圓柱電池底部點焊檢測裝置及檢測方法
2023-06-10 23:31:26
專利名稱：圓柱電池底部點焊檢測裝置及檢測方法
技術領域：
本發明涉及電池製造技術領域，具體涉及圓柱電池底部點焊檢測裝置及檢測方法。
背景技術：
目前整個圓柱電池(優指鋰電)製造業的底部點焊和滾槽之間的圓柱電池傳遞均是人工傳遞，在底部點焊出來的圓柱電池都是靠人工敲打來完成虛焊檢測，現有靠人工來完成的生產模式有以下幾點不足之處
1、底部點焊和滾槽之間的圓柱電池傳遞存在堆積，人工不能及時的把圓柱電池傳遞到
滾槽工序；
2、人工對底部點焊工序出現的虛焊圓柱電池檢測存在力度不一致，在人工檢測時是靠圓柱電池殼口與硬物之間的敲擊，在這種模式下圓柱電池容易出現a、敲擊力度太輕時會造成圓柱電池的底部點焊工序中有虛焊但檢測不出來；b、敲擊力度過大會造成圓柱電池沒有虛焊但是由於敲擊時產生的強大衝擊力把本已焊接好的圓柱電池被人為破壞變成虛焊或脫焊；c、在敲擊力度過大時產生的強大衝擊力會導致圓柱電池殼口部變形；
3、人工生產模式每臺機每日需要的人員為6人，人力和物力成本較高。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的之一旨在於提供一種圓柱電池底部點焊檢測裝置，使底部點焊工序至滾槽工序流水線作業，並對底部點焊採用機器進行性能檢測，避免了底部點焊由於人為破壞而造成虛焊或者脫焊以及殼口部變形等問題的發生，同時節省了大量的人力和物力。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案
圓柱電池底部點焊檢測裝置，其包括
一機架；
一固定於所述機架上，用於輸送待檢測圓柱電池的推送機構；
一固定於所述推送機構上，用於取放圓柱電池的升降機構，所述升降機構中設有一升降氣缸；
一固定於所述升降機構上，用於圓柱電池底部點焊性能檢測的旋轉機構，所述旋轉機構中設有一旋轉氣缸；
一固定於所述旋轉機構上，用於固緊圓柱電池的夾持機構。作為改進，所述夾持機構包括
一用於固定連接旋轉機構的旋轉機構連接件；
一用於抓取圓柱電池的機械手，所述機械手由二個固位件組成，所述二個固位件平行放置且二者相對的一側沿固位件的高度方向均設有多個相匹配的槽位，其中，所述槽位的橫向截面為圓弧形或三角形，相對應的槽位構成放置圓柱電池的電池夾持位，二個固位件的兩端均設有斜形滑槽，所述斜形滑槽沿固位件的高度分布；
二個用於改變所述二個固位件之間距離的傳動機構；所述傳動機構分設於二個固位件的兩端，每個傳動機構均設有二個與斜形滑槽相匹配的滑塊，所述滑塊設置於二個固位件每端設有的斜形滑槽中；
二個用於推送傳動機構的夾緊氣缸，所述夾緊氣缸的固定端固定於旋轉機構連接件上，其活動端與傳動機構--對應固定連接。優選地，所述斜形滑槽與其對應的夾緊氣缸的運動方向成銳角或鈍角。作為一種實施方式，所述推送機構包括二個固定於機架上的皮帶輪，設置於所述兩個皮帶輪上的皮帶、帶動所述皮帶輪旋轉的推送電機，升降機構固定於所述皮帶上，其中，所述推送電機為伺服電機或步進電機。作為另一種實施方式，所述推動機構包括固定於機架上的絲杆組件、帶動所述絲杆組件傳動的推送電機，升降機構固定於所述絲杆組件上，其中，所述推送電機為伺服電機或步進電機。優選地，所述絲杆組件包括螺杆，與所述螺杆相匹配的螺母，升降機構固定於所述螺母上，推送電機帶動螺杆運動。優選地，所述絲杆組件進一步包括一套於推送電機和螺杆連接處的聯軸器。作為改進，所述推送機構進一步包括一限位塊，所述限位塊的上下兩面各設一沿限位塊的長度方向分布的限位導軌，升降機構設有與所述限位導軌相匹配的限位滑塊，所述限位滑塊沿限位導軌滑動。