CN115060729A - 一种锂电池外观检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及智能视觉检测技术领域，尤指一种用于新能源软包锂电池外观检测系统；所述的检测系统包括控制系统以及与控制系统连接的上料装置、自动扫码装置、第一检测机构、第二检测机构、中转机构、缓存平台和堆盘机构，其中第一检测机构和第二检测机构之间通过中转机构进行对接传送；本发明属于一站式智能检测系统，主要针对软包锂电池的六个面进行顺序检测，从上料待检、扫码记录、六面检测、良品堆盘、数据记录等都实现了智能化的一站式自动处理，只需要人工上料至上料装置，在控制系统的控制下，就能实现全流程的智能化检测和收料，避免了人工检测效率低、检测质量得不到保证的缺陷。

Description

一种锂电池外观检测系统
技术领域
本发明涉及智能视觉检测技术领域，尤指一种用于新能源软包锂电池外观检测系统。
背景技术
软包锂电池是在液态锂离子电池套上一层聚合物外壳，在结构上采用铝塑膜包装，在发生安全隐患的情况下软包电池最多只会鼓气裂开，因为其容量大、质量轻、安全性能好等原因得到广泛应用，软包锂电池主要应用在对于设备重量有要求、空间紧凑的设备,比如无人机、无人车、智能机器人、便携设备等，软包锂电池适用于工作环境比较稳定、无复杂路况的条件,以保证锂电池包的结构稳定性及使用寿命。由于软包锂电池成本相对较高，且使用环境要求高，所以对软包锂电池的外观有很高的要求，所以下线出厂前，会对软包锂电池的外观进行检测。但是目前市场上通用的软包锂电池外观缺陷检测都是采用人工或者六个相机电池的外观缺陷检测，其人工检测的效率以及一致性比较差，而六个相机的成本和效率也不高，性价比和检测质量得不到保证。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一套自动化程度高的一站式智能视觉检测系统，尤指一种用于新能源软包锂电池外观检测系统。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种锂电池外观检测系统，所述的检测系统包括控制系统以及与控制系统连接的上料装置、自动扫码装置、第一检测机构、第二检测机构、中转机构、缓存平台和堆盘机构，其中第一检测机构和第二检测机构之间通过中转机构进行对接传送。
所述的上料装置包括放置待检测锂电池的料盘结构以及调整待测锂电池基准位置的调整机构。
所述的自动扫码装置包括提供自动扫码的模组以及实现扫码处理的机构。
所述的第一检测机构包括第一翻转平台和第一视觉检测装置，其中第一翻转平台包括工位操作平台、水平直线移动组件、垂直移动组件和旋转组件，工位操作平台两端分别通过旋转组件安装在左右两侧的垂直移动组件上，垂直移动组件的底部与水平直线移动组件连接。
所述的第一视觉检测装置包括类龙门支架和相机组件，相机组件包括安装在二维移动结构上的摄像机和光源整套装置。
所述的第二检测机构包括第二翻转平台和第二视觉检测装置，其中第二翻转平台包括工位操作平台、水平直线移动组件、垂直移动组件和旋转组件，工位操作平台两端分别通过旋转组件安装在左右两侧的垂直移动组件上，垂直移动组件的底部与水平直线移动组件连接；
所述的第二视觉检测装置包括类龙门支架和相机组件，相机组件包括安装在四维移动结构上的摄像机和光源整套装置
所述第一翻转平台和第二翻转平台的工位操作平台整体呈长条形工作台状，整体形状与料盘结构相匹配，工作台面上设置有工位，工位上设置有吸嘴，可以将待检测锂电池从料盘结构上整体吸走并固定在工位操作平台上。
所述的中转机构包括移动模组、中转驱动组件和中转平台，中转平台安装在移动模组上，中转平台上由设置有工位，工位底部设置有电池吸附装置和定位装置，中转驱动组件安装在中转平台底部；中转驱动组件包括动力传动带、张力保证机构、主电机和旋转部件，旋转部件安装在工位下方，通过动力传动带与主电机连接。
所述的二维移动结构包括水平滑动组件和驱动装置。
所述的四维移动结构包括水平滑动组件、垂直滑动组件和驱动装置，在驱动装置的驱动下，水平滑动组件带着摄像机和光源整套装置在工位操作平台两端滑动。
所述的缓存平台设置在第二检测机构和堆盘机构之间，缓存平台上设置有工位。
所述的堆盘机构包括堆盘组件和堆盘机械手。
本发明的有益效果是：
(1)本发明属于一站式智能检测系统，主要针对软包锂电池的六个面进行顺序检测，从上料待检、扫码记录、六面检测、良品堆盘、数据记录等都实现了智能化的一站式自动处理，只需要人工上料至上料装置，在控制系统的控制下，就能实现全流程的智能化检测和收料，避免了人工检测效率低、检测质量得不到保证的缺陷。
