CN111948233B - 检查电池单元以实现自动化全面检查的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置和方法。为此,本发明配置为使得测试对象依次堆叠在设置在主平台的安装台的上部上的测试对象盒上,在将测试对象盒移动到测试对象检查单元之后,通过射线照相获得测试对象的图像,并且在获得图像之后,将堆叠在测试对象盒上的测试对象卸载到外部。因此,本发明能够对作为测试对象的电池单元进行全面检查,以便快速地划分良品和缺陷品,并且解决了由测试对象检查单元的X射线检查引起的流速延迟,以提高生产率和效率。

Description

检查电池单元以实现自动化全面检查的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种检查电池单元以实现自动化全面检查的装置,更具体地,涉及一种检查电池单元的装置,所述装置能够通过使用诸如X射线的放射性射线来捕捉多个堆叠电池单元的图像,从而能够对通过一致过程生产的电池单元进行全面检查,并准确快速地检查所有生产的电池存在或不存在缺陷。
背景技术
作为一种二次电池的锂聚合物电池是一种在化学能与电能之间可逆地进行相互转换的同时可以重复充电和放电的电池。一般来说,这种锂聚合物电池包括电解液以及浸没在电解液中的正极、负极、分隔器和密封物。
电解液是一种用于物质转移的介质,其协调正极与负极之间的氧化还原反应。正极是其中从外部接收电子的材料减少的电极,而负极是在被氧化时发射电子的电极。分隔器用作隔板,防止正极与负极之间的物理接触。
密封物以具有多层结构的铝层压膜的形式配置,所述多层结构包括外层膜、结合剂、铝箔、粘合剂和内层膜,以便具有机械柔韧性、强度、阻止氧气/湿气蒸汽的高效果、高强度的热密封、对电解质的耐化学性、电绝缘性、易成型、尺寸控制简单、可印刷性,热稳定性以及低的单位生产成本。
一般来说,在制造锂聚合物电池的过程中,电池的角部有时弯曲,并且设置在密封物内的正极和负极有时由于电池的角部弯曲而短路。使用具有弯曲的角部或短路的正负极的电池不仅会导致产品故障,还会导致电池单元爆炸。
为此,为了检查生产的电池的密封物内的电极的状态,通过使用商用的手动X射线检查(MXI)装置检测具有变形电极的电池,所述MXI装置是一种无损检测设备。然而,存在的限制是不可能进行全面检查,因为检查是通过如下过程进行的:以预定的时间间隔从生产线上的传送带所传送的电池中对一个特定电池抽样,手动将该电池加载到所述商用MXI设备中,并获取和分析该电池的图像。
为了克服现有技术中的上述抽样检查的限制,提出了如在韩国专利号101133048中公开的电池检查装置。
现有技术提出的电池检查装置,用于检查正极、分隔器和负极的对齐状态(堆叠对齐),即,在具有预定厚度并应用于混合动力汽车、笔记本电脑等的中型和大型板状电池中,正极、分隔器和负极是否清晰地分开并堆叠。如图1A所示,电池检查装置包括加载单元2、卸载单元3、传输单元4和检查装置7。
在图1A所示的现有技术的电池检查装置中,依次执行一系列的处理,其中将电池设置在位于加载单元2的下侧处的加载夹具21上,其上设置电池的加载夹具21沿加载路径22向上移动,将电池设置在传输单元4的传输夹具41和42上,如图1B所示,将电池移动到传输单元4的上侧,通过检查装置7捕捉检查点的图像,在捕捉图像之后,将其上设置电池的传输夹具41和42移动到传输单元4的下侧,将电池设置在位于卸载单元3的上侧处的卸载夹具31上,卸载夹具31沿着卸载路径32向下移动,从而卸载电池。
如图1B所示,传输夹具41配置为被旋转,使得作为检查点的电池的两个角部的图像可以被X射线检查装置71和图像增强管72捕捉。如示例性示出的,传输夹具41顺时针旋转45度和逆时针旋转45度,使得在对应的位置捕捉图像。
现有技术中的上述电池检查装置的优点在于,在检查一个电池的同时,可以加载或卸载另一个电池,使得与现有技术的抽样方式的检查相比,可以以极大提高的速度进行电池检查。
然而,如上所述配置的电池检查装置仅能捕捉电池的两个角部的二维图像。为了进行更精确的检查,从通过旋转电池的角部所捕捉的许多二维图像中重建三维图像,然后进行检查。但是,捕捉一个电池的图像需要几分钟,这会严重限制处理速度。为此,现有技术的电池检查装置仍不适合作为当今电池生产过程的全面检查设备。
众所周知,在目前的技术水平下,电池单元生产线的传输速度(流速)是大约8秒。在从许多二维图像重建三维图像的全CT(计算机化断层显像)成像的情况下,为了全CT而旋转电池和从获得的图像重建三维图像需要至少两分钟。为此,通过现有技术的上述电池检查装置不能进行全面检查。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置,其通过显著提高电池检查所需的处理速度来提高生产率和效率,从而即使在通过从旋转电池的角部所获得的许多二维图像重建三维图像来检查电池单元的情况下,也可以进行全面检查,以便进行更精确的检测,从而解决现有技术中的电池检查装置的问题。
本发明的目的还提供一种用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置,与现有技术中的检查装置不同,其可以配置为同时检查多个电池单元,使得在同时且准确地检查多个电池单元的角部所用的时间期间将电池单元堆叠在检查装置上,从而在保持生产电池的一致过程的同时平稳地进行对电池单元的检查。
本发明要解决的技术问题不限于上述技术问题,本发明所属领域的技术人员可以从以下描述中清楚地理解上述未提及的其他技术问题。
本发明的一个示例性实施例提供了一种用于检查电池单元以实现自动化全面检查的设备,所述设备配置为用射线照相检查电池单元,并且包括:配置为可旋转的主平台;放置在主平台上的子平台;包括主平台和子平台的安装台;放置在每个子平台上的测试对象盒,使得测试对象堆叠在测试对象盒上;以及配置为在测试对象盒被安装台移动的位置处通过射线照相获得测试对象的图像的测试对象检查单元。
