CN110470198A - 一种圆柱形电池壳体直径及同心度检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种圆柱形电池壳体直径及同心度检测装置，包括顶针驱动组件、顶针、滑轨底座和滑块，滑轨底座中设置有穿设顶针的通孔，通孔和顶针的中心轴位于同一直线上；滑轨底座的端面上设置有自通孔孔口向外周发散设置的至少两根滑轨，滑块与滑轨相配合，滑块上设置有测量爪；滑块的内缘端面与顶针的周向侧面相顶压，滑块的内缘端面和外缘端面相对设置，滑轨或滑轨底座上设置有固定块，固定块与滑块的外缘端面之间设置有弹性复位件，滑轨底座上设置有千分表，千分表的测量轴与滑块相顶压；滑块的内缘端面和/或顶针的周向侧面与顶针中心轴存在锐角或钝角夹角。圆柱形电池壳体直径及同心度检测装置可检测钢壳内外径。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池生产技术领域，具体涉及一种圆柱形电池壳体直径及同心度检测装置。
背景技术
电池的正极、负极、隔膜、电解液组成的电芯置于壳体内，电池在充放电过程中产生一定量的气体，增加壳体内部的气体压力，同时，电芯的膨胀力作用于与电芯接触的壳壁部分，电池壳的结构强度必须足以抵抗电芯膨胀力而不能发生破裂。圆柱形电池的侧面可分摊上述的膨胀力，且电池模组中圆柱形电池之间具有较大的散热空间。
现有技术中工件内径的检测主要采用千分尺，包括三爪内径千分尺等；工件外径检测的工具主要为外径卡尺。千分尺的使用方法包括以下两种：一种是当测力发出“咔咔”声或轻轻晃动尺架，手感到两测量面与被测量面接触良好后即进行读数，然后反转微分筒取下千分尺；另一种是调整好千分尺后，用锁紧装置把测微锁住，取下千分尺读数。上述第一种方法手动操作多，第二种方法测量面容易被磨损，外径卡尺与内径千分尺相同，均需要手动调节主旋钮和微调旋钮，均不适用于批量的电池壳体内外径检测。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种圆柱形电池壳体直径及同心度检测装置，检测结果精准可靠。
为了实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种圆柱形电池壳体直径及同心度检测装置，其特征在于，包括顶针驱动组件、顶针、滑轨底座和滑块，所述滑轨底座中设置有穿设所述顶针的通孔，所述通孔和顶针的中心轴位于同一直线上，顶针驱动组件用于驱动所述顶针沿其轴向往复运动；
所述滑轨底座上设置有滑轨，所述滑轨以所述通孔的孔口为中心向外周发散设置，所述滑块与滑轨相配合，所述滑块上设置有测量爪；所述滑块的内缘端面与所述顶针的周向侧面相顶压，滑块的内缘端面和外缘端面相对设置；所述滑轨或滑轨底座上设置有固定块，所述固定块与所述滑块的外缘端面之间设置有弹性复位件，所述滑轨底座上设置有千分表，所述千分表的测量轴与所述滑块相顶压；滑块的内缘端面和/或顶针的周向侧面与所述顶针中心轴之间存在锐角或钝角夹角。
优选的技术方案为，所述还包括电池壳体定位组件，所述电池壳体定位组件中设置有壳体容纳腔，所述壳体容纳腔的开口朝向所述测量爪，所述壳体容纳腔与所述顶针的中心轴位于同一直线上。
优选的技术方案为，所述测量爪上设置有与电池壳体侧壁相贴合的弧面。
优选的技术方案为，所述滑轨为至少两根，所述测量爪的电池壳体接触面上设置有压力传感器。
优选的技术方案为，与所述滑块相顶压的顶针段为锥状或者锥台状。
优选的技术方案为，所述滑块的内缘端面上设置有凹陷部，所述凹陷部与所述顶针的顶压端侧面线接触或者面接触。
优选的技术方案为，所述电池壳体定位组件包括滑台、固定夹持部、活动夹持部和夹紧驱动件，所述固定夹持部与所述滑台的滑动件固定连接，所述活动夹持部与所述夹紧驱动件连接；所述固定夹持部和活动夹持部的夹持面上设置有组合成所述壳体容纳腔的定位槽，所述滑台的导轨与所述顶针的轴向一致。
