CN109521018A - 铝箔抓取ccd定位校正方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了铝箔抓取CCD定位校正方法及系统。铝箔抓取CCD定位校正系统，包括摄像装置、工装转盘、抓取调整装置和输送带，所述摄像装置、工装转盘、抓取调整装置和输送带安装在机架上，其特征在于：所述摄像装置包括相机、光源和控制箱，所述光源设置在所述相机的镜头的前方，所述控制箱接收相机的图形信号处理后向所述抓取调整装置发出位置校正信号；所述抓取调整装置包括机械手、主导轨、吸料盘和在所述机械手与吸料盘之间设置的抓取光电传感器；所述吸料盘用于抓取输送带传送的铝箔并将所述铝箔输送到所述工装转盘上的铝箔定位工装。方法采用图形处理算法对图形处理实现精确定位及机械手的位置校正，实现精确取放料的效果。

Description

铝箔抓取CCD定位校正方法及系统
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及铝箔抓取CCD定位校正方法及系统。
背景技术
铝箔，即铝或铝合金带卷经轧制后形成的厚度小于或等于0.2mm的铝带材。铝箔因其质量轻、密闭性好、包覆性好、环保等特点，广泛应用于电池、包装、电器、散热器和建筑等国民经济各领域。
锂电池负极集电极铝箔目前还没有国际标准和国家技术标准，锂电池行业一般要求铝箔表面粗糙度Rz≦2.0um，铝箔的厚度20um，并且使用轧制铝箔。
锂离子电池负极集电极对铝箔的质量要求：第一、铝箔表面色泽均匀、干净、板型平整，无明显辊印、麻点、针孔、腐蚀痕迹等等；第二、铝箔表面无折痕、花斑、亮线等轧制缺陷；第三、铝箔表面无色差；第四、表面无油，无严重油气味，无肉眼可见油斑；第五、表面张力，达因笔测试不小于32达因。合金制备锂离子电池用铝箔为例其常规工艺流程是：熔炼→铸轧→冷轧→纵剪切边→高温中间退火→箔轧→成品分切→检查包装，该常规工艺制备的铝箔其抗拉强度只能达到160Mpa左右。成品分切时必须清擦导路中的各个导辊，用酒精或丙酮清擦各个导辊；确保铝卷表面不能有印痕、粘铝、擦伤、划伤。分切的铝卷放在地板必须垫上一块大纸板，不允许直接落地。分切时不允许有毛刺、塔形、荷叶边、边部小碎浪等，分切错层必须小于0.5mm。分切后的小卷端面必须干净、整洁；分切好的小卷批号和规格必须用记号笔写在铝卷的表面。
然而实际分切过程中，在电极片卷绕完成以后形成电心，电心需要放置在铝箔上，而用于封装电心的铝箔是具有用于放置电心的凹槽以及两个气囊的，电心凹槽与两气囊的排布方式大概呈品字形。对于上述形状要求的成品铝箔，其加工往往造成折皱、凹槽轮廓不清、麻点和亮线等缺陷。因此，需要进行检测。而现有技术中的成品检测往往靠人工肉眼检测，无法实现批量化操作，降低了生产效率，无法保证检测质量。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供铝箔抓取CCD定位校正方法及系统，其能解决铝箔加工后的检测自动化程度低、精度不高的问题。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
铝箔抓取CCD定位校正系统，包括摄像装置、工装转盘、抓取调整装置和输送带，所述摄像装置、工装转盘、抓取调整装置和输送带安装在机架上，所述摄像装置包括相机、光源和控制箱，所述光源设置在所述相机的镜头的前方，所述控制箱接收相机的图形信号处理后向所述抓取调整装置发出位置校正信号；所述抓取调整装置包括机械手、主导轨、吸料盘和在所述机械手与吸料盘之间设置的抓取光电传感器；所述吸料盘用于抓取输送带传送的铝箔并将所述铝箔输送到所述工装转盘上的铝箔定位工装。
优选的，相机在前，机械手在后，使得所述摄像装置比所述抓取调整装置设置在更靠近输送带的位置，相机先对输送带上的铝箔拍摄定位并将传送给控制箱，所述控制箱将处理后的位置调整信号传送给所述机械手进行位置调整，随后位置调整好的机械手抓取所述铝箔并将所述铝箔移送至所述工装转盘上设置的铝箔定位工装上。