在根据本发明的电池单元检查装置中,在获得图像之后,可以在通过安装台的移动来定位测试对象盒的位置处,从测试对象盒依次卸载堆叠的测试对象。
主平台可以设置为围绕主平台的中心可旋转,子平台可以以预定的间隔沿圆周方向放置在主平台的上部上,以便加载、检查和卸载测试对象,每个子平台的旋转和高度被调整,并且通过旋转测试对象盒,测试对象检查单元可以获得堆叠的测试对象的角部的图像。
安装台和测试对象检查单元可以定位在盒中,三个或更多个子平台可以安装在可旋转的主平台的上部上,以便加载、检查和卸载测试对象,测试对象检查单元可以包括放射性射线生成单元和成像检测器,以对测试对象进行射线照相检查,并且测试对象对齐单元可以设置在测试对象检查单元上方。
所述盒可以包括:设置为包围所述盒以防止放射性射线泄漏的屏蔽单元;设置在包括屏蔽单元的盒的一侧处的测试对象入口;以及设置在包括屏蔽单元的盒的另一侧处并配置为对应于测试对象入口的测试对象出口。
在内部与外部之间穿过盒的输入传送带可以放置在测试对象入口中,测试对象导板可以放置在输入传送带的上部上,并且在内部与外部之间穿过盒的输出传送带可以放置在测试对象出口中。
位于盒的下部的底面上的主平台可以由第一马达旋转,位于主平台的上部上的子平台可以通过第二马达而在主平台上旋转,并且子平台可以包括向上或向下移动子平台的第一提升单元。
测试对象依次堆叠在其上的测试对象盒可以放置在子平台的上部上,上推致动器设置在子平台的位于测试对象盒坐置于和被分离的中心处的上部上,并且测试对象盒可以包括:盒本体,所述盒本体具有一体地设置在四边形平板部分的两端处的延伸部分,每个延伸部分具有三角形形状并向外延伸;从四边形平板部分的四个角向下突出的盒腿部;从延伸部分的端部向上和向下突出的盒支撑构件;设置在盒支撑构件的上部上的盒盖解锁单元;对称地设置在盒本体的上部的两侧处的测试对象平台单元;以及配置为覆盖盒本体的上部并被盒盖解锁单元解锁的测试对象盖。
盒盖解锁单元可以包括:设置在盒支撑构件的上部上并且具有“└”形状的插入槽;固定地插入到插入槽的垂直部分中的电磁体;插入到插入槽的水平部分中并连接到电磁体的内部连接终端;以及连接到内部连接终端的外部连接终端单元。外部连接终端单元可以设置为在连接终端按压构件内部突出,所述连接终端按压构件以“>”形状与盒支撑构件的外表面接触。
连接终端按压构件的角部的外侧可以耦合到滑动单元,所述滑动单元设置在按压气缸的按压气缸杆上,并且滑动单元可以包括:滑动壳体;设置在滑动壳体中的滑动马达;以及设置在滑动马达的滑动马达轴上的滑动盘终端。
每个测试对象平台单元可以包括:第三马达,所述第三马达设置在第一长孔的任一侧处,所述第一长孔设置在四边形平板部分中,第三马达具有向上突出的第三马达轴;耦合到第三马达轴的测试对象平台;以及从测试对象平台的上部的一侧或另一侧突出的测试对象对齐件。
测试对象对齐件在它们之间可以具有90°的角,并且测试对象的角部暴露部分可以彼此间隔开,并设置在彼此面对的测试对象的角部处。
测试对象盖可以具有与盒本体相同的形状,与电磁体的中心重合的金属件可以设置在盒支撑构件上的放置在测试对象盖的部分处,并且测试对象盖可以在其中心处具有第二长孔。
测试对象对齐单元可以包括:对齐支撑框架单元;设置在对齐支撑框架单元下方的对齐板传输气缸单元;耦合到对齐板传输气缸单元的下部的对齐板;设置在对齐板的下部上的多个对齐气缸;以及测试对象盖抽吸单元,其设置在对齐板上,并配置为用吸气力抽吸测试对象盖,以及使测试对象盖分离。
对齐气缸可以设置在对齐板的下部上,并且可以在它们之间具有90°的间隔,并且测试对象对齐板可以设置在对齐气缸的对齐气缸杆的端部处。
测试对象盖抽吸单元可以包括:空气泵;空气软管,其具有连接到空气泵的抽吸侧的一侧;以及抽吸嘴,其设置在对齐板上,并连接到空气软管的另一侧。
根据本发明,通过输入传送带加载到盒中的测试对象可以依次堆叠在位于子平台的上部上的测试对象盒上,并移动到测试对象检查单元,然后,可以通过测试对象检查单元来检查堆叠的电池单元的角部,使得可以以高的速度对作为测试对象的电池单元进行全面检查。
根据本发明,当通过使用X射线等的射线照相精确地检查由密封物密封的电池单元的电极的状态时,从多个堆叠的电池单元的捕捉图像重建三维图像,使得即使在针对每个电池单元检查是否具有缺陷的情况下,也可以提供适合于进行全面检查的处理速度,并且可以在一致的过程中进行检查。
上述发明内容仅是说明性的,而不意图以任何方式进行限制。除了上述展示性的方面、实施例和特征之外,通过参考附图和以下的详细描述,其他方面、实施例和特征将变得清楚。
附图说明
图1A是示出现有技术的电池检查装置的示例性视图。
图1B是示出图1A的电池检查装置的示例性视图。
图2是示出根据本发明的用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置的俯视图,其中示出了测试对象盒和安装台。
图3是示出在根据本发明的用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置中,加载、检查和卸载作为测试产品的电池单元的过程的概念图。
图4是示出在根据本发明的用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置中,对作为测试产品的电池单元进行CT成像和分析的过程的概念图。
图5是示出根据本发明的用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置中的循环阶段的示例性视图。
图6是示出根据本发明的用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置中的循环阶段的另一个示例性实施例的示例性视图。
图7是示出根据本发明的用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置中,用于捕捉电池单元的角部的图像的CT旋转的概念图。
