CN114024106B - 一种圆柱电池注液孔对孔方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种圆柱电池注液孔对孔方法和***,包括如下步骤:S1、使用相机对圆柱电池上端进行拍照,获取圆柱电池的图片并上传到处理器;S2、基于步骤S1获取的圆柱电池的图片,使用图像处理算法先找到极柱两端的牟钉的位置,再找到注液孔的位置,并将注液孔的当期角度发送给PLC;S3、PLC控制伺服电机带动圆柱电池转动,将注液孔转动至指定位置。本对孔方法通过先找极柱两端牟钉再找注液孔的方式,可以减少极柱边缘带来的误判,可以大大提高对孔合格率,提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及电池注液孔技术领域,具体为一种圆柱电池注液孔对孔方法和***。
背景技术
目前锂离子电池生产工艺,圆柱电芯的注液工序,电池的生产报废率极高,导致生产成本居高不下。现有设备注液定位主要是基于机械定位,通过机械装置卡住极柱,通过机械手抓取电池并进行转动,但由于设备转动精度稳定,造成设备注液时,总是出现定位不准,导致产品报废率高,其次部分设备采用CCD对孔方式进行对孔,但在实现应用过程中,因环境影响,造成对孔合格率低,严重影响生产效率。
公开号为CN103682238A的中国发明专利申请公开了一种锂离子电池的注液孔结构及注液方法,该申请将注液孔设计在盖板极柱上,因此注液时,只需将注液机注液嘴与电池准确定位,便可实现注液机注液嘴与盖板注液孔的准确定位,其也是基于机械定位,因此仍然存在产品报废率高的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于:提高圆柱电池注液孔对孔合格率,减少产品报废率。
为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
一种圆柱电池注液孔对孔方法,包括如下步骤:
S1、使用相机对圆柱电池上端进行拍照,获取圆柱电池的图片并上传到处理器;
S2、基于步骤S1获取的圆柱电池的图片,使用图像处理算法先找到极柱两端的牟钉的位置,再找到注液孔的位置,并将注液孔的当期角度发送给PLC;
S3、PLC控制伺服电机带动圆柱电池转动,将注液孔转动至指定位置。
优点:本对孔方法通过先找极柱再找注液孔的方式,可以减少极柱边缘带来的误判,从而提高圆柱电池注液孔的对孔合格率,减少产品报废品。
优选地,步骤S1中,拍照的具体操作为:
S11、设置相机曝光时间T1、T2参数;
S12、触发相机分别在曝光时间T1拍照获得图片P1,在曝光时间T2拍照获得图片P2并将图片P1和图片P2上传到处理器;
S13、分别显示拍照的图片P1和图片P2。
优选地,所述相机为2D相机。
优选地,步骤S2的具体操作过程如下:
S21、对图片P1处理,通过找点拟合圆算法,获取圆柱电池外圆及圆心O1;
S22、粗定位,建立牟钉的模板形状,设置牟钉可能存在的ROI1区域,设置ROI1区域位置跟随圆心O1;
S23、精定位,通过找点拟合圆算法,精准定位牟钉位置,并获取两个牟钉的圆心O2和O3;
S24、判断识别牟钉的数量,根据牟钉的数量执行相应的算法确定注液孔的位置。
优选地,若判断牟钉的数量为0,则执行如下步骤:
S2401、软件对图片P2处理,绘制环形ROI2区域,通过模板匹配方式粗定位注液孔的位置,ROI2区域位置跟随圆心O1;
S2402、精定位,通过找点拟合圆算法,定位注液孔;
S2403、若定位注液孔成功,绘制注液孔外圆及圆心O4;根据O1和O4连接成直线L3,计算L3与设定的O1和O4的连线的角度J1,并将J1发送给PLC;
