CN107976149A - 一种锂电池激光测厚设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂电池激光测厚设备，包括激光测厚单元和测量放置平台，还包括机械手和控制单元，所述激光测厚单元、测量放置平台和所述机械手均与控制单元电连接；所述机械手包括横向搬运单元和纵向搬运单元，所述横向搬运单元包括横向搬运驱动件，所述横向搬运驱动件驱动连接有横向搬运驱动模组；通过机械手上料，搬运被测物到测量放置平台上；之后激光测厚仪对被测物体的被测区域进行测量，完成测量后，再由机械手完成下料；整个流程有机械结构完成，有效的提高被测数据的准确性和工作效率。

Description

一种锂电池激光测厚设备

技术领域

本发明涉及锂电池测厚领域，尤其涉及一种锂电池激光测厚设备。

背景技术

随着人们环保意识的增强和科学技术的进步，电池已经逐渐成为了主流的趋势，电池的产量也随之逐年增长，对电池各项指标的把控也成为了首要解决的问题。

现有锂电池产品的厚度测量多采用人工上料测量，测量方式为接触式测量。测量的同时容易对被测物造成损坏，影响测量的准确性。而且人工上料的方式缺乏一致性，存在效率低的缺点。因此，亟需一种新型的锂电池测厚设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂电池激光测厚设备，来解决以上问题。

为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂电池激光测厚设备，包括激光测厚单元和测量放置平台，还包括机械手和控制单元，所述激光测厚单元、所述测量放置平台和所述机械手均与所述控制单元电连接；

所述机械手包括横向搬运单元和纵向搬运单元，所述横向搬运单元包括横向搬运驱动件，所述横向搬运驱动件驱动连接有横向搬运驱动模组；

所述纵向搬运单元包括纵向搬运支撑座，所述纵向搬运支撑座固定于所述横向搬运驱动模组上；所述纵向搬运支撑座上固定安装有升降驱动件，所述升降驱动件驱动连接有旋转驱动支撑座；

所述旋转驱动支撑座上固定安装有旋转驱动件，所述旋转驱动件驱动连接有旋转轴，所述旋转轴的一端固定连接有吸料升降驱动支撑板；所述吸料升降驱动支撑板上固定安装有吸料升降驱动件，所述吸料升降驱动件驱动连接有用于吸取被测物的吸料板。

可选的，所述测量放置平台包括放置平台支撑座，所述放置平台支撑座上固定安装有平台旋转驱动件，所述平台旋转驱动件驱动连接有放置板，所述放置板设有用于放置被测物的主体部分的放置槽。

可选的，所述激光测厚单元包括两个双轴激光测厚仪组件，两个所述双轴激光测厚仪组件对称安装于所述测量放置平台的两侧；

所述双轴激光测厚仪组件包括激光X轴驱动件，所述激光X轴驱动件驱动连接有激光X轴驱动模组，所述激光X轴驱动模组连接有激光X轴驱动板；所述激光X轴驱动板上安装有激光Y轴驱动模组，所述激光Y轴驱动模组连接有激光Y轴驱动件；

所述激光Y轴驱动模组连接有激光Y轴驱动板，所述激光Y轴驱动板上安装有激光安装板，所述激光安装板的一侧开设有一开口的U型槽，靠近所述U型槽的两槽壁的位置分别安装有上激光测厚仪和下激光测厚仪。

可选的，所述旋转驱动支撑座上固定安装有升降滑块，所述升降滑块滑动连接有升降滑轨，所述升降滑轨固定安装于所述纵向搬运支撑座上。

可选的，所述旋转驱动件的轴头连接有旋转轴联轴器，所述旋转轴靠近所述旋转驱动件的一端与所述旋转轴联轴器连接；

所述旋转轴靠近所述旋转轴联轴器的一端套设有旋转轴轴承，所述旋转轴轴承连接有旋转轴轴承座，所述旋转轴轴承安装于所述旋转轴轴承座上，所述旋转轴轴承座固定安装于所述旋转驱动支撑座上。

可选的，所述旋转轴轴承座上固定安装有限位螺钉，所述吸料升降驱动支撑板上固定安装有限位块；

所述旋转驱动件驱动所述旋转轴旋转，从而带动所述吸料升降驱动支撑板旋转，当所述吸料升降驱动支撑板旋转到预设位置时，通过所述限位块与所述限位螺钉的接触，阻止所述吸料升降驱动支撑板的转动。

可选的，所述吸料升降驱动支撑板上固定安装有吸料升降直线轴承；所述吸料升降直线轴承内穿设有吸料升降导杆，所述吸料升降导杆的第一端连接有导杆限位块，所述吸料升降导杆与第一端相对的第二端固定安装于所述吸料板上。