图8是示出根据本发明的用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置的具体示例性实施例的立体图。
图9是示出根据本发明的用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置的具体示例性实施例的前视图。
图10是示出根据本发明的用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置中,测试对象盖与位于特定子平台的上侧处的测试对象盒分离的状态以及测试对象对齐单元的立体图。
图11是示出根据本发明的用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置中,覆盖有特定测试对象盖的测试对象盒耦合到滑动单元的状态的立体图。
图12是示出根据本发明的用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置中,特定测试对象盒分离的状态的立体图。
图13是示出根据本发明的用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置中,特定测试对象盒和滑动单元分离的状态的立体图。
图14是示出根据本发明的用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置的具体俯视图。
应该理解,附图不一定是按比例的,而是呈现本发明基本原理的各种特征说明的有些简化的表示。如本文所公开的本发明的特定设计特征包括:例如,在某种程度上由特定应用和使用环境确定的特定尺寸、方向、位置和形状。
在图中,参考符号在附图的若干图中指代本发明的相同或等效部件。
具体实施方式
下文将参考附图详细描述本发明的示例性实施方式。
下文,将参考附图更详细地描述本公开。应注意,在可能的情况下,在附图中类似的附图标记表示类似的组成元件。此外,将省略对公开已知的功能和配置的详细描述,其可能不必要地模糊本发明的主题。
当一个组成元件被描述为“连接”或“耦合”到另一个组成元件时,应理解,一个组成元件可以直接连接或耦合到另一个组成元件,并且中间组成元件也可以存在于组成元件之间。此外,在本申请的整个说明书中,当一个构件被放置在另一个构件“上”时,这不仅包括一个构件与另一个构件接触的情况,而且还包括在两个构件之间也存在另一个构件的情况。
在本发明中,术语“包括”、“包括有”、“包含”、“包含有”、“含有”、“具有”、“有”或其的其他变体是非排他性的,并且因此指明了所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或添加。
首先,图2是示出根据本发明的用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置的俯视图,其中示出了测试对象盒和安装台。
参见图2,根据本发明示例性实施例的用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置包括安装台200,其包括主平台210和子平台220。多个子平台220以预定间隔可旋转地设置,并沿圆周方向放置在可旋转地设置的主平台210的上部上。子平台220设置为可向上和向下移动。在这种情况下,子平台220可以以相等的间隔,沿圆周方向放置在与主平台210的旋转轴同心的圆上,并且设置在主平台210的上部上,以便加载、检查和卸载测试对象BC。子平台220的旋转速度或高度可以调整。
测试对象盒230设置在每个子平台220的上部上,以便与子平台220分离。作为测试对象的电池单元BC从外部通过输入传送带IC加载到测试对象盒230中,然后依次堆叠。
测试对象检查单元300设置在图2的顶侧处,并且配置为在测试对象盒230移动到测试对象检查单元300之后,通过射线照相获得测试对象BC的图像。在这种情况下,测试对象检查单元300可以包括X射线生成单元300a和成像检测器300b,以便对测试对象BC进行X射线检查。
同时,如在图2的左上部的俯视图中所示,在将堆叠在测试对象盒230中的测试对象BC加载到测试对象检查单元300上之前,通过能够利用气压等操作的测试对象对齐板442来使测试对象BC对齐。之后,如在图2的右上部的前视图中所示,测试对象BC通过单独的测试对象盖250来耦合,以防止测试对象BC移动。因此,即使在成像过程中测试对象盒230旋转,也防止电池单元移动,使得可以获得测试对象BC的角部的精确图像。
在获得图像之后,在通过安装台的移动而定位的测试对象盒的位置处,通过输出传送带OP将堆叠的测试对象BC依次卸载到盒100的外部。
接下来,图3是示出在根据本发明的用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置中,加载、检查和卸载作为测试产品的电池单元的过程的概念图。参见图3,作为测试产品的电池单元可以通过放置在一侧处的传送带加载,并且N个电池单元按1、2、...、N-1和N的顺序堆叠,然后由使用X射线等的射线照相检查设备检查,然后通过放置在另一侧处的传送带卸载到外部。
例如,假设测试产品沿生产线移动的流速时间Tf为8秒,并且X射线检查设备获得和分析图像的操作时间Top为240秒,则在测试对象检查单元进行X射线检查所花费的240秒,最多30个(N=30)电池单元可以堆叠在测试对象盒中,然后在没有瓶颈效应的情况下,通过一致的过程进行全面检查。
图4是示出在根据本发明的用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置中,对作为测试产品的电池单元进行CT成像和分析的过程的概念图。
