CN113834429B - 一种同轴度校准方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同轴度校准方法及装置，同轴度校准方法包括X轴方向的校准和Y轴方向的校准。本同轴度校准方法分别进行X轴方向的校准和Y轴方向的校准，X轴方向的校准过程中分别对沿着Y轴倾斜±α度的校准片进行测量，再通过两个测量值沿着X轴调整上测量头和下测量头的位置；Y轴方向的校准过程中分别对沿着X轴倾斜±β度的校准片进行测量，再通过两个测量值沿着Y轴调整上测量头和下测量头的位置，经过X轴方向和Y轴方向的校准后上下检测头将沿着Z轴对齐，实现同轴度的校准，本校准方法简单有效，能够高效准确的实现校准。

Description

一种同轴度校准方法及装置

技术领域

本发明涉及锂电池检测技术领域，具体涉及一种同轴度校准方法及装置。

背景技术

锂电池在生产过程中需要对锂电池的厚度进行检测，目前一般采用激光测厚技术进行测量。激光测量的过程中，在上下两端分别设置一个激光器，上下两个激光器分别将激光打在锂电池的上下表面，再根据反射的激光计算出锂电池的厚度。

为了保证检测的精度，激光测厚技术中，需要保证两个激光轴的同轴度。但同轴度的校准往往需要耗费大量时间精力；如何高效校准两个激光头的同轴度成为激光测厚技术领域的一大难点。

发明内容

本发明提供了一种同轴度校准方法及装置，能够解决激光轴同轴度难以校准的问题。

一种实施例中，提供一种同轴度校准方法，包括X轴方向的校准和Y轴方向的校准；

所述X轴方向的校准包括如下步骤：

S110：通过上测量头和下测量头测量位于第一校准面上的校准片的厚度为a，所述第一校准面为相对XY平面沿Y轴倾斜α度的面；

S120：通过上测量头和下测量头测量位于第二校准面上的校准片的厚度为b，所述第二校准面为相对XY平面沿Y轴倾斜-α度的面；

S130：比较a和b的大小，若a＝b，则上测量头和下测量头位于同一个YZ平面内，并结束X轴方向的校准；若a≠b，则上测量头和下测量头位于不同的YZ平面内，则执行下一步骤；

S140：沿着X轴调节上测量头和/或下测量头的位置，再重复执行步骤S110至S130；

所述Y轴方向的校准包括如下步骤：

S210：通过上测量头和下测量头测量位于第三校准面上的校准片的厚度为m，所述第三校准面相对XY平面沿X轴倾斜β度的面；

S220：通过上测量头和下测量头测量位于第四校准面上的校准片的厚度为n，所述第四校准面相对XY平面沿X轴倾斜-β度的面；

S230：比较m和n的大小，若m＝n，则上测量头和下测量头位于同一个xz平面内，并结束Y轴方向的校准；若m≠n，则上测量头和下测量头位于不同的xz平面内，则执行下一步骤；

S240：沿着Y轴调节上测量头和/或下测量头的位置，再重复执行步骤S210至S230。

一种实施例中，步骤S140包括如下子步骤：

S141：若a＞b，则将上测量头沿着X轴正向移动或将下测量头沿着X轴反向移动；

S142：若a＜b，则将上测量头沿着X轴反向移动或将下测量头沿着X轴正向移动。

一种实施例中，步骤S141，上测量头和下测量头移动的距离均为(a-b)/(2tanα)；步骤S142中，上测量头和下测量头移动的距离均为(b-a)/(2tanα)。

一种实施例中，步骤S140包括如下子步骤：

S241：若m＞n，则将上测量头沿着Y轴反向移动或将下测量头沿着Y轴正向移动；

S242：若m＜n，则将上测量头沿着Y轴正向移动或将下测量头沿着Y轴反向移动。

一种实施例中，步骤S241，上测量头和下测量头移动的距离均为(m-n)/(2tanβ)；步骤S142中，上测量头和下测量头移动的距离均为(n-m)/(2tanβ)。

一种实施例中，提供一种同轴度校准装置，包括固定座，所述固定座上设有倾斜的第一校准面、第二校准面、第三校准面和第四校准面，所述第一校准面、第二校准面、第三校准面和第四校准面分别用于安装校准片，所述第一校准面、第二校准面、第三校准面和第四校准面的中部均设有避让上测量头或下测量头测量的镂空区域；所述第一校准面为相对XY平面沿Y轴倾斜α度的面，所述第二校准面为相对XY平面沿Y轴倾斜-α度的面，所述第三校准面相对XY平面沿X轴倾斜β度的面，所述第四校准面相对XY平面沿X轴倾斜-β度的面。

