CN113639801B - 插件式铝电解电容器检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电容器技术领域，尤其是涉及一种插件式铝电解电容器检测装置及其检测方法，检测装置包括上位机、传送单元、抓取装置、整备单元、视觉检测单元、电性能测试单元、废品箱，还包括检测盘，检测盘可由抓取装置抓取后放入整备单元或视觉检测单元或电性能检测单元中。检测方法包括以下步骤：整备；将整备好的电容器放入检测盘内进行视觉检测；将S2中获得的合格的电容器进行容量测试；将S3中获得的合格的电容器进行高温/低温耐性测试。本发明采用计算机及相机的视觉检测功能，大幅提高检测的精准度，不仅能检测封装是否完好，更能有效地将混入的电容器快速剔除；本发明还对出厂前的电容器的电性性能进行检测，保证其出厂时性能良好。

Description

插件式铝电解电容器检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及电容器技术领域，尤其是涉及一种插件式铝电解电容器检测桩子及其检测方法。

背景技术

铝电解电容是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极制成，适宜用于电源滤波或者低频电路中。

由于插件式铝电解电容器的封装都较为相似，在工厂生产以及转运过程中，经常有其他相近封装的电气元件混入。

另外，对电容器的电性性能和温度检测时，需要逐个进行检查，较为费力。

传统检测方式通常是采用人工检测，其自动化程度很低。采用人工检测时，由于电容器封装差别较小，其上文字更加难以看清，人工检测存在困难且效率低下。人工检测电容器电性性能时，也需要对电容器逐个进行检测，检测效率低下。

发明内容

本发明的目的在于提出一种提高检测效率以及检测精度的、自动化程度高的插件式铝电解电容器检测装置及其检测方法。

具体技术方案如下：

插件式铝电解电容器检测装置，包括：上位机、传送单元、抓取装置、整备单元、视觉检测单元、电性能测试单元、废品箱，所述传送单元包括第一传送带、第二传送带以及第三传送带，所述整备单元设置于所述第一传送带与第二传送带之间，所述视觉检测单元设置于所述第二传送带和第三传送带之间，所述电性能测试单元设置于所述第三传送带后端，所述电性能测试单元与所述上位机电连接，所述抓取装置包括第一机械手、第二机械手以及第三机械手，所述第一机械手、第二机械手以及第三机械手均与所述上位机电连接并受其控制并分别设置于所述整备单元、视觉检测单元以及电性能测试单元侧边，

还包括检测盘，所述检测盘可由所述抓取装置抓取后放入所述整备单元或视觉检测单元或电性能检测单元中。

进一步地，所述检测盘包括底盘，所述底盘上均匀排列有若干个插座，所述插座包括壳体，所述壳体表面开设有供电容器引脚插入的插孔，所述壳体内设置有夹住引脚的弹簧片，所述弹簧片穿过所述底盘向下延伸形成插片。

进一步地，所述整备单元包括置物平台、切刀架以及若干整备模，所述整备模并排且同向码放于所述置物平台上，所述切刀架设置于所述整备模后端；

所述置物平台侧边设置有若干第一机械手，所述第一机械手将电容器从所述第一传送带取下送入整备模进行整形并由所述切刀架完成修剪后，取出送入检测盘内，再由所述第一机械手将检测盘送入第二传送带。

进一步地，所述切刀架包括固定于所述置物平台上表面的滑轨，所述滑轨上设置有可移动的切刀，所述切刀由外部动力驱动。

进一步地，所述整备模内开设有若干条贯通且相互平行的导向通道，所述导向通道的一侧端部作扩口处理。

进一步地，所述视觉检测单元包括设置于所述第二传送带后端的检测架，所述检测架可放置所述检测盘，所述检测架顶部固定有相机，所述相机与所述计算机电连接，所述相机的镜头正对放置于所述检测盘上的电容器的侧面，

所述第二机械手将不合格的电容器放入废品箱后，将所述检测盘放入所述第三传送带。

进一步地，所述电性检测单元包括容量测试模块、高温测试模块以及低温测试模块，所述第三机械手将所述检测盘从所述第三传送带上抓取后依次送入所述容量测试模块、高温测试模块以及低温测试模块内进行检测，将不合格的电容器放入废品箱。