优选的，相机在后、机械手在前，空间位置上，所述摄像装置设置在抓取调整装置的下方，摄像装置的光源和相机的镜头朝向吸料盘拍摄；机械手先抓取铝箔并向工装转盘方向移动，在机械手经过拍摄位置时由相机对所述铝箔拍照并将拍照信息传输给控制箱，由控制箱处理信号并将处理后的位置调整信号输送给机械手进行位置调整，最终由机械手将铝箔放置在工装转盘上的铝箔定位工装上。
优选的，所述铝箔定位工装设置为多个并均匀的设置在所述工装转盘的外缘。
优选的，所述相机为面阵相机；所述光源为环形光源。
铝箔抓取CCD定位校正方法，方法包括：
准备阶段，根据精度需求选取标准的标定板对CCD相机进行标定。
启动系统，启动铝箔抓取CCD定位校正系统，将待检测铝箔放置于输送带。
拍照定位，相机先对输送带上的铝箔拍摄定位并将传送给控制箱。
图像处理，控制箱处理相机拍摄的铝箔图像，定位铝箔的凹槽位置信息。
调整机械手，根据铝箔图像处理后的凹槽位置信息确定机械手抓取定位信号，并将定位信号传送给机械手进行抓取角度的位置调整。
机械手抓取放料，位置调整好的机械手抓取输送带上的铝箔并将铝箔移送至工装转盘上设置的铝箔定位工装上。
系统停机并停止检测。
此外，根据不同工序，还提供了另一种铝箔抓取CCD定位校正方法，方法包括：
准备阶段，根据精度需求选取标准的标定板对CCD相机进行标定；
启动系统，启动铝箔抓取CCD定位校正系统，将待检测铝箔放置于输送带；
机械手抓料拍照，机械手抓取铝箔并向工装转盘方向移动，在机械手经过拍摄位置时由相机对铝箔拍照并将拍照信息传输给控制箱；
图像处理，由控制箱处理拍照信息并将处理后的位置调整信号输送给机械手；
机械手校位放料，机械手根据控制箱的位置调整信号进行校位调整，校位调整后的机械手将铝箔放置在工装转盘上的铝箔定位工装上；
系统停机并停止检测。
优选的，根据上述的方法，所述图像处理步骤包括：
图像分区，通过图像二值化处理，将拍摄的铝箔图像初步定位，区分出凹槽区和背景区。
去干扰，滤除图形中凹槽区的干扰因素，保证定位数据的精确度。
提取凹槽区边缘，检测凹槽区的四条边的边缘点，利用插值法将各边缘点拟合出凹槽区边缘。
计算凹槽区位置，将拟合得到的边缘合成矩形，求取矩形中心获得凹槽区位置。
优选的，所述去干扰步骤中的干扰因素包括凹槽区上的阴影、打光不均匀以及暗点。
优选的，所述铝箔抓取CCD定位校正系统采用上述的系统。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过该系统采用对应方法对所述铝箔采集图像、定位校正，提高了检测效率和准确度。
附图说明
图1为本发明铝箔抓取CCD定位校正系统；
图2为本发明设计的铝箔示意图；
图3为一种铝箔抓取CCD定位校正方法；
图4为另一种铝箔抓取CCD定位校正方法。
图中：1、摄像装置；11、相机；12、光源；13、控制箱；2、抓取调整装置；21、机械手；22、主导轨；23、抓取光电传感器；24、吸料盘；3、工装转盘；4、输送带；5、铝箔；51、电心凹槽区；52、气囊凹槽区；53、阴影区。
具体实施方式
下面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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参见图1，铝箔抓取CCD定位校正系统，包括摄像装置1、工装转盘3、抓取调整装置2和输送带4，摄像装置1、工装转盘2、抓取调整装置3和输送带4安装在机架上。
摄像装置1包括相机11、光源12和控制箱13，光源12设置在相机11的镜头的前方，控制箱13接收相机11的图形信号处理后向抓取调整装置2发出位置校正信号。
抓取调整装置2包括机械手21、主导轨22、吸料盘24和在机械手21与吸料盘24之间设置的抓取光电传感器23；吸料盘24用于抓取输送带4传送的铝箔并将铝箔输送到工装转盘3上的铝箔定位工装。
系统采用CCD相机拍照，CCD相机为工业级面阵相机，通过软件运算定位，并在原有机械手抓取后放入下一工装前进行位置校正；通过1套CMOS面阵相机采集铝箔成型后的图像数据，由控制箱的处理模块接收和处理获取图像数据，通过软件运算后把位置信息发给原机械手，通过机构对铝箔角度样正。
