CN106784139A - 一种电池片切割智能双模纠偏系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池片切割智能双模纠偏系统及方法。解决现有电池片切割中没有纠偏，现有纠偏装置结构复杂，检测单一，纠偏精度低的问题。系统包括一次切割纠偏装置、二次切割纠偏装置、控制中心、纠偏移动底座、切割装置，一次切割纠偏装置包括第一边缘纠偏模块和第二边缘纠偏模块，第一边缘纠偏模块和第二边缘纠偏模块都包括有第一电眼、纠偏灯列、反射板，二次切割纠偏模块包括第二电眼、基准发射器、扫描发射器。系统通过获取电池片边缘遮挡纠偏灯列光点，以及扫描光点与基准光点之间的距离图像，计算出实际纠偏距离，通过纠偏移动底座进行纠偏。能对印刷前和印刷后的电池片位置进行自动纠偏，纠偏精度高，可靠性高，误差较小。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池片切割设备，尤其是涉及一种纠偏精度高、可靠性高、误差小的电池片切割智能双模纠偏系统及方法。
背景技术
电池片一般都卷成一卷，但电池片在卷绕时容易出现卷绕不整齐，出现边缘层次不齐的情况。当电池片在切割系统上进行切割，电池片抽出电池片卷进入切割装置时，由于卷绕不整齐电池片在运行过程中会产生左右偏移，这使得电池片运行不平稳，切割也不整齐。现有设备中很少有对电池片在切割过程中进行纠偏的装置，且存在的纠偏装置一般结构较复杂，检测单一，纠偏精度也不高。如专利号为2014205751591，名称为用于检测焊带和电池片栅线之间偏移量的检测装置，其包括测试箱和设置于所述测试箱上方的成像装置，所述测试箱包括箱体和至少一组设置于所述箱体内的光源组件，光源组件包括光源和安装所述光源用的安装部件，所述安装部件包括支撑杆和支撑架，所述支撑架的一端套设并旋移连接所述支撑杆，所述支撑杆的两端分别连接所述箱体的相对两侧壁，所述支撑架相对的另一端连接所述光源。该专利通过成像装置和测试箱对电池片焊接面进行成像处理，若焊带和栅线产生偏移，成像装置显示的照片显示出偏移区域，当偏移量超过标准数值时，则产品视为不合格，该装置虽然具有识别偏移的功能，但没有对偏移进行纠偏的功能。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中电池片切割中没有进行纠偏，以及现有纠偏装置结构复杂，检测单一，纠偏精度低的问题，提供了一种纠偏精度高、可靠性高、误差小的电池片切割智能双模纠偏系统。
另外本发明还挺了一种偏精度高、可靠性高、误差小的电池片切割智能双模纠偏方法。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种电池片切割智能双模纠偏系统，包括一次切割纠偏装置、二次切割纠偏装置、控制中心、纠偏移动底座、切割装置，控制中心与纠偏移动底座控制相连，电池片成卷安装纠偏移动底座上，电池片引出端经过一次切割纠偏装置、二次切割纠偏装置下方后进入切割装置，所述一次切割纠偏装置包括分别设置在电池片两边的第一边缘纠偏模块和第二边缘纠偏模块，第一边缘纠偏模块和第二边缘纠偏模块都包括有第一电眼、纠偏灯列、反射板，第一电眼与控制中心相连，所述二次切割纠偏模块包括第二电眼、基准发射器、扫描发射器，第二电眼与扫描发射器、控制中心相连；
一次切割纠偏装置：对印刷前的电池片纠偏，第一边缘纠偏模块和第二边缘纠偏模块的第一电眼分别通过反射板实时采集电池片两边遮挡纠偏灯列光点的图像，发送给控制中心；纠偏灯列照射在反射板上，电池片发生偏移时在反射板上对纠偏灯列的光点镜像进行遮挡，第一电眼对准反射板并间隔一段时间采集一次反射板上的图像即电池片遮挡光点的图像。
二次切割纠偏装置：对印刷后的电池片纠偏，基准发射器发射基准光点与电池片栅线重合，扫描发射器发射扫描光点跟踪电池片栅线，
