CN112657870A - 锂电池pack包装工序自动检测装置及检测线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池PACK包装工序自动检测装置及检测线，检测装置包括自动夹线检测模块和产品定位治具模块，自动夹线检测模块包括有夹线检测机构；产品定位治具模块包括有运转机构和放置板，放置板具有容置槽，在容置槽的前方设有引线定位机构，通过引线定位机构将电池引线压紧实现定位；夹线检测机构设置在引线定位机构的旁边进行检测。本发明通过设计特殊结构的产品定位治具来放置电池工件，同时配以特殊结构的引线定位机构，由引线定位机构与产品定位治具配合实现对两根极耳引线的定位，以便检测机构与引线接触完成检测，从而能够实现高效、可靠、有效、高度自动化的检测操作，从而满足对高端锂电池产品的性能要求。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池生产设备技术领域，具体涉及一种主要用于对锂电池包装生产过程中的检测设备。
背景技术
锂电池在许多领域都有应用，锂电池在产品最终流入市场前，需要对电池厚度、电压、内阻、外形等进行检测，以保证流入用户的电池是合格的。比如，对于电压、内阻等涉及电性能参数的检测，通常是在一封线进行，此时电池电芯的极耳还没有被封装，由于极耳具有一定的硬度，因而能满足检测设备对极耳进行接触检测的要求，检测得到的数值一般也是真实的。但在经过二封线的切边、压纹、折边、封装等工序后，电芯的内部参数不一定还能保持原来的数值，因此对于一些要求高的高端电池，仅仅有一封线后的检测显然还不够，需要在二封线后的PACK电池包装工序中再进行复检才能更好地满足对于电池的更高要求。然而，在二封线完成对电池电芯的封装后，露出外面的不再是极耳，而是电池引线(即极耳引线)。由于引线的芯线是由多根铜丝组成的，因而引线非常柔软，并且裸露的芯线铜丝较短，一般为两三毫米，且是散开的，这样在用检测设备进行接触检测时会因为接触不良导致难以获得到真实的数值，而如果采用人工捏住引线进行检测，则效率难以满足大批量生产的要求。
发明内容
本发明针对现有技术存在的缺点，提供一种结构设计合理、自动化程度高、能够有效地对柔软的电池引线进行检测、并且检测效率高的锂电池PACK包装工序自动检测装置及检测线。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种锂电池PACK包装工序自动检测装置，包括有自动夹线检测模块和产品定位治具模块，产品定位治具模块上设置有用于放置电池工件的容置槽，自动夹线检测模块包括有至少一夹线检测机构，其特征在于：所述产品定位治具模块包括有运转机构和放置板，放置板安装在运转机构上形成移动的结构；所述容置槽设置在放置板上，在容置槽的前端设置有用于将电池工件的电池引线引出的开口；在该开口的前方设置有可相对开口做接近或远离运动的引线定位机构，通过引线定位机构接近该开口而将电池引线压紧在开口的侧壁上实现定位；夹线检测机构设置在引线定位机构的旁边，在电池引线实现定位后，由夹线检测机构的检测头前移接触电池引线的裸露线芯部位进行检测。
进一步地，所述容置槽由设置在放置板前端的两根前挡条和前挡条后面的后挡条围隔而成，两根前挡条相互垂直隔成容置槽相邻的两条边，后挡条为直角转角结构，其两边分别与两根前挡条对接隔成容置槽的另两条边；所述开口设置在两根前挡条的前端之间，两根前挡条的前端面构成相互垂直的结构。
进一步地，引线定位机构整体安装在一定位气缸上形成可伸缩移动的结构，定位气缸安装在一安装台上；在引线定位机构的前端具有定位头，定位头的前端两边侧面相互垂直，在引线定位机构往前移动后通过定位头的前端侧面与前挡条对应的前端面配合夹紧电池引线。
