CN219532949U - 一种方壳电芯六面外观缺陷检测设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种方壳电芯六面外观缺陷检测设备，包括：承载机构，用于承载方壳电芯，并能够带动方壳电芯绕竖直方向转动和沿X向运动；夹持机构，用于夹持方壳电芯并带动方壳电芯翻转；顶底拍摄机构，用于对方壳电芯顶部和底部进行拍摄以获得二维图像；侧面拍摄机构，用于对方壳电芯的侧面进行拍摄以获得三维图像；其中，所述顶底拍摄机构设置于方壳电芯X向移动路线的上方，所述夹持机构设置于方壳电芯X向移动路线的两侧，所述侧面拍摄机构设置于所述承载机构在X方向上的一端。本设备通过承载机构和夹持机构带动产品进行移动、旋转和翻转，通过顶底拍摄机构和侧面拍摄机构实现对方壳电芯的六个外观面的图像采集，从而判别产品外观是否合格。

Description

一种方壳电芯六面外观缺陷检测设备

技术领域

本实用新型涉及机器视觉检测技术，尤其涉及一种方壳电芯六面外观缺陷检测设备。

背景技术

随着新能源汽车的兴起，锂电行业也发展快速，锂电池的制造、组装、检测都是关键的环节。当前新能源汽车行业正处于高速发展的黄金期，在高需求驱动下，各大锂电池制造商纷纷布局产能扩建，同时对产线及设备提出更高精度、更高速度、更高节拍的运行指标要求。

新能源锂电池的应用边界不断拓宽，全球化属性驱动市场需求日渐高端化，终端应用对于锂电池的要求，也在从量向质逐级演变。在新能源方形锂电池生产过程中，其铝壳在包膜前后容易碰伤、划伤及沾染污渍。因此在生产过程中，需要对方形锂电池外观缺陷进行高精度检测。传统作业下的外观检测方式主要依靠人工目视检测，存在效率低、误检、漏检、误触电芯造成损坏等风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种方壳电芯六面外观缺陷检测设备，能够对方壳电芯六个面的缺陷进行自动化的检测。

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本实用新型的一方面，提供了一种方壳电芯六面外观缺陷检测设备，包括：

承载机构，用于承载方壳电芯，并能够带动方壳电芯绕竖直方向转动和沿X向运动；

夹持机构，用于夹持方壳电芯并带动方壳电芯翻转；

顶底拍摄机构，用于对方壳电芯顶部和底部进行拍摄以获得二维图像；

侧面拍摄机构，用于对方壳电芯的侧面进行拍摄以获得三维图像；

其中，所述顶底拍摄机构设置于方壳电芯X向移动路线的上方，所述夹持机构设置于方壳电芯X向移动路线的两侧，所述侧面拍摄机构设置于所述承载机构在X方向上的一端。

在一实施例中，所述承载机构包括载台、旋转模组、安装座和X向驱动模组，所述载台与所述旋转模组传动连接，所述旋转模组设置于所述安装座上，所述安装座受所述X向驱动模组驱动。

在一实施例中，所述安装座包括底座、升降框架和竖向抬升模组，所述底座与所述X向驱动模组连接，所述竖向抬升模组设置于所述底座两侧，所述竖向抬升模组与所述升降框架连接并能够带动所述升降框架沿竖向运动。

在一实施例中，所述载台的两侧对称设置有限位块，所述限位块通过连接件与所述载台连接，所述限位块为“凹”字型，其开口朝向所述载台。

在一实施例中，所述限位块底部设置有升降气缸，所述升降气缸与所述连接件固定连接，所述升降气缸的伸缩端与所述限位块连接。

在一实施例中，所述夹持机构包括安装板，所述安装板上设置有电机、主动轮和从动轮，所述电机与所述主动轮传动连接，所述主动轮和从动轮之间通过同步带传动连接；所述夹持机构还包括第一端板和第二端板，所述第一端板与所述同步带的一侧连接，所述第二端板与所述同步带的另一侧连接；所述第一端板的下端设置有主动电机和主动夹块，所述第一端板的下端设置有从动气缸和从动夹块，所述主动电机与所述主动夹块传动连接，所述从动夹块与所述从动气缸连接，所述主动夹块和所述从动夹块相对设置。