第二电眼实时采集基准光点与扫描光点的图像；基准发射器发射基准光点在电池片上，调整电池片位置使基准光点与电池片栅线重合。第二电眼能利用色差识别跟踪电池片栅线，扫描发射器根据第二电眼使扫描光点保持在电池片栅线上。第二电眼间隔一段时间采集一次基准光点和扫描光点的分布情况图像。基准光点与扫描光点位于同一水平线上，该水平线与电池片前进的方向相垂直的。
控制中心：根据图像获取电池片边缘遮挡纠偏灯列光点的情况，以及扫描光点与基准光点之间的距离，然后换算出实际纠偏距离，控制纠偏移动底座移动对电池片位置进行纠偏。对于印刷前电池片的纠偏，控制中心内预先标定好光点遮挡情况与实际偏移距离的对应关系，这样只需检测反射板上光点遮挡情况，遮挡情况包括遮挡住几个光点，单个光点被遮挡住多少部分，根据遮挡情况计算出遮挡的长度，再根据预先标定的对应关系换算出实际偏移距离。对于印刷后电池片的纠偏，控制中心内预先标定好扫描光点基准光点之间的距离与实际平移距离的对应关系，这样只需计算电池片上扫描光点与基准光点之间的距离，根据对应关系换算出实际偏移距离。控制中心根据实际偏移距离控制纠偏移动底座进行移动。
本发明系统能对印刷前和印刷后的电池片位置进行自动纠偏，纠偏精度高，可靠性高，误差较小，保证了电池片运行在正确的位置，保障了电池片切割的精度。
作为一种优选方案，所述纠偏灯列、第一电眼都设置在一壳体正面上，纠偏灯列包括若干LED灯，LED灯排列成一排，在壳体正面上设置有一排透光孔，LED灯分别对应设置在透光孔内，所述反射板安装在电池片边缘下方位置，反射板表面为反射镜面，纠偏灯列和第一电眼对准反射镜面。本方案中反射板表面与电池片相平行相贴，纠偏灯列正对反射板在反射板上成像，电池片偏移会在反射板上对光点进行遮挡，第一电眼采集反射板上的图像即光点被遮挡情况的图像。
作为一种优选方案，纠偏底座包括滑动座和推动滑动座移动的电机，电机与控制中心相连，滑动座安装在滑轨上，电池片卷成卷安装在滑动座上。电机通过动力转换机构对滑动座进行推动，滑轨方向与电池片前进的方向成十字交叉的结构，这样滑动座进行移动能调节电池片左右两边的位置。
作为一种优选方案，二次切割纠偏装置还包括限位发射器，限位发射器发射两个限位光点，两个限位光点对称位于在基准发射器发射的基准光点的两侧，两个限位光点与基准光点位于同一直线上。限位发射器用于检测电池片栅条偏移是否超过设定距离。当电池片偏移时，若电池片栅条偏移到限位光点上时，第二电眼采集到该图像发送给控制中心，控制中心根据图像判断电池片偏移已经超出设定距离，则发出报警或停止电池片进行切割。
一种电池片切割智能双模纠偏方法，包括有电池片一次切割纠偏步骤和电池片二次切割纠偏步骤，一次切割纠偏步骤包括以下步骤：
S11.调整电池片位置，使电池片的两边分别位于第一边缘纠偏模块和第二边缘纠偏模块的反射板上光点镜像的边缘；手动进行调节，系统预先调节好第一边缘纠偏模块的纠偏灯列光点与第二边缘纠偏模块的纠偏灯列光点之间的距离，该距离正好是电池片的宽度，通过手动调整电池片位置，使得电池片正好位于两纠偏灯列光点之间。或者可以通过调节第一边缘纠偏模块的纠偏灯列和第二边缘纠偏模块的纠偏灯列的位置，使得两纠偏灯列在反射板上的光点镜像正好位于电池片两边。
S12.第一电眼实时采集反射板上纠偏灯列光点的图像，发送给控制中心；第一电眼每隔一段时间采集一次图像，相隔时间一般0.5-1秒为宜。
S13.控制中心根据图像获取被电池片遮挡的光点情况，计算出光点被遮挡的长度，根据标定的光点遮挡长度与实际偏移距离的对应关系换算出电池片偏移的距离，然后生成控制命令发送给电机；
S14.电机根据控制中心的控制命令驱动滑动底座向与电池片偏离方向的相反方向移动进行位置纠偏；
二次切割纠偏步骤包括以下步骤：
S21.调整电池片位置，将电池片栅线与基准光点重合，然后自动调整扫描光点与基准观点相重合；先手动调节基准光点到电池片栅线，然后开启自动追踪，扫描光点追踪电池片栅线，扫描光点移动到电池片栅线上即与基准光点重合。第二电眼隔一段时间采集图像，通过色差来识别电池板栅线，并获取栅线的位置，扫描发射器根据第二电眼的信息调整光点位置到栅线上，实现扫描光点对栅线的跟踪。