进一步地，电池工件需要检测的极耳引线包括有第一电池引线和第二电池引线，两者分别被定位头的前端两边侧面与两根前挡条对应的前端面配合夹紧而形成分开的结构；夹线检测机构包括有第一夹线检测机构和第二夹线检测机构，两者分别安装在安装台上并分别位于引线定位机构的两侧，其中第一夹线检测机构对应第二电池引线，第二夹线检测机构对应第一电池引线；在第一电池引线及第二电池引线实现定位后，分别由第一夹线检测机构的第一检测头前移接触第二电池引线的裸露线芯部位、第二夹线检测机构的第二检测头前移接触第一电池引线的裸露线芯部位，以实现对电池工件进行检测。
进一步地，运转机构包括有电机、主动轮、从动轮和链条，电机安装在一槽状的安装座上，主动轮与电机连接，链条安装在主动轮和从动轮上形成可循环运转的结构，若干块独立的放置板均匀地安装在链条上，主动轮、从动轮和链条一起装在安装座内部。
进一步地，在产品定位治具模块上安装有CCD检测定位机构，CCD检测定位机构对准夹线检测机构进行检测的电池工件，以检测电池工件尺寸以及电池工件是否装入到位。
一种基于前述锂电池PACK包装工序自动检测装置的检测线，包括有主机体，以及设置在主机体上的上料工位、自动上料机械手、产品取出机械手和分选机构，其特征在于：在主机体上还设置有产品定位治具模块和自动夹线检测模块，自动夹线模块与产品定位治具模块在主机体上为前后相对的结构；自动上料机械手设置在上料工位与产品定位治具模块之间，通过自动上料机械手将上料工位的电池工件移送到产品定位治具模块的放置板的容置槽中；产品取出机械手设置在产品定位治具模块与分选机构之间，通过产品取出机械手将容置槽中完成检测后的电池工件取出移送到分选机构上进行分选。
进一步地，所述上料工位包括有第一上料盘位和第二上料盘位，两者并列分布在自动上料机械手的旁边，这样可以实现不间断地上料工作；自动上料机械手通过三维移动机构安装在主机体上。
进一步地，所述分选机构包括有分选机械手以及与分选机械手对应的待分选位、良品装盘位和不良品装盘位，良品装盘位和不良品装盘位分别位于待分选位的两侧，在良品装盘位的旁边设置有良品装盘机构，通过良品装盘机构将良品装盘位上的良品装入对应的料盘中；在不良品装盘位的旁边设置有不良品装盘机构，通过不良品装盘机构将不良品装盘位上的良品装入对应的料盘中。
进一步地，在良品装盘机构与不良品装盘机构之间设置有三个空盘待料位，三个空盘待料位分别对应待分选位、良品装盘位和不良品装盘位；在三个空盘待料位旁边设置有上空盘机械手，负责给三个空盘待料位上空盘以承载产品。
在CCD检测定位机构的前面设置有自动扫码机构，可再次对电池工件进行扫码识别。
工作流程：人工上料(人工将装有锂电池工件的料盘放置在第一上料盘位和第二上料盘位中，实际是交替装入，即装完一个上料盘位后再装另一个)→自动上料，电池工件装入放置板的容置槽，两根引线引出容置槽外面→自动扫码→CCD精准定位后自动检测→机械手自动下料→自动分选以区分良品和不良品→自动装盘。
CCD精准定位后自动检测的流程：电池工件在电机的驱动下随放置板运转到和CCD检测定位机构及引线定位机构对齐的位置后暂停，定位气缸启动，推动引线定位机构朝电池工件运动，由定位头配合两根前挡条分别压住第一电池引线和第二电池引线；第一夹线检测机构和第二夹线检测机构启动前移，分别以第一检测头和第二检测头接触第二电池引线和第一电池引线，实现电性能参数检测。检测完后，电机再次工作，放置板带着检测完的电池工件往后移动，由产品取出机械手实现自动下料。
本发明通过设计特殊结构的产品定位治具来放置电池工件，同时配以特殊结构的引线定位机构，由引线定位机构与产品定位治具配合实现对两根极耳引线的定位，这样可以起到类似用手指捏住的效果，以便检测机构实现与引线的可靠接触，最终完成检测。整个检测装置和检测线的结构设计更合理，能够实现高效、可靠、有效、高度自动化的检测操作，从而满足对高端锂电池产品的性能要求。