优选的技术方案为，所述测量爪包括内径测量爪和外径测量爪，所述外径测量爪位于所述内径测量爪的外周，所述内径测量爪和外径测量爪之间设置有容纳电池壳体侧壁的间隔。
优选的技术方案为，还包括旋转驱动件，所述固定夹持部、活动夹持部以及夹紧驱动件通过所述旋转驱动件与所述滑动件连接；或者所述电池壳体定位组件与所述旋转驱动件连接，所述旋转驱动件用于驱动所述固定夹持部和活动夹持部绕壳体容纳腔的中心轴转动。
本发明的优点和有益效果在于：
该圆柱形电池壳体直径及同心度检测装置中设置有相顶压的顶针和滑块，基于中心轴相重合的顶针和电池壳体，通过测量滑块的行程获得电池壳体的内径和外径数值，测量精确可靠，测量效率高和自动化程度高，适用于批量电池壳体的直径测量，还可避免因人工操作导致的误差；
另外，针对电池顶盖封装端与电池壳体另一端存在同心度偏差的问题，该圆柱形电池壳体直径及同心度检测装置还可用于同心度检测，有助于提高产品良率。
附图说明
图1是实施例1圆柱形电池壳体直径及同心度检测装置的主视结构示意图；
图2是图1中A的局部放大图；
图3是实施例1圆柱形电池壳体直径及同心度检测装置的俯视结构示意图；
图4是滑轨底座、滑块、固定座和千分表的立体结构示意图；
图5是图4中B的局部放大图；
图6是实施例1的使用状态图；
图7实施例2中的滑块和测量爪的结构示意图；
图8是实施例3中的滑块和测量爪的结构示意图；
图9是实施例4中电池壳体定位组件的结构示意图；
图中：1、气缸；2、顶针；3、滑轨底座；4、滑块；5、通孔；6、滑轨；7、测量爪；71、内径测量爪；72、外径测量爪；8、固定块；9、压簧；10、千分表；11、定位销；12、定位孔；13、滑台；14、固定夹持部；15、活动夹持部；16、第二气缸；17、定位槽；18、压力传感器；19、回转气缸；a、内缘端面；b、外缘端面；c、电池壳体；d、凹陷部；e、间隔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
顶针驱动组件
顶针驱动组件的作用在于驱动顶针沿其轴向往复运动，具体的选择范围包括但不限于气缸、油缸、与顶针连接的直线滑台等。进一步的，根据顶针运动速度和容许误差选择顶针驱动组件。常规选择为SMC气缸。
滑轨底座和滑轨
滑轨底座的作用是穿设顶针，并且提供安装滑轨的基面，滑轨与通孔的轴向不限于相垂直，即安装滑轨的基面为锥面或者平面。优选的，滑轨与通孔的轴向垂直。
滑轨的作用在于导向滑块的运动，具体的，滑轨可选择T形槽、燕尾槽等防止滑块脱离的槽体，也可以仅为具有导向作用但无妨脱离的凸条如矩形凸条，为了防止滑块脱离滑轨，滑块与滑轨底座之间设置有定位件如定位销等。
基于滑块的内缘端面与顶针的周向侧面相顶压的结构，顶针的运动决定了滑块的行程，滑轨与滑块一一对应设置，因此滑轨的数量可以为一根。进一步的，滑轨的数量为两根以上，通常为3～4根。
滑块、顶针与顶针中心轴的夹角
滑块的内缘端面与外缘端面相对设置，端面以滑块的滑动方向作为参照。滑块的内缘端面和/或顶针的周向侧面与顶针中心轴之间存在锐角或钝角夹角，排除滑块的内缘端面和/或顶针的周向侧面与顶针中心轴相垂直，以及两者均与顶针中心轴平行的平行方案。具体的，包括以下三种平行方案：
第一、滑块的内缘端面与顶针中心轴存在钝角或锐角夹角，顶针的周向侧面与顶针中心轴相平行；
第二、顶针的周向侧面设置有倾斜面，或者顶针的周向侧面为锥形或者锥台形侧面，倾斜面或者锥形/锥台形侧面与顶针中心轴存在钝角或锐角夹角，滑块的内缘端面与顶针中心轴相平行；
