CN218067676U - 锂电池密封钉焊接质量检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种锂电池密封钉焊接质量检测装置，包括控制单元、图像采集单元、运动驱动单元和线体单元，线体单元包括检测工位，检测工位位于图像采集单元下方，检测工位内设有第一到位检测元件，第一到位检测元件与控制单元通信连接。本实用新型锂电池密封钉焊接质量检测装置通过设置线体单元，线体单元可与锂电池生产线相衔接，从而实现了锂电池密封钉焊接质量的在线检测，大大提高了检测效率，降低了劳动强度。

Description

锂电池密封钉焊接质量检测装置

技术领域

本实用新型涉及自动化检测技术领域，具体是一种锂电池密封钉焊接质量检测装置。

背景技术

随着环境保护意识的日益增强，新能源电动汽车越来越普及，新能源汽车的销量急剧增加，相应地汽车电池需求量也急剧增加。

目前，锂电池为新能源汽车的主要动力电池。锂电池在生产时，完成注液后，为避免漏液，往往采用焊接密封钉的方式密封注液口。密封钉的焊接质量对其使用可靠性、安全性尤为重要，一旦出现焊接缺陷导致电池漏液，会存在严重的安全隐患。因此，锂电池密封钉焊接质量检测已成为锂电池生产中极其重要的环节，同时也是行业难点。

目前，锂电池密封钉焊接质量检测主要有3种方式：传统人工检测、2D相机检测和3D相机检测。传统人工检测即在焊接工艺完成后，对电池进行目测，这样导致效率低下，而且主观因素大，容易误判；2D相机检测和3D相机检测可以获取密封钉焊接处的2D图像和3D点云，从而可以判断是否存在焊接缺陷，这种检测方式精度高，可以检测出焊接处表面凹凸等特征和密封钉翘钉高度尺寸等，可以弥补部分人工因素导致的误判，同时也提高了检测效率，已成为锂电池密封钉焊接质量检测的主流方式。

然而，现有技术中采用2D相机或3D相机的锂电池密封钉焊接质量检测装置，通常包括图像采集单元（即2D相机或3D相机）、图像处理单元和驱动图像采集单元运动的运动单元等。检测时通常是将放置有多个锂电池的料盒手动放置在一检测平台上，然后由检测装置进行检测，检测完毕后更换下一料盒进行检测，即需要人工上下料，不能进行在线检测，其检测效率有待于进一步提高。

实用新型内容

本实用新型提供一种锂电池密封钉焊接质量检测装置，可以解决现有技术中锂电池密封钉焊接质量检测效率不能实现在线检测，检测效率有待进一步提高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种锂电池密封钉焊接质量检测装置，包括：

控制单元；

图像采集单元；

运动驱动单元，用于驱动所述图像采集单元运动，所述运动驱动单元与所述控制单元通信连接；

线体单元，用于输送锂电池，所述线体单元包括检测工位，所述检测工位位于所述图像采集单元下方，所述检测工位内设有第一到位检测元件，所述第一到位检测元件与所述控制单元通信连接。

所述图像采集单元包括2D相机模块和/或3D相机模块，其连接在所述运动驱动单元上。

所述运动驱动单元包括X轴直线模组、Y轴直线模组和Z轴移动组件，所述Z轴移动组件包括Z向移动部件，所述Y轴直线模组与所述X轴直线模组的滑块连接，所述Z轴移动组件与所述Y轴直线模组的滑块连接，所述图像采集单元安装在所述Z轴移动组件的Z向移动部件上。

所述Z轴移动组件为手动滑台模组。

所述锂电池密封钉焊接质量检测装置还包括料盒，其置于所述线体单元上，所述料盒上形成有至少一个电池容置槽，所述锂电池置于所述电池容置槽内，所述锂电池的密封钉位于所述锂电池的顶面上且露出于所述料盒上方；所述检测工位内设有顶升机构，所述顶升机构包括顶升支撑板和顶升驱动部件，所述顶升驱动部件与所述控制单元通信连接；当所述料盒被输送至所述检测工位时，所述料盒位于所述顶升支撑板的顶面上，可由所述顶升驱动部件驱动升降。

所述料盒的底面上设有第一定位结构，所述顶升支撑板的顶面上对应设有与所述第一定位结构相配合的第二定位结构，所述第一定位结构与所述第二定位结构配合以对所述料盒进行定位。