S2404、若定位注液孔失败,将J1=60°发送给PLC,PLC控制伺服电机带动圆柱电池转到指定位置,重新进行检测。
优选地,若判断牟钉的数量为1,则执行如下步骤:
S2411、通过识别到的牟钉外圆根据实际两个牟钉圆的距离计算并定位另外一个牟钉外圆,确定两个牟钉圆心O2和圆心O3;
S2412、根据两个牟钉圆心O2和圆心O3绘制直线L1;对图片P2处理,根据L1的中心点绘制垂直直线L2;
S2413、在直线L2绘制两个ROI区域识别注液孔;其分别位于L1两侧;
S2414、通过Blob算法识别定位注液孔;
S2415、若定位注液孔成功,绘制注液孔外圆及圆心O4;根据O1和O4连接成直线L3,计算L3与设定的O1和O4的连线的角度J1,并将J1发送给PLC;
S2416、若定位注液孔失败,将J1=60°发送给PLC,PLC控制伺服电机带动圆柱电池转到指定位置,重新进行检测。
优选地,若判断牟钉的数量为2,则执行如下步骤:
S2421、分别识别两个牟钉圆心O2和O3;
S2422、根据两个牟钉圆心O2和圆心O3绘制直线L1;对图片P2处理,根据L1的中心点绘制垂直直线L2;
S2423、在直线L2绘制两个ROI区域识别注液孔;其分别位于L1两侧;
S2424、通过Blob算法识别定位注液孔;
S2425、若定位注液孔成功,绘制注液孔外圆及圆心O4;根据O1和O4连接成直线L3,计算L3与设定的O1和O4的连线的角度J1,并将J1发送给PLC;
S2426、若定位注液孔失败,将J1=60°发送给PLC,PLC控制伺服电机带动圆柱电池转到指定位置,重新进行检测。
优选地,如果本次执行完后,注液孔未到需求位置,重复以上步骤,重复5次以上,注液孔仍未转动到位置后,设备报错提醒。
本发明还提供一种圆柱电池注液孔对孔***,包括:
相机,用来对圆柱电池上端进行拍照,获取圆柱电池的图片并上传到处理器;
处理器,基于获取的圆柱电池的图片,使用图像处理算法先找到极柱两端的牟钉的位置,再找到注液孔的位置,并将注液孔的当期角度发送给PLC;
PLC,控制伺服电机带动圆柱电池转动,将注液孔转动至指定位置。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本对孔方法通过先找极柱再找注液孔的方式,可以减少极柱边缘带来的误判,从而提高圆柱电池注液孔的对孔合格率,减少产品报废品;有效提高检测合格率,进而提高注液机注液效率;减少注液机因对孔不良造成的漏液问题。
(2)本对孔方法通过流程及算法优化,可有效避免圆柱电池盖板来料一致性差导致的反光造成的误判。
(3)本发明通过在极柱两侧采用Blob算法可以减少盖板二维码造成的误判。
附图说明
图1为本发明的实施例的圆柱电池结构示意图;
图2为本发明的实施例的检测流程示意图;
图3为本发明的实施例的牟钉位置确定示意图;
图4为本发明的实施例的钢柱位置确定示意图;
图5为本发明的实施例的钢柱位置偏移示意图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明技术方案,现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
参阅图1,本实施例中需要注液孔对孔的为圆柱电池1,其上设置有极柱2、牟钉3和注液孔4,极柱2位于圆柱电池1上端的中心处,极柱2为长条形,两牟钉3分别位于极柱2的两端,注液孔4位于两牟钉3连线的垂直平分线处。
参阅图2,本实施例公开了一种圆柱电池注液孔对孔方法,包括如下步骤:
S1、使用相机对圆柱电池1上端进行拍照,获取圆柱电池1的图片上传到处理器;