第三，滑块的内缘端面与顶针中心轴存在钝角或锐角夹角，且顶针的周向侧面设置有倾斜面，或者顶针的周向侧面为锥形或者锥台形侧面，倾斜面或者锥形/锥台形侧面与顶针中心轴存在钝角或锐角夹角，进一步的，滑块的内缘端面与顶针的周向侧面面接触，有助于减缓滑块与顶针的磨损。
测量爪
测量操作中测量爪与壳体相互顶压，基于相同的测量爪壳体相互作用力，测量爪与电池壳体的表面贴合面积趋大设置，目的在于确保电池壳体不发生形变，因此，测量爪上设置有与电池壳面接触的弧面；进一步的，滑轨数量为N时，与滑块连接的测量爪弧面的圆心角略小于（360/N）°。由于电池壳体各部分钢材厚度趋于一致，因此测量爪弧面同时满足测量内径和外径的需要。滑块与测量爪固定连接或者一体式连接。
压力传感器
压力传感器的作用在于检测测量爪与壳体的相互作用力，以控制顶针驱动组件的启停。测量爪之间的压力传感器实测值还可以检测电池壳体的形状，或者校验电池壳体定位组件的壳体容纳腔中心轴与顶针中心轴是否处于一条直线上。
与滑块相顶压的顶针段
顶针的周向侧面与滑块的内缘端面相顶压，包括顶针端部或者顶针轴向中部的某一段与滑块的内缘端面相顶压两种方案，进一步的，顶针的端部周向侧面与滑块的内缘端面相顶压。
顶针与凹陷部
凹陷部与顶针之间为线接触或面接触，作用在于上述的增加接触面积，缓滑块与顶针的磨损。
电池壳体定位组件
电池壳体定位组件的作用在于确保电池壳体在直径测量过程中径向位置不变。进一步的，为了避免电池壳体在直径测量过程中发生轴向位移，固定夹持部和/或活动夹持部中的定位槽的端部设置有限位块，或者上述的定位槽为一端开口另一端封闭的盲槽。壳体容纳腔可为孔状，也可由间隔的两定位槽组成。
进一步的，千分表的数量通常为一个，为了便于旋转电池壳体，以测量不同角度的电池壳体内径和/或外径，电池壳体定位组件与旋转驱动件配合连接。
滑块上同时设置内径测量爪和外径测量爪
实际操作中，测量内径的操作如下：向测量爪一侧平移电池壳体，将测量爪置于电池壳体内腔中，调节顶针带动滑块在滑轨中滑动，直至测量爪与电池壳体内表面顶压，读出千分表中的数值，调节顶针带动滑块复位，背向测量爪平移电池壳体；
将上述测量状态切换成测量外径的操作为：调节顶针带动滑块在滑轨中滑动，直至测量爪弧面组成的圆直径大于电池壳体端面直径，然后向测量爪一侧平移电池壳体，测量爪位于电池壳体外周，调节顶针带动滑块在滑轨中滑动，直至测量爪与电池壳体外表面顶压，读出千分表中的数值，调节顶针带动滑块复位，背向测量爪平移电池壳体。
内径测量爪和外径测量爪同时设置，向测量爪一侧平移的电池壳体侧壁位于内径测量爪和外径测量爪之间，仅需调节顶针就可依次测量内径和外径，通过换算得到电池壳体壁厚数据。
实施例1
如图1-6所示，实施例1圆柱形电池壳体c的直径测量装置包括第一气缸1、顶针2、滑轨底座3和滑块4，滑轨底座3中设置有穿设顶针2的通孔5，通孔5和顶针2的中心轴位于同一直线上，第一气缸1用于驱动顶针2沿其轴向往复运动；
滑轨底座4上设置有三根滑轨6，滑轨6以通孔的孔口为中心向外周发散设置，滑块4与滑轨6相配合，滑块4上设置有测量爪7；滑块4的内缘端面a与顶针2的周向侧面相顶压，滑块4的内缘端面a和外缘端面相对设置，滑轨底座3上设置有固定块8，固定块8与滑块4的外缘端面b之间设置有压簧9，滑轨底座3上设置有千分表10，千分表10的测量轴与滑块4相顶压；滑块4的内缘端面a与顶针2的中心轴相平行，与滑块4相顶压的顶针2端部为锥台状；滑块4的内缘端面a上设置有凹陷部d，凹陷部d与顶针2的锥台端侧面相配合。
实施例1中滑轨6由滑轨底座4和与滑轨底座4固定连接的凸条组合而成，压簧9内穿设有定位销11，定位销11与滑块4固定连接，固定块8上设置有定位孔12，定位销11穿设与定位孔12中。
实施例1中的滑轨底座3和电池壳体c定位组件均固定设置与基座上。实施例1的测量爪7上设置有与电池壳体侧壁内表面相贴合的弧面。
实际操作时，电池壳体c的上料可手动完成。