可选的，所述吸料板上安装有用于吸取被测物的真空吸盘，所述纵向搬运支撑座上安装有用于监测真空度的真空表；所述真空吸盘与所述真空表气动连接，所述真空表与所述控制单元电连接。

可选的，所述吸料升降驱动支撑板还连接有支撑柱，所述支撑柱远离所述吸料升降驱动支撑板的一端连接有测量上腔体，所述吸料板处于所述测量上腔体的空腔内。

可选的，所述放置槽内设有感应器沉孔，所述感应器沉孔内装有感应器；

所述放置板在放置被测物的一面对称安装有若干个平台限位块，各所述平台限位块高出所述放置板板面的高度大于被测物的厚度；

所述放置板在放置被测物的一面还对角安装有定位销钉，所述测量上腔体安装有相应的定位孔，所述定位销钉可嵌入所述定位孔内；所述放置板还设有测量通槽。

本发明具有以下有益效果：通过机械手上料，搬运被测物到测量放置平台上；之后激光测厚仪对被测物体的被测区域进行测量，完成测量后，再由机械手完成下料；整个流程有机械结构完成，有效的提高被测数据的准确性和工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种锂电池激光测厚设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种锂电池激光测厚设备的纵向搬运单元结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种锂电池激光测厚设备的测量放置平台结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种锂电池激光测厚设备的双轴激光测厚仪组件结构示意图。

图中：

10、横向搬运单元；20、纵向搬运单元；30、测量放置平台；40、激光测厚单元；101、横向搬运驱动件；102、横向搬运驱动模组；200、纵向搬运支撑座；201、升降驱动件；202、升降滑轨；203、升降滑块；204、真空表；210、旋转驱动支撑座；211、旋转驱动件；212、旋转轴联轴器；213、旋转轴轴承；214、旋转轴；215、限位螺钉；220、吸料升降驱动支撑板；221、吸料升降驱动件；222、吸料升降直线轴承；223、吸料升降导杆；224、支撑柱；225、吸料板；226、真空吸盘；227、浮动接头；228、导杆限位块；229、测量上腔体；301、放置平台支撑座；302、平台旋转驱动件；303、放置板；304、放置槽；305、感应器沉孔；306、感应器；307、平台限位块；308、定位销钉；309、测量通槽；400、激光X轴驱动件；401、激光X轴驱动模组；402、激光X轴驱动板；410、激光Y轴驱动件；411、激光Y轴驱动模组；412、激光Y轴驱动板；413、激光安装板；414、上激光测厚仪；415、下激光测厚仪。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“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发明和简化描述，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发明的限制。

需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

请参考图1，一种锂电池激光测厚设备，包括机械手、测量放置平台30、激光测厚单元40和控制单元，机械手包括横向搬运单元10和纵向搬运单元20。横向搬运单元10、纵向搬运单元20、测量放置平台30和激光测厚单元40均与控制单元电连接。

横向搬运单元10包括横向搬运驱动件101，横向搬运驱动件101驱动连接有横向搬运驱动模组102，横向搬运驱动模组102为线性模组。

请参考图2，纵向搬运单元20包括纵向搬运支撑座200，纵向搬运支撑座200固定于横向搬运驱动模组102上。纵向搬运支撑座200上固定安装有升降驱动件201，升降驱动件201驱动连接有旋转驱动支撑座210，旋转驱动支撑座210上固定安装有升降滑块203，升降滑块203滑动连接有升降滑轨202，升降滑轨202固定安装于纵向搬运支撑座200上。升降滑轨202的安装有助于保证上下料的平稳性，同时可以使纵向搬运支撑座200承受更多的载荷。

旋转驱动支撑座210上固定安装有旋转驱动件211，旋转驱动件211的轴头连接有旋转轴联轴器212，旋转轴联轴器212连接有旋转轴214。旋转轴214靠近旋转轴联轴器212的一端套设有旋转轴轴承213，旋转轴轴承213安装于旋转轴轴承座上，旋转轴轴承座固定安装于旋转驱动支撑座210上。

旋转轴214远离旋转轴联轴器212的一端固定连接有吸料升降驱动支撑板220，吸料升降驱动支撑板220上固定安装有吸料升降驱动件221，吸料升降驱动件221驱动连接有吸料板225。

旋转轴轴承座固定安装有限位螺钉215，吸料升降驱动支撑板220上固定安装有限位块，旋转驱动件211驱动旋转轴214旋转，从而带动吸料升降驱动支撑板220旋转到预设位置时，通过限位块与限位螺钉215接触，阻止吸料升降驱动支撑板220转动，对吸料升降驱动支撑板220进行机械限位。

吸料升降驱动支撑板220上固定安装有吸料升降直线轴承222，吸料升降直线轴承222的增加有助于提高旋转驱动件211输出的平稳性。吸料升降直线轴承222内穿设有吸料升降导杆223，吸料升降导杆223的第一端连接有导杆限位块228，导杆限位块228用于防止吸料升降导杆223脱离吸料升降直线轴承222，吸料升降导杆223与第一端相对的第二端固定安装于吸料板225上。

