卷绕机抓取机械手及其电芯筛选方法技术

本发明专利技术公开了一种卷绕机抓取机械手，包括用于转移电芯的抓取机械手，其中，抓取机械手上下两端设有相同数量等间距排布的激光检测装置，抓取机械手中间未设置激光检测装置的间距小于电池钢壳内径与电芯最大入壳率的乘积；还包括对激光检测装置的接收信号进行编码的数字芯片，接收数字芯片处理后的编码信号并进行检测和判断的单片机控制器，以及与单片机控制器电连接的检测灯。本发明专利技术在卷绕机的全自动抓取机械手上加上激光，利用数字芯片和单片机程序控制将光电信号转换成数字信号对其直径进行检测，可精确挑出卷绕过大的电芯，确保进入下一道工序的电芯全都可以入壳，既可以减少资源浪费又可以提高工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池
，更具体地说，本专利技术涉及一种卷绕机抓取机械手及其电芯筛选方法。
技术介绍
由于人类过度开发和利用非可再生资源导致石油、天然气以及煤炭的存储量是日益减少，进而导致这些非可再生资源的价格与日俱增。同时，随着社会经济以及全球人口的不断增长，环境问题也成为人类一大生存难题。因此，具有既能可持续发展又对坏境友好的“绿色能源”——电化学能源尤其备受关注。在诸多“绿色能源”中，锂离子电池因为循环寿命长、能量密度高以及安全环保等优点最受电动交通工具的亲睐。而圆柱锂离子电池因具有自动化程度高、工艺成熟、一致性好等特点使其在电动汽车上得到了很好的应用。圆柱型锂离子电池相对而言，虽然其自动化生产程度比较高，然而在自动化生产过程中的每个工序都有一个允许的误差范围，当所有工序的误差累加在一起时就可能会造成一些资源浪费。比如，在电芯制造过程中，涂布的误差、对辊的误差以及卷绕的误差累计一起就可能会造成部分卷绕的电芯卷绕过大以致难以入壳并且不能及时发现，只能在装配过程中才能挑出。而此过程中又会因时效的耽搁和装配工序的误差可能会造成更多的人力、物力资源浪费。现有锂电池生产工艺中卷绕机抓取机械手只具备转移电芯的作用，不具备筛选的功能，卷绕好的电芯进入装配车间，若电芯卷绕过大，只有在入壳时才能被发现；这期间造成的资源浪费有：因时效过长卷好的电芯有反弹现象导致需裁剪长度增加；因无法直观判断而强行入壳导致极片外露，可能会造成电芯短路；无法对卷绕过大的电芯作出直观的判断，以致发生转移、加工、再返工的情况，对人力造成了浪费，影响工作效率。有鉴于此，确有必要提供一种工作效率高、节约资源的卷绕机抓取机械手及其电芯筛选方法。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：提供一种工作效率高、节约资源的卷绕机抓取机械手及其电芯筛选方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种卷绕机抓取机械手，包括用于转移电芯的抓取机械手，其中，所述抓取机械手上下两端设有相同数量等间距排布的激光检测装置，所述抓取机械手中间未设置激光检测装置的间距小于电池钢壳内径与电芯最大入壳率的乘积，还包括对激光检测装置的接收信号进行编码的数字芯片，接收数字芯片处理后的编码信号并进行检测和判断的单片机控制器，以及与单片机控制器电连接的检测灯。作为本专利技术卷绕机抓取机械手的一种改进，所述激光检测装置包括激光发射装置和激光接收装置。作为本专利技术卷绕机抓取机械手的一种改进，所述激光发射装置发出的激光束被挡住时，激光接收装置的接收信号为低电平L，否则接收信号为高电平H。作为本专利技术卷绕机抓取机械手的一种改进，所述激光束相邻间的间距为0.05mm。作为本专利技术卷绕机抓取机械手的一种改进，所述抓取机械手上端和下端分别安装有24个激光检测装置，毎8个分为一组，数字芯片对每组中的8路接收信号进行编码，并输出4位信号值。一种利用本申请所述卷绕机抓取机械手的电芯筛选方法，其包括以下步骤：1)将抓取机械手上的激光检测装置从上端至下端分为六组，每组八个，上端为P0.0-P0.3，P0.4-P0.7，P1.0-P1.3三组，下端为P2.4-P2.7，P2.0-P2.3，P1.4-P1.7三组，每组通过数字芯片输出4位信号值；2)单片机控制器软件设计了一个外部中断，当抓取机械手抓住电芯时，触发单片机控制器的外部中断，单片机控制器开始进入检测循环，对电芯的直径进行检测；3)抓取机械手抓住电芯检测时，先从上端从上至下开始检测，检测第一组P0.0-P0.3，若数字芯片输出HHHH，则没有被挡住，继续进行下一组检测，若输出不是HHHH，可确定电芯上边沿的遮挡位置，并根据真值表计算得出上端被挡住的激光束的数量m；同样的方法开始下端从下至上开始检测，从P2.4-P2.7这组开始检测若输出HHHH，则没有被挡住，继续进行下一组检测，若输出不是HHHH，可确定电芯上边沿的遮挡位置，并根据真值表计算得出下端被挡住的激光束的数量n；则电芯的直径L的范围为：d(m+n)+a<L<d(m+n+2)≤Dλ，其中，m为抓取机械手下端被电芯挡住的激光束数；n为抓取机械手上端被电芯挡住的激光束数；a为抓取机械手中间未设置激光收发装置的间距，a＝Dλ-d(m+n+2)；d为抓取机械手上端和下端中相邻激光束的间距；D为电池钢壳内径；λ为电芯的最大入壳率；3)判断直径L范围上限值d(m+n+2)≤Dλ是否成立，若成立，则检测灯亮，电芯直径合格，进入下一步工序，否则返工裁剪。作为本专利技术电芯筛选方法的一种改进，所述电芯的最大入壳率λ为97％。