S22.扫描发射器根据第二电眼实时跟踪电池片栅线；开启工作后，扫描光点实时跟踪电池片栅线，电池片发生偏移，扫描光点也就随着电池片栅线移动而移动，而基准光点是不动的。
S23.第二电眼实时采集基准光点与扫描光点的图像，发送给控制中心；
S24.控制中心根据图像计算出基准光点与扫描光点的间距，根据标定的基准光点扫描光点间的距离与实际偏移距离的对应关系换算出电池片偏移的距离，然后生成控制命令发送给电机；
S25.电机根据控制中心的控制命令驱动滑动底座向与电池片偏离方向的相反方向移动进行位置纠偏。本发明方法中电池片一次切割纠偏步骤用于未印刷的电池片，此时只需要根据电池片边缘位置进行纠偏。电池片二次切割纠偏步骤用于印刷后的电池片，印刷后的电池片中间具有栅线，此时需要根据中间栅线的位置对电池片进行纠偏。
本方法能对印刷前和印刷后的电池片位置进行自动纠偏，纠偏精度高，可靠性高，误差较小，保证了电池片运行在正确的位置，保障了电池片切割的精度。
作为一种优选方案，系统预先对光点遮挡长度与实际偏移距离进行标定，标定过程为：进行多次不同距离的偏移，记录每次的偏移的距离和对应的光点遮挡的长度，将记录的多组数据进行拟合，根据拟合的曲线得出光点遮挡长度与实际偏移距离之间相换算的公式。本方案标定过程中光点遮挡的长度是有控制中心根据采集图像计算而得出。根据图像计算被遮挡光点长度的技术采用现有的图像处理的技术，目前也存在很多这样的图像轮廓采集的方法或根据这些方法做出的程序软件。
作为一种优选方案，系统预先对基准光点扫描光点间的距离与实际偏移距离进行标定，标定过程为：进行多次不同距离的偏移，记录每次偏移的距离，以及偏移后扫描光点与基准光点之间的距离，将记录的多组数据进行拟合，根据拟合的曲线得基准光点扫描光点间的距离与实际偏移距离之间相换算的公式。本方案中基准光点扫描光点间的距离根据采集图像计算而得出。该技术也是采用现有的图像处理技术。
因此，本发明的优点是：能对印刷前和印刷后的电池片位置进行自动纠偏，纠偏精度高，可靠性高，误差较小，保证了电池片运行在正确的位置，保障了电池片切割的精度。
附图说明
附图1是本发明的一种结构框示图；
附图2是本发明设置在电池片上的一种结构示意图；
附图3是本发明中第一边缘纠偏模块设置在电池片上的一种结构示意图；
附图4是本发明中第一电眼、纠偏灯列在壳体上的一种结构示意图；
附图5是本发明中二次切割纠偏装置的一种结构示意图。
1-一次切割纠偏装置 2-二次切割纠偏装置 3-控制中心 4-纠偏移动底座5-控制平台 6-第一边缘纠偏模块 7-第二边缘纠偏模块 8-第一电眼 9-反射板 10-纠偏灯列 11-电机 12-滑动座 13-壳体 14-电池片 15-第二电眼 16-扫描发射器17-基准发射器 18-限位发射器。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
本实施例一种电池片切割智能双模纠偏系统，如图1所示，包括一次切割纠偏装置1、二次切割纠偏装置2、控制中心3、纠偏移动底座4、切割装置、控制平台5。控制平台与控制中心相连，控制平台上能输入控制指令，控制一次切割纠偏装置、二次切割纠偏装置工作。
纠偏移动底座4包括滑动座12和推动滑动座移动的电机11，电机与控制中心3相连，滑动座安装在滑轨上，电池片14卷成卷安装在滑动座上。电池片引出端经过一次切割纠偏装置、二次切割纠偏装置下方后进入切割装置。
一次切割纠偏装置包括分别设置在电池片两边的第一边缘纠偏模块6和第二边缘纠偏模块7，第一边缘纠偏模块和第二边缘纠偏模块都包括有第一电眼8、纠偏灯列10、反射板9，第一电眼与控制中心相连。如图4所示，纠偏灯列、第一电眼都设置在一壳体13正面上，纠偏灯列包括若干LED灯，LED灯排列成一排，在壳体正面上设置有一排透光孔，LED灯分别对应设置在透光孔内。如图2和图3所示，反射板9安装在电池片边缘下方位置，反射板表面为反射镜面，纠偏灯列和第一电眼对准反射板。
