薄膜先进行激光标刻，再进行正面检测，再进行翻面，再进行反面检测，最后下料。通过转动圆台401来实现各个吸板所对应的功能，智能化程度高。
所述废料位包括取放料翻面机构，所述翻面机构包括第一直线模组201，所述第一直线模组201上安装有移动吸板207；所述翻面机构还包括第二支架202，所述第二支架202安装在所述第一直线模组201的对侧，所述第二支架202上安装有翻转吸板203，所述移动吸板207安装在所述翻转吸板203的竖直上方；
所述翻转吸板203与伺服偏心旋转机构204相连接，所述伺服偏心旋转机构204与第二滑块205相连接，所述第二滑块205的端部安装有顶升气缸206，在PLC的控制下通过电磁阀带动所述顶升气缸206实现所述翻转吸板203沿着直线方向往返运动。
其中，首先翻转吸板203吸住翻面吸板407上的电极薄膜，PLC控制伺服偏心旋转机构204转动180度，使电机薄膜由一面翻动到另一面；
接着，PLC控制电磁阀带动顶升气缸206沿着竖直方向向上运动，使翻转吸板203与移动吸板207相接触，移动吸板207吸住电极薄膜后，翻转吸板203转动90度，其目的为，为移动吸板207的下移让位，当移动吸板207下移后，使电极薄膜与翻面吸板407相接触，从而完成电极薄膜的翻面。
转动圆台401，使翻面后的电极薄膜进入反面吸板406，完成反面检测；
移位吸板305通过Y轴直线模组303和X轴直线模组307，移动到反面吸板406的正上方，并转动旋转气缸308使移位吸板305与反面吸板406相对应，使移位吸板305能够吸住反面吸板406上的电极薄膜，并移动移位吸板305到达指定位置。
所述下料位3包括第三支架301，所述第三支架301的一端通过第一滑台气缸302与Y轴直线模组303相连接，所述Y轴直线模组303的下端设有移位吸板305，所述移位吸板305通过滑臂304和所述滑臂304上的旋转气缸308与所述Y轴直线模组303相连接；所述第三支架301通过第二伺服电机306与X轴直线模组307相连接；在PLC的控制下通过电磁阀控制所述旋转气缸308实现所述移位吸板305的转动；在PLC的控制下通过电磁阀控制所述第一滑台气缸302和所述滑臂304实现所述第三支架301X轴和Y轴的移动。
所述下料位3包括气缸501，所述气缸501沿着Y轴的方向安装，所述气缸501上安装有第二气动滑台502，所述第二气动滑台502上依次安装有接料吸板503。
其中，吸板均通过气管与抽气装置相连接，从而完成电极薄膜的吸取。
一种膜电极检测设备，包括以下操作方法：
S1、电极薄膜上到所述激光标刻吸板404上，所述第一气动滑台102带动所述激光标刻机101移动到所述激光标刻吸板404，所述激光标刻机101可自动生产唯一的二维码标识到电极薄膜上，并将二维码信息上传至上位机；
S2、所述第一伺服电机403带动所述圆台401转动到所述正面吸板405，所述第一滑块107带动所述CCD照相机108运动，对电极薄膜进行扫描并合成整体影像，自动判断瑕疵，对产品进行检测后，将检测后的数据传输至上位机MES系统内，所述CCD检测机构将信息反馈至PLC控制系统；
S3、所述第一伺服电机403带动所述圆台401转动到所述翻面吸板407，所述伺服偏心旋转机构204带动所述翻转吸板203翻转180度；所述顶升气缸206带动所述翻转吸板203上升与所述移动吸板207相接触，所述移动吸板207吸住电极薄膜；
所述伺服偏心旋转机构204带动所述翻转吸板203翻转90度，所述移动吸板207沿着所述第一直线模组201滑动到与所述翻面吸板407相接触，所述移动吸板207放气，所述翻面吸板407吸气，从而将电极薄膜吸住；
S4、所述第一伺服电机403带动所述圆台401转动到所述反面吸板406上，所述第一滑块107带动所述CCD照相机108运动，对电机薄膜进行扫描并合成整体影像，自动判断瑕疵，对产品进行检测后，将检测后的数据传输至上位机MES系统内，所述CCD检测机构将信息反馈至PLC控制系统；
S5、所述第一滑台气缸302或所述第二伺服电机306带动所述移位吸板305沿着所述Y轴直线模组303或X轴直线模组307滑动，从而使所述移位吸板305与所述反面吸板406吸板相接触；
S6、当所述CCD照相机108对电极薄膜检测为不合格时，所述移位吸板305将不合格的电极薄膜，沿着所述Y轴直线模组303或X轴直线模组307移动至废料位；
当所述CCD照相机108对电极薄膜检测为合格时，所述移位吸板305将合格的电极薄膜沿着所述Y轴直线模组303或X轴直线模组307移动至所述下料滑台，通过所述第二直线导轨501移动至所述接料滑台504。其中，CCD照相机108为2.5D线扫相机。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (1)

1.一种膜电极检测设备，其特征在于：包括上料位(1)，所述上料位(1)的下方位设有取放料翻面机构(2)，废料位的下方位设有下料位(3)，所述上料位(1)的正下方间隔的设有置料位(4)；
所述上料位(1)包括CCD检测机构，所述CCD检测机构包括激光标刻机(101)，所述激光标刻机(101)安装在第一气动滑台(102)上，所述第一气动滑台(102)安装在上料支架(103)上，在PLC的控制下通过电磁阀带动气缸实现所述激光标刻机(101)的往返运动；
