CN211927734U - 一种氢燃料电池芯片的缺陷检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型为氢燃料电池芯片的缺陷检测提供了一种氢燃料电池芯片的缺陷检测设备，其吸真空平台能将电池芯片吸正，以便于后续的图像采集以及减少检测误差。翻转机构可以将电池芯片翻转，从而，能检测到电池芯片正面以及背面的缺陷。采用图像采集装置扫描电池芯片，然后将图像信息与无缺陷的图像信息作对比，即可检测出电池芯片的缺陷情况，整个检测过程简单，设备结构简单，操作方便，电池芯片的检测效率高；并且，判断标准一致，检测结果的稳定性好、误差小。

Description

一种氢燃料电池芯片的缺陷检测设备

技术领域

本实用新型属于氢燃料电池生产技术领域，尤其涉及一种氢燃料电池芯片的缺陷检测设备。

背景技术

燃料电池是很有发展前途的新动力电源，一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料，作为负极，用空气中的氧作为正极。其和一般电池的主要区别在于一般电池的活性物质是预先放在电池内部的，因而电池容量取决于贮存的活性物质的量；而燃料电池的活性物质(燃料和氧化剂)是在反应的同时源源不断地输入，因此，这类电池实际上只是一个能量转换装置。这类电池具有转换效率高、容量大、比能量高、功率范围广、不用充电等优点。

燃料电池芯片(CCM，catalyst coated membrane)是将燃料电池催化剂涂敷在质子交换膜两侧制备的催化剂/质子交换膜组件。

燃料电池芯片是制作膜电极组件(MEA)的主要材料，燃料电池芯片在制作膜电极组件之前，有必要对其自身的质量情况做相关检测，以避免由于燃料电池芯片存在的缺陷，影响到燃料电池的品质。

为此，有必要研发一种用于燃料电池芯片缺陷检测的设备以及相关的检测方法。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于检测氢燃料电池芯片是否存在缺陷的设备。

本实用新型是这样实现的，一种氢燃料电池芯片的缺陷检测设备，其包括 X轴移动模组、第一Y轴移动模组、第二Y轴移动模组、第一移动平台、第二移动平台、用于吸附电池芯片的第一吸真空平台、翻转机构、用于吸附电池芯片的第二吸真空平台、第一图像采集装置、第二图像采集装置、控制器以及处理器；

所述X轴移动模组安装在所述第一Y轴移动模组以及第二Y轴移动模组上方，所述第一图像采集装置、第二图像采集装置均安装在所述X轴移动模组上，所述X轴移动模组能驱动所述第一图像采集装置以及第二图像采集装置沿X轴方向往复移动；

所述第一移动平台安装在所述第一Y轴移动模组上，所述第一Y轴移动模组能驱动所述第一移动平台沿Y轴方向往复移动；所述第二移动平台安装在所述第二Y轴移动模组上，所述第二Y轴移动模组能驱动所述第二移动平台沿Y 轴方向往复移动；所述第一吸真空平台以及翻转机构均安装在所述第一移动平台上，所述第二吸真空平台安装在所述第二移动平台上；

所述翻转机构安装在所述第一吸真空平台的侧边，所述翻转机构的翻转轴与所述第一吸真空平台传动连接，所述翻转机构能驱动所述第一吸真空平台翻转180度，然后将第一吸真空平台上的电池芯片翻转，并放置在第二吸真空平台上；

所述X轴移动模组、第一Y轴移动模组、第二Y轴移动模组、翻转机构均与所述控制器电连接；所述第一图像采集装置、第二图像采集装置均与所述处理器电连接；

所述第一图像采集装置、第二图像采集装置分别扫描电池芯片的正面、背面，获得图像信息，然后反馈至处理器；

所述处理器对图像信息进行处理，得到处理结果；并将处理结果与处理器内部存储的无缺陷的电池芯片的图像信息进行对比，然后根据对比结果获得电池芯片的缺陷情况。

进一步的，所述缺陷检测设备还包括机台以及龙门架，所述第一Y轴移动模组、第二Y轴移动模组安装在所述机台上，所述龙门架安装在所述机台上，所述X轴移动模组安装在所述龙门架上。

