CN101832753A - 锂离子电池极片ccd在线检测系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池极片CCD在线检测系统，包括：CCD摄像模块，其用于采集锂离子电池极片的图像数据；和处理模块，连接到所述CCD摄像模块，其用于接收和处理所述图像数据，并至少判断锂离子电池极片的胶纸或极耳的位置是否满足预先设定。还公开了一种锂离子电池极片CCD在线检测方法，包括以下步骤：A.通过CCD摄像模块采集锂离子电池极片的图像数据；B.由处理模块接收和处理所述图像数据，并至少判断锂离子电池极片的胶纸或极耳的位置是否满足预先设定。根据本发明的锂离子电池极片CCD在线检测系统和方法，能准确检测离子电池极片的胶纸或极耳的位置，检测效率高。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池极片的检测，特别是涉及一种锂离子电池极片CCD(Charge Coupled Device，即电荷耦合器件)在线检测系统和方法。
背景技术
锂离子电池是针对电子产品，如手机、笔记本电脑小型化和薄型化的趋势而发展起来的。锂离子电池极片是锂离子电池中的重要部件，在电池极片卷绕之前，需要粘贴胶纸和焊接极耳，而胶纸和极耳放置的位置是否正确直接决定电池成品的致密性，使用寿命等。目前，对锂电池极片上胶纸和极耳位置的检测是通过肉眼人工识别的，而人眼长时间注视流水线上的产品进行视觉检测，极易产生疲劳，从而导致漏检误检现象的发生。
发明内容
本发明的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种检测结果准确、效率高的锂离子电池极片CCD在线检测系统和方法，解决目前锂电池极片上胶纸和极耳位置的人工检测准确性不高的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种锂离子电池极片CCD在线检测系统，其特征在于，包括：
CCD摄像模块，其用于采集锂离子电池极片的图像数据；和
处理模块，连接到所述CCD摄像模块，其用于接收和处理所述图像数据，并至少判断锂离子电池极片的胶纸或极耳的位置是否满足预先设定。
优选地
所述CCD摄像模块包括两个摄像单元，分别对锂离子电池极片的正反两面进行拍摄。
所述两个单元分别对锂离子电池极片处于水平方向和竖直方向的部分进行拍摄。
所述还包括：
传输机构，用于传输锂离子电池极片以通过所述CCD摄像模块的拍摄视野；
传感器，连接到所述处理模块，其用于检测锂离子电池极片的行进位置并在其到达预定拍摄位置时通知所述处理模块，所述处理模块控制所述CCD摄像模块采集图像。
所述CCD摄像模块采用CCD工业数字摄像机，所述处理模块采用嵌入式工业控制机。
一种锂离子电池极片CCD在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.通过CCD摄像模块采集锂离子电池极片的图像数据；
B.由处理模块接收和处理所述图像数据，并至少判断锂离子电池极片的胶纸或极耳的位置是否满足预先设定。
优选地
所述步骤A包括用两个摄像单元分别对锂离子电池极片的正反两面进行拍摄。
所述两个单元分别对锂离子电池极片处于水平方向和竖直方向的部分进行拍摄。
所述步骤A包括：输送锂离子电池极片通过所述CCD摄像模块的拍摄视野；以及检测电池极片是否到达预定的拍摄位置，如果检测到到达，则由所述处理模块控制所述CCD摄像模块采集图像。
本发明有益的技术效果是：
本发明通过CCD摄像模块采集锂离子电池极片的图像数据，由处理模块接收和处理图像数据，并至少判断锂离子电池极片的胶纸或极耳的位置是否满足预先设定，与传统的采用人工的离线检测方式相比，本发明的优势主要表现在：
(1)检测速度快。通常0.3秒内可以完成一个电池极片的正反两面检测，提高了生产效率。而如果采用人工检测，则需要花费较长时间。
(2)检测精度高。人工肉眼测量产生的误差较大，而且长时间检测易产生疲劳，使得检测结果不稳定。不同检测人员对缺陷的主观判定有时会存在差异，使得检测结果不一致。本发明采用图像处理技术，不但精度高而且稳定，检测结果具有高度一致性。
