CN211696261U - 一种片材形变检测装置 - Google Patents

Abstract

一种片材形变检测装置，包括：第一检测单元和/或第二检测单元；所述第一检测单元包括至少3组间隔设置且位于同一直线上的边缘检测传感器，所述边缘检测传感器间的连线平行于片材的长度方向，第一组边缘检测传感器和最后一组边缘检测传感器之间的距离D满足：0.7L≤D≤L，式中的L为片材的长度；所述第二检测单元包括至少两个距离感应器，所述距离感应器分别靠近片材的两侧边缘设置，且同位于片材的上方或下方。本实用新型可以对片材是否存在蛇形形变和/或波浪形形变进行检测，通过边缘检测传感器和距离检测传感器实时反馈检测结果，准确度高，有利于提高产品良率，且降低了人力、物力成本。

Description

一种片材形变检测装置

技术领域

本实用新型属于锂电池制造技术领域，具体涉及一种对锂电池生产过程中极片等片材是否发生形变进行检测的装置。

背景技术

锂电池具有体积小、重量轻、高储能、循环寿命长等特点，在各行各业都有着非常广阔的应用前景。极片是锂电池的重要组成部分，在制备锂电池的过程中，极片会经过涂布、辊压、分切、制片等多个工艺，在这些工艺过程中难免会发生因设备磨损、制程异常而造成极片发生变形的情况，使极片存在“波浪片”、“蛇形片”等质量缺陷。图1所示为波浪形极片的示意图，波浪片是指当将极片100平放在一平面101上时，极片100在厚度方向上存在波浪状凹凸不平的情况，尤其是极片边缘，在厚度方向上的凹凸现象更为突出。图2所示为蛇形极片的示意图，蛇形片就是指极片100的侧边缘不是直线，极片100在长度方向上产生了弯曲。不管是蛇形片还是波浪片，由于极片发生了变形，会对电芯的质量带来不良影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可以对极片是否发生如蛇形或波浪状的变形进行检测的装置。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种片材形变检测装置，包括：第一检测单元和/或第二检测单元；所述第一检测单元包括至少3组间隔设置且位于同一直线上的边缘检测传感器，所述边缘检测传感器间的连线平行于片材的长度方向，第一组边缘检测传感器和最后一组边缘检测传感器之间的距离D满足：0.7L≤D≤L，式中的L为片材的长度；所述第二检测单元包括至少两个距离感应器，所述距离感应器分别靠近片材的两侧边缘设置，且同位于片材的上方或下方。

进一步的，检测时所述边缘检测传感器的位置与片材的一侧边缘对应。

进一步的，所述第一检测单元中，有一组边缘检测传感器的设置于片材侧边缘的中点处。

进一步的，所述第一检测单元中，第一组边缘检测传感器和最后一组边缘检测传感器之间的距离等于片材的长度。

进一步的，所述边缘检测传感器为对射型边缘检测传感器，每一所述边缘检测传感器包括一投光器和一与所述投光器对应的受光器，片材位于所述投光器和所述受光器之间。

更进一步的，各组边缘检测传感器的投光器设置于一固定杆上，各组边缘检测传感器的受光器设置于另一固定杆上，所述固定杆水平设置，并沿片材的长度方向延伸。

进一步的，所述固定杆上设有可以滑动所述边缘检测传感器的投光器和/或所述边缘检测传感器的受光器的滑轨。

进一步的，所述距离感应器在片材表面上的投影和与其同侧的片材侧边缘间的距离小于等于5mm。

进一步的，所述距离感应器与片材表面间的距离为5～8mm。

可选的，还包括与所述第一检测单元和/或所述第二检测单元相连的处理器，所述处理器用于接收所述第一检测单元和/或第二检测单元发送的检测数据，并根据检测数据判断片材是否发生形变。

可选的，所述处理器与片材生产设备的控制器相连。

由以上技术方案可知，本实用新型的片材形变检测装置包括用于检测是否存在蛇形形变和/或波浪形形变的检测单元，检测单元中包括了边缘检测传感器和距离检测传感器，可以实时反馈检测结果，与人工用工具测量的方式相比，传感器检测准确度更高，且效率更高，劳动强度低。第一组边缘检测传感器和最后一组边缘检测传感器之间的距离在0.7L～L之间，L为片材的长度，可以收集到更多的片材信息，有利于保证测量结果的准确性。在优选方案中，可将检测单元的检测数据输出至处理器进行处理和保存，便于生产信息的追溯，并可进一步与生产设备的控制器相连，当发现片材存在形变缺陷时，处理器可向控制器发出停机信号，以便于生产人员及时排查问题，避免批量出现不良品，提高产品良率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为波浪片的示意图；

