應(yīng)用背景

  隨著鋰電池制造智能化、自動化程度的提升，機(jī)器視覺產(chǎn)品開始廣泛地應(yīng)用于鋰電池設(shè)備生產(chǎn)的各個工段。GGII經(jīng)過調(diào)研測算，電池單GWh產(chǎn)線對機(jī)器視覺需求的價值量中樞約為700萬元，按照當(dāng)前各家鯉電池廠商的擴(kuò)產(chǎn)計劃，到2025年的投產(chǎn)產(chǎn)能有望超過2TWh，相比于當(dāng)前的產(chǎn)能，未投產(chǎn)產(chǎn)能累計超過1300GWh，其中潛在未釋放的機(jī)器視覺訂單需求超過90億元。從電芯的生產(chǎn)前段、中段、后段各階段工藝到模組PACK段，機(jī)器視覺應(yīng)用非常廣泛，滲透率的提升對鋰電池品質(zhì)管控帶來了顯著的提升。
  機(jī)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(jìn)品質(zhì)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(jìn)一步為電池企業(yè)工藝改進(jìn)方向和品質(zhì)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)。諸多應(yīng)用優(yōu)勢，帶來了機(jī)器視覺產(chǎn)品在鋰電池制造中的應(yīng)用規(guī)�？焖偬嵘�。

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(yīng)用于生產(chǎn)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(jī)等應(yīng)用廣泛。包括卷繞視覺在線檢測正負(fù)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(nèi)，如果超出允許范圍，視覺會將檢測結(jié)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(jìn)行位置校正，使對齊度保證在允許范圍內(nèi)。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(gòu)成

  由于卷繞過程中一直在運(yùn)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(jìn)行外側(cè)在線監(jiān)控，兩組對卷繞入針后內(nèi)側(cè)在線檢測。相機(jī)1檢測外側(cè)負(fù)極邊緣與隔膜邊緣的距離，相機(jī)2檢測內(nèi)側(cè)隔膜到負(fù)極距離，相機(jī)3檢測外側(cè)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(jī)4檢測內(nèi)側(cè)到正極的距離。

檢測需求

  實時檢測卷繞過程中，電芯內(nèi)側(cè)隔膜到正極的距離、隔膜到負(fù)極的距離。電芯外側(cè)正極到隔膜的距離、負(fù)極到隔膜的距離。實時檢測內(nèi)外側(cè)正極到負(fù)極的距離，隔膜到正極白邊的距離、負(fù)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(shù)亞像素邊緣輪廓提取技術(shù)。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(nèi)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(jìn)行卷積獲取，得到邊緣強(qiáng)度值，根據(jù)邊緣類型和所述邊緣強(qiáng)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(zhuǎn)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(shè)置卷積核寬度可以對任意強(qiáng)度的邊緣圖像進(jìn)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(jìn)行圖像像素信息的轉(zhuǎn)換得到實際的物理距離。或者根據(jù)參考基準(zhǔn)進(jìn)行參考確定兩個相機(jī)之間的融合關(guān)系。這里為客戶提供了兩個標(biāo)定工具：