CN210022875U - 单臂直线电机电池外观检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及单臂直线电机电池外观检测设备，具有输送装置、正面检测装置、抓取分拣机械手、反面检测装置，正面检测装置包括设置于所述输送装置上方提供光照给待检测锂电池的第一照射单元以及至少一个设置于所述输送装置上方的第一正面图像采集单元，抓取分拣机械手安装在直线电机模组上，用于抓取输送装置上传送的已经通过正面检测装置的锂电池并做横向直线迁移；反面检测装置包括设置于所述抓取分拣机械手移动路线的下方提供光照给待检测锂电池的第二照射单元以及至少一个设置于所述抓取分拣机械手移动路线的下方的第一反面图像采集单元。本实用新型结构简单、使用便捷，能实现锂电池的正、反面检测表面缺陷，提高生产效率，满足产业需要。

Description

单臂直线电机电池外观检测设备

技术领域

本实用新型涉及产品质量检测技术领域，尤其是涉及锂电池表面缺陷检测设备。

背景技术

锂电池的用途非常广泛，涉及日常用品如手机、手提电脑、自行车以及汽车等许许多多电器设备，还用于工业、农业、军事和医疗等多种行业的各种各样电器设备，几乎无处不在，多数电池的使用寿命只有一至三年，其作为消耗品使用数量巨大。由于电池能量是通过化学能转换过程获取的，存在着像爆炸这样的安全隐患，所以电池的质量检查和出厂审验非常重要；锂电池的很多表面缺陷与大量内部、外部结构缺陷直接相关，这些缺陷直接产生大量安全隐患及可靠性问题，通过表面缺陷的检测可以有效的排除一大部分重要安全隐患，因此表面缺陷的检测非常重要，是整个锂电池生产流程中消耗人工最多的一个环节。

在锂电池生产工艺中，锂电池封装后要对其表面缺陷进行检测，传统的检测方法是人工目视检测，但是人工检测存在着很多缺点，如目检人员培训困难，损伤视力，工作极度枯燥、繁重，人工成本高昂，人为判断标准不一，人为因素影响较多等，也会导致锂电池存在人为二次接触导致破损的情况。

随着机器视觉技术的发展，出现了各种通过机器视觉图像检测的自动检测机，但现有的自动检测机存在效率低、二次伤害电池、结构复杂、成本高、可靠性低、拍摄效果差、可扩展性低等一种或多种缺点。为了实现锂电池的正、反面检测，目前存在隧道式、镜头上下对置式等，此类模式存在结构复杂化，组装及制作不便，打光及攫取影像效果不佳等缺点，不利于检测机的运行，影响了相关方案的实现和推广。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术缺陷，提供单臂直线电机电池外观检测设备的运动、结构解决方案，结构简单、使用便捷，能实现锂电池的正、反面检测表面缺陷，提高生产效率，满足产业需要。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

单臂直线电机电池外观检测设备，该外观检测设备具有：

输送装置，用于传送待检测的锂电池，并在该输送装置的入料端设有固定锂电池并定位的治具；

正面检测装置，该正面检测装置包括设置于所述输送装置上方提供光照给待检测锂电池的第一照射单元以及至少一个设置于所述输送装置上方的第一正面图像采集单元，所述第一正面图像采集单元能够采集待检测锂电池上表面的外观信息并传送给外观检测设备配备的图像分析软件模块；

抓取分拣机械手，该抓取分拣机械手安装在直线电机模组上，用于抓取输送装置上传送的已经通过正面检测装置的锂电池并做横向直线迁移；

反面检测装置，该反面检测装置包括设置于所述抓取分拣机械手移动路线的下方提供光照给待检测锂电池的第二照射单元以及至少一个设置于所述抓取分拣机械手移动路线的下方的第一反面图像采集单元，所述第一反面图像采集单元能够采集待检测锂电池下表面的外观信息并传送给外观检测设备配备的图像分析软件模块。

