CN115385167B - 一种锂电池智能匹配物料的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锂电池智能匹配物料的系统，包括：极片传输线、设置在极片传输线上游的图像采集单元以及与图像采集单元信号连接的控制单元；控制单元用于获取极片图像并识别瑕疵；以及计算极片中每个瑕疵的第一坐标；针对每一卷极片，控制单元还用于计算每个瑕疵距离在不同的电芯分切长度时，能够产生的废料长度，并累加废料长度，得到极片在不同的电芯分切长度时，每一卷极片所产生的废料总长度；控制单元用于选取废料总长度最小时对应的电芯分切长度为目标电芯分切长度，并将极片派发至所述目标电芯分切长度对应的分切生产线。本申请结合不同的分切生产线，通过分析瑕疵距离和极片分切长度的关系，最大限度利用极片的物料降低生产成本。

Description

一种锂电池智能匹配物料的系统及方法

技术领域

本发明涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种锂电池智能匹配物料的系统及方法。

背景技术

随着科技的不断发展，锂电池以它独特的优势广泛应用于消费品领域、工业领域、航天领域等，在生活中扮演的角色也越来越重要。

目前在锂电池生产过程中各个工位都增加了CCD进行检测。CCD检测出异常的料贴上黄色标识，卷绕工序在识别到前面的工序留下的黄标进行排废处理。整个流程下来每个工位之间没有做任何的数据关联和分析以及智能匹配，都是人工匹配，即生产过程中员工任意取一卷料投入生产，未能实现智能制造和降低成本问题。

发明内容

基于此，本发明提供一种锂电池智能匹配物料的系统及方法。该系统能够结合不同的分切生产线，通过分析瑕疵和极片分切长度的关系，真正实现智能匹配，最大限度利用极片的物料降低生产成本。

根据本申请的一些实施例的第一方面，提供了一种锂电池智能匹配物料的系统，包括：

极片传输线、设置在极片传输线上游的图像采集单元以及与所述图像采集单元信号连接的控制单元，其中，所述极片传输线的下游设置有多个不同电芯分切长度的分切生产线；

所述图像采集单元用于连续不重复采集极片图像，并将所述极片图像发送至所述控制单元；

所述控制单元用于获取所述极片图像并识别所述极片图像中的瑕疵；以及统计所述极片图像的数量，并根据每个所述极片图像的像素行数和像素长度，计算得到极片总长度；以及计算所述极片中每个瑕疵的第一坐标，其中，所述第一坐标为相对于第一张极片图像的第一行像素为绝对起点的绝对坐标；

针对每一卷所述极片，所述控制单元还用于根据每个所述瑕疵的第一坐标，计算得到相邻所述瑕疵之间的瑕疵距离；并计算每个瑕疵距离在不同的电芯分切长度时，能够产生的废料长度；所述控制单元还用于累加所述废料长度，得到所述极片在不同的所述电芯分切长度时，每一卷所述极片所产生的废料总长度；

所述控制单元还用于选取所述废料总长度最小时对应的电芯分切长度为目标电芯分切长度，并将所述极片派发至所述目标电芯分切长度对应的分切生产线。

进一步地，该系统还包括设置在所述极片传输线下游的贴标机，所述控制单元还用于在识别所述极片图像中的瑕疵后，控制所述贴标机对每个所述瑕疵贴标签，以使所述分切生产线识别每个所述标签，并以每个所述标签的位置为裁切起点对所述极片进行裁切，形成目标电芯分切长度的极片和/或废料极片。

进一步地，使用如下公式，计算废料总长度：

NgSum+＝E[i]％F，其中，NgSum为废料总长度、+＝代表累加、％为整除取余数、E[i]为第i个瑕疵距离，F为电芯发分切长度。

进一步地，所述控制单元还用于根据所述电芯分切长度及所述废料总长度，生成分切生产线匹配表。

进一步地，计算所述极片中每个瑕疵的第一坐标，包括：

以所述图像采集单元拍摄所述极片的第一张极片图像的第一行像素为绝对起点，计算每个所述瑕疵的第一坐标前拍摄的照片的张数乘每张照片包含的像素行数，加上所述第一坐标所在照片的像素行数，其中，行的方向为所述极片的长度方向。

据本申请的一些实施例的第二方面，提供了一种锂电池智能匹配物料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

