CN114252454A - 运动极片表面缺陷检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及极片检测技术领域，具体公开一种运动极片表面缺陷检测装置及方法，所述装置包括表面缺陷检测组件、光发生器、光传播组件和光接收及反馈器；所述表面缺陷检测组件的一端用于与运动极片接触并相对所述运动极片进行运动，另一端随所述运动极片的表面凹凸状况发生偏转；所述光发生器用于发射检测光束；所述光传播组件固设于所述表面缺陷检测组件的另一端，用于透射或反射所述检测光束；所述光接收及反馈器用于接收所述检测光束，感测所述检测光束的状态变化并进行反馈。本发明提供一种运动极片表面缺陷检测装置及方法，能对运动极片上微小的表面缺陷进行有效检测。

Description

运动极片表面缺陷检测装置及方法

技术领域

本发明涉及极片检测技术领域，尤其涉及一种运动极片表面缺陷检测装置及方法。

背景技术

在锂离子电池生产制造过程中，极片质量的好坏对电池的品质、性能一致性及电池安全性有直接或间接的影响，而极片表面缺陷对电池安全性的影响尤为明显。

目前主要使用视觉检测装置对极片进行表面缺陷检测，即，先使用CCD(工业摄像头)获取极片表面的图像，然后通过图像分析技术判断极片的表面是否存在缺陷。

一般地，受限于CCD的分辨率，传统视觉检测装置只能应对露出基体(即存在深坑)、存在连续划痕或者粘附有大块异物杂质等较为明显的表面缺陷，无法有效检测存在微小的凹凸点或者粘附有与极片色差较小的微小异物杂质等不明显的表面缺陷。此外，CCD检测视场较大，检测过程中极片运动速度较快，这也进一步地增加了CCD对极片表面较为微小的凹凸点及微小异物杂质进行全检的难度。

综上，传统视觉检测装置无法对微小的凹凸点和异物杂质实现有效检测。因此，需要对传统视觉检测装置检测能力范围之外的缺陷进行有效检测，以更好地实现极片表面缺陷的全面检测。

本背景部分中公开的以上信息仅被包括用于增强本公开内容的背景的理解，且因此可包含不形成对于本领域普通技术人员而言在当前已经知晓的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种运动极片表面缺陷检测装置及方法，能对运动极片上微小的表面缺陷进行有效检测。