附图说明
图1为本发明整体结构图(防护罩拆除状态)；
图2为本发明另一角度的立体结构图；
图3为本发明俯视结构图；
图4为自动夹线检测模块与产品定位治具模块的配合结构图；
图5为自动夹线检测模块与产品定位治具模块拆除安装座后的配合结构图；
图6为自动夹线检测模块与产品定位治具模块拆除安装座后另一角度的配合结构图；
图7为图6的局部放大图。
图中，1为主机体，11为第一上料盘位，12为第二上料盘位，2为自动上料机械手，21为三维移动机构，3为产品定位治具模块，31为安装座，32为电机，33为主动轮，34为从动轮，35为链条，36为放置板，37为容置槽，38为前挡条，39为后挡条，4为自动夹线检测模块，41为安装台，42为第一夹线检测机构，43为第二夹线检测机构，44为引线定位机构，45为定位气缸，46为第一检测头，47为第二检测头，48为定位头，5为CCD检测定位机构，6为产品取出机械手，7为分选机械手，71为待分选位，72为良品装盘位，73为良品装盘机构，74为不良品装盘位，75为不良品装盘机构，8为空盘待料位，9为上空盘机械手，10为电池工件，101为第一电池引线，102为第二电池引线。
具体实施方式
本实施例中，参照图4-图7，所述锂电池PACK包装工序自动检测装置，包括有自动夹线检测模块4和产品定位治具模块3，产品定位治具模块3上设置有用于放置电池工件10的容置槽37，自动夹线检测模块4包括有至少一夹线检测机构；所述产品定位治具模块3包括有运转机构和放置板36，放置板36安装在运转机构上形成移动的结构；所述容置槽37设置在放置板36上，在容置槽37的前端设置有用于将电池工件10的电池引线引出的开口；在该开口的前方设置有可相对开口做接近或远离运动的引线定位机构44，通过引线定位机构44接近该开口而将电池引线压紧在开口的侧壁上实现定位；夹线检测机构设置在引线定位机构44的旁边，在电池引线实现定位后，由夹线检测机构的检测头前移接触电池引线的裸露线芯部位进行检测。
所述容置槽37由设置在放置板36前端的两根前挡条38和前挡条38后面的后挡条39围隔而成，两根前挡条38相互垂直隔成容置槽37相邻的两条边，后挡条39为直角转角结构，类似L型结构，其两边分别与两根前挡条38对接隔成容置槽37的另两条边；所述开口设置在两根前挡条38的前端之间，两根前挡条38的前端面构成相互垂直的结构。
引线定位机构44整体安装在一定位气缸45上形成可伸缩移动的结构，定位气缸45安装在一安装台41上；在引线定位机构44的前端具有定位头48，定位头48的前端两边侧面相互垂直，在引线定位机构44往前移动后通过定位头48的前端侧面与前挡条38对应的前端面配合夹紧电池引线。
电池工件10需要检测的极耳引线包括有第一电池引线101和第二电池引线102，两者分别被定位头48的前端两边侧面与两根前挡条38对应的前端面配合夹紧而形成分开的结构；夹线检测机构包括有第一夹线检测机构42和第二夹线检测机构43，两者分别安装在安装台41上并分别位于引线定位机构44的两侧，其中第一夹线检测机构42对应第二电池引线102，第二夹线检测机构43对应第一电池引线101；在第一电池引线101及第二电池引线102实现定位后，分别由第一夹线检测机构42的第一检测头46前移接触第二电池引线102的裸露线芯部位、第二夹线检测机构43的第二检测头47前移接触第一电池引线101的裸露线芯部位，以实现对电池工件进行检测。
运转机构包括有电机32、主动轮33、从动轮34和链条35，电机32安装在一槽状的安装座31上，主动轮33与电机32连接，链条35安装在主动轮33和从动轮34上形成可循环运转的结构，若干块独立的放置板36均匀地安装在链条34上，主动轮33、从动轮34和链条35一起装在安装座内部。