实施例1还包括电池壳体定位组件，电池壳体定位组件中设置有壳体容纳腔，壳体容纳腔的开口朝向测量爪7，壳体容纳腔与顶针2的中心轴位于同一直线上，实施例2中的电池壳体定位组件包括滑台13、固定夹持部14、活动夹持部15和第二气缸16，固定夹持部14与滑台13的滑动件固定连接，活动夹持部15与第二气缸16连接；固定夹持部14和活动夹持部15的夹持面上设置有组合成壳体容纳腔的定位槽17，滑动件的运动方向与顶针2的轴向一致。
实施例2
如图7所示，实施例2基于实施例1或2，区别在于，测量爪7上设置有与电池壳体侧壁内表面和外表面相贴合的弧面，测量爪7的电池壳体c侧壁内表面接触面上设置有压力传感器18。
实施例3
如图8所示，实施例3基于实施例1或实施例2，区别在于，滑块4上设置有内径测量爪71和外径测量爪72，外径测量爪72位于内径测量爪71的外周，内径测量爪71和外径测量爪72之间设置有容纳电池壳体c侧壁的间隔e。
实施例4
如图9所示，实施例4基于实施例2，区别在于，还包括回转气缸19，固定夹持部14、活动夹持部15以及第二气缸16通过回转气缸19与滑块连接，回转气缸19用于驱动固定夹持部14和活动夹持部15绕壳体容纳腔的中心轴转动。
实施例1测量圆柱形电池壳体直径的方法包括以下步骤：
S1：将电池壳体c装夹于固定夹持部14和活动夹持部15之间，滑台13带动电池壳体c平移至测量爪7深入电池壳体c的预定深度，由于压簧的作用，三个测量爪7呈收口状；
S2：气缸1带动顶针2向电池壳体c运动，顶针2的锥面推动滑块向固定块8运动，压簧9被压缩，三个测量爪7呈张开状，千分表10的测量轴也同时被推动向千分表运动，直至测量爪7的外缘弧面与电池壳体c的侧壁内表面相顶压（或者顶压作用力达到预定值），顶针2停止运动，记录千分表上的内径读数；
S3：气缸1带动顶针2背向电池壳体c运动，直至三个测量爪7与电池壳体c的侧壁内表面存在间隔；
S4：滑台13带动电池壳体c平移至测量爪7位于电池壳体c外，结束测量操作。
实施例3的测量过程基于实施例1，区别在于S2：气缸1带动顶针2背向电池壳体c运动，直至外径测量爪72与电池壳体c的侧壁外表面相顶压，记录千分表上的外径读数；气缸1带动顶针2朝向电池壳体c运动，直至内径测量爪71与电池壳体c的侧壁内表面相顶压，记录千分表上的内径读数，通过换算得到内径和外径的实际值以及电池壳体侧壁的壁厚值。
电池顶盖封装端与电池壳体的同心度检测基于实施例1或者实施例2，具体的，实施例1中的每个滑块均对应设置千分表10。滑台13带动封装电池平移，使得顶盖封装端位于三个测量爪7围合成的测量孔中，气缸1带动顶针2背向电池壳体c运动，直至外径测量爪72与电池壳体c的侧壁外表面相顶压，比较千分表上的外径读数。或者进一步的，滑台带动封装电池平移，再次检测电池壳体轴向中部或者另一端的外径读数，将两次外径读数对照比较。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种圆柱形电池壳体直径及同心度检测装置，其特征在于，包括顶针驱动组件、顶针、滑轨底座和滑块，所述滑轨底座中设置有穿设所述顶针的通孔，所述通孔和顶针的中心轴位于同一直线上，顶针驱动组件用于驱动所述顶针沿其轴向往复运动；
所述滑轨底座上设置有滑轨，所述滑轨以所述通孔的孔口为中心向外周发散设置，所述滑块与滑轨相配合，所述滑块上设置有测量爪；所述滑块的内缘端面与所述顶针的周向侧面相顶压，滑块的内缘端面和外缘端面相对设置；所述滑轨或滑轨底座上设置有固定块，所述固定块与所述滑块的外缘端面之间设置有弹性复位件；所述滑轨底座上设置有千分表，所述千分表的测量轴与所述滑块相顶压；滑块的内缘端面和/或顶针的周向侧面与所述顶针中心轴之间存在锐角或钝角夹角。
