CN117638194A - 电池生产***和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电池生产***和方法,涉及电池领域。电池生产***包括:焊接设备,被配置为将电芯的极耳与转接片焊接,获取目标电芯;电池检测装置,被配置为检测目标电芯,电池检测装置包括:图像采集设备,被配置为采集目标电芯的极耳区域的图像;和光源,包括沿图像采集设备的图像采集通道周向布置的多个子光源,被配置为向极耳区域投射光线,光源在不同工作模式下,至少一个子光源的开关状态不同;贴胶设备,被配置为对获取的目标电芯执行贴胶处理;传送设备,被配置为将完成焊接的目标电芯传送至检测装置,并将检测结果为正常的目标电芯传送至贴胶设备。
Description
技术领域
本申请涉及电池领域,具体涉及一种电池生产***和方法。
背景技术
由于工艺及设备原因,锂电池生产过程中会存在一定缺陷,需要通过各种检测手段将缺陷检出以提升电池良率。例如,在裸电芯配对后需要进行极耳焊接,对焊接后的极耳进行超声波焊接检测,需要使用CCD视觉检测***对极耳区不同缺陷进行识别,以保证电芯的性能。检测的缺陷包括焊印数量不满足要求、无蓝胶、蓝胶未100%覆盖极耳等。
发明内容
鉴于上述问题,本申请提供一种电池生产***和方法,能够提高极耳缺陷检测的准确度。
第一方面,本申请提供了一种电池生产***,包括:焊接设备,被配置为将电芯的极耳与转接片焊接,获取目标电芯;电池检测装置,被配置为检测目标电芯,电池检测装置包括:图像采集设备,被配置为采集目标电芯的极耳区域的图像;和光源,包括沿图像采集设备的图像采集通道周向布置的多个子光源,被配置为向极耳区域投射光线,其中,光源在不同工作模式下,至少一个子光源的开关状态不同;贴胶设备,被配置为对获取的目标电芯执行贴胶处理;和传送设备,被配置为将完成焊接的目标电芯传送至检测装置,并将检测结果为正常的目标电芯传送至贴胶设备。
本申请实施例的技术方案中,电池检测装置的光源具备图像采集设备和沿图像采集设备的图像采集通道周向布置的多个子光源,在不同工作模式下至少一个子光源的开光状态不同,从而实现通过不同的工作模式灵活控制向电芯的极耳区域投射的光线角度,使得极耳区域的缺陷清晰的呈现在图像中,提高缺陷检测的准确度;另外,电池检测装置位于焊接设备与贴胶设备之间,电芯在极耳区域检测正常后再进行贴胶,从而避免了胶遮挡极耳区域及贴胶后反光导致的开裂无法识别,进一步提高了缺陷检测的准确度。
在一些实施例中,光源的至少一个子光源包括与图像采集设备距离不同的多个光源模块。本申请实施例的技术方案中,子光源具备与图像采集设备距离不同的光模块,通过控制不同光模块的开关能够进一步灵活控制向目标电芯的极耳区域投射的光线角度、强度中的至少一种,进一步提高光源调节的灵活度,提高电池检测装置的工作模式扩展能力。
在一些实施例中,属于同一个子光源的不同光源模块与极耳区域的距离不同。本申请实施例的技术方案中,同一个子光源的不同光源模块与极耳区域的距离不同,避免在向极耳区域投射光线时,光源模块之间的光线会被其他光源模块遮挡。
在一些实施例中,光源为顶部具有通孔的穹顶状结构。本申请实施例的技术方案中,穹顶状的结构作为一个整体,能够提高光线角度覆盖的全面性,也便于维持子光源、光源模块之间的相对位置的稳定性。
在一些实施例中,光源包括4个子光源,子光源为圆心角90度的扇环区域,其中,第一子光源与第二子光源、第四子光源相邻;第一子光源和第三子光源分别包括与图像采集设备距离不同的两个以上光源模块,第二子光源和第四子光源的投影位于极耳的延伸方向;第一子光源和第三子光源在工作状态下,距离图像采集设备最远的光源模块开启,距离图像采集设备最近的光源模块关闭;第二子光源和第四子光源在工作状态下,全部光源模块开启。
本申请实施例的技术方案中,光源中的子光源分为4个角度,包括投影位于极耳延伸的两个方向,以及投影垂直于极耳延伸的两个方向,角度照射方向与电芯的极耳部署方向匹配,对于极耳的延伸方向,采用最全面角度的光线投射,提高投射的光量,减少电芯侧面高于极耳遮挡光线造成的影响,提高极耳根部缺陷在图像中呈现的清晰度;对于垂直于极耳延伸的方向,减少顶光量,使与侧面光线方向相对应的极耳缺陷能够更清晰的呈现,提高缺陷检测的准确度和效率。
在一些实施例中,电池检测装置在光源的第一工作模式中,第一子光源的除距离图像采集设备最近的光源模块以外的光源模块开启,第二子光源、第三子光源和第四子光源的全部光源模块关闭。本申请实施例的技术方案中,能够控制在投影垂直于极耳的延伸方向的其中一个方向进行光线投射,避免其他方向上的光线影响图像中极耳缺陷的呈现效果,有利于与光线投射方向相对应的极耳缺陷的暴露;通过控制距离图像采集设备最近的光源模块关闭,能够降低顶光的投射量,避免过强的顶光影响图像中缺陷呈现的清晰度,进一步有利于极耳缺陷暴露,提高缺陷检测的准确度、全面性。
在一些实施例中,电池检测装置在光源的第二工作模式中,第二子光源的全部光源模块开启,第一子光源、第三子光源和第四子光源的全部光源模块关闭。本申请实施例的技术方案中,能够控制在投影垂直于极耳的延伸方向的其中一个方向进行光线投射,避免其他方向上的光线影响图像中极耳缺陷的呈现效果;对于极耳的延伸方向,采用最全面角度的光线投射,提高投射的光量,减少电芯侧面高于极耳遮挡光线造成的影响,提高极耳缺陷在图像中呈现的清晰度。
在一些实施例中,电池检测装置在光源的第三工作模式中,第三子光源的除距离图像采集设备最近的光源模块以外的光源模块开启,第一子光源、第二子光源和第四子光源的全部光源模块关闭。本申请实施例的技术方案中,能够控制在投影垂直于极耳的延伸方向的其中一个方向进行光线投射,避免其他方向上的光线影响图像中极耳缺陷的呈现效果,有利于与光线投射方向相对应的极耳缺陷的暴露;通过控制距离图像采集设备最近的光源模块关闭,能够降低顶光的投射量,避免过强的顶光影响图像中缺陷呈现的清晰度,进一步有利于极耳缺陷暴露,提高缺陷检测的准确度、全面性。
在一些实施例中,电池检测装置在光源的第四工作模式中,第四子光源的全部光源模块开启,第一子光源、第二子光源和第三子光源的全部光源模块关闭。本申请实施例的技术方案中,能够控制在投影垂直于极耳的延伸方向的其中一个方向进行光线投射,避免其他方向上的光线影响图像中极耳缺陷的呈现效果,对于极耳的延伸方向,采用最全面角度的光线投射,提高投射的光量,减少电芯侧面高于极耳遮挡光线造成的影响,提高极耳缺陷在图像中呈现的清晰度。
在一些实施例中,每个子光源包括两个光源单元组,光源单元组为圆心角45度的扇环区域;每个光源单元组包括与图像采集设备距离不同的多个光源单元,其中,属于同一个子光源的光源单元组的、与图像采集设备距离相同的光源单元,属于同一个光源模块。本申请实施例的技术方案中,子光源包括两个光源单元组,两个光源单元组平分子光源的圆心角,且光源单元组能够独立进行开关状态控制,进一步提高了光线角度、强度控制的灵活性,有利于扩展工作模式配置方式和对被测设备的适应能力。
