CN108511356A - 一种电池串焊机定位与电池外观检测方法 - Google Patents

一种电池串焊机定位与电池外观检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电池串焊机定位与电池外观检测方法，包括以下步骤：通过安装的串检设备获得串触发信号；通过串焊机获得片触发信号；接收到串头信号和片触发信号后，启动相机进行拍照；调用图像分析算法对获得照片的整个外观进行分析对比和计算；根据分析结果给出相应的信号以供串焊机根据信号进行操作；无需增加额外的人力成本，既能与新的串焊机配套，又能用于对现有串焊机的升级改造，根据用户制定标准对电池片定位与外观缺陷进行自动识别和判断，检测速度与串焊机同步，可进行自动识别、辅助诊断及灰阶标定，检测电池片间距离,可以将检测出的电池片的图片清晰显示，进行数据统计和处理分析，确保了电池串的焊接质量、降低了生产成本。

Description

一种电池串焊机定位与电池外观检测方法
技术领域
本发明涉及电池串焊机领域，尤其涉及一种电池串焊机定位与电池外观检测方法。
背景技术
1)由于现有的串焊机定位模组基本无电池片外观检测功能，自动焊接机焊接完成的电池串经常会由于各种不良流入下道工序，导致整个组件的不良和返工造成的成本浪费。
2)客户现场为了杜绝不良专门设置相关人员对此工位进行检测，但人的精力和集中度毕竟是有限的，尤其在视觉疲劳和夜班的时候，很容易造成不良流出，也无法从根本上杜绝不良的产生。
发明内容
鉴于目前存在的上述不足，本发明提供一种电池串焊机定位与电池外观检测方法，能够对电池片定位与外观缺陷进行自动识别和判断，确保了电池串的焊接质量、降低了生产成本。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种电池串焊机定位与电池外观检测方法，所述电池串焊机定位与电池外观检测方法包括以下步骤：
通过安装的串检设备获得串触发信号；
通过串焊机获得片触发信号；
接收到串头信号和片触发信号后，启动相机进行拍照；
调用图像分析算法对获得照片的整个外观进行分析对比和计算；
根据分析结果给出相应的信号以供串焊机根据信号进行操作。
依照本发明的一个方面，所述通过安装的串检设备获得串触发信号包括：串检设备安装在串焊机切刀前，要求串头信号在开始新一轮串焊时的第8个或9个工位发出，并串头信号在前，片到位信号在后，相隔时序大于100ms。
依照本发明的一个方面，所述通过安装的串检设备获得串触发信号包括：串检设备安装在串焊机切刀后，对串头信号没有特殊要求，可直接取切刀电磁阀的驱动信号。
依照本发明的一个方面，所述调用图像分析算法对获得照片的整个外观进行分析对比和计算包括以下步骤：
数据处理，将彩色图像采集到的数据转换为RGB数据图，再将RGB数据图转换为LAB和HSI两种色相图进行数据分析；
判定处理，通过两种色相图获取实际检测物体的边界，然后进行电池片表面灰度计算，以获得检测物体表面与检测物体本身不一致的灰度值做缺陷分析；然后进行表面缺陷类型的判定以获得各缺陷类型与面积，与客户设定的实际值进行比较，输出表面缺陷的判定结果；
测量处理，将实际物体的边界进行高精度亚像素测量，然后将像素值转换为实际的尺寸与客户设定的实际单位进行比较，输出测量的判定结果；
分选结果，将表面缺陷的判定结果与测量判定结果进行综合判断，最终输出结果。
依照本发明的一个方面，所述根据分析结果给出相应的信号包括：根据图像算法分析结果，来给出相应的信号，如果电池片无缺陷或都在正常标定范围内的，则给出OK信号；如果有缺陷的则给出NG打串信号。
依照本发明的一个方面，所述根据分析结果给出相应的信号以供串焊机根据信号进行操作包括：串焊机根据整串分析结果进行决定该串是否打出，如果为OK信号则流入下道工序，如果为NG打串信号则打出放入待检盒，等待人工二次确认。
依照本发明的一个方面，串焊机收到NG打串信号后，则在串切断后第二片进行发出，NG打串信号的则被打到待检区。
依照本发明的一个方面，所述接收到串头信号和片触发信号后，启动相机进行拍照包括：调用相机驱动程序驱动相机进行拍照，每次会拍到一整串电池片的左右两个半片，相机采集到该位置两个半片的图像后保存到内存中。