如图1和图5所示，二次切割纠偏装置2包括第二电眼15、基准发射器17、扫描发射器16、限位发射器18，第二电眼与扫描发射器、控制中心相连。基准发射器发射出基准光点，扫描发射器发射出扫描光点，限位发射器发射出两个限位光点，两个限位光点对称位于在基准发射器发射的基准光点的两侧，两个限位光点与基准光点位于同一直线上。
一次切割纠偏装置：对印刷前的电池片纠偏，第一边缘纠偏模块和第二边缘纠偏模块的第一电眼分别通过反射板实时采集电池片两边遮挡纠偏灯列光点的图像，发送给控制中心。
二次切割纠偏装置：对印刷后的电池片纠偏，基准发射器发射基准光点与电池片栅线重合，扫描发射器发射扫描光点跟踪电池片栅线，
第二电眼实时采集基准光点与扫描光点的图像。
控制中心：根据图像获取电池片边缘遮挡纠偏灯列光点的情况，以及扫描光点与基准光点之间的距离，然后换算出实际纠偏距离，控制纠偏移动底座移动对电池片位置进行纠偏。
一种电池片切割智能双模纠偏方法，包括有电池片一次切割纠偏步骤和电池片二次切割纠偏步骤，一次切割纠偏步骤包括以下步骤：
S11.调整电池片位置，使电池片的两边分别位于第一边缘纠偏模块和第二边缘纠偏模块的反射板上光点镜像的边缘；
S12.第一电眼实时采集反射板上纠偏灯列光点的图像，发送给控制中心；
S13.控制中心根据图像获取被电池片遮挡的光点情况，计算出光点被遮挡的长度，根据标定的光点遮挡长度与实际偏移距离的对应关系换算出电池片偏移的距离，然后生成控制命令发送给电机；
S14.电机根据控制中心的控制命令驱动滑动底座向与电池片偏离方向的相反方向移动进行位置纠偏；
二次切割纠偏步骤包括以下步骤：
S21.调整电池片位置，将电池片栅线与基准光点重合，然后自动调整扫描光点与基准观点相重合；
S22.扫描发射器根据第二电眼实时跟踪电池片栅线；
S23.第二电眼实时采集基准光点与扫描光点的图像，发送给控制中心；
S24.控制中心根据图像计算出基准光点与扫描光点的间距，根据标定的基准光点扫描光点间的距离与实际偏移距离的对应关系换算出电池片偏移的距离，然后生成控制命令发送给电机；控制中心采用现有的图像处理技术识别出图像中的光点，根据光点本来的数量、图像中显示的光点数量，获得被遮挡光点的数量，且为了提高精度，对单个光点也进行精确区分，将单个光点划分成四个块，这样单个光点在杯遮挡住部分时，也能精确的识别出该光点被遮挡了多少部分。
S25.电机根据控制中心的控制命令驱动滑动底座向与电池片偏离方向的相反方向移动进行位置纠偏。
其中系统预先对光点遮挡长度与实际偏移距离进行标定，标定过程为：进行多次不同距离的偏移，记录每次的偏移的距离和对应的光点遮挡的长度，将记录的多组数据进行拟合，根据拟合的曲线得出光点遮挡长度与实际偏移距离之间相换算的公式。
系统预先对基准光点扫描光点间的距离与实际偏移距离进行标定，标定过程为：进行多次不同距离的偏移，记录每次偏移的距离，以及偏移后扫描光点与基准光点之间的距离，将记录的多组数据进行拟合，根据拟合的曲线得基准光点扫描光点间的距离与实际偏移距离之间相换算的公式。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了一次切割纠偏装置、二次切割纠偏装置、控制中心、纠偏移动底座等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (7)
1.一种电池片切割智能双模纠偏系统，其特征在于：包括一次切割纠偏装置（1）、二次切割纠偏装置（2）、控制中心（3）、纠偏移动底座（4）、切割装置，控制中心与纠偏移动底座控制相连，电池片成卷安装纠偏移动底座上，电池片引出端经过一次切割纠偏装置、二次切割纠偏装置下方后进入切割装置，所述一次切割纠偏装置包括分别设置在电池片两边的第一边缘纠偏模块（6）和第二边缘纠偏模块（7），第一边缘纠偏模块和第二边缘纠偏模块都包括有第一电眼（8）、纠偏灯列（10）、反射板（9），第一电眼与控制中心相连，所述二次切割纠偏装置包括第二电眼（15）、基准发射器（17）、扫描发射器（16），第二电眼与扫描发射器、控制中心相连；