在一些实施例中,电池检测装置还包括:主体支架,包括支撑板和固定于台板的立柱,支撑板固定于立柱的远离台板的一端,平行于极耳区域;和移载设备,可移动的固定于支撑板,且与图像采集设备和光源连接,被配置为通过沿支撑板的运动带动图像采集设备和光源移动。本申请实施例的技术方案中,通过主体支架可移动的固定移载设备,方便对移栽设备的位置进行稳定的调节,从而实现对图像采集设备和光源位置的稳定调节,无需调节电芯的位置,实现对电芯不同位置的探测,避免对电芯的位置调节造成对极耳的损伤,降低废品率。
在一些实施例中,电池检测装置还包括:高度调节支架,与移载设备、图像采集设备连接,被配置为调节图像采集设备与极耳区域的距离。本申请实施例的技术方案中,能够通过调节高度调节支架的方式调节图像采集设备与极耳区域的距离,从而使电池检测装置能够对不同尺寸的电芯进行检测,兼容电芯的高度差。
在一些实施例中,电池检测装置还包括控制器,被配置为:控制光源依次切换工作模式,并控制图像采集设备在光源的每种工作模式下采集至少一次目标电芯的第一区域的图像;在获取第一区域图像采集完成信号后,控制移载设备将图像采集设备从第一位置移动至第二位置;控制光源依次切换工作模式,并控制图像采集设备在光源的每种工作模式下采集至少一次目标电芯的第二区域的图像;在获取第二区域图像采集完成信号后,控制移载设备将图像采集设备从第二位置移动至第一位置。本申请实施例的技术方案中,能够对电芯采用多种工作模式的光源进行光线投射,并获取在每种工作模式下的电芯的极耳区域图像,从而使极耳区域的缺陷能够充分的暴露,提高极耳区域缺陷检测的全面性;通过自动移动图像采集设备的位置,实现分别对极耳区域的两部分位置分别进行光线投射和图像采集,在提高极耳区域缺陷检测的全面性的同时,提高检测的自动化程度和效率。
在一些实施例中,电池生产***还包括:异常处理设备,被配置为将检测结果为异常的目标电芯移动至预定废弃区域。本申请实施例的技术方案中,能够自动处理检测出缺陷的电芯并将其移动至废弃区域,避免对异常电芯执行贴胶等后续处理,降低了处理成本。
在一些实施例中,电池生产***还包括:上位机,被配置为接收来自电池检测装置的图像,根据图像确定目标电芯的检测结果。本申请实施例的技术方案中,利用上位机处理电池检测装置采集的图像,能够充分利用上位机的运算能力,降低对电池检测装置的运算能力要求,且有利于上位机根据检测结果对***中其他装置的协同控制。
在一些实施例中,上位机被配置为在根据图像确定发生极耳开裂、极耳漏焊或焊印位置偏移中至少一项的情况下,确定检测结果为异常。本申请实施例的技术方案中,上位机能够根据图像发现极耳包括开裂、极耳漏焊、焊印位置偏移在内的缺陷,提高极耳缺陷检测的全面性,有利于提高电芯的合格率和电池质量。
第二方面,本申请提供了一种电池生产方法,包括:将电芯的极耳与转接片焊接,获取目标电芯,并传送至电池检测装置;电池检测装置分别采用光源的每种工作模式向目标电芯的极耳区域投射光线,并通过图像采集设备获取目标电芯在每种工作模式下的图像,其中,光源包括沿图像采集设备的图像采集通道周向间隔布置的多个子光源,在不同工作模式下,至少一个子光源的开关状态不同;根据图像确定目标电芯的检测结果;将检测结果为正常的目标电芯传送至贴胶设备执行贴胶处理。
本申请实施例的技术方案中,在极耳焊接后能够先进行极耳区域的缺陷检测,再进行贴胶,从而避免了胶遮挡极耳区域及贴胶后反光导致的开裂无法识别,提高了缺陷检测的准确度;电池检测装置的光源具备图像采集设备和沿图像采集设备的图像采集通道周向布置的多个子光源,在不同工作模式下至少一个子光源的开光状态不同,从而实现通过不同的工作模式灵活控制向电芯的极耳区域投射的光线角度、强度中的至少一种,使得极耳区域的缺陷更加清晰的呈现在图像中,提高缺陷检测的准确度。
在一些实施例中,电池检测装置分别采用光源的每种工作模式向目标电芯的极耳区域投射光线,并通过图像采集设备获取目标电芯在每种工作模式下的图像包括:分别采用每种工作模式向目标电芯的第一区域投射光线;在光源的每种工作模式中,采集至少一次目标电芯的第一区域的图像;将图像采集设备和光源从第一位置移动至第二位置,其中,第一位置与第一区域相对应,第二位置与目标电芯的第二区域相对应;分别采用每种工作模式向目标电芯的第二区域投射光线;在光源的每种工作模式中,采集至少一次目标电芯的第二区域的图像;将图像采集设备和光源从第二位置移动至第一位置。
本申请实施例的技术方案中,能够对电芯采用多种工作模式的光源进行光线投射,并获取在每种工作模式下的电芯的极耳区域图像,从而使极耳区域的缺陷能够充分的暴露,提高极耳区域缺陷检测的全面性;通过自动移动图像采集设备的位置,实现分别对极耳区域的两部分位置分别进行光线投射和图像采集,在提高极耳区域缺陷检测的全面性的同时,提高检测的自动化程度和效率。
在一些实施例中,光源在目标电芯的极耳延伸方向上投射光线与极耳区域所在平面的夹角的最大值,大于光源在极耳区域所在平面上垂直于目标电芯的极耳延伸方向上的投射光线与极耳区域所在平面的夹角的最大值。本申请实施例的技术方案中,考虑到电芯的边缘与极耳具有高度差,对于极耳的延伸方向,采用最全面角度的光线投射,提高投射的光量,减少电芯侧面高于极耳遮挡光线造成的影响,提高极耳根部缺陷在图像中呈现的清晰度;对于投影垂直于极耳延伸的方向,减少顶光量,使与侧面光线方向相对应的极耳缺陷能够更清晰的呈现,提高缺陷检测的准确度和效率。
在一些实施例中,电池生产方法还包括:将检测结果为异常的目标电芯移动至预定废弃区域。本申请实施例的技术方案中,能够自动处理检测出缺陷的电芯并将其移动至废弃区域,避免对异常电芯执行贴胶等后续处理,降低了处理成本。
在一些实施例中,根据图像确定目标电芯的检测结果包括:电池检测装置将图像发送给上位机,上位机根据图像确定目标电芯的检测结果。本申请实施例的技术方案中,利用上位机处理电池检测装置采集的图像,能够充分利用上位机的运算能力,降低对电池检测装置的运算能力要求,且有利于上位机根据检测结果对***中其他装置的协同控制。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中:
图1为本申请一个或多个实施例的电池生产***的示意图;
图2为本申请一个或多个实施例的电池生产***中焊接设备焊接工序的示意图;
图3为本申请一个或多个实施例的电池生产***中光源分区示意图;
图4为本申请一个或多个实施例的电池生产***中光源在第一到第四工作模式下工作状态的示意图;
图5为本申请一个或多个实施例的电池检测装置的示意图;
图6为本申请一个或多个实施例的电池生产***中极耳区域缺陷的示意图;
图7为本申请一个或多个实施例的电池生产***中检测区域切换的示意图;
图8为本申请另一个或多个实施例的电池生产***的示意图;
图9为本申请一个或多个实施例的电池生产方法的流程图;