作為進一步改進，所述圓柱電池底部點焊檢測裝置進一步包括一設置於機架上用於測量待檢測圓柱電池數量的傳感器，所述傳感器通過一控制器與推送電機、升降氣缸、旋轉氣缸以及夾持機構分別電性連接。針對現有技術的不足，本發明的目的之二旨在於提供一種圓柱電池底部點焊檢測方法，使底部點焊工序至滾槽工序流水線作業，並對底部點焊採用機器進行性能檢測，避免了底部點焊由於人為破壞而造成虛焊或者脫焊以及口部變形等問題的發生，同時節省了大量的人力和物力。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案
圓柱電池底部點焊檢測方法，其包括以下步驟
A、傳感器檢測到待檢測圓柱電池的數量大於10PCS時，推送機構將夾持機構設置於待檢測圓柱電池存放區的上方；
B、升降氣缸帶動夾持機構下降，到位後，夾緊氣缸帶動二固位件相向運動進行夾取固緊圓柱電池；
C、升降機構帶動夾持機構復位；
D、推送機構帶動夾持機構往檢測區行走,到達檢測區上方時,旋轉機構帶動夾持機構旋轉，同時，升降機構並帶動夾持機構下降；
E、升降機構和旋轉機構帶動夾持機構復位，推送機構帶動夾持機構繼續前進至下一工序區；F、升降機構帶動夾持機構下降，到位後，夾緊氣缸帶動二固位件背離運動進行放置圓柱電池；
G、推動機構帶動夾持機構回到初始位置，完成整個動作，準備再一次的檢測。本發明所闡述的圓柱電池底部點焊檢測裝置及檢測方法，與現有技術相比，其有益效果在於
1、採用流水線作業，底部點焊工序和滾槽工序之間的圓柱電池不存在堆積，底部點焊工序拉線出來的圓柱電池會在> 10PCS時及時傳遞到滾槽工序；
2、利用物體慣性力的作用進行虛焊檢測，在底部點焊性能檢測時不存在敲擊，有效地保證了慣性力的一致性，同時消除了圓柱電池殼口與硬物的接觸，有效的解決了圓柱電池殼口受到強大衝擊力而導致的殼口變形；
3、每臺機每日需要的人員是2人，大大節約了人力成本和物力成本。
附圖I為本發明圓柱電池底部點焊檢測裝置結構示意圖。其中1、機架；11、水平調節鍵；21、推送電機；221、皮帶輪；222、皮帶輪；23、皮帶；3、升降機構；4、旋轉機構；51、旋轉機構連接件；521、右夾緊氣缸；522、左夾緊氣缸; 531、固位件；5311、槽位；5312、斜形滑槽；5313、斜形滑槽；532、固位件；5321、槽位；5322、 斜形滑槽；5323、斜形滑槽；541、右傳動機構；5411、滑塊；5412、滑塊；542、左傳動機構； 5421、滑塊；5422、滑塊；6、圓柱電池。
具體實施例方式下面，結合附圖以及具體實施方式
，對本發明的圓柱電池底部點焊檢測裝置及檢測方法做進一步描述，以便於更清楚的理解本發明所要求保護的技術思想。附圖I為本發明圓柱電池底部點焊檢測裝置結構示意圖。如圖I所示，其包括機架 1，固定於機架I上的推送機構，該推送機構用於將待檢測圓柱電池6從底部點焊工序輸送至滾槽工序，固定於推送機構上的升降機構3,該升降機構3中設有一升降氣缸(未標75), 升降機構3用於取放圓柱電池，固定於升降機構3上的旋轉機構4，該旋轉機構4中設有一旋轉氣缸(未標示)，旋轉機構4用於圓柱電池底部焊接的性能檢測，通過對圓柱電池6的旋轉同時升降機構3配合將圓柱電池6向下移動，利用物體慣性力達到檢測底部點焊是否牢固的目的，固定於旋轉機構4上的夾持機構，該夾持結構用於夾取並固緊圓柱電池6其中機架I的底部設有四個水平調節鍵11，通過調節四個水平調節鍵11可保證機架I處於水平放置狀態。