一种电芯密封钉焊接质量检测装置的制作方法

1.本实用新型属于电芯检测技术领域，具体涉及一种电芯密封钉焊接质量检测装置。


背景技术：

2.作为新能源动力电池技术领域的主力军，锂电池技术不断升级更新，对于焊接后产品检测能力要求越来越苛刻。其中，密封钉焊接是实现电池内部与外界环境完全隔离的重要工序，而密封钉焊接时往往容易出现焊点炸焊、漏焊、针孔、偏焊的情况，造成动力电池性能大打折扣甚至报废。因此电芯密封钉焊接质量检测对于锂电池的品质提供了可靠保障。
3.现有技术中，利用以2d成像为主的相机在电芯密封钉上方进行平面取像，以检测电芯密封钉焊接质量，其中相机的拍摄高度相对固定。
4.现有技术中至少存在如下问题：长时间生产加工过程中，电芯高度无法保持一致，而相机的拍摄高度相对固定，会引起相机与电池密封钉顶部之间的距离发生较大变化，超出相机的景深误差范围，相机成像模糊，无法进行有效的检测。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例的目的是提供一种电芯密封钉焊接质量检测装置，能够解决现有技术中因生产加工过程中电芯高度无法保持一致，引起相机与电池密封钉之间的距离发生较大变化，超出相机的景深误差范围，相机成像模糊，无法进行有效检测的问题。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：
7.本实用新型提供一种电芯密封钉焊接质量检测装置，包括支架、伺服运动组件、运动控制器、相机及测距组件；所述伺服运动组件包括驱动件和传动机构，所述驱动件和所述支架固定连接，所述驱动件和所述传动机构的输入部固定连接，所述测距组件及所述相机分别与所述传动机构的输出部固定连接，其中，所述输入部和所述输出部活动连接，所述驱动件的动力通过所述输入部传递至所述输出部；所述测距组件与所述运动控制器电连接，所述测距组件用于测量所述电芯密封钉顶部的高度值，并将所述高度值传输至所述运动控制器；所述驱动件与所述运动控制器电连接，所述运动控制器用于驱动所述伺服运动组件带动所述测距组件及所述相机运动至所述电芯密封钉顶部上方位置，以及根据所述高度值驱动所述伺服运动组件调整所述相机的工作高度；所述相机用于对所述电芯密封钉顶部焊接情况进行拍照，以检测所述电芯密封钉焊接质量。
8.本实用新型所提供的电芯密封钉焊接质量检测装置，通过测距组件测量电芯密封钉顶部的高度值，并将高度值反馈至运动控制器，运动控制器驱动伺服运动组件调整相机工作高度，保证相机对于电芯密封钉顶部焊接情况取像的清晰度，使得电芯密封钉焊接质量检测结果更为准确。
附图说明
9.图1是本实用新型实施例提供的电芯密封钉焊接质量检测装置轴测图；
10.图2是本实用新型实施例中拖链与输出部连接结构示意图；
11.图3是本实用新型实施例中相机及测距组件结构示意图；
12.图4是本实用新型实施例中操作平台及传送组件结构示意图。
13.附图标记：
14.1-支架，2-伺服运动组件，21-驱动件，22-传动机构，221-第一伺服传动组件，222-第二伺服传动组件，223-第三伺服传动组件，2211-输入部，2212-第一伺服运动组件输出部，2221-第二伺服运动组件输入部，2222-第二伺服运动组件输出部，2231-第三伺服运动组件输入部，2232-输出部，31-安装板，32-安装板固定件，33-拖链，34-拖链固定板，35-拖链槽，41-相机，42-光源，5-测距组件，60-操作平台，61-转盘，62-托盘，601-焊接质量检测工位，63-转轴，7-传送组件。
具体实施方式
15.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
16.本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
17.电芯密封钉焊接质量检测技术中，通常使用以2d成像为主的相机41用于电芯密封钉顶部的平面取像，进而检测密封钉焊接质量。相机41在聚焦完成后，焦点前后的范围内所呈现的清晰图像的距离称为景深，其中，从焦点沿靠近相机41镜头方向能成清晰图像的距离称为前景深，从焦点沿远离相机41镜头能成清晰图像的距离称为后景深。换言之，只有电芯密封钉顶部和相机41之间的距离误差波动范围处于相机41的景深范围内，相机41才能够取得清晰的电芯密封钉顶部的平面图像，目前所采用的用于电芯密封钉焊接质量检测的相机41的景深范围在2mm内。