(2)本发明的整体结构属于流水线式设计，包括控制系统和机械机构设计，在控制系统的控制下，整套系统的运行模式和配合方式优化了整个检测过程，包括第一检测机构和第二检测机构中两个相机组件以及机械结构的配合实现电池六个面的检测，尤其是通过中转机构电池的旋转后实现电池换向，可以简单实现电池的六面检测。
(3)本发明中的缓存平台和堆盘机构，实现了锂电池检测完毕后进行分类处理、数据记录以及良品堆盘的流程，使得本发明的整体结构简单快捷，达到了检测效率又实现了设备的底成本的投入。
附图说明
图1是本发明的整体机构示意图。
图2是本发明中第一翻转平台和第二翻转平台的结构示意图。
图3是本发明中中转机构的结构示意图。
图4是本发明中上料装置的结构示意图。
图5是本发明中第一视觉检测装置和第二视觉检测装置的结构示意图。
图6是本发明整体结构的侧视结构示意图。
附图标注说明：1-上料装置，11-料盘结构，12、13-调整机构，2-自动扫码装置，3-第一检测机构，31-第一翻转平台，32-第一视觉检测装置，311-工位操作平台，312-水平直线移动组件，313-垂直移动组件，314-旋转组件，33-类龙门支架，34-相机组件，4-第二检测机构，41-水平滑动组件，42-垂直滑动组件，5-中转机构，51-移动模组，52-中转驱动组件，53-中转平台，54-动力传动带，55-定位装置，56-吸附装置，57-旋转部件，58-张力保证机构，6-缓存平台，7-堆盘机构。
具体实施方式
如图1-6所示，一种锂电池外观检测系统，所述的检测系统可以安装在机架上，设置外框结构，整个检测系统包括控制系统以及与控制系统连接的上料装置1、自动扫码装置2、第一检测机构3、第二检测机构4、中转机构5、缓存平台6和堆盘机构7，待检测的锂电池经人工上料至上料装置1，上料装置1能同时上一排的锂电池，实现批量检测，首先待检测的锂电池经过第一检测机构3翻转实现检测三个面之后，再传送到中转机构5进行换向后由第二检测机构4检测后三个面，实现了六面检测，最后传送至缓存平台6，由堆盘机构7实现检测后锂电池的分类、记录及堆盘。
所述的上料装置1包括放置待检测锂电池的料盘结构11以及调整待测锂电池基准位置的调整机构12、13，将待检测的锂电池人工上料的方式上料至料盘结构11，由于料盘结构11是条形状，可放置多个软包锂电池，可是实现多个锂电池同时检测，放置到料盘结构11后，通过调整机构12、13修正及调整待测锂电池基准位置，人工上完电池后，自动扫码装置2的自动扫码的模组以及实现扫码处理的机构将会对电池进行扫码并实现电池信息的录入，扫码录入完成后，待检测电池将由第一翻转平台31进行传送至第一检测机构3和第二检测机构4进行检测。
第一检测机构3和第二检测机构4之间通过中转机构5进行对接传送，待测样品通过第一检测机构3可实现对三个面进行检测，中转机构5可实现对第四个面进行检测，第二检测机构4可实现对第五、六个面进行检测；本发明中的第一检测机构3、中转机构5和第二检测机构4呈流水线设计，待测样品先经过第一检测机构3进行检测，再传送至中转机构5进行检测，最后传送至第二检测机构4进行检测，结构简单工艺完善。
本发明中第一检测机构3包括第一翻转平台31和第一视觉检测装置32，所述的第一翻转平台31包括工位操作平台311、水平直线移动组件312、垂直移动组件313和旋转组件314，工位操作平台311两端分别通过旋转组件314安装在左右两侧的垂直移动组件313上，垂直移动组件313的底部与水平直线移动组件312连接；翻转平台可以通过垂直移动组件313、水平直线移动组件312和旋转组件314实现六个自由度移动，包括垂直上下移动，前后水平直线移动，顺逆时针的翻转。
所述的第一视觉检测装置32包括类龙门支架33和相机组件34，整体安装在第一翻转平台31的上方，所述的相机组件34包括安装在移动结构上的摄像机和光源整套装置，所述的二维移动结构包括滑动组件和驱动装置，在驱动装置的驱动下，滑动组件带着摄像机和光源整套装置在工位操作平台311两端滑动，滑动组件可以是滑轨和滑块之类的配合。
本发明中的第二检测机构4和第一检测机构3结构相似，不同的是在第一检测机构3中的二维移动结构包括水平滑动组件41和驱动装置，在驱动装置的驱动下，滑动组件带着摄像机和光源整套装置在工位操作平台311两端滑动；第二检测机构4中的四维移动结构包括水平滑动组件41、垂直滑动组件42和驱动装置，在驱动装置的驱动下，水平滑动组件41带着摄像机和光源整套装置在工位操作平台311两端滑动；在驱动装置的驱动下，垂直滑动组件42带着摄像机和光源整套装置垂直上下滑动。