夾持機構包括用於固定連接旋轉機構的旋轉機構連接件51、用於抓取圓柱電池的機械手，機械手由固位件531和固位件532組成，固位件531和固位件532平行放置且二者相對的一側沿它們的高度方向均設有多個相匹配的槽位(分別為槽位5311和槽位 5321)，其中，槽位5311和槽位5321的橫向截面為圓弧形或三角形，相對應的槽位5311和槽位5321構成放置圓柱電池的電池夾持位，作為圓弧形時，電池夾持位構成圓柱形狀，該圓柱形狀的橫向截面半徑略小於或等於圓柱電池6的橫向截面半徑，以保證圓柱電池6在夾取中不會脫落；同理，作為三角形時，電池夾持位構成正方體形狀，該正方體形狀為圓柱電池6的外切正方體或者該正方體形狀的橫向截面的邊長略小於該圓柱電池6的外切正方體的橫向截面的邊長，以保證圓柱電池6在夾取中不會脫落。固位件531的兩端分別設有斜形滑槽5312和斜形滑槽5313，固位件532的兩端分別設有斜形滑槽5322和斜形滑槽 5323。夾持機構還包括二個用於改變所述二個固位件之間距離的傳動機構(分別是右傳動機構541和左傳動機構542),其中右傳動機構541位於機械手的右端,其上設有二個滑塊 (分別為滑塊5411和滑塊5412)，滑塊5411沿斜形滑槽5323滑動，滑塊5412沿斜形滑槽 5313滑動；左傳動機構542位於機械手的左端，其上設有二個滑塊(分別為滑塊5421和滑塊5422)，滑塊5421沿斜形滑槽5322滑動，滑塊5422沿斜形滑槽5312滑動。夾持機構還包括二個用於推送傳動機構的夾緊氣缸(分別為右夾緊氣缸521和左夾緊氣缸522)，右夾緊氣缸521的固定端固定於旋轉機構連接件51上，其活動端與右傳動機構541固定連接， 左夾緊氣缸522的固定端固定於旋轉機構連接件51上，其活動端與左傳動機構542固定連接。斜形滑槽5323和斜形滑槽5313與右夾緊氣缸521的傳動方向成銳角或鈍角，當其夾角為銳角時，如圖I所示，右夾緊氣缸521推動右傳動機構541運動時，可使二個固位件相向運動，此時用於夾緊圓柱電池，右夾緊氣缸521拉動右傳動機構541運動時，可使二個固位件背離運動，此時用於放下圓柱電池，而當夾角為鈍角時，右夾緊氣缸521推動右傳動機構541運動時，可使二個固位件背離運動，此時用於放下圓柱電池，右夾緊氣缸521拉動右傳動機構541運動時，可使二個固位件相向運動，此時用於夾緊圓柱電池。同理，斜形滑槽5322和斜形滑槽5312與左夾緊氣缸522的傳動方向成銳角或鈍角，其工作原理與上述相同，這裡不再贅述。另外，需要說明的是，滑塊不僅是為了在斜形滑槽中滑動實現機械手的夾緊或鬆開，滑塊還對機械手起到一定的支撐作用。如圖I所示，作為本發明的一種較佳的實施例，推送機構包括二個固定於機架I上的皮帶輪(分別為皮帶輪221和皮帶輪222)、設置於皮帶輪221和皮帶輪222的皮帶23、以及帶動皮帶輪221和皮帶輪222旋轉的推送電機21，推送電機21可設置於皮帶輪221和皮帶輪222中任一處，升降機構3固定於皮帶23上。推送電機21帶動皮帶輪旋轉，皮帶23 便實現圓周運動，其中，推送電機21為伺服電機或步進電機，通過對伺服電機或步進電機的控制，可使升降機構3在皮帶23上的移動受到準確控制。為了防止升降機構、旋轉機構及夾持機構太重而損壞皮帶23，並同時為了使升降機構3在皮帶23上的水平滑動，可在皮帶的下側設置一限位塊(圖未示)，限位塊的上下兩面各設一沿限位塊的長度方向分布的限位導軌，升降機構設有一匚形件，該匚形件的二個端部設有向內延伸的與限位導軌相匹配的限位滑塊(圖未示)，限位滑塊沿限位導軌滑動，這樣既可以通過限位滑塊和限位塊的配合減輕皮帶23的載重，又可以使升降機構3水平移動，不會出現晃動或偏離的現象。