18.本实用新型实施例提供了一种电芯密封钉焊接质量检测装置，参照图1，所述电芯密封钉焊接质量检测装置包括支架1、伺服运动组件2、运动控制器、相机41及测距组件5；所述伺服运动组件2包括驱动件21和传动机构22，所述驱动件21和所述支架1固定连接，所述驱动件21和所述传动机构22的输入部2211固定连接，所述测距组件5及所述相机41分别与所述传动机构22的输出部2232固定连接，其中，所述输入部2211和所述输出部2232活动连接，所述驱动件21的动力通过所述输入部2211传递至所述输出部2232；所述测距组件5与所述运动控制器电连接，所述测距组件5用于测量所述电芯密封钉顶部的高度值，并将所述高度值传输至所述运动控制器；所述驱动件21与所述运动控制器电连接，所述运动控制器用
于驱动所述伺服运动组件2带动所述测距组件5及所述相机41运动至所述电芯密封钉顶部上方位置，以及根据所述高度值驱动所述伺服运动组件2调整所述相机41的工作高度；所述相机41用于对所述电芯密封钉顶部焊接情况进行拍照，以检测所述电芯密封钉焊接质量。
19.具体而言，图1示出了本实用新型实施例提供的电芯密封钉焊接质量检测装置轴测图，电芯密封钉焊接质量检测装置包括支架1、伺服运动组件2、运动控制器、相机41及测距组件5。其中，伺服运动组件2可沿图1所示的x轴、y轴及z轴三个正交方向中的任意一个方向运动，伺服运动组件2可采用的结构形式包括但不限于机械臂、关节式机器人或三轴传动组件，考虑到制造成本及操作便捷性，本实用新型实施例的伺服运动组件2为三轴传动组件，包括驱动件21及传动机构22，本实用新型实施例中的驱动件21采用400w伺服驱动电机，驱动件21和支架1固定连接，传动机构22包括第一伺服传动组件221、第二伺服传动组件222及第三伺服传动组件223。驱动件21和第一伺服传动组件221的输入部2211固定连接，输入部2211和第一伺服运动组件输出部2212通过丝杆机构活动连接，受驱动件21的驱动，使得第一伺服运动组件输出部2212相对于输入部2211沿图1中x轴正向或负向运动；第二伺服运动组件输入部2221和第一伺服运动组件输出部2212固定连接，第二伺服运动组件输入部2221和第二伺服运动组件输出部2222通过丝杆机构活动连接，受第二伺服传动组件222上的驱动件驱动，第二伺服运动组件输出部2222相对于第二伺服运动组件输入部2221沿图1中y轴正向或负向运动；第三伺服运动组件输入部2231和第二伺服运动组件输出部2222固定连接，第三伺服运动组件输入部2231和第三伺服运动组件输出部2232通过丝杆机构活动连接，受第三伺服传动组件223上的驱动件驱动，第三伺服运动组件223的输出部2232相对于第三伺服运动组件输入部2231沿图1中z轴正向或负向运动。测距组件5及相机41分别与传动机构22的输出部2232固定连接，其中，以2d成像为主的相机41用于对电芯密封钉顶部焊接情况进行拍照，进而检测电芯密封钉焊接质量，测距组件5用于测量电芯密封钉顶部的高度值。
20.具体而言，运动控制器位于电芯密封钉焊接质量检测装置外部电路控制系统上，与伺服运动组件2的驱动件21及测距组件5电连接，测距组件5将所测量的电芯密封钉顶部的高度数值反馈给运动控制器后，运动控制器计算高度偏差，结合相机41的景深范围误差，向伺服运动组件2的驱动件21输出高度补偿指令，即驱动伺服运动组件2调整相机41的工作高度，即根据电芯密封钉顶部的高度变化来调节相机41的工作高度，以获取到更为清晰的平面图像。运动控制器包括但不限于plc控制器，是一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，通过数字式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。
21.在一些实施例中，采用如下方法，对于电芯密封钉焊接质量进行检测：
22.步骤一、检测工作开始前，首先获取相机41的取像清晰，即相机41的焦距落在电芯密封钉顶部时的电芯高度值h0。
23.步骤二、运动控制器对于驱动件21发出运动指令，驱动第一伺服传动组件221、第二伺服传动组件222及第三伺服传动组件223同时动作，带动测距组件5运动至电芯密封钉顶部上方，测距组件5扫描并测量电芯密封钉顶部的实时高度值h1，并将所测量的数值发送给运动控制器。