进一步地，所述容量测试模块包括第一箱体，所述第一箱体内设置有第一插电板，所述第一插电板与所述上位机电连接；

高温测试模块包括第二箱体，所述第二箱体内设置有第二插电板，所述第二插电板与所述上位机电连接，所述第二箱体内还设置有第一测温仪和加热器，所述第一测温仪与所述上位机电连接；

低温测试模块包括第三箱体，所述第三箱体内设置有第三插电板，所述第三插电板与所述上位机电连接，所述第三箱体内还设置有第二测温仪和制冷器，所述第二测温仪与所述上位机电连接。

插件式铝电解电容器检测方法，包括以下步骤：

S1：整备，将封装好的电容器放入整备单元进行修剪，将引脚缺失的电容器放入废品箱；

S2：将整备好的电容器放入检测盘内进行视觉检测，并将不合格品挑出；

S3：将S2中获得的合格的电容器进行容量测试；

S4：将S3中获得的合格的电容器进行高温/低温耐性测试；

S5：将检测合格的电容器码放入托盘。

进一步的，所述的插件式铝电解电容器检测方法，其特征在于，所述S2具体包括以下步骤：

S2.1：取样，将标准电容器插入检测盘后将检测盘进行固定，调整相机角度并固定，利用相机进行拍摄，并由计算机读取标准电容器的外形数据以及表面文字信息，

S2.2：放置待测电容器，将待测电容器依次逐个插入检测盘的插座内，相机对所有待测电容器进行拍摄并将信息传入计算机，

S2.3：对比，计算机对比待测电容器与标准电容器之间的外形数据以及表面文字信息后，外形数据误差在0-5％范围内，表面文字信息对比正确后的为合格品，否则为不合格品，

S2.4：剔除，由计算机控制机械手将不合格品放入废品箱内。

本发明所采用的技术方案相较于传统技术方案所具有的优点在于：

1.本发明采用计算机及相机的视觉检测功能，大幅提高检测的精准度，不仅能检测封装是否完好，更能有效地将混入的电容器快速剔除。

2.本发明还对出厂前的电容器的电性性能进行检测，保证其出厂时性能良好。

3.本发明的检测盘能批量检测电容器，相较于人工逐个检验，检测效率更高。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。

图1为本发明涉及的电容器的系列品类和参数要求表；

图2为本发明的总装示意图；

图3为本发明的整备单元结构示意图；

图4为本发明的整备模的剖面示意图；

图5为本发明的整备模的工作原理示意图；

图6为经过图5整备模整形后的电容器的示意图；

图7为本发明的视觉检测单元结构示意图；

图8为本发明的检测盘的侧面剖视图；

图9为本发明的容量测试模块结构示意图；

图10为本发明的高温测试模块结构示意图；

图11为本发明的低温测试模块结构示意图；

图12为本发明的托盘结构示意图。

其中：

10.上位机；

20.传送单元、21.第一传送带、22.第二传送带、23.第三传送带；

30.抓取装置、31.第一机械手、32.第二机械手、33.第三机械手；

40.整备单元、41.置物平台、42.切刀架、421.滑轨、422.切刀、43.整备模、431.导向通道；

50.视觉检测单元、51.检测架、52.相机；

60.电性能检测单元、61.容量测试模块、611.第一箱体、612.第一插电板、62.高温测试模块、621.第二箱体、622.第二插电板、623.第一测温仪、624.加热器、63.低温测试模块、631.第三箱体、632.第三插电板、633.第二测温仪、634.制冷器；

70.检测盘、71.壳体、72.弹簧片、73.插片、74.底盘；

80.废品箱；

90.托盘。

具体实施方式

以下依据本发明的理想实施例为启示，通过以下的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

参考下列附图，将对本发明进行进一步地说明：

插件式铝电解电容器检测装置，包括：上位机10、传送单元20、抓取装置30、整备单元40、视觉检测单元50、电性能测试单元、废品箱，所述传送单元20包括第一传送带21、第二传送带22以及第三传送带23，所述整备单元40设置于所述第一传送带21与第二传送带22之间，所述视觉检测单元50设置于所述第二传送带22和第三传送带23之间，所述电性能测试单元设置于所述第三传送带23后端，所述电性能测试单元与所述上位机10电连接，所述抓取装置30包括第一机械手31、第二机械手32以及第三机械手33，所述第一机械手31、第二机械手32以及第三机械手33均与所述上位机10电连接并受其控制并分别设置于所述整备单元40、视觉检测单元50以及电性能测试单元侧边，