作為本發明另一種較佳的實施方式(該實施例未示出)，推動機構包括固定於機架上的絲杆組件、帶動絲杆組件傳動的推送電機，升降機構固定於絲杆組件上，絲杆組件包括螺杆、與所述螺杆相匹配的螺母，升降機構固定於螺母上，推送電機帶動螺杆運動便可使螺母沿螺杆進行水平運動，另外，絲杆組件進一步包括一套於推送電機和螺杆連接處的聯軸器，該聯軸器用於推送電機和螺杆的連接和減震。其中，推送電機21為伺服電機或步進電機，通過對伺服電機或步進電機的控制，可使升降機構3在螺杆上的移動受到準確控制。同理，為了防止升降機構、旋轉機構及夾持機構太重而損壞絲杆組件，並同時為了使升降機構3在絲杆組件上的水平滑動，可在皮帶的下側設置一限位塊(圖未示)，限位塊的上下兩面各設一沿限位塊的長度方向分布的限位導軌，升降機構設有一匚形件，該匚形件的二個端部設有向內延伸的與限位導軌相匹配的限位滑塊(圖未示)，限位滑塊沿限位導軌滑動，這樣既可以通過限位滑塊和限位塊的配合減輕絲杆組件的載重，又可以使升降機構3水平移動，不會出現晃動或偏離的現象。圓柱電池底部點焊檢測裝置進一步包括一設置於機架上用於測量待檢測圓柱電池數量的傳感器，所述傳感器通過一控制器與推送電機、升降氣缸、旋轉氣缸以及夾持機構分別電性連接，當傳感器檢測到底部點焊工序送過來的圓柱電池達到一定的數量時，便通知控制器控制推送電機、升降氣缸、旋轉氣缸以及夾持機構的夾緊氣缸動作，進行輸送圓柱電池到滾槽工序中，在輸送的同時，並對底部點焊是否存在虛焊或脫焊進行檢測。具體的工作原理如下
圓柱電池底部點焊檢測方法，其包括以下步驟
1、傳感器檢測到待檢測圓柱電池的數量大於10PCS時，推送機構將夾持機構設置於待檢測圓柱電池存放區的上方，存放區即為圓柱電池進行底部點焊工序後的放置區；
2、升降氣缸帶動夾持機構下降，到位後，夾緊氣缸帶動二固位件相向運動進行夾取固緊圓柱電池；
3、升降機構帶動夾持機構復位，使夾持機構上升到原來的高度；
4、推送機構帶動夾持機構往檢測區行走,到達檢測區上方時,旋轉機構帶動夾持機構旋轉，同時，升降機構並帶動夾持機構下降，旋轉機構和升降機構的配合即是利用物體慣性力使點焊的底殼與圓柱電池本體產生一方向相反的力，類似於將二者往相反的方向拉，這樣就能檢測到是否存在虛焊或脫焊。所謂的檢測區是推送電機設定的停頓點，在該點進行底部點焊性能的檢測；
5、升降機構和旋轉機構帶動夾持機構復位，推送機構帶動夾持機構繼續前進至下一工序區，在本發明中，下一工序即為滾槽工序；
6、升降機構帶動夾持機構下降，到位後，夾緊氣缸帶動二固位件背離運動進行放置圓柱電池；
7、推動機構帶動夾持機構回到初始位置，完成整個動作，準備再一次的檢測。對於本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應該屬於本發明權利要求的保護範圍之內。
權利要求
1.圓柱電池底部點焊檢測裝置，其特徵在於，其包括一機架；一固定於所述機架上，用於輸送待檢測圓柱電池的推送機構；一固定於所述推送機構上，用於取放圓柱電池的升降機構，所述升降機構中設有一升降氣缸；一固定於所述升降機構上，用於圓柱電池底部點焊性能檢測的旋轉機構，所述旋轉機構中設有一旋轉氣缸；一固定於所述旋轉機構上，用於固緊圓柱電池的夾持機構。
2.根據權利要求I所述的圓柱電池底部點焊檢測裝置，其特徵在於，所述夾持機構包括一用於固定連接旋轉機構的旋轉機構連接件；一用於抓取圓柱電池的機械手，所述機械手由二個固位件組成，所述二個固位件平行放置且二者相對的一側沿固位件的高度方向均設有多個相匹配的槽位，其中，所述槽位的橫向截面為圓弧形或三角形，相對應的槽位構成放置圓柱電池的電池夾持位，二個固位件的兩端均設有斜形滑槽，所述斜形滑槽沿固位件的高度分布；二個用於改變所述二個固位件之間距離的傳動機構；所述傳動機構分設於二個固位件的兩端，每個傳動機構均設有二個與斜形滑槽相匹配的滑塊，所述滑塊設置於二個固位件每端設有的斜形滑槽中；二個用於推送傳動機構的夾緊氣缸，所述夾緊氣缸的固定端固定於旋轉機構連接件上，其活動端與傳動機構--對應固定連接。
