CN104792788B - 一种涂胶视觉检测方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涂胶视觉检测方法及其装置。它包括PLC控制器、视觉控制器、相机和电池移位机构，相机有三个，三个相机在同一平面内，相邻两个相机之间的夹角为120度，PLC控制器连接视觉控制器和电池移位机构，视觉控制器连接相机，电池移位机构上设有检测涂胶后电池的检测工位和剔除不合格涂胶后电池的剔除工位，相机置于电池移位机构的检测工位上方，相机拍摄所在的轴线方向与检测工位所在的轴线方向相交，检测工位前端设有红色光源。本发明的有益效果是：利用图像处理的方法来实现涂胶后电池的检测，并且能够全面无死角的检测涂胶后电池，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

一种涂胶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，尤其是指一种涂胶视觉检测方法及其装置。

背景技术

现代科技的飞速发展带来了各行各业的不断壮大。电池作为人们日常生活与工作中所常用的必需品之一，其种类的繁多使得功能的多样化，如大到有机械设备中的蓄电池，而小到有手表等电子产品中的锂电池。

家用电池作为一种最常用以及市场最广的电池，其性能的优劣直接影响着人们的日常生活与工作。电池涂胶作为其中一项重要的生产工艺，电池涂胶的作用是固定、绝缘、散热，其涂胶工艺的高低关系着最终电池的稳定性及使用寿命。然而，在以往的电池涂胶生产作业中，基本都是通过人工操作的方式所实现，这就带来了如涂胶工艺的不均匀、胶料的浪费、工作效率的低下、产品合格率普遍较低等问题。此外，涂胶熟练工的请假、离职等因素也大大制约了产品批量生产化的进程。

针对电池的涂胶工艺要求专业开发设计了一些自动涂胶机器，其在根本上解决了上述人工作业时所出现的难题，也不用再担心生产人员的变动而导致生产进程的耽搁。此外，自动化机器的投入生产在给企业提升生产工艺流程以及产品质量的同时也给企业节省了一大笔的人工成本，这也无疑给企业的进一步发展带来了巨大的帮助。

在现有技术中，没有直接有效的涂胶视觉检测方法，来直观的检测涂胶在电池钢壳中的具体情况，如：断胶、漏胶、胶太厚、胶太细等状况，故而不能快速有效的将不合格的产品剔除出去，从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涂胶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：

一种涂胶视觉检测方法，具体操作步骤如下：

(1)将三个相机置于检测工位的上方，连接视觉控制器，PLC控制器控制检测工位上电池的位置；

(2)将一个标准的电池产品安装在检测工位上，然后通过相机建立涂胶后电池的基准图像；

(3)将待检测的涂胶后电池安装到检测工位上，设定一个搜索范围，在同一个扫描周期内，三个相机同时拍摄，对涂胶后电池进行一次拍照成像，分别标号并记录三个相机获取的图像发送给视觉控制器，初始图像数量为3；

(4)通过视觉控制器选取其中一个相机获取的图像，并对图像数量进行计数减1，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(5)中；当相似度低于一定值时，进入到步骤(7)中；

(5)对所获取的图像进行位置偏移修正，然后进行扫描边缘位置的检测，设定检测范围，并设定边缘宽度和非检测宽度数，当所获取的图像与设定的边缘宽度和非检测宽度数一致时，判断图像数量值是否等于0，若其等于0时，则进入到步骤(6)中；若其不等于0时，则进入到步骤(4)中；当所获取的图像与设定的边缘宽度和非检测宽度数不一致时，进入到步骤(7)；

(6)获取合格涂胶后的电池，使其进入到下一工位后，进入到步骤(3)中；

(7)判断该涂胶后的电池是不合格的，并将信号输送给PLC控制器，然后控制相应检测工位上的电池到剔除工位上，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涂胶后电池产品，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电池中的涂胶是否合格，通过三个相机所获取的图像分别进行检测判断之后，将检测判断之后的信号发送给PLC控制，如果三个相机所获取的图像检测均为合格，则将合格的电池产品进入到下一个工位进行操作，并通过PLC控制器检测下一个检测工位上的涂胶后电池；如果有其中任意一个不合格的话，则将不合格的电池产品进入到剔除工位进行操作，并通过PLC控制器检测下一个检测工位上的涂胶后电池；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控制涂胶后电池的合格率，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，所述的三个相机在同一平面内，相邻两个相机之间的夹角为120度。三个相机呈120°夹角安装，每个相机均安装，每个相机均进行位置修正以及扫描边缘位置的检测方式来检测涂胶后的电池产品，因此能够对涂胶后的电池进行全面无死角的检测涂胶情况，有效的检测出断胶这种比较难以检测的状态。