还包括检测盘70，所述检测盘70可由所述抓取装置30抓取后放入所述整备单元40或视觉检测单元50或电性能检测单元60中。

在上述插件式铝电解电容器检测装置中，上位机10起到全局检测以及控制的作用，其分别控制抓取装置30、视觉检测单元50以及电性能测试单元的工作，以期达到对电容器的外观、电性能进行高精度、高效率的检测。

其中，整备单元40对引脚形状和长短不一致的电容器进行整形，使其能形成相同的外观，便于后续进行各种插拔工作。传送单元20和抓取装置30的配合，使得电容器以及检测盘70能在各个单元之间自动化地流转，实现了无人工操作的工况。

视觉检测单元50和电性能检测单元60则分别对电容器的外观和电性能进行检测，将检测不合格品剔除，以求达到出厂时均为合格品的目的。

检测盘70包括底盘74，所述底盘74上均匀排列有若干个插座，所述插座包括壳体，所述壳体表面开设有供电容器引脚插入的插孔，所述壳体内设置有夹住引脚的弹簧片，所述弹簧片穿过所述底盘74向下延伸形成插片73。

检测盘70主要包括以下部件：底盘74，所述底盘74上均匀排列有若干个插座，所述插座包括壳体，所述壳体表面开设有供电容器引脚插入的插孔，所述壳体内设置有夹住引脚的弹簧片，所述弹簧片穿过所述底盘74向下延伸形成插片73。

底盘74是方形的，底盘74上排列有若干插座。参考图8，在本实施例中，插座的壳体71和底盘74之间是采用浇注的方式一体成型的，底盘74上纵横设置有多个壳体71。如图8，壳体71整体是呈现类三角形的，其右侧的侧面(开设插孔的一面)是倾斜的，倾斜面与底盘74之间的夹角大约在135-150°之间。

如此设计的原因在于：在进行视觉检测时，相机通常是挂在架子上的，即检测板的上方的，若壳体采用方形且开孔朝向上方的话，相机难以正对电容器侧面进行拍摄。反之若壳体采用方形且开孔在侧面的话(即倾斜面和底盘74之间为90°)，虽然相机可以正对电容器进行拍摄，但是将电容器插入壳体的时候相对比较困难，而且底盘74上可以放置的壳体也相对较少，需要为安装电容器留出安装空间和操作空间。

在壳体内部，弯曲的金属弹簧片，两片为一组，其中部向内弯曲形成抵顶，当电容器插入时，可以有效地夹紧电容器并形成电流导通。金属弹簧片的另一端，则是插片73，该插片73与弹簧片导通，分别对应着电容器的两根引脚。

整备单元40包括置物平台41、切刀422架42以及若干整备模43，所述整备模43并排且同向码放于所述置物平台41上，所述切刀422架42设置于所述整备模43后端；

所述置物平台41侧边设置有若干第一机械手31，所述第一机械手31将电容器从所述第一传送带21取下送入整备模43进行整形并由所述切刀422架42完成修剪后，取出送入检测盘70内，再由所述第一机械手31将检测盘70送入第二传送带22。

在上述的整备单元40中，置物平台41放置于第一传送带21和第二传送带22之间，在置物平台41的侧面，安装有第一机械手31。置物平台41上并排固定有若干个整备模43，整备模43背后则是切刀422架42，当第一机械手31将引脚杂乱的电容器放入整备模43内进行整形，整形结束后，由切刀422架42将整形模中超出的引脚部分切除，进而完成整形，使得整形完成的电容器形状如图6所示。