S2、基于步骤S1获取的圆柱电池1的图片,使用图像处理算法先找到极柱2两端的牟钉3的位置,再找到注液孔4的位置,并将注液孔4的当期角度发送给PLC;
S3、PLC控制伺服电机带动圆柱电池1转动,将注液孔4转动至指定位置。
其中为保证好的拍照效果,提高精确性,采用2D相机。
步骤S1中,拍照的具体操作为:
S11、设置相机曝光时间T1、T2参数;
S12、触发相机分别在曝光时间T1拍照获得图片P1,在曝光时间T2拍照获得图片P2,并将图片P1和图片P2上传到处理器;
S13、分别显示拍照的图片P1和图片P2。
参阅图2和图3,步骤S2的具体操作过程如下:
S21、对图片P1处理,通过找点拟合圆算法,获取圆柱电池1外圆及圆心O1;
S22、粗定位,建立牟钉3的模板形状,设置牟钉3可能存在的ROI1区域,设置ROI1区域位置跟随圆心O1;
S23、精定位,通过找点拟合圆算法,精准定位牟钉3位置,并获取两个牟钉3的圆心O2和O3;
S24、判断识别牟钉3的数量,根据牟钉3的数量执行相应的算法确定注液孔4的位置。
参阅图2、图4和图5,若判断牟钉3的数量为0,则执行如下步骤:
S2401、对图片P2处理,绘制环形ROI2区域,通过模板匹配方式粗定位注液孔4的位置,ROI2区域位置跟随圆心O1;
S2402、精定位,通过找点拟合圆算法,定位注液孔4;
S2403、若定位注液孔4成功,绘制注液孔4外圆及圆心O4;根据O1和O4连接成直线L3,计算L3与设定的O1和O4的连线的角度J1,并将J1发送给PLC;
S2404、若定位注液孔4失败,将J1=60°发送给PLC,PLC控制伺服电机带动圆柱电池1转到指定位置,重新进行检测。
若判断牟钉3的数量为1,则执行如下步骤:
S2411、通过识别到的牟钉3外圆根据实际两个牟钉3圆的距离计算并定位另外一个牟钉3外圆,确定两个牟钉3圆心O2和圆心O3;
S2412、根据两个牟钉3圆心O2和圆心O3绘制直线L1;对图片P2处理,根据L1的中心点绘制垂直直线L2;
S2413、在直线L2绘制两个ROI区域识别注液孔4;其分别位于L1两侧;
S2414、软件通过Blob算法识别定位注液孔4;
S2415、若定位注液孔4成功,绘制注液孔4外圆及圆心O4;根据O1和O4连接成直线L3,计算L3与设定的O1和O4的连线的角度J1,并将J1发送给PLC;
S2416、若定位注液孔4失败,将J1=60°发送给PLC,PLC控制伺服电机带动圆柱电池1转到指定位置,重新进行检测。
若判断牟钉3的数量为2,则执行如下步骤:
S2421、分别识别两个牟钉3圆心O2和O3;
S2422、根据两个牟钉3圆心O2和圆心O3绘制直线L1;对图片P2处理,根据L1的中心点绘制垂直直线L2;
S2423、在直线L2绘制两个ROI区域识别注液孔4;其分别位于L1两侧;
S2424、通过Blob算法识别定位注液孔4;
S2425、若定位注液孔4成功,绘制注液孔4外圆及圆心O4;根据O1和O4连接成直线L3,计算L3与设定的O1和O4的连线的角度J1,并将J1发送给PLC;
S2426、若定位注液孔4失败,将J1=60°发送给PLC,PLC控制伺服电机带动圆柱电池1转到指定位置,重新进行检测。
如果本次执行完后,注液孔4未到需求位置,重复以上步骤,重复5次以上,注液孔4仍未转动到位置后,设备报错提醒。
本发明设置如下装置用于实现注液孔的对孔:
相机,用于对圆柱电池1上端进行拍照,获取圆柱电池1的图片并上传到处理器;
处理器,基于获取的圆柱电池1的图片,使用图像处理算法先找到极柱2两端的牟钉3的位置,再找到注液孔4的位置,并将注液孔4的当期角度发送给PLC;