在一实施例中，所述安装板上设置有滑轨，所述滑轨与所述同步带平行，所述第一端板和第二端板均与所述滑轨滑动配接。

在一实施例中，所述顶底拍摄机构包括2D相机组件和光源组件，所述2D相机组件设置于所述光源组件上方，所述2D相机组件的拍摄方向向下。

在一实施例中，所述侧面拍摄组件包括Y向驱动模组和安装平台，所述安装平台与所述Y向驱动模组连接，所述安装平台上设置有3D相机，所述3D相机的拍摄方向朝向方壳电芯所在方向。

在一实施例中，所述安装平台上还设置有2.5D检测机构，所述2.5D检测机构包括线扫相机和频闪光源，所述线扫相机和频闪光源以对称的夹角照向方壳电芯所在方向。

本实用新型实施例的有益效果是：通过承载机构和夹持机构带动产品进行移动、旋转和翻转，通过顶底拍摄机构和侧面拍摄机构实现对方壳电芯的六个外观面图像采集，从而判别产品外观是否合格。本设备可放置在方壳电芯生产线对应工位后实现全自动检测，提高了检测效率和检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本申请实施例的各个机构位置关系示意图；

图3是本申请实施例的承载机构立体示意图；

图4是本申请实施例的夹持机构立体示意图；

图5是本申请实施例的顶底拍摄机构立体示意图；

图6是本申请实施例的侧面拍摄机构立体示意图；

图7是本申请实施例的侧面拍摄机构的俯视图；

其中：

100-承载机构；110-载台；120-旋转模组；130-安装座；131-底座；132-升降框架；133-竖向抬升模组；140-X向驱动模组；150-限位块；160-连接件；170-升降气缸；

200-夹持机构；210-安装板；221-电机；222-主动轮；223-从动轮；224-同步带；230-第一端板；240-第二端板；231-主动电机；232-主动夹块；241-从动气缸；242-从动夹块；250-滑轨；

300-顶底拍摄机构；310-2D相机；320-条形光源；

400-侧面拍摄机构；410-Y向驱动模组；420-安装平台；430-3D相机；441-线扫相机；442-频闪光源；

0-方壳电芯。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本实用新型的保护范围进行任何限制。

如图1所示，本实施例提供了一种方壳电芯六面外观缺陷检测设备，包括承载机构100、夹持机构200、顶底拍摄机构300和侧面拍摄机构400，其中，承载机构100用于承载方壳电芯0，并能够带动方壳电芯0绕竖直方向转动和沿X向运动。夹持机构200用于夹持方壳电芯0并带动方壳电芯0上下翻转。顶底拍摄机构300用于对方壳电芯0的顶部和底部进行拍摄以获得二维图像。侧面拍摄机构400用于对方壳电芯0的侧面进行拍摄以获得三维图像。

各个机构的位置关系如图2所示。其中，顶底拍摄机构300设置于方壳电芯0沿X向移动路线的上方，夹持机构200设置于方壳电芯0沿X向移动路线的两侧，侧面拍摄机构400设置于承载机构100在X方向上的一端。

具体而言，承载机构100如图3所示，包括载台110、旋转模组120、安装座130和X向驱动模组140，载台110与旋转模组120传动连接，旋转模组120设置于安装座130上，安装座130受X向驱动模组140驱动。

安装座130包括底座131、升降框架132和竖向抬升模组133，底座131与X向驱动模组140连接，竖向抬升模组133设置于底座两侧，竖向抬升模组133与升降框架132连接并能够带动升降框架132沿竖向运动，竖向抬升模组133能够带动载台110提升至检测高度，从而可兼容不同高度的产品。