所述料盒包括托盘和料盒本体，所述电池容置槽形成在所述料盒本体上，所述第一定位结构形成在所述托盘的底面上，所述料盒本体置于所述托盘上，所述托盘上设有用于定位所述料盒本体的定位部。

所述检测工位内还设有位于所述顶升机构下游的第一升降挡料机构，所述第一升降挡料机构包括第一挡板和用于驱动所述第一挡板升降的第一升降驱动部件，所述第一升降驱动部件与所述控制单元通信连接，当所述料盒被输送至所述检测工位时，所述第一升降驱动部件驱动所述第一挡板升起并止挡在所述料盒上。

所述线体单元还包括缓冲工位，所述缓冲工位内设有第二到位检测元件和第二升降挡料机构，所述第二升降挡料机构包括第二挡板和用于驱动所述第二挡板升降的第二升降驱动部件，所述第二到位检测元件及所述第二升降驱动部件均与所述控制单元通信连接。

所述第一到位检测元件和所述第二到位检测元件均为机械式行程开关，其位于所述料盒的下方，所述料盒的底面上对应设有开关压板，当所述料盒被输送至所述检测工位或所述缓冲工位时，所述开关压板压动所述机械式行程开关以触发所述机械式行程开关。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和积极效果：

1、本实用新型锂电池密封钉焊接质量检测装置通过设置线体单元，线体单元可与锂电池生产线相衔接，从而实现了锂电池密封钉焊接质量的在线检测，大大提高了检测效率，降低了劳动强度；

2、本实用新型采用图像采集单元进行密封钉焊接质量检测，相比人工检测，大大降低了检测误判率，更好地保证了产品的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中锂电池密封钉焊接质量检测装置立体图；

图2为本实用新型实施例中图像采集单元的立体图；

图3为本实用新型实施例中运动单元立体图；

图4为本实用新型实施例中线体单元立体图；

图5为图4中线体单元的检测工位放大图；

图6为图4中线体单元的缓冲工位放大图；

图7为本实用新型实施例中装有锂电池的料盒上部视角立体图；

图8为本实用新型实施例中装有锂电池的料盒底部视角立体图；

图9为本实用新型实施例中料盒在线体单元检测工位时的底部视角立体图。

附图标记：100-图像采集单元；110-2D相机模块；111-2D相机；112-远心镜头；113-穹顶光源；120-3D相机模块；130-图像采集单元支架；200-运动驱动单元；210-X轴直线模组；220- Y轴直线模组；230-Z轴移动组件；231-Z向移动部件；240-运动驱动单元支架；250-X向滑轨滑块组件；300-线体单元；310-检测工位；320-第一到位检测元件；330-顶升机构；331-顶升支撑板；332-顶升驱动部件；333-第二定位结构；340-第一升降挡料机构；341-第一挡板；342-第一升降驱动部件；350-缓冲工位；360-第二到位检测元件；370-第二升降挡料机构；371-第二挡板；372-第二升降驱动部件；400-锂电池；410-锂电池密封钉；500-料盒；510-电池容置槽；520-第一定位结构；530-托盘；540-料盒本体；550-定位块；560-防撞条；570-开关压板。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，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。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参照图1，本实施例一种锂电池密封钉焊接质量检测装置，包括控制单元、图像采集单元100、运动驱动单元200和线体单元300，当然还包括图像处理单元、传输单元等现有技术中通过2D相机或3D相机进行锂电池密封钉焊接质量检测的常规结构部件，在此不做赘述。

参照图2，图像采集单元100用于采集锂电池密封钉410焊接处的图像，其通过一图像采集单元支架130连接在运动驱动单元200上。本实施例中图像采集单元包括2D相机和/或3D相机，即可以单独采用2D相机进行2D图像的采集或者单独采用3D相机进行3D点云图像的采集。优选地，本实施例中图像采集单元100既包括2D相机模块110也包括3D相机模块120，3D相机模块120可以一次拍摄完成密封钉焊接过程中的翘钉缺陷，2D相机110具体包括2D相机111、远心镜头112和穹顶光源113，使用远心镜头112可以在一定的视野范围内，使得到的密封钉焊接图像放大倍率不会随物距的变化而变化，穹顶光源113是一种高均匀性的光源，适用于表面凹凸不平、反光物体检测，从而本实施例的2D相机模块110尤其适用于对于密封钉焊接质量的检测。相比现有人工检测，大大降低了检测误判率，更好地保证了产品的质量。