进一步的，所述第一图像采集装置、第二图像采集装置均为线阵相机。

进一步的，所述第一Y轴移动模组具有第一导轨，第二Y轴移动模组具有第二导轨，所述第一导轨以及第二导轨的长度方向均沿Y轴方向延伸。

进一步的，所述缺陷检测设备还包括用于限制第一移动平台活动范围的第一定位传感器以及用于限制第二移动平台活动范围的第二定位传感器；所述第一定位传感器以及第二定位传感器均与所述控制器电连接；所述第一导轨的两端的侧边均设置有所述第一定位传感器，所述第二导轨的两端的侧边均设置有所述第二定位传感器。

进一步的，所述缺陷检测设备具有上料工位、正面检测工位、背面检测工位以及下料工位；所述第一Y轴移动模组能驱动所述第一吸真空平台于所述上料工位与正面检测工位之间往复移动；所述第二Y轴移动模组能驱动所述第二吸真空平台于所述背面检测工位与下料工位之间往复移动。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：

本实用新型为氢燃料电池芯片的缺陷检测提供了一种专门的检测设备以及检测方法，其吸真空平台能将电池芯片吸正，以便于后续的图像采集以及减少检测误差。翻转机构可以将电池芯片翻转，从而，能检测到电池芯片正面以及背面的缺陷。采用图像采集装置扫描电池芯片，然后将图像信息与无缺陷的图像信息作对比，即可检测出电池芯片的缺陷情况，整个检测过程简单，设备结构简单，操作方便，电池芯片的检测效率高；并且，判断标准一致，检测结果的稳定性好、误差小。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种氢燃料电池芯片的缺陷检测设备的立体结构示意图；

图2是图1所示设备另一角度的立体结构示意图；

图3是图1所示设备的俯视示意图；

图4是本实用新型实施例提供的氢燃料电池芯片缺陷检测方法的流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参见图1至图3，示出了本实用新型提供的一种氢燃料电池芯片的缺陷检测设备，其包括X轴移动模组1、第一Y轴移动模组2、第二Y轴移动模组3、第一移动平台4、第二移动平台5、用于吸附电池芯片的第一吸真空平台6、翻转机构7、用于吸附电池芯片的第二吸真空平台8、第一图像采集装置9、第二图像采集装置10、控制器以及处理器。

X轴移动模组1安装在第一Y轴移动模组2以及第二Y轴移动模组3上方，第一图像采集装置9、第二图像采集装置10均安装在X轴移动模组1上，X轴移动模组1能驱动第一图像采集装置9以及第二图像采集装置10沿X轴方向往复移动。

第一移动平台4安装在第一Y轴移动模组2上，第一Y轴移动模组2能驱动第一移动平台4沿Y轴方向往复移动；第二移动平台5安装在第二Y轴移动模组3上，第二Y轴移动模组3能驱动第二移动平台5沿Y轴方向往复移动；第一吸真空平台6以及翻转机构7均安装在第一移动平台4上，第二吸真空平台8安装在第二移动平台5上。

翻转机构7安装在第一吸真空平台6的侧边，翻转机构7的翻转轴与第一吸真空平台6传动连接。翻转机构7能驱动第一吸真空平台6翻转180度，然后将第一吸真空平台6上的电池芯片翻转，并放置在第二吸真空平台8上。

X轴移动模组1、第一Y轴移动模组2、第二Y轴移动模组3、翻转机构7 均与控制器电连接，从而，控制器能控制X轴移动模组1、第一Y轴移动模组2、第二Y轴移动模组3、翻转机构7在设定的时间范围内，做相应的运动。第一图像采集装置9、第二图像采集装置10均与处理器电连接，从而处理器能收集第一图像采集装置9、第二图像采集装置10发过来的信息。

