圓柱形鋰電池的自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)研究

楊宏帥　王秋紅

摘 要：本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種鋰電池外觀檢測(cè)、尺寸檢測(cè)、掃碼與性能檢測(cè)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。鋰電池外觀檢測(cè)采用了機(jī)械視覺(jué)與機(jī)械結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方法，可對(duì)鋰電池的外觀、條形碼等性能進(jìn)行檢測(cè)，而鋰電池的電性能檢測(cè)則采用氣動(dòng)方式與機(jī)械結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)。兩種檢測(cè)技術(shù)可準(zhǔn)確地檢測(cè)出鋰電池各個(gè)參數(shù)，此檢測(cè)系統(tǒng)適合生產(chǎn)線的批量化檢測(cè)需要。

關(guān)鍵詞：圓柱形鋰電池 自動(dòng)檢測(cè) 外觀 性能

中圖分類號(hào)：TM912 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）08（a）-0093-02

隨著新能源、電子等行業(yè)的不斷發(fā)展，鋰電池的使用越來(lái)越廣泛，據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2015年國(guó)內(nèi)的鋰電池收入達(dá)到2030億元，其生產(chǎn)量也有很大的提升。由于鋰電池具有放電性能高、工作壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，其廣泛應(yīng)用于航天、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域，鋰電池的外觀尺寸與性能檢測(cè)關(guān)乎整個(gè)生產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

目前國(guó)內(nèi)鋰電池廠家對(duì)鋰電池的檢測(cè)方法主要依靠人工和單一的檢測(cè)設(shè)備完成，這種傳統(tǒng)的檢測(cè)方法存在一些缺陷。工人在檢測(cè)過(guò)程中會(huì)由于本身很多原因造成檢測(cè)過(guò)程中的漏檢、錯(cuò)檢等，這使出廠的電池質(zhì)量難以保證，出現(xiàn)用工成本的增加、原始生產(chǎn)效率低等實(shí)際問(wèn)題，針對(duì)上述問(wèn)題，鋰電池產(chǎn)線的自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

1 自動(dòng)檢測(cè)過(guò)程

圓柱形鋰電池檢測(cè)分為兩部分，一部分是鋰電池外觀檢測(cè)、掃碼、尺寸檢測(cè)；另一部分是鋰電池的電性能檢測(cè)。

圓柱形鋰電池自動(dòng)檢測(cè)參數(shù)的要求：一是外觀檢測(cè)。檢測(cè)鋰電池的外圓柱表面是否有破損及外觀缺陷，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不合格的電池時(shí)要通過(guò)提料裝置將其剔除。二是尺寸檢測(cè)。檢測(cè)電池的高度和直徑，檢測(cè)不合格的鋰電池需要剔除。三是掃碼。掃描鋰電池表面條形碼并將數(shù)據(jù)信息存入到軟件系統(tǒng)中。四是電性能檢測(cè)。檢測(cè)鋰電池的電壓和電阻，當(dāng)檢測(cè)不合格時(shí)將其剔除。

圓柱形鋰電池檢測(cè)流程與外觀掃碼檢測(cè)二維圖分別如圖1、圖2所示。

1.1 鋰電池外觀、掃碼檢測(cè)技術(shù)

本檢測(cè)技術(shù)主要利用視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)與機(jī)械結(jié)構(gòu)相結(jié)合。如圖2所示是外觀掃碼檢測(cè)二維圖。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程：鋰電池傳送到指定位置后，首先由氣缸將整個(gè)摩擦輪機(jī)構(gòu)頂升到合適的距離，兩側(cè)的導(dǎo)向軸具有導(dǎo)向作用，使結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。電機(jī)提供動(dòng)力源，帶動(dòng)同步輪旋轉(zhuǎn)，皮帶帶動(dòng)摩擦輪旋轉(zhuǎn)360°，通過(guò)兩者之間的摩擦作用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋰電池的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。頂升氣缸與兩側(cè)的光源配合視覺(jué)相機(jī)來(lái)檢測(cè)。檢測(cè)完成后氣缸恢復(fù)到原來(lái)的位置，電池落到傳送帶上到下一個(gè)工位。

相機(jī)工作時(shí)，PLC給CCD相機(jī)一個(gè)信號(hào)，CCD相機(jī)對(duì)電池進(jìn)行開(kāi)始采集圖像。同時(shí)頂起機(jī)構(gòu)通過(guò)電機(jī)旋轉(zhuǎn)兩個(gè)鋰電池；所述相機(jī)在鋰電池旋轉(zhuǎn)過(guò)程中連續(xù)采集圖像并將采集到的圖像發(fā)送給一個(gè)上位機(jī)；所述上位機(jī)通過(guò)圖像處理軟件檢測(cè)鋰電池的破損情況和條形碼信息等。

1.2 鋰電池電性能檢測(cè)技術(shù)

如圖3是鋰電池的電性能檢測(cè)機(jī)構(gòu)，鋰電池電性能檢測(cè)包括電阻檢測(cè)和電壓檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)，利用專業(yè)的檢測(cè)儀器和氣動(dòng)裝置相結(jié)合，通過(guò)接觸電池的兩端的極耳來(lái)完成檢測(cè)。鋰電池通過(guò)傳送帶傳送到指定位置，氣缸將帶動(dòng)兩側(cè)的夾具動(dòng)作，夾具上安裝有非標(biāo)設(shè)計(jì)的金屬探針，當(dāng)鋰電池到達(dá)檢測(cè)區(qū)域后，夾具在氣缸的驅(qū)動(dòng)下夾緊電池兩端的極耳，另一側(cè)連接電阻與電壓檢測(cè)儀器，準(zhǔn)確地檢測(cè)出數(shù)值。檢測(cè)完成后，夾具松開(kāi)恢復(fù)原位，依次進(jìn)行下次檢測(cè)。

2 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)圓柱型鋰電池的檢測(cè)需求，利用自動(dòng)化裝置完成了圓柱型鋰電池的自動(dòng)化檢測(cè)，其解決了鋰電池行業(yè)中普遍存在檢測(cè)效率低，檢測(cè)質(zhì)量差的問(wèn)題，大大提高了生產(chǎn)效率與鋰電池在使用中的安全性能。自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)具有重大意義。

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