切刀422架42包括固定于所述置物平台41上表面的滑轨421，所述滑轨421上设置有可移动的切刀422，所述切刀422由外部动力驱动。

滑轨421是通过螺钉固定在置物平台41上的，其设置方向和整备模43的排列方向相一致。切刀422设置在滑轨421上，由外部动力(如伺服电机，推拉气缸等)驱动其沿着导轨进行运动。

在实际的实施过程中，切刀422的刀面尽量贴靠整形模的后表面，若距离整形模后表面过远，由于电容器的引脚本身较软，容易出现无法切断的现象。

整备模43内开设有若干条贯通且相互平行的导向通道431，所述导向通道431的一侧端部作扩口处理。

参考图4-6，整备模43的中间开设有导向通道431，导向通道431主体部分的宽度略宽于电容器引脚的直径。在图4中可以看出，导向通道431的端部进行了扩口处理，两条导向通道431的中间位置逐渐收窄，形成一个类似尖角的凸起。该凸起起到引导电容器的引脚插入的作用。

参考图4和5，将引脚完好的电容器沿着扩口方向插入整形模内，引脚受到导向通道431的限制作用，变成如图6的形状。引脚超出整形模的部分由切刀422进行修剪。

在实际的实施过程中，为了能达到更好的实施效果，在置物平台41侧面会放置至少两台第一机械手31，在本实施例中，放置了三台第一机械手31。

如此设计的目的在于：

由于传送带是动态的，其不间断的送入电容器，电容器数量较多，若只采用一个机械爪，经常发生漏捡的情况，设置3台第一机械手31，就是为了在前端机械手遗漏之后能快速补入抓取的功能，减少损失。

视觉检测单元50包括设置于所述第二传送带22后端的检测架，所述检测架可放置所述检测盘70，所述检测架顶部固定有相机，所述相机与所述计算机电连接，所述相机的镜头正对放置于所述检测盘70上的电容器的侧面，

所述第二机械手32将不合格的电容器放入废品箱后，将所述检测盘70放入所述第三传送带23。

视觉检测单元50具有检测架，该检测架下方为一箱体，在箱体的上表面设置有插槽，该插槽正好对应于检测盘70的两端，使得检测盘70能快速安装到位。斜上方则是相机，相机的镜头正对着电容器的侧面。计算机会读取电容器侧面的尺寸信息，并采用红色方框框选出尺寸或者文字不符合标准的电容器。

第二机械手32一方面从第二传送带22上将电容器爱顺序插入检测盘70上，另一方面当该盘检测盘70检测完成后，将插有电容器的检测盘70放置到第三传送带23上进行传送，同样的，第二机械手32在本发明中也选用了三台，以保障工作的流畅性。

电性检测单元包括容量测试模块61、高温测试模块62以及低温测试模块63，所述第三机械手33将所述检测盘70从所述第三传送带23上抓取后依次送入所述容量测试模块61、高温测试模块62以及低温测试模块63内进行检测，将不合格的电容器放入废品箱。

在上述的电性检测单元，主要对电容器的容量是否达标，在极端环境下是否能正常工作进行测试。

容量测试模块61包括第一箱体611，所述第一箱体611内设置有第一插电板612，所述第一插电板612与所述上位机10电连接；

高温测试模块62包括第二箱体621，所述第二箱体621内设置有第二插电板622，所述第二插电板622与所述上位机10电连接，所述第二箱体621内还设置有第一测温仪623和加热器624，所述第一测温仪623与所述上位机10电连接；

低温测试模块63包括第三箱体631，所述第三箱体631内设置有第三插电板632，所述第三插电板632与所述上位机10电连接，所述第三箱体631内还设置有第二测温仪633和制冷器634，所述第二测温仪633与所述上位机10电连接。

上述的第一插电板612、第二插电板622以及第三插电板632结构类似，以第一插电板612为例进行详细说明：

在检测容量时，具有一大型的第一插电板612，其上有若干个插口，每个插口和检测盘70的插座上的插片73相对应，且相互之间导通且并联，只需将检测盘70插入插盘，插盘与计算机电连接，即可一次性测试出多个电容器是否合格，进而避免了传统单电容器逐个检测的麻烦，大大加快了检测效率。