系统具有故障，报警功能，及有可靠的急停设计；控制系统独立，人机界面操作，控制系统参数密码分级管理，且密码可更改；设备顶部设塔灯状态指示(红：故障，绿：运行，黄：待机)。
系统采用气动与电动及视觉相结合，气控系统由气源、过滤器、减压阀、电磁阀、汇流排等组成，电控系统由漏电保护开关、电源、端子、继电器、操作面板、报警灯、工控机等组成。所有元件要求阻燃或不燃级别。
机架等结构件：由铝型材或方通组装的支架等加工件组成，所有金属加工件均表面进行防锈处理或采用不锈钢304材质；控制柜进出线孔需进行防尘和防割设计，避免粉尘和电缆被割伤。
参见图2，对于铝箔5，在电极片卷绕完成以后形成电心，电心需要放置在铝箔上，而用于封装电心的铝箔5是具有用于放置电心的电心凹槽区51以及两个气囊凹槽区52的，电心凹槽区51与两气囊凹槽区52的排布方式大概呈品字形。在冲压过程后，一般的在电心凹槽区51以及两个气囊凹槽区52的槽边会形成阴影区53。
对于系统，相机11与机械手21的配合方式有两种：
第一种，相机11在前，机械手21在后，使得摄像装置1比抓取调整装置2设置在更靠近输送带4的位置，相机11先对输送带4上的铝箔拍摄定位并将传送给控制箱13，控制箱13将处理后的位置调整信号传送给机械手21进行位置调整，随后位置调整好的机械手21抓取铝箔并将铝箔移送至工装转盘3上设置的铝箔定位工装上。
第二种，相机11在后、机械手21在前，空间位置上，摄像装置1设置在抓取调整装置2的下方，摄像装置1的光源12和相机11的镜头朝向吸料盘24拍摄；机械手21先抓取铝箔并向工装转盘3方向移动，在机械手21经过拍摄位置时由相机21对铝箔拍照并将拍照信息传输给控制箱13，由控制箱13处理信号并将处理后的位置调整信号输送给机械手21进行位置调整，最终由机械手21将铝箔放置在工装转盘3上的铝箔定位工装上。
其中，铝箔定位工装设置为多个并均匀的设置在工装转盘3的外缘(图未示)。
其中，相机11为面阵相机，采用工业级；光源12为环形光源。
参见图3，一种铝箔抓取CCD定位校正方法，方法包括：
准备阶段，根据精度需求选取标准的标定板对CCD相机进行标定。
启动系统，启动铝箔抓取CCD定位校正系统，将待检测铝箔放置于输送带。
拍照定位，相机11先对输送带4上的铝箔拍摄定位并将传送给控制箱13。
图像处理，控制箱13处理相机11拍摄的铝箔图像，定位铝箔的凹槽位置信息。
调整机械手，根据铝箔图像处理后的凹槽位置信息确定机械手抓取定位信号，并将定位信号传送给机械手21进行抓取角度的位置调整。
机械手抓取放料，位置调整好的机械手21抓取输送带上的铝箔并将铝箔移送至工装转盘3上设置的铝箔定位工装上。
系统停机并停止检测。
参见图4，根据不同工序，还提供了另一种铝箔抓取CCD定位校正方法，方法包括：
准备阶段，根据精度需求选取标准的标定板对CCD相机进行标定；
启动系统，启动铝箔抓取CCD定位校正系统，将待检测铝箔放置于输送带；
机械手抓料拍照，机械手21抓取铝箔并向工装转盘3方向移动，在机械手21经过拍摄位置时由相机21对铝箔拍照并将拍照信息传输给控制箱13；
图像处理，由控制箱13处理拍照信息并将处理后的位置调整信号输送给机械手21；
机械手校位放料，机械手21根据控制箱的位置调整信号进行校位调整，校位调整后的机械手21将铝箔放置在工装转盘3上的铝箔定位工装上；
系统停机并停止检测。
其中，上述方法中的图像处理步骤包括：
图像分区，通过图像二值化处理，将拍摄的铝箔图像初步定位，区分出凹槽区和背景区。
去干扰，滤除图形中凹槽区的干扰因素，保证定位数据的精确度。
提取凹槽区边缘，检测凹槽区的四条边的边缘点，利用插值法将各边缘点拟合出凹槽区边缘。
计算凹槽区位置，将拟合得到的边缘合成矩形，求取矩形中心获得凹槽区位置。
