CN103196383B - 一种电池极耳中心距的自动检测方法 - Google Patents

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余俊荣
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Wuxi IMV Industrial Control Equipment Co., Ltd.
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Abstract

本发明公开了一种电池极耳中心距的自动检测方法，检测***包括图像处理单元、运动控制单元、实时监控单元和上位机。图像处理单元将采集到的图像进行软件处理分析对极耳中心距的尺寸进行检测：由图像识别法找到基准线I1、I2、底部基准线I8、线段I4、I5、I6和I7。由线I1和线I2拟合出中心线I3，由I4线和I5线、I6线和I7线交点分别确定出正负极耳的顶点R1、R2，由I4线、I8线和I6线、I8线交点分别确定出正负极耳的基点R3、R4。分别计算出点R1～R4到中心线I3的距离W1～W4，此值即为极耳中心距。本发明方法能实现电池极耳中心距尺寸的快速、准确、自动检测。

Description

一种电池极耳中心距的自动检测方法
技术领域
本发明专利涉及一种产品尺寸检测方法，尤其涉及一种基于机器视觉的电池极耳中心距的自动检测方法，属于产品检测领域。
背景技术
极耳，是生产锂离子聚合物电池产品的一种原材料，例如生活中用到的手机电池、蓝牙电池、笔记本电池等都需要用到极耳。电池是分正负极的，极耳就是从电芯中将正负极引出来的金属电体。手机电池生产过程中，对电池的正负极耳进行尺寸测量是电池封装前一道十分重要的工序，不同规格的电池对极耳的尺寸都有不同的工艺要求。
需检测的电池外观如图1所示，主要对电池作正负极耳到中心线的距离即极耳中心距的尺寸检测。
目前，在电池生产过程中，针对极耳的尺寸检测，大部分企业通常依赖传统的测量方法，如利用千分尺、游标卡尺或量规等工具进行测量，需要依靠大量的人工来完成，这不仅增加人工成本和管理成本，而且由于人眼易疲劳性且具有不稳定性，故无法保证检测的准确率。另外，随着生产规模的扩大和生产线运行速度的提升，人工检测在速度上存在极大限制，无法达到现代大工业生产线速度要求。
发明内容
为提高电池极耳尺寸检测的准确率和速率、降低人工检测成本，本发明专利提供一种基于机器视觉的电池极耳尺寸自动检测方法。
本发明专利所采用的关键技术方案是：采用图像软件处理分析方法对电池极耳中心距进行检测(如图4所示)：
(1)由图像识别法找到基准线I1、基准线I2、底部基准线I8、线段I4、线段I5、线段I6和线段I7，其中，基准线I1、I2分别为电池本体左、右两侧边的延长线，底部基准线I8为电池本体上边缘的延长线，线段I4、I6分别为左侧极耳的右侧边延长线段和右侧极耳的左侧边延长线段，线段I5、I7分别为左侧极耳的上边缘延长线段和右侧极耳的上边缘延长线段。
(2)由基准线I1和基准线I2拟合出中心线I3；由线段I4和线段I5交点、线段I6和线段I7交点分别确定出正负极耳的顶点R1、R2，由线段I4和线段I8交点、线段I6和线段I8交点分别确定出正负极耳的基点R3、R4。
(3)分别计算出点R1～R4到中心线I3的距离W1～W4，此值即为极耳中心距。
检测***包括图像处理单元、运动控制单元、实时监控单元和上位机。图像处理单元将采集到的图像进行软件处理分析，并将处理后的检测数据发送至上位机；上位机除了向运动控制卡发出控制命令外，还提供了人机界面，用于实时显示当前检测情况，记录并保存检测数据及次品图像。该界面主要包括指标参数设置、检测状态显示、实时数据显示和报警记录等四个功能菜单，以此实现对整个***的实时在线监控的目的。
与现有方法相比，本发明方法的有益之处是：利用机器视觉技术快速采集电池极耳的图像信息，实时在线稳定准确高效进行尺寸自动检测，本***还设自动报警，实时显示检测结果，实现电池极耳中心距尺寸自动检测。
附图说明
附图1是需检测的电池外观图。
附图2是一种基于机器视觉的电池极耳中心距尺寸自动检测装置的结构原理图。
附图3是一种基于机器视觉的电池极耳中心距尺寸自动检测装置的检测流程图。
附图4是电池正负极耳端子位置图。
附图2中编号1是工业黑白CCD、2是工业镜头、3是LED蓝色背光源、4是检测台、5是待测产品、6是夹具、7是透明机玻璃板、8是上位机、9是PLC、10是7250I/O卡、11是机械臂控制器、12是机械臂。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
首先在上位机(8)上设定当前批次极耳的工艺参数，然后启动检测。
开始检测时，待测产品(5)由人工放置在检测台(4)的上料区域，PLC(9)控制夹具(6)动作，固定住待测产品(5)，再由PLC(9)控制检测台(4)上的滑轨将待测产品(5)移至工业CCD(1)的正下方，即检测台(4)中间的有机透明玻璃板(7)上方的指定区域，到位后PLC(9)向7250I/O卡(10)发出开启光源信号，在LED蓝色背光源(3)开启后，PLC(9)通过上位机(8)向CCD(1)发出触发信号，CCD(1)完成取像并经内置软件处理：
边界拟合方法采用VisionPro的Find-Line工具包，在程序之后设置了黑白对比度阈值，滤去有干扰的的噪点，设置双门限，保证正确率。
点拟合线，使用VisionPro的Creation工具包中的LineBasectPoints函数来实现，该函数基本原理是首先找到两个端点，然后拟合出由此两点确定的线段的中垂线。这里，所选的两个端点分别为图4中线段I1、I2的中点，而拟合出的中垂线即为图4中所示的中心线I3。
然后将当前检测数据结果发送给上位机(8)。
上位机(8)将检测数据与预设的参数值进行比较判断并发出相应的控制命令给机械臂控制器(11)：若为合格产品，则向机械臂控制器(11)发出OK信号，机械臂控制器(11)控制机械臂(12)抓取产品，并送至合格产品放置区域；若为不合格产品，则向机械臂控制器(11)发出NG信号，机械臂控制器(11)控制机械臂(12)抓取次品，将其送至次品区域。
以上是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种电池极耳中心距的自动检测方法，其特征在于，由图像识别法找到基准线I1、基准线I2、底部基准线I8、线段I4、线段I5、线段I6和线段I7，其中，基准线I1、I2分别为电池本体左、右两侧边的延长线，底部基准线I8为电池本体上边缘的延长线，线段I4、I6分别为左侧极耳的右侧边延长线段和右侧极耳的左侧边延长线段，线段I5、I7分别为左侧极耳的上边缘延长线段和右侧极耳的上边缘延长线段；由基准线I1和基准线I2拟合出中心线I3；由线段I4和线段I5交点、线段I6和线段I7交点分别确定出正负极耳的顶点R1、R2，由线段I4和线段I8交点、线段I6和线段I8交点分别确定出正负极耳的基点R3、R4；所述极耳中心距为点R1～R4到中心线I3的距离W1～W4。
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