参见图4,可见,在第一步骤堆叠N个电池单元,在第二步骤进行X射线CT(计算机化断层显像),并且在第三步骤进行CT重建和分析,同时对单个电池单元进行周期性排出。在这种情况下,在第二步骤中,在N个电池单元围绕旋转轴旋转的同时,可以使用从X射线管产生的X射线,通过成像检测器获得图像。如图4所示,同时捕捉N个堆叠的电池的图像,使得进行能够同时捕捉作为测试对象的N个电池单元的角部的图像并分析图像的多点检查。
尽管在附图中未示出,但是从在旋转电池单元的同时捕捉的电池单元的角部的二维获取图像来重建三维图像,使得能够准确地检查电池单元是否具有缺陷。
接下来,图5是示出根据本发明的使用循环阶段以实现自动化全面检查的电池单元检查方法的示例性视图。
如图5所示,在第一步骤的阶段1处,根据本发明的电池单元检查方法堆叠N个电池单元,所述N个电池单元是通过传送带加载到测试对象入口的测试对象,在第二步骤的阶段2处,在围绕旋转轴旋转N个堆叠的电池单元的同时进行CT检查,并且在第三步骤的阶段3处,通过传送带逐个卸载堆叠的电池单元。
图6是示出根据本发明的使用循环阶段以实现自动化全面检查的电池单元检查方法的另一个示例性实施例的示例性视图。
如图6所示,在第一步骤的阶段1和阶段2处,根据本发明的电池单元检查方法将通过传送带加载的N个电池单元堆叠成两排,将N个电池单元移动到测试对象检查单元,将N个电池单元定位在X射线管与成像检测器之间,在第二步骤的阶段3和阶段4处,在围绕旋转轴旋转N个电池单元的同时,对在两排中对齐的N个电池单元进行CT检查,并且在第三步骤的阶段5和阶段6处,通过传送带逐个卸载电池单元。
分别在图5和图6中示出的电池单元检查方法的彼此不同之处在于,作为测试对象的电池单元在一排中对齐和在两排中对齐。然而,基本上,所述电池单元检查方法各自包括第一步骤,即,“堆叠测试对象BC的步骤”,其中,将N个电池单元(其作为通过传送带加载到测试对象入口中的测试对象)堆叠,第二步骤,即,“通过旋转堆叠的测试对象进行CT检查的步骤”,其中,在围绕旋转轴旋转N个堆叠的电池单元的同时进行CT检查,以及第三步骤,即,“逐个卸载通过CT检查而检查过的堆叠的测试对象BC的步骤”,其中,通过传送带逐个卸载通过CT检查而检查过的堆叠的电池单元。
在旋转堆叠的测试对象BC的同时进行CT检查的步骤过程中,在位于测试对象入口120中的子平台220处进行堆叠测试对象BC的步骤,并且在位于测试对象出口130中的子平台220处进行逐个卸载堆叠的测试对象BC的步骤。
在如上参考图6所述的将电池单元堆叠成两排的情况下,在堆叠测试对象BC的步骤中,测试对象BC可以对齐并堆叠成两排,使得堆叠在一侧处的测试对象BC的角部面对堆叠在另一侧处的测试对象BC的角部。
如果进行CT检查需要大量时间,并且由于电池单元的厚度的缘故使得可以被加载成一排的电池单元的数量不多,则电池单元可以成两排对齐,然后通过CT成像同时检查。在通过围绕一个旋转轴旋转所述成两排对齐的电池单元来获得图像的情况下,能够一次同时检查被加载成两排的电池单元。
图7是示出根据本发明的用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置中,用于捕捉电池单元的角部的图像的CT旋转的示例性视图。
在CT成像过程中,捕捉的图像的分辨率可能发生很大变化,这不仅取决于对象的几何结构,而且取决于对齐状态。特别是,在薄的电池单元中,对齐的重要性更高,因为薄的电池单元的厚度(大约2mm)与长度(50至1500mm)之间存在非常大的相对差异。这是因为如果辐射的吸收量在特定方向上非常大,则图像质量下降。为了确保足够的对比度,入射的X射线的强度需要在任何角度上都是均匀的,并且需要确保被吸收到对象上的X射线量的均匀性。考虑到这一点,电池单元可以围绕将电池单元的一个角部等分的线段来旋转,如图7所示。
即,在本发明中,当在平面图中看堆叠的测试对象BC时,进行CT检查的步骤可以是通过围绕将角部等分的线段而旋转堆叠的测试对象BC来进行CT检查,如图7所示。更具体地,如图4所示,可以通过围绕这样的线段而旋转堆叠的测试对象来获得对称图像:所述线段将放置在位于堆叠的测试对象BC的总高度中间的假想平面上的测试对象的角部等分。
如图8至图14所示,根据本发明的用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置的具体示例性实施例包括盒100、安装台200、测试对象检查单元300和测试对象对齐单元400。
在这种情况下,盒100设置为防止在通过使用放射性射线检查作为电池单元的测试对象BC的过程中将部分的放射性射线泄漏到外部。盒100允许测试对象BC从外部容易地进入盒100的内部,并且还允许使加载的测试对象BC在被测试对象检查单元300检查之后容易地离开盒100。
盒100由上部、下部以及连接上部和下部的闭合隔墙构成,并且可以设置为被屏蔽单元110包围,以防止放射性射线泄漏,从而确保操作人员的安全。
测试对象入口120放置在包括屏蔽单元110的盒100的一侧处,并且与该测试对象入口120对应的测试对象出口130放置在包括屏蔽单元110的盒100的另一侧处,使得测试对象BC可以从外部快速地加载到盒100的内部,并从盒100的内部快速地卸载到外部,从而提高工作性。
输入传送带IC放置在测试对象入口120中,同时在内部与外部之间穿过盒100,测试对象导板GP放置在输入传送带IC的上部上,并且输出传送带OC放置在测试对象出口130中,同时在内部与外部之间穿过盒100。
特别是,测试对象导板GP设置在输入传送带IC的上部上,使得测试对象导板GP之间的间隔从外部到内部逐渐减小,该间隔减小到等于测试对象BC的宽度,并且测试对象导板GP在间隔等于测试对象BC的宽度的部分彼此平行。电池单元落在测试对象盒230的测试对象平台单元240的上表面上,所述测试对象平台单元240坐置在下面描述的子平台220的上部上,然后可以依次堆叠电池单元。
堆叠在测试对象盒230中的多个测试对象BC通过测试对象检查单元300用诸如X射线的放射性射线来检查,然后通过测试对象出口130卸载到盒100的外部。在内部与外部之间穿过盒100的输出传送带OC安装为与测试对象出口130相邻。
