CN207114441U - 一种全自动硬包电芯外观检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动硬包电芯外观检测设备，包括有支撑架，支撑架包括有上支撑架和下支撑架，上支撑架的顶端高于下支撑架的顶端，且上支撑架罩设于下支撑架的外围；下支撑架顶端的工作台上固定有电芯运输机构和底面检测机构，上支撑架顶端的矩形框架上固定有朝向电芯运输机构和底面检测机构的电芯抓取机构和相机移动机构，且电芯抓取机构位于相机移动机构的前端。本实用新型采用CCD镜头对硬包电芯六个外观面进行检测，自动化操控、定位检测，提高了电芯外观检测的效率和合格率。

Description

一种全自动硬包电芯外观检测设备

技术领域

本实用新型涉及硬包电芯生产领域，具体是一种全自动硬包电芯外观检测设备。

背景技术

近年来，雾霾开始困扰我国多个城市，作为雾霾“中坚力量”的汽车尾气受到全社会的口诛笔伐。新能源汽车能有效解决这一问题，开始受到全社会广泛关注。发展新能源汽车已经成为包括政府、企业、民间在内的全社会共识。

新能源汽车的大力发展使得新能源电池的需求量越来越大，伴随着产量的提升，生产和使用时发生的事故也越来越多。提高新能源电池的合格率是当下生产过程中的重中之重。

在电芯的自动化生产过程中，不可避免会有小部分电芯外观会出现瑕疵，如凹坑、划痕和鼓包等，更有出现零部件漏组装。不仅影响外观，对电芯的生产使用安全也有较大影响。在电芯组装之前必须对电芯外观进行检测，保证电芯外观合格率。

以往电芯外观检测由人肉眼完成，在大批量生产时，人工效率低下影响产量，同时长时间工作后，人易产生疲劳，有可能出现误判。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种全自动硬包电芯外观检测设备，采用CCD镜头对硬包电芯六个外观面进行检测，自动化操控、定位检测，提高了电芯外观检测的效率和合格率。

本实用新型的技术方案为：

一种全自动硬包电芯外观检测设备，包括有支撑架，固定于支撑架上的电芯抓取机构、电芯运输机构和外观检测机构；其中，外观检测机构包括有底面检测机构和相机移动机构；所述的支撑架包括有上支撑架和下支撑架，上支撑架的顶端高于下支撑架的顶端，且上支撑架罩设于下支撑架的外围；所述的电芯运输机构和底面检测机构固定于下支撑架顶端的工作台上，所述的电芯抓取机构和相机移动机构固定于上支撑架顶端的矩形框架上且朝向电芯运输机构和底面检测机构，所述的电芯抓取机构位于相机移动机构的前端；

所述的电芯抓取机构包括有固定于上支撑架顶端矩形框架上的抓取移动单轴机器人、连接于抓取移动单轴机器人的电芯抓夹驱动气缸和连接于电芯抓夹驱动气缸上的电芯抓夹，电芯抓夹连接于电芯抓夹驱动气缸的活塞端且朝向下支撑架上的底面检测机构；

所述的相机移动机构包括固定于上支撑架顶端矩形框架上的相机移动单轴机器人，连接于相机移动单轴机器人上的顶面检测机构、第一大面侧面检测机构和第二大面侧面检测机构；所述的顶面检测机构、第一大面侧面检测机构和第二大面侧面检测机构均包括有连接于相机移动单轴机器人上的相机安装杆、设置于相机安装杆上的光源和CCD镜头，所述的CCD镜头朝向对应的光源，所述的顶面检测机构的CCD镜头朝向下支撑架上的电芯运输机构，第一大面侧面检测机构的CCD镜头和第二大面侧面检测机构的CCD镜头水平且相对设置；

所述的底面检测机构包括有固定连接于下支撑架工作台侧面上的底面检测无杆气缸，连接于底面检测无杆气缸上的底面检测安装杆和设置于底面检测安装杆上的上的光源和CCD镜头，底面检测机构的CCD镜头朝向电芯抓取机构；