第二和第三插电板632功能类似，不再做过多赘述。

插件式铝电解电容器检测方法，包括以下步骤：

S1：整备，将封装好的电容器放入整备单元40进行修剪，将引脚缺失的电容器放入废品箱；

S2：将整备好的电容器放入检测盘70内进行视觉检测，并将不合格品挑出；

S3：将S2中获得的合格的电容器进行容量测试；

S4：将S3中获得的合格的电容器进行高温/低温耐性测试；

S5：将检测合格的电容器码放入托盘。

在上述的方法中，由于电容器在制造完成后，其引脚多少会具有一定的扭曲，各个电容器引脚部分形态各异，一方面在销售时不美观，另一方面也会给检测带来一定的麻烦，故而需要进行整备。

在S1的整备过程中，电容器放入整备模431中进行修剪。

在上述的方法中，将整备完成的电容器放入后续的视觉检测步骤中，利用计算机和相机快速精准地对大量的电容器进行检测，其具体步骤如下：

S2.1：取样，将标准电容器插入检测盘702后将检测盘702进行固定，调整相机角度并固定，利用相机进行拍摄，并由计算机读取标准电容器的外形数据以及表面文字信息。

S2.2：放置待测电容器，将待测电容器依次逐个插入检测盘702的插座内，相机对所有待测电容器进行拍摄并将信息传入计算机，

S2.3：对比，计算机对比待测电容器与标准电容器之间的外形数据以及表面文字信息后，外形数据误差在0-5％范围内，表面文字信息对比正确后的为合格品，否则为不合格品，

S2.4：剔除，由计算机控制机械手将不合格品放入废品箱内。

在上述步骤中，将符合设计要求的电容器放入检测盘702中给与计算机进行取样，计算机通过相机获取该符合设计要求的电容器的外形数据以及表面文字后储存。其中，由于插件式铝电解电容器的外形主要为圆柱形，所以相机镜头一般采用正对电容器侧面的视角进行拍摄，故而外形数据主要是采集的电容器的高度以及其底面圆的直径(宽度)。

视觉检测完成，保证正确封装及外观完整后，将进行插件铝电解电容器的电性性能的检测，主要测试参照图1，在额定电压范围内，是否能在规定的范围内工作以及工作室的容量是否符合要求，具体步骤如下：

S3：将S2中获得的合格的电容器进行容量测试；

S3.1：将检测盘702的插片7323插入与计算机电连接的容量检测装置内并导通，

S3.2：由计算机得出检测盘702上各个电容的容量；

S3.3：由计算机控制机械手将不合格品放入废品箱内。

S4：将S3中获得的合格的电容器进行高温/低温耐性测试。

检测盘70上下方延伸有插片73，每一个插座的两片插片73分别对应着电容器的两根引脚。

进行完容量测试后，计算机快速定位容量不足的电容器所在的插口，并由机械手取走不合格品。

容量测试完成后，将检测盘70转移至高温测试模块62内进行高温测试，依旧是利用计算机和第二插电板622，进行0.5-1小时的充放电测试，不合格品由第三机械手33取出。低温测试亦然，不再赘述。

待所有检测完成后，合格品从检测盘70上取下后，依次装入托盘90内，等待进行运输或包装。参考图12，其中，托盘90上开槽形状与电容器外形一致，防止其滑移。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.插件式铝电解电容器检测装置，其特征在于，包括：上位机、传送单元、抓取装置、整备单元、视觉检测单元、电性能检测单元、废品箱，所述传送单元包括第一传送带、第二传送带以及第三传送带，所述整备单元设置于所述第一传送带与第二传送带之间，所述视觉检测单元设置于所述第二传送带和第三传送带之间，所述电性能检测单元设置于所述第三传送带后端，所述电性能检测单元与所述上位机电连接，所述抓取装置包括第一机械手、第二机械手以及第三机械手，所述第一机械手、第二机械手以及第三机械手均与所述上位机电连接并受其控制并分别设置于所述整备单元、视觉检测单元以及电性能检测单元侧边，