上述方案进一步是：所述第一正面图像采集单元安装门架结构上，该门架结构跨设在输送装置左右侧，输送装置为传送带；所述门架结构上还设有第二正面图像采集单元，第一正面图像采集单元形成接近垂直采集锂电池上表面图像的形态布置，而第二正面图像采集单元形成斜角采集锂电池上表面图像的形态布置，第一照射单元安装在门架结构上并位于第一正面图像采集单元下方。

上述方案进一步是：所述第一反面图像采集单元安装立架上，该立架设在抓取分拣机械手移动路线的下方；所述立架上还设有第二反面图像采集单元，第一反面图像采集单元形成接近垂直采集锂电池下表面图像的形态布置，而第二反面图像采集单元形成斜角采集锂电池下表面图像的形态布置，第二照射单元安装在立架上并位于第一反面图像采集单元上方。

上述方案进一步是：所述输送装置上设置的治具是L形规整块，在输送装置的入料端还设有光电感应器。

上述方案进一步是：所述外观检测设备还具有出料传送带，该出料传送带与输送装置平行布置，抓取分拣机械手在出料传送带与输送装置之间往复移动，反面检测装置设置在出料传送带与输送装置之间；所述出料传送带上设有多条并列的分拣道。

上述方案进一步是：所述抓取分拣机械手基于吸附方式抓取锂电池，在抓取分拣机械手的吸附端设置基于多孔烧结材料构造的吸盘。

上述方案进一步是：所述第一正面图像采集单元和第二正面图像采集单元是CCD工业相机，第一照射单元分置在锂电池的两对侧。

上述方案进一步是：所述第一反面图像采集单元和第二反面图像采集单元是CCD工业相机，第二照射单元分置在锂电池的两对侧。

与现有技术相比，本实用新型的优点包括：

（1）、以视觉检测采集锂电池表面图像的方式进行检测，能完全取代人眼检测且优于人眼检测，能自动、快速、准确地对锂电池表面的痕状、针孔、破损、断裂、点状、姿态、污渍、鼓包等进行检测。

（2）、本方案选用了直线电机模组配合抓取分拣机械手以及有效布设输送装置、正面检测装置及反面检测装置等自动化设备，从而达到可靠性、高速度、高精度的检测效果。

（3）、本方案利用传送并行处理，带来了极高的生产效率，而且能够进行充分的后续功能扩展，且不会因功能的增加而降低整体工作效率。

附图说明：

附图1为本实用新型的其一实施例的结构示意图；

附图2为图1所示实施例的输送装置结构示意图；

附图3为图1所示实施例的正面检测装置结构示意图；

附图4为图1所示实施例的反面检测装置结构示意图。

具体实施方式：

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

基于锂电池的外壳是一种质地较软的复合材料，在锂电池生产出来后，其外观会有较多的品质问题。在锂电池的生产工艺中，对锂电池的外观检测是控制锂电池品质的重要手段，目前该检测工序全部采用人工检测，由于人工检测的主观性和检测环境的差异性，常常给锂电池的外观质检带来较大的波动和不确定性。为此，本实用新型提供了一种锂电池的外观检测设备，旨在解决上述问题。

参阅图1~4所示，本实用新型提供的一种锂电池的外观检测设备，该外观检测设备具有：

输送装置1，用于传送待检测的锂电池，并在该输送装置的入料端设有固定锂电池并定位的治具11。

正面检测装置2，该正面检测装置2包括设置于所述输送装置上方提供光照给待检测锂电池的第一照射单元21以及至少一个设置于所述输送装置上方的第一正面图像采集单元22，所述第一正面图像采集单元22能够采集待检测锂电池上表面的外观信息并传送给外观检测设备配备的图像分析软件模块。

抓取分拣机械手3，该抓取分拣机械手3安装在直线电机模组4上，用于抓取输送装置上传送的已经通过正面检测装置的锂电池并做横向直线迁移。

反面检测装置5，该反面检测装置5包括设置于所述抓取分拣机械手移动路线的下方提供光照给待检测锂电池的第二照射单元51以及至少一个设置于所述抓取分拣机械手移动路线的下方的第一反面图像采集单元52，所述第一反面图像采集单元52能够采集待检测锂电池下表面的外观信息并传送给外观检测设备配备的图像分析软件模块。