进一步地，为了固定方壳电芯0，可以在载台110的两侧对称设置有限位块150，限位块150通过连接件160与载台110连接。限位块150俯瞰为“凹”字型，其开口朝向载台110。

为了实现限位块150的升降，在限位块150底部设置有升降气缸170，升降气缸170与连接件160固定连接，升降气缸170的伸缩端与限位块150连接。将方壳电芯0放置在载台110后，升降气缸170带动限位块150升起，从两侧将方壳电芯0进行限位，后续即使进行360度旋转也不会掉落。

夹持机构200如图4所示，包括安装板210，安装板210上设置有电机221、主动轮222和从动轮223，电机221与主动轮222传动连接，主动轮222和从动轮223之间通过同步带224传动连接。

夹持机构200还包括第一端板230和第二端板240，第一端板230与同步带224的一侧连接，第二端板240与同步带224的另一侧连接。

第一端板230的下端设置有主动电机231和主动夹块232，第一端板230的下端设置有从动气缸241和从动夹块242，主动电机231与主动夹块232传动连接，从动夹块242与从动气缸241连接，主动夹块232和从动夹块242相对设置。

当需要翻转方壳电芯0时，电机221带动第一端板230和第二端板240相向运动，主动夹块232与从动夹块242共同夹紧方壳电芯0，然后主动电机231带动方壳电芯0翻转180度即可。

为了确保第一端板230和第二端板240沿直线平稳运动，可在安装板210上设置滑轨250，滑轨250与同步带224平行，第一端板230和第二端板240均与滑轨250滑动配接。

如图5所示，顶底拍摄机构300包括2D相机组件和光源组件，2D相机组件设置于光源组件上方，2D相机组件的拍摄方向向下。在本实施例中，2D相机组件包括两个并列设置的2D相机310，以完整拍摄方壳电芯0的顶面和底面。光源组件包括4个围成一圈的条形光源320，以提供充分的照明。

如图6和图7所示，侧面拍摄组件400包括Y向驱动模组410和安装平台420，安装平台420与Y向驱动模组410连接，安装平台420上设置有3D相机430，3D相机430的拍摄方向朝向方壳电芯0所在方向。3D相机用于获得方壳电芯0表面缺陷的精确三维数据，同时也能够获得方壳电芯0的尺寸数据。

此外，安装平台420上还设置有2.5D检测机构，2.5D检测机构包括线扫相机442和频闪光源441，线扫相机442和频闪光源441以对称的夹角照向方壳电芯0所在方向。通过线扫相机442搭配频闪光源441，使得拍摄出的凹坑中间黑边缘亮，凸起中间亮边缘黑，从而能够分辨出该缺陷是凹坑还是凸起。频闪光源441包括多排灯珠，能够变化发光位置，从而任一角度的划痕或凸起都能够被拍到。

本设备的工作过程如下：

将方壳电芯0放置在载台110上，升降气缸170带动限位块150升起实现对方壳电芯0的限位。首先，X向驱动模组140带动载台110移动到顶底拍摄机构300下方，由2D相机310拍摄方壳电芯0的顶面。然后，X向驱动模组140带动载台110移动到侧面拍摄机构400的拍摄位置，旋转模组120带动载台110旋转，完成对四个侧面的拍摄。之后，X向驱动模组140带动载台110移动到夹持机构200的夹持位置，夹持机构200将方壳电芯0夹住，并翻转180°，使方壳电芯0的底面朝上，然后放置于载台110上，2D相机310拍摄方壳电芯0的底面。上述步骤完成后，夹持机构200将方壳电芯0翻转恢复初始状态，载台110将方壳电芯0移出检测位，等待后续取料。