为达以上目的，一方面，本发明提供一种运动极片表面缺陷检测装置，包括表面缺陷检测组件、光发生器、光传播组件和光接收及反馈器；

所述表面缺陷检测组件的一端用于与运动极片接触并相对所述运动极片进行运动，另一端随所述运动极片的表面凹凸状况发生偏转；

所述光发生器用于发射检测光束；

所述光传播组件固设于所述表面缺陷检测组件的另一端，用于透射或反射所述检测光束；

所述光接收及反馈器用于接收经过所述光传播组件的所述检测光束，感测所述检测光束的状态变化并进行反馈。

可选的，还包括与所述运动极片相对设置的固定转轴；

所述表面缺陷检测组件与所述固定转轴转动连接。

可选的，所述表面缺陷检测组件的数量为至少两组，每组所述表面缺陷检测组件对应设置一组所述光传播组件；

各所述光传播组件沿所述固定转轴的长度方向依次排列，且相邻两组所述光传播组件之间的转动相互独立。

可选的，所述表面缺陷检测组件包括转动臂，所述转动臂的一端设有用于与所述运动极片的表面接触的探头，另一端与所述固定转轴转动连接。

可选的，所述表面缺陷检测组件与所述运动极片滑动摩擦连接，所述探头与所述运动极片接触的部位为尖型结构。

可选的，所述检测光束为单色光。

可选的，所述光传播组件通过透光镜对检测光束进行透射或通过光反射镜对检测光束进行反射。

可选的，所述状态变化包括强度变化、位置变化及传播角度变化中的至少一种。

另一方面，提供一种运动极片表面缺陷检测方法，由上述任一运动极片表面缺陷检测装置执行，包括：

使用光发生器发射检测光束并由光传播组件进行传播；

表面缺陷检测组件在运动极片的表面滑动，并随运动极片的表面缺陷情况发生转动；

光传播组件随所述表面缺陷检测组件的转动情况改变所述检测光束的传播状态；

光接收及反馈器接收所述检测光束并通过所述检测光束的状态变化判断运动极片的表面缺陷情况。

本发明的有益效果在于：提供一种运动极片表面缺陷检测装置及方法，进行检测时，运动极片往前输送，表面缺陷检测组件的一端始终与运动极片的表面保持接触：

若运动极片的表面存在凹点，表面缺陷检测组件的一端会顺时针转动，，随即带动另一端的光传播组件顺时针转动，光发生器发出的检测光束经过光传播组件后会发生状态变化，该状态变化被光接收及反馈器接收到后，即可判定为运动极片表面存在凹点缺陷；

若运动极片的表面存在凸点，表面缺陷检测组件的一端会逆时针转动，随即带动另一端的光传播组件逆时针转动，光发生器发出的检测光束经过光传播组件后会发生状态变化，该状态变化被光接收及反馈器接收到后，即可判定为运动极片表面存在凸点缺陷；

若运动极片的表面平整光滑，表面缺陷检测组件的一端基本不会偏转，光传播组件相应的也不会发生偏转，光发生器发出的检测光束经过光传播组件后不会发生状态变化，即可判定为运动极片表面不存在凹点和凸点缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为实施例1提供的运动极片表面缺陷检测装置的俯视示意图；

图2为实施例1提供的表面缺陷探测组件及光传播组件的主视图；

图3为实施例2提供的运动极片表面缺陷检测装置的俯视示意图；

图4为实施例2提供的表面缺陷探测组件、光发生器、光传播组件及光接收及反馈器的主视图。

图中：

1、运动极片；101、凸点；

2、固定转轴；

3、表面缺陷检测组件；301、探头；302、转动臂；

4、光发生器；

5、光传播组件；501、透光镜；502、光路旋转圆盘；503、光反射镜；

6、光接收及反馈器。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，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设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”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设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本发明的限制。

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

实施例1

本实施例提供一种运动极片表面缺陷检测装置，适用于对表面存在微小的凹凸点或者表面粘附有微小的异物杂质等表面缺陷进行检测的应用场景，可在快速送料的状态下，对运动极片表面处的微小缺陷进行有效检测，检测效率较高，且漏检率较低，整体检测效果较优。

需要说明的是，本发明提供的运动极片，可以是极片，也可以是电池包，还可以是其它工件等，本实施例以极片为例进行介绍，但不对其构成实质限定。

参见图1和图2，本实施例中，运动极片表面缺陷检测装置包括运动极片1相对设置并位于运动极片1上方的固定转轴2、与所述固定转轴2转动连接的表面缺陷检测组件3、固接于表面缺陷检测组件3远离运动极片1的一端的光传播组件5、固设于所述光传播组件5一侧的光发生器4和固设于所述光传播组件5另一侧的光接收及反馈器6。

可选的，所述检测光束为单色光束，所述光传播组件5为透光镜501。

所述表面缺陷检测组件3靠近运动极片1的一端设有探头301，探头301用于与运动极片1接触并相对所述运动极片1进行运动，所述表面缺陷检测组件3的另一端绕固定转轴2随所述运动极片1的表面凹凸状况发生偏转。所述光发生器4用于向所述透光镜501发射检测光束。所述光接收及反馈器6用于接收穿过各所述透光镜501的所述检测光束并感测所述检测光束的状态变化。

