基于传送带的锂电池薄膜厚度和表面缺陷检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于传送带的锂电池薄膜厚度和表面缺陷检测装置和方法，包括框架、第一桌面、计算机、下位机、锂电池薄膜传送装置及CCD相机缺陷检测装置、C型扫描检测装置、第二桌面、坦克链、箱体内侧；第一桌面上方放置下位机、计算机、锂电池薄膜传送装置及CCD相机缺陷检测装置，第二桌面上放置C型扫描检测装置，其外置珠丝杆导轨滑台，一端为步进电机，另一端为滚动轴承，滚动轴承外围有支撑座，丝杆上安放滑块，滑块上端设有C型扫描检测机构，前端内部分别安装上激光传感器和下激光传感器，二维微位移调节机构固定在C型扫描检测机构下端内部。本发明专利技术集智能化，机电一体化于一身，功能实现性强，成本低。

Testing Method and Device for Thin Film Thickness and Surface Defects of Lithium Battery Based on Conveyor Belt

The invention discloses a lithium battery film thickness and surface defect detection device and method based on conveyor belt, including frame, first desktop, computer, lower computer, lithium battery film transmission device and defect detection device of CCD camera, C-scan detection device, second desktop, tank chain and inside of the box body; and a lower computer, computer and lithium battery film transmission are placed above the first desktop. The feeding device and defect detection device of CCD camera, the second desktop is equipped with C-type scanning detection device. Its external ball screw guide rail sliding platform is composed of stepping motor at one end and rolling bearing at the other end. There are support supports at the outer end of the rolling bearing, slider is equipped with C-type scanning detection mechanism at the upper end of the screw rod, laser sensor and laser sensor are installed at the front end, and two-dimensional micro-sensor is installed at the upper end. The displacement adjusting mechanism is fixed in the lower end of the C-type scanning detection mechanism. The invention integrates intelligence and mechatronics, has strong function realization and low cost.

【技术实现步骤摘要】
基于传送带的锂电池薄膜厚度和表面缺陷检测方法及装置
本专利技术属于测量控制领域，特别是一种基于光学检测、机械控制、电子信息的在线传送带平台光机电一体化测控教学平台。