图2为蛇形片的示意图；

图3为本实用新型实施例第一检测单元的示意图；

图4为边缘检测传感器的检测原理示意图；

图5为本实用新型实施例第二检测单元的示意图；

图6为波浪片的检测原理示意图。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

具体实施方式

为了让本实用新型的上述和其它目的、特征及优点能更明显，下文特举本实用新型实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。

如图3所示，本实施例的极片形变检测装置包括第一检测单元，第一检测单元用于对极片的侧边缘是否弯曲进行检测，即用于检测极片是否是蛇形片。第一检测单元包括至少3组沿极片的长度方向间隔设置的边缘检测传感器1，边缘检测传感器1位于同一水平线上。本实施例的边缘检测传感器采用日本山武公司的对射型边缘检测传感器，每一组边缘检测传感器1均包括一个投光器1-1和一个受光器1-2，本实施例将所有的投光器1-1设置于一固定杆2上，所有的受光器1-2设置于另一固定杆2上，同一组边缘检测传感器的投光器1-1的位置和受光器1-2的位置对应。两根固定杆2均水平设置，固定杆2的延伸方向(边缘检测传感器间的连线)与极片10的侧边缘平行。通过固定杆将数个感应器安装在一起，可以减少误差的产生。待检测体(极片)位于投光器1-1和受光器1-2之间，如图4所示，投光器的投光面和受光器的受光面平行，且光轴对齐，位于投光器和受光器之间的待检测体遮挡投光器的宽度即为边缘检测传感器的检测值An。投光器和受光器的上下位置可以对调。

本实施例的第一检测单元包括3组均匀间隔设置的边缘检测传感器1，第1组边缘检测传感器1和第3组边缘检测传感器1之间的距离D和极片的长度对应。各组边缘检测传感器与一处理器相连，可将检测值实时输出至处理器，处理器根据检测值进行计算，以判断极片是否发生变形。在其他的实施例中，第一组边缘检测传感器和最后一组边缘检测传感器之间的距离D还可以有所变化，例如满足以下关系式：0.7L≤D≤L，L为片材的长度，以便于收集更多的片材信息，使检测结果更为准确。

在对极片进行检测时，将安装了投光器1-1的固定杆2以及安装了受光器1-2的固定杆2分别固定好，将极片置于投光器1-1和受光器1-2之间，本实施例中投光器1-1位于极片的上方，受光器1-位于极片的下方，调节好各投光器1-1及各受光器1-2的位置，并使第一组边缘检测传感器和最后一组边缘检测传感器输出的检测值差值在设定范围(0.5mm)内，以此保证在正式检测时边缘检测传感器的设置位置与极片(侧边缘)平行。多组边缘检测传感器中，有一组边缘检测传感器设置于极片侧边缘的中点处，即设置于极片长度一半的位置处。检测时极片和边缘检测传感器之间无相对运动，通过各边缘检测传感器来检测不同位置处极片侧边缘的距离，检测结果发送给处理器，处理器根据得到的检测值进行计算，以确定极片的变形结果，计算公式如下：A＝MAX(|A2-A1|,|A3-A1|,…,|An-A1|,…,|AN-A1|)，式中的MAX表示取最大值，An表示第n组边缘检测传感器的检测值，n＝1,2,…,N，N为边缘检测传感器的数量。当计算结果A大于覆盖余量设定值(如1.5mm)时，则认为极片为蛇形片，不符合质量要求。覆盖余量设定值为经验值，电芯型号不同时，其取值也不同。优选的，处理器可与极片生产设备的控制器相连，实现实时在线检测反馈，当处理器根据检测值计算得到的结果大于覆盖余量设定值时，向控制器发送报警信号，控制器控制设备停机，工作人员可及时对设备状况进行检查，排除极片变形原因，提高产品良率。发生蛇形形变的极片表现为极片边缘在长度方向上发生凹凸变形，但极片的宽度不变，当极片有一侧边缘出现变形时，另一侧边缘也会发生相应变形，因此在本实施中只在极片一侧边缘设置与边缘检测传感器，就可以检测出极片是否为蛇形片，但在其他的实施例中，也可以在极片的两侧边缘都设置边缘检测传感器，对极片的两侧边缘同时进行检测。在固定杆2上分别设置可以滑动投光器1-1和/或受光器1-2的滑轨，可以调整多个边缘检测传感器之间的距离，满足不同长度极片的测量。