图10为本申请另一个或多个实施例的电池生产方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中,技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
为了实现对焊接后的极耳区域的检测,会在贴胶后拍照检测极耳区域,基于拍照结果识别极耳区域的缺陷,能够检测到的缺陷包括焊印数量不满足要求、无蓝胶、蓝胶未100%覆盖极耳等,但无法有效检测极耳开裂,因此自动化检测流程中并不包括对于极耳开裂的检测。极耳开裂缺陷等可能导致过流的问题。为了避免出品的电池电芯发生极耳开裂缺陷,在物流线上由人工目检进行识别。由于开裂较小,人工无法准确识别,容易出现漏杀,且人工目检需翻转电芯查看缺陷,容易造成极耳二次开裂,加大极耳开裂风险。
为了克服极耳缺陷需要人工配合,准确率低,且容易造成产品损伤的问题,本申请提出通过提高检测过程中采集的极耳区域图像的清晰度,实现对极耳开裂缺陷的自动化检测。具体为通过对电池检测装置的改进,提高其采集的极耳区域图像的清晰度、图像中极耳区域缺陷呈现的清晰度;通过调整焊接、贴胶与检测的流程顺序,设置电池检测装置与焊接设备、贴胶设备的相对位置,提高电池检测装置采集到的图像的清晰度,从而降低从图像中识别出极耳开裂缺陷的难度,提高极耳缺陷检测的准确度。
基于以上考虑,为了解决极耳检测准确率低的问题,本申请提出了一种电池生产***,能够灵活调节向电芯的极耳区域投射的光线角度,使得极耳区域的缺陷能够清晰的呈现在图像中;将极耳区域的检测流程设置在焊接与贴胶之间,避免了胶遮挡极耳区域及贴胶后反光导致的开裂无法识别,提高了图像中极耳区域的清晰度,从而提高极耳缺陷检测的准确度。
根据本申请的一些实施例,如图1所示,电池检测***包括焊接设备11、电池检测装置12、贴胶设备13以及传送设备14。
焊接设备11用于将电芯的极耳与转接片焊接,获取目标电芯。在一些实施例中,如图2中所示,当具备极耳10b的电芯10a到达焊接设备后,焊接设备11将两个电芯单元的极耳,通过转接片10c焊接在一起,形成目标电芯100,目标电芯的极耳区域10d包括两个电芯单元的极耳和转接片。
焊接设备11与电池检测装置12之间具有传送设备14,传送设备14将焊接完成的目标电芯传送至电池检测装置12。
电池检测装置12能够检测目标电芯,获取目标电芯的包括极耳区域的图像。在一些实施例中,电池检测装置12每次获取的图像中仅包括阴极极耳区域或阳极极耳区域,从而缩小每次图像采集的区域范围,提高图像清晰度。
在一些实施例中,电池检测装置12包括图像采集设备和光源,其中,图像采集设备能够采集目标电芯的极耳区域的图像。光源包括沿图像采集设备的图像采集通道周向布置的多个子光源,每个子光源能够向极耳区域投射光线。光源在不同工作模式下,至少一个子光源的开关状态不同。在一些实施例中,不同子光源在图像采集通道周向方向上间隔布置,从而在不同工作模式下,控制光源在图像采集通道周向方向上的不同位置向极耳区域投射光线。
在一些实施例中,光源的结构如图3中所示,其中,中心区域21b为光源的空腔区域,位于图像采集设备的图像采集通道上,用于使光线能够穿过中心区域21b到达图像采集设备,避免光源遮挡图像采集设备。子光源围绕中心区域,以周向方向间隔布置,如图中的21a1-21a8所示,21a1-21a8中的一个或位置连续的多个部分属于同一个子光源,不同子光源的位置不重叠,从而确保不同子光源与极耳区域的相对角度不同。图中所示的子光源的位置和形状为可行实施例,不构成对本申请的不当限制。在一些实施例中,不同子光源的尺寸可以不同。在一些实施例中,子光源的数量大于等于2。
在一些实施例中,光源为可编程式光源,能够采用预先设置、实时调整等方式,确定光源不同工作模式下各个子光源的开关状态,从而在使用过程中通过调节工作模式调整子光源的开关状态,提高控制的便捷度。
贴胶设备13能够对获取的目标电芯执行贴胶处理。贴胶设备13与电池检测装置12之间具有传送设备14,传送设备14将根据电池检测装置12确定的检测结果为正常的目标电芯传送至贴胶设备。
基于上文所示实施例中的方案,电池检测装置的光源具备图像采集设备和沿图像采集设备的图像采集通道周向布置的多个子光源,在不同工作模式下至少一个子光源的开光状态不同,从而实现通过不同的工作模式灵活控制向电芯的极耳区域投射的光线角度,使得极耳区域的缺陷清晰的呈现在图像中,提高缺陷检测的准确度;另外,电池检测装置位于焊接设备与贴胶设备之间,电芯在极耳区域检测正常后再进行贴胶,避免了胶遮挡极耳区域及贴胶后反光导致的开裂无法识别,进一步提高了缺陷检测的准确度。
在一些实施例中,如图3所示,光源的至少一个子光源包括与图像采集设备距离不同的多个光源模块。在一些实施例中,区域21a1可以为一个子光源,其子区域a1-1、a1-2、a1-3、a1-4分别为一个光源模块。在一些实施例中,区域21a1~21a8中多个连续的区域可以为一个子光源,例如区域21a1和区域21a2为一个子光源,一个子光源中与图像采集通道距离相同的部分为一个光源模块。图3中所示的子光源中包括的光源模块的数量和形状为本申请的可行实施例,不构成对本申请的不当限制。在一些实施例中,不同子光源中光源模块的数量可以不同。在一些实施例中,子光源中不同光源模块可以单独开关,在光源的不同工作模式下,至少一个光源模块的开关状态不同,从而可以实现以光源模块为控制单位的光源调节。在一些实施例中,光源为可编程式光源,能够预先设置、实时调整等方式,确定每个子光源不同工作模式下各个光源模块的开关状态,从而在使用过程中通过调节工作模式调整光源模块的开关状态,提高控制的便捷度。
本申请实施例的技术方案中,子光源具备与图像采集设备距离不同的光模块,通过控制不同光模块的开关能够进一步灵活控制向目标电芯的极耳区域投射的光线角度、强度中的至少一种,使得极耳区域的缺陷更加清晰的呈现在图像中,提高缺陷检测的准确度。
在一些实施例中,如图3中所示,属于同一个子光源的不同光源模块与极耳区域的距离不同,在一些实施例中,该距离为光源模块到承载极耳区域的台面的最小距离。在一些实施例中,从靠近图像采集设备的光源模块到远离图像采集设备的光源模块,距离极耳区域的距离逐渐减小,如图中子区域a1-1、a1-2、a1-3、a1-4所示,子区域a1-1与承载极耳区域的台面的距离>子区域a1-2与承载极耳区域的台面的距离>子区域a1-3与承载极耳区域的台面的距离>子区域a1-4与承载极耳区域的台面的距离,从而避免在向极耳区域投射光线时,光源模块之间的光线会被其他光源模块遮挡。
在一些实施例中,光源为顶部具有通孔的穹顶状结构,以图3中所示的光源结构为例,21b为顶部通孔区域,21a1-21a8为环绕顶部通孔区域的穹顶状结构。本申请实施例的技术方案中,穹顶状的结构作为一个整体,能够提高光线角度覆盖的全面性,也便于维持子光源、光源模块之间的相对位置的稳定性。