一种实施例中，所述固定座上还设有基准面，所述基准面为平行XY平面的面。

一种实施例中，所述固定座为一个回字形结构，所述回字形结构中的两个相对位置上设有所述第一校准面、第二校准面、第三校准面和第四校准面，所述回字形结构的中部形成所述镂空区域。

一种实施例中，所述倾斜面上均设有安装孔，所述安装孔用于安装压片，所述压片用于固定校准片。

依据上述实施例的同轴度校准方法及装置，本同轴度校准方法分别进行X轴方向的校准和Y轴方向的校准，X轴方向的校准过程中分别对沿着Y轴倾斜±α度的校准片进行测量，再通过两个测量值沿着X轴调整上测量头和下测量头的位置；Y轴方向的校准过程中分别对沿着X轴倾斜±β度的校准片进行测量，再通过两个测量值沿着Y轴调整上测量头和下测量头的位置，经过X轴方向和Y轴方向的校准后上下检测头将沿着Z轴对齐，实现同轴度的校准，本校准方法简单有效，能够高效准确的实现校准。

附图说明

图1为一种实施例中同轴度校准装置的结构示意图；

图2为一种实施例中同轴度校准装置的俯视图；

图3为图2中沿C-C剖线的剖视图；

图4为图2中沿D-D剖线的剖视图；

图5为一种实施例中同轴度校准方法中X轴方向的校准的流程图；

图6为一种实施例中步骤S140的子步骤流程图；

图7为一种实施例中同轴度校准方法中Y轴方向的校准的流程图；

图8为一种实施例中步骤S240的子步骤流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。本文中X轴和Y轴为水平相互垂直的两条轴，Z轴为竖直方向的轴。

一种实施例中，提供了一种同轴度校准装置，本校准装置用于校准激光轴等对称轴的同轴度，以激光轴为例，激光轴包括上激光头和下激光头，上激光头为上测量头，下激光头为下测量头，上激光头和下激光头需要保证在Z轴上对齐才能够确保测量精度，本校准装置对上激光头和下激光头校准后，上激光头发射的激光和下激光头发射的激光位于同一条Z轴轴线上。

请参考图1至图4，本实施例的同轴度校准装置包括固定座1，固定座1为一体式回字形结构，固定座1具有两条长边和两条短边，两条长边的区域上分别设置5组不同的倾斜面，其中每一组倾斜面具有相同的倾斜方向和倾斜角度。具体的，五组倾斜面分别为第一校准面101、第二校准面102、基准面103、第三校准面104和第四校准面105。第一校准面101为相对XY平面沿Y轴倾斜α度的面，第二校准面102为相对XY平面沿Y轴倾斜-α度的面，第三校准面104相对XY平面沿X轴倾斜β度的面，第四校准面105相对XY平面沿X轴倾斜-β度的面。其中α和β的值可以根据需求设置，比如5和6等，α和β两个值也可相等。

本实施例中，第一校准面101、第二校准面102、基准面103、第三校准面104和第四校准面105依次排列设置，基准面103位于中间，第一校准面101和第二校准面102为相对X轴倾斜的面，第三校准面104和第四校准面105为相对Y轴倾斜的面，方便校准时的使用。在第一校准面101、第二校准面102、基准面103、第三校准面104和第四校准面105上也可设置相应的文字或符合标识，以区分5个面。

第一校准面101、第二校准面102、基准面103、第三校准面104和第四校准面105的两端均设有第三安装孔106，第三安装孔106用于安装压片，压片用于将校准片6固定在校准面和基准面上。

本实施例中，固定座1的端部还设有第四安装孔107，第四安装孔107用于将固定座1固定安装在支架或其他支撑结构上。

在其他实施例中，固定座1也可由四个杆拼接而成。

本实施例中，基准面103起到加工及校准基准的作用。在其他实施例中，基准面103也可无不设置，也能够实现校准的作用。

本实施例中，第一校准面101、第二校准面102、基准面103、第三校准面104和第四校准面105上分别安装有相同厚度的校准片6。也可采用一个校准片6分别安装到第一校准面101、第二校准面102、基准面103、第三校准面104和第四校准面105上进行校准。

本实施例的同轴度校准装置，由于设置有固定的第一校准面101、第二校准面102、第三校准面104和第四校准面105，其中第一校准面101和第二校准面102能够用于对上激光头和下激光头在X轴方向的校准，第三校准面104和第四校准面105能够用于对上激光头和下激光头在Y轴方向的校准，使得同轴度校准装置能够实现上激光头和下激光头的激光轴同轴(同Z轴)校准，提高厚度测量的准确性。