(3)运行时间长。检测系统可以24小时不间断运行，提高了生产能力，节省了人力成本。
(4)可以实现在线检测。目前的检测都是离线人工检测，不但多了一道工序，而且人工检测过程中，可能会对电池极片造成损伤，增加废品率。而采用本本发明可以实现电池极片的在线检测，减少的人工过程的干扰，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明一种实施例的锂离子电池极片CCD在线检测系统的结构示意图；
图2为一种实施例的锂离子电池极片CCD在线检测方法的流程图。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
具体实施方式
请参考图1，一种实施例的锂离子电池极片CCD在线检测系统包括CCD摄像模块、处理模块2、传输机构3和传感器(未图示)，处理模块2连接到CCD摄像模块和传感器。CCD摄像模块用于采集锂离子电池极片5的图像数据，处理模块2用于接收和处理图像数据，并至少判断锂离子电池极片5的胶纸或极耳的位置是否满足预先设定，进而给出检测结果。根据本实施例，锂离子电池极片在传输机构3的作用下移动，通过CCD摄像模块的拍摄视野，传感器则检测锂离子电池极片是否行进到设定的拍摄位置，检测到达时发送信号给处理模块，处理模块2发出指令控制CCD摄像模块进行拍摄。
一些优选的实施例中，锂离子电池极片CCD检测系统采用通用工业CPU模块例如工业用PC/104与数字CCD摄像机相结合的方法构建系统硬件。为满足系统性能的要求，PC104更优选采用低功耗的Pentium-III处理器作为主CPU单元。数字CCD摄像机和PC104之间通过IEEE 1394总线连接。
工作时，通过传感器控制检测位置，当极片到达指定位置时，传感器发送信号给PC104，PC104收到信号后会控制CCD摄像机采集一帧图像，然后对收到的图像数据进行分析处理，如果发现胶纸或极耳的位置不满足预先设定，则发出不合格信号，由后续工序进行相应处理。
如图1所示，一些优选的实施例中，CCD摄像模块使用两个CCD数字摄像机1，分别对电池极片的正、反两面进行检测，提高了检测效率。更优选地，锂离子电池极片在传输机构的作用下包括处于水平方向和竖直方向的部分，两个CCD数字摄像机1分别对锂离子电池极片处于水平方向和竖直方向的部分拍照，可以消除可能产生的干扰，有利于保证采集的图像质量。
本发明是对CCD摄像机所拍摄的数字图像进行处理实现检测功能，因此采集的图像质量对后续的处理工作有着决定性的影响，如果采集到的图像不够清晰，将导致漏检误检率大大提高。因此，为了保证图像质量，优选的实施例中采用德国Basler公司生产的scA640型工业数字摄像机，该摄像机采用1/2时CCD传感器，而且可以控制快门速度，适合对运动物体进行拍摄。
CCD摄像模块优选还包括Vision机器视觉专用LED光源3。图像采集的另一重要因素是光源，只有采用亮度足够且均衡，无闪烁的光源才能获取到满意的图像。Vision机器视觉专用LED光源3亮度可调、低温、均衡、无闪烁，无阴影，使得图像的质量得到保证。
处理模块运行图像处理软件分析和处理数据，该软件可用VC开发，核心图像处理算法用C语言编写，保证了处理的实时和高效。软件在windows操作系统上运行，这样带来的好处是很多现有的成熟的图像处理算法经过简单移植即可在PC104上运行，为扩展系统功能带来极大方便，而且可以大大缩短开发时间。Windows系统所具有的良好用户界面也更符合用户的使用习惯，参数设置简便直观，用户较易掌握系统使用方法。
在另一方面，本发明还提供一种锂离子电池极片CCD在线检测方法。如图2所示，一种实施例的方法具体包括以下步骤：
步骤S1.在系统正式启用前，在适当位置放置上标准电池极片，进行检测参数校正；
步骤S2.系统运行时，当电池极片行进至预定位置，触发传感器，向PC104发送信号；
步骤S3.PC104收到信号后，向数字摄像机发出拍摄指令，同时控制LED光源闪光；