运动驱动单元200用于驱动图像采集单元100运动，以实现多个锂电池400同时检测时不同位置锂电池密封钉410焊接质量的检测，运动驱动单元200与控制单元通信连接，由控制单元控制其具体运动过程。

具体而言，参照图1和图3，本实施例中运动驱动单元200包括X轴直线模组210、Y轴直线模组220和Z轴移动组件230，Z轴移动组件230包括Z向移动部件231。X轴直线模组210可设置两套，相互平行，设置在运动驱动单元支架240上，Y轴直线模组220的两端分别与两套X轴直线模组210的滑块对应连接，以便X轴直线模组210运行时带动Y轴直线模组整体220沿X轴移动；或者X轴直线模组210设置一套，另外与其平行设置一X向滑轨滑块组件250，Y轴直线模组220的两端分别与X轴直线模组210的滑块对应连接以及X向滑轨滑块组件250的滑块连接；Z轴移动组件230与Y轴直线模组220的滑块221连接，以便Y轴直线模组220运行时带动Z轴移动组件230沿Y轴移动；图像采集单元100安装在Z轴移动组件230的Z向移动部件231上，则Z轴移动组件230运行时带动图像采集单元100沿Z轴移动。从而本实施例运动驱动单元200可以实现图像采集单元100的三轴运动，X轴直线模组210和Y轴直线模组220配合运动，可实现多个锂电池400同时检测时不同位置锂电池密封钉410焊接质量电池的检测，Z轴移动组件230实现图像采集单元100的高度调节，以便适应不同高度锂电池的检测。由于对于为同一型号锂电池，其高度基本一致，则Z向高度一次调整好即可，无需多次调节，则Z轴移动组件230相比X轴直线模组210及Y轴直线模组220使用频率较低，则本实施例中其采用手动滑台模组进行手动调节即可，成本低，且手动滑台模组上设有刻度尺，也可实现精准调节，便于不同锂电池产品之间的快速调整。

线体单元300用于带动锂电池410进行上下料移动，且位于X轴直线模组210和X向滑轨滑块组件250之间的区域内，线体单元300可以选择倍速链输送线体或皮带输送线体等，其输送方向如图1中箭头I所示。参照图4和图5，同时结合图1，线体单元300包括检测工位310，检测工位310位于图像采集单元100下方，检测工位310内设有第一到位检测元件320，第一到位检测元件320用于检测锂电池是否输送至检测工位310，第一到位检测元件320与控制单元通信连接，以便检测到锂电池400被输送至检测工位310时，将检测信号发送至控制单元，控制单元向运动驱动单元200发出控制信号，带动图像采集单元100运动对处于检测工位310的锂电池400进行检测。线体单元300可与锂电池生产线相衔接，从而实现了锂电池密封钉焊接质量的在线检测，大大提高了检测效率，降低了劳动强度。

为便于多个锂电池同时检测时电池的有序放置，同时提高上下料效率，参照图7和图8，本实施例锂电池密封钉焊接质量检测装置还包括料盒500，料盒500置于线体单元300上，料盒500上形成有至少一个电池容置槽510，锂电池400置于电池容置槽510内，锂电池密封钉410位于锂电池400的顶面上且露出于料盒500上方。本实施例中料盒500呈长方体状，其上形成有矩阵式2列6行共12个电池容置槽510，锂电池400在电池容置槽510的摆放采用锂电池密封钉410对头式摆放，这样可以减少运动驱动单元200的运动时间，以提高检测效率。通过设置料盒500实现了多个锂电池400的有序放置，料盒500的尺寸以图像采集单元100在运动驱动单元200的驱动移动时相机视野能够涵盖到为准。

为进一步缩短检测等待时间，如图5所示，本实施例中检测工位310内设有顶升机构330，顶升机构330包括顶升支撑板331和顶升驱动部件332，顶升支撑板331为水平板，顶升驱动部件332用以驱动顶升支撑板331升降，顶升驱动部件332与控制单元通信连接，本实施例中顶升驱动部件332为气缸，当然也可以为电动丝杠、油缸等。当料盒500输送至检测工位310时，料盒500位于顶升支撑板331的顶面上，可由顶升驱动部件332驱动升降。这样使得在检测工位310，料盒500被顶升驱动部件332顶升一定高度向上脱离线体单元300，在顶升支撑板331支撑下由图像采集单元100进行采集图像，保证此处料盒500（图1中靠右侧的料盒500）内的锂电池400在检测期间，不会妨碍后面（上游）的料盒500（图1中靠右侧的料盒500）随线体单元300继续向检测工位310行进，以节省上料时间，提高检测效率。