3.根據權利要求2所述的圓柱電池底部點焊檢測裝置，其特徵在於，所述斜形滑槽與其對應的夾緊氣缸的運動方向成銳角或鈍角。
4.根據權利要求I所述的圓柱電池底部點焊檢測裝置，其特徵在於，所述推送機構包括二個固定於機架上的皮帶輪，設置於所述兩個皮帶輪上的皮帶、帶動所述皮帶輪旋轉的推送電機，升降機構固定於所述皮帶上，其中，所述推送電機為伺服電機或步進電機。
5.根據權利要求I所述的圓柱電池底部點焊檢測裝置，其特徵在於，所述推動機構包括固定於機架上的絲杆組件、帶動所述絲杆組件傳動的推送電機，升降機構固定於所述絲杆組件上，其中，所述推送電機為伺服電機或步進電機。
6.根據權利要求5所述的圓柱電池底部點焊檢測裝置，其特徵在於，所述絲杆組件包括螺杆，與所述螺杆相匹配的螺母，升降機構固定於所述螺母上，推送電機帶動螺杆運動。
7.根據權利要求6所述的圓柱電池底部點焊檢測裝置，其特徵在於，所述絲杆組件進一步包括一套於推送電機和螺杆連接處的聯軸器。
8.根據權利要求4或5所述的圓柱電池底部點焊檢測裝置，其特徵在於，所述推送機構進一步包括一限位塊，所述限位塊的上下兩面各設一沿限位塊的長度方向分布的限位導軌，升降機構設有與所述限位導軌相匹配的限位滑塊，所述限位滑塊沿限位導軌滑動。
9.根據權利要求8所述的圓柱電池底部點焊檢測裝置，其特徵在於，所述圓柱電池底部點焊檢測裝置進一步包括一設置於機架上用於測量待檢測圓柱電池數量的傳感器，所述傳感器通過一控制器與推送電機、升降氣缸、旋轉氣缸以及夾持機構分別電性連接。
10.圓柱電池底部點焊檢測方法，其特徵在於，其包括以下步驟A、傳感器檢測到待檢測圓柱電池的數量大於10PCS時，推送機構將夾持機構設置於待檢測圓柱電池存放區的上方；B、升降氣缸帶動夾持機構下降，到位後，夾緊氣缸帶動二固位件相向運動進行夾取固緊圓柱電池；C、升降機構帶動夾持機構復位；D、推送機構帶動夾持機構往檢測區行走,到達檢測區上方時,旋轉機構帶動夾持機構旋轉，同時，升降機構並帶動夾持機構下降；E、升降機構和旋轉機構帶動夾持機構復位，推送機構帶動夾持機構繼續前進至下一工序區；F、升降機構帶動夾持機構下降，到位後，夾緊氣缸帶動二固位件背離運動進行放置圓柱電池；G、推動機構帶動夾持機構回到初始位置，完成整個動作，準備再一次的檢測。
全文摘要
本發明涉及圓柱電池底部點焊檢測裝置，其包括機架、固定於所述機架上，用於輸送待檢測圓柱電池的推送機構、固定於所述推送機構上，用於取放圓柱電池的升降機構、固定於所述升降機構上，用於圓柱電池底部點焊性能檢測的旋轉機構、以及固定於所述旋轉機構上，用於固緊圓柱電池的夾持機構。本發明還涉及圓柱電池底部點焊檢測的方法，其步驟包括夾取圓柱電池、旋轉圓柱電池、將圓柱電池送至滾槽工序。本發明採用流水線作業，圓柱電池不存在堆積，利用物體慣性力的作用進行性能檢測，在底部點焊性能檢測時不存在敲擊，有效的解決了圓柱電池殼口受到強大衝擊力而導致的殼口變形；另外可大大節約了人力成本和物力成本。
文檔編號G01N19/08GK102608027SQ201210106119
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月12日 優先權日2012年4月12日
發明者葉洪波, 李亮, 黃國文 申請人:深圳市卓能新能源科技有限公司