步骤S4.数字摄像机收到PC104发来的拍摄指令后，采集一帧图像数据，然后向PC104发送采集成功信号；
步骤S5.PC104收到数字摄像机发出的采集成功信号后，通过IEEE1394总线将图像数据传送至PC104内存进行处理；
步骤S6.PC104收到图像数据后，调用图像处理算法对数据进行分析，确定粘贴的胶纸和焊接的极耳在极片上的位置，是否超出预先设定的范围。如果是，则发出不合格信号，在极片上贴上不合格标签；否则测试通过，等待下一个极片。
本发明优选地采用基于PC 104嵌入式工业控制机+数字CCD摄像机构建系统硬件，采用windows操作系统构建系统软件平台，在此基础上实现锂离子电池极片的视觉质量检测功能。
同采用人工检测相比，本发明的检测系统和检测方法具有以下显著优点：
(1)检测速度快。0.3秒内可以完成一个电池极片的正反两面检测，提高了生产效率。如果采用人工检测，则需要花费较长时间。
(2)检测精度高。人工肉眼测量产生的误差较大，而且长时间检测易产生疲劳，使得检测结果不稳定。不同检测人员对缺陷的主观判定有时会存在差异，使得检测结果不一致。而本方案用计算机对图像进行测量，不但精度高而且稳定，检测结果具有高度一致性。
(3)检测时间长。检测系统可以24小时不间断运行，提高了生产能力，节省了人力成本。
(4)可以实现在线检测。目前的检测都是离线人工检测，不但多了一道工序，而且人工检测过程中，可能会对电池极片造成损伤，增加废品率。而采用本系统可以实现电池极片的在线检测，减少的人工过程的干扰，提高了生产效率。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种锂离子电池极片CCD在线检测系统，其特征在于，包括：
CCD摄像模块，其用于采集锂离子电池极片的图像数据；和
处理模块，连接到所述CCD摄像模块，其用于接收和处理所述图像数据，并至少判断锂离子电池极片的胶纸或极耳的位置是否满足预先设定。
2.如权利要求1所述的锂离子电池极片CCD在线检测系统，其特征在于，所述CCD摄像模块包括两个摄像单元，分别对锂离子电池极片的正反两面进行拍摄。
3.如权利要求2所述的锂离子电池极片CCD在线检测系统，其特征在于，所述两个单元分别对锂离子电池极片处于水平方向和竖直方向的部分进行拍摄。
4.如权利要求1至3所述的锂离子电池极片CCD在线检测系统，其特征在于，所述还包括：
传输机构，用于传输锂离子电池极片以通过所述CCD摄像模块的拍摄视野；
传感器，连接到所述处理模块，其用于检测锂离子电池极片的行进位置并在其到达预定拍摄位置时通知所述处理模块，所述处理模块控制所述CCD摄像模块采集图像。
5.如权利要求1至3所述的锂离子电池极片CCD在线检测系统，其特征在于，所述CCD摄像模块采用CCD工业数字摄像机，所述处理模块采用嵌入式工业控制机。
6.一种锂离子电池极片CCD在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.通过CCD摄像模块采集锂离子电池极片的图像数据；
B.由处理模块接收和处理所述图像数据，并至少判断锂离子电池极片的胶纸或极耳的位置是否满足预先设定。
7.如权利要求6所述的锂离子电池极片CCD在线检测方法，其特征在于，所述步骤A包括用两个摄像单元分别对锂离子电池极片的正反两面进行拍摄。
8.如权利要求7所述的锂离子电池极片CCD在线检测方法，其特征在于，所述两个单元分别对锂离子电池极片处于水平方向和竖直方向的部分进行拍摄。
9.如权利要求6至8所述的锂离子电池极片CCD在线检测方法，其特征在于，所述步骤A包括：输送锂离子电池极片通过所述CCD摄像模块的拍摄视野；以及检测锂离子电池极片是否到达预定的拍摄位置，如果检测到到达，则由所述处理模块控制所述CCD摄像模块采集图像。
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| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20100915 |