一种锂离子电池隔膜外观缺陷快速检测装置及方法与流程

本发明涉及锂离子电池隔膜检测，具体为一种锂离子电池隔膜外观缺陷快速检测装置及方法。

背景技术：

1、锂离子电池隔膜行业在国家标准中没有量化的隔膜外观指标和检测方法，但这一指标在实际市场交易中又有着举足轻重的影响，成品市场电池隔膜由于厚度均匀性难以满足要求，在全自动电芯卷绕线上效率和良率无法兼顾，于是国内选择了大单体电池技术路线以弥补生产效率低的短板，大单体电池的缺点是一旦出现热失控，其爆燃的剧烈程度留给驾乘人员逃生窗口时间很短，其安全性要远低于小单体集成电池组，因此对隔膜进行检测就可以避免或降低不合格产品流向客户造成的安全隐患，对锂离子电池产业链上关键材料的质量把控起到决定性作用；

2、锂离子电池隔膜检测技术是一种对成品膜卷进行外观质量检测的技术；成品膜卷是隔膜在数千层卷绕后形成的，现有条件下外观质量检测是由人工将隔膜从膜卷上拉出，在膜卷上取1米长式样放置在带有标尺的平板玻璃台面上将式样铺平后看膜带边与玻璃平板上的标准直线的吻合度，读数为弯曲隔膜的中点与割线的距离，对一卷膜上直径超出两组极值以上的膜卷只能通过目测来做定性判断，质量优劣程度的断定因人而异，且该过程耗时费力，可靠性低，对超薄产品也无法排除检验人员手上的力度大小造成的差异，主观性强，因为是人工检测，所以检测过程多为抽检且效率过低，无法达到全检，品控成本过高，且因为无法实现全检可能会导致不合格产品流向客户造成安全隐患，因此设计一种锂离子电池隔膜外观缺陷快速检测装置及方法是很有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种锂离子电池隔膜外观缺陷快速检测装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锂离子电池隔膜外观缺陷快速检测装置，包括测量组件、膜卷、v型台和门架，所述门架上固定连接有测量组件上的外壳，所述测量组件由外壳、第一直线轴承和测头卡爪组成，第一直线轴承固定连接在外壳的内壁上，且第一直线轴承上滑动连接有测头卡爪，测头卡爪的一侧开设有齿槽，且测头卡爪的测量端紧贴在膜卷上，膜卷紧贴在v型台上，v型台固定连接在测试台上，测试台固定连接在底板上，底板上固定连接有机台主体，机台主体的一侧固定连接有轮转台，轮转台的顶部转动连接有转盘，转盘由轮转台内部的电机带动旋转，转盘上均匀设有定位柱，机台主体的顶部一侧设置有测量机构，测量机构由机台主体内部的电缸带动上下往复移动。

3、作为本发明的进一步技术方案，所述外壳的内部固定连接有电缸本体，电缸本体上套接有主动齿轮，主动齿轮啮合在测头卡爪一侧开设的齿槽上。

4、作为本发明的进一步技术方案，所述电缸本体电性连接有压力传感器，压力传感器的感应端固定连接在测头卡爪的测量端上，。

5、作为本发明的进一步技术方案，所述测试台上对称设置有滑轨，滑轨开设的凹槽中配合连接有丝杠，丝杠的一端配合连接在伺服电机本体的输出端上，且丝杠上套接有第二直线轴承，第二直线轴承上固定连接有门架。

6、作为本发明的进一步技术方案，所述测试台的一侧固定连接有操作台，操作台上设有显示屏，且操作台一侧设有打印出口。

7、一种锂离子电池隔膜外观缺陷快速检测的方法，包括以下步骤：步骤一，隔膜放置；步骤二，数据收集；步骤三，数据分析；

8、其中上述步骤一中，首先将膜卷放置在v型台上，通过v型台顶部的槽口对膜卷进行支撑；

9、其中上述步骤二中，通过测试台调控电缸本体和伺服电机本体运行来调节测头卡爪的位置，进而使测头卡爪的测量端贴合在膜卷上进行测量，然后测试台将测量数据传输到电脑进行收集和储存；

10、其中上述步骤三中，通过设置在电脑中的数学模型所建立的逻辑关系进行数据分析，数据分析的结果同步反馈到显示屏。

11、作为本发明的进一步技术方案，所述步骤二中，电缸本体和伺服电机本体调节测头卡爪位置的详细过程为：由伺服电机本体输出端旋转带动丝杠旋转，丝杠旋转带动第二直线轴承移动，第二直线轴承移动带动门架移动，进而带动测量组件移动，测量组件移动到位后，通过电缸本体带动主动齿轮旋转，进而带动测头卡爪移动。