第一图像采集装置9、第二图像采集装置10分别扫描电池芯片的正面、背面，获得图像信息，然后反馈至处理器。处理器对图像信息进行处理，得到处理结果；并将处理结果与处理器内部存储的无缺陷的电池芯片的图像信息进行对比，然后根据对比结果获得电池芯片的缺陷情况。

具体的，上述缺陷检测设备还包括机台200以及龙门架20。第一Y轴移动模组2、第二Y轴移动模组3安装在机台200上，龙门架20安装在机台200上， X轴移动模组1安装在龙门架20上。

于本实施例中，第一图像采集装置9、第二图像采集装置10均为线阵相机。第一Y轴移动模组2具有第一导轨，第二Y轴移动模组3具有第二导轨，第一导轨以及第二导轨的长度方向均沿Y轴方向延伸。

缺陷检测设备还包括用于限制第一移动平台4活动范围的第一定位传感器 11以及用于限制第二移动平台5活动范围的第二定位传感器12。第一定位传感器11以及第二定位传感器12均与控制器电连接。第一导轨的两端的侧边均设置有第一定位传感器11，第二导轨的两端的侧边均设置有第二定位传感器12。第一移动平台4、第二移动平台5移动到设定位置时，分别进入第一定位传感器11以及第二定位传感器12的感应范围，第一定位传感器11以及第二定位传感器12发送信号至控制器，控制器控制第一Y轴移动模组2、第二Y轴移动模组3停止工作，从而使第一移动平台4、第二移动平台5停止移动。

缺陷检测设备具有上料工位、正面检测工位、背面检测工位以及下料工位。第一Y轴移动模组2能驱动第一吸真空平台6于上料工位与正面检测工位之间往复移动。第二Y轴移动模组3能驱动第二吸真空平台5于背面检测工位与下料工位之间往复移动。

请参见图4，应用本实施例的设备检测氢燃料电池芯片缺陷的步骤如下：

S10、第一Y轴移动模组2驱动第一吸真空平台6移动至上料工位；

S20、通过人工或机械设备，将电池芯片放置在第一吸真空平台6上，并且电池芯片的正面朝上；

S30、第一吸真空平台6通过负压吸平电池芯片，第一Y轴移动模组2驱动第一吸真空平台6移动至正面检测工位；

S40、X轴移动模组1驱动第一图像采集装置9沿X方向移动，给其下方的电池芯片扫描，得到电池芯片正面的图像信息，并反馈至处理器；

S50、处理器对电池芯片正面的图像信息进行处理，得到处理结果；并将处理结果与处理器内部存储的无缺陷的电池芯片的正面图像信息进行对比，然后根据对比结果获得电池芯片正面的缺陷情况；

S60、第二Y轴移动模组3驱动第二吸真空平台8移动至背面检测工位，翻转机构7启动，将第一吸真空平台6翻转180度，使其上的电池芯片翻转至第二吸真空平台8上；

S70、第二吸真空平台8通过负压吸平电池芯片；

S80、X轴移动模组1驱动第二图像采集装置10沿X方向移动，给其下方的电池芯片扫描，得到电池芯片背面的图像信息，并反馈至处理器；

S90、处理器对电池芯片背面的图像信息进行处理，得到处理结果；并将处理结果与处理器内部存储的无缺陷的电池芯片的背面图像信息进行对比，然后根据对比结果获得电池芯片背面的缺陷情况。

具体的，上述电池芯片的缺陷情况包括褶皱、气泡、露白、缺损或表面小异物中的一种或两种以上的组合。上述第一图像采集装置9以及第二图像采集装置10的检测精度均为0.036mm/pix。