依照本发明的一个方面，所述串触发信号用于区分串的开始和结束，所述片触发信号用于启动相机拍照，开机后只要片移动到位就可发出。
依照本发明的一个方面，所述电池串焊机定位与电池外观检测方法包括：提供至少三个输出信号给串焊机备用，连续不良信号，发出此信号用于串焊机停机调整；串不良NG打串信号，用于串焊机下料分选用，此信号在串切断后第二片发出；拍照结束信号，用于停机时对还未进入相机检测区域的电池片能继续检测，正常生产时不用。
本发明实施的优点：本发明所述的电池串焊机定位与电池外观检测方法包括以下步骤：通过安装的串检设备获得串触发信号；通过串焊机获得片触发信号；接收到串头信号和片触发信号后，启动相机进行拍照；调用图像分析算法对获得照片的整个外观进行分析对比和计算；根据分析结果给出相应的信号以供串焊机根据信号进行操作；无需增加额外的人力成本，既能与新的串焊机配套，又能用于对现有串焊机的升级改造，根据用户制定标准对电池片定位与外观缺陷进行自动识别和判断，检测速度与串焊机同步，可进行自动识别、辅助诊断及灰阶标定，检测电池片间距离,可以将检测出的电池片的图片清晰的显示在软件界面中，通过此软件进行数据统计和处理分析，并且自动存储到相关路径文件夹上，确保了电池串的焊接质量、降低了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述的一种电池串焊机定位与电池外观检测方法示意图；
图2为本发明实施例所述的相机参数示意图；
图3为本发明实施例所述的拍摄图像检测示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种电池串焊机定位与电池外观检测方法，所述电池串焊机定位与电池外观检测方法包括以下步骤：
步骤S1：通过安装的串检设备获得串触发信号；
所述步骤S1通过安装的串检设备获得串触发信号的具体实施方式包括：
串触发信号(串头/尾信号，左右各一个)，用于区分串的开始和结束；
由于我们整个串检系统硬件部分是嵌入到串焊机中去的，因此受串焊机内部空间的限制，串检设备有安装在切刀前和切刀后之分，所以对串头信号有时间要求，主要分为奥特维和先导两种串焊机；
奥特维串焊机：因串检设备安装在切刀后，对串头信号没有特殊要求，可直接取切刀电磁阀的驱动信号；
先导串焊机：由于串检设备安装在切刀前，要求串头信号在开始新一轮串焊时(中途暂停不需要)的第8个或9个工位发出，并串头信号在前，片到位信号在后，相隔时序大于100ms。
步骤S2：通过串焊机获得片触发信号；
所述步骤S2通过串焊机获得片触发信号的具体实施方式包括：
片触发信号(电池片到位信号，左右各一个)，用于启动相机拍照，开机后只要片移动到位就可发出。
步骤S3：接收到串头信号和片触发信号后，启动相机进行拍照；
所述步骤S3：接收到串头信号和片触发信号后，启动相机进行拍照的具体实施方式包括：调用相机驱动程序驱动相机进行拍照，每次会拍到一整串电池片的左右两个半片，相机采集到该位置两个半片的图像后保存到内存中，软件调用图像分析算法对该图像的整个外观进行分析对比和计算，主要是外观缺陷，包括色差、边缺陷、角缺陷、起焊点、脏污、露白、断栅、划痕等。
在实际应用中，所述相机可为1600像素工业相机，保证图片的质量和高精度。
步骤S4：调用图像分析算法对获得照片的整个外观进行分析对比和计算；
所述步骤S4调用图像分析算法对获得照片的整个外观进行分析对比和计算具体包括以下步骤：
1)数据处理，将彩色图像采集到的数据转换为RGB数据图，再将RGB数据图转换为LAB和HSI两种色相图进行数据分析；
2)判定处理，通过两种色相图获取实际检测物体的边界，然后进行电池片表面灰度计算，以获得检测物体表面与检测物体本身不一致的灰度值做缺陷分析；然后进行表面缺陷类型的判定以获得各缺陷类型与面积，与客户设定的实际值进行比较，输出表面缺陷的判定结果；
3)测量处理，将实际物体的边界进行高精度亚像素测量，然后将像素值转换为实际的尺寸与客户设定的实际单位进行比较，输出测量的判定结果；
4)分选结果，将表面缺陷的判定结果与测量判定结果进行综合判断，最终输出结果。
步骤S5：根据分析结果给出相应的信号以供串焊机根据信号进行操作。
所述步骤S5根据分析结果给出相应的信号以供串焊机根据信号进行操作的具体实施方式包括：
