CN104785454A - 一种锌膏视觉检测方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锌膏视觉检测方法及其装置。它包括PLC控制器、视觉控制器和相机，所述的PLC控制器连接视觉控制器，所述的视觉控制器连接相机，所述的相机置于待检测的圆柱形电池钢壳的正上方，所述的相机前端设有光源，所述的光源为环形光源。本发明的有益效果是：利用图像处理的方法来实现电池锌膏的检测，并且能够全自动的检测电池锌膏，检测效果好，检测精度高，安全可靠，提高了工作效率，降低了劳动强度，结构简单，操作方便。

Description

一种锌膏视觉检测方法及其装置

技术领域

本发明涉及电池制备相关技术领域，尤其是指一种锌膏视觉检测方法及其装置。

背景技术

最普及的碱锰电池有圆筒形和纽扣形两种，此外还有方形和扁形等品种。圆筒结构电池的外壳为一带有正极帽的镀镍钢壳，它兼作正极集电体。壳内与之紧密接触的是用电解二氧化猛、石墨和碳黑压制成的正极环(阴极)。中间填充由锌粉和凝胶碱液调制成的锌膏，即负极胶(阳极)，其内插有一根黄铜集电体。

锌膏的粘度在实际生产中却决不可忽视，其对锌膏注入重量的稳定性和注入状态起着至关重要的作用。若粘度偏小，在待机时锌膏易从注入管中滴落，落在电池的隔离纸或合剂环上将直接导致内部短路，使内阻增大、性能下降；若粘度偏大，则锌膏的流动性差，空气易混入，在注入管提升时容易产生拉尾现象，直接导致内部短路等问题。

锌膏的注入状态跟锌膏的粘度有关系。注入状态不良主要有两种：一是拉尾或滴落形成锌膏与隔离纸或正极环接触而导致内部短路，二是锌膏内部空气混入，尤其在锌膏底部和侧面形成气泡，致使放电不完全而影响性能。

在现有技术中，没有直接有效的锌膏视觉检测方法，来直观的检测锌膏在电池钢壳中的注入状态，如：漏注、少注、拖尾、溢出以及隔膜纸不良等状况，故而大大降低了电池的成品率，同时使得使用者在使用不合格的电池产品时，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种检测效果好且安全可靠的锌膏视觉检测方法及其装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锌膏视觉检测方法，具体操作步骤如下：

(1)将相机置于检测圆柱形电池钢壳的正上方，所述的圆柱形电池钢壳内设有隔膜纸，连接视觉控制器，PLC控制器获取视觉控制器的检测信号；

(2)将一个标准的电池产品通过相机建立电池中锌膏以及圆形隔膜纸的基准图像；

(3)将待检测的电池置于相机的正下方，设定一个搜索范围，进行一次拍照成像，通过视觉控制器在搜索范围内寻找与基准图像相似的图像，并计算出相似度，当相似度高于一定值时，进入到步骤(4)中；当相似度低于一定值时，进入到步骤(8)中；

(4)对所获取的图像进行位置偏移修正，然后进行黑白面积检测瑕疵的方式检测；

(5)设定检测面积的范围，进行白面积检测瑕疵，并设定白色面积下限值，当所获取的图像高于设定的白色面积下限值，进入到步骤(6)；当所获取的图像低于设定的白色面积下限值，进入到步骤(8)；

(6)设定检测面积的范围，进行黑面积检测瑕疵，并设定白色面积上限值，当所获取的图像低于设定的白色面积上限值，进入到步骤(7)；当所获取的图像高于设定的白色面积上限值，进入到步骤(8)；

