CN112857237A - 一种电芯高度测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电芯高度测量装置，包括用于固定电芯的电芯固定机构、用于检测电芯极柱面到电芯底部高度的极柱检测机构和用于检测电芯盖板面到电芯底部高度的盖板检测机构，电芯的一端与电芯固定机构固定，电芯的另一端分别与极柱检测机构和盖板检测机构抵接；本电芯高度测量装置可以自动测量电芯极柱面到电芯底部高度，并能在显示屏上实时显示出测量值；同时自动测量电芯盖板面到电芯底部高度，并实时显示出测量值，避免高度不一致造成PACK模组焊接质量问题、模组与电池壳体胶水粘接不牢问题。
Description
技术领域
本发明涉及电芯制备技术领域，尤其涉及一种电芯高度测量装置。
背景技术
随着动力锂电池生产技术的不断提高，对锂电池电芯的外观性能、质量、生产工艺和生产效率提出了更高的要求。
因电芯上盖板目前采用的是封口焊接工艺，因焊接过程中会形成不规则焊缝，焊接后因设备、焊接工艺等原因会造成电芯盖板面与电芯底部高度不一致、电芯极柱面与电芯底部高度不一致，这会影响到后续模组焊接工序焊接质量，容易造成焊接后模组底部电芯高低不平、焊渣较多、炸点问题存在，同时也会影响到PACK工序模组与电池壳体粘接面质量，因电芯底部高低不平，会存在电芯粘接不牢的问题，达不到工艺要求的拉拔强度，装车时极易造成安全隐患。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种电芯高度测量装置，对电芯进行高度检测，避免了高度不一致造成PACK模组焊接质量问题、模组与电池壳体胶水粘接不牢问题。
本发明提出的一种电芯高度测量装置，包括用于固定电芯的电芯固定机构、用于检测电芯极柱面到电芯底部高度的极柱检测机构和用于检测电芯盖板面到电芯底部高度的盖板检测机构，电芯的一端与电芯固定机构固定，电芯的另一端分别与极柱检测机构和盖板检测机构抵接。
进一步地，所述电芯固定机构包括平面固定板、U型板和光电传感器，U型板和光电传感器均固定于平面固定板上，光电传感器的发送器和接收器分别设置于U型板的两侧，电芯的一端***U型板的凹槽中固定。
进一步地，所述电芯固定机构还包括双向直线滑轨和用于驱动平面固定板运动的无杆气缸，平面固定板与双向直线滑轨的滑块固定连接。
进一步地，所述极柱检测机构包括气缸固定板、升降气缸、极柱检测板和第一位移传感器，升降气缸的固定端固定于气缸固定板上、伸缩端与极柱检测板固定连接，第一位移传感器固定于极柱检测板上，升降气缸伸长驱动极柱检测板向电芯运动、并与远离U型板一端的电芯抵接。
进一步地，所述极柱检测机构还包括凹槽板，凹槽板固定于极柱检测板的下方，升降气缸伸长驱动凹槽板向电芯运动、并电芯卡设于凹槽板的槽中。
进一步地，所述极柱检测机构还包括侧立板、升降滑轨和高度调节块，升降滑轨和高度调节块固定于侧立板上，气缸固定板通过高度调节块、升降滑轨与侧立板固定连接。
进一步地，所述盖板检测机构包括盖板检测板和固定于盖板检测板上的第二传感器，盖板检测板固定于极柱检测板上。
进一步地，所述高度测量装置还包括台架、防护罩和支撑脚杯，台架的底部设置有多个支撑脚杯、上部与防护罩固定连接，电芯固定机构、极柱检测机构、盖板检测机构均设置于防护罩中，防护罩在其开口端的相互两侧固定设置有安全光栅。
进一步地，双向直线滑轨和无杆气缸均固定于台架上，侧立板固定于防护罩的内侧面上，升降滑轨的伸长方向与双向直线滑轨的伸长方向垂直。
进一步地，双向直线滑轨的两个端部均设置有限位块，限位块固定于台架上、并与双向直线滑轨的端部抵接；侧立板的两侧设置有用于走线的坦克链，坦克链固定于防护罩的内侧面的。