2.根据权利要求1所述的圆柱形电池壳体直径及同心度检测装置，其特征在于，所述还包括电池壳体定位组件，所述电池壳体定位组件中设置有壳体容纳腔，所述壳体容纳腔的开口朝向所述测量爪，所述壳体容纳腔与所述顶针的中心轴位于同一直线上。
3.根据权利要求1所述的圆柱形电池壳体直径及同心度检测装置，其特征在于，所述测量爪上设置有与电池壳体侧壁相贴合的弧面。
4.根据权利要求1所述的圆柱形电池壳体直径及同心度检测装置，其特征在于，所述滑轨为至少两根，所述测量爪的电池壳体接触面上设置有压力传感器。
5.根据权利要求1所述的圆柱形电池壳体直径及同心度检测装置，其特征在于，与所述滑块相顶压的顶针段为锥状或者锥台状。
6.根据权利要求5所述的圆柱形电池壳体直径及同心度检测装置，其特征在于，所述滑块的内缘端面上设置有凹陷部，所述凹陷部与所述顶针的顶压端侧面线接触或者面接触。
7.根据权利要求2所述的圆柱形电池壳体直径及同心度检测装置，其特征在于，所述电池壳体定位组件包括滑台、固定夹持部、活动夹持部和夹紧驱动件，所述固定夹持部与所述滑台的滑动件固定连接，所述活动夹持部与所述夹紧驱动件连接；所述固定夹持部和活动夹持部的夹持面上设置有组合成所述壳体容纳腔的定位槽，所述滑台的导轨与所述顶针的轴向一致。
8.根据权利要求1所述的圆柱形电池壳体直径及同心度检测装置，其特征在于，所述测量爪包括内径测量爪和外径测量爪，所述外径测量爪位于所述内径测量爪的外周，所述内径测量爪和外径测量爪之间设置有容纳电池壳体侧壁的间隔。
9.根据权利要求7所述的圆柱形电池壳体直径及同心度检测装置，其特征在于，还包括旋转驱动件，所述固定夹持部、活动夹持部以及夹紧驱动件通过所述旋转驱动件与所述滑动件连接；或者所述电池壳体定位组件与所述旋转驱动件连接，所述旋转驱动件用于驱动所述固定夹持部和活动夹持部绕壳体容纳腔的中心轴转动。
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Application publication date: 20191119 Assignee: Lianyi (Taixing) New Energy Co.,Ltd. Assignor: LIANDONG TIANYI NEW ENERGY Co.,Ltd. Contract record no.: X2023990000862 Denomination of invention: A cylindrical battery shell diameter and concentricity detection device Granted publication date: 20210723 License type: Common License Record date: 20231016 |
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Denomination of invention: A cylindrical battery shell diameter and concentricity detection device Effective date of registration: 20231130 Granted publication date: 20210723 Pledgee: Yuandong New Energy Co.,Ltd. Pledgor: LIANDONG TIANYI NEW ENERGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980067334 |
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