所述的电芯运输机构包括有水平导轨、滑动设置于水平导轨上的运输无杆气缸、固定于运输无杆气缸上的运输台和固定设置于运输台上的旋转台；所述的旋转台包括有固定于运输台上的旋转气缸、连接于旋转气缸上的转盘、固定于转盘上的电芯固定机构；所述的硬包电芯固定于电芯固定机构上，且顶面检测机构的CCD镜头朝向硬包电芯的顶面，第一大面侧面检测机构的CCD镜头和第二大面侧面检测机构的CCD镜头分别朝向硬包电芯两相对的侧面。

所述的抓取移动单轴机器人包括有水平且相互垂直设置的X轴抓取移动单轴机器人和Y轴抓取移动单轴机器人、以及上Z轴移动气缸和下Z轴移动气缸，所述的下Z轴移动气缸连接于上Z轴移动气缸的活塞端，上Z轴移动气缸分别与X轴抓取移动单轴机器人、Y轴抓取移动单轴机器人连接，所述的下Z轴移动气缸的活塞端朝下且连接有电芯抓夹驱动气缸。

所述的下Z轴移动气缸的活塞端上连接有转接板，所述的转接板的下端面上连接有四个电芯抓夹驱动气缸，每个电芯抓夹驱动气缸上均连接有对应的电芯抓夹。

所述的相机移动单轴机器人为相机X轴移动单轴机器人，相机X轴移动单轴机器人上连接有相机Y轴移动气缸，相机Y轴移动气缸的活塞杆与X轴移动单轴机器人的运行轨道垂直，相机Y轴移动气缸的活塞端上固定连接有顶面检测机构的相机安装杆和变距气缸，所述的第一大面侧面检测机构的相机安装杆和第二大面侧面检测机构的相机安装杆分别与变距气缸的两输出端连接。

所述的相机安装杆和底面检测安装杆均包括有光源安装杆和CCD镜头安装杆，所述的光源固定于光源安装杆的端部，所述的CCD镜头固定于CCD镜头安装杆上，所述的CCD镜头安装杆通过转接头滑动连接于光源安装杆上沿光源安装杆滑动调节CCD镜头与光源之间的距离。

所述的电芯运输机构包括有两条平行设置的水平导轨，下支撑架工作面上且位于两条水平导轨的端部均设置有缓冲定位机构，两条水平导轨上均滑动设置有运输无杆气缸，两个运输无杆气缸为运动互锁结构，每个运输无杆气缸上均设置有运输台和旋转台，所述的每个运输台上均设置有四个旋转台，每个旋转台的电芯固定机构均包括有固定于转盘上的旋转台支柱、固定于旋转台支柱顶端的电芯载台、设置于电芯载台上端面上的真空吸盘、设置于电芯载台下方的旋转台夹爪气缸，旋转台夹爪气缸的两抓夹伸向电芯载台的两侧且向上对折翻转，所述的硬包电芯的底端被真空吸盘吸附于电芯载台上，旋转台夹爪气缸的两抓夹向上对折翻转将硬包电芯的两大面进行抓紧固定。

本实用新型的优点：

（1）、本实用新型采用电芯抓取机构抓取电芯并通过底面检测机构对电芯的底面进行检测，底面检测完成后，再放置到电芯运输机构上，由相机移动机构检测剩下的五个面，检测完成后由机械手将电芯运输机构上的硬包电芯搬运到下一工位；整个检测过程自动化操控检测，检测数据准确，检测快速，避免人为检测的误判，提高了电芯外观检测的效率和合格率；

（2）、本实用新型电芯抓取机构和电芯运输机构可同时抓取和运输四个电芯或是更多电芯，并对其6个面进行连续检测，从而进一步提高了检测的效率；

（3）、本实用新型的CCD镜头、光源与电芯待检测面间的距离均可调，方便调试，保证检测的合格率；

（4）、本实用新型电芯运输机构包括有两个水平轨道，两个水平轨道上的运输无杆气缸为运动互锁结构，不能同时运动，在其中一个运输无杆气缸带动对应运输台上电芯搬运到下一工位时，另一个运输无杆气缸带动对应的运输台进行电芯的移动检测，节省了检测的时间，提高了检测的效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型电芯抓取机构的结构示意图。