进一步地，如图5和图8所示，料盒500的底面上设有第一定位结构520，顶升支撑板331的顶面上对应设有与第一定位结构520相配合的第二定位结构333，第一定位结构520与第二定位结构333配合以对料盒500进行定位，从而可以使料盒500能够稳固地定位在顶升支撑板331上，避免产生晃动，保证检测的可靠性和准确性。本实施例中第一定位结构520为定位孔，第二定位结构333为定位销，或者第一定位结构520为定位销，第二定位结构333为定位孔，当第一到位检测元件320检测到料盒500到达检测工位310时，顶升驱动部件332驱动顶升支撑板331升起，使其第二定位结构333与料盒500的第一定位结构520配合实现对料盒500的定位，同时将料盒500向上顶升进行检测，检测完毕后，顶升驱动部件332驱动顶升支撑板331下落，料盒500下落重新落在线体单元300上，顶升支撑板331与料盒500脱离，料盒500继续行进下料。

如图7和图8所示，料盒500包括托盘530和料盒本体540，电池容置槽510形成在料盒本体540上，第一定位结构520形成在托盘530的底面上，托盘530和料盒本体540为两个分别独立的部件，料盒本体540置于托盘530上，托盘530上设有用于定位料盒本体540的定位部。托盘530可以选用金属材料，比如铝等，保证支撑可靠性，料盒本体540可以为塑料件，以防止磨损、碰伤锂电池400；同时，根据锂电池400尺寸型号的不同，可配置多个料盒本体540，不同料盒本体540的外部轮廓尺寸相同，以便通用托盘530，不同的是电池容置槽510的尺寸不同，电池容置槽510根据具体的锂电池400尺寸设计，则不同锂电池400进行检测时，只需更换料盒本体540即可，从而可降低成本，同时可以减少料盒500的重复定位，有利于提高检测效率。

具体而言，托盘530上用于定位料盒本体540的定位部是由沿周向布设的多个定位块550围成，围成的区域与料盒本体540的外部轮廓相适配，从而对料盒本体540进行定位。如图7所示，以矩形料盒本体540为例，定位块550可选用四个，呈L状，可为塑料材质，分别贴合在料盒本体540的四角处。托盘530上还设置有防撞条560，比如甲醛树脂材料防撞条，以起到防撞保护作用。

同样为进一步提高料盒500在检测工位500的定位可靠性，如图5所示，检测工位310内还设有位于顶升机构330下游（即前部）的第一升降挡料机构340，第一升降挡料机构340包括第一挡板341和用于驱动第一挡板341升降的第一升降驱动部件342，第一升降驱动部件342与控制单元通信连接，当料盒500被输送至检测工位310时，第一到位检测元件320将检测信号发送至控制单元，控制单元控制第一升降驱动部件342工作，驱动第一挡板341升起并止挡在料盒500上，以止挡料盒500继续随线体单元300移动，进而方便顶升机构330对料盒500的顶升和定位。第一升降挡料机构340具体可采用气缸驱动机构。

如图4和图6所示，本实施例线体单元300还包括缓冲工位350，缓冲工位350内设有第二到位检测元件360和第二升降挡料机构370，第二升降挡料机构370包括第二挡板371和用于驱动第二挡板371升降的第二升降驱动部件372，第二到位检测元件360及第二升降驱动部件370均与控制单元通信连接。当检测工位310存在被顶升机构330顶升且正在检测的料盒500时，由于线体单元300仍继续行进，则上游其他料盒500继续前行，当第二到位检测元件360检测到其到达缓冲工位350时，第二升降驱动部件370驱动第二挡板371升起挡住缓冲工位350的料盒500，防止与检测工位310的料盒500发生碰撞，待检测工位310的料盒500检测完成随线体单元300下料后，第二升降驱动部件370驱动第二挡板371下降脱离料盒500，缓冲工位350的料盒500再继续行进至检测工位310，以节省时间，提高效率，同时保证检测安全可靠性。