作为优选，在步骤(1)中，所述的检测工位上方设有红色光源，所述的红色光源位于检测工位上电池所在的轴线方向上，所述的三个相机的拍摄方向均与检测工位上电池所在的轴线存在相同大小的夹角。通过相机与检测工位上电池的位置关系设计，以便于视觉控制器能够较好的读取电池的位置状况，以提高对涂胶后电池的检测效率。

作为优选，所述的角度大小在30到60度之间。在相机中，利用该角度使得所获取的图像能够尽可能的增大边缘宽度对于整个图像的比例，以便于提高对于边缘宽度的识别，从而便于对涂胶后电池的判断，提高了涂胶后电池检测的精准度。

作为优选，在步骤(2)中，基准图像具体如下：以涂胶后标准的电池产品为基准，每个相机拍摄该电池产品的照片，并圈定一个最小的第一方圈，第一方圈的中心点在电池开口端的钢壳刻线部位，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，提高涂胶后电池的检测效率。

作为优选，在步骤(3)和步骤(4)中，所述的搜索范围为一个大的第二方圈，该第二方圈完全覆盖第一方圈，其中第二方圈的中心点与第一方圈的中心点重合；在步骤(4)中，视觉控制器自动在第二方圈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(7)中。进行第一步的形状搜索，以确保后面检测的可靠性。

作为优选，在步骤(5)中，位置偏移修正是将所获取的图像中心点置于第二方圈的中心点，采用“扫描边缘位置”的检测方式，设定检测面积的范围为第三方圈，第三方圈的面积大于第一方圈的面积且小于第二方圈的面积，其中第三方圈的中心点、第二方圈的中心点与第一方圈的中心点重合，设定为每个相机分10段检测，边缘宽度为1，非检测宽度数设置为2。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，而通过边缘宽度处理来进行非检测宽度数的检测，这样设计有效的提高了涂胶后电池的检测精准度。

作为优选，在步骤(5)中，当所获取的图像与设定的边缘宽度和非检测宽度数一致时，判断图像数量值是否等于0，若其等于0时，则进入到步骤(6)中；若其不等于0时，则进入到步骤(4)中；当电池出现滴胶、漏胶现象时，在所获取的图像中将会出现大面积的白色部分，实际检测的边缘宽度为0，非检测宽度数大于2，进入到步骤(7)；当电池出现断胶现象时，在所获取的图像中黑色胶将呈现出不连接状态，非检测宽度数大于2，进入到步骤(7)。

基于上述的一种涂胶视觉检测方法，本发明还提供了一种涂胶视觉检测装置，包括PLC控制器、视觉控制器、相机和电池移位机构，所述的相机有三个，所述的三个相机在同一平面内，所述相邻两个相机之间的夹角为120度，所述的PLC控制器连接视觉控制器和电池移位机构，所述的视觉控制器连接相机，所述的电池移位机构上设有检测涂胶后电池的检测工位和剔除不合格涂胶后电池的剔除工位，所述的相机置于电池移位机构的检测工位上方，所述相机拍摄所在的轴线方向与检测工位所在的轴线方向相交，所述的检测工位前端设有红色光源。

相机的位置与检测工位上电池的位置关系，使得相机能够全面无死角且有效的对电池上的涂胶进行成像，同时，通过检测工位前端的红色光源来照射检测工位上的涂胶后电池，使得胶的成像更加的清晰完整，然后通过相机进行成像，以提高涂胶后电池的边缘宽度以及非检测宽度数，从而提高检测的精准度，电池移位机构与PLC控制器的配合，能够自动有效的将不合格的电池剔除出去，而将合格的电池进入到下一个工位继续进行处理。

本发明的有益效果是：利用图像处理的方法来实现涂胶后电池的检测，并且能够全面无死角的检测涂胶后电池，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是本发明的装置结构示意图。