本发明中的中转机构5包括移动模组51、中转驱动组件52和中转平台53，中转平台53安装在移动模组51上，中转平台53上由设置有工位，工位底部设置有电池吸附装置56和定位装置55，中转驱动组件52安装在中转平台53底部；所述的中转驱动组件52包括动力传动带54、张力保证机构58、主电机和旋转部件57，旋转部件57安装在工位下方，通过动力传动带54与主电机连接。
本发明中待检测的锂电池检测检测完六个面后，被传送至缓存平台6，在缓存平台6上对检测后电池进行分类以及装盘，并对检测信息进行统计；由堆盘机构7实现检测后锂电池的分类、记录及良品堆盘，最终实现了电池出料，并且最终完成电池的检测记录。
本发明的检测工作首先由第一检测机构3可实现对三个面进行检测，中转机构5可实现对第四个面进行检测，第二检测机构4可实现对第五、六个面进行检测，具体工作原理如下：
S1、上料扫码：将待检测的锂电池人工上料的方式上料至料盘结构11，由于料盘结构11是条形状，可放置多个软包锂电池，可是实现多个锂电池同时检测，放置到料盘结构11后，通过调整机构12、13修正及调整待测锂电池基准位置，人工上完电池后，自动扫码装置2的自动扫码的模组以及实现扫码处理的机构将会对电池进行扫码并实现电池信息的录入，扫码录入完成后，待检测电池将由第一翻转平台31进行传送至第一检测机构3和第二检测机构4进行检测。
S2、前三面检测：用第一检测机构3对待测样品的第一、二、三个面进行外观检测。所述的第一翻转平台31的工位操作平台311整体呈长条形工作台状，工作台面上设置有工位，工位上设置有吸嘴，把软包锂电池加载在工位上，由于工位上设置有吸嘴，吸嘴会有气压差，把软包锂电池紧紧吸在各自的工位上；所述工位操作平台311左右两端分别通过旋转组件314与垂直移动组件313连接；其中旋转组件314包括旋转电机和旋转中控平台，旋转电机能驱动旋转中控平台进行顺逆时间的旋转和翻转，由于工位操作平台311左右两端分别通过旋转中控平台与垂直移动组件313连接，所以在旋转电机的驱动下，旋转中控平台能带动加载在工位操作平台311上的软包锂电池整体翻转，由第一视觉检测装置32先检测底面，即第一个面；在旋转电机的驱动下，旋转中控平台能带动加载在工位操作平台311上的软包锂电池整体向下或逆时针转动90度，检测左侧面，即第二个面；再向上或逆时针转动90度，检测右侧面，即第三个面；其中所述的垂直移动组件313包括导轨丝杆和驱动电机，在驱动电机的驱动下丝杆传动，旋转中控平台能带动加载在工位操作平台311上的软包锂电池整体进行垂直上下移动；所述的垂直移动组件313的底部与水平直线移动组件312连接；水平直线移动组件312包括直线模组和模组电机，模组电机驱动安装在直线模组上的垂直移动组件313进行水平直线移动，由于直移动组件与工位操作平台311连接，所以带动工位操作平台311沿着直线模组实现直接移动。
S3、第四面检测：用中转机构5和第二检测机构4对待测样品的第四个面进行外观检测。中转机构5包括移动模组51、中转驱动组件52和中转平台53，中转平台53安装在移动模组51上，中转平台53上由设置有工位，工位底部设置有电池吸附装置56和定位装置55，从第一检测机构3检测后传送过来的待测样品被吸附在中转平台53上的工位上，中转驱动组件52安装在中转平台53底部；所述的中转驱动组件52包括动力传动带54、张力保证机构58、主电机和旋转部件57，旋转部件57安装在工位下方，通过动力传动带54与主电机连接，主电机转动通过动力传动带54带动旋转部件57转动，旋转部件57带动待测样品90度转向，由第二视觉检测装置下降并左右移动扫描，对待测样品的正面即第四个面进行检测。
S4、第五、六面检测：用第二检测机构4对待测样品的第五、六个面进行外观检测。由于第二检测机构4和第一检测机构3的结构相似，区别点仅仅是第一视觉检测装置32和第二视觉检测装置的移动结构不同，所以第二检测机构4对待测样品90度转向后的左侧面和右侧面的检测方法与第二、第三个面的检测方法一样，在此不再累赘。
S5、分类堆盘：待检测的锂电池检测检测完六个面后，被传送至缓存平台6，在缓存平台6上对检测后电池进行分类以及装盘，并对检测信息进行统计；由堆盘机构7实现检测后锂电池的分类、记录及良品堆盘，最终实现了电池出料，并且最终完成电池的检测记录。
综上所述，本发明中第一检测机构3和第二检测机构4的工位操作平台311整体呈长条形工作台状，并带吸嘴的工位能同时加载固定多个待测样品，实现一次扫描可检测多个产品；其次，本发明中第一检测机构3可实现对三个面进行检测，中转机构5可实现对第四个面进行检测，第二检测机构4可实现对第五、六个面进行检测；最后，本发明中的第一检测机构3、中转机构5和第二检测机构4呈流水线设计，待测样品先经过第一检测机构3进行检测，再传送至中转机构5进行检测，最后传送至第二检测机构4进行检测，结构简单工艺完善。