本发明提供的一种电芯高度测量装置的优点在于：本发明结构中提供的一种电芯高度测量装置，自动测量电芯极柱面到电芯底部高度，并能在显示屏上实时显示出测量值；可同时自动测量电芯盖板面到电芯底部高度，并实时显示出测量值，避免高度不一致造成PACK模组焊接质量问题、模组与电池壳体胶水粘接不牢问题；此设备可替代人工测量，效率高，测量精度高，也可避免人工测量时误差大的问题；电芯固定机构、极柱检测机构、盖板检测机构、测量参数均可调整，可以满足不同型号电芯测量；人工操作异常、测量异常时可报警，满足安全性能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1防护罩中的具体结构图；
其中，1-电芯，2-电芯固定机构，3-极柱检测机构，4-盖板检测机构，5-台架，6-防护罩，7-支撑脚杯，8-安全光栅，9-限位块，10-坦克链，11-指示灯，12-显示屏，13-按钮盒，21-平面固定板，22-U型板，23-光电传感器，24-双向直线滑轨，25-无杆气缸，31-气缸固定板，32-升降气缸，33-极柱检测板，34-第一位移传感器，35-凹槽板，36-侧立板，37-升降滑轨，38-高度调节块，41-盖板检测板，42-第二传感器。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
如图1至2所示，本发明提出的一种电芯高度测量装置，包括用于固定电芯1的电芯固定机构2、用于检测电芯极柱面到电芯底部高度的极柱检测机构3和用于检测电芯盖板面到电芯底部高度的盖板检测机构4，电芯的一端与电芯固定机构2固定，电芯的另一端分别与极柱检测机构3和盖板检测机构4抵接。
电芯1通过电芯固定机构2进行固定，然后通过极柱检测机构3检测电芯极柱面到电芯底部的高度，并记录该极柱高度值，通过盖板检测机构4检测电芯盖板面到电芯底部的高度，并记录该盖板高度值，通过与预设的电芯高度值和盖板高度值进行分别比较，若两者均处于预设值范围内，表明当前电芯为合格品，可以流向下一工序，若其中一个不处于预设值范围内，表明当前电芯为不合格产品，不可以流向下一个工序，需要剔除。
通过本申请的电芯高度测量装置，可自动测量电芯极柱面到电芯底部高度，并能在显示屏上实时显示出测量值；可同时自动测量电芯盖板面到电芯底部高度，并实时显示出测量值，避免高度不一致造成PACK模组焊接质量问题、模组与电池壳体胶水粘接不牢问题；此设备可替代人工测量，效率高，测量精度高，也可避免人工测量时误差大的问题；设备可兼容不同型号电芯测量，测量的限值可通过显示屏界面调节，换型时只需更换电芯固定机构2、测量参数范围、极柱检测机构3、盖板检测机构4即可；测量过程中有安全防护，可避免人工误操作问题。
以上电芯固定机构2、极柱检测机构3、盖板检测机构4均设置于防护罩6中，台架5的底部设置有多个支撑脚杯7、上部与防护罩6固定连接，防护罩6在其开口端的相互两侧固定设置有安全光栅8。
具体地，支撑脚杯7采用碳钢材质，共4个均布在台架5的底部，为保证整个装置安装后稳定无晃动，支撑脚杯7增加了一组地脚架，直接和地面用螺栓固接。台架5整体是用铝型材组装，长度×宽度×高度可以为：1800mm×1234mm×1624mm型号，设备台面是Q235-A铁板，台架5的前后左右都安装了防护门，保持设备美观。防护罩6整体采用铝型材组装，呈L型，除操作正面外，铝型材每个面均安装了透明亚克力板，其作用是避免设备自动测量时，人为干涉可能导致安全问题。安全光栅8设置于L型短边两侧、并通过螺栓垂直固定，主要作用是避免装置自动运行时，人员误把手或其他物体放进工作区域内造成安全问题。
防护罩6上还设置有指示灯11，指示灯11为标准三色灯，主要用来判断设备状态，提示报警、正常运行、待料状态，不同状态时显示不同颜色。防护罩6上还设置有显示屏12，显示屏12的安装面尺寸可以为548mm×380mm；屏幕可触摸操作，可通过屏幕软件设置测量参数，测量过程中可显示设备实际测量值。防护罩6上还设置有按钮盒13，按钮盒13的安装尺寸可以为260mm*150mm，高度166mm，塑料材质，每个按钮盒有四个通孔，通过螺栓固接在台架5的左右两侧，按钮盒内有复位、启动、急停按钮，人员操作时需双手同时按下左右按钮盒，可以避免安全问题。