一种实施例中，提供了一种同轴度校准方法，本校准方法可采用上述同轴度校准装置实现校准，本校准方法也可采用其他同轴度校准装置实现校准。本实施例中的同轴度校准方法能够对激光轴等对称轴的同轴度进行校正，使得两个轴位于同一条轴线上，进而保证精度，本实施例以激光轴的同轴度校准为例进行说明。激光轴包括上激光头和下激光头，上激光头为上测量头，下激光头为下测量头，本校准方法用于对上激光头和下激光头的同轴度进行校正。

本实施例中的同轴度校准方法包括X轴方向的校准和Y轴方向的校准，在校准过程中X轴方向的校准和Y轴方向的校准先后顺序的要求，本文中以先X轴方向的校准，再进行Y轴方向的校准为例进行描述。

请参考图5和图6，X轴方向的校准包括如下步骤：

S110:测量校准片位于第一校准面上的厚度a；

通过上测量头和下测量头测量位于第一校准面上的校准片的厚度为a，所述第一校准面为相对XY平面沿Y轴倾斜α度的面；校准片的实际厚度为h。

采用同轴度校准装置校准时，通过上激光头和下激光头与将第一校准面101上的校准片移到上激光头和下激光头之间，再通过上激光头和下激光头对第一校准面上的校准片进行测量，测量校准片的厚度为a。

S120：测量校准片位于第二校准面上的厚度b；

通过上测量头和下测量头测量位于第二校准面上的校准片的厚度为b，所述第二校准面为相对XY平面沿Y轴倾斜-α度的面；

采用上述同轴度校准装置时，将第二校准面102上的校准片移到上激光头和下激光头之间，再通过上激光头和下激光头对第二校准面上的校准片进行测量，测量校准片的厚度为b。

S130：比较a和b的大小；

比较a和b的大小，若a＝b，则上激光头和下激光头位于同一个YZ平面内，并结束X轴方向的校准；若a≠b，则上激光头和下激光头位于不同的YZ平面内，则执行下一步骤；

其中，若a＝b时，a＝b＞h，校准片在两种不同的倾斜状态下的测量厚度一致，则说明校准片沿着X轴对齐在一条线上。

S140：调整沿着X轴调节位置；

沿着X轴调节上激光头和/或下激光头的位置，再重复执行步骤S110至S130；

其中，步骤S140还包括如下子步骤：

S141：若a＞b(a＞h＞b)，则将上激光头沿着X轴正向移动或将下激光头沿着X轴反向移动，移动的距离为(a-b)/(2tanα)；

S142：若a＜b(a＜h＜b)，则将上激光头沿着X轴反向移动或将下激光头沿着X轴正向移动，移动的距离为(b-a)/(2tanα)。

当重复执行步骤S110至S130后，若a＝b，则停止校准；若a≠b，则持续调整上激光头或下激光头的位置，直到a＝b为止。

请参考图7和图8，Y轴方向的校准包括如下步骤：

S210:测量校准片位于第三校准面上的厚度m；

通过上测量头和下测量头测量位于第三校准面上的校准片的厚度为m，所述第三校准面相对XY平面沿X轴倾斜β度的面；

采用上述同轴度校准装置时，将第三校准面104上的校准片移到上激光头和下激光头之间，再通过上激光头和下激光头对第三校准面上的校准片进行测量，测量校准片的厚度为m。

S220：测量校准片位于第四校准面上的厚度n；

通过上测量头和下测量头测量位于第四校准面上的校准片的厚度为n，所述第四校准面相对XY平面沿X轴倾斜-β度的面；

采用上述同轴度校准装置时，将第四校准面104上的校准片移到上激光头和下激光头之间，再通过上激光头和下激光头对第四校准面上的校准片进行测量，测量校准片的厚度为n。

S230:比较m和n的大小；

比较m和n的大小，若m＝n，则上激光头和下激光头位于同一个xz平面内，并结束Y轴方向的校准；若m≠n，则上激光头和下激光头位于不同的xz平面内，则执行下一步骤；

其中，若m＝n时，m＝n＞h，校准片在两种不同的倾斜状态下的测量厚度一致，则说明校准片沿着Y轴对齐在一条线上。

S240：调整沿着Y轴调节位置；

沿着Y轴调节上激光头和/或下激光头的位置，再重复执行步骤S210至S230。

其中，步骤S240还包括如下子步骤：

S241：若m＞n(m＞h＞n)，则将上激光头沿着Y轴反向移动或将下激光头沿着Y轴正向移动，移动距离为(m-n)/(2tanβ)；

S242：若m＜n(m＜h＜n)，则将上激光头沿着Y轴正向移动或将下激光头沿着Y轴反向移动，移动距离为(n-m)/(2tanβ)。

当重复执行步骤S210至S230后，若m＝n，则停止校准；若m≠n，则持续调整上激光头或下激光头的位置，直到m＝n为止。

当完成X轴方向的校准和Y轴方向的校准后，上激光头和下激光头在三维坐标中X轴和Y轴的坐标是相同的，即上激光头和下激光头的激光轴同轴(同Z轴)。完成了上激光头和下激光头的位置校准。