24.步骤三、运动控制器根据电芯密封钉顶部的实时高度值h1，结合相机41的景深范围包括前景深范围δl1及后景深范围δl2，来决定是否向驱动件21发出高度补偿指令，具体
为，当h1＞h0时，计算δh＝h
1-h0，若δh≤δl1，则不需要发出高度补偿指令；若δh＞δl1，则需要对驱动件21发出高度补偿指令，驱动输出部2232相对于第三伺服运动组件输入部2231沿图1中z轴方向向上运动，即相机41镜头与电芯密封钉顶部之间的距离逐渐增加，直到相机41镜头距离电芯密封钉顶部的拍摄距离误差在相机41的景深范围内；当h1＜h0时，计算δh＝h
0-h1，若δh≤δl2，则不需要发出高度补偿指令，若δh＞δl2，则需要对驱动件21发出高度补偿指令，驱动输出部2232相对于第三伺服运动组件输入部2231沿图1中z轴方向向下运动，即相机41镜头与电芯密封钉顶部之间的距离逐渐减小，直到相机41镜头距离电芯密封钉顶部的拍摄距离误差在相机41的景深范围内；当h1＝h0时，则不需要发出高度补偿指令。
25.步骤四、运动控制器驱动第一伺服运动组件221及第二伺服运动组件222上的驱动件动作，使得第一伺服运动组件输出部2212相对于输入部2211沿图1中x轴方向运动，以及，第二伺服运动组件输出部2222相对于第二伺服运动组件输入部2221沿图1中y轴方向运动，即带动相机41在图1中xy平面方向上运动至电芯密封钉顶部的正上方，即可开始电芯密封钉顶部的平面取像工作。
26.步骤五、相机41对于电芯密封钉顶部进行平面取像，以检测电芯密封钉焊接质量。
27.采用本实用新型实施例所提供的电芯密封钉焊接质量检测装置，测距组件5实时测量电芯密封钉顶部高度值，运动控制器根据电芯密封钉实时高度值和相机41景深范围，给予伺服运动组件2的驱动件21高度补偿指令，驱动伺服运动组件2调整相机41工作高度，保证相机41镜头与电芯密封钉顶部的距离的误差值在相机41的景深范围内，即保证了相机41取像距离的一致性，排除了生产加工及传送过程中，电芯高度无法保持一致的因素。确保相机41平面取像的清晰度，电芯密封钉焊接质量检测结果更为准确。
28.可选地，参照图1及图3，所述电芯密封钉焊接质量检测装置还包括安装板31；所述相机41及所述测距组件5分别与所述安装板31固定连接，所述安装板31与所述输出部2232固定连接。
29.具体而言，图3示出了本实用新型实施例中相机41及测距组件5结构示意图，相机41及测距组件5均固定于安装板31之上，安装板31与第三伺服运动组件223的输出部2232固定连接。即通过安装板31将相机41及测距组件5与第三伺服运动组件223的输出部2232固定连接，扩大了相机41及测距组件5的固定面积，连接更为牢固。需要说明的是，图3仅对于相机41及测距组件5的结构进行示意，其安装位置需参照图1所示，即相机41及测距组件5分别固定于安装板31的两侧，减小装置体积，增强紧凑型。
30.可选地，参照图1，所述电芯密封钉焊接质量检测装置还包括安装板固定件32；所述安装板固定件32的一端与所述输出部2232固定连接，另一端与所述安装板31固定连接。
31.具体而言，如图1所示，安装板固定件32呈“l”型，其一端与输出部2232固定连接，另一端与安装板31固定连接。在保证连接可靠的基础上，减少了安装板31与输出部2232的固定面积，装置拆卸检修更为方便。
32.可选地，参照图1及图2，所述电芯密封钉焊接质量检测装置还包括拖链33、拖链固定板34及拖链槽35；所述拖链33的一端与所述拖链固定板34固定连接，所述拖链固定板34与所述输出部2232固定连接，所述拖链33的另一端与所述支架1固定连接，所述拖链33嵌于所述拖链槽35内随所述输出部2232的运动蜷缩或舒展，所述拖链33用于容纳所述相机41及
所述测距组件5的电气线路。
33.具体而言，图2示出了本实用新型实施例中拖链33与输出部2232连接结构示意图，结合图1所示，拖链33通过拖链固定板34与输出部2232固定连接，拖链33用于容纳相机41及测距组件5的电气线路，由于相机41及测距组件5与第三伺服运动组件223的输出部2232固定连接，当输出部2232相对于第三伺服运动组件输入部2231沿图1及图2中z轴正向或负向运动时，拖链33嵌于拖链槽35内随输出部2232的运动蜷缩或舒展，使得拖链33伴随着相机41及测距组件5同步运动，相机41及测距组件5上的电气线路不至于因为运动而被拉扯断裂。