根据分析结果给出相应的信号包括，根据图像算法分析结果，来给出相应的信号，如果电池片无缺陷或都在正常标定范围内的，则给出OK信号；如果有缺陷的则给出NG打串信号。
因此，所述根据分析结果给出相应的信号以供串焊机根据信号进行操作包括：串焊机根据整串分析结果进行决定该串是否打出，如果为OK信号则流入下道工序，如果为NG打串信号则打出放入待检盒，等待人工二次确认。
在实际应用中，串焊机收到NG打串信号后，则在串切断后第二片进行发出，NG打串信号的则被打到待检区。
在实际应用中，有如下具体实现方式：
第一步：串焊机应提供2个(双路4个)对接信号给本系统；
1、串触发信号(串头/尾信号，左右各一个)，用于区分串的开始和结束；
由于我们整个串检系统硬件部分是嵌入到串焊机中去的，因此受串焊机内部空间的限制，串检设备有安装在切刀前和切刀后之分，所以对串头信号有时间要求，主要分为奥特维和先导两种串焊机；
奥特维串焊机：因串检设备安装在切刀后，对串头信号没有特殊要求，可直接取切刀电磁阀的驱动信号；
先导串焊机：由于串检设备安装在切刀前，要求串头信号在开始新一轮串焊时(中途暂停不需要)的第8个或9个工位发出，并串头信号在前，片到位信号在后，相隔时序大于100sm；
2、片触发信号(电池片到位信号，左右各一个)，用于启动相机拍照，开机后只要片移动到位就可发出。
第二步：软件拍照完成会提供3个(双路6个)输出信号给串焊机备用；
1、连续不良信号(左右各一个)，当连续5片以上不良时，说明串焊机敷设有问题需要调整，发出此信号用于串焊机停机调整，当连续出现3串不良时也会发出此信号，以防不良串的堆积；
2、串不良NG打串信号(左右各一个)，用于串焊机下料分选用，此信号在串切断后第二片发出；
3、拍照结束信号(左右各一个)，由于停机时已焊接好的电池串传输是连续的没有步进动作，这部分电池片得不到检测，此信号用于停机时对还未进入相机检测区域的电池片能继续检测，正常生产时不用；
第三步：串焊机根据整串分析结果进行决定该串是否打出，如果OK则流入下道工序，如果NG则打出放入待检盒，等待人工二次确认。
在具体应用时，可通过图像识别算法实现图像分析过程，部分图像识别算法代码如下：
如图2和图3所示，以电池片主栅偏移缺陷检测为例：
1、将相机数据线与电脑USB3.0插口进行连接，将PLC数据线与电脑进行连接，使用MD5注册机注册软件；
2、设置相机软件参数，如果是双边检测则分别设置两个相机的软件参数，打开相机驱动软件，在相机列表中选择对应的相机并打开，分别设置相机的分辨率、增益、曝光时间、输出模式、图形变换等选项，按照电池串的实际物理位置调整相机的位置和光圈焦距；
3、打开检测软件，登录成功后，点击运行按钮，则待电池片到位后进行检测拍照；检测电池片中左半片和右半片的主栅线上汇流条的焊接质量，是否偏离电池片的主栅线，通过设置合适的偏移值和数量来进行检测，超出设置偏移值范围和数量则为NG，否则为OK；同时，检测值在图像上面进行标定，以供参考；
【最大偏移】表示左右半片中只要有一处露白超出设定值就判NG；
【偏移、数量】表示左右半片中同时有两处露白超过设定值时判NG；
如果有漏判时可将以上两个参数适当调小，参数越小越严格。
本发明实施的优点：本发明所述的电池串焊机定位与电池外观检测方法包括以下步骤：通过安装的串检设备获得串触发信号；通过串焊机获得片触发信号；接收到串头信号和片触发信号后，启动相机进行拍照；调用图像分析算法对获得照片的整个外观进行分析对比和计算；根据分析结果给出相应的信号以供串焊机根据信号进行操作；无需增加额外的人力成本，既能与新的串焊机配套，又能用于对现有串焊机的升级改造，根据用户制定标准对电池片定位与外观缺陷进行自动识别和判断，检测速度与串焊机同步，可进行自动识别、辅助诊断及灰阶标定，检测电池片间距离,可以将检测出的电池片的图片清晰的显示在软件界面中，通过此软件进行数据统计和处理分析，并且自动存储到相关路径文件夹上，确保了电池串的焊接质量、降低了生产成本。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电池串焊机定位与电池外观检测方法，其特征在于，所述电池串焊机定位与电池外观检测方法包括以下步骤：
通过安装的串检设备获得串触发信号；
通过串焊机获得片触发信号；
接收到串头信号和片触发信号后，启动相机进行拍照；