图3是本实用新型相机移动机构的结构示意图。

图4是本实用新型底面检测机构的结构示意图。

图5是本实用新型电芯运输机构的结构示意图。

图6是本实用新型旋转台的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

见图1，一种全自动硬包电芯外观检测设备，包括有支撑架，固定于支撑架上的电芯抓取机构3、电芯运输机构4和外观检测机构；其中，外观检测机构包括有底面检测机构5和相机移动机构6；支撑架包括有上支撑架1和下支撑架2，上支撑架1的顶端高于下支撑架2的顶端，且上支撑架1罩设于下支撑架2的外围；电芯运输机构4和底面检测机构5固定于下支撑架1顶端的工作台上，电芯抓取机构3和相机移动机构6固定于上支撑架1顶端的矩形框架上且朝向电芯运输机构4和底面检测机构5，电芯抓取机构3位于相机移动机构6的前端；

见图2，电芯抓取机构3包括有固定于上支撑架1顶端矩形框架上的抓取移动单轴机器人、连接于抓取移动单轴机器人的电芯抓夹驱动气缸36和连接于电芯抓夹驱动气缸上的电芯抓夹37，电芯抓夹连接于电芯抓夹驱动气缸的活塞端且朝向下支撑架上的底面检测机构；抓取移动单轴机器人包括有水平且相互垂直设置的X轴抓取移动单轴机器人31和Y轴抓取移动单轴机器人32、以及上Z轴移动气缸33和下Z轴移动气缸34，下Z轴移动气缸34连接于上Z轴移动气缸33的活塞端，上Z轴移动气缸33分别与X轴抓取移动单轴机器人31、Y轴抓取移动单轴机器人32连接，下Z轴移动气缸34的活塞端上连接有转接板35，转接板35的下端面上连接有四个电芯抓夹驱动气缸36，每个电芯抓夹驱动气缸36上均连接有对应的电芯抓夹37；

见图3，相机移动机构6包括固定于上支撑架1顶端矩形框架上的相机X轴移动单轴机器人61、连接于相机X轴移动单轴机器人61上的相机Y轴移动气缸62、固定连接于相机Y轴移动气缸62活塞端上的顶面检测机构63和变距气缸64、分别连接于变距气缸64的两输出端上的第一大面侧面检测机构65和第二大面侧面检测机构66，顶面检测机构63、第一大面侧面检测机构65和第二大面侧面检测机构66均包括有相机安装杆67、设置于相机安装杆67上的光源68和CCD镜头69， CCD镜头69朝向对应的光源68，顶面检测机构63的CCD镜头69朝向下支撑架2上的电芯运输机构4，第一大面侧面检测机构65的CCD镜头69和第二大面侧面检测机构66的CCD镜头69水平且相对设置；

见图4，底面检测机构5包括有固定连接于下支撑架2工作台侧面上的底面检测无杆气缸51，连接于底面检测无杆气缸51上的底面检测安装杆52和设置于底面检测安装杆52上的上的光源53和CCD镜头54，底面检测机构的CCD镜头54朝向电芯抓取机构3；