如图2所示,具有臂驱动马达DM的旋转臂RA安装在输出传送带OC的入口侧的端部处,所述输出传送带OC放置在测试对象出口130中,同时在内部与外部之间穿过盒100。在安装台200通过主平台210旋转的同时,旋转臂RA可以向外倾斜,以防止旋转臂RA干扰坐置在安装台200的上部上的测试对象盒230。
在这种情况下,输出气缸OS设置在旋转臂RA的端部处。输出气缸OS具有设置在输出气缸杆OR的端部处的测试对象推动件PP,并且逐个推动测试对象BC以将测试对象BC传输到输出传送带OC。
同时,安装台200操作以使得通过输入传送带IC传送从外部加载到盒100中的测试对象BC依次堆叠在测试对象盒230中,其上堆叠测试对象BC的测试对象盒230移动到测试对象检查单元300以进行X射线检查,然后测试对象盒230移动到输出传送带OC,使得被完全检查的测试对象BC依次卸载到盒100的外部。
安装台200和测试对象检查单元300定位在盒100中。用于加载、检查、卸载测试对象BC的三个或更多个子平台220安装在可旋转的主平台210的上部上,使得可以缩短处理时间并提高检查速度。
此外,安装台200的主平台210设置在盒100的底部上,以便可被第一马达M1旋转,并且一个或多个子平台220可以以预定的间隔设置在主平台210的上部上,以便可被单独的第二马达M2旋转。
在这种情况下,第一马达M1和第二马达M2各自可以配置为步进马达,以适当地调整旋转量。第二马达M2可以具有耦合到子平台220的花键轴,以便在旋转子平台220的同时向上或向下移动子平台220。
特别是,配置为旋转主平台210的第一马达M1可以设置在主平台210的边缘的内部。通孔形成在主平台210的中心处,并且导柱的下端稳定地耦合到形成通孔的部分。导柱能够使将要在下面描述的按压气缸236向上或向下往复运动。即,为了防止干扰旋转的主平台210,第一马达M1可以设置在主平台210的边缘的内部。
如在图8中的左侧所示,在位于坐置在子平台220的上部上的测试对象盒230的一侧处的测试对象平台单元240上依次堆叠测试对象BC,然后旋转子平台220,使得在位于测试对象盒230的另一侧处的测试对象平台单元240上依次堆叠测试对象BC。结果,许多测试对象BC可以在测试对象盒230上堆叠成两排。
子平台220向上移动其上堆叠测试对象BC的测试对象盒230,使得测试对象盒230被测试对象盖250覆盖,并被连接终端按压构件235锁定,所述连接终端按压构件235设置在位于将要在下面描述的测试对象检查单元300的X射线生成单元300a与成像检测器300b之间的按压气缸236的滑动单元237中,从而防止堆叠的测试对象BC在检查过程中掉落或移动。
子平台220包括配置为向上或向下移动的第一提升单元LF1,并且第一提升单元LF1配置为致动器。致动器还配置为可变地调整其高度。当然,可以应用众所周知的组件,例如,线性马达,只要该组件可以向上或向下移动测试对象盒。
同时,测试对象BC依次堆叠在其上的测试对象盒230放置在子平台220的上部上,上推致动器PA设置在其上放置有测试对象盒230的子平台220的内部,如图9和图10所示,并且子平台220在通过测试对象检查单元300之后定位在测试对象出口130处。在这种情况下,当上推致动器PA操作时,上推致动器PA可以通过在子平台220中形成的通孔向上推动测试对象BC,并将测试对象BC向上移动到测试对象BC的厚度的范围。之后,如图2所示,测试对象BC可以通过设置在旋转臂RA上的输出气缸OS的测试对象推动件PP而移动到输出传送带OC,然后卸载到盒100的外部。
如图10至图13所示,测试对象盒230具有盒本体231,其由具有高辐射透射率的非金属材料制成。盒本体231具有从四边形平板部分231-1的两端向外延伸的三角形延伸部分231-2。盒腿部232从四边形平板部分231-1的四个角向下突出,使得测试对象盒230在水平方向上稳定地保持在子平台220的上表面上,并且防止将要在下面描述的第三马达M3干扰子平台220。
盒支撑构件233在延伸部分231-2的端部处向上和向下突出。盒盖解锁单元234设置在盒支撑构件233的向上突出的上部上。通过设置盒盖解锁单元234,锁定将要在下面描述的测试对象盖250,以防止测试对象BC在检查过程中移动,使得可以进行精确的检查。检查之后,解锁测试对象盖250,使得测试对象BC可以卸载到外部。
测试对象平台单元240对称地设置在盒本体231的上部的两侧处,使得测试对象BC可以堆叠成两排。测试对象盖250覆盖盒本体231的上部,或被盒盖解锁单元234解锁。
如图11和图12所示,盒盖解锁单元234具有设置在盒支撑构件233的上部中并且具有“└”形状的插入槽234-1、插入到插入槽234-1的垂直部分中的电磁体234-2和插入到插入槽234-1的水平部分中并连接到电磁体234-2的内部连接终端234-3。因此,可以根据是否基于通过连接到内部连接终端234-3的外部连接终端单元234-4而从外部施加的电信号产生磁力,来解锁测试对象盖250。
外部连接终端单元234-4在连接终端按压构件235中突出,所述连接终端按压构件235以“>”形状与盒支撑构件233的外表面接触,使得连接终端按压构件235和盒支撑构件233可以容易地连接,并且可以稳定地支撑测试对象盒230的两端。
连接终端按压构件235的角部的外侧耦合到滑动单元237,所述滑动单元237耦合到按压气缸236的按压气缸杆236-1,使得可以通过电源促进旋转。
滑动单元237具有设置在空置滑动壳体237-1中的滑动马达237-2,并且滑动盘终端237-4设置在滑动马达237-2的滑动马达轴237-3上,使得当向连接终端按压构件235供电时,滑动盘终端237-4可以防止设置在滑动单元237中的滑动马达237-2扭曲电缆。