调用图像分析算法对获得照片的整个外观进行分析对比和计算；
根据分析结果给出相应的信号以供串焊机根据信号进行操作。
2.根据权利要求1所述的电池串焊机定位与电池外观检测方法，其特征在于，所述通过安装的串检设备获得串触发信号包括：串检设备安装在串焊机切刀前，要求串头信号在开始新一轮串焊时的第8个或9个工位发出，并串头信号在前，片到位信号在后，相隔时序大于100ms。
3.根据权利要求1所述的电池串焊机定位与电池外观检测方法，其特征在于，所述通过安装的串检设备获得串触发信号包括：串检设备安装在串焊机切刀后，对串头信号没有特殊要求，可直接取切刀电磁阀的驱动信号。
4.根据权利要求1所述的电池串焊机定位与电池外观检测方法，其特征在于，所述调用图像分析算法对获得照片的整个外观进行分析对比和计算包括以下步骤：
数据处理，将彩色图像采集到的数据转换为RGB数据图，再将RGB数据图转换为LAB和HSI两种色相图进行数据分析；
判定处理，通过两种色相图获取实际检测物体的边界，然后进行电池片表面灰度计算，以获得检测物体表面与检测物体本身不一致的灰度值做缺陷分析；然后进行表面缺陷类型的判定以获得各缺陷类型与面积，与客户设定的实际值进行比较，输出表面缺陷的判定结果；
测量处理，将实际物体的边界进行高精度亚像素测量，然后将像素值转换为实际的尺寸与客户设定的实际单位进行比较，输出测量的判定结果；
分选结果，将表面缺陷的判定结果与测量判定结果进行综合判断，最终输出结果。
5.根据权利要求4所述的电池串焊机定位与电池外观检测方法，其特征在于，所述根据分析结果给出相应的信号包括：根据图像算法分析结果，来给出相应的信号，如果电池片无缺陷或都在正常标定范围内的，则给出OK信号；如果有缺陷的则给出NG打串信号。
6.根据权利要求5所述的电池串焊机定位与电池外观检测方法，其特征在于，所述根据分析结果给出相应的信号以供串焊机根据信号进行操作包括：串焊机根据整串分析结果进行决定该串是否打出，如果为OK信号则流入下道工序，如果为NG打串信号则打出放入待检盒，等待人工二次确认。
7.根据权利要求5所述的电池串焊机定位与电池外观检测方法，其特征在于，串焊机收到NG打串信号后，则在串切断后第二片进行发出，NG打串信号的则被打到待检区。
8.根据权利要求1所述的电池串焊机定位与电池外观检测方法，其特征在于，所述接收到串头信号和片触发信号后，启动相机进行拍照包括：调用相机驱动程序驱动相机进行拍照，每次会拍到一整串电池片的左右两个半片，相机采集到该位置两个半片的图像后保存到内存中。
9.根据权利要求1所述的电池串焊机定位与电池外观检测方法，其特征在于，所述串触发信号用于区分串的开始和结束，所述片触发信号用于启动相机拍照，开机后只要片移动到位就可发出。
10.根据权利要求1至9之一所述的电池串焊机定位与电池外观检测方法，其特征在于，所述电池串焊机定位与电池外观检测方法包括：提供至少三个输出信号给串焊机备用，连续不良信号，发出此信号用于串焊机停机调整；串不良NG打串信号，用于串焊机下料分选用，此信号在串切断后第二片发出；拍照结束信号，用于停机时对还未进入相机检测区域的电池片能继续检测，正常生产时不用。
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Denomination of invention: A Method for Positioning and Appearance Inspection of Battery String Welding Machine

Effective date of registration: 20230524

Granted publication date: 20210302

Pledgee: The Bank of Shanghai branch Caohejing Limited by Share Ltd.

Pledgor: SHANGHAI OUPUTAI TECHNOLOGY START A BUSINESS Co.,Ltd.

Registration number: Y2023310000210

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