34.可选地，参照图3，所述电芯密封钉焊接质量检测装置还包括光源42；所述光源42与所述安装板31固定连接，所述光源42设置于所述相机41镜头的前方，所述光源42用于向位于所述相机41镜头的前方的电芯密封钉补光。
35.具体而言，如图3所示，沿z轴负方向，即相机41镜头的前方设置光源42，光源42中心朝向相机41镜头，为相机41的平面成像打光，消除成像阴影，有利于形成更为清晰的电芯密封钉平面图像，光源42所采用的形式包括但不限于点光源、环形光源或条形光源。
36.可选地，参照图3，所述光源42呈圆环形，沿所述相机41镜头的光轴方向，所述相机41镜头的投影落于所述光源42的内部。
37.具体而言，如图3所示，本实用新型实施例的光源42为环形光源，沿相机41镜头的光轴方向，相机41镜头的投影落于光源42的内部，可以突出显示电芯密封钉顶部边缘和高度的变化，利于相机41取得清晰完整的平面图像。
38.可选地，所述测距组件5为3d相机或三维测距传感器。
39.具体而言，测距组件5为3d相机或三维测距传感器，考虑到使用成本及操作便捷性，本实用新型实施例的测距组件5采用3d相机，其兼具立体成像及距离测量的功能，广泛用于电芯视觉检测技术领域中。
40.可选地，参照图4，所述电芯密封钉焊接质量检测装置还包括操作平台60、转盘61及多个托盘62；所述操作平台60与所述支架1相邻设置，且所述操作平台60位于所述相机41及所述测距组件5运动区域的下方；所述转盘61与所述操作平台60转动连接；多个所述托盘62连接于所述转盘61上靠近外周处，所述托盘62用于承载所述电芯。
41.具体而言，图4示出了本实用新型实施例中操作平台60及传送组件7结构示意图。操作平台60与支架1相邻设置，且位于相机41及测距组件5运动区域的下方，转盘62通过转轴63与操作平台60表面转动连接，多个托盘62连接于转盘61上靠近外周处，托盘62用于承载电芯，通过转盘62的转动，带动电芯至操作平台60的不同位置处，进行加工、检测或装配操作。
42.可选地，参照图4，所述操作平台60上设置有焊接质量检测工位601；所述焊接质量检测工位601位于所述转盘61外侧；所述焊接质量检测工位601用于放置需要进行密封钉焊接质量检测的电芯。
43.具体而言，如图4所示，转盘61上靠近外周处设置有多个操作工位，分别用于放置需要加工、检测或装配操作的电芯，其中包括焊接质量检测工位601，用于放置需进行密封钉焊接质量检测的电芯。转盘61带动承载电芯的托盘62运动至靠近焊接质量检测工位601处，操作人员通过机械手或人工操作，将电芯从托盘62上取出，放置于质量检测工位601处，
即可开始前述实施例所述的电芯密封钉焊接质量检测工作。
44.可选地，参照图4，所述电芯密封钉焊接质量检测装置还包括传送组件7；所述传送组件7与所述操作平台60的一侧连接；所述传送组件7用于向所述操作平台60上传输待检测的电芯，和/或，所述传送组件7用于将完成检测的电芯从所述操作平台60上输出。
45.具体而言，如图4所示，传送组件7与操作平台60的一侧连接，传送组件7沿图4中箭头方向运动，带动电芯至操作平台60，操作人员将电芯装入托盘62中，转盘61顺时针转动，最终带动电芯来到靠近焊接质量检测工位601处，待电芯密封钉焊接质量检测工作结束后，传送组件7带动电芯离开操作平台60。传送组件7可采用传送带或传送链条的结构，其中，传送带形式承载力强，运行高效平稳，使用更为广泛。
46.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
47.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实用新型的保护之内。

技术特征：