一次切割纠偏装置：对印刷前的电池片纠偏，第一边缘纠偏模块和第二边缘纠偏模块的第一电眼分别通过反射板实时采集电池片两边遮挡纠偏灯列光点的图像，发送给控制中心；
二次切割纠偏装置：对印刷后的电池片纠偏，基准发射器发射基准光点与电池片栅线重合，扫描发射器发射扫描光点跟踪电池片栅线，第二电眼实时采集基准光点与扫描光点的图像；
控制中心：根据图像获取电池片边缘遮挡纠偏灯列光点的情况，以及扫描光点与基准光点之间的距离，然后换算出实际纠偏距离，控制纠偏移动底座移动对电池片位置进行纠偏。
2.根据权利要求1所述的一种电池片切割智能双模纠偏系统，其特征是所述纠偏灯列（10）、第一电眼（8）都设置在一壳体正面上，纠偏灯列包括若干LED灯，LED灯排列成一排，在壳体正面上设置有一排透光孔，LED灯分别对应设置在透光孔内，所述反射板（9）安装在电池片边缘下方位置，反射板表面为反射镜面，纠偏灯列和第一电眼对准反射板。
3.根据权利要求1所述的一种电池片切割智能双模纠偏系统，其特征是纠偏移动底座（4）包括滑动座（12）和推动滑动座移动的电机（11），电机与控制中心（3）相连，滑动座安装在滑轨上，电池片卷成卷安装在滑动座上。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种电池片切割智能双模纠偏系统，其特征是二次切割纠偏装置（2）还包括限位发射器（18），限位发射器发射两个限位光点，两个限位光点对称位于在基准发射器（17）发射的基准光点的两侧，两个限位光点与基准光点位于同一直线上。
5.一种电池片切割智能双模纠偏方法，采用权利要求1-4任一项中的系统，其特征是包括有电池片一次切割纠偏步骤和电池片二次切割纠偏步骤，一次切割纠偏步骤包括以下步骤：
S11.调整电池片位置，使电池片的两边分别位于第一边缘纠偏模块和第二边缘纠偏模块的反射板上光点镜像的边缘；
S12.第一电眼实时采集反射板上纠偏灯列光点的图像，发送给控制中心；
S13.控制中心根据图像获取被电池片遮挡的光点情况，计算出光点被遮挡的长度，根据标定的光点遮挡长度与实际偏移距离的对应关系换算出电池片偏移的距离，然后生成控制命令发送给电机；
S14.电机根据控制中心的控制命令驱动滑动底座向与电池片偏离方向的相反方向移动进行位置纠偏；
二次切割纠偏步骤包括以下步骤：
S21.调整电池片位置，将电池片栅线与基准光点重合，然后自动调整扫描光点与基准观点相重合；
S22.扫描发射器根据第二电眼实时跟踪电池片栅线；
S23.第二电眼实时采集基准光点与扫描光点的图像，发送给控制中心；
S24.控制中心根据图像计算出基准光点与扫描光点的间距，根据标定的基准光点扫描光点间的距离与实际偏移距离的对应关系换算出电池片偏移的距离，然后生成控制命令发送给电机；
S25.电机根据控制中心的控制命令驱动滑动底座向与电池片偏离方向的相反方向移动进行位置纠偏。
6.根据权利要求5所述的一种电池片切割智能双模纠偏方法，其特征是系统预先对光点遮挡长度与实际偏移距离进行标定，标定过程为：进行多次不同距离的偏移，记录每次的偏移的距离和对应的光点遮挡的长度，将记录的多组数据进行拟合，根据拟合的曲线得出光点遮挡长度与实际偏移距离之间相换算的公式。
7.根据权利要求5所述的一种电池片切割智能双模纠偏方法，其特征是系统预先对基准光点扫描光点间的距离与实际偏移距离进行标定，标定过程为：进行多次不同距离的偏移，记录每次偏移的距离，以及偏移后扫描光点与基准光点之间的距离，将记录的多组数据进行拟合，根据拟合的曲线得基准光点扫描光点间的距离与实际偏移距离之间相换算的公式。
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| CN114373832A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-19 | 江苏宇辉光伏科技有限公司 | 一种太阳能电池预切割区域智能化标记系统及方法 |
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