其中，所述去干扰步骤中的干扰因素包括凹槽区上的阴影、打光不均匀以及暗点。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过该系统采用对应方法对所述铝箔采集图像、定位校正，提高了检测效率和准确度。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.铝箔抓取CCD定位校正系统，包括摄像装置、工装转盘、抓取调整装置和输送带，所述摄像装置、工装转盘、抓取调整装置和输送带安装在机架上，其特征在于：所述摄像装置包括相机、光源和控制箱，所述光源设置在所述相机的镜头的前方，所述控制箱接收相机的图形信号处理后向所述抓取调整装置发出位置校正信号；所述抓取调整装置包括机械手、主导轨、吸料盘和在所述机械手与吸料盘之间设置的抓取光电传感器；所述吸料盘用于抓取输送带传送的铝箔并将所述铝箔输送到所述工装转盘上的铝箔定位工装。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：相机在前，机械手在后，使得所述摄像装置比所述抓取调整装置设置在更靠近输送带的位置，相机先对输送带上的铝箔拍摄定位并将传送给控制箱，所述控制箱将处理后的位置调整信号传送给所述机械手进行位置调整，随后位置调整好的机械手抓取所述铝箔并将所述铝箔移送至所述工装转盘上设置的铝箔定位工装上。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：相机在后、机械手在前，空间位置上，所述摄像装置设置在抓取调整装置的下方，摄像装置的光源和相机的镜头朝向吸料盘拍摄；机械手先抓取铝箔并向工装转盘方向移动，在机械手经过拍摄位置时由相机对所述铝箔拍照并将拍照信息传输给控制箱，由控制箱处理信号并将处理后的位置调整信号输送给机械手进行位置调整，最终由机械手将铝箔放置在工装转盘上的铝箔定位工装上。
4.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于：所述铝箔定位工装设置为多个并均匀的设置在所述工装转盘的外缘。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述相机为面阵相机；所述光源为环形光源。
6.铝箔抓取CCD定位校正方法，其特征在于，方法包括：
准备阶段，根据精度需求选取标准的标定板对CCD相机进行标定；
启动系统，启动铝箔抓取CCD定位校正系统，将待检测铝箔放置于输送带；
拍照定位，相机先对输送带上的铝箔拍摄定位并将传送给控制箱；
图像处理，控制箱处理相机拍摄的铝箔图像，定位铝箔的凹槽位置信息；
调整机械手，根据铝箔图像处理后的凹槽位置信息确定机械手抓取定位信号，并将定位信号传送给机械手进行抓取角度的位置调整；
机械手抓取放料，位置调整好的机械手抓取输送带上的铝箔并将铝箔移送至工装转盘上设置的铝箔定位工装上；
系统停机并停止检测。
7.铝箔抓取CCD定位校正方法，其特征在于，方法包括：
准备阶段，根据精度需求选取标准的标定板对CCD相机进行标定；
启动系统，启动铝箔抓取CCD定位校正系统，将待检测铝箔放置于输送带；
机械手抓料拍照，机械手抓取铝箔并向工装转盘方向移动，在机械手经过拍摄位置时由相机对铝箔拍照并将拍照信息传输给控制箱；
图像处理，由控制箱处理拍照信息并将处理后的位置调整信号输送给机械手；
机械手校位放料，机械手根据控制箱的位置调整信号进行校位调整，校位调整后的机械手将铝箔放置在工装转盘上的铝箔定位工装上；
系统停机并停止检测。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于：
所述图像处理步骤包括，
图像分区，通过图像二值化处理，将拍摄的铝箔图像初步定位，区分出凹槽区和背景区；
去干扰，滤除图形中凹槽区的干扰因素，保证定位数据的精确度；
提取凹槽区边缘，检测凹槽区的四条边的边缘点，利用插值法将各边缘点拟合出凹槽区边缘；
计算凹槽区位置，将拟合得到的边缘合成矩形，求取矩形中心获得凹槽区位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述去干扰步骤中的干扰因素包括凹槽区上的阴影、打光不均匀以及暗点。
10.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于：所述铝箔抓取CCD定位校正系统采用权利要求1-5任一项所述的系统。
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