CN113640304B - 一种动力电池密封钉焊接检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种动力电池密封钉焊接检测装置及方法，装置包括图像采集部分和图像处理部分，所述图像采集部分包括3D相机、驱使3D相机转动和移动的运动组件、支撑架、底座，所述支撑架用于支撑运动组件，所述支撑架和用于检测的电池固定在底座上，所述3D相机在运动组件的作用下对待检测的电池进行多次扫描，所述图像处理部分与3D相机的数据端连接用于对扫描后的图像进行处理。本发明通过采用3D相机检测，可以实现密封钉焊接凸起高度和下凹深度检测。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种动力电池密封钉焊接检测装置及方法。
背景技术
目前锂离子电池注液完成后，为避免漏液，采用焊接密封钉的方式密封注液口，焊接效果目前成为行业难点。为检测密封钉焊接效果，一般使用2D面阵相机检测，但检测效率不理想，不能满足工艺要求，部分厂家采用3D相机检测，但检测效果仍然不达不到要求，主要是3D相机在检测时，由于密封钉的焊道内侧存在凹槽，引起3D相机的激光光路异常折射，因而造成高度图像上的凸起噪声，使检测容易出现误判，严重影响生产合格率；其次易将不合格品误判为合格品，流入下工序，造成电池漏液，存在严重的安全隐患。
发明内容
为了解决现有密封钉焊后3D相机检测因激光光路异常折射造成的图像凸起噪声引起的误判，为此，本发明提出了一种动力电池密封钉焊接检测装置及方法，具体方案如下：
一种动力电池密封钉焊接检测装置，包括图像采集部分和图像处理部分，所述图像采集部分包括3D相机、驱使3D相机转动和移动的运动组件、支撑架、底座，所述支撑架用于支撑运动组件，所述支撑架和用于检测的电池固定在底座上，所述3D相机在运动组件的作用下对待检测的电池进行多次扫描，所述图像处理部分与3D相机的数据端连接用于对扫描后的图像进行处理。
具体地说，所述运动组件包括旋转单元和水平移动单元，所述旋转单元包括固定在过渡板上的旋转气缸，所述旋转气缸驱使相机在旋转；所述水平移动单元包括固定在支撑架上的伺服模组，所述过渡板固定在伺服模组上，所述伺服模组的一侧设置有驱使伺服模组在支撑架上往复运动的伺服电机。
具体地说，所述伺服模组在运动方向的两侧分别安装有限位件，所述过渡板上设置有可遮挡对应限位件的限位挡块。
具体地说，所述3D相机转动轴位于固定后的待检测电池的中垂线上。
具体地说，所述3D相机固定在相机固定板上，所述旋转气缸驱使相机固定板和3D相机转动。
使用上述的一种动力电池密封钉焊接检测装置的方法，包括以下步骤：
S1、将电池放置到底座对应位置上，伺服电机带动过渡板上的3D相机从第一工位水平移动，从第一工位对应的电池密封焊接的A点侧移动到第二工位对应的B点侧，图像处理部分从3D相机获得第一组数据后进行处理，对应电池的密封钉一侧的数据；
S2、旋转气缸工作，使得3D相机旋转180°，对电池的密封钉的另外侧边进行检测，伺服电机从第二工位移动到第一工位，图像处理部分从3D相机获得第二组数据后进行处理；
S3、图像处理部分对第一组数据和第二组数据进行整合，形成检测的第三组图像；
S4、图像处理部分对第三组图像进行分析，输出检测数据至PLC；
S5、PLC根据检测数据，判断对应的电池是否为OK的电池流，从而判断电池再此检测中是否合格。
本发明的有益效果在于：
1、本发明通过采用3D相机检测，可以实现密封钉焊接凸起高度和下凹深度检测。
2、本申请可以有效避免3D相机激光因光路折射造成的图像凸起噪声，使图像更加清晰。
3、本申请可以大大提高检测效率，减少人工复检，降低生产成本。另外可以提高密封钉焊接检测合格率，提高产品质量一致性，并且还提高了检测效果准确性，从而提高了检测精度。
附图说明
图1和图2为本发明提出的一种动力电池密封钉焊接检测装置的结构图。
图3为本发明中方法的流程图。
图4左侧图为第一次扫描检测获取除去干扰区域密封钉91焊接的B点的正常区域图，右侧图为第二次扫描检测获取除去干扰区域密封钉91焊接的A点的正常区域图。
图5为步骤S4中分析步骤流程图。
1、3D相机；2、旋转气缸；3、过渡板；4、伺服模组；41、左限位；42、右限位；43、限位挡块；5、伺服电机；6、相机固定板；7、支撑架；8、计算机；9、电池；91、密封钉；10、底座
具体实施方式
如图1-2所示，一种动力电池密封钉焊接检测装置，包括图像采集部分和图像处理部分，所述图像采集部分包括3D相机1、驱使3D相机1转动和移动的运动组件、支撑架7、底座10，所述支撑架7用于支撑运动组件，所述支撑架7 和用于检测的电池9固定在底座10上，所述3D相机1在运动组件的作用下对待检测的电池9进行多次扫描，实现焊接焊道缺陷检测。所述图像处理部分与3D相机1的数据端连接用于对扫描后的图像进行处理。
具体地说，所述运动组件包括旋转单元和水平移动单元，所述旋转单元包括固定在过渡板3上的旋转气缸2，所述旋转气缸2驱使相机在旋转。优化的，所述3D相机1固定在相机固定板6上，所述旋转气缸2驱使相机固定板6和3D 相机1转动。
所述水平移动单元包括固定在支撑架7上的伺服模组4，所述过渡板3固定在伺服模组4上，所述伺服模组4的一侧设置有驱使伺服模组4在支撑架7上往复运动的伺服电机5，所述伺服模组4在运动方向的两侧分别安装有限位件，所述过渡板3上设置有限位挡块43，用于限制伺服模组4运动超过检测范围。具体地说，伺服模组4在移动过程中，限位挡块43会跟随着移动，当碰到右限位42或者左限位41时，伺服模组4就会停止移动，避免伺服模组4移动位置超出极限范围。