本实施例为氢燃料电池芯片的缺陷检测提供了一种专门的检测设备以及检测方法，其第一吸真空平台6、第二吸真空平台8能将电池芯片吸正，以便于后续的图像采集以及减少检测误差。翻转机构7可以将电池芯片翻转，从而，能检测到电池芯片正面以及背面的缺陷。采用第一图像采集装置9、第二图像采集装置10扫描电池芯片的正面、背面，然后将图像信息与无缺陷的图像信息作对比，即可检测出电池芯片的正面及背面的缺陷情况，整个检测过程简单，设备结构简单，操作方便，电池芯片的检测效率高；并且，判断标准一致，检测结果的稳定性好、误差小。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种氢燃料电池芯片的缺陷检测设备，其特征在于，包括X轴移动模组、第一Y轴移动模组、第二Y轴移动模组、第一移动平台、第二移动平台、用于吸附电池芯片的第一吸真空平台、翻转机构、用于吸附电池芯片的第二吸真空平台、第一图像采集装置、第二图像采集装置、控制器以及处理器；

所述X轴移动模组安装在所述第一Y轴移动模组以及第二Y轴移动模组上方，所述第一图像采集装置、第二图像采集装置均安装在所述X轴移动模组上，所述X轴移动模组能驱动所述第一图像采集装置以及第二图像采集装置沿X轴方向往复移动；

所述第一移动平台安装在所述第一Y轴移动模组上，所述第一Y轴移动模组能驱动所述第一移动平台沿Y轴方向往复移动；所述第二移动平台安装在所述第二Y轴移动模组上，所述第二Y轴移动模组能驱动所述第二移动平台沿Y轴方向往复移动；所述第一吸真空平台以及翻转机构均安装在所述第一移动平台上，所述第二吸真空平台安装在所述第二移动平台上；

所述翻转机构安装在所述第一吸真空平台的侧边，所述翻转机构的翻转轴与所述第一吸真空平台传动连接，所述翻转机构能驱动所述第一吸真空平台翻转180度，然后将第一吸真空平台上的电池芯片翻转，并放置在第二吸真空平台上；

所述X轴移动模组、第一Y轴移动模组、第二Y轴移动模组、翻转机构均与所述控制器电连接；所述第一图像采集装置、第二图像采集装置均与所述处理器电连接；

所述第一图像采集装置、第二图像采集装置分别扫描电池芯片的正面、背面，获得图像信息，然后反馈至处理器；

所述处理器对图像信息进行处理，得到处理结果；并将处理结果与处理器内部存储的无缺陷的电池芯片的图像信息进行对比，然后根据对比结果获得电池芯片的缺陷情况。

2.如权利要求1所述的缺陷检测设备，其特征在于，所述缺陷检测设备还包括机台以及龙门架，所述第一Y轴移动模组、第二Y轴移动模组安装在所述机台上，所述龙门架安装在所述机台上，所述X轴移动模组安装在所述龙门架上。

3.如权利要求1所述的缺陷检测设备，其特征在于，所述第一图像采集装置、第二图像采集装置均为线阵相机。

4.如权利要求1所述的缺陷检测设备，其特征在于，所述第一Y轴移动模组具有第一导轨，第二Y轴移动模组具有第二导轨，所述第一导轨以及第二导轨的长度方向均沿Y轴方向延伸。

5.如权利要求4所述的缺陷检测设备，其特征在于，所述缺陷检测设备还包括用于限制第一移动平台活动范围的第一定位传感器以及用于限制第二移动平台活动范围的第二定位传感器；所述第一定位传感器以及第二定位传感器均与所述控制器电连接；所述第一导轨的两端的侧边均设置有所述第一定位传感器，所述第二导轨的两端的侧边均设置有所述第二定位传感器。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的缺陷检测设备，其特征在于，所述缺陷检测设备具有上料工位、正面检测工位、背面检测工位以及下料工位；所述第一Y轴移动模组能驱动所述第一吸真空平台于所述上料工位与正面检测工位之间往复移动；所述第二Y轴移动模组能驱动所述第二吸真空平台于所述背面检测工位与下料工位之间往复移动。

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