圓柱形鋰電池的自動檢測技術研究

楊宏帥　王秋紅

摘 要：本文設計開發了一種鋰電池外觀檢測、尺寸檢測、掃碼與性能檢測系統的機械結構。鋰電池外觀檢測采用了機械視覺與機械結構相結合的方法，可對鋰電池的外觀、條形碼等性能進行檢測，而鋰電池的電性能檢測則采用氣動方式與機械結構相結合的方法實現。兩種檢測技術可準確地檢測出鋰電池各個參數，此檢測系統適合生產線的批量化檢測需要。

關鍵詞：圓柱形鋰電池 自動檢測 外觀 性能

中圖分類號：TM912 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（a）-0093-02

隨著新能源、電子等行業的不斷發展，鋰電池的使用越來越廣泛，據有關數據顯示，2015年國內的鋰電池收入達到2030億元，其生產量也有很大的提升。由于鋰電池具有放電性能高、工作壽命長、綠色環保等優點，其廣泛應用于航天、電動汽車等領域，鋰電池的外觀尺寸與性能檢測關乎整個生產線的正常運轉。

目前國內鋰電池廠家對鋰電池的檢測方法主要依靠人工和單一的檢測設備完成，這種傳統的檢測方法存在一些缺陷。工人在檢測過程中會由于本身很多原因造成檢測過程中的漏檢、錯檢等，這使出廠的電池質量難以保證，出現用工成本的增加、原始生產效率低等實際問題，針對上述問題，鋰電池產線的自動化檢測技術應運而生。

1 自動檢測過程

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

圓柱形鋰電池自動檢測參數的要求：一是外觀檢測。檢測鋰電池的外圓柱表面是否有破損及外觀缺陷，當發現不合格的電池時要通過提料裝置將其剔除。二是尺寸檢測。檢測電池的高度和直徑，檢測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據信息存入到軟件系統中。四是電性能檢測。檢測鋰電池的電壓和電阻，當檢測不合格時將其剔除。

圓柱形鋰電池檢測流程與外觀掃碼檢測二維圖分別如圖1、圖2所示。

1.1 鋰電池外觀、掃碼檢測技術

本檢測技術主要利用視覺檢測技術與機械結構相結合。如圖2所示是外觀掃碼檢測二維圖。

技術實現過程：鋰電池傳送到指定位置后，首先由氣缸將整個摩擦輪機構頂升到合適的距離，兩側的導向軸具有導向作用，使結構更加穩定。電機提供動力源，帶動同步輪旋轉，皮帶帶動摩擦輪旋轉360°，通過兩者之間的摩擦作用，進而實現鋰電池的旋轉運動。頂升氣缸與兩側的光源配合視覺相機來檢測。檢測完成后氣缸恢復到原來的位置，電池落到傳送帶上到下一個工位。

相機工作時，PLC給CCD相機一個信號，CCD相機對電池進行開始采集圖像。同時頂起機構通過電機旋轉兩個鋰電池；所述相機在鋰電池旋轉過程中連續采集圖像并將采集到的圖像發送給一個上位機；所述上位機通過圖像處理軟件檢測鋰電池的破損情況和條形碼信息等。

1.2 鋰電池電性能檢測技術

如圖3是鋰電池的電性能檢測機構，鋰電池電性能檢測包括電阻檢測和電壓檢測。檢測時，利用專業的檢測儀器和氣動裝置相結合，通過接觸電池的兩端的極耳來完成檢測。鋰電池通過傳送帶傳送到指定位置，氣缸將帶動兩側的夾具動作，夾具上安裝有非標設計的金屬探針，當鋰電池到達檢測區域后，夾具在氣缸的驅動下夾緊電池兩端的極耳，另一側連接電阻與電壓檢測儀器，準確地檢測出數值。檢測完成后，夾具松開恢復原位，依次進行下次檢測。

2 結語

本文針對圓柱型鋰電池的檢測需求，利用自動化裝置完成了圓柱型鋰電池的自動化檢測，其解決了鋰電池行業中普遍存在檢測效率低，檢測質量差的問題，大大提高了生產效率與鋰電池在使用中的安全性能。自動化檢測設備的設計具有重大意義。

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