综上所述，本申请实施例提供的方壳电芯六面外观缺陷检测设备，利用机器视觉代替传统人工检测方法，能从各方面各个维度对方壳电芯的六个外观面进行3D及2D图像采集，由于缺陷主要集中在四个侧面，因此侧面同时使用3D和2.5D相机进行拍摄，后续可利用软件算法，在计算机上进行甄别各缺陷，从而判别产品外观是否合格。此外，在进行缺陷检测的同时，也能够根据拍摄的图像测量出精确的产品尺寸数据，从而提高了检测效率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

以上所述仅为本申请的较佳实例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种方壳电芯六面外观缺陷检测设备，其特征在于，包括：

承载机构，用于承载方壳电芯，并能够带动方壳电芯绕竖直方向转动和沿X向运动；

夹持机构，用于夹持方壳电芯并带动方壳电芯翻转；

顶底拍摄机构，用于对方壳电芯顶部和底部进行拍摄以获得二维图像；

侧面拍摄机构，用于对方壳电芯的侧面进行拍摄以获得三维图像；

其中，所述顶底拍摄机构设置于方壳电芯X向移动路线的上方，所述夹持机构设置于方壳电芯X向移动路线的两侧，所述侧面拍摄机构设置于所述承载机构在X方向上的一端。

2.根据权利要求1所述的方壳电芯六面外观缺陷检测设备，其特征在于，所述承载机构包括载台、旋转模组、安装座和X向驱动模组，所述载台与所述旋转模组传动连接，所述旋转模组设置于所述安装座上，所述安装座受所述X向驱动模组驱动。

3.根据权利要求2所述的方壳电芯六面外观缺陷检测设备，其特征在于，所述安装座包括底座、升降框架和竖向抬升模组，所述底座与所述X向驱动模组连接，所述竖向抬升模组设置于所述底座两侧，所述竖向抬升模组与所述升降框架连接并能够带动所述升降框架沿竖向运动。

4.根据权利要求2所述的方壳电芯六面外观缺陷检测设备，其特征在于，所述载台的两侧对称设置有限位块，所述限位块通过连接件与所述载台连接，所述限位块为“凹”字型，其开口朝向所述载台。

5.根据权利要求4所述的方壳电芯六面外观缺陷检测设备，其特征在于，所述限位块底部设置有升降气缸，所述升降气缸与所述连接件固定连接，所述升降气缸的伸缩端与所述限位块连接。

6.根据权利要求1所述的方壳电芯六面外观缺陷检测设备，其特征在于，所述夹持机构包括安装板，所述安装板上设置有电机、主动轮和从动轮，所述电机与所述主动轮传动连接，所述主动轮和从动轮之间通过同步带传动连接；所述夹持机构还包括第一端板和第二端板，所述第一端板与所述同步带的一侧连接，所述第二端板与所述同步带的另一侧连接；

所述第一端板的下端设置有主动电机和主动夹块，所述第一端板的下端设置有从动气缸和从动夹块，所述主动电机与所述主动夹块传动连接，所述从动夹块与所述从动气缸连接，所述主动夹块和所述从动夹块相对设置。

7.根据权利要求6所述的方壳电芯六面外观缺陷检测设备，其特征在于，所述安装板上设置有滑轨，所述滑轨与所述同步带平行，所述第一端板和第二端板均与所述滑轨滑动配接。

8.根据权利要求1所述的方壳电芯六面外观缺陷检测设备，其特征在于，所述顶底拍摄机构包括2D相机组件和光源组件，所述2D相机组件设置于所述光源组件上方，所述2D相机组件的拍摄方向向下。

9.根据权利要求1所述的方壳电芯六面外观缺陷检测设备，其特征在于，所述侧面拍摄组件包括Y向驱动模组和安装平台，所述安装平台与所述Y向驱动模组连接，所述安装平台上设置有3D相机，所述3D相机的拍摄方向朝向方壳电芯所在方向。

10.根据权利要求9所述的方壳电芯六面外观缺陷检测设备，其特征在于，所述安装平台上还设置有2.5D检测机构，所述2.5D检测机构包括线扫相机和频闪光源，所述线扫相机和频闪光源以对称的夹角照向方壳电芯所在方向。