本实施例中的校准方法，分别进行X轴方向的校准和Y轴方向的校准，X轴方向的校准过程中分别对沿着Y轴转动±α度的校准片进行测量，再通过两个测量值沿着X轴调整上测量头和下测量头的位置；Y轴方向的校准过程中分别对沿着X轴转动±β度的校准片进行测量，再通过两个测量值沿着Y轴调整上测量头和下测量头的位置，经过X轴方向和Y轴方向的校准后上下检测头将沿着Z轴对齐，实现同轴度的校准，本校准方法简单有效，能够高效准确的实现校准，解决了目前上激光头和下激光头同轴度校准难的问题。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (7)

1.一种同轴度校准方法，其特征在于，包括X轴方向的校准和Y轴方向的校准；

所述X轴方向的校准包括如下步骤：

S110：通过上测量头和下测量头测量位于第一校准面上的校准片的厚度为a，所述第一校准面为相对XY平面沿Y轴倾斜α度的面；

S120：通过上测量头和下测量头测量位于第二校准面上的校准片的厚度为b，所述第二校准面为相对XY平面沿Y轴倾斜-α度的面；

S130：比较a和b的大小，若a＝b，则上测量头和下测量头位于同一个YZ平面内，并结束X轴方向的校准；若a≠b，则上测量头和下测量头位于不同的YZ平面内，则执行下一步骤；

S140：沿着X轴调节上测量头和/或下测量头的位置，再重复执行步骤S110至S130；步骤S140包括如下子步骤：

S141：若a＞b，则将上测量头沿着X轴正向移动或将下测量头沿着X轴反向移动；

S142：若a＜b，则将上测量头沿着X轴反向移动或将下测量头沿着X轴正向移动；

所述Y轴方向的校准包括如下步骤：

S210：通过上测量头和下测量头测量位于第三校准面上的校准片的厚度为m，所述第三校准面相对XY平面沿X轴倾斜β度的面；

S220：通过上测量头和下测量头测量位于第四校准面上的校准片的厚度为n，所述第四校准面相对XY平面沿X轴倾斜-β度的面；

S230：比较m和n的大小，若m＝n，则上测量头和下测量头位于同一个xz平面内，并结束Y轴方向的校准；若m≠n，则上测量头和下测量头位于不同的xz平面内，则执行下一步骤；

S240：沿着Y轴调节上测量头和/或下测量头的位置，再重复执行步骤S210至S230；步骤S240包括如下子步骤：

S241：若m＞n，则将上测量头沿着Y轴反向移动或将下测量头沿着Y轴正向移动；

S242：若m＜n，则将上测量头沿着Y轴正向移动或将下测量头沿着Y轴反向移动。

2.如权利要求1所述的同轴度校准方法，其特征在于，步骤S141，上测量头和下测量头移动的距离均为(a-b)/(2tanα)；步骤S142中，上测量头和下测量头移动的距离均为(b-a)/(2tanα)。

3.如权利要求1所述的同轴度校准方法，其特征在于，步骤S241，上测量头和下测量头移动的距离均为(m-n)/(2tanβ)；步骤S142中，上测量头和下测量头移动的距离均为(n-m)/(2tanβ)。

4.一种同轴度校准装置，其特征在于，使用权利要求1-3任一项所述的同轴度校准方法进行校准；包括固定座，所述固定座上设有倾斜的第一校准面、第二校准面、第三校准面和第四校准面，所述第一校准面、第二校准面、第三校准面和第四校准面分别用于安装校准片，所述第一校准面、第二校准面、第三校准面和第四校准面的中部均设有避让上测量头或下测量头测量的镂空区域；所述第一校准面为相对XY平面沿Y轴倾斜α度的面，所述第二校准面为相对XY平面沿Y轴倾斜-α度的面，所述第三校准面相对XY平面沿X轴倾斜β度的面，所述第四校准面相对XY平面沿X轴倾斜-β度的面。

5.如权利要求4所述的同轴度校准装置，其特征在于，所述固定座上还设有基准面，所述基准面为平行XY平面的面。

6.如权利要求4所述的同轴度校准装置，其特征在于，所述固定座为一个回字形结构，所述回字形结构中的两个相对位置上设有所述第一校准面、第二校准面、第三校准面和第四校准面，所述回字形结构的中部形成所述镂空区域。

7.如权利要求4所述的同轴度校准装置，其特征在于，所述倾斜面上均设有安装孔，所述安装孔用于安装压片，所述压片用于固定校准片。

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