CN115205199A - 一种极片卷绕对齐度检测方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

一种极片卷绕对齐度检测方法、系统、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种极片卷绕对齐度检测方法、系统、设备及存储介质，其中检测方法包括：响应于采集信号对卷针上卷绕体的隔膜表面进行光源照射，并对光源照射后的隔膜表面以及未卷绕至卷针上的极片表面进行拍摄以获取检测图像；对所述检测图像进行边界识别以获知所述卷绕体中各极片与各隔膜之间的边界位置，并对其进行边缘比对以输出对齐度检测结果。本发明利用相机对隔膜和极片间的对齐度进行检测，降低检测成本和难度，提高对齐度检测准确率。

Description

一种极片卷绕对齐度检测方法、系统、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及电池制备领域，尤其涉及一种极片卷绕对齐度检测方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
现阶段，卷绕电池生产过程中，需要把激光切好后的极片，通过卷针的转动，把极片卷成一个层层包裹的卷芯状，正常包裹方式为隔膜、正极、隔膜、负极，使得隔膜和极片共同卷绕而成的卷绕体；其中，隔膜起着分隔正负极，防止电池内部短路，允许电解质离子自由通过，完成电化学充放电过程的作用。
由于隔膜与极片间相互堆叠使得位于最外层的隔膜会遮挡极片，因此无法通过普通相机拍摄卷绕体的方式来检测极片和隔膜间的对齐情况，若隔膜或极片在卷绕过程中出现偏移则会严重影响电池的生产质量。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种极片卷绕对齐度检测方法，利用相机对隔膜和极片间的对齐度进行检测，降低检测成本和难度，提高对齐度检测准确率。
本发明的目的之二在于提供一种极片卷绕对齐度检测系统。
本发明的目的之三在于提供一种电子设备。
本发明的目的之四在于提供一种计算机可读存储介质。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种极片卷绕对齐度检测方法，包括：
响应于采集信号对卷针上卷绕体的隔膜表面进行光源照射，并对光源照射后的隔膜表面以及未卷绕至卷针上的极片表面进行拍摄以获取检测图像；
对所述检测图像进行边界识别以获知所述卷绕体中各极片与各隔膜之间的边界位置，并对其进行边缘比对以输出对齐度检测结果。
进一步地，所述卷绕体由第一隔膜、第一极片、第二隔膜和第二极片依次叠放并卷绕在卷针上形成，所述卷绕体的隔膜表面为所述第一隔膜，所述卷绕体的极片内表面为所述第二极片。
进一步地，对所述卷绕体的隔膜表面进行照射的光源采用白光，白光光源照射所述隔膜表面使所述检测图像中所述第一隔膜处透光呈现出所述第一极片。
进一步地，采用一拍摄相机对已卷绕至所述卷针上的所述卷绕体的边缘位置以及未卷绕至所述卷针上的叠片边缘进行同时拍摄，并对所述检测图像进行灰度处理，提取所述第一隔膜、透光后的所述第一极片、所述第二隔膜以及所述第二极片的边缘线以完成边界识别。
进一步地，所述边缘比对包括所述第一极片与所述第二极片之间的边缘比对，以及极片与隔膜间进行边缘比对检测。
进一步地，所述边缘比对过程中，将边缘比对结果与预设误差范围进行比较，若边缘比对结果超过所述预设误差范围，则输出异常提醒。
进一步地，当检测得知边缘比对结果超过所述预设误差范围时，根据二者差值生成纠偏指令以实现纠偏闭环控制。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种极片卷绕对齐度检测系统，执行如上述的极片卷绕对齐度检测方法；所述系统包括：
光源照射模块，用于对卷针上卷绕体的隔膜表面进行光源照射；
拍摄模块，用于对光源照射后的隔膜表面以及未卷绕至卷针上的极片表面进行拍摄以获取检测图像；
检测模块，用于对所述检测图像进行边界识别以获知所述卷绕体中各极片与各隔膜之间的边界位置，并对其进行边缘比对以输出对齐度检测结果。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
一种电子设备，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述极片卷绕对齐度检测方法。
本发明的目的之四采用如下技术方案实现：