本发明属于一站式智能检测系统，主要针对软包锂电池的六个面进行顺序检测，从上料待检、扫码记录、六面检测、良品堆盘、数据记录等都实现了智能化的一站式自动处理，只需要人工上料至上料装置1，在控制系统的控制下，就能实现全流程的智能化检测和收料，避免了人工检测效率低、检测质量得不到保证的缺陷。
本发明的整体结构属于流水线式设计，包括控制系统和机械机构设计，在控制系统的控制下，整套系统的运行模式和配合方式优化了整个检测过程，包括第一检测机构3和第二检测机构4中两个相机组件34以及机械结构的配合实现电池六个面的检测，尤其是通过中转机构5电池的旋转后实现电池换向，可以简单实现电池的六面检测。
本发明中的缓存平台6和堆盘机构7，实现了锂电池检测完毕后进行分类处理、数据记录以及良品堆盘的流程，使得本发明的整体结构简单快捷，达到了检测效率又实现了设备的底成本的投入。
本发明中在视觉检测过程中，能够尽量大利用相机的时间，同时得到稳定的实现检测效果，另外通过检测过程。通过机构的配合能够实现电池的多面检测，即使纯在凸台的情况下也可以实现检测，本机械设计操作检测，换型容易，高效。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作任何限制，本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可以做出一些变形与修改，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种锂电池外观检测系统，其特征在于：所述的检测系统包括控制系统以及与控制系统连接的上料装置、自动扫码装置、第一检测机构、第二检测机构、中转机构、缓存平台和堆盘机构，其中第一检测机构和第二检测机构之间通过中转机构进行对接传送。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池外观检测系统，其特征在于：所述的上料装置包括料盘结构以和调整机构。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池外观检测系统，其特征在于：所述的自动扫码装置包括提供自动扫码的模组以及实现扫码处理的机构。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池外观检测系统，其特征在于：所述的第一检测机构包括第一翻转平台和第一视觉检测装置，其中第一翻转平台包括工位操作平台、水平直线移动组件、垂直移动组件和旋转组件，工位操作平台两端分别通过旋转组件安装在左右两侧的垂直移动组件上，垂直移动组件的底部与水平直线移动组件连接。
5.根据权利要求4所述的一种锂电池外观检测系统，其特征在于：所述的第一视觉检测装置包括类龙门支架和相机组件，相机组件包括安装在二维移动结构上的摄像机和光源整套装置。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池外观检测系统，其特征在于：所述的第二检测机构包括第二翻转平台和第二视觉检测装置，其中第二翻转平台包括工位操作平台、水平直线移动组件、垂直移动组件和旋转组件，工位操作平台两端分别通过旋转组件安装在左右两侧的垂直移动组件上，垂直移动组件的底部与水平直线移动组件连接。
7.根据权利要求6所述的一种锂电池外观检测系统，其特征在于：所述的第二视觉检测装置包括类龙门支架和相机组件，相机组件包括安装在四维移动结构上的摄像机和光源整套装置。
8.根据权利要求4或6所述的一种锂电池外观检测系统，其特征在于：所述第一翻转平台和第二翻转平台的工位操作平台整体呈长条形工作台状，整体形状与料盘结构相匹配，工作台面上设置有工位，工位上设置有吸嘴，可以将待检测锂电池从料盘结构上整体吸走并固定在工位操作平台上。
9.根据权利要求1所述的一种锂电池外观检测系统，其特征在于：所述的中转机构包括移动模组、中转驱动组件和中转平台，中转平台安装在移动模组上，中转平台上由设置有工位，工位底部设置有电池吸附装置和定位装置，中转驱动组件安装在中转平台底部；中转驱动组件包括动力传动带、张力保证机构、主电机和旋转部件，旋转部件安装在工位下方，通过动力传动带与主电机连接。
10.根据权利要求3所述的一种锂电池外观检测系统，其特征在于：所述的二维移动结构包括水平滑动组件和驱动装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115452859A (zh) * 2022-10-12 2022-12-09 河北圣昊光电科技有限公司 一种六面检测机构及检测装置

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