在一些实施例中,光源包括4个子光源,每个子光源为圆心角90度的扇环区域,第一子光源与第二子光源、第四子光源相邻。以图3中所示的光源结构为例,第一子光源包括区域21a1和区域21a2,第二子光源包括区域21a3和区域21a4,第三子光源包括区域21a5和区域21a6,第四子光源包括区域21a7和区域21a8。上述实施例中的光源结构能够确保在周向方向的每个角度向极耳区域投射光线,提高能够投射的光线角度的全面性。
在一些实施例中,第一子光源和第三子光源分别包括与图像采集设备距离不同的两个以上光源模块。第二子光源和第四子光源的投影位于极耳的延伸方向。第一子光源和第三子光源在工作状态下,距离图像采集设备最远的光源模块开启,距离图像采集设备最近的光源模块关闭;第二子光源和第四子光源在工作状态下,全部光源模块开启。在一些实施例中,上文中子光源的投影位于极耳延伸方向,可以指子光源在极耳区域投影的对称轴或中心位于极耳的延伸方向;在一些实施例中,上文中子光源的投影位于垂直于极耳延伸方向,可以指子光源在极耳区域投影的对称轴或中心位于垂直于极耳的延伸方向。
本申请实施例的技术方案中,光源中的子光源分为4个角度,包括极耳延伸的两个方向,以及在平行于承载目标电芯的台面的平面上垂直于极耳延伸的两个方向,角度照射方向与电芯的极耳部署方向匹配,对于极耳的延伸方向,采用最全面角度的光线投射,提高投射的光量,减少电芯侧面高于极耳遮挡光线造成的影响,提高极耳根部缺陷在图像中呈现的清晰度;对于垂直于极耳延伸的方向,减少顶光量,使与侧面光线方向相对应的极耳缺陷能够更清晰的呈现,提高缺陷检测的准确度和效率。
在一些实施例中,以图3中所示的光源结构为例,光源在不同工作模式下各个光源模块的开关状态如图4中所示,其中,黑色的部分为光模块开启,白色的部分为光模块关闭。
图4(1)为电池检测装置在光源的第一工作模式中开关状态。第一子光源211的除距离图像采集设备最近的光源模块以外的光源模块开启,第二子光源212、第三子光源213和第四子光源214的全部光源模块关闭。本申请实施例的技术方案中,能够控制在投影垂直于极耳的延伸方向的其中一个方向进行光线投射,避免其他方向上的光线影响图像中极耳缺陷的呈现效果,有利于与光线投射方向相对应的极耳缺陷的暴露。在极耳存在开裂等缺陷的情况下,光线能够穿过开裂位置,照射在本该由极耳遮挡形成的阴影区域上,且该阴影区域不会被其他子光源方向的光线照射到,使极耳缺陷充分暴露在图像采集设备采集的图像中。通过控制距离图像采集设备最近的光源模块关闭,能够降低顶光的投射量,避免过强的顶光影响图像中缺陷呈现的清晰度,进一步有利于极耳缺陷暴露,提高缺陷检测的准确度、全面性。
图4(2)为电池检测装置在光源的第二工作模式中开关状态。第二子光源212的全部光源模块开启,第一子光源211、第三子光源213和第四子光源214的全部光源模块关闭。本申请实施例的技术方案中,能够控制在极耳的延伸方向的其中一个方向进行光线投射,避免其他方向上的光线影响图像中极耳缺陷的呈现效果;对于极耳的延伸方向,采用最全面角度的光线投射,提高投射的光量,减少电芯侧面高于极耳遮挡光线造成的影响,提高极耳缺陷在图像中呈现的清晰度。
图4(3)为电池检测装置在光源的第三工作模式中开关状态。第三子光源213的除距离图像采集设备最近的光源模块以外的光源模块开启,第一子光源211、第二子光源212和第四子光源214的全部光源模块关闭。本申请实施例的技术方案中,能够控制在投影垂直于极耳的延伸方向的其中一个方向进行光线投射,避免其他方向上的光线影响图像中极耳缺陷的呈现效果,有利于与光线投射方向相对应的极耳缺陷的暴露;通过控制距离图像采集设备最近的光源模块关闭,能够降低顶光的投射量,避免过强的顶光影响图像中缺陷呈现的清晰度,进一步有利于极耳缺陷暴露,提高缺陷检测的准确度、全面性。
图4(4)为电池检测装置在光源的第四工作模式中开关状态。第四子光源214的全部光源模块开启,第一子光源211、第二子光源212和第三子光源213的全部光源模块关闭。本申请实施例的技术方案中,能够控制在极耳的延伸方向的其中一个方向进行光线投射,避免其他方向上的光线影响图像中极耳缺陷的呈现效果,对于极耳的延伸方向,采用最全面角度的光线投射,提高投射的光量,减少电芯侧面高于极耳遮挡光线造成的影响,提高极耳缺陷在图像中呈现的清晰度。
在一些实施例中,电池检测装置依次采用每种工作模式向相同的极耳区域投射光线,从而实现对相同的极耳区域的全面的光线投射,提高缺陷检测的全面性,提高电池的可靠度。
在一些实施例中,每个子光源包括两个光源单元组,光源单元组为圆心角45度的扇环区域。以图3中所示的光源结构为例,图中21a1~21a8为8个光源单元组,光源单元组21a1和21a2构成第一子光源211,光源单元组21a3和21a4构成第二子光源212,光源单元组21a5和21a6构成第三子光源213,光源单元组21a7和21a8构成第四子光源214。每个光源单元组,以光源单元组21a1为例,包括与图像采集设备距离不同的多个光源单元,其中,属于同一个子光源的光源单元组的、与图像采集设备距离相同的光源单元,属于同一个光源模块。本申请实施例的技术方案中,子光源包括两个光源单元组,两个光源单元组平分子光源的圆心角,且光源单元组能够独立进行开关状态控制,进一步提高了光线角度、强度控制的灵活性,有利于扩展工作模式配置方式和对被测设备的适应能力。
在一些实施例中,光源为可编程式光源,能够预先设置、实时调整等方式,确定光源不同工作模式下各个光源单元组或光源单元组中光源单元的开关状态,从而在使用过程中通过调节工作模式调整光源单元的开关状态,提高控制的便捷度。
在一些实施例中,电池检测装置如图5中所示。电池检测装置包括光源21和图像采集设备22。在一些实施例中,图像采集设备22包括1200W彩色相机、25mmFA镜头。电池检测装置还包括主体支架23和移载设备24。主体支架23包括固定于台板的立柱,以及固定于立柱的远离台板的一端的支撑板。支撑板平行于极耳区域。移载设备24可移动的固定于主体支架23的支撑板。移载设备24与图像采集设备和光源连接,能够通过沿支撑板的运动带动图像采集设备和光源移动。在电池检测装置的用于承载目标电芯的台面上,承载目标电芯100。本申请实施例的技术方案中,通过主体支架可移动的固定移载设备,方便对移栽设备的位置进行稳定的调节,从而实现对图像采集设备和光源位置的稳定调节,无需调节电芯的位置,实现对电芯不同位置的探测,避免对电芯的位置调节造成对极耳的损伤,降低废品率。
在一些实施例中,如图5中所示,电池检测装置还包括高度调节支架25,与移载设备、图像采集设备连接,能够调节图像采集设备与极耳区域的距离。本申请实施例的技术方案中,能够通过调节高度调节支架的方式调节图像采集设备与极耳区域的距离,从而使电池检测装置能够对不同尺寸的电芯进行检测,兼容电芯的高度差。