1.一种电芯密封钉焊接质量检测装置，其特征在于，包括支架(1)、伺服运动组件(2)、运动控制器、相机(41)及测距组件(5)；所述伺服运动组件(2)包括驱动件(21)和传动机构(22)，所述驱动件(21)和所述支架(1)固定连接，所述驱动件(21)和所述传动机构(22)的输入部(2211)固定连接，所述测距组件(5)及所述相机(41)分别与所述传动机构(22)的输出部(2232)固定连接，其中，所述输入部(2211)和所述输出部(2232)活动连接，所述驱动件(21)的动力通过所述输入部(2211)传递至所述输出部(2232)；所述测距组件(5)与所述运动控制器电连接，所述测距组件(5)用于测量所述电芯密封钉顶部的高度值，并将所述高度值传输至所述运动控制器；所述驱动件(21)与所述运动控制器电连接，所述运动控制器用于驱动所述伺服运动组件(2)带动所述测距组件(5)及所述相机(41)运动至所述电芯密封钉顶部上方位置，以及根据所述高度值驱动所述伺服运动组件(2)调整所述相机(41)的工作高度；所述相机(41)用于对所述电芯密封钉顶部焊接情况进行拍照，以检测所述电芯密封钉焊接质量。2.根据权利要求1所述的电芯密封钉焊接质量检测装置，其特征在于，所述电芯密封钉焊接质量检测装置还包括安装板(31)；所述相机(41)及所述测距组件(5)分别与所述安装板(31)固定连接，所述安装板(31)与所述输出部(2232)固定连接。3.根据权利要求2所述的电芯密封钉焊接质量检测装置，其特征在于，所述电芯密封钉焊接质量检测装置还包括安装板固定件(32)；所述安装板固定件(32)的一端与所述输出部(2232)固定连接，另一端与所述安装板(31)固定连接。4.根据权利要求1所述的电芯密封钉焊接质量检测装置，其特征在于，所述电芯密封钉焊接质量检测装置还包括拖链(33)、拖链固定板(34)及拖链槽(35)；所述拖链(33)的一端与所述拖链固定板(34)固定连接，所述拖链固定板(34)与所述输出部(2232)固定连接，所述拖链(33)的另一端与所述支架(1)固定连接，所述拖链(33)嵌于所述拖链槽(35)内随所述输出部(2232)的运动蜷缩或舒展，所述拖链(33)用于容纳所述相机(41)及所述测距组件(5)的电气线路。5.根据权利要求2所述的电芯密封钉焊接质量检测装置，其特征在于，所述电芯密封钉焊接质量检测装置还包括光源(42)；所述光源(42)与所述安装板(31)固定连接，所述光源(42)设置于所述相机(41)镜头的前方，所述光源(42)用于向位于所述相机(41)镜头的前方的电芯密封钉补光。6.根据权利要求5所述的电芯密封钉焊接质量检测装置，其特征在于，所述光源(42)呈圆环形，沿所述相机(41)镜头的光轴方向，所述相机(41)镜头的投影落于所述光源(42)的内部。7.根据权利要求1所述的电芯密封钉焊接质量检测装置，其特征在于，所述测距组件(5)为3d相机或三维测距传感器。8.根据权利要求1所述的电芯密封钉焊接质量检测装置，其特征在于，所述电芯密封钉焊接质量检测装置还包括操作平台(60)、转盘(61)及多个托盘(62)；
所述操作平台(60)与所述支架(1)相邻设置，且所述操作平台(60)位于所述相机(41)及所述测距组件(5)运动区域的下方；所述转盘(61)与所述操作平台(60)转动连接；多个所述托盘(62)连接于所述转盘(61)上靠近外周处，所述托盘(62)用于承载所述电芯。9.根据权利要求8所述的电芯密封钉焊接质量检测装置，其特征在于，所述操作平台(60)上设置有焊接质量检测工位(601)；所述焊接质量检测工位(601)位于所述转盘(61)外侧；所述焊接质量检测工位(601)用于放置需要进行密封钉焊接质量检测的电芯。10.根据权利要求8所述的电芯密封钉焊接质量检测装置，其特征在于，所述电芯密封钉焊接质量检测装置还包括传送组件(7)；所述传送组件(7)与所述操作平台(60)的一侧连接；所述传送组件(7)用于向所述操作平台(60)上传输待检测的电芯，和/或，所述传送组件(7)用于将完成检测的电芯从所述操作平台(60)上输出。

技术总结
本实用新型公开了一种电芯密封钉焊接质量检测装置，属于电芯检测技术领域。包括支架、伺服运动组件、运动控制器、相机及测距组件；伺服运动组件的驱动件与支架固定连接，测距组件和相机分别与伺服运动组件传动机构的输出部固定连接，测距组件用于测量电芯密封钉顶部的高度值，并将高度值传输至运动控制器；驱动件与运动控制器电连接，运动控制器用于根据高度值驱动伺服运动组件调整相机的工作高度；相机用于对电芯密封钉顶部焊接情况进行拍照，以检测电芯密封钉焊接质量。通过测距组件、运动控制器及伺服运动组件对于相机工作高度的调节，保证相机对于电芯密封钉顶部焊接情况取像的清晰度，使得电芯密封钉焊接质量检测结果更为准确。准确。准确。


技术研发人员：许剑锋 彭煜辉
受保护的技术使用者：欣旺达动力科技股份有限公司
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/9/20