(7)获取安装有合格锌膏的电池，使其进入到下一工位后，进入到步骤(3)中；

(8)判断该安装有锌膏的电池是不合格的，并将信号输送给PLC控制器，然后将不合格的电池剔除。

本发明中，通过相机的拍摄来获取所需检测的电池产品中锌膏的具体注入状态，然后通过视觉控制器对拍摄的图像进行处理，之后与基准图像进行对比来判断安装的锌膏是否合格，将检测判断之后的信号发送给PLC控制，如果合格，则将合格的电池产品进入到下一个步骤进行操作，并通过PLC控制器检测下一个电池锌膏；如果不合格的话，则将不合格的电池产品剔除，并通过PLC控制器检测下一个电池锌膏；这样设计通过相机与视觉控制器的相配合使用，利用图像处理来实现自动检测电池锌膏的合格率，大大提高了检测效果，整个过程安全可靠，同时提高了工作效率，降低了劳动强度。

作为优选，在步骤(1)中，所述的相机前端设有光源。通过光源的设计，使得锌膏的成像更加的清晰完整。

作为优选，所述的光源为环形光源。在相机中，利用该环形光源的设计，便于进行黑白面积检测瑕疵的方式检测，以提高检测效果。

作为优选，在步骤(2)中，基准图像具体如下：以锌膏注入后标准的电池产品为基准，相机拍摄该电池产品的照片，并圈定一个第一方框，所述的圆形隔膜纸内切于该第一方框内，将所获取的照片置于该第一方圈内为基准图像，并将该基准图像作为图像模型进行保存。确定基准图像的范围大小，以便于相似度的对比，提高电池锌膏的检测效率。

作为优选，在步骤(3)中，所述的搜索范围为一个第二方框，该第二方框完全覆盖第一方框，其中第二方框的中心点与第一方框的中心点重合，视觉控制器自动在第二方框内搜索与设定保存的模型图像最相似的图像，并计算出相似度，当相似度高于60％时，进入到步骤(4)中；当相似度低于60％时，进入到步骤(8)中。能够对隔膜纸不良进行检测，以确保后面检测的可靠性。

作为优选，在步骤(4)中，位置偏移修正是将所获取的图像中心点置于第二方框的中心点处。通过位置偏移修正能够确保所获取的图像重心与基准图像重心相重合，这样设计有效的提高了电池锌膏的检测精准度。

作为优选，在步骤(5)中，设定检测面积的范围为一个圆圈，所述圆圈的直径小于圆形隔膜纸的内径，所述圆圈的中心点与圆形隔膜纸的中心点重合，调整所获取的图像适当的二值化数值，使得正常的锌膏灌注界面成像为白色，并设定白色面积下限值，当所获取的图像高于设定的白色面积下限值，进入到步骤(6)；当锌膏漏注或者少注时，则所获取的图像低于设定的白色面积下限值，进入到步骤(8)。

作为优选，在步骤(6)中，设定检测面积的范围为一个圆环，所述圆环的内径大于圆形隔膜纸的外径，所述圆环的外径小于电池钢壳的内径，所述圆环的中心点与圆形隔膜纸的中心点重合，调整所获取的图像适当的二值化数值，使得圆环内的锌膏显示成像为白色，并设定白色面积上限值，当所获取的图像低于设定的白色面积上限值，进入到步骤(7)；当锌膏拖尾或者溢出时，则所获取的图像高于设定的白色面积上限值，进入到步骤(8)。

基于上述的一种锌膏视觉检测方法，本发明还提供了一种锌膏视觉检测装置，包括PLC控制器、视觉控制器和相机，所述的PLC控制器连接视觉控制器，所述的视觉控制器连接相机，所述的相机置于待检测的圆柱形电池钢壳的正上方，所述的相机前端设有光源，所述的光源为环形光源。

相机的位置与检测工位上电池的位置关系，使得相机能够有效的对电池上的锌膏进行成像，同时，通过相机前端的光源来照射电池锌膏，然后通过相机进行成像，以提高锌膏的二值化数值，便于采用黑白面积检测瑕疵的方式检测，从而提高检测的精准度。