PLC,控制伺服电机带动圆柱电池1转动,将注液孔4转动至指定位置。
本方法中,由于要进行找点拟合圆算法处理和之后的其它处理,首先通过2D相机对圆柱电池1进行拍照获得图片P1和图片P2;对图片P1处理,通过找点拟合圆算法,获取圆柱电池1外圆及圆心O1;然后定位识别极柱2中的牟钉4位置;并判断牟钉4的数量。
若牟钉4数量为0,对图片P2处理,通过模板匹配方式粗定位注液孔4位置,在通过找点拟合圆工具找到注液孔4的位置。
若牟钉4数量为1,通过该牟钉4定位另一牟钉4的位置,对图片P2处理,软件根据两牟钉4的位置找到注液孔4的位置。
若牟钉4数量为2,对图片P2处理,软件根据两牟钉4的位置找到注液孔4的位置。
若上述过程中找到了注液孔4的位置,根据注液孔4位置计算转动角度J1发送给PLC,PLC控制电机转动,进而带动圆柱电池1转动将注液孔4转动至指定位置。
若上述过程中没有找到注液孔4的位置,PLC控制电机转动,带动圆柱电池1转动60°后,重新检测;若重复执行5次以上后,仍未找到注液孔4,设备报错提醒。
本对孔方法通过流程及算法优化,可有效避免圆柱电池1盖板来料一致性差导致的反光造成的误判;其次,本方法通过在极柱2两侧采用Blob算法可以减少盖板二维码造成的误判;再次,本方法通过先找极柱2再找注液孔4的方式,可以减少极柱2边缘带来的误判;有效提高检测合格率,进而提高注液机注液效率;减少注液机因对孔不良造成的漏液问题。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内,不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述实施例仅表示发明的实施方式,本发明的保护范围不仅局限于上述实施例,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明保护范围。
Claims (4)
1.一种圆柱电池注液孔对孔方法,其特征在于:包括如下步骤:
所述圆柱电池(1)上设置有极柱(2)、牟钉(3)和注液孔(4),极柱(2)位于圆柱电池(1)上端的中心处,极柱(2)为长方形,两牟钉(3)分别位于极柱(2)的两端,注液孔(4)位于两牟钉(3)连线的垂直平分线处;
S1、使用相机对圆柱电池(1)上端进行拍照,获取圆柱电池(1)的图片并上传到处理器;步骤S1中,拍照的具体操作为:
S11、设置相机曝光时间T1、T2参数;
S12、触发相机分别在曝光时间T1拍照获得图片P1,在曝光时间T2拍照获得图片P2,并将图片P1和图片P2上传到处理器;
S13、分别显示拍照的图片P1和图片P2;
S2、处理器基于步骤S1获取的圆柱电池(1)的图片,使用图像处理算法先找到极柱(2)两端的牟钉(3)的位置,再找到注液孔(4)的位置,并将注液孔(4)的当期角度发送给PLC;步骤S2的具体操作过程如下:
S21、对图片P1处理,通过找点拟合圆算法,获取圆柱电池(1)外圆及圆心;
S22、粗定位,建立牟钉(3)的模板形状,设置牟钉(3)存在的区域,设置牟钉(3)存在的区域位置跟随圆柱电池(1)圆心;
S23、精定位,通过找点拟合圆算法,精准定位牟钉(3)位置,并获取两个牟钉(3)的圆心;
S24、判断识别牟钉(3)的数量,根据牟钉(3)的数量执行相应的算法确定注液孔(4)的位置;
若判断牟钉(3)的数量为0,则执行如下步骤:
S2401、对图片P2处理,绘制环形区域,通过模板匹配方式粗定位注液孔(4)的位置,所述环形区域区域位置跟随圆柱电池(1)圆心;
S2402、精定位,通过找点拟合圆算法,定位注液孔(4);