12、作为本发明的进一步技术方案，所述步骤三中，测试模型进行数据分析的过程包括勾股定理计算、正弦定理计算和最终计算三个部分，其中勾股定理计算的数学关系式为：

13、

14、其中，r为弧半径，h为弦弧间间距，l为公称边长。

15、作为本发明的进一步技术方案，所述测试模型进行数据分析过程中正玄定理计算使用的数学关系式为：

16、

17、δd＝d-d′

18、δs＝πδd

19、l＝πdn

20、

21、其中，r为弧半径，h为弦弧间间距，l为公称边长，d为膜卷卷芯大直径，d′为膜卷卷芯小直径，△d为直径差，△s为弧长差，n为膜卷层数，θ为圆心角。

22、作为本发明的进一步技术方案，所述测试模型进行数据分析过程中的最终计算以勾股定理计算和正弦定理计算的公式为基础进行合并，最终可得算式：

23、

24、

25、其中，l为公称边长，h为弦弧间间距，θ为圆心角，δl为长度差，d为膜卷大直径，δd为直径差、b为膜卷宽度；根据该数学模型计算出不同宽度、长度、厚度及每米弧度弓高相对应的膜卷的外形尺寸公差范围。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：该一种锂离子电池隔膜外观缺陷快速检测装置及方法，由伺服电机本体带动第二直线轴承移动，第二直线轴承移动带动门架移动，进而带动测量组件移动，测量组件移动到位后，通过电缸本体带动主动齿轮旋转，进而带动测头卡爪移动，进而使测头卡爪的测量端贴合在膜卷上，由设置在测头卡爪上的压力传感器感应端反馈控制测头卡爪和膜卷间的接触压力，进而对膜卷进行测量，测头卡爪完成一次测量后卡爪上行离开被测膜卷，门架带动测头卡爪移动一端固定距离后重复测出第二个直径数值，以此类推，完成接触式检测，膜卷套接在定位柱上固定，通过电机带动转盘旋转，使膜卷转动到测量机构处，测量机构侧头处的两对led激光发射头和激光接收器对膜卷进行测量，通过机台主体内的电缸带动测量机构上下往复移动，进而完成无接触式测量，当前膜卷检测结束后转盘旋转，继续对下一个膜卷进行测量，连续重复已达到高效检测逐个过检的目的，被测点数据输入到计算机中有excel软件形成图表并自动计算出每个测点之间的差值结合测点之间的距离算出斜率再与标准上限进行比对有无超差确定合格与否，使一卷上出现两对以上极值而无法测量弧度只能靠肉眼目测判断的膜卷得到精确量化，提高了质量检测准确性和可靠性，效率大幅提升的同时也降低了品控成本和人工成本，并且使原本的抽检变为全检模式，大大减少了不合格产品的流向客户。

1.一种锂离子电池隔膜外观缺陷快速检测装置，包括测量组件(5)、膜卷(8)、v型台(9)和门架(15)，其特征在于：所述门架(15)上固定连接有测量组件(5)上的外壳(51)，所述测量组件(5)由外壳(51)、第一直线轴承(52)和测头卡爪(53)组成，第一直线轴承(52)固定连接在外壳(51)的内壁上，且第一直线轴承(52)上滑动连接有测头卡爪(53)，测头卡爪(53)的一侧开设有齿槽，且测头卡爪(53)的测量端紧贴在膜卷(8)上，膜卷(8)紧贴在v型台(9)上，v型台(9)固定连接在测试台(1)上，测试台(1)固定连接在底板(99)上，底板(99)上固定连接有机台主体(100)，机台主体(100)的一侧固定连接有轮转台(101)，轮转台(101)的顶部转动连接有转盘(102)，转盘(102)由轮转台(101)内部的电机带动旋转，转盘(102)上均匀设有定位柱(103)，机台主体(100)的顶部一侧设置有测量机构，测量机构的侧头设置有激光接收器(104)和led激光发射头(105)，且测量机构由机台主体(100)内部的电缸带动上下往复移动。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜外观缺陷快速检测装置，其特征在于：所述外壳(51)的内部固定连接有电缸本体(17)，电缸本体(17)上套接有主动齿轮(18)，主动齿轮(18)啮合在测头卡爪(53)一侧开设的齿槽上。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜外观缺陷快速检测装置，其特征在于：所述电缸本体(17)电性连接有压力传感器(19)，压力传感器(19)的感应端固定连接在测头卡爪(53)的测量端上。

4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池隔膜外观缺陷快速检测装置，其特征在于：所述测试台(1)上对称设置有滑轨(13)，滑轨(13)开设的凹槽中配合连接有丝杠(11)，丝杠(11)的一端配合连接在伺服电机本体(14)的输出端上，且丝杠(11)上套接有第二直线轴承(10)，第二直线轴承(10)上固定连接有门架(15)。

5.根据权利要求3所述的一种锂离子电池隔膜外观缺陷快速检测装置，其特征在于：所述测试台(1)的一侧固定连接有操作台(2)，操作台(2)上设有显示屏(3)，且操作台(2)一侧设有打印出口(4)。

6.一种锂离子电池隔膜外观缺陷快速检测的方法，包括以下步骤：步骤一，隔膜放置；步骤二，数据收集；步骤三，数据分析；其特征在于：

7.根据权利要求6所述的一种锂离子电池隔膜外观缺陷快速检测的方法，其特征在于：所述步骤二中，电缸本体(17)和伺服电机本体(14)调节测头卡爪(53)位置的详细过程为：由伺服电机本体(14)输出端旋转带动丝杠(11)旋转，丝杠(11)旋转带动第二直线轴承(10)移动，第二直线轴承(10)移动带动门架(15)移动，进而带动测量组件(5)移动，测量组件(5)移动到位后，通过电缸本体(17)带动主动齿轮(18)旋转，进而带动测头卡爪(53)移动。

8.根据权利要求6所述的一种锂离子电池隔膜外观缺陷快速检测的方法，其特征在于：所述步骤三中，测试模型进行数据分析的过程包括勾股定理计算、正弦定理计算和最终计算三个部分，其中勾股定理计算的数学关系式为：

9.根据权利要求8所述的一种锂离子电池隔膜外观缺陷快速检测的方法，其特征在于：所述测试模型进行数据分析过程中正弦定理计算使用的数学关系式为：

10.根据权利要求8所述的一种锂离子电池隔膜外观缺陷快速检测的方法，其特征在于：所述测试模型进行数据分析过程中的最终计算以勾股定理计算和正弦定理计算的公式为基础进行合并，最终可得算式：