所述3D相机1转动轴位于固定后的待检测电池9的中垂线上，这样再旋转单元转动3D相机1后，3D相机1能够获得密封钉91前后半圆面上的图像。
所述伺服电机5、旋转气缸2的受控端、限位件的信号端均计算机8连接，所述图像处理部分也位于计算机8的程序内。
所述图像处理部分与3D相机1的数据输出端连接。
如图3所示，装置对应的方法具体包括以下步骤：
S1、将电池9放置到底座10对应位置上，伺服电机5带动过渡板3上的3D 相机1从第一工位水平移动，从第一工位对应的电池9密封焊接的A点侧移动到第二工位对应的B点侧，图像处理部分从3D相机1获得第一组数据后进行处理，对应电池9的密封钉91一侧的数据；
S2、旋转气缸2工作，使得3D相机1旋转180°，对电池9的密封钉91的另外侧边进行检测，伺服电机5从第二工位移动到第一工位，图像处理部分从3D相机1获得第二组数据后进行处理；
S3、图像处理部分对第一组数据和第二组数据进行整合，形成检测的第三组图像；
S4、图像处理部分对第三组图像进行分析，输出检测数据至PLC；
分析步骤如图5所示，首先获得3D图像，然后提取图像中焊接轮廓高度数据，根据激光清洗区确定焊接轨迹基准平面，设置凸起及凹陷工艺参数，以基准面为中心，根据工艺参数截取图像，获取凸起图像和凹陷图像，然后讲凸起图像和凹陷图像转为灰度图，采用Blob算法对图像处理，筛选出大于工艺这是要求面积区域，并获取数据，最终在NG区域显示实际数据。
S5、PLC根据检测数据，判断对应的电池9是否为OK的电池9流，从而判断电池9再此检测中是否合格。
本发明通过3D相机1成像技术来实现密封钉91焊接质量检测，其核心是采用单相机两次扫描方式实现焊接焊道缺陷检测；如图4所示，为彻底解决噪声区域对检测的干扰，本方案采用两次扫描检测方式，第一次扫描检测获取除去干扰区域密封钉91焊接的B点的正常区域，第二次扫描检测获取除去干扰区域密封钉91焊接的A点的正常区域，将两次的图像组合即可完成完整的焊道缺陷检测图像；软件算法在根据激光清洗区确定焊接轨迹基准平面，软件分别设定判定高阈值与判定低阈值，软件对圆环焊接轨迹检测区域进行高度计算，判定高于高阈值的区域标记为NG区域，低于低阈值的区域标记为NG区域，为降低误判率，软件算法支持对缺陷区域的面积与深度进行筛选，可通过设置合理的参数刷掉面积不达标或深度不达标的区域。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种动力电池密封钉焊接检测装置，其特征在于，包括图像采集部分和图像处理部分，所述图像采集部分包括3D相机、驱使3D相机转动和移动的运动组件、支撑架、底座，所述支撑架用于支撑运动组件，所述支撑架和用于检测的电池固定在底座上，所述3D相机在运动组件的作用下对待检测的电池进行多次扫描，所述图像处理部分与3D相机的数据端连接用于对扫描后的图像进行处理；
所述检测装置的方法包括步骤：
S1、将电池放置到底座对应位置上，伺服电机带动过渡板上的3D相机从第一工位水平移动，从第一工位对应的电池密封焊接的A点侧移动到第二工位对应的B点侧，图像处理部分从3D相机获得第一组数据后进行处理，对应电池的密封钉一侧的数据；
S2、旋转气缸工作，使得3D相机旋转180°，对电池的密封钉的另外侧边进行检测，伺服电机从第二工位移动到第一工位，图像处理部分从3D相机获得第二组数据后进行处理；
S3、图像处理部分对第一组数据和第二组数据进行整合，形成检测的第三组图像；
S4、图像处理部分对第三组图像进行分析，输出检测数据至PLC；
S5、PLC根据检测数据，判断对应的电池是否为OK的电池流，从而判断电池再此检测中是否合格。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池密封钉焊接检测装置，其特征在于，所述运动组件包括旋转单元和水平移动单元，所述旋转单元包括固定在过渡板上的旋转气缸，所述旋转气缸驱使相机在旋转；所述水平移动单元包括固定在支撑架上的伺服模组，所述过渡板固定在伺服模组上，所述伺服模组的一侧设置有驱使伺服模组在支撑架上往复运动的伺服电机。
3.根据权利要求2所述的一种动力电池密封钉焊接检测装置，其特征在于，所述伺服模组在运动方向的两侧分别安装有限位件，所述过渡板上设置有可遮挡对应限位件的限位挡块。
4.根据权利要求2所述的一种动力电池密封钉焊接检测装置，其特征在于，所述3D相机转动轴位于固定后的待检测电池的中垂线上。
5.根据权利要求1所述的一种动力电池密封钉焊接检测装置，其特征在于，所述3D相机固定在相机固定板上，所述旋转气缸驱使相机固定板和3D相机转动。
6.使用权利要求2-5任一项所述的一种动力电池密封钉焊接检测装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将电池放置到底座对应位置上，伺服电机带动过渡板上的3D相机从第一工位水平移动，从第一工位对应的电池密封焊接的A点侧移动到第二工位对应的B点侧，图像处理部分从3D相机获得第一组数据后进行处理，对应电池的密封钉一侧的数据；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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