本发明的有益效果是：利用图像处理的方法来实现电池锌膏的检测，并且能够全自动的检测电池锌膏，检测效果好，检测精度高，安全可靠，提高了工作效率，降低了劳动强度，结构简单，操作方便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1.PLC控制器，2.视觉控制器，3.光源，4.相机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所述的实施例中，一种锌膏视觉检测装置，包括PLC控制器1、视觉控制器2和相机4，PLC控制器1连接视觉控制器2，视觉控制器2连接相机4，相机4置于待检测的圆柱形电池钢壳的正上方，相机4前端设有光源3，光源3为环形光源。

针对上述所述的锌膏视觉检测装置，本发明提供了一种锌膏视觉检测方法，具体操作步骤如下：

(1)将相机4置于检测圆柱形电池钢壳的正上方，相机4前端设有光源3，光源3为环形光源，圆柱形电池钢壳内设有隔膜纸，连接视觉控制器2，PLC控制器1获取视觉控制器2的检测信号；

(2)将一个标准的电池产品通过相机4建立电池中锌膏以及圆形隔膜纸的基准图像，基准图像具体如下：以锌膏注入后标准的电池产品为基准，相机4拍摄该电池产品的照片，并圈定一个第一方框，圆形隔膜纸内切于该第一方框内，将所获取的照片置于该第一方圈内为基准图像，并将该基准图像作为图像模型进行保存；

(3)将待检测的电池置于相机4的正下方，设定一个搜索范围，搜索范围为一个第二方框，该第二方框完全覆盖第一方框，其中第二方框的中心点与第一方框的中心点重合，进行一次拍照成像，视觉控制器2自动在第二方框内搜索与设定保存的模型图像最相似的图像，并计算出相似度，当相似度高于60％时，进入到步骤(4)中；当相似度低于60％时，进入到步骤(8)中；；

(4)对所获取的图像进行位置偏移修正，位置偏移修正是将所获取的图像中心点置于第二方框的中心点处，然后进行黑白面积检测瑕疵的方式检测；

(5)设定检测面积的范围，该范围为一个圆圈，圆圈的直径小于圆形隔膜纸的内径，圆圈的中心点与圆形隔膜纸的中心点重合，进行白面积检测瑕疵，调整所获取的图像适当的二值化数值，使得正常的锌膏灌注界面成像为白色，并设定白色面积下限值，当所获取的图像高于设定的白色面积下限值，进入到步骤(6)；当锌膏漏注或者少注时，则所获取的图像低于设定的白色面积下限值，进入到步骤(8)；

(6)设定检测面积的范围，该范围为一个圆环，圆环的内径大于圆形隔膜纸的外径，圆环的外径小于电池钢壳的内径，圆环的中心点与圆形隔膜纸的中心点重合，进行黑面积检测瑕疵，调整所获取的图像适当的二值化数值，使得圆环内的锌膏显示成像为白色，并设定白色面积上限值，当所获取的图像低于设定的白色面积上限值，进入到步骤(7)；当锌膏拖尾或者溢出时，则所获取的图像高于设定的白色面积上限值，进入到步骤(8)；

(7)获取安装有合格锌膏的电池，使其进入到下一工位后，进入到步骤(3)中；

(8)判断该安装有锌膏的电池是不合格的，并将信号输送给PLC控制器1，然后将不合格的电池剔除。

Claims (9)

1.一种锌膏视觉检测方法，其特征是，具体操作步骤如下：

(1)将相机(4)置于检测圆柱形电池钢壳的正上方，所述的圆柱形电池钢壳内设有隔膜纸，连接视觉控制器(2)，PLC控制器(1)获取视觉控制器(2)的检测信号；

(2)将一个标准的电池产品通过相机(4)建立电池中锌膏以及圆形隔膜纸的基准图像；

(3)将待检测的电池置于相机(4)的正下方，设定一个搜索范围，进行一次拍照成像，通过视觉控制器(2)在搜索范围内寻找与基准图像相似的图像，并计算出相似度，当相似度高于一定值时，进入到步骤(4)中；当相似度低于一定值时，进入到步骤(8)中；