吸料板225安装有真空吸盘226，真空吸盘226用于在搬运时吸取被测物，纵向搬运支撑座200上安装有真空表204，真空吸盘226与真空表204气动连接，真空表204用于监测真空吸盘226的真空度，便于吸取被测物时真空吸盘226吸力的调节和设备发生故障时的诊断。

吸料升降驱动支撑板220还连接有支撑柱224，支撑柱224远离吸料升降驱动支撑板220的一端连接有测量上腔体229，吸料板225处于测量上腔体229的空腔内。测量上腔体229起到保护和防尘的作用，同时在搬运被测物至测量放置平台30时起到定位的作用。

具体的，吸料升降驱动件221和吸料板225之间还连接有浮动接头227，浮动接头227的安装用于吸料板225在上下料过程中与其他平面接触时起到缓冲的作用。

请参阅图3，测量放置平台30包括放置平台支撑座301，放置平台支撑座301上固定安装有平台旋转驱动件302，平台旋转驱动件302驱动连接有放置板303，放置板303设有放置槽304，放置槽304用于放置被测物的主体部分，起到稳固和定位的效果。平台旋转驱动件302旋转驱动放置板303旋转，从而调整放置于放置槽304内的被测物位置。

放置槽304内设有感应器沉孔305，感应器沉孔305内装有感应器306，用于检测被测物是否已经放置于放置槽304内。

放置板303在放置被测物的一面对称安装有若干个平台限位块307，各平台限位块307高出放置板303板面的高度大于被测物的厚度。若干个平台限位块307用于保证被测物不会因外力发生变形。

放置板303在放置被测物的一面还对角安装有定位销钉308，测量上腔体229安装有相应的定位孔，用于上下料时对被测物的准确定位，避免出现由于测量位置的偏差而影响测量数据的情况。

放置板303还设有测量通槽309，用于测量时激光穿过通槽射到被测物的表面上，而不是射到放置板303的板面上。

具体的，测量放置平台30做绝缘处理，以保证测量的安全性。

请参阅图4，激光测厚单元40包括两个双轴激光测厚仪组件，两个双轴激光测厚仪组件对称安装于测量放置平台30的两侧。本实施例中，定义图中左上方到右下方移动的方向为X轴，定义图中从左下方到右上方移动的方向为Y轴。

双轴激光测厚仪组件包括激光X轴驱动件400，激光X轴驱动件400驱动连接有激光X轴驱动模组401，激光X轴驱动模组401为线性模组，激光X轴驱动模组401连接有激光X轴驱动板402。激光X轴驱动板402上安装有激光Y轴驱动模组411，激光Y轴驱动模组411为线性模组，激光Y轴驱动模组411连接有激光Y轴驱动件410。

激光Y轴驱动模组411连接有激光Y轴驱动板412，激光Y轴驱动板412上安装有激光安装板413，激光安装板413的一侧开设有一开口的U型槽，靠近U型槽上下槽壁的位置分别安装有上激光测厚仪414和下激光测厚仪415。测量时，被测物的被测部分位于U型槽内。

激光测厚原理：激光测厚仪发出的激光经被测量物体的反射后又被激光测厚仪接收，激光测厚仪同时记录激光往返的时间。光速的往返时间一半所走的距离，就是激光测厚仪和被测量物体之间的距离。

被测物厚度的计算原理为：已知上激光测厚仪414和下激光测厚仪415之间的距离L，上激光测厚仪414测量得到与被测物的距离为L1，下激光测厚仪415测量得到与被测物的距离为L2，则被测物的厚度d＝L-(L1+L2)。

本实施例的锂电池激光测厚设备工作原理为：吸料板225上的真空吸盘226吸住被测物，在横向搬运驱动件101、升降驱动件201、旋转驱动件211和吸料升降驱动件221的结合作用下，将被测物的主体部分搬运至放置板303的放置槽304内，被测物的被测部分平铺于放置板303的板面上。

放置槽304内的感应器306感应到来料后，两侧的上激光测厚仪414和下激光测厚仪415均在各自的激光X轴驱动件400和激光Y轴驱动件410的结合作用下移动到测量位置，开始测量被测物的一相对两边，检测完一相对两边后，平台旋转驱动件302驱动放置板303旋转，从而测量被测物的另一相对两边。

本实施例通过机械手上料，搬运被测物到测量放置平台30上，测量放置平台30对其进行机械定位并固定。之后激光测厚仪对被测物体的被测区域进行测量，完成测量后，再由机械手完成下料。整个流程完全自动化，有效的提高被测数据的准确性和工作效率。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种锂电池激光测厚设备，包括激光测厚单元和测量放置平台，其特征在于，还包括机械手和控制单元，所述激光测厚单元、所述测量放置平台和所述机械手均与所述控制单元电连接；