如图1所示，在产品定位治具模块3上安装有CCD检测定位机构5，CCD检测定位机构5对准夹线检测机构进行检测的电池工件10，以检测电池工件10尺寸以及电池工件10是否装入到位。
一种基于前述锂电池PACK包装工序自动检测装置的检测线，参照图1-图7，包括有主机体1，以及设置在主机体1上的上料工位、自动上料机械手2、产品取出机械手6和分选机构；在主机体1上还设置有产品定位治具模块3和自动夹线检测模块4，自动夹线模块4与产品定位治具模块3在主机体1上为前后相对的结构；自动上料机械手2设置在上料工位与产品定位治具模块3之间，通过自动上料机械手2将上料工位的电池工件移送到产品定位治具模块3的放置板36的容置槽37中；产品取出机械手6设置在产品定位治具模块3与分选机构之间，通过产品取出机械手6将容置槽37中完成检测后的电池工件10取出移送到分选机构上进行分选。
所述上料工位包括有第一上料盘位11和第二上料盘位12，两者并列分布在自动上料机械手2的旁边，这样可以实现不间断地上料工作；自动上料机械手2通过三维移动机构21安装在主机体1上。
所述分选机构包括有分选机械手7以及与分选机械手7对应的待分选位71、良品装盘位72和不良品装盘位74，良品装盘位72和不良品装盘位74分别位于待分选位71的两侧，在良品装盘位72的旁边设置有良品装盘机构73，通过良品装盘机构73将良品装盘位72上的良品装入对应的料盘中；在不良品装盘位74的旁边设置有不良品装盘机构75，通过不良品装盘机构75将不良品装盘位75上的良品装入对应的料盘中。
在良品装盘机构73与不良品装盘机构75之间设置有三个空盘待料位8，三个空盘待料位8分别对应待分选位71、良品装盘位72和不良品装盘位74；在三个空盘待料位8旁边设置有上空盘机械手9，负责给三个空盘待料位8上空盘以承载产品。
在CCD检测定位机构5的前面设置有自动扫码机构(未图示)，可再次对电池工件进行扫码识别。
工作流程：人工上料(人工将装有锂电池工件的料盘放置在第一上料盘位11和第二上料盘位12中，实际是交替装入，即装完一个上料盘位后再装另一个)→自动上料，电池工件装入放置板36的容置槽37，两根引线引出容置槽37外面→自动扫码→CCD精准定位后自动检测→机械手自动下料→自动分选以区分良品和不良品→自动装盘。
CCD精准定位后自动检测的流程：电池工件10在电机32的驱动下随放置板36运转到和CCD检测定位机构5及引线定位机构44对齐的位置后暂停，定位气缸45启动，推动引线定位机构44朝电池工件10运动，由定位头48配合两根前挡条38分别压住第一电池引线101和第二电池引线102；第一夹线检测机构42和第二夹线检测机构43启动前移，分别以第一检测头46和第二检测头47接触第二电池引线102和第一电池引线101，实现电性能参数检测。检测完后，电机再次工作，放置板36带着检测完的电池工件10往后移动，由产品取出机械手6实现自动下料。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。
Claims (10)
1.一种锂电池PACK包装工序自动检测装置，包括有自动夹线检测模块和产品定位治具模块，产品定位治具模块上设置有用于放置电池工件的容置槽，自动夹线检测模块包括有至少一夹线检测机构，其特征在于：所述产品定位治具模块包括有运转机构和放置板，放置板安装在运转机构上形成移动的结构；所述容置槽设置在放置板上，在容置槽的前端设置有用于将电池工件的电池引线引出的开口；在该开口的前方设置有可相对开口做接近或远离运动的引线定位机构，通过引线定位机构接近该开口而将电池引线压紧在开口的侧壁上实现定位；夹线检测机构设置在引线定位机构的旁边，在电池引线实现定位后，由夹线检测机构的检测头前移接触电池引线的裸露线芯部位进行检测。