可选的，所述检测光束的状态变化可以包括强度变化、位置变化及传播角度变化中的至少一种，本实施例对此不作限定。

需要说明的是，在运动极片1往前输送的过程中，表面缺陷检测组件3的探头301始终与运动极片1的表面保持接触：

若运动极片1的表面存在凹点，表面缺陷检测组件3的探头301会顺时针转动，随即带动另一端的透光镜501相应地发生顺时针转动，光发生器4发出的检测光束穿过透光镜501后会发生状态变化，该状态变化被光接收及反馈器6接收到后，即可判定为运动极片1表面存在凹点缺陷；

若运动极片1的表面存在凸点101，表面缺陷检测组件3的探头301会逆时针转动，随即带动另一端的透光镜501相应地发生逆时针转动，光发生器4发出的检测光束穿过透光镜501后会发生状态变化，该状态变化被光接收及反馈器6接收到后，即可判定为运动极片1表面存在凸点101缺陷；

若运动极片1的表面平整光滑，表面缺陷检测组件3的探头301基本不会偏转，表面缺陷检测组件3的另一端相应的也不会发生偏转，透光镜501相应地不会发生转动，光发生器4发出的检测光束穿过透光镜501后不会发生状态变化，即可判定为运动极片1表面不存在凹点和凸点101缺陷。

本实施例中，固定转轴2的长度方向与运动极片1的前进方向垂直。进一步地，所述表面缺陷检测组件3的数量为至少两组，每一组所述表面缺陷检测组件3对应设置一组光传播组件5，各所述表面缺陷检测组件3和与之对应的透光镜501沿所述固定转轴2依次排列，且相邻两组所述表面缺陷检测组件3之间、相邻两组光传播组件5之间的转动相互独立，即，一组表面缺陷检测组件3和透光镜501因凹点或者凸点101而转动时，不会导致与之相邻的另一组表面缺陷检测组件3和透光镜501发生转动，保持检测的独立性。

可以理解的是，设置多组表面缺陷检测组件3和透光镜501，每组表面缺陷检测组件3和透光镜501只对运动极片1宽度方向上的一个小宽度区域进行检测，有利于提高检测精度。进一步地，每个表面缺陷检测组件3的检测宽度不大于5mm。

本实施例中，所述表面缺陷检测组件3包括探头301、转动臂302。所述探头301用于与所述运动极片1的表面接触，转动臂302与所述固定转轴2转动连接；所述透光镜501连接于所述固定转轴2，可供所述检测光束通过。

作为一种可选的实施方式，所述探头301为尖型结构，与所述运动极片1滑动摩擦连接。进一步地，探头301尖型结构上可以设置梳齿状小凸起，提高检测精度。

可选的，所述探头301尖型结构为经过表面抛光处理的陶瓷件，避免引入金属杂质，保证检测精度。

可选的，透光镜501上可以设置两条或多条具有一定夹角的检测光线穿过路线。

进一步地，透光镜501上设置有角度调节校准装置，以便于对初始角度进行校准，提高测试精度。

本实施例提供的运动极片表面缺陷检测装置具备以下优点：

①即便运动极片1快速运动，也能实现有效的表面缺陷检测，提高了检测的速度；

②通过检测光束的状态变化表征表面缺陷，即便微小的凹点和凸点101都会通过转动臂302的作用成倍地被放大到检测光束的状态变化上，显著提高检测精度；

③即便异物与运动极片1的色差较小，也能实现有效检测，检测范围更广。

实施例2

本实施例提供一种运动极片表面缺陷检测装置，与实施例1相比，光传播器、光传播组件和光接收及反馈器的位置发生改变，光线在光传播组件的传播方式由透射变为反射。。

需要说明的是，本发明提供的运动极片，可以是极片，也可以是电池包，还可以是其它工件等，本实施例以极片为例进行介绍，但不对其构成实质限定。

参见图3和图4，本实施例中，运动极片表面缺陷检测装置包括与所述运动极片1相对设置并位于运动极片1上方的固定转轴2、与所述固定转轴2转动连接的表面缺陷检测组件3、固接于表面缺陷检测组件3远离运动极片1的一端的光传播组件5、固设于所述光传播组件5左上方的光发生器4和固设于所述光传播组件5右上方的光接收及反馈器6。