图1、3所示，本实施例的第一正面图像采集单元22安装门架结构23上，该门架结构23跨设在输送装置左右侧，输送装置1为传送带。所述门架结构23上还设有第二正面图像采集单元24，第一正面图像采集单元22形成接近垂直采集锂电池上表面图像的形态布置，而第二正面图像采集单元24形成斜角采集锂电池上表面图像的形态布置，第一照射单元21安装在门架结构23上并位于第一正面图像采集单元22下方。进一步地，第一正面图像采集单元22和第二正面图像采集单元24是CCD工业相机，第一照射单元21分置在锂电池的两对侧，打光均匀，以便第一正面图像采集单元22和第二正面图像采集单元24采集锂电池上表面图像。第一正面图像采集单元22正向采集，而第二正面图像采集单元24斜向采集，通过适宜的采集角度，可有效解决锂电池上表面划痕等缺陷对相机有方向性的问题，因而可清晰、准确的检测锂电池的表面缺陷。

图1、4所示，本实施例的第一反面图像采集单元52安装立架53上，该立架53设在抓取分拣机械手移动路线的下方。所述立架53上还设有第二反面图像采集单元54，第一反面图像采集单元52形成接近垂直采集锂电池下表面图像的形态布置，而第二反面图像采集单元54形成斜角采集锂电池下表面图像的形态布置，第二照射单元51安装在立架上并位于第一反面图像采集单元上方。进一步地，第一反面图像采集单元52和第二反面图像采集单元54是CCD工业相机，第二照射单元51分置在锂电池的两对侧，打光均匀，以便第一反面图像采集单元52和第二反面图像采集单元54采集锂电池下表面图像。第一反面图像采集单元52正向采集，而第二反面图像采集单元54斜向采集，通过适宜的采集角度，可有效解决锂电池下表面划痕等缺陷对相机有方向性的问题，因而可清晰、准确的检测锂电池的表面缺陷。

图1、2所示，本实施例的输送装置1上设置的治具11是L形规整块，在输送装置的入料端还设有光电感应器12。工作时，人工上料，并将锂电池相应侧边与治具11依靠对齐，从而实现锂电池定位、定向置放在输送装置1上；光电感应器12感应上料动作，当感应到上料时，输送装置1暂停，以便定位置放锂电池到输送装置1上，上料好后，光电感应器12感应不到，这时输送装置1启动送料。

图1所示，所述外观检测设备还具有出料传送带6，该出料传送带6与输送装置1平行布置，抓取分拣机械手3在出料传送带6与输送装置1之间往复移动，反面检测装置5设置在出料传送带6与输送装置1之间，抓取分拣机械手3抓取的锂电池移动到反面检测装置5上方时短暂停留，以便反面检测锂电池的下表面。本实施例进一步地，所述抓取分拣机械手3是基于吸附方式抓取锂电池，在抓取分拣机械手的吸附端设置基于多孔烧结材料构造的吸盘31，获得理想吸附功效，且减少对锂电池表面的二次伤害。所述出料传送带6上设有多条并列的分拣道61，用于传送良品、凸点缺陷、折边缺陷、划痕缺陷、编码缺陷等，方便后续收料。

图1所示，本实施例中，该外观检测设备将所有部件整合在一机座10上，输送装置1、直线电机模组4及出料传送带6安装在机座10提供的工作平面上，门架结构23跨设固定在输送装置1左右侧，而立架53相对凹陷固定。

工作时，人工将待检测的锂电池放在输送装置入料端的治具处，手收回，光电感应器感应不到，输送装置将待检测的锂电池传送到正面检测装置2处进行锂电池上表面检测。上表面检测确认后，输送装置继续将锂电池传送。 这时直线电机模组4将抓取分拣机械手3移动到输送装置上方，将锂电池吸附升起。直线电机模组4再将抓取分拣机械手3移动到反面检测装置5上方停留，反面检测装置5检测锂电池下表面。直线电机模组4根据检测结果，将锂电池分类放置到出料传送带6上，人工在出料传送带末端收料。