图中：1.PLC控制器，2.视觉控制器，3.电池移位机构，4.相机，5.红色光源，6.检测工位，7.剔除工位。

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，一种涂胶视觉检测装置，包括PLC控制器1、视觉控制器2、相机4和电池移位机构3，相机4有三个，三个相机4在同一平面内，相邻两个相机4之间的夹角为120度，PLC控制器1连接视觉控制器2和电池移位机构3，视觉控制器2连接相机4，电池移位机构3上设有检测涂胶后电池的检测工位6和剔除不合格涂胶后电池的剔除工位7，相机4置于电池移位机构3的检测工位6上方，相机4拍摄所在的轴线方向与检测工位6所在的轴线方向相交，检测工位6前端设有红色光源5。

针对上述所述的涂胶视觉检测装置，本发明提供了一种涂胶视觉检测方法，具体操作步骤如下：

(1)将三个相机4置于检测工位6的上方，其中：三个相机4在同一平面内，相邻两个相机4之间的夹角为120度，以检测工位6上电池所在的轴线方向为基准线，基准线与三个相机4所在的平面垂直且穿过三个相机4的中心位置，相机4的拍摄方向与基准线存在相同大小的夹角，角度大小在30到60度之间，本实施例中采用45度角，相机4连接视觉控制器2，视觉控制器2与PLC控制器1连接，PLC控制器1控制检测工位6上电池的位置；

(2)将一个标准的电池产品安装在检测工位6上，然后通过相机4建立涂胶后电池的基准图像，基准图像的建立具体如下：以涂胶后标准的电池产品为基准，每个相机4拍摄该电池产品的照片，并圈定一个最小的第一方圈，第一方圈的中心点在电池开口端的钢壳刻线部位，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)将待检测的涂胶后电池安装到检测工位6上，设定一个搜索范围，搜索范围为一个大的第二方圈，第二方圈与第一方圈的形状相似，该第二方圈完全覆盖第一方圈，其中第二方圈的中心点与第一方圈的中心点重合，在同一个扫描周期内，三个相机4同时拍摄，对涂胶后电池进行一次拍照成像，分别标号并记录三个相机4获取的图像发送给视觉控制器2，初始图像数量为3；

(4)过视觉控制器2选取其中一个相机4获取的图像，并对图像数量进行计数减1，视觉控制器2自动在第二方圈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(7)中；

(5)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圈的中心点，采用“扫描边缘位置”的检测方式，设定检测面积的范围为第三方圈，第三方圈、第二方圈和第一方圈形状相似，第三方圈的面积大于第一方圈的面积且小于第二方圈的面积，其中第三方圈的中心点、第二方圈的中心点与第一方圈的中心点重合，然后设定为每个相机4分10段检测，边缘宽度为1，非检测宽度数设置为2，当所获取的图像与设定的边缘宽度和非检测宽度数一致时，判断图像数量值是否等于0，若其等于0时，则进入到步骤(6)中；若其不等于0时，则进入到步骤(4)中；当电池出现滴胶、漏胶现象时，在所获取的图像中将会出现大面积的白色部分，实际检测的边缘宽度为0，非检测宽度数大于2，进入到步骤(7)；当电池出现断胶现象时，在所获取的图像中黑色胶将呈现出不连接状态，非检测宽度数大于2，进入到步骤(7)；

(6)获取合格涂胶后的电池，使其进入到下一工位后，进入到步骤(3)中；

(7)判断该涂胶后的电池是不合格的，并将信号输送给PLC控制器1，然后通过电池移位机构3控制相应检测工位6上的电池到剔除工位7上，将不合格的电池剔除。

Claims (7)

1.一种涂胶视觉检测方法，采用一种涂胶视觉检测装置，装置包括PLC控制器(1)、视觉控制器(2)、相机(4)和电池移位机构(3)，所述的相机(4)有三个，所述的三个相机(4)在同一平面内，所述相邻两个相机(4)之间的夹角为120度，所述的PLC控制器(1)连接视觉控制器(2)和电池移位机构(3)，所述的视觉控制器(2)连接相机(4)，所述的电池移位机构(3)上设有检测涂胶后电池的检测工位(6)和剔除不合格涂胶后电池的剔除工位(7)，所述的相机(4)置于电池移位机构(3)的检测工位(6)上方，所述相机(4)拍摄所在的轴线方向与检测工位(6)所在的轴线方向相交，所述的检测工位(6)前端设有红色光源(5)；其特征是，具体操作步骤如下：