同时,测试对象平台单元240具有第三马达M3,所述第三马达M3放置在形成于四边形平板部分231-1中的第一长孔231-11的两侧处,并且每个第三马达M3具有向上突出的第三马达轴241。测试对象平台242耦合到每个第三马达轴241。测试对象对齐件243在测试对象平台242的上部的一侧或另一侧处突出。
测试对象对齐件243是两个对齐件,其彼此面对并在它们之间具有90°角。彼此面对的对齐的测试对象BC的角部的图像可以通过测试对象角部暴露部分243-1被测试对象检查单元300捕捉。
如图10和图11所示,测试对象盖250由非金属材料制成,并具有与盒本体231相同的形状。金属件251设置在将要放置在盒支撑构件233上的部分处,并且金属件251的中心与电磁体234-2的中心重合,使得通过电磁体234-2的磁力将测试对象盖250固定到盒本体231。类似于盒本体231,测试对象盖250具有形成在其中心处的第二长孔252。
位于安装台200上方的测试对象检查单元300包括放射性射线生成单元和成像检测器300b,以便对测试对象BC进行射线照相检查。特别是,放射性射线生成单元可以是用于X射线检查的X射线生成单元300a。
特别是,在X射线生成单元300a的情况下,考虑到测试对象的材料成分,可以使用选自20kVp到500kVp的管电压,并且根据测试对象的成分和几何结构,焦点尺寸可以是0.01μm到几百微米。在这种情况下,可以使用满足管电压和焦点尺寸的开口管或闭合管。
作为成像检测器300b,考虑测试对象的成分和几何结构,可以使用以图像形成光学系统为形式的检测器之中的TFT光电二极管型FPD(平板检测器)、CMOS型FPD和CCD(数字射线照相)中的任何一个。
如图8和图9所示,测试对象对齐单元400设置在测试对象检查单元300上方,并且具有设置在对齐支撑框架单元410下方的对齐板传输气缸单元420,并且对齐板430耦合到对齐板传输气缸单元420的下部。
如图10所示,多个对齐气缸440设置在对齐板430的下部上。测试对象盖抽吸单元450设置在对齐板430上,并且放置在对齐气缸440之间。测试对象盖抽吸单元450用吸气力来抽吸测试对象盖250或使测试对象盖250分离。在这种情况下,对齐气缸440可以以90°的间隔放置在对齐板430的下部上,并且测试对象对齐板442安装在对齐气缸440的对齐气缸杆441的端部处。
测试对象盖抽吸单元450具有空气软管452和空气泵451,所述空气泵451产生抽吸测试对象盖250所需的压力。每个空气软管452的一侧连接到空气泵451的抽吸侧,并且每个空气软管452的另一侧连接到设置在对齐板430上的每个抽吸嘴453。
同时,在本发明中,测试对象BC可以通过设置在旋转臂RA上的输出气缸OS的测试对象推动件PP而移动到输出传送带OC,然后卸载到盒100的外部。除了这种配置外,如图14所示,具有气动头AH的臂AR可旋转地设置在支撑柱PT的上部上,并且气动头AH可以逐个抽吸测试对象BC,然后通过输出传送带OC卸载测试对象BC。
首先,使用上述用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置的电池单元检查方法开始于如下过程:将作为测试对象BC的电池单元传输到暴露于盒100外部的输入传送带IC上,并通过测试对象入口120将测试对象BC加载到盒100中。
接下来,在堆叠测试对象BC的步骤中,将测试对象BC加载到盒100中,然后落在输入传送带IC的端部处,使得测试对象BC堆叠在位于安装台200的子平台220的上部上的测试对象盒230的测试对象平台单元240上。
在这种情况下,在由设置在输入传送带IC的上部上的导板GP将测试对象BC对齐在预定位置处的状态下,测试对象BC在落在测试对象平台单元240上的同时依次堆叠。设置在测试对象平台242上的测试对象对齐件243防止在堆叠测试对象BC的过程中测试对象BC移动。
同时,设置在安装台200中的第一提升单元LF1可以提供安装台200的初始高度,即,可以允许测试对象平台单元240的上表面具有通过从输入传送带IC的上表面的高度减去一个或两个测试对象BC的厚度所得到的高度。结果,在测试对象BC通过落在测试对象平台单元240的测试对象平台242的上表面上而堆叠的同时,可以吸收冲击。
通过重复上述过程,将测试对象BC堆叠在设置于测试对象盒230的一侧处的测试对象平台单元240的测试对象平台242上,安装台200被第二马达M2旋转180°,然后安装台200的旋转停止。此外,用相同的过程,将测试对象BC堆叠在设置于测试对象盒230的另一侧处的测试对象平台单元240的测试对象平台242上。
在这种情况下,可以通过使用压敏传感器的重量测量方法或使用光电传感器的光学方法,将测试对象BC的堆叠率和测试对象BC的堆叠量与预定的重量或厚度进行比较,并且当测试对象BC的堆叠率和堆叠量等于或大于该预定的重量或厚度时,可以通过锁定测试对象盖250来保持测试对象BC的堆叠。
在堆叠测试对象BC的步骤中,测试对象BC可以对齐并堆叠成两排,使得堆叠在一侧处的测试对象BC的角部面对堆叠在另一侧处的测试对象BC的角部。
当所有测试对象BC堆叠在放置在测试对象盒230两侧处的测试对象平台242上时,通过第一马达M1的操作旋转主平台210,使得测试对象盒230定位在测试对象对齐单元400的正下方。然后,通过第一提升单元LF1的操作向上移动子平台220,使得测试对象盒230的盒本体231定位在测试对象检查单元300的X射线生成单元300a与成像检测器300b之间的中心线上。
接下来,通过测试对象对齐单元400的对齐板传输气缸单元420向下移动对齐板430。之后,对齐气缸杆441通过对齐气缸440的操作而延伸,使得测试对象对齐板442朝向测试对象对齐件243推动堆叠在测试对象平台242上的测试对象BC,以便对齐测试对象BC。
之后,对齐板430向下移动,并且在消除由空气泵451产生并通过空气软管452和抽吸嘴453操作的空气压力的同时,被抽吸嘴453抽吸的测试对象盖250从对齐板430的下部分离。结果,对齐板430的下部放置在测试对象BC的上部上,然后对齐板430向上移动。
