應用背景

  隨著鋰電池制造智能化、自動化程度的提升，機器視覺產品開始廣泛地應用于鋰電池設備生產的各個工段。GGII經過調研測算，電池單GWh產線對機器視覺需求的價值量中樞約為700萬元，按照當前各家鯉電池廠商的擴產計劃，到2025年的投產產能有望超過2TWh，相比于當前的產能，未投產產能累計超過1300GWh，其中潛在未釋放的機器視覺訂單需求超過90億元。從電芯的生產前段、中段、后段各階段工藝到模組PACK段，機器視覺應用非常廣泛，滲透率的提升對鋰電池品質管控帶來了顯著的提升。
  機器視覺的使用可避免人工操作帶來的污染，可及時發(fā)現(xiàn)攔截批量不良品流向終端。除了改進品質管控外，通過視覺軟件和算法對缺陷測量數(shù)據(jù)的分析可進一步為電池企業(yè)工藝改進方向和品質優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)。諸多應用優(yōu)勢，帶來了機器視覺產品在鋰電池制造中的應用規(guī)模快速提升。

系統(tǒng)簡介

  電池極片在卷繞過程中會出現(xiàn)極片瑕疵、卷繞不整齊、極片超出隔膜等問題，卷繞工藝中視覺檢測應用于生產方形、圓柱鋰離子、鈉離子電池裸電芯的多極耳、全極耳卷繞機等應用廣泛。包括卷繞視覺在線檢測正負極與隔膜的整齊度和卷針上面極耳翻折檢測等，保證極片的對齊度一直在允許范圍內，如果超出允許范圍，視覺會將檢測結果反饋到糾偏系統(tǒng)形成閉環(huán)，極片會根據(jù)糾偏系統(tǒng)進行位置校正，使對齊度保證在允許范圍內。卷繞工藝視覺檢測系統(tǒng)實現(xiàn)了自動檢測、閉環(huán)管理、無需人工干涉整個流程不需要人工操作，自動檢測，自動閉環(huán)。

系統(tǒng)構成

  由于卷繞過程中一直在運動且速度快、隔膜會略寬于極片，對成像形成一定的影響且安裝空間有限。

  整個系統(tǒng)由4組CCD組成，分別由兩組對卷繞入針前進行外側在線監(jiān)控，兩組對卷繞入針后內側在線檢測。相機1檢測外側負極邊緣與隔膜邊緣的距離，相機2檢測內側隔膜到負極距離，相機3檢測外側隔膜到正極邊緣的距離，同時檢測極耳是否翻折，壓入隔膜夾層，相機4檢測內側到正極的距離。

檢測需求

  實時檢測卷繞過程中，電芯內側隔膜到正極的距離、隔膜到負極的距離。電芯外側正極到隔膜的距離、負極到隔膜的距離。實時檢測內外側正極到負極的距離，隔膜到正極白邊的距離、負極到正極白邊的距離。*后統(tǒng)計實時檢測數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來。

檢測方案

  本系統(tǒng)圖像處理采用新西旺專利技術亞像素邊緣輪廓提取技術。獲取所述亞像素點的灰度值，沿垂直于搜索方向獲取所述檢測區(qū)域內每一行或每一列的所述亞像素點的灰度平均值，用高斯卷積核模型對所述灰度平均值進行卷積獲取，得到邊緣強度值，根據(jù)邊緣類型和所述邊緣強度值獲取*佳邊緣點，再根據(jù)所述*佳邊緣點擬合拋物線，所述拋物線的對稱軸與所述旋轉矩形的中心線的交點為*佳亞像素邊緣點。

  基于高斯模型卷積的亞像素邊緣點檢測方法，通過設置卷積核寬度可以對任意強度的邊緣圖像進行邊緣點檢測，有效的提高了亞像素邊緣點的檢測精度和算法魯棒性。
  在得到邊緣的像素信息后需要進行圖像像素信息的轉換得到實際的物理距離。或者根據(jù)參考基準進行參考確定兩個相機之間的融合關系。這里為客戶提供了兩個標定工具：