本实施例中，图像分析软件模块为现有技术，其提供了图像传输、分析处理、存储及控制，基于Linux系统工作，在此不再详细赘述。当然，本设备还可提供相应端口连接人工智能算法、厂商判定规则及厂商管理等，从而增加检测设备的运行率及可操作性，拓展功能，符合产业利用。

本实用新型以视觉检测采集锂电池表面图像的方式进行检测，能完全取代人眼检测且优于人眼检测，能自动、快速、准确地对锂电池表面的痕状、针孔、破损、断裂、点状、姿态、污渍、鼓包等进行检测。选用了直线电机模组配合抓取分拣机械手以及有效布设输送装置、正面检测装置及反面检测装置等自动化设备，从而达到可靠性、高速度、高精度的检测效果。利用传送并行处理，带来了极高的生产效率，而且能够进行充分的后续功能扩展，且不会因功能的增加而降低整体工作效率。

当然，以上附图仅是描述了本实用新型的较佳具体实施例，对本技术领域的技术人员来说，在不超出本实用新型构思和范围的情况下通过逻辑分析、推理或者有限的实验还可对上述实施例作出许多改进和变化，这些改进和变化都应属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (6)

1.单臂直线电机电池外观检测设备，其特征在于：该外观检测设备具有：

输送装置，用于传送待检测的锂电池，并在该输送装置的入料端设有固定锂电池并定位的治具；

正面检测装置，该正面检测装置包括设置于所述输送装置上方提供光照给待检测锂电池的第一照射单元以及至少一个设置于所述输送装置上方的第一正面图像采集单元，所述第一正面图像采集单元能够采集待检测锂电池上表面的外观信息并传送给外观检测设备配备的图像分析软件模块；所述第一正面图像采集单元安装门架结构上，该门架结构跨设在输送装置左右侧，输送装置为传送带；所述门架结构上还设有第二正面图像采集单元，第一正面图像采集单元形成接近垂直采集锂电池上表面图像的形态布置，而第二正面图像采集单元形成斜角采集锂电池上表面图像的形态布置，第一照射单元安装在门架结构上并位于第一正面图像采集单元下方；

抓取分拣机械手，该抓取分拣机械手安装在直线电机模组上，用于抓取输送装置上传送的已经通过正面检测装置的锂电池并做横向直线迁移；

反面检测装置，该反面检测装置包括设置于所述抓取分拣机械手移动路线的下方提供光照给待检测锂电池的第二照射单元以及至少一个设置于所述抓取分拣机械手移动路线的下方的第一反面图像采集单元，所述第一反面图像采集单元能够采集待检测锂电池下表面的外观信息并传送给外观检测设备配备的图像分析软件模块；所述第一反面图像采集单元安装立架上，该立架设在抓取分拣机械手移动路线的下方；所述立架上还设有第二反面图像采集单元，第一反面图像采集单元形成接近垂直采集锂电池下表面图像的形态布置，而第二反面图像采集单元形成斜角采集锂电池下表面图像的形态布置，第二照射单元安装在立架上并位于第一反面图像采集单元上方。

2.根据权利要求1所述的单臂直线电机电池外观检测设备，其特征在于：所述输送装置上设置的治具是L形规整块，在输送装置的入料端还设有光电感应器。

3.根据权利要求1所述的单臂直线电机电池外观检测设备，其特征在于：所述外观检测设备还具有出料传送带，该出料传送带与输送装置平行布置，抓取分拣机械手在出料传送带与输送装置之间往复移动，反面检测装置设置在出料传送带与输送装置之间；所述出料传送带上设有多条并列的分拣道。

4.根据权利要求1或3所述的单臂直线电机电池外观检测设备，其特征在于：所述抓取分拣机械手基于吸附方式抓取锂电池，在抓取分拣机械手的吸附端设置基于多孔烧结材料构造的吸盘。

5.根据权利要求1所述的单臂直线电机电池外观检测设备，其特征在于：所述第一正面图像采集单元和第二正面图像采集单元是CCD工业相机，第一照射单元分置在锂电池的两对侧。

6.根据权利要求1所述的单臂直线电机电池外观检测设备，其特征在于：所述第一反面图像采集单元和第二反面图像采集单元是CCD工业相机，第二照射单元分置在锂电池的两对侧。

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