在一些实施例中,电池检测装置还包括控制器。在一些实施例中,控制器可以位于电池检测装置的任意位置,与电池检测装置的移载设备24、图像采集设备22和光源21电连接或信号连接。在一些实施例中,控制器可以部署于移载设备24内,该部署位置能够缩短控制器与被控制对象之间的距离,有利于提高控制效率。
在一些实施例中,图像采集设备位于第一位置,在第一位置能够采集目标电芯的第一区域的图像。控制器能够控制光源依次切换工作模式,并控制图像采集设备在光源的每种工作模式下采集至少一次目标电芯的第一区域的图像,在一些实施例中,第一区域为极耳区域中阳极极耳区域或阴极极耳区域。在一些实施例中,光源的工作模式包括上文中提到的第一至第四工作模式。在一些实施例中,光源每切换一次工作模式后,图像采集设备对极耳区域拍摄至少一张图像,当完成每种工作模式下的图像采集后,图像采集设备发出采集完成信号。当控制器收到图像采集设备获取第一区域图像的采集完成信号后,控制移载设备将图像采集设备从第一位置移动至第二位置。控制光源依次切换工作模式,并控制图像采集设备在光源的每种工作模式下采集至少一次目标电芯的第二区域的图像,在一些实施例中,第一区域为极耳区域中阳极极耳区域或阴极极耳区域中与第一区域不同的区域。在一些实施例中,光源每切换一次工作模式后,图像采集设备对极耳区域拍摄至少一张图像,当完成每种工作模式下的图像采集后,图像采集设备发出采集完成信号。在获取第二区域图像采集完成信号后,控制移载设备将图像采集设备从第二位置移动至第一位置。本申请实施例的技术方案中,能够对电芯采用多种工作模式的光源进行光线投射,并获取在每种工作模式下的电芯的极耳区域图像,从而使极耳区域的缺陷能够充分的暴露,提高极耳区域缺陷检测的全面性;通过自动移动图像采集设备的位置,实现分别对极耳区域的两部分位置分别进行光线投射和图像采集,在提高极耳区域缺陷检测的全面性,进一步提高图像清晰度的同时,提高检测的自动化程度和效率。
在一些实施例中,如图6中所示,图中所示包括目标电芯的极耳区域,以及两个电芯的与极耳区域相邻的部分,在极耳区域中包括转接片10c和极耳,其中,以右侧电芯的极耳为例,头部10b1与转接片10c焊接,根部10b2与电芯焊接。极耳的任意位置均有可能出现极耳开裂的问题,任意方向上的开裂均可能会对电池的性能造成影响。另外,极耳的头部10b1和根部10b2还有可能出现极耳漏焊、焊印位置偏移的问题,使极耳与转接片、极耳与电芯的连接处出现连接不够紧密的情况,也可能会对电池的性能造成影响。在一些实施例中,减少顶光、提高垂直于极耳延伸方向的侧面光线的比例,有利于使极耳与转接片、极耳与电芯的连接处出现连接不够紧密的情况在图像中更加清晰的呈现。在一些实施例中,增加极耳延伸方向上的顶光有利于极耳开裂缺陷在图像中更加清晰的呈现。
在一些实施例中,如图7中所示,极耳区域包括第一区域10d1和第二区域10d2,光源在极耳区域的投影如图7中的圆形区域所示,圆形区域中的标识1、2、3、4分别为第一、第二、第三、第四子光源的位置。当目标电芯移动至电池检测装置后,如图7中左侧图所示,采用第一子光源向第一区域10d1投射光线,并采用图像采集设备采集图像;然后,切换至采用第二子光源向第一区域10d1投射光线,并采用图像采集设备采集图像;进一步的,切换至采用第三子光源向第一区域10d1投射光线,并采用图像采集设备采集图像;最后,切换至采用第四子光源向第一区域10d1投射光线,并采用图像采集设备采集图像。具体的子光源使用顺序可以根据需要设置或调整。在完成上述操作后,实现对第一区域10d1的极耳图像采集。移载设备带动图像采集设备和光源按照图7中箭头所示的方向移动,到达图7中右侧图所示的位置,对第二区域10d2进行检测。采用第一子光源向第二区域10d2投射光线,并采用图像采集设备采集图像;然后,切换至采用第二子光源向第二区域10d2投射光线,并采用图像采集设备采集图像;进一步的,切换至采用第三子光源向第二区域10d2投射光线,并采用图像采集设备采集图像;最后,切换至采用第四子光源向第二区域10d2投射光线,并采用图像采集设备采集图像。在一些实施例中,当完成上述过程后,移载设备带动图像采集设备和光源按照与图7中箭头所示的方向的相反方向移动,回到左侧图所示的位置,以便对下一个目标电芯进行探测。
本申请实施例的技术方案中,将一个目标电芯的极耳区域分为两部分,分别采用每种工作模式进行光线照射和图像采集,提高了光源对检测位置的光线汇集程度,有利于使极耳的缺陷进一步暴露;提高了图像中每个部分的清晰度,进一步降低了在图像中识别缺陷的图像处理负担,有利于提高缺陷检测的准确度。
在一些实施例中,如图8中所示,其中,焊接设备81、电池检测装置82、贴胶设备83以及传送设备84与图1所示实施例中的焊接设备11、电池检测装置12、贴胶设备13以及传送设备14相同或相似。电池生产***包括上位机85,与电池检测装置信号连接,能够接收来自电池检测装置的图像,根据图像确定目标电芯的检测结果。在一些实施例中,电池生产***将检测结果发送给传送设备84,传送设备84在检测结果为正常的情况下,将目标电芯传送至贴胶设备。在一些实施例中,上位机85通过内置的图像检测算法,根据接收的图像确定目标电芯的检测结果。在一些实施例中,图像检测算法可以为预训练的机器学习算法,通过正常和存在缺陷的极耳区域图像训练生成,能够根据输入的图像输出检测结果,检测结果包括正常或存在缺陷。在一些实施例中,上位机能够获取目标电芯的标识,如目标电芯的条码,上位机将目标芯片的标识与目标芯片的检测结果相关联,生成电芯检测记录信息并存储。在一些实施例中,上位机能够将检测项目与目标芯片的标识、目标芯片的检测结果相关联,生成电芯检测记录信息并存储,提高存储信息的全面性。
在一些实施例中,上位机85能够基于图像检测的缺陷包括极耳开裂、极耳漏焊或焊印位置偏移中至少一项,在发生极耳开裂、极耳漏焊或焊印位置偏移中至少一项的情况下,确定检测结果为异常,从而提高确定检测结果为正常的目标电芯的质量和可靠度。在一些实施例中,上位机85和电池检测装置82中的光源和图像采集设备属于CCD(Charge-coupled Device,感光耦合组件)机器视觉***。
本申请实施例的技术方案中,利用上位机处理电池检测装置采集的图像,能够充分利用上位机的运算能力,降低对电池检测装置的运算能力要求,且有利于上位机根据检测结果对***中其他装置的协同控制。
在一些实施例中,图像采集设备每采集一张图像后即发送给上位机进行缺陷识别,上位机随即进行图像处理,在发现缺陷后实时反馈异常,电池检测装置可以无需进行后续检测,从而提高检测的效率。
在一些实施例中,图像采集设备每采集一张图像后即可发送给上位机进行缺陷识别,上位机在获得一个区域(例如阳极极耳区域)的全部图像后进行图像检测,在发现缺陷后实时反馈异常,电池检测装置可以无需进行后续检测,在提高检测的效率的同时,降低上位机的图像处理次数,降低上位机处理负担。
在一些实施例中,图像采集设备可以在完成对于一个区域的全部图像采集后,发送给上位机,上位机立刻基于图像进行缺陷检测,在发现缺陷后实时反馈异常,电池检测装置可以无需进行后续检测,在提高检测的效率的同时,降低上位机与电池检测装置通信次数,降低通信压力。