获取设置在极片传输线上游的图像采集单元拍摄的极片图像，统计所述极片图像的数量，并根据每个所述极片图像的像素行数和像素长度，计算得到极片总长度，其中，所述极片传输线的下游设置有多个不同电芯分切长度的分切生产线；

计算所述极片中每个瑕疵的第一坐标，其中，所述第一坐标为相对于第一张极片图像的第一行像素为绝对起点的绝对坐标；

针对每一卷所述极片，根据每个所述瑕疵的第一坐标，计算得到相邻所述瑕疵之间的瑕疵距离，并计算每个瑕疵距离在不同的电芯分切长度时，能够产生的废料长度；

累加所述废料长度，得到所述极片在不同的所述电芯分切长度时，每一卷所述极片所产生的废料总长度；

选取所述废料总长度最小对应的电芯分切长度为目标电芯分切长度，并将所述极片派发至所述目标电芯分切长度对应的分切生产线。

进一步地，在识别所述极片图像中的瑕疵后，还包括：

对每个所述瑕疵贴标签，以使所述分切生产线识别每个所述标签，并以每个所述标签的位置为裁切起点对所述极片进行裁切，形成目标电芯分切长度的极片和/或废料极片，其中，所述贴标机设置于所述极片传输线的下游。。

进一步地，使用如下公式，计算废料总长度：

NgSum+＝E[i]％F，其中，NgSum为废料总长度、+＝代表累加、％为整除取余数、E[i]为第i个瑕疵距离，F为电芯分切长度。

进一步地，还包括：

根据所述电芯分切长度及所述废料总长度，生成分切生产线匹配表。

进一步地，计算所述系统中每个瑕疵的第一坐标，包括：

以所述图像采集单元拍摄所述极片的第一张系统图像的第一行像素为绝对起点，计算每个所述瑕疵的第一坐标前拍摄的照片的张数乘每张照片包含的像素行数，加上所述第一坐标所在照片的像素行数，其中，行的方向为所述系统的长度方向。

本申请通过设置在极片传输线上游的图像采集单元采集每卷极片的图像并通过控制单元识别极片中的瑕疵并计算相邻瑕疵之间的距离，统计两个瑕疵距离的极片在不同电芯分切长度对应的分切生产线中产生的废料长度，并将该卷极片派送至产生废料长度最小的电芯分切长度对应的分切生产线。该系统能够避免由于每个分切生产线生产的电芯尺寸不同，随机投料导致极片具有瑕疵位置的材料都会被裁掉成为废料，使得一卷极片中不仅有极片裁切位置，还有多个瑕疵裁切位置，分切过程中会有着数个瑕疵导致的材料严重浪费。

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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。

附图说明

图1为本申请实施例中的一种锂电池智能匹配物料的系统的结构示意图；

图2为图1中结合瑕疵影响对极片进行分切的结构示意图；

图3为本申请实施例中的一种锂电池智能匹配物料的方法的步骤流程图。

附图标记：10、极片传输线；11、瑕疵；20、控制单元；30、图像采集单元；40、打标单元。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

锂电池的制备工艺过程中，需要检测极片是否具有瑕疵，并通过对该极片的瑕疵位置进行裁切来保证所生产的电芯完好。涉及的整个流程下来每个工位之间没有做任何的数据关联和分析以及智能匹配，都是人工匹配，即生产过程中员工任意取一卷料投入生产，未能实现智能制造和降低成本问题。例如，对应不同的分切生产线，其电芯分切长度各不相同，如果不提前规划如何分切极片，而是随意投放一卷极片至分切生产线，则该卷极片的分切过程中，不仅需要根据mark点裁切电芯，还需要裁切瑕疵，则具有瑕疵的电芯会被全部报废，这极大的浪费了极片材料。

针对上述问题，本申请提供一种锂电池智能匹配物料的系统，请参阅图1，该系统包括极片传输线10、图像采集单元30和控制单元20。图像采集单元30设置在极片传输线10的上游，控制单元20与图像采集单元30信号连接。在实际应用场景中，极片传输线10的下游还设置有多个不同电芯分切长度的分切生产线。定义如图1所示从左至右为极片传输线10的生产方向，则左侧为极片传输线10的上游，右侧为极片传输线10的下游。控制单元20可以是计算机设备，或者控制芯片、服务器等具有运算功能的电子设备。在一个具体的例子中，图像采集单元30设置为CCD相机进行拍照采集目标图像。