光传播组件5包括光路旋转圆盘502和固设于所述光路旋转圆盘502上方的光反射镜503。

所述表面缺陷检测组件3包括与固定转轴2转动连接的转动臂302和固接于所述转动臂302靠近运动极片一端的探头301，探头301用于与运动极片1接触并相对所述运动极片1进行运动，进而带动所述转动臂302的另一端随所述运动极片1的表面凹凸状况发生偏转。所述光发生器4用于向所述光反射镜503发射检测光束。所述光接收及反馈器6用于接收经所述光反射镜503反射的所述检测光束并感测所述检测光束的状态变化。

可选的，所述检测光束的状态变化可以包括强度变化、位置变化及传播角度变化中的至少一种，本实施例对此不作限定。

需要说明的是，在运动极片1往前输送的过程中，表面缺陷检测组件3的探头301始终与运动极片1的表面保持接触：

若运动极片1的表面存在凹点，表面缺陷检测组件3的探头301会顺时针转动，表面缺陷检测组件3的另一端相应的就会顺时针转动，光路旋转圆盘502带动光反射镜503相应地发生顺时针转动，光发生器4发出的检测光束经过光反射镜503后会发生状态变化，该状态变化被光接收及反馈器6接收到后，即可判定为运动极片1表面存在凹点缺陷；

若运动极片1的表面存在凸点101，表面缺陷检测组件3的探头301会逆时针转动，表面缺陷检测组件3的另一端相应的就会逆时针转动，光路旋转圆盘502带动光反射镜503相应地发生逆时针转动，光发生器4发出的检测光束经过光反射镜503后会发生状态变化，该状态变化被光接收及反馈器6接收到后，即可判定为运动极片1表面存在凸点101缺陷；

若运动极片1的表面平整光滑，表面缺陷检测组件3的探头301基本不会偏转，表面缺陷检测组件3的另一端不会发生偏转，光路旋转圆盘502和光反射镜503相应地也不会发生转动，光发生器4发出的检测光束经过光反射镜503后不会发生状态变化，即可判定为运动极片1表面不存在凹点和凸点101缺陷。

本实施例中，固定转轴2的长度方向与运动极片1的前进方向垂直。进一步地，所述表面缺陷检测组件3和光传播组件5的数量为至少两组，各所述表面缺陷检测组件3和光传播组件5沿所述固定转轴2依次排列，且相邻两组所述表面缺陷检测组件3和光传播组件5之间的转动相互独立，即，一组表面缺陷检测组件3和光传播组件5因凹点或者凸点101而转动时，不会导致与之相邻的另一表面缺陷检测组件3和光传播组件5发生转动，保持检测的独立性。

可以理解的是设置多组表面缺陷检测组件3和光传播组件5，每组表面缺陷检测组件3和光传播组件5只对运动极片1宽度方向上的一个小宽度区域进行检测，有利于提高检测精度。进一步地，每组表面缺陷检测组件3和光传播组件5的检测宽度不大于5mm。

本实施例中，所述表面缺陷检测组件3包括探头301、转动臂302。所述探头301用于与所述运动极片1的表面接触，转动臂302与所述固定转轴2转动连接；所述所述光传播组件5与固定转轴2连接，所述光反射镜503可供所述检测光束反射经过。