参照图9，本实施例中第一到位检测元件320和第二到位检测元件360均为机械式行程开关，其位于料盒500的下方，料盒500的底面上对应设有开关压板570，当料盒500被输送至检测工位310或缓冲工位350时，开关压板570压动机械式行程开关以触发机械式行程开关。第一到位检测元件320和第二到位检测元件360采用机械式行程开关，稳定性高，且成本低，性价比高。开关压板570与机械式行程开关接触部位为斜面状，以起到平缓导向的作用，减小料盒500的行进惯性对机械式行程开关的冲击力，避免第一到位检测元件320和第二到位检测元件360损坏。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种锂电池密封钉焊接质量检测装置，其特征在于，包括：

控制单元；

图像采集单元；

运动驱动单元，用于驱动所述图像采集单元运动，所述运动驱动单元与所述控制单元通信连接；

线体单元，用于输送锂电池，所述线体单元包括检测工位，所述检测工位位于所述图像采集单元下方，所述检测工位内设有第一到位检测元件，所述第一到位检测元件与所述控制单元通信连接。

2.根据权利要求1所述的锂电池密封钉焊接质量检测装置，其特征在于：

所述图像采集单元包括2D相机模块和/或3D相机模块，其连接在所述运动驱动单元上。

3.根据权利要求1或2所述的锂电池密封钉焊接质量检测装置，其特征在于：

所述运动驱动单元包括X轴直线模组、Y轴直线模组和Z轴移动组件，所述Z轴移动组件包括Z向移动部件，所述Y轴直线模组与所述X轴直线模组的滑块连接，所述Z轴移动组件与所述Y轴直线模组的滑块连接，所述图像采集单元安装在所述Z轴移动组件的Z向移动部件上。

4.根据权利要求3所述的锂电池密封钉焊接质量检测装置，其特征在于：

所述Z轴移动组件为手动滑台模组。

5.根据权利要求1所述的锂电池密封钉焊接质量检测装置，其特征在于：

所述锂电池密封钉焊接质量检测装置还包括料盒，其置于所述线体单元上，所述料盒上形成有至少一个电池容置槽，所述锂电池置于所述电池容置槽内，所述锂电池的密封钉位于所述锂电池的顶面上且露出于所述料盒上方；所述检测工位内设有顶升机构，所述顶升机构包括顶升支撑板和顶升驱动部件，所述顶升驱动部件与所述控制单元通信连接；当所述料盒被输送至所述检测工位时，所述料盒位于所述顶升支撑板的顶面上，可由所述顶升驱动部件驱动升降。

6.根据权利要求5所述的锂电池密封钉焊接质量检测装置，其特征在于：

所述料盒的底面上设有第一定位结构，所述顶升支撑板的顶面上对应设有与所述第一定位结构相配合的第二定位结构，所述第一定位结构与所述第二定位结构配合以对所述料盒进行定位。

7.根据权利要求6所述的锂电池密封钉焊接质量检测装置，其特征在于：

所述料盒包括托盘和料盒本体，所述电池容置槽形成在所述料盒本体上，所述第一定位结构形成在所述托盘的底面上，所述料盒本体置于所述托盘上，所述托盘上设有用于定位所述料盒本体的定位部。

8.根据权利要求5所述的锂电池密封钉焊接质量检测装置，其特征在于：

所述检测工位内还设有位于所述顶升机构下游的第一升降挡料机构，所述第一升降挡料机构包括第一挡板和用于驱动所述第一挡板升降的第一升降驱动部件，所述第一升降驱动部件与所述控制单元通信连接，当所述料盒被输送至所述检测工位时，所述第一升降驱动部件驱动所述第一挡板升起并止挡在所述料盒上。

9.根据权利要求5所述的锂电池密封钉焊接质量检测装置，其特征在于：

所述线体单元还包括缓冲工位，所述缓冲工位内设有第二到位检测元件和第二升降挡料机构，所述第二升降挡料机构包括第二挡板和用于驱动所述第二挡板升降的第二升降驱动部件，所述第二到位检测元件及所述第二升降驱动部件均与所述控制单元通信连接。

10.根据权利要求9所述的锂电池密封钉焊接质量检测装置，其特征在于：

所述第一到位检测元件和所述第二到位检测元件均为机械式行程开关，其位于所述料盒的下方，所述料盒的底面上对应设有开关压板，当所述料盒被输送至所述检测工位或所述缓冲工位时，所述开关压板压动所述机械式行程开关以触发所述机械式行程开关。

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