图像采集单元30用于连续不重复采集极片图像，并将极片图像发送至所述控制单元20。具体的，连续不重复地采集是指经过图像采集单元30的极片将持续全部被采集到且采集的极片没有重复的像素点。采集图像的宽度、高度和采集间隔需要根据移动的速度来确定。

控制单元20用于获取极片图像并识别极片图像中的瑕疵11，以及统计极片图像的数量，并根据每个极片图像的像素行数和像素长度，计算得到极片总长度。以及计算极片中每个瑕疵11的第一坐标，其中，第一坐标为相对于第一张极片图像的第一行像素为绝对起点的绝对坐标。

如图2所示，针对每一卷所述极片，控制单元20还用于根据每个瑕疵11的第一坐标，计算得到相邻瑕疵11之间的瑕疵11距离L；并计算每个瑕疵11距离L在不同的电芯分切长度R时，能够产生的废料长度S。控制单元20还用于累加废料长度，得到极片在不同的电芯分切长度时，每一卷极片所产生的废料总长度。需要注意的是，瑕疵是随机产生的，因此瑕疵距离也是随机的并不相同。但是电芯分切长度是生产工艺的需求，同一分切生产线的电芯分切长度一致。

在一个具体的实施例中，计算废料总长度的公式如下：

NgSum+＝E[i]％F，其中，NgSum为废料总长度、+＝代表累加、％为整除取余数、E[i]为第i个瑕疵11距离，F为电芯分切长度。

在其他实施例中，还可以计算每个瑕疵11距离产生的电芯数量，保证每段瑕疵11距离累计产生的电芯最多，则可以保证电芯的浪费数量最少。具体的，该电芯数量的计算公式如下：EaNum＝(L-NgSum)/F，其中，EaNum为电芯总数量，L为极片总长度。

控制单元20还用于选取废料总长度最小时对应的电芯分切长度为目标电芯分切长度，并将极片派发至目标电芯分切长度对应的分切生产线。

其原理如下：现有的极片分切常规是根据mark点进行分切，同时瑕疵11的去除也是通过模切机进行分切，但是标注mark点时并未考虑分切电芯时极片上瑕疵11的影响，这就会导致根据mark点分切的电芯中可能有瑕疵11而报废。而根据本申请的系统，如图2所示，可以获取每一卷极片中的瑕疵11距离L，并计算每个瑕疵11距离L产生的废料长度S并累加，即可得到该卷极片累计产生的废料长度，废料越短，则表明极片上的瑕疵11对该长度的电芯的影响最少。在后续的生产工艺中，可以通过识别到瑕疵11，对极片进行裁切，使得电芯裁切位置即为瑕疵11裁切位置，该位置裁切不仅作为电芯的起点也去除了瑕疵11极片部分，避免了在瑕疵11距离大于电芯分切长度时，对两个瑕疵11点所在的电芯造成浪费。

本申请通过识别瑕疵11，并计算每段瑕疵11距离以及每段瑕疵11距离产生的废料，将该卷极片分配至产生废料最少的电芯分切长度对应的分切生产线。

在一个优选的实施例中，为了能够在后续工艺中快速识别瑕疵11，系统还设置有贴标机，设置于述极片传输线10的下游。控制单元20还用于在识别极片图像中的瑕疵11后，控制贴标机对每个瑕疵11贴标签，以使分切生产线识别每个标签，并以每个标签的位置为裁切起点对极片进行裁切，形成目标电芯分切长度的极片和/或废料极片。

为了提高智能匹配程度，在一个优选的实施例中，控制单元20还用于根据电芯分切长度及废料总长度，生成分切生产线匹配表。用户可以根据该分切生产线匹配表调配不同卷的极片至对应的分切生产线，最大限度利用物料降低生产成本，保证了每卷极片的生产效率最大化。在另一个具体的例子中，该分切生产线匹配表还包括电芯生产数量，使得用户能够直观得到该卷极片所能产生的电芯数量，以备后续工艺所需。