技术介绍
传统锂电池薄膜厚度的测量采用诸如人工测量、射线射法和超声波测量而薄膜表面缺陷检测常采用人工视目检测。由于激光传感器和CCD相机属于非接触性测量、体积小，便于集成，对安装环境要求低，不需要安全保护措施，测量精度高且可以在线实时测量，已经成为测量薄膜厚度和表面缺陷检测的主流。锂电池薄膜激光传感器测厚及CCD相机缺陷检测一体化教学平台基于激光传感器三角测量法和CCD数字图像处理原理，在测量锂电池薄膜厚度的同时也可以检测锂电池薄膜表面的缺陷(如孔洞、夹杂等)，应用于在锂电池生产中可以极大的提高行业技术和生产效率，同时也可推动和促进如钢材、布匹、太阳能电池硅片、包装和极片等相关领域的在线检测水平。现已递交的在线测厚教学平台中也有各种缺陷，如中国专利技术专利申请公布号CN104655031A，申请公布日为2015年5月27日，专利技术专利名称为：光机电在线测控教学创新实验平台，中国专利技术专利申请公布号CN104658364A，申请公布日为2015年5月27日，专利技术专利名称为：光机电在线测控教学创新实验方法该两个申请案的测控方法，同样包括激光传感器C型扫描检测机构，但这种方法仅能测量移动平台上十字槽部分的锂电池薄膜，如需测量其他部分还需手动移动电池薄膜。该方法智能化程度低，且由于锂电池薄膜质量较轻，易被外界环境干扰，进而产生厚度偏移，影响测量精度。近年来，随着光电研究和光电业的逐渐兴起，对于光电相关专业课程诸如信号分析与处理、工程光学、误差理论与数据处理、控制工程、传感器原理与应用、机电检测技术、计算机(3)控制技术、测控仪器技术、光电测试技术、自动检测技术、光电显示技术和机器视觉技术等理论的学习，由于理论复杂、实践性强、有限的实践时间和单一的实践平台，使学生缺乏感性认识，难以理解讲授的理论知识，不能从整体上融合上述专业知识。鉴于上述原因，结合为企业锂电池薄膜生产线所开发的测控设备，开发了基于传送带平台的激光传感器测厚及CCD相机缺陷检测一体化教学平台，用于提高教学质量和培养创新型人才。
技术实现思路
1、专利技术目的。本专利技术提出一种基于传送带平台的锂电池薄膜厚度和表面缺陷检测教学装置，该平台模拟工业环境下锂电池薄膜在线生产后的激光传感器测厚及工业CCD相机缺陷检测，结合光学检测、机械控制、电子信息，集智能化，机电一体化于一身，功能实现性强，成本低、模拟性、可扩展、综合性与创新性并举，教学意义大。2、本专利技术所采用的技术方案。本专利技术公开了一种基于传送带的锂电池薄膜厚度和表面缺陷检测装置，包括框架、第一桌面、计算机、下位机、锂电池薄膜传送装置及CCD相机缺陷检测装置、C型扫描检测装置、第二桌面、坦克链、箱体内侧；第一桌面上方放置下位机、计算机、锂电池薄膜传送装置及CCD相机缺陷检测装置，第二桌面上放置C型扫描检测装置；所述C型扫描检测装置，内置激光传感器、二维微位移调节机构，外置直线滚珠丝杆导轨滑台；外置直线滚珠丝杆导轨滑台固定于第二桌面上，直线滚珠丝杆导轨滑台一端为步进电机，联轴器联接丝杆和步进电机，直线滚珠丝杆导轨滑台的另一端为滚动轴承，滚动轴承外围有支撑座，丝杆上安放滑块，滑块上端设有C型扫描检测机构，C型扫描检测机构前端内部分别安装上激光传感器和下激光传感器，上激光传感器由固定板固定在C型扫描检测机构上端内部，下激光传感器由固定板固定在二维微位移调节机构上，二维微位移调节机构固定在C型扫描检测机构下端内部。更进一步，精确校准传感器的二维微位移调节机构沿X轴，Y轴方向的微位移调节，C型扫描检测装置的上激光传感器和下激光传感器的一端数据线经C型扫描检测机构内部延伸至后端，并延伸至外围框架的箱体内侧的驱动电路板，在直线滚珠丝杆导轨滑台的滑块左侧安装第一行程开关，滑块右侧安装第二行程开关。更进一步，锂电池薄膜传送装置包括型材构建的机架，机架外框设置一根主动轴和三根从动轴，步进电机通过辅助支架固定在机架内侧，步进电机连接主动轮，从动轮固定在主动轴上，主动轮和从动轮由皮带传动，从动轮转动带动主动轴的转动，一根主动轴和三根从动轴上都各自置有一个同步轮，共四个同步轮，同步轮之间由同步回转履带连接。