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述的极片卷绕对齐度检测方法。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过指定光源对卷绕体的隔膜表面进行照射，使得隔膜透光呈现出隔膜下的极片，在卷绕过程中对卷绕体的正反面进行同时拍摄，即可从卷绕体正面拍摄到隔膜以及隔膜透光后呈现的极片，从卷绕体背面可拍摄到另一极片以及另一隔膜，通过普通的拍摄相机即可拍摄到隔膜与极片间的边界关系进行对齐度检测，代替传统通过X射线照射的方式，提高了对齐度检测准确率的同时降低了检测成本以及检测难度，还可在卷绕过程中实时完成对齐度检测操作，以提高电池生产质量和效率。
附图说明
图1为本发明极片卷绕对齐度检测方法的流程示意图；
图2为本发明电池卷绕加工示意图；
图3为本发明卷绕过程正视图；
图4为本发明拍摄所得的检测图像示意图。
图中：图1、卷针；2、叠片；201、第一隔膜；202、第一极片；203、第二隔膜；204、第四隔膜；3、卷绕体。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例一
本实施例提供一种极片卷绕对齐度检测方法，用于在卷绕过程中对极片和极片间、极片和隔膜间进行对齐检测，以满足电池质量检测需求。
参考图1所示，所述检测方法具体包括如下步骤：
步骤S1：响应于采集信号对卷针1上卷绕体3的隔膜表面进行光源照射，并对光源照射后的隔膜表面以及未卷绕至卷针1上的极片表面进行拍摄以获取检测图像；
本实施例所述卷绕体3由叠片2卷绕而成，所述叠片2至少包括依次叠放的第一隔膜201、第一极片202、第二隔膜203和第二极片204，如图2所示，所述卷针1旋转过程中多层结构共同卷绕形成卷绕体3。其中，所述第一极片202可以是正极片，相当于地所述第二极片204则为负极片，正负极片的叠放顺序及数量可根据实际需求进行调整，但确保极片与极片之间具有隔膜。
本实施例利用一面阵相机朝卷针1上的所述卷绕体3进行拍摄，如图3所示，图3中A所指区域即为相机拍摄区域；同时，确保拍摄过程中该面阵相机可同时拍摄到已卷绕至卷针1上的卷绕体3的边缘图像以及未绕至卷针1上的所述叠片2的边缘图像；相当于，利用一台面阵相机即可拍摄到所述卷针1上的所述叠片2的正面，即为所述第一隔膜201，同时，面阵相机还可拍摄到所述叠片2的背面，即第二极片204。
由于所述第一隔膜201遮挡所述第一极片202，为了确定所述第一极片202的边缘位置，需要对所述卷针1上的卷绕体3的隔膜表面进行照射，即对所述第一隔膜201进行照射，所述第一隔膜201经过照射后可透光呈现出其下方的第一极片202，以便于面阵相机对所述第一极片202的图像进行采集。
本实施例所述第一隔膜201呈现白色，因此通过白色强光对绕制进所述卷针1上的所述第一隔膜201进行照射，使得第一隔膜201下方的第一极片202可透光呈现出来；为了能够清晰分辨出极片和隔膜边缘，所述卷针1上使用的颜色需要和白色隔膜存在一定的对比度差别。
面阵相机主要针对所述卷绕体3的边缘位置进行拍摄，拍摄所得的检测图像可同时拍摄到第一隔膜201、透光后的所述第一极片202、所述第二隔膜203以及所述第二极片204。其后，还需要对所述检测图像进行灰度处理以提取第一隔膜201、第一极片202、第二隔膜203和第二极片204的边缘线。
在正常情况下，隔膜需完全覆盖极片，即隔膜的尺寸需大于极片的尺寸；本实施例中，如图4所示，绕至所述卷针1上的所述叠片2正面经过白色强光照射后，所述第一隔膜201对应的区域呈现白色，透光后呈现的所述第一极片202在所述第一隔膜201的覆盖下显出灰色；而未绕至所述卷针1上的所述叠片2的背面为第二极片204，经过相机拍摄和灰度处理后呈现黑色，所述第二隔膜203未被所述第二极片204遮挡的位置呈现白色。
步骤S2：对所述检测图像进行边界识别以获知所述卷绕体3中各极片与各隔膜之间的边界位置，并对其进行边缘比对以输出对齐度检测结果。
对所述检测图像进行灰度处理以及噪声去除后可提取所述第一隔膜201、透光后的所述第一极片202、所述第二隔膜203以及所述第二极片204的边缘线以完成边界识别。其后，需要将提取出来的隔膜以及极片的边缘线进行边缘比对，所述边缘比对包括所述第一极片202与所述第二极片204之间的边缘比对，以及极片与隔膜间进行边缘比对检测。
本实施例中检测内容具体包括：
a.正负极与同一圈内的隔膜边缘之间的对齐度检测；
b.正极与上层负极之间的对齐度检测；
c.正极与上层隔膜之间的对齐度检测；
d.负极与下层隔膜之间的对齐度检测。
本实施例可通过计算极片与极片之间的边缘线距离、极片与隔膜之间的边缘线距离，再将计算所得的距离值与预设误差范围进行比对，若距离值在预设误差范围内，可意味着极片与极片间对齐度正常、极片与隔膜间对齐度正常；若距离值不在预设误差范围内，则输出检测结果为异常。