在本实施例中，所述电芯固定机构2包括平面固定板21、U型板22和光电传感器23，U型板22和光电传感器23均固定于平面固定板21上，光电传感器23的发送器和接收器分别设置于U型板22的两侧，电芯的一端***U型板22的凹槽中固定。所述电芯固定机构2还包括双向直线滑轨24和用于驱动平面固定板21运动的无杆气缸25，平面固定板21与双向直线滑轨24的滑块固定连接。U型板22为了用于适应调节不同宽度的电芯1，其凹槽部分均做了斜槽导向，方便电芯1的放置。
在本申请中，平面固定板21和U型板22均可以采用POM材质，平面固定板21上可以设置两个U型板22和两个光电传感器23，以对两个独立电芯的固定，使得两个电芯可以同时进行合格率检测，因此对应的极柱检测机构3和盖板检测机构4也均设置有两组，用于分别对电芯进行检测，以提高电芯的检测效率。
光电传感器23包括发射器和接收器，发射器和接收器设置于U型板22时，发射器的发射端和接收器的接收端均穿过U型板与凹槽连通，用于检测凹槽中是否设置电芯，极柱检测机构3和盖板检测机构4将根据光电传感器23所检测到电芯设置于凹槽中，进行工作，以检测已固定电芯的电芯极柱面到电芯底部高度以及电芯盖板面到电芯底部高度，从而得到合格电芯。
双向直线滑轨24和无杆气缸25均固定于台架5上；双向直线滑轨24的两个端部均设置有限位块9，限位块9固定于台架5上、并与双向直线滑轨24的端部抵接；侧立板36的两侧设置有用于走线的坦克链10，坦克链10固定于防护罩6的内侧面的。
无杆气缸25主要作用是驱动平面固定板21在双向直线滑轨24上运动，以将电芯1从人工放置位置到测量区域位置的稳定往返运输，往返时均有限位块9做定位，保证测量位置精准和放置平面固定板21脱离双向直线滑轨24的作用。
在本实施例中，所述极柱检测机构3包括气缸固定板31、升降气缸32、极柱检测板33和第一位移传感器34，升降气缸32的固定端固定于气缸固定板31上、伸缩端与极柱检测板33固定连接，第一位移传感器34固定于极柱检测板33上，升降气缸32伸长驱动极柱检测板33向电芯1运动、并与远离U型板22一端的电芯1抵接。
第一位移传感器34用于检测电芯极柱面到电芯底部的高度，并将所检测的数据传输到显示屏12上进行显示，以便于操作者直观获取当前电芯1的电芯高度值；其中，在极柱检测板33与电芯1抵接中，为了对电芯1进行稳定抵接固定，所述极柱检测机构3还包括凹槽板35，凹槽板35固定于极柱检测板33的下方，升降气缸32伸长驱动凹槽板35向电芯1运动、并电芯1卡设于凹槽板35的槽中，电芯1的两端分别卡设于U型板22的凹槽、凹槽板35的凹槽中进行限位固定。
在本实施例中，所述极柱检测机构3还包括侧立板36、升降滑轨37和高度调节块38，侧立板36固定于防护罩6的内侧面上，升降滑轨37和高度调节块38固定于侧立板36上，气缸固定板31通过高度调节块38、升降滑轨37与侧立板36固定连接。
高度调节块38包括一个固定块和一个滑动块，固定块固定于侧立板36上，滑动块与固定块滑动连接，气缸固定板31固定于滑动块上，通过人工推动气缸固定板31，可以实现气缸固定板31的上下移动，以适应不同规格尺寸电芯的高度检测。其中优选升降滑轨37的伸长方向与双向直线滑轨24的伸长方向垂直。
在本实施例中，所述盖板检测机构4包括盖板检测板41和固定于盖板检测板41上的第二传感器42，盖板检测板41固定于极柱检测板33上。第二传感器42用于检测电芯盖板面到电芯底部的高度，第二传感器42在极柱检测机构3对电芯进行极柱高度值检测时，可以同步对盖板高度值进行获取，提高了电芯1的整体检测效率。
工作过程：人工在显示屏12上设定好测量范围后，设定自动状态，再将两只电芯1分别垂直放置在电芯固定机构2上，光电传感器23检测有料后提示人员双手按键启动，启动后无杆气缸25与双向直线滑轨24滑送电芯固定机构2到极柱检测机构下方；