所述上料支架(103)的一侧安装有所述CCD检测机构，所述上料支架(103)的另一侧安装有直线模组(104)，所述上料支架(103)的上表面安装有拖链(105)，所述拖链(105)内包覆有线缆；
所述直线模组(104)包括第一直线导轨(106)，所述第一直线导轨(106)上安装有第一滑块(107)，所述第一滑块(107)的一侧安装有CCD照相机(108)，所述第一滑块(107)的另一侧安装有光源支架(109)，所述光源支架(109)上安装有光源(1011)，在PLC的控制下通过第一伺服电机实现所述第一滑块(107)的往返运动；
所述置料位(4)包括圆台(401)，所述圆台(401)底面的中心处设有中空减速电机(402)，所述中空减速电机(402)与第一伺服电机(403)相连接；所述圆台(401)的表面设有激光标刻吸板(404)、正面吸板(405)、反面吸板(406)和翻面吸板(407)，所述激光标刻吸板(404)、正面吸板(405)、反面吸板(406)和翻面吸板(407)将所述圆台(401)四等分；所述正面吸板(405)和所述反面吸板(406)对称设置；在PLC的控制下通过所述第一伺服电机(403)带动所述圆台(401)旋转；
所述取放料翻面机构(2)包括第一直线模组(201)，所述第一直线模组(201)上安装有移动吸板(207)；所述取放料翻面机构还包括第二支架(202)，所述第二支架(202)安装在所述第一直线模组(201)的对侧，所述第二支架(202)上安装有翻转吸板(203)，所述移动吸板(207)安装在所述翻转吸板(203)的竖直上方；
所述翻转吸板(203)与伺服偏心旋转机构(204)相连接，所述伺服偏心旋转机构(204)与第二滑块(205)相连接，所述第二滑块(205)的端部安装有顶升气缸(206)，在PLC的控制下通过电磁阀控制所述顶升气缸(206)实现所述翻转吸板(203)沿着直线方向往返运动；
所述下料位(3)包括第三支架(301)，所述第三支架(301)的一端通过第一滑台气缸(302)与Y轴直线模组(303)相连接，所述Y轴直线模组(303)的下端设有移位吸板(305)，所述移位吸板(305)通过滑臂(304)和所述滑臂(304)上的旋转气缸(308)与所述Y轴直线模组(303)相连接；所述第三支架(301)通过第二伺服电机(306)与X轴直线模组(307)相连接；在PLC的控制下通过电磁阀控制所述旋转气缸(308)实现所述移位吸板(305)的转动；在PLC的控制下通过电磁阀控制所述第一滑台气缸(302)和所述滑臂(304)实现所述第三支架(301)X轴和Y轴的移动；
所述下料位(3)包括气缸(501)，所述气缸(501)沿着Y轴的方向安装，所述气缸(501)上安装有第二气动滑台(502)，所述第二气动滑台(502)上依次安装有接料吸板(503)；
包括以下操作方法：
S1、电极薄膜上到所述激光标刻吸板(404)上，所述第一气动滑台(102)带动所述激光标刻机(101)移动到所述激光标刻吸板(404)，所述激光标刻机(101)可自动生产唯一的二维码标识到电极薄膜上，并将二维码信息上传至上位机；
S2、所述第一伺服电机(403)带动所述圆台(401)转动到所述正面吸板(405)，所述第一滑块(107)带动所述CCD照相机(108)运动，对电极薄膜进行扫描并合成整体影像，自动判断瑕疵，对产品进行检测后，将检测后的数据传输至上位机MES系统内，所述CCD检测机构将信息反馈至PLC控制系统；
S3、所述第一伺服电机(403)带动所述圆台(401)转动到所述翻面吸板(407)，所述伺服偏心旋转机构(204)带动所述翻转吸板(203)翻转180度；所述顶升气缸(206)带动所述翻转吸板(203)上升与所述移动吸板(207)相接触，所述移动吸板(207)吸住电极薄膜；
所述伺服偏心旋转机构(204)带动所述翻转吸板(203)翻转90度，所述移动吸板(207)沿着所述第一直线模组(201)滑动到与所述翻面吸板(407)相接触，所述移动吸板(207)放气，所述翻面吸板(407)吸气，从而将电极薄膜吸住；
S4、所述第一伺服电机(403)带动所述圆台(401)转动到所述反面吸板(406)上，所述第一滑块(107)带动所述CCD照相机(108)运动，对电机薄膜进行扫描并合成整体影像，自动判断瑕疵，对产品进行检测后，将检测后的数据传输至上位机MES系统内，所述CCD检测机构将信息反馈至PLC控制系统；
S5、所述第一滑台气缸(302)或所述第二伺服电机(306)带动所述移位吸板(305)沿着所述Y轴直线模组(303)或X轴直线模组(307)滑动，从而使所述移位吸板(305)与所述反面吸板(406)相接触；
S6、当所述CCD照相机(108)对电极薄膜检测为不合格时，所述移位吸板(305)将不合格的电极薄膜，沿着所述Y轴直线模组(303)或X轴直线模组(307)移动至废料位；
当所述CCD照相机(108)对电极薄膜检测为合格时，所述移位吸板(305)将合格的电极薄膜沿着所述Y轴直线模组(303)或X轴直线模组(307)移动至下料滑台。
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