在一些实施例中，若检测结果为异常，则可根据对齐度检测偏差生成纠偏指令以控制纠偏设备对卷绕过程中的极片、隔膜位置进行调整，实现纠偏闭环控制。
实施例二
本实施例提供一种极片卷绕对齐度检测系统，所述系统执行如实施例一所述的极片卷绕对齐度检测方法，可对卷绕过程中的极片、隔膜进行对齐度检测。
所述系统具体包括有光源照射模块、拍摄模块以及检测模块。
所述光源照射模块，用于对卷针1上卷绕体3的隔膜表面进行光源照射；其中，光源照射采用的白色强光，使得隔膜表面透光后可将隔膜下方的极片呈现出来。
所述拍摄模块则用于对光源照射后的隔膜表面以及未卷绕至卷针1上的极片表面进行拍摄以获取检测图像，使得所述检测图像可同时拍摄到第一隔膜201、透光后的第一极片202、第二隔膜203以及第二极片204。
所述检测模块则用于对所述检测图像进行边界识别，其边界识别包括灰度处理以及噪声去除，其边界识别方法在现有技术中已经公开，在此不再详细描述其工作原理。所述检测模块通过边界识别获知所述卷绕体3中各极片与各隔膜之间的边界位置，并对其进行边缘比对以输出对齐度检测结果。
此外，所述系统还可包括纠偏模块，用于在对齐度检测结果异常时，根据对齐度检测偏差对卷绕过程中的极片、隔膜进行纠偏，并对纠偏过程中极片与极片、极片与隔膜之间的对齐度进行实时检测，以确保极片与极片、极片与隔膜间的对齐度维持正常水平，提高电池生产质量。
实施例三
本实施例提供一种电子设备，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例一中的极片卷绕对齐度检测方法；另外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述的极片卷绕对齐度检测方法。
本实施例中的设备及存储介质与前述实施例中的方法是基于同一发明构思下的两个方面，在前面已经对方法实施过程作了详细的描述，所以本领域技术人员可根据前述描述清楚地了解本实施例中的设备及存储介质的结构及实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种极片卷绕对齐度检测方法，其特征在于，包括：
响应于采集信号对卷针上卷绕体的隔膜表面进行光源照射，并对光源照射后的隔膜表面以及未卷绕至卷针上的极片表面进行拍摄以获取检测图像；
对所述检测图像进行边界识别以获知所述卷绕体中各极片与各隔膜之间的边界位置，并对其进行边缘比对以输出对齐度检测结果。
2.根据权利要求1所述的极片卷绕对齐度检测方法，其特征在于，所述卷绕体由第一隔膜、第一极片、第二隔膜和第二极片依次叠放并卷绕在卷针上形成，所述卷绕体的隔膜表面为所述第一隔膜，所述极片表面为所述第二极片。
3.根据权利要求2所述的极片卷绕对齐度检测方法，其特征在于，对所述卷绕体的隔膜表面进行照射的光源采用白光，白光光源照射所述隔膜表面使所述检测图像中所述第一隔膜处透光呈现出所述第一极片。
4.根据权利要求3所述的极片卷绕对齐度检测方法，其特征在于，采用一拍摄相机对已卷绕至所述卷针上的所述卷绕体的边缘位置以及未卷绕至所述卷针上的叠片边缘进行同时拍摄，并对所述检测图像进行灰度处理，提取所述第一隔膜、透光后的所述第一极片、所述第二隔膜以及所述第二极片的边缘线以完成边界识别。
5.根据权利要求1所述的极片卷绕对齐度检测方法，其特征在于，所述边缘比对包括极片间的边缘比对，以及极片与隔膜间的边缘比对检测。
6.根据权利要求5所述的极片卷绕对齐度检测方法，其特征在于，所述边缘比对过程中，将边缘比对结果与预设误差范围进行比较，若边缘比对结果超过所述预设误差范围，则输出异常提醒。
7.根据权利要求6所述的极片卷绕对齐度检测方法，其特征在于，当检测得知边缘比对结果超过所述预设误差范围时，根据二者差值生成纠偏指令以实现纠偏闭环控制。
8.一种极片卷绕对齐度检测系统，其特征在于，执行如权利要求1～7任一所述的极片卷绕对齐度检测方法；所述系统包括：
光源照射模块，用于对卷针上卷绕体的隔膜表面进行光源照射；
拍摄模块，用于对光源照射后的隔膜表面以及未卷绕至卷针上的极片表面进行拍摄以获取检测图像；
检测模块，用于对所述检测图像进行边界识别以获知所述卷绕体中各极片与各隔膜之间的边界位置，并对其进行边缘比对以输出对齐度检测结果。
9.一种电子设备，其特征在于，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～7任一所述的极片卷绕对齐度检测方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现权利要求1～7任一所述的极片卷绕对齐度检测方法。
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