接下来,由第二马达M2旋转测试对象盒230,使得设置在盒本体231中的长孔234-11的方向与X射线生成单元300a和成像检测器300b之间的中心线的方向一致。然后,当按压气缸杆236-1通过按压气缸236的操作延伸时,耦合到滑动单元237的滑动盘终端237-4的连接终端按压构件235也延伸,使得连接终端按压构件235与设置在测试对象盒230上的盒支撑构件233接触,外部连接终端单元234-4装配并连接到内部连接终端234-3,并且保持该状态。
在这种情况下,当通过滑动盘终端237-4向外部连接终端单元234-4和内部连接终端234-3供电时,设置在测试对象盖250上的金属件251通过磁力(即,由电磁体234-2产生的排斥力)而附接,并且保持这种状态,即,限制测试对象BC的移动以防止测试对象BC移动。
接下来,进行通过旋转堆叠的测试对象BC来进行CT检查的步骤。由滑动单元237的滑动马达237-2旋转测试对象盒230,同时从测试对象检查单元300的X射线生成单元300a产生的X射线穿过由测试对象盒230和测试对象盖250对齐的角部暴露部分243-1。因此,成像检测器300b对每个旋转位置获得二维图像,并且基于获得的二维图像进行3D重建处理。
在这种情况下,为了连续地检查测试对象BC的其他点,通过设置在盒本体231下面的第三马达M3的操作来旋转设置在测试对象盒230的上部上的测试对象平台242,捕捉其他后续位置处的角部的图像,然后可以进行3D重建处理。在这种情况下,在通过旋转堆叠的测试对象BC来进行CT检查的步骤中,当在平面图中观察堆叠的测试对象BC时,可以通过围绕将堆叠的测试对象BC的角部等分的线段而旋转堆叠的测试对象来进行CT检查。
当堆叠在测试对象盒230上的所有测试对象BC的检查完成时,切断供给电磁体234-2的电源,然后由测试对象对齐单元400的对齐板传输气缸单元420向下移动对齐板430。此外,当从空气泵451向抽吸嘴453施加抽吸力时,测试对象盖250通过被抽吸到对齐板430的下部而分离。
接下来,在下侧处于备用状态的子平台220由第一提升单元LF1向上移动,使得测试对象盒230的盒腿部232坐置在子平台220上。接下来,按压气缸杆236-1缩回到按压气缸236中,并且连接终端按压构件235与测试对象盒230的盒支撑构件233分离,从而消除约束力。
接下来,在逐个卸载通过CT检查而检查过的堆叠的测试对象BC的步骤中,当通过第一提升单元LF1的反向操作而向下移动子平台220时,通过第一马达M1的操作旋转主平台210,使得通过检查而被检查的测试对象盒230位于输出传送带OC的输入侧处。当旋转臂RA由臂驱动马达DM旋转时,设置在输出气缸OS的输出气缸杆OR上的测试对象推动件PP被定位在设置于测试对象盒230的测试对象平台242上的测试对象对齐件243的上方。
之后,通过输出气缸OS的操作,位于最上面的测试对象BC被测试对象推动件PP推动,然后被加载到输出传送带OC上。随着该过程的重复,在一侧处堆叠在测试对象平台242上的所有测试对象BC被卸载。在这种情况下,设置在安装台200的上部上的上推致动器PA通过形成在四边形平板部分231-1中的长孔234-11向上突出,使得坐置在最下端处的测试对象BC可以卸载到输出传送带OC上。
在旋转堆叠的测试对象BC的同时进行CT检查的步骤过程中,在位于测试对象入口120中的子平台220处进行堆叠测试对象BC的步骤,并且在位于测试对象出口130中的子平台220处进行逐个卸载堆叠的测试对象BC的步骤。
接下来,被完全检查并堆叠在另一侧的测试对象平台242上的测试对象BC也可以在通过由安装台200旋转测试对象盒230时重复相同的过程来卸载。
由第一马达M1对主平台210的旋转将测试对象盒230(其在所有的被检查的测试对象BC卸载之后空置)移动到输入传送带IC所定位的部分,并且重复将测试对象BC堆叠在测试对象盒230上的过程,使得在电池单元上进行全面检查。
同时,在本发明中,当通过第一提升单元LF1的操作移动子平台220时,测试对象盒230向上移动,并且在测试对象盒230由耦合到处于备用状态的连接终端按压构件235的按压气缸236支撑的状态下,可以旋转测试对象盒230。然而,除此配置之外,子平台220可以是静止的,并且耦合到连接终端按压构件235的按压气缸236可以从上侧移动到下侧或从下侧移动到上侧。在这种情况下,如图2至图4所示,按压气缸236可以具有这样的结构,其中连接到马达的驱动轴沿着设置在垂直导柱上的导轨向前或反向操作以往复移动滑块,并且按压气缸236耦合到该滑块。
如上所述,已经在附图和说明书中描述和展示了示例性实施例。选择和描述示例性实施例是为了解释本发明的某些原理和它们的实际应用,由此能够使本领域技术人员制造和利用本发明的各种示例性实施例以及其各种替代和修改。从上述描述明白,本发明的某些方面不受在此所示的实例的具体细节限制,因此,可以设想本领域技术人员将作出其他修改和应用或其等同。但是,在考虑了说明书和附图之后,本发明的许多变化、修改、变体和其他用途和应用对于本领域技术人员将变得清楚。不脱离本发明的主旨和范围的所有这些改变、修改、变体和其他用途和应用被认为仅由所附权利要求限定的本发明覆盖。

Claims (20)

1.一种用于检查电池单元以实现自动化全面检查的装置,所述装置配置为用射线照相检查所述电池单元,并且包括:
主平台,所述主平台配置为能够旋转;
多个子平台,所述多个子平台以能够旋转的方式放置在所述主平台的上部;
安装台,所述安装台包括所述主平台和所述多个子平台;
测试对象盒,所述测试对象盒以能够旋转的方式放置在每个所述子平台的上部,使得测试对象依次堆叠在所述测试对象盒上;以及
测试对象检查单元,所述测试对象检查单元配置为在所述测试对象盒被所述安装台所移动的位置处,通过射线照相获得所述测试对象的图像,
所述测试对象检查单元在所述测试对象盒旋转下获得堆叠的所述测试对象的角部的图像。