所述机械手包括横向搬运单元和纵向搬运单元，所述横向搬运单元包括横向搬运驱动件，所述横向搬运驱动件驱动连接有横向搬运驱动模组；

所述纵向搬运单元包括纵向搬运支撑座，所述纵向搬运支撑座固定于所述横向搬运驱动模组上；所述纵向搬运支撑座上固定安装有升降驱动件，所述升降驱动件驱动连接有旋转驱动支撑座；

所述旋转驱动支撑座上固定安装有旋转驱动件，所述旋转驱动件驱动连接有旋转轴，所述旋转轴的一端固定连接有吸料升降驱动支撑板；所述吸料升降驱动支撑板上固定安装有吸料升降驱动件，所述吸料升降驱动件驱动连接有用于吸取被测物的吸料板。

2.根据权利要求1所述的锂电池激光测厚设备，其特征在于，所述测量放置平台包括放置平台支撑座，所述放置平台支撑座上固定安装有平台旋转驱动件，所述平台旋转驱动件驱动连接有放置板，所述放置板设有用于放置被测物的主体部分的放置槽。

3.根据权利要求1所述的锂电池激光测厚设备，其特征在于，所述激光测厚单元包括两个双轴激光测厚仪组件，两个所述双轴激光测厚仪组件对称安装于所述测量放置平台的两侧；

所述双轴激光测厚仪组件包括激光X轴驱动件，所述激光X轴驱动件驱动连接有激光X轴驱动模组，所述激光X轴驱动模组连接有激光X轴驱动板；所述激光X轴驱动板上安装有激光Y轴驱动模组，所述激光Y轴驱动模组连接有激光Y轴驱动件；

所述激光Y轴驱动模组连接有激光Y轴驱动板，所述激光Y轴驱动板上安装有激光安装板，所述激光安装板的一侧开设有一开口的U型槽，靠近所述U型槽的两槽壁的位置分别安装有上激光测厚仪和下激光测厚仪。

4.根据权利要求1所述的锂电池激光测厚设备，其特征在于，所述旋转驱动支撑座上固定安装有升降滑块，所述升降滑块滑动连接有升降滑轨，所述升降滑轨固定安装于所述纵向搬运支撑座上。

5.根据权利要求1所述的锂电池激光测厚设备，其特征在于，所述旋转驱动件的轴头连接有旋转轴联轴器，所述旋转轴靠近所述旋转驱动件的一端与所述旋转轴联轴器连接；

所述旋转轴靠近所述旋转轴联轴器的一端套设有旋转轴轴承，所述旋转轴轴承连接有旋转轴轴承座，所述旋转轴轴承安装于所述旋转轴轴承座上，所述旋转轴轴承座固定安装于所述旋转驱动支撑座上。

6.根据权利要求5所述的锂电池激光测厚设备，其特征在于，所述旋转轴轴承座上固定安装有限位螺钉，所述吸料升降驱动支撑板上固定安装有限位块；

所述旋转驱动件驱动所述旋转轴旋转，从而带动所述吸料升降驱动支撑板旋转，当所述吸料升降驱动支撑板旋转到预设位置时，通过所述限位块与所述限位螺钉的接触，阻止所述吸料升降驱动支撑板的转动。

7.根据权利要求1所述的锂电池激光测厚设备，其特征在于，所述吸料升降驱动支撑板上固定安装有吸料升降直线轴承；所述吸料升降直线轴承内穿设有吸料升降导杆，所述吸料升降导杆的第一端连接有导杆限位块，所述吸料升降导杆与第一端相对的第二端固定安装于所述吸料板上。

8.根据权利要求1所述的锂电池激光测厚设备，其特征在于，所述吸料板上安装有用于吸取被测物的真空吸盘，所述纵向搬运支撑座上安装有用于监测真空度的真空表；所述真空吸盘与所述真空表气动连接，所述真空表与所述控制单元电连接。

9.根据权利要求1所述的锂电池激光测厚设备，其特征在于，所述吸料升降驱动支撑板还连接有支撑柱，所述支撑柱远离所述吸料升降驱动支撑板的一端连接有测量上腔体，所述吸料板处于所述测量上腔体的空腔内。

10.根据权利要求1所述的锂电池激光测厚设备，其特征在于，所述放置槽内设有感应器沉孔，所述感应器沉孔内装有感应器；

所述放置板在放置被测物的一面对称安装有若干个平台限位块，各所述平台限位块高出所述放置板板面的高度大于被测物的厚度；

所述放置板在放置被测物的一面还对角安装有定位销钉，所述测量上腔体安装有相应的定位孔，所述定位销钉可嵌入所述定位孔内；所述放置板还设有测量通槽。