S2403、若定位注液孔(4)成功,绘制注液孔(4)外圆及圆心;根据圆柱电池(1)圆心和注液孔(4)圆心连接成直线,计算根据圆柱电池(1)圆心和注液孔(4)圆心连接成的直线与设定的圆柱电池(1)圆心和注液孔(4)圆心的连线的角度,并将所述角度发送给PLC;
S2404、若定位注液孔(4)失败,将所述角度发送给PLC,PLC控制伺服电机带动圆柱电池(1)转到指定位置,重新进行检测;
若判断牟钉(3)的数量为1,则执行如下步骤:
S2411、通过识别到的牟钉(3)外圆根据实际两个牟钉(3)圆的距离计算并定位另外一个牟钉(3)外圆,确定两个牟钉(3)的圆心;
S2412、根据两个牟钉(3)的圆心绘制直线;对图片P2处理,根据两个牟钉(3)的圆心绘制的直线的中心点绘制垂直直线;
S2413、在步骤S2412中的所述垂直直线绘制两个区域识别注液孔(4);其分别位于根据两个牟钉(3)的圆心绘制的直线两侧;
S2414、识别定位注液孔(4);
S2415、若定位注液孔(4)成功,绘制注液孔(4)外圆及圆心;根据圆柱电池(1)圆心和注液孔(4)圆心连接成的直线,计算根据圆柱电池(1)圆心和注液孔(4)圆心连接成的直线与设定的圆柱电池(1)圆心和注液孔(4)圆心的连线的角度,并将所述角度发送给PLC;
S2416、若定位注液孔(4)失败,将步骤S2415中的所述角度发送给PLC,PLC控制伺服电机带动圆柱电池(1)转到指定位置,重新进行检测;
若判断牟钉(3)的数量为2,则执行如下步骤:
S2421、分别识别两个牟钉(3)圆心;
S2422、根据两个牟钉(3)圆心绘制直线;对图片P2处理,根据两个牟钉(3)圆心绘制的直线的中心点绘制垂直直线;
S2423、在步骤S2422中的所述垂直直线绘制两个区域识别注液孔(4);其分别位于根据两个牟钉(3)圆心绘制的直线两侧;
S2424、识别定位注液孔(4);
S2425、若定位注液孔(4)成功,绘制注液孔(4)外圆及圆心;根据圆柱电池(1)圆心和注液孔(4)圆心连接成直线,计算根据圆柱电池(1)圆心和注液孔(4)圆心连接成的直线与设定的圆柱电池(1)圆心和注液孔(4)圆心的连线的角度,并将所述角度发送给PLC;
S2426、若定位注液孔(4)失败,将步骤S2425中的所述角度发送给PLC,PLC控制伺服电机带动圆柱电池(1)转到指定位置,重新进行检测;
S3、PLC控制伺服电机带动圆柱电池(1)转动,将注液孔(4)转动至指定位置;所述识别定位注液孔(4)通过Blob算法实现。
2.根据权利要求1所述的圆柱电池注液孔对孔方法,其特征在于:所述相机为2D相机。
3.根据权利要求1所述的圆柱电池注液孔对孔方法,其特征在于:如果本次执行完后,注液孔(4)未到需求位置,重复以上步骤,重复设定次数以上,注液孔(4)仍未转动到位置后,设备报错提醒。
4.一种采用权利要求1-3任一项所述圆柱电池注液孔对孔方法的***,其特征在于:包括
相机,用于对圆柱电池(1)上端进行拍照,获取圆柱电池(1)的图片并上传到处理器;
处理器,基于获取的圆柱电池(1)的图片,使用图像处理算法先找到极柱(2)两端的牟钉(3)的位置,再找到注液孔(4)的位置,并将注液孔(4)的当期角度发送给PLC;
PLC,控制伺服电机带动圆柱电池(1)转动,将注液孔(4)转动至指定位置。
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- 2021-11-03 CN CN202111292549.9A patent/CN114024106B/zh active Active
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