在一些实施例中,图像采集设备可以在完成对于一个区域的全部图像采集后,发送给上位机,上位机在获得同一个目标电芯的极耳区域的全部图像后再进行缺陷检测,在发现缺陷后实时反馈异常,从而在降低上位机与电池检测装置通信次数、降低通信压力的同时,降低上位机的图像处理次数,降低上位机处理负担。
在一些实施例中,图像采集设备可以在完成采集一个目标电芯的极耳区域的全部图像后,发送给上位机,上位机在获得图像后进行缺陷检测,从而进一步降低上位机与电池检测装置通信次数、降低通信压力。
在一些实施例中,如图8中所示,其中,焊接设备81、电池检测装置82、贴胶设备83以及传送设备84与图1所示实施例中的焊接设备11、电池检测装置12、贴胶设备13以及传送设备14相同或相似。电池生产***还包括异常处理设备85,能够将检测结果为异常的目标电芯移动至预定废弃区域。在一些实施例中,异常处理设备84可以包括位于电池检测装置12与预定废弃区域之间的传送设备,能够将电池检测装置12上的目标电芯移动至废弃区域。在一些实施例中,异常处理设备86可以与上位机信号连接,根据来自上位机的控制信号确定将目标电芯移动至预定废弃区域。本申请实施例的技术方案中,电池检测***能够自动处理检测出缺陷的电芯并将其移动至废弃区域,避免对异常电芯执行贴胶等后续处理,降低了处理成本。
本申请的实施例还提出一种电池生产方法。在一些实施例中,电池生产方法如图9所示,包括步骤S91~S94。
在步骤S91中,将电芯的极耳与转接片焊接,获取目标电芯,并传送至电池检测装置。在一些实施例中,焊接完成的目标电芯通过传送设备从焊接设备传送至电池检测装置,从而提高目标电芯移动的平稳度,避免对目标电芯造成损伤。
在步骤S92中,电池检测装置分别采用光源的每种工作模式向目标电芯的极耳区域投射光线,并通过图像采集设备获取目标电芯在每种工作模式下的图像,其中,光源包括沿图像采集设备的图像采集通道周向间隔布置的多个子光源,在不同工作模式下,至少一个子光源的开关状态不同。在一些实施例中,电池检测装置可以为上文中提到的任意一种。
在步骤S93中,根据图像确定目标电芯的检测结果。
在步骤S94中,将检测结果为正常的目标电芯传送至贴胶设备执行贴胶处理。
本申请实施例的技术方案中,在极耳焊接后能够先进行极耳区域的缺陷检测,再进行贴胶,从而避免了胶遮挡极耳区域及贴胶后反光导致的开裂无法识别,提高了缺陷检测的准确度;电池检测装置的光源具备图像采集设备和沿图像采集设备的图像采集通道周向布置的多个子光源,在不同工作模式下至少一个子光源的开光状态不同,从而实现通过不同的工作模式灵活控制向电芯的极耳区域投射的光线角度、强度中的至少一种,使得极耳区域的缺陷更加清晰的呈现在图像中,提高缺陷检测的准确度。
在一些实施例中,如图9中所示,电池检测方法还包括S95。当在步骤S93中确定目标电芯的检测结果为异常时,将目标电芯移动至预定废弃区域。本申请实施例的技术方案中,能够自动处理检测出缺陷的电芯并将其移动至废弃区域,避免对异常电芯执行贴胶等后续处理,降低了处理成本。
在一些实施例中,在上述步骤S92中,图像采集设备和光源位于第一位置,分别采用每种工作模式向目标电芯的第一区域投射光线;在光源的每种工作模式中,采集至少一次目标电芯的第一区域的图像。当完成对于第一区域的图像采集后,将图像采集设备和光源从第一位置移动至第二位置,其中,第一位置与第一区域相对应,第二位置与目标电芯的第二区域相对应。当图像采集设备和光源移动至第二位置后,分别采用每种工作模式向目标电芯的第二区域投射光线;在光源的每种工作模式中,采集至少一次目标电芯的第二区域的图像。在一些实施例中,当完成采集第二区域的图像后,将图像采集设备和光源从第二位置移动回第一位置,以便对下一个目标电芯进行检测。
本申请实施例的技术方案中,能够对电芯采用多种工作模式的光源进行光线投射,并获取在每种工作模式下的电芯的极耳区域图像,从而使极耳区域的缺陷能够充分的暴露,提高极耳区域缺陷检测的全面性;通过自动移动图像采集设备的位置,实现分别对极耳区域的两部分位置分别进行光线投射和图像采集,在提高极耳区域缺陷检测的全面性的同时,提高检测的自动化程度和效率。
在一些实施例中,在上述步骤S92中,光源在目标电芯的极耳延伸方向上投射光线与极耳区域所在平面的夹角的最大值,大于光源在极耳区域所在平面上垂直于目标电芯的极耳延伸方向上的投射光线与极耳区域所在平面的夹角的最大值。本申请实施例的技术方案中,考虑到电芯的边缘与极耳具有高度差,降低极耳延伸方向上的顶光的投射,使得侧面光线的效果更加突出,有利于极耳焊接根部位置的缺陷暴露,提高缺陷检测的准确度、全面性。
在一些实施例中,在上述步骤S93中,电池检测装置将图像发送给上位机,上位机基于图像通过内置的图像检测算法,根据图像确定目标电芯的检测结果。在一些实施例中,图像检测算法可以为预训练的机器学习算法,通过正常和存在缺陷的极耳区域图像训练生成,能够根据输入的图像输出检测结果,检测结果包括正常或存在缺陷。在一些实施例中,上位机将检测结果发送给电池检测装置,或在电池检测***中电池检测装置的后续设备。在一些实施例中,上位机将检测结果发送给传送设备,从而控制传送设备的传送方向。
本申请实施例的技术方案中,利用上位机处理电池检测装置采集的图像,能够充分利用上位机的运算能力,降低对电池检测装置的运算能力要求,且有利于上位机根据检测结果对***中其他装置的协同控制。
在一些实施例中,以锂电池裸电芯焊接过程为例,本公开的电池检测方法如图10中所示。
在步骤1011中,锂电池裸电芯极耳经过超声波焊接后,极耳与转接片焊接到一起,焊接完成后。
在步骤1021中,焊接完成后的产品到达电池检测装置的拍照位置。电池检测装置的图像采集设备和光源位于阳极极耳拍照位。
在步骤1022中,作为控制器的PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)触发相机阳极拍照信号,相机执行拍照。
在步骤1023中,拍照完成后,包括图像采集设备的CCD机器视觉***向PLC反馈阳极拍照完成信号。在一些实施例中,还包括步骤1024,CCD机器视觉***将图像采集设备拍摄的阳极图像发送给上位机。
在步骤1025中,PLC收到阳极拍照完成信号,控制移载装置移动图像采集设备和光源移动至阴极拍照位。
在步骤1026中,PLC触发相机阴极拍照信号,相机执行拍照。
在步骤1027中,拍照完成后,CCD机器视觉***向PLC反馈阴极拍照完成信号。在一些实施例中,还包括步骤1028,CCD机器视觉***将图像采集设备拍摄的阴极图像发送给上位机。
在步骤1031中,上位机处理采集的图像,确定检测结果,并反馈给传送设备。若检测结果为正常,则执行步骤1041;若检测结果为异常,则执行步骤1051。