更进一步，CCD相机缺陷检测装置：含三维机械调节机构，所述三维机械调节机构分X轴、Y轴和Z轴方向，三组调节机构构造都为直线滚珠丝杆导轨滑台，和C型扫描检测机构的直线滚珠丝杆导轨滑台相同，X轴调节机构安装在与履带平行的机架外框，Z轴调节机构的步进电机一端连接于X轴调节机构的滑块位置，Y轴调节机构的步进电机一端连接于Z轴调节机构的滑块位置：自动调焦CCD相机固定于Y轴调节机构的滑块上，相机数据线一端接自动调焦CCD相机，另一端接电脑USB接口。更进一步，控制部分主要由下位机和上位机组成，平台的控制柜部分，由各数据线的接口、驱动电路板一、驱动电路板二、控制盒组成。更进一步，所述整体框架部分，是由铝型材支架和铝塑板联接而成方形框架，框架上方铺有大理石桌面。本专利技术公开了一种基于传送带的锂电池薄膜厚度和表面缺陷检测方法，包括如下步骤:步骤1、首先开启计算机装置，同时接通控制箱的电源；步骤2、调节锂电池薄膜激光传感器扫描检测位置和校准在锂电池薄膜激光传感器测厚及CCD相机缺陷检测一体化教学平台控制面板，选择联机则开始测量，选择停止则停止测量，设置显示背景颜色、测量数据颜色:在扫描机构传动速度控制面板，选择静态扫描步骤2.1或动态扫描步骤2.2；步骤2.1静态扫描选设定扫描位置，C型扫描检测机构移动至该位置并开始测量，步骤2.2动态扫描选项设定C型扫描检测机构移动速度，设定闭环锂电池薄膜的传动速度，C型扫描检测机构的移动扫描并测量；步骤3、实时显示面板，设定测量值上下限，查看锂电池薄膜激光传感器测厚及CCD相机缺陷检测一体化教学平台中扫描机构静止或动态扫描时被测物静止或移动时检测实时数据分布和实时厚度显示数值；步骤4、正常工作状态下，CCD相机固定在锂电池薄膜上方，且在已测厚锂电池薄膜上方，实时录下传送过来的锂电池薄膜表面状况，供后台观察，当锂电池薄膜数据出现异常时，此时的薄膜表面的画面将会被截图并提示后台，后台可借此观察锂电池薄膜表面是否有缺陷；下位机用于控制锂电池薄膜传送机构电机的转动；上位机功能包括下位机功能，此外还包括扫描机构和测厚部分；下位机具体包括液晶显示、用于控制锂电池薄膜传送带不同速度的往返运动、CCD相机所在三维机构的XYZ方向的运动；上位机，除了具有下位机功能以外，其还包括实现扫描机构不同传动速度的控制、激光传感器厚度的测量、CCD相机的实时显示、厚度测量数据的滤波、CCD对锂电池表面缺陷检测的灰度化、滤波等数字图像信号处理。更进一步，步骤2中，C型扫描检测装置的步进电机的轴经联轴器驱动丝杆转动，滑块在丝杆带动下前后平移，当第一行程开关触碰到左侧支撑座时，步进电机和丝杆停止正转，并开始反转，当第二行程开关触碰到右侧支座时，步进电机和丝杆停止反转，并开始正转，依次，实现反复运动；此状态下可实现连续的测厚，当需要定点测厚时可通过控制盒控制滑块在特定点停止。更进一步，步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于传送带的锂电池薄膜厚度和表面缺陷检测装置，其特征在于包括框架(1)、第一桌面(2)、计算机(3)、下位机(4)、锂电池薄膜传送装置及CCD相机缺陷检测装置(5)、C型扫描检测装置(6)、第二桌面(7)、坦克链(8)、箱体内侧(9)；第一桌面(2)上方放置下位机(4)、计算机(3)、锂电池薄膜传送装置及CCD相机缺陷检测装置(5)，第二桌面(7)上放置C型扫描检测装置(6)；所述C型扫描检测装置(6)，内置激光传感器、二维微位移调节机构(34)，外置直线滚珠丝杆导轨滑台；外置直线滚珠丝杆导轨滑台固定于第二桌面(7)上，直线滚珠丝杆导轨滑台一端为步进电机，联轴器联接丝杆(30‑2)和步进电机(27)，直线滚珠丝杆导轨滑台的另一端为滚动轴承(11)，滚动轴承(11)外围有支撑座，丝杆(30‑2)上安放滑块(32)，滑块(32)上端设有C型扫描检测机构(6)，C型扫描检测机构(6)前端内部分别安装上激光传感器(37)和下激光传感器(36)，上激光传感器(37)由固定板固定在C型扫描检测机构(6)上端内部，下激光传感器(36)由固定板固定在二维微位移调节机构(34)上，二维微位移调节机构(34)固定在C型扫描检测机构下端内部。...