如图5所示，本实施例的极片形变检测装置还包括第二检测单元，第二检测单元用于对极片的厚度是否均一进行检测，即用于检测极片是否是波浪片。第二检测单元包括至少两个距离感应器3，距离感应器3设置于极片10的同一侧(极片的上方或极片的下方)。由于极片表面厚度的波动在极片边缘表现比较明显，在极片内侧(中间)表现不明显，即波浪形形变主要发生在极片的边缘，本实施例优选将距离感应器3分别靠近极片两侧边缘设置，距离感应器3用于检测极片表面的不平整度。更具体的，距离感应器3在极片表面上的投影和与其同侧的极片侧边缘间的距离小于等于5mm，距离感应器3与极片表面间的距离(设置高度)为5～8mm。

检测时，距离感应器3与极片10之间在极片的长度方向上存在相对运动，本实施例距离感应器3的位置固定不动，极片10沿自身的长度方向移动，移动过程中两个距离感应器3分别检测自身与极片10表面间的距离，根据距离检测值确定极片表面平整度波动值L(图6)，极片表面平整度波动值L＝Amax-Amin，Amax为两个距离感应器在检测过程中的最大检测值，Amin为两个距离感应器在检测过程中的最小检测值，如果极片表面平整度波动值L大于波动设定值(如2.0mm)，则认为该极片为波浪片，不符合质量要求。当距离传感器的数量多于2个时，将距离传感器沿长度方向间隔设置于极片的两侧。

本实用新型检测装置中的第一检测单元和第二检测单元可单独使用，分别用来检测极片是否存在蛇形形变或波浪形形变，也可以组合在一起使用，同时对极片是否是蛇形片及波浪片进行检测，保证极片质量。而且第一检测单元和第二检测单元将检测数据发送给处理器计算后，处理器可以对数据进行保存，实现生产数据的追溯，可以为生产质量问题的解决提供数据支持。同时将处理器与极片生产设备的控制器相连，处理器可以及时将检测不合格的信号发送给生产设备的控制器，使生产人员可以及时发现问题，并对问题进行纠正，以减少产品不良的情况发生，避免对后续工序带来影响，相比于人工抽检的方式，既减少了人力、物力，提高了效率，也提升产品良率，保证产品质量。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (10)

1.一种片材形变检测装置，其特征在于，包括：第一检测单元和/或第二检测单元；

所述第一检测单元包括至少3组间隔设置且位于同一直线上的边缘检测传感器，所述边缘检测传感器间的连线平行于片材的长度方向，第一组边缘检测传感器和最后一组边缘检测传感器之间的距离D满足：0.7L≤D≤L，式中的L为片材的长度；

所述第二检测单元包括至少两个距离感应器，所述距离感应器分别靠近片材的两侧边缘设置，且同位于片材的上方或下方。

2.如权利要求1所述的片材形变检测装置，其特征在于：检测时所述边缘检测传感器的位置与片材的一侧边缘对应。

3.如权利要求1所述的片材形变检测装置，其特征在于：所述第一检测单元中，有一组边缘检测传感器的设置于片材侧边缘的中点处。

4.如权利要求1所述的片材形变检测装置，其特征在于：所述边缘检测传感器为对射型边缘检测传感器，每一所述边缘检测传感器包括一投光器和一与所述投光器对应的受光器，片材位于所述投光器和所述受光器之间。

5.如权利要求4所述的片材形变检测装置，其特征在于：各组边缘检测传感器的投光器设置于一固定杆上，各组边缘检测传感器的受光器设置于另一固定杆上，所述固定杆水平设置，并沿片材的长度方向延伸。

6.如权利要求5所述的片材形变检测装置，其特征在于：所述固定杆上设有可以滑动所述边缘检测传感器的投光器和/或所述边缘检测传感器的受光器的滑轨。

7.如权利要求1所述的片材形变检测装置，其特征在于：所述距离感应器在片材表面上的投影和与其同侧的片材侧边缘间的距离小于等于5mm。

8.如权利要求1或5所述的片材形变检测装置，其特征在于：所述距离感应器与片材表面间的距离为5～8mm。

9.如权利要求1所述的片材形变检测装置，其特征在于：还包括与所述第一检测单元和/或所述第二检测单元相连的处理器，所述处理器用于接收所述第一检测单元和/或第二检测单元发送的检测数据，并根据检测数据判断片材是否发生形变。

10.如权利要求9所述的片材形变检测装置，其特征在于：所述处理器与片材生产设备的控制器相连。

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