(4)对所获取的图像进行位置偏移修正，然后进行黑白面积检测瑕疵的方式检测；

(5)设定检测面积的范围，进行白面积检测瑕疵，并设定白色面积下限值，当所获取的图像高于设定的白色面积下限值，进入到步骤(6)；当所获取的图像低于设定的白色面积下限值，进入到步骤(8)；

(6)设定检测面积的范围，进行黑面积检测瑕疵，并设定白色面积上限值，当所获取的图像低于设定的白色面积上限值，进入到步骤(7)；当所获取的图像高于设定的白色面积上限值，进入到步骤(8)；

(7)获取安装有合格锌膏的电池，使其进入到下一工位后，进入到步骤(3)中；

(8)判断该安装有锌膏的电池是不合格的，并将信号输送给PLC控制器(1)，然后将不合格的电池剔除。

2.根据权利要求1所述的一种锌膏视觉检测方法，其特征是，在步骤(1)中，所述的相机(4)前端设有光源(3)。

3.根据权利要求2所述的一种锌膏视觉检测方法，其特征是，所述的光源(3)为环形光源。

4.根据权利要求1所述的一种锌膏视觉检测方法，其特征是，在步骤(2)中，基准图像具体如下：以锌膏注入后标准的电池产品为基准，相机(4)拍摄该电池产品的照片，并圈定一个第一方框，所述的圆形隔膜纸内切于该第一方框内，将所获取的照片置于该第一方圈内为基准图像，并将该基准图像作为图像模型进行保存。

5.根据权利要求4所述的一种锌膏视觉检测方法，其特征是，在步骤(3)中，所述的搜索范围为一个第二方框，该第二方框完全覆盖第一方框，其中第二方框的中心点与第一方框的中心点重合，视觉控制器(2)自动在第二方框内搜索与设定保存的模型图像最相似的图像，并计算出相似度，当相似度高于60％时，进入到步骤(4)中；当相似度低于60％时，进入到步骤(8)中。

6.根据权利要求5所述的一种锌膏视觉检测方法，其特征是，在步骤(4)中，位置偏移修正是将所获取的图像中心点置于第二方框的中心点处。

7.根据权利要求1所述的一种锌膏视觉检测方法，其特征是，在步骤(5)中，设定检测面积的范围为一个圆圈，所述圆圈的直径小于圆形隔膜纸的内径，所述圆圈的中心点与圆形隔膜纸的中心点重合，调整所获取的图像适当的二值化数值，使得正常的锌膏灌注界面成像为白色，并设定白色面积下限值，当所获取的图像高于设定的白色面积下限值，进入到步骤(6)；当锌膏漏注或者少注时，则所获取的图像低于设定的白色面积下限值，进入到步骤(8)。

8.根据权利要求1所述的一种锌膏视觉检测方法，其特征是，在步骤(6)中，设定检测面积的范围为一个圆环，所述圆环的内径大于圆形隔膜纸的外径，所述圆环的外径小于电池钢壳的内径，所述圆环的中心点与圆形隔膜纸的中心点重合，调整所获取的图像适当的二值化数值，使得圆环内的锌膏显示成像为白色，并设定白色面积上限值，当所获取的图像低于设定的白色面积上限值，进入到步骤(7)；当锌膏拖尾或者溢出时，则所获取的图像高于设定的白色面积上限值，进入到步骤(8)。

9.一种锌膏视觉检测装置，其特征是，包括PLC控制器(1)、视觉控制器(2)和相机(4)，所述的PLC控制器(1)连接视觉控制器(2)，所述的视觉控制器(2)连接相机(4)，所述的相机(4)置于待检测的圆柱形电池钢壳的正上方，所述的相机(4)前端设有光源(3)，所述的光源(3)为环形光源。