2.如权利要求1所述的装置,其中,在获得所述图像之后,在所述测试对象盒通过所述安装台的移动而被定位的位置处,从所述测试对象盒依次卸载堆叠的所述测试对象。
3.如权利要求1所述的装置,其中,所述主平台设置为能够围绕所述主平台的中心旋转,所述子平台以预定的间隔沿圆周方向放置在所述主平台的上部上,以便加载、检查和卸载所述测试对象,每个所述子平台的旋转和高度被调整。
4.如权利要求1所述的装置,其中,所述安装台和所述测试对象检查单元定位在盒中,三个或更多个子平台安装在能够旋转的所述主平台的上部上,以便加载、检查和卸载所述测试对象,所述测试对象检查单元包括放射性射线生成单元和成像检测器,以对所述测试对象进行射线照相检查,并且测试对象对齐单元设置在所述测试对象检查单元上方。
5.如权利要求4所述的装置,其中,所述盒包括:
屏蔽单元,所述屏蔽单元设置为包围所述盒,以防止放射性射线泄漏;
测试对象入口,所述测试对象入口设置在包括所述屏蔽单元的所述盒的一侧处;以及
测试对象出口,所述测试对象出口设置在包括所述屏蔽单元的所述盒的另一侧处。
6.如权利要求5所述的装置,其中,在内部与外部之间穿过所述盒的输入传送带放置在所述测试对象入口中,测试对象导板放置在所述输入传送带的上部上,以及在内部与外部之间穿过所述盒的输出传送带放置在所述测试对象出口中。
7.如权利要求4所述的装置,其中,位于所述盒的下部的底面上的所述主平台通过第一马达来旋转,位于所述主平台的上部上的所述子平台通过第二马达在所述主平台上旋转,并且所述子平台包括向上或向下移动所述子平台的第一提升单元。
8.如权利要求1所述的装置,其中,所述测试对象依次堆叠在其上的所述测试对象盒放置在所述子平台的上部上,并且
其中,所述测试对象盒包括:
盒本体,所述盒本体具有一体地设置在四边形平板部分的两端处的延伸部分,每个所述延伸部分具有三角形形状并向外延伸;
盒腿部,所述盒腿部从所述四边形平板部分的四个角向下突出;
盒支撑构件,所述盒支撑构件从所述延伸部分的端部向上和向下突出;
盒盖解锁单元,所述盒盖解锁单元设置在所述盒支撑构件的上部上;
测试对象平台单元,所述测试对象平台单元对称地设置在所述盒本体的上部的两侧处;以及
测试对象盖,所述测试对象盖配置为覆盖所述盒本体的上部,并且通过所述盒盖解锁单元来解锁。
9.如权利要求8所述的装置,其中,所述盒盖解锁单元包括:
插入槽,所述插入槽设置在所述盒支撑构件的上部上并且具有“└”形状;
电磁体,所述电磁体固定地插入到所述插入槽的垂直部分中;
内部连接终端,所述内部连接终端插入到所述插入槽的水平部分中,并连接到所述电磁体;以及
外部连接终端单元,所述外部连接终端单元连接到所述内部连接终端。
10.如权利要求9所述的装置,其中,所述外部连接终端单元设置为在连接终端按压构件内部突出,所述连接终端按压构件以“>”形状与所述盒支撑构件的外表面接触。
11.如权利要求10所述的装置,其中,所述连接终端按压构件的角部的外侧耦合到滑动单元,所述滑动单元设置在按压气缸的按压气缸杆上,并且所述滑动单元包括:
滑动壳体;
滑动马达,所述滑动马达设置在所述滑动壳体中;以及
滑动盘终端,所述滑动盘终端设置在所述滑动马达的滑动马达轴上。
12.如权利要求8所述的装置,其中,每个所述测试对象平台单元包括:
第三马达,所述第三马达设置在第一长孔的任一侧处,所述第一长孔设置在所述四边形平板部分中,所述第三马达具有向上突出的第三马达轴;
测试对象平台,所述测试对象平台耦合到所述第三马达轴;以及
测试对象对齐件,所述测试对象对齐件从所述测试对象平台的上部的一侧或另一侧突出。
13.如权利要求12所述的装置,其中,相邻的所述测试对象对齐件之间具有90°的角,并相邻的所述测试对象对齐件的端部彼此间隔开而形成测试对象角部暴露部分。
14.如权利要求9所述的装置,其中,所述测试对象盖具有与所述盒本体相同的形状,与所述电磁体的中心重合的金属件设置在所述测试对象盖的放置在所述盒支撑构件上的部分处,并且所述测试对象盖在其中心处具有第二长孔。
15.如权利要求4所述的装置,其中,所述测试对象对齐单元包括:
对齐支撑框架单元;
对齐板传输气缸单元,所述对齐板传输气缸单元设置在所述对齐支撑框架单元下方;
对齐板,所述对齐板耦合到所述对齐板传输气缸单元的下部;
多个对齐气缸,所述多个对齐气缸设置在所述对齐板的下部上;以及
测试对象盖抽吸单元,所述测试对象盖抽吸单元设置在所述对齐板上,并配置为用吸气力来抽吸测试对象盖以及使所述测试对象盖分离。
16.如权利要求15所述的装置,其中,相邻的所述对齐气缸之间具有90°的间隔,并在各对齐气缸的对齐气缸杆的端部设置有测试对象对齐板。
17.如权利要求15所述的装置,其中,所述测试对象盖抽吸单元包括:
空气泵;
空气软管,所述空气软管具有连接到所述空气泵的抽吸侧的一侧;以及
抽吸嘴,所述抽吸嘴设置在所述对齐板上,并连接到所述空气软管的另一侧。
18.一种使用权利要求1所述的装置检查电池单元以实现自动化全面检查的方法,所述方法包括:
将测试对象堆叠在测试对象盒上;
通过用测试对象检查单元旋转堆叠的测试对象来进行CT检查;以及
逐个卸载通过CT检查而检查过的所述堆叠的测试对象,
其中,在通过旋转所述堆叠的测试对象进行CT检查的过程中,在位于测试对象入口处的子平台处进行所述测试对象的堆叠,并且在位于测试对象出口处的子平台处进行所述堆叠的测试对象的逐个卸载,
在进行CT检查的过程中,在所述测试对象盒旋转下获得堆叠的所述测试对象的角部的图像。
19.如权利要求18所述的方法,其中,在所述测试对象的堆叠中,将所述测试对象堆叠成两排,使得堆叠在一侧处的所述测试对象的角部面对堆叠在另一侧处的所述测试对象的角部。
20.如权利要求18所述的方法,其中,在进行所述CT检查中,当在平面图中观察所述堆叠的测试对象时,通过围绕将所述堆叠的测试对象的角部等分的线段来旋转所述堆叠的测试对象,来进行所述CT检查。
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