作为一种可选的实施方式，所述探头301为尖型结构，与所述运动极片1滑动摩擦连接。进一步地，尖型探头可以设置梳齿状小凸起，提高检测精度。。

可选的，所述探头301尖型结构为经过表面抛光处理的陶瓷件，避免引入金属杂质，保证检测精度。

可选的，光发生器4和光接收及反馈器6与光反射镜503的角度可调，便于调整测量精度。

进一步地，光传播组件5上设置有角度调节校准装置，以便于对初始角度进行校准，提高测试精度。

本实施例提供的运动极片表面缺陷检测装置具备以下优点：

①即便运动极片1快速运动，也能实现有效的表面缺陷检测，提高了检测的速度；

②通过检测光束的状态变化表征表面缺陷，即便微小的凹点和凸点101都会通过光反射镜503的角度旋转成倍地被放大到检测光束的状态变化上，显著提高检测精度；

③即便异物与运动极片1的色差较小，也能实现有效检测，检测范围更广。

实施例3

本实施例提供一种运动极片表面缺陷检测方法，由上述实施例1或2所述的运动极片表面缺陷检测装置执行，具备相同的功能和有益效果。

所述运动极片表面缺陷检测方法包括：

S10：使用光发生器发射检测光束并由光传播组件传播；

S20：表面缺陷检测组件在运动极片的表面滑动，并随运动极片的表面缺陷情况发生转动；

S30：光传播组件随所述表面缺陷检测组件的转动情况改变所述检测光束传播状态；

S40：光接收及反馈器接收所述检测光束并通过所述检测光束的状态变化判断运动极片的表面缺陷情况。

可选的，所述检测光束为单色光。

可选的，所述检测光束的状态变化包括强度变化、位置变化及传播角度变化中的至少一种。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种运动极片表面缺陷检测装置，其特征在于，包括表面缺陷检测组件、光发生器、光传播组件和光接收及反馈器；

所述表面缺陷检测组件的一端用于与运动极片接触并相对所述运动极片进行运动，另一端随所述运动极片的表面凹凸状况发生偏转；

所述光发生器用于发射检测光束；

所述光传播组件固设于所述表面缺陷检测组件的另一端，用于透射或反射所述检测光束；

所述光接收及反馈器用于接收经过所述光传播组件的所述检测光束，感测所述检测光束的状态变化并进行反馈。

2.根据权利要求1所述的运动极片表面缺陷检测装置，其特征在于，还包括与所述运动极片相对设置的固定转轴；

所述表面缺陷检测组件与所述固定转轴转动连接。

3.根据权利要求2所述的运动极片表面缺陷检测装置，其特征在于，所述表面缺陷检测组件的数量为至少两组，每组所述表面缺陷检测组件对应设置一组所述光传播组件；

各所述光传播组件沿所述固定转轴的长度方向依次排列，且相邻两组所述光传播组件之间的转动相互独立。

4.根据权利要求2所述的运动极片表面缺陷检测装置，其特征在于，所述表面缺陷检测组件包括转动臂，所述转动臂的一端设有用于与所述运动极片的表面接触的探头，另一端与所述固定转轴转动连接。

5.根据权利要求4所述的运动极片表面缺陷检测装置，其特征在于，所述表面缺陷检测组件与所述运动极片滑动摩擦连接，所述探头与所述运动极片接触的部位为尖型结构。

6.根据权利要求1所述的运动极片表面缺陷检测装置，其特征在于，所述检测光束为单色光。

7.根据权利要求1所述的运动极片表面缺陷检测装置，其特征在于，所述光传播组件通过透光镜对检测光束进行透射或通过光反射镜对检测光束进行反射。

8.根据权利要求1所述的运动极片表面缺陷检测装置，其特征在于，所述状态变化包括强度变化、位置变化及传播角度变化中的至少一种。

9.一种运动极片表面缺陷检测方法，由权利要求1～8任一项所述的运动极片表面缺陷检测装置执行，其特征在于，包括：

使用光发生器发射检测光束并由光传播组件进行传播；

表面缺陷检测组件在运动极片的表面滑动，并随运动极片的表面缺陷情况发生转动；

光传播组件随所述表面缺陷检测组件的转动情况改变所述检测光束的传播状态；

光接收及反馈器接收所述检测光束并通过所述检测光束的状态变化判断运动极片的表面缺陷情况。

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