在一些实施例中,检测结果还可以输出至与上位机信号连接的显示器上,以便工作人员查看;在一些实施例中,检测结果可以上传至MES(Manufacturing ExecutionSystem,制造执行***)以便备份和后续使用。在一些实施例中,显示或上传的信息中的至少一项除检测结果外,还包括目标芯片的标识、检测项目中的至少一项。
在步骤1041中,检测结果为正常的产品通过物流线出站流转至下一工站,如贴胶设备。
在步骤1051中,检测结果为异常的产品排废至废品槽。
本申请实施例的技术方案中,在焊接完成后随即进行极耳区域检测,提高了采集的极耳区域图像的图像对比度,如在实验中与贴胶后采集图像相比,图像对比度从25提升至100,且有效去除胶反光带来的干扰,提高了基于图像检测极耳缺陷的效果,使得能够实现根据图像识别极耳开裂极耳漏焊、焊印位置偏移的问题,提高了缺陷检测的自动化程度,避免人工检测造成的二次损伤,提高产品合格率。
上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处,其相同或相似之处可以相互参考,为了简洁,本文不再赘述。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (16)
1.一种电池生产***,包括:
焊接设备,被配置为将电芯的极耳与转接片焊接,获取目标电芯;
电池检测装置,被配置为检测所述目标电芯,所述电池检测装置包括:图像采集设备,被配置为采集所述目标电芯的极耳区域的图像;和光源,包括沿所述图像采集设备的图像采集通道周向布置的多个子光源,被配置为向所述极耳区域投射光线,其中,所述光源在不同工作模式下,至少一个所述子光源的开关状态不同;
贴胶设备,被配置为对获取的所述目标电芯执行贴胶处理;和
传送设备,被配置为将完成焊接的所述目标电芯传送至所述检测装置,并将检测结果为正常的所述目标电芯传送至所述贴胶设备。
2.根据权利要求1所述的电池生产***,其中,所述电池生产***符合以下至少一项:
至少一个所述子光源包括与所述图像采集设备距离不同的多个光源模块;
属于同一个所述子光源的不同所述光源模块与所述极耳区域的距离不同;或
所述光源为顶部具有通孔的穹顶状结构。
3.根据权利要求1或2所述的电池生产***,其中,所述光源包括4个所述子光源,所述子光源为圆心角90度的扇环区域,其中,
第一子光源与第二子光源、第四子光源相邻;
所述第一子光源和第三子光源分别包括与所述图像采集设备距离不同的两个以上光源模块,所述第二子光源和所述第四子光源的投影位于极耳的延伸方向;
所述第一子光源和所述第三子光源在工作状态下,距离所述图像采集设备最远的所述光源模块开启,距离所述图像采集设备最近的所述光源模块关闭;
所述第二子光源和所述第四子光源在工作状态下,全部所述光源模块开启。
4.根据权利要求3所述的电池生产***,其中,所述电池检测装置符合以下至少一项:
在所述光源的第一工作模式中,所述第一子光源的除距离所述图像采集设备最近的所述光源模块以外的所述光源模块开启,所述第二子光源、第三子光源和所述第四子光源的全部所述光源模块关闭;
在所述光源的第二工作模式中,所述第二子光源的全部所述光源模块开启,所述第一子光源、第三子光源和所述第四子光源的全部所述光源模块关闭;
在所述光源的第三工作模式中,所述第三子光源的除距离所述图像采集设备最近的所述光源模块以外的所述光源模块开启,所述第一子光源、所述第二子光源和所述第四子光源的全部所述光源模块关闭;或
在所述光源的第四工作模式中,所述第四子光源的全部所述光源模块开启,所述第一子光源、第二子光源和所述第三子光源的全部所述光源模块关闭。
5.根据权利要求3所述的电池生产***,其中,
每个所述子光源包括两个光源单元组,所述光源单元组为圆心角45度的扇环区域;
每个所述光源单元组包括与所述图像采集设备距离不同的多个光源单元,其中,属于同一个所述子光源的所述光源单元组的、与所述图像采集设备距离相同的所述光源单元,属于同一个所述光源模块。
6. 根据权利要求1或2所述的电池生产***,所述电池检测装置还包括:
主体支架,包括支撑板和固定于台板的立柱,所述支撑板固定于所述立柱的远离所述台板的一端,平行于所述极耳区域;和
移载设备,可移动的固定于所述支撑板,且与所述图像采集设备和所述光源连接,被配置为通过沿所述支撑板的运动带动所述图像采集设备和所述光源移动。
7.根据权利要求6所述的电池生产***,所述电池检测装置还包括:
高度调节支架,与所述移载设备、所述图像采集设备连接,被配置为调节图像采集设备与所述极耳区域的距离。
8.根据权利要求6所述的电池生产***,所述电池检测装置还包括控制器,被配置为:
控制所述光源依次切换工作模式,并控制所述图像采集设备在所述光源的每种工作模式下采集至少一次所述目标电芯的第一区域的图像;
在获取第一区域图像采集完成信号后,控制所述移载设备将所述图像采集设备从第一位置移动至第二位置;
控制所述光源依次切换工作模式,并控制所述图像采集设备在所述光源的每种工作模式下采集至少一次所述目标电芯的第二区域的图像;
在获取第二区域图像采集完成信号后,控制所述移载设备将所述图像采集设备从第二位置移动至第一位置。
9.根据权利要求1或2所述的电池生产***,还包括:
异常处理设备,被配置为将检测结果为异常的所述目标电芯移动至预定废弃区域。
10.根据权利要求9所述的电池生产***,还包括:
上位机,被配置为接收来自所述电池检测装置的图像,根据所述图像确定所述目标电芯的检测结果。
11.根据权利要求10所述的电池生产***,其中,所述上位机被配置为在根据所述图像确定发生极耳开裂、极耳漏焊或焊印位置偏移中至少一项的情况下,确定所述检测结果为异常。
12.一种电池生产方法,包括:
将电芯的极耳与转接片焊接,获取目标电芯,并传送至电池检测装置;
所述电池检测装置分别采用光源的每种工作模式向所述目标电芯的极耳区域投射光线,并通过图像采集设备获取所述目标电芯在每种工作模式下的图像,其中,所述光源包括沿所述图像采集设备的图像采集通道周向间隔布置的多个子光源,在不同工作模式下,至少一个所述子光源的开关状态不同;
根据所述图像确定所述目标电芯的检测结果;
将所述检测结果为正常的所述目标电芯传送至贴胶设备执行贴胶处理。
13.根据权利要求12所述的电池生产方法,其中,
所述电池检测装置分别采用光源的每种工作模式向所述目标电芯的极耳区域投射光线,并通过图像采集设备获取所述目标电芯在每种工作模式下的图像包括:
分别采用每种工作模式向所述目标电芯的第一区域投射光线;
在所述光源的每种工作模式中,采集至少一次所述目标电芯的第一区域的图像;
将所述图像采集设备和所述光源从第一位置移动至第二位置,其中,所述第一位置与所述第一区域相对应,所述第二位置与所述目标电芯的第二区域相对应;
分别采用每种工作模式向所述目标电芯的第二区域投射光线;
在所述光源的每种工作模式中,采集至少一次所述目标电芯的第二区域的图像;
将所述图像采集设备和所述光源从第二位置移动至第一位置。