见图5和图6，电芯运输机构4包括有设置于下支撑架工作面上的两条平行设置的水平导轨41，设置于下支撑架工作面上且位于两条水平导轨的端部均设置有缓冲定位机构45，滑动设置于每条水平导轨41上的运输无杆气缸42、固定于对应运输无杆气缸42上的运输台43和固定设置于对应运输台43上的四个旋转台44；两个运输无杆气缸42为运动互锁结构，不能同时运动；每个旋转台44均包括有固定于运输台43上的旋转气缸441、连接于旋转气缸441上的转盘442、固定于转盘442上的旋转台支柱443、固定于旋转台支柱443顶端的电芯载台444、设置于电芯载台444上端面上的真空吸盘445、设置于电芯载台445下方的旋转台夹爪气缸446，旋转台夹爪气缸446的两抓夹447伸向电芯载台444的两侧且向上对折翻转，硬包电芯的底端被真空吸盘445吸附于电芯载台444上，旋转台夹爪气缸的两抓夹447向上对折翻转将硬包电芯的两大面进行抓紧固定；检测时，顶面检测机构63的CCD镜头69朝向硬包电芯的顶面，第一大面侧面检测机构65的CCD镜头69和第二大面侧面检测机构66的CCD镜头69分别朝向硬包电芯两相对的侧面。

见图4，上述的相机安装杆67和底面检测安装杆52均包括有光源安装杆71和CCD镜头安装杆72，光源68或53固定于对应光源安装杆71的端部， CCD镜头69或54固定于CCD镜头安装杆72上， CCD镜头安装杆72通过转接头73滑动连接于光源安装杆71上沿光源安装杆71滑动调节CCD镜头与光源之间的距离。

本实用新型的工作流程为：

电芯抓取机构3抓取四个电芯从底面检测机构5上方通过，底面检测机构5依次检测完四个电芯底面，电芯抓取机构3再将电芯放置在电芯运输机构4其中一个运输台43的四个旋转台44上，相机移动机构6在相机X轴移动单轴机器人61的带动下，移动检测电芯的顶面和两大面，检测完毕，相机移动机构6上的变距气缸64带动第一大面侧面检测机构65和第二大面侧面检测机构66变距，旋转台的旋转台夹爪气缸446驱动两抓夹447向上对折翻转夹紧电芯，使得电芯另外两个相对的侧面分别正对第一大面侧面检测机构65的CCD镜头69和第二大面侧面检测机构66的CCD镜头69，相机X轴移动单轴机器人61带动相机移动机构6回移，从而移动检测电芯侧面。检测结束，旋转台的旋转气缸441复位，电芯运输机构4上的运输无杆气缸42带动已检测过的电芯移动至电芯下料区，等待下料。然后，底面检测机构5上的底面检测无杆气缸51和相机移动机构6上的相机Y轴移动气缸62继续工作，使底面检测机构5和相机移动机构6对另一个运输台上的第二组电芯进行检测。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种全自动硬包电芯外观检测设备，其特征在于：包括有支撑架，固定于支撑架上的电芯抓取机构、电芯运输机构和外观检测机构；其中，外观检测机构包括有底面检测机构和相机移动机构；所述的支撑架包括有上支撑架和下支撑架，上支撑架的顶端高于下支撑架的顶端，且上支撑架罩设于下支撑架的外围；所述的电芯运输机构和底面检测机构固定于下支撑架顶端的工作台上，所述的电芯抓取机构和相机移动机构固定于上支撑架顶端的矩形框架上且朝向电芯运输机构和底面检测机构，所述的电芯抓取机构位于相机移动机构的前端；

所述的电芯抓取机构包括有固定于上支撑架顶端矩形框架上的抓取移动单轴机器人、连接于抓取移动单轴机器人的电芯抓夹驱动气缸和连接于电芯抓夹驱动气缸上的电芯抓夹，电芯抓夹连接于电芯抓夹驱动气缸的活塞端且朝向下支撑架上的底面检测机构；

所述的相机移动机构包括固定于上支撑架顶端矩形框架上的相机移动单轴机器人，连接于相机移动单轴机器人上的顶面检测机构、第一大面侧面检测机构和第二大面侧面检测机构；所述的顶面检测机构、第一大面侧面检测机构和第二大面侧面检测机构均包括有连接于相机移动单轴机器人上的相机安装杆、设置于相机安装杆上的光源和CCD镜头，所述的CCD镜头朝向对应的光源，所述的顶面检测机构的CCD镜头朝向下支撑架上的电芯运输机构，第一大面侧面检测机构的CCD镜头和第二大面侧面检测机构的CCD镜头水平且相对设置；