电芯1到位后左右两侧升降气缸32伸长，使得凹槽板35下压到电芯1的表面，电芯1与凹槽板35的凹槽卡接配合，在凹槽板35下压的过程中，通过升降滑轨37导向，保持定位精度；下压到位后第一传感器和第二传感器分别检测极柱高度值和盖板高度值，并将所检测到的数值反馈到显示屏12上，显示屏显示出左右工位测量值。设备程序通过对比实际测量的极柱高度值和盖板高度值与预设值进行比较，得到OK或NG结果，在显示屏上显示OK或NG；测量完成后极柱检测机构3和盖板检测机构4返回原位置，无杆气缸25带动电芯固定机构2回到原位置，人工拿取电芯1，并重复以上操作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电芯高度测量装置，其特征在于，包括用于固定电芯(1)的电芯固定机构(2)、用于检测电芯极柱面到电芯底部高度的极柱检测机构(3)和用于检测电芯盖板面到电芯底部高度的盖板检测机构(4)，电芯的一端与电芯固定机构(2)固定，电芯的另一端分别与极柱检测机构(3)和盖板检测机构(4)抵接。
2.根据权利要求1所述的电芯高度测量装置，其特征在于，所述电芯固定机构(2)包括平面固定板(21)、U型板(22)和光电传感器(23)，U型板(22)和光电传感器(23)均固定于平面固定板(21)上，光电传感器(23)的发送器和接收器分别设置于U型板(22)的两侧，电芯的一端***U型板(22)的凹槽中固定。
3.根据权利要求2所述的电芯高度测量装置，其特征在于，所述电芯固定机构(2)还包括双向直线滑轨(24)和用于驱动平面固定板(21)运动的无杆气缸(25)，平面固定板(21)与双向直线滑轨(24)的滑块固定连接。
4.根据权利要求3所述的电芯高度测量装置，其特征在于，所述极柱检测机构(3)包括气缸固定板(31)、升降气缸(32)、极柱检测板(33)和第一位移传感器(34)，升降气缸(32)的固定端固定于气缸固定板(31)上、伸缩端与极柱检测板(33)固定连接，第一位移传感器(34)固定于极柱检测板(33)上，升降气缸(32)伸长驱动极柱检测板(33)向电芯(1)运动、并与远离U型板(22)一端的电芯(1)抵接。
5.根据权利要求4所述的电芯高度测量装置，其特征在于，所述极柱检测机构(3)还包括凹槽板(35)，凹槽板(35)固定于极柱检测板(33)的下方，升降气缸(32)伸长驱动凹槽板(35)向电芯(1)运动、并电芯(1)卡设于凹槽板(35)的槽中。
6.根据权利要求4所述的电芯高度测量装置，其特征在于，所述极柱检测机构(3)还包括侧立板(36)、升降滑轨(37)和高度调节块(38)，升降滑轨(37)和高度调节块(38)固定于侧立板(36)上，气缸固定板(31)通过高度调节块(38)、升降滑轨(37)与侧立板(36)固定连接。
7.根据权利要求4所述的电芯高度测量装置，其特征在于，所述盖板检测机构(4)包括盖板检测板(41)和固定于盖板检测板(41)上的第二传感器(42)，盖板检测板(41)固定于极柱检测板(33)上。
8.根据权利要求1-7任一所述的电芯高度测量装置，其特征在于，所述高度测量装置还包括台架(5)、防护罩(6)和支撑脚杯(7)，台架(5)的底部设置有多个支撑脚杯(7)、上部与防护罩(6)固定连接，电芯固定机构(2)、极柱检测机构(3)、盖板检测机构(4)均设置于防护罩(6)中，防护罩(6)在其开口端的相互两侧固定设置有安全光栅(8)。
9.根据权利要求8所述的电芯高度测量装置，其特征在于，双向直线滑轨(24)和无杆气缸(25)均固定于台架(5)上，侧立板(36)固定于防护罩(6)的内侧面上，升降滑轨(37)的伸长方向与双向直线滑轨(24)的伸长方向垂直。
10.根据权利要求8所述的电芯高度测量装置，其特征在于，双向直线滑轨(24)的两个端部均设置有限位块(9)，限位块(9)固定于台架(5)上、并与双向直线滑轨(24)的端部抵接；
侧立板(36)的两侧设置有用于走线的坦克链(10)，坦克链(10)固定于防护罩(6)的内侧面的。
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