(1)将三个相机(4)置于检测工位(6)的上方，连接视觉控制器(2)，PLC控制器(1)控制检测工位(6)上电池的位置；其中：所述的三个相机(4)在同一平面内，相邻两个相机(4)之间的夹角为120度；

(2)将一个标准的电池产品安装在检测工位(6)上，然后通过相机(4)建立涂胶后电池的基准图像；

(3)将待检测的涂胶后电池安装到检测工位(6)上，设定一个搜索范围，在同一个扫描周期内，三个相机(4)同时拍摄，对涂胶后电池进行一次拍照成像，分别标号并记录三个相机(4)获取的图像发送给视觉控制器(2)，初始图像数量为3；

(4)通过视觉控制器(2)选取其中一个相机(4)获取的图像，并对图像数量进行计数减1，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(5)中；当相似度低于一定值时，进入到步骤(7)中；

(5)对所获取的图像进行位置偏移修正，然后进行扫描边缘位置的检测，设定检测范围，并设定边缘宽度和非检测宽度数，当所获取的图像与设定的边缘宽度和非检测宽度数一致时，判断图像数量值是否等于0，若其等于0时，则进入到步骤(6)中；若其不等于0时，则进入到步骤(4)中；当所获取的图像与设定的边缘宽度和非检测宽度数不一致时，进入到步骤(7)；

(6)获取合格涂胶后的电池，使其进入到下一工位后，进入到步骤(3)中；

(7)判断该涂胶后的电池是不合格的，并将信号输送给PLC控制器(1)，然后控制相应检测工位(6)上的电池到剔除工位(7)上，将不合格的电池剔除。

2.根据权利要求1所述的一种涂胶视觉检测方法，其特征是，在步骤(1)中，所述的检测工位(6)上方设有红色光源(5)，所述的红色光源(5)位于检测工位(6)上电池所在的轴线方向上，所述的三个相机(4)的拍摄方向均与检测工位(6)上电池所在的轴线存在相同大小的夹角。

3.根据权利要求2所述的一种涂胶视觉检测方法，其特征是，所述夹角的角度大小在30到60度之间。

4.根据权利要求1所述的一种涂胶视觉检测方法，其特征是，在步骤(2)中，基准图像具体如下：以涂胶后标准的电池产品为基准，每个相机(4)拍摄该电池产品的照片，并圈定一个最小的第一方圈，第一方圈的中心点在电池开口端的钢壳刻线部位，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所述的一种涂胶视觉检测方法，其特征是，在步骤(3)和步骤(4)中，所述的搜索范围为一个大的第二方圈，该第二方圈完全覆盖第一方圈，其中第二方圈的中心点与第一方圈的中心点重合；在步骤(4)中，视觉控制器(2)自动在第二方圈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(7)中。

6.根据权利要求5所述的一种涂胶视觉检测方法，其特征是，在步骤(5)中，位置偏移修正是将所获取的图像中心点置于第二方圈的中心点，采用“扫描边缘位置”的检测方式，设定检测面积的范围为第三方圈，第三方圈的面积大于第一方圈的面积且小于第二方圈的面积，其中第三方圈的中心点、第二方圈的中心点与第一方圈的中心点重合，设定为每个相机(4)分10段检测，边缘宽度为1，非检测宽度数设置为2。

7.根据权利要求6所述的一种涂胶视觉检测方法，其特征是，在步骤(5)中，当所获取的图像与设定的边缘宽度和非检测宽度数一致时，判断图像数量值是否等于0，若其等于0时，则进入到步骤(6)中；若其不等于0时，则进入到步骤(4)中；当电池出现滴胶、漏胶现象时，在所获取的图像中将会出现大面积的白色部分，实际检测的边缘宽度为0，非检测宽度数大于2，进入到步骤(7)；当电池出现断胶现象时，在所获取的图像中黑色胶将呈现出不连接状态，非检测宽度数大于2，进入到步骤(7)。