2.根据权利要求1所述的锂电池PACK包装工序自动检测装置，其特征在于：所述容置槽由设置在放置板前端的两根前挡条和前挡条后面的后挡条围隔而成，两根前挡条相互垂直隔成容置槽相邻的两条边，后挡条为直角转角结构，其两边分别与两根前挡条对接隔成容置槽的另两条边；所述开口设置在两根前挡条的前端之间，两根前挡条的前端面构成相互垂直的结构。
3.根据权利要求2所述的锂电池PACK包装工序自动检测装置，其特征在于：引线定位机构整体安装在一定位气缸上形成可伸缩移动的结构，定位气缸安装在一安装台上；在引线定位机构的前端具有定位头，定位头的前端两边侧面相互垂直，在引线定位机构往前移动后通过定位头的前端侧面与前挡条对应的前端面配合夹紧电池引线。
4.根据权利要求3所述的锂电池PACK包装工序自动检测装置，其特征在于：电池工件需要检测的极耳引线包括有第一电池引线和第二电池引线，两者分别被定位头的前端两边侧面与两根前挡条对应的前端面配合夹紧而形成分开的结构；夹线检测机构包括有第一夹线检测机构和第二夹线检测机构，两者分别安装在安装台上并分别位于引线定位机构的两侧，其中第一夹线检测机构对应第二电池引线，第二夹线检测机构对应第一电池引线；在第一电池引线及第二电池引线实现定位后，分别由第一夹线检测机构的第一检测头前移接触第二电池引线的裸露线芯部位、第二夹线检测机构的第二检测头前移接触第一电池引线的裸露线芯部位，以实现对电池工件进行检测。
5.根据权利要求1-4任一项所述的锂电池PACK包装工序自动检测装置，其特征在于：运转机构包括有电机、主动轮、从动轮和链条，电机安装在一槽状的安装座上，主动轮与电机连接，链条安装在主动轮和从动轮上形成可循环运转的结构，若干块独立的放置板均匀地安装在链条上，主动轮、从动轮和链条一起装在安装座内部。
6.根据权利要求5所述的锂电池PACK包装工序自动检测装置，其特征在于：在产品定位治具模块上安装有CCD检测定位机构，CCD检测定位机构对准夹线检测机构进行检测的电池工件，以检测电池工件尺寸以及是否装入到位。
7.一种基于权利要求6所述的锂电池PACK包装工序自动检测装置的检测线，包括有主机体，以及设置在主机体上的上料工位、自动上料机械手、产品取出机械手和分选机构，其特征在于：在主机体上还设置有产品定位治具模块和自动夹线检测模块，自动夹线模块与产品定位治具模块在主机体上为前后相对的结构；自动上料机械手设置在上料工位与产品定位治具模块之间，通过自动上料机械手将上料工位的电池工件移送到产品定位治具模块的放置板的容置槽中；产品取出机械手设置在产品定位治具模块与分选机构之间，通过产品取出机械手将容置槽中完成检测后的电池工件取出移送到分选机构上进行分选。
8.根据权利要求7所述的锂电池PACK包装工序的检测线，其特征在于：所述上料工位包括有第一上料盘位和第二上料盘位，两者并列分布在自动上料机械手的旁边，自动上料机械手通过三维移动机构安装在主机体上。
9.根据权利要求7所述的锂电池PACK包装工序的检测线，其特征在于：所述分选机构包括有分选机械手以及与分选机械手对应的待分选位、良品装盘位和不良品装盘位，良品装盘位和不良品装盘位分别位于待分选位的两侧，在良品装盘位的旁边设置有良品装盘机构，在不良品装盘位的旁边设置有不良品装盘机构；在良品装盘机构与不良品装盘机构之间设置有三个空盘待料位，三个空盘待料位分别对应待分选位、良品装盘位和不良品装盘位；在三个空盘待料位旁边设置有上空盘机械手。
10.根据权利要求7所述的锂电池PACK包装工序的检测线，其特征在于：在CCD检测定位机构的前面设置有自动扫码机构。
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