还包括检测盘，所述检测盘可由所述抓取装置抓取后放入所述整备单元或视觉检测单元或电性能检测单元中；

所述检测盘包括底盘，所述底盘上均匀排列有若干个插座，所述插座包括壳体，所述壳体表面斜向内部开设有供电容器引脚斜向插入并能固定住电容器的插孔，所述壳体的插孔内设置有夹住斜向插入的引脚的弹簧片，所述弹簧片穿过所述底盘向下延伸形成插片；

所述整备单元包括置物平台、切刀架以及若干整备模，所述整备模并排且同向码放于所述置物平台上，所述切刀架设置于所述整备模后端；

所述置物平台侧边设置有若干第一机械手，所述第一机械手将电容器从所述第一传送带取下送入整备模进行整形并由所述切刀架完成修剪后，取出送入检测盘内，再由所述第一机械手将检测盘送入第二传送带；

所述整备模内开设有若干条贯通且相互平行的导向通道，所述导向通道的一侧端部作扩口处理，相邻两条导向通道端部扩口间的整备模部分向端部逐渐收窄，形成一个截面为上底宽端部窄的梯形，该扩口间的梯形起到引导电容器的引脚插入的作用，同时也起到整备模对电容器引脚进行定型的作用。

2.根据权利要求1所述的插件式铝电解电容器检测装置，其特征在于，所述切刀架包括固定于所述置物平台上表面的滑轨，所述滑轨上设置有可移动的切刀，所述切刀由外部动力驱动。

3.根据权利要求1所述的插件式铝电解电容器检测装置，其特征在于，所述视觉检测单元包括设置于所述第二传送带后端的检测架，所述检测架可放置所述检测盘，所述检测架顶部固定有相机，所述相机与所述上位机电连接，所述相机的镜头正对放置于所述检测盘上的电容器的侧面，

所述第二机械手将不合格的电容器放入废品箱后，将所述检测盘放入所述第三传送带。

4.根据权利要求1所述的插件式铝电解电容器检测装置，其特征在于，所述电性能检测单元包括容量测试模块、高温测试模块以及低温测试模块，所述第三机械手将所述检测盘从所述第三传送带上抓取后依次送入所述容量测试模块、高温测试模块以及低温测试模块内进行检测，将不合格的电容器放入废品箱。

5.根据权利要求4所述的插件式铝电解电容器检测装置，其特征在于，所述容量测试模块包括第一箱体，所述第一箱体内设置有第一电插板，所述第一电插板与所述上位机电连接；

高温测试模块包括第二箱体，所述第二箱体内设置有第二电插板，所述第二电插板与所述上位机电连接，所述第二箱体内还设置有第一测温仪和加热器，所述第一测温仪与所述上位机电连接；

低温测试模块包括第三箱体，所述第三箱体内设置有第三电插板，所述第三电插板与所述上位机电连接，所述第三箱体内还设置有第二测温仪和制冷器，所述第二测温仪与所述上位机电连接。

6.插件式铝电解电容器检测方法，采用如权利要求1-5中任一项所述的插件式铝电解电容器检测装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1：整备，将封装好的电容器放入整备单元进行修剪，将引脚缺失的电容器放入废品箱；

S2：将整备好的电容器放入检测盘内进行视觉检测，并将不合格品挑出；

S3：将S2中获得的合格的电容器进行容量测试；

S4：将S3中获得的合格的电容器进行高温/低温耐性测试；

S5：将检测合格的电容器码放入托盘。

7.根据权利要求6所述的插件式铝电解电容器检测方法，其特征在于，所述S2具体包括以下步骤：

S2.1：取样，将标准电容器插入检测盘后将检测盘进行固定，调整相机角度并固定，利用相机进行拍摄，并由上位机读取标准电容器的外形数据以及表面文字信息，

S2.2：放置待测电容器，将待测电容器依次逐个插入检测盘的插座内，相机对所有待测电容器进行拍摄并将信息传入上位机，

S2.3：对比，上位机对比待测电容器与标准电容器之间的外形数据以及表面文字信息后，外形数据误差在0-5％范围内，表面文字信息对比正确后的为合格品，否则为不合格品，

S2.4：剔除，由上位机控制机械手将不合格品放入废品箱内。

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