在一个具体的实施例中，第一坐标的计算方法为以图像采集单元30拍摄极片的第一张照片的第一行像素为绝对起点，计算第一坐标前拍摄的照片的张数乘每张照片包含的像素行数，加上第一坐标所在照片的像素行数，其中，行的方向为所述极片的长度方向。概括为公式：第一坐标＝((图片数量-1)*图片行数+极耳Y坐标所在行数)*K值(像素比例值)。通过对拍摄的第一坐标的照片和历史拍摄图像张数的像素行数进行统计计算，可方便地得出第一坐标的绝对坐标。

如图3所述，本申请还提供了一种锂电池智能匹配物料的方法，包括如下步骤：

步骤S1:获取设置在极片传输线上游的图像采集单元拍摄的极片图像并识别所述极片图像中的瑕疵，统计所述极片图像的数量，并根据每个所述极片图像的像素行数和像素长度，计算得到极片总长度，其中，所述极片传输线的下游设置有多个不同电芯分切长度的分切生产线。

步骤S2：计算所述极片中每个瑕疵的第一坐标，其中，所述第一坐标为相对于第一张极片图像的第一行像素为绝对起点的绝对坐标。

步骤S3：针对每一卷所述极片，根据每个所述瑕疵的第一坐标，计算得到相邻所述瑕疵之间的瑕疵距离，并计算每个瑕疵距离在不同的电芯分切长度时，能够产生的废料长度。

步骤S4：累加所述废料长度，得到所述极片在不同的所述电芯分切长度时，每一卷所述极片所产生的废料总长度。

步骤S5：选取所述废料总长度最小对应的电芯分切长度为目标电芯分切长度，并将所述极片派发至所述目标电芯分切长度对应的分切生产线。

在一个具体的实施例中，在步骤S1中识别所述极片图像中的瑕疵后，还包括：

步骤S11：控制贴标机对每个所述瑕疵贴标签，以使所述分切生产线识别每个所述标签，并以每个所述标签的位置为裁切起点对所述极片进行裁切，形成目标电芯分切长度的极片和/或废料极片，其中，所述贴标机设置于所述极片传输线的下游。

在一个具体的实施例中，计算废料总长度的公式如下：

NgSum+＝E[i]％F，其中，NgSum为废料总长度、+＝代表累加、％为整除取余数、E[i]为第i个瑕疵距离，F为电芯发分切长度。

在一个优选的实施例中，该方法还包括：

根据所述电芯分切长度及所述废料总长度，生成分切生产线匹配表。

在一个具体的实施例中，步骤S3，计算所述系统中每个瑕疵的第一坐标，包括：

以所述图像采集单元拍摄所述极片的第一张系统图像的第一行像素为绝对起点，计算每个所述瑕疵的第一坐标前拍摄的照片的张数乘每张照片包含的像素行数，加上所述第一坐标所在照片的像素行数，其中，行的方向为所述系统的长度方向。

本申请通过设置在极片传输线上游的图像采集单元采集每卷极片的图像并通过控制单元识别极片中的瑕疵并计算相邻瑕疵之间的距离，统计两个瑕疵距离的极片在不同电芯分切长度对应的分切生产线中产生的废料长度，并将该卷极片派送至产生废料长度最小的电芯分切长度对应的分切生产线。该系统能够避免由于每个分切生产线生产的电芯尺寸不同，随机投料导致极片具有瑕疵位置的材料都会被裁掉成为废料，使得一卷极片中不仅有极片裁切位置，还有多个瑕疵裁切位置，分切过程中会有着数个瑕疵导致的材料严重浪费。

应当理解的是，本申请实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请实施例的范围仅由所附的权利要求来限制。以上所述实施例仅表达了本申请实施例的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实施例构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请实施例的保护范围。

Claims (10)

1.一种锂电池智能匹配物料的系统，其特征在于，包括：

极片传输线、设置在极片传输线上游的图像采集单元以及与所述图像采集单元信号连接的控制单元，其中，所述极片传输线的下游设置有多个不同电芯分切长度的分切生产线；

所述图像采集单元用于连续不重复采集极片图像，并将所述极片图像发送至所述控制单元；

所述控制单元用于获取所述极片图像并识别所述极片图像中的瑕疵；以及统计所述极片图像的数量，并根据每个所述极片图像的像素行数和像素长度，计算得到极片总长度；以及计算所述极片中每个瑕疵的第一坐标，其中，所述第一坐标为相对于第一张极片图像的第一行像素为绝对起点的绝对坐标；