【技术特征摘要】
1.一种基于传送带的锂电池薄膜厚度和表面缺陷检测装置，其特征在于包括框架(1)、第一桌面(2)、计算机(3)、下位机(4)、锂电池薄膜传送装置及CCD相机缺陷检测装置(5)、C型扫描检测装置(6)、第二桌面(7)、坦克链(8)、箱体内侧(9)；第一桌面(2)上方放置下位机(4)、计算机(3)、锂电池薄膜传送装置及CCD相机缺陷检测装置(5)，第二桌面(7)上放置C型扫描检测装置(6)；所述C型扫描检测装置(6)，内置激光传感器、二维微位移调节机构(34)，外置直线滚珠丝杆导轨滑台；外置直线滚珠丝杆导轨滑台固定于第二桌面(7)上，直线滚珠丝杆导轨滑台一端为步进电机，联轴器联接丝杆(30-2)和步进电机(27)，直线滚珠丝杆导轨滑台的另一端为滚动轴承(11)，滚动轴承(11)外围有支撑座，丝杆(30-2)上安放滑块(32)，滑块(32)上端设有C型扫描检测机构(6)，C型扫描检测机构(6)前端内部分别安装上激光传感器(37)和下激光传感器(36)，上激光传感器(37)由固定板固定在C型扫描检测机构(6)上端内部，下激光传感器(36)由固定板固定在二维微位移调节机构(34)上，二维微位移调节机构(34)固定在C型扫描检测机构下端内部。2.根据权利要求1所述的基于传送带的锂电池薄膜厚度和表面缺陷检测装置，其特征在于：精确校准传感器的二维微位移调节机构(34)沿X轴，Y轴方向的微位移调节，C型扫描检测装置(6)的上激光传感器(37)和下激光传感器(36)的一端数据线经C型扫描检测机构内部延伸至后端，并延伸至外围框架(1)的箱体内侧(9)的驱动电路板，在直线滚珠丝杆导轨滑台的滑块(32)左侧安装第一行程开关(41-1)，滑块(32)右侧安装第二行程开关(41-2)。3.根据权利要求1所述的基于传送带的锂电池薄膜厚度和表面缺陷检测装置，其特征在于：锂电池薄膜传送装置包括型材构建的机架(13)，机架(13)外框设置一根主动轴(23)和三根从动轴(10)，步进电机(27)通过辅助支架(22)固定在机架(13)内侧，步进电机(27)连接主动轮(26)，从动轮(24)固定在主动轴(23)上，主动轮(26)和从动轮(24)由皮带(25)传动，从动轮(24)转动带动主动轴(23)的转动，一根主动轴(23)和三根从动轴(10)上都各自置有一个同步轮(21)，共四个同步轮(21)，同步轮(21)之间由同步回转履带(20)连接。4.根据权利要求1所述的基于传送带的锂电池薄膜厚度和表面缺陷检测装置，其特征在于CCD相机缺陷检测装置：含三维机械调节机构，所述三维机械调节机构分X轴、Y轴和Z轴方向，三组调节机构构造都为直线滚珠丝杆导轨滑台，和C型扫描检测机构的直线滚珠丝杆导轨滑台相同，X轴调节机构安装在与履带平行的机架(13)外框，Z轴调节机构的步进电机(27)一端连接于X轴调节机构的滑块(32)位置，Y轴调节机构的步进电机(27)一端连接于Z轴调节机构的滑块(32)位置：自动调焦CCD相机(18)固定于Y轴调节机构的滑块(32)上，相机数据线一端接自动调焦CCD相机(18)，另一端接电脑USB接口。5.根据权利要求1所述的基于传送带的锂电池薄膜厚度和表面缺陷...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈功，陈森，刘宣君，袁畅，吴帅，华秀宝，许行，许兴鹏，庞贺振，钟金超，胡瑜，徐雨果，许清泉，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32