14.根据权利要求12或13所述的方法,其中,
所述光源在所述目标电芯的极耳延伸方向上投射光线与所述极耳区域所在平面的夹角的最大值,大于所述光源在所述极耳区域所在平面上垂直于所述目标电芯的极耳延伸方向上的投射光线与所述极耳区域所在平面的夹角的最大值。
15.根据权利要求12或13所述的方法,还包括:
将检测结果为异常的所述目标电芯移动至预定废弃区域。
16.根据权利要求12或13所述的方法,其中,所述根据所述图像确定所述目标电芯的检测结果包括:
所述电池检测装置将所述图像发送给上位机,所述上位机根据所述图像确定所述目标电芯的检测结果。
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Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103487440A (zh) * | 2013-08-28 | 2014-01-01 | 东莞市三瑞自动化科技有限公司 | 一种基于机器视觉的电池极耳检测方法及其检测*** |
CN106248681A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-12-21 | 南通大学 | 基于机器视觉的立体对象多类缺陷检测装置及方法 |
CN107402214A (zh) * | 2017-09-06 | 2017-11-28 | 成都圭目机器人有限公司 | 一种智能缺陷检测*** |
CN109148930A (zh) * | 2018-08-02 | 2019-01-04 | 广东利元亨智能装备股份有限公司 | 一种电池装配线 |
CN109888363A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-14 | 广东利元亨智能装备股份有限公司 | 一种电芯自动加工生产线 |
CN210894144U (zh) * | 2019-08-29 | 2020-06-30 | 武汉逸飞激光设备有限公司 | 一种焊接检测机构 |
CN215119165U (zh) * | 2021-06-18 | 2021-12-10 | 厦门海辰新能源科技有限公司 | 锂电池极耳和转接片焊接模块 |
CN115825070A (zh) * | 2022-08-10 | 2023-03-21 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电芯检测方法、装置、计算机设备和介质 |
CN116026831A (zh) * | 2021-10-26 | 2023-04-28 | 江苏时代新能源科技有限公司 | 一种极片打皱检测装置及电芯生产设备 |
WO2023070552A1 (zh) * | 2021-10-29 | 2023-05-04 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 一种电池卷芯卷绕覆盖检测方法、装置及设备 |
CN116067619A (zh) * | 2023-03-07 | 2023-05-05 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池卷绕检测装置、卷绕装置、检测方法、设备和介质 |
-
2024
- 2024-01-26 CN CN202410108993.8A patent/CN117638194B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103487440A (zh) * | 2013-08-28 | 2014-01-01 | 东莞市三瑞自动化科技有限公司 | 一种基于机器视觉的电池极耳检测方法及其检测*** |
CN106248681A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-12-21 | 南通大学 | 基于机器视觉的立体对象多类缺陷检测装置及方法 |
CN107402214A (zh) * | 2017-09-06 | 2017-11-28 | 成都圭目机器人有限公司 | 一种智能缺陷检测*** |
CN109148930A (zh) * | 2018-08-02 | 2019-01-04 | 广东利元亨智能装备股份有限公司 | 一种电池装配线 |
CN109888363A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-14 | 广东利元亨智能装备股份有限公司 | 一种电芯自动加工生产线 |
CN210894144U (zh) * | 2019-08-29 | 2020-06-30 | 武汉逸飞激光设备有限公司 | 一种焊接检测机构 |
CN215119165U (zh) * | 2021-06-18 | 2021-12-10 | 厦门海辰新能源科技有限公司 | 锂电池极耳和转接片焊接模块 |
CN116026831A (zh) * | 2021-10-26 | 2023-04-28 | 江苏时代新能源科技有限公司 | 一种极片打皱检测装置及电芯生产设备 |
WO2023070552A1 (zh) * | 2021-10-29 | 2023-05-04 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 一种电池卷芯卷绕覆盖检测方法、装置及设备 |
CN115825070A (zh) * | 2022-08-10 | 2023-03-21 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电芯检测方法、装置、计算机设备和介质 |
CN116067619A (zh) * | 2023-03-07 | 2023-05-05 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池卷绕检测装置、卷绕装置、检测方法、设备和介质 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
钱小龙;曲兴华;陈勇;李恭;: "可连续调节亮度均匀照明光源设计及在表面缺陷检测中的应用", 制造业自动化, no. 12, 28 December 2005 (2005-12-28), pages 46 - 48 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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CN117638194B (zh) | 2024-06-11 |
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