针对每一卷所述极片，所述控制单元还用于根据每个所述瑕疵的第一坐标，计算得到相邻所述瑕疵之间的瑕疵距离；并计算每个瑕疵距离在不同的电芯分切长度时，能够产生的废料长度；所述控制单元还用于累加所述废料长度，得到所述极片在不同的所述电芯分切长度时，每一卷所述极片所产生的废料总长度；

所述控制单元还用于选取所述废料总长度最小时对应的电芯分切长度为目标电芯分切长度，并将所述极片派发至所述目标电芯分切长度对应的分切生产线。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池智能匹配物料的系统，其特征在于：

该系统还包括设置在所述极片传输线下游的贴标机，所述控制单元还用于在识别所述极片图像中的瑕疵后，控制所述贴标机对每个所述瑕疵贴标签，以使所述分切生产线识别每个所述标签，并以每个所述标签的位置为裁切起点对所述极片进行裁切，形成目标电芯分切长度的极片和/或废料极片。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池智能匹配物料的系统，其特征在于：

使用如下公式，计算废料总长度：

NgSum+=E[i]%F，其中，NgSum为废料总长度、+=代表累加、%为整除取余数、E[i]为第i个瑕疵距离，F为电芯分切长度。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池智能匹配物料的系统，其特征在于：

所述控制单元还用于根据所述电芯分切长度及所述废料总长度，生成分切生产线匹配表。

5.根据权利要求1所述的一种锂电池智能匹配物料的系统，其特征在于，计算所述极片中每个瑕疵的第一坐标，包括：

以所述图像采集单元拍摄所述极片的第一张极片图像的第一行像素为绝对起点，计算每个所述瑕疵的第一坐标前拍摄的照片的张数乘每张照片包含的像素行数，加上所述第一坐标所在照片的像素行数，其中，行的方向为所述极片的长度方向。

6.根据权利要求1所述的一种锂电池智能匹配物料的系统，其特征在于，还包括：

根据所述电芯分切长度及所述废料总长度，生成分切生产线匹配表。

7.一种锂电池智能匹配物料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

获取设置在极片传输线上游的图像采集单元拍摄的极片图像并识别所述极片图像中的瑕疵，统计所述极片图像的数量，并根据每个所述极片图像的像素行数和像素长度，计算得到极片总长度，其中，所述极片传输线的下游设置有多个不同电芯分切长度的分切生产线；

计算所述极片中每个瑕疵的第一坐标，其中，所述第一坐标为相对于第一张极片图像的第一行像素为绝对起点的绝对坐标；

针对每一卷所述极片，根据每个所述瑕疵的第一坐标，计算得到相邻所述瑕疵之间的瑕疵距离，并计算每个瑕疵距离在不同的电芯分切长度时，能够产生的废料长度；

累加所述废料长度，得到所述极片在不同的所述电芯分切长度时，每一卷所述极片所产生的废料总长度；

选取所述废料总长度最小对应的电芯分切长度为目标电芯分切长度，并将所述极片派发至所述目标电芯分切长度对应的分切生产线。

8.根据权利要求7所述的一种锂电池智能匹配物料的方法，其特征在于，在识别所述极片图像中的瑕疵后，还包括：

控制贴标机对每个所述瑕疵贴标签，以使所述分切生产线识别每个所述标签，并以每个所述标签的位置为裁切起点对所述极片进行裁切，形成目标电芯分切长度的极片和/或废料极片，其中，所述贴标机设置于所述极片传输线的下游。

9.根据权利要求7所述的一种锂电池智能匹配物料的方法，其特征在于，

使用如下公式，计算废料总长度：

NgSum+=E[i]%F，其中，NgSum为废料总长度、+=代表累加、%为整除取余数、E[i]为第i个瑕疵距离，F为电芯发分切长度。

10.根据权利要求7所述的一种锂电池智能匹配物料的方法，其特征在于，计算所述极片中每个瑕疵的第一坐标，包括：

以所述图像采集单元拍摄所述极片的第一张极片图像的第一行像素为绝对起点，计算每个所述瑕疵的第一坐标前拍摄的照片的张数乘每张照片包含的像素行数，加上所述第一坐标所在照片的像素行数，其中，行的方向为所述极片的长度方向。