作为本专利技术电芯筛选方法的一种改进，所述抓取机械手上端和下端相邻激光束的间距d为0.05mm。作为本专利技术电芯筛选方法的一种改进，所述抓取机械手上端和下端分别安装有24组激光检测装置，则m≤24，n≤24。作为本专利技术电芯筛选方法的一种改进，计算a值时，统一设定m+n＝26，d＝0.05mm，则a＝D97％-0.05(m+n+2)＝D97％-1.4。作为本专利技术电芯筛选方法的一种改进，当测得的n+m≤26时，则电芯直径合格，检测灯亮，通过检测；当n+m>26时，电芯直径不合格，未通过检测。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益技术效果：在卷绕机的全自动抓取机械手上加上激光，利用数字芯片和单片机程序控制将光电信号转换成数字信号对其直径进行检测，可精确挑出卷绕过大的电芯，确保进入下一道工序的电芯全都可以入壳，既可以减少资源浪费又可以提高工作效率。附图说明下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术卷绕机抓取机械手及其电芯筛选方法进行详细说明，其中：图1为本专利技术卷绕机抓取机械手的结构示意图。图2为电芯与激光束接触的三种情形示意图。图3为本专利技术卷绕机抓取机械手的电信号转化示意图。图4为本专利技术电芯筛选方法的程序流程图。具体实施方式为了使本专利技术的专利技术目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本专利技术，并非为了限定本专利技术。请参照图1所示，本专利技术提供了一种卷绕机抓取机械手，包括用于转移电芯60的抓取机械手10，其中，抓取机械手10上下两端设有相同数量等间距排布的激光检测装置，抓取机械手10中间未设置激光检测装置的间距小于电池钢壳内径与电芯60最大入壳率的乘积，还包括对激光检测装置的接收信号进行编码的数字芯片，接收数字芯片处理后的编码信号并进行检测和判断的单片机控制器，以及与单片机控制器电连接的检测灯20。抓取机械手上端设置的激光检测装置数n1＝24，同样下端设置的激光检测装置n2＝24，且均匀分布，激光检测装置包括激光发射装置30和激光接收装置40，左侧安装激光发射装置30，右侧安装激光接收装置40，使得产生的激光束50为等间距排列，相邻激光束50间的间距d＝0.05mm，而抓取机械手10中间未设置激光检测装置的间距a要求必须小于电池钢壳内径D与电芯60最大入壳率λ的乘积，即a≤Dλ，这样抓取机械手10在抓取电芯60时，电芯60才会挡住上端或下端的激光束50，才能对电芯60的直径进行检测。请参照图2所示，电芯60与激光束50接触可能出现的三种情况，其中a是电芯60的两端刚好和激光束50相切，b是电芯60上端刚好与激光束50本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卷绕机抓取机械手，包括用于转移电芯的抓取机械手，其特征在于，所述抓取机械手上下两端设有相同数量等间距排布的激光检测装置，所述抓取机械手中间未设置激光检测装置的间距小于电池钢壳内径与电芯最大入壳率的乘积；还包括对激光检测装置的接收信号进行编码的数字芯片，接收数字芯片处理后的编码信号并进行检测和判断的单片机控制器，以及与单片机控制器电连接的检测灯。

【技术特征摘要】
1.一种卷绕机抓取机械手，包括用于转移电芯的抓取机械手，其特征在于，所述抓取机械手上下两端设有相同数量等间距排布的激光检测装置，所述抓取机械手中间未设置激光检测装置的间距小于电池钢壳内径与电芯最大入壳率的乘积；还包括对激光检测装置的接收信号进行编码的数字芯片，接收数字芯片处理后的编码信号并进行检测和判断的单片机控制器，以及与单片机控制器电连接的检测灯。2.根据权利要求1所述的卷绕机抓取机械手，其特征在于，所述激光检测装置包括激光发射装置和激光接收装置。3.根据权利要求2所述的卷绕机抓取机械手，其特征在于，所述激光发射装置发出的激光束被挡住时，激光接收装置的接收信号为低电平L，否则接收信号为高电平H。4.根据权利要求3所述的卷绕机抓取机械手，其特征在于，所述激光束相邻间的间距为0.05mm。5.根据权利要求4所述的卷绕机抓取机械手，其特征在于，所述抓取机械手上端和下端分别安装有24个激光检测装置，毎8个分为一组，数字芯片对每组中的8路接收信号进行编码，并输出4位信号值。6.一种使用权利要求1至5中任一所述卷绕机抓取机械手的电芯筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将抓取机械手上的激光检测装置从上端至下端分为六组，每组八个，上端为P0.0-P0.3，P0.4-P0.7，P1.0-P1.3三组，下端为P2.4-P2.7，P2.0-P2.3，P1.4-P1.7三组，每组通过数字芯片输出4位信号值；2)单片机控制器软件设计了一个外部中断，当抓取机械手抓住电芯时，触发单片机控制器的外部中断，单片机控制器开始进入检测循环，对电芯的直径进行检测；3)抓取机械手抓住电芯检测时，先从上端从上至下开始检测，检测第一组P0.0-P0.3，若数字芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖雨清，
申请(专利权)人：深圳市沃特玛电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44