所述的底面检测机构包括有固定连接于下支撑架工作台侧面上的底面检测无杆气缸，连接于底面检测无杆气缸上的底面检测安装杆和设置于底面检测安装杆上的上的光源和CCD镜头，底面检测机构的CCD镜头朝向电芯抓取机构；

所述的电芯运输机构包括有水平导轨、滑动设置于水平导轨上的运输无杆气缸、固定于运输无杆气缸上的运输台和固定设置于运输台上的旋转台；所述的旋转台包括有固定于运输台上的旋转气缸、连接于旋转气缸上的转盘、固定于转盘上的电芯固定机构；所述的硬包电芯固定于电芯固定机构上，且顶面检测机构的CCD镜头朝向硬包电芯的顶面，第一大面侧面检测机构的CCD镜头和第二大面侧面检测机构的CCD镜头分别朝向硬包电芯两相对的侧面。

2.根据权利要求1所述的一种全自动硬包电芯外观检测设备，其特征在于：所述的抓取移动单轴机器人包括有水平且相互垂直设置的X轴抓取移动单轴机器人和Y轴抓取移动单轴机器人、以及上Z轴移动气缸和下Z轴移动气缸，所述的下Z轴移动气缸连接于上Z轴移动气缸的活塞端，上Z轴移动气缸分别与X轴抓取移动单轴机器人、Y轴抓取移动单轴机器人连接，所述的下Z轴移动气缸的活塞端朝下且连接有电芯抓夹驱动气缸。

3.根据权利要求2所述的一种全自动硬包电芯外观检测设备，其特征在于：所述的下Z轴移动气缸的活塞端上连接有转接板，所述的转接板的下端面上连接有四个电芯抓夹驱动气缸，每个电芯抓夹驱动气缸上均连接有对应的电芯抓夹。

4.根据权利要求1所述的一种全自动硬包电芯外观检测设备，其特征在于：所述的相机移动单轴机器人为相机X轴移动单轴机器人，相机X轴移动单轴机器人上连接有相机Y轴移动气缸，相机Y轴移动气缸的活塞杆与X轴移动单轴机器人的运行轨道垂直，相机Y轴移动气缸的活塞端上固定连接有顶面检测机构的相机安装杆和变距气缸，所述的第一大面侧面检测机构的相机安装杆和第二大面侧面检测机构的相机安装杆分别与变距气缸的两输出端连接。

5.根据权利要求1所述的一种全自动硬包电芯外观检测设备，其特征在于：所述的相机安装杆和底面检测安装杆均包括有光源安装杆和CCD镜头安装杆，所述的光源固定于光源安装杆的端部，所述的CCD镜头固定于CCD镜头安装杆上，所述的CCD镜头安装杆通过转接头滑动连接于光源安装杆上沿光源安装杆滑动调节CCD镜头与光源之间的距离。

6.根据权利要求1所述的一种全自动硬包电芯外观检测设备，其特征在于：所述的电芯运输机构包括有两条平行设置的水平导轨，下支撑架工作面上且位于两条水平导轨的端部均设置有缓冲定位机构，两条水平导轨上均滑动设置有运输无杆气缸，两个运输无杆气缸为运动互锁结构，每个运输无杆气缸上均设置有运输台和旋转台，所述的每个运输台上均设置有四个旋转台，每个旋转台的电芯固定机构均包括有固定于转盘上的旋转台支柱、固定于旋转台支柱顶端的电芯载台、设置于电芯载台上端面上的真空吸盘、设置于电芯载台下方的旋转台夹爪气缸，旋转台夹爪气缸的两抓夹伸向电芯载台的两侧且向上对折翻转，所述的硬包电芯的底端被真空吸盘吸附于电芯载台上，旋转台夹爪气缸的两抓夹向上对折翻转将硬包电芯的两大面进行抓紧固定。