CN117308822B - 焊接检测系统及使用方法、以及焊接检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及焊接检测领域，特别是涉及一种焊接检测系统及使用方法、以及焊接检测方法，用以解决无法实现在线检测、抽检率低等问题。所述焊接检测系统包括：用于输送电芯送的输送装置、用于放置电芯的检测平台、用于采集图像的图像采集装置、以及对输送装置和图像采集装置进行控制的控制模块。图像采集装置包括摄影机构、第一光源和第二光源。控制模块能够分别控制第一光源和第二光源的打开或关闭，以便进行照明，并且，控制摄影机构进行图像采集，控制模块能够接收由图像采集装置采集到的图像并进行图像处理，判定电芯的焊接部位是否合格。根据本申请的焊接检测系统及使用方法、以及焊接检测方法能够对电芯的焊接部位进行高检测率的在线检测。
Description
技术领域
本申请涉及焊接检测领域，特别是涉及一种焊接检测系统、焊接检测系统的使用方法、以及焊接检测方法。
背景技术
焊接是在例如电池等的生产过程中经常采用的连接方式。在现有技术中，通常采用人工的方式对包括焊点的长度、焊点的偏移量以及焊接部位的缝隙等在内的与焊接质量相关的因素进行检测。这种人工检测方式存在着无法实现在线检测且抽检率低、以及工作量大、检测结果受到操作者的技术水平的影响而产生波动等问题。
发明内容
鉴于上述问题，本申请的目的在于提供一种焊接检测系统、焊接检测系统的使用方法、以及焊接检测方法，用于以统一的标准对产品进行在线自动检测，显著提高检测覆盖率以及作业效率，降低误差，减少漏检或误检。
本申请的第一方面提供一种焊接检测系统，焊接检测系统用于对电芯的铝壳与顶盖之间的焊接部位进行检测，焊接检测系统包括输送装置、检测平台、图像采集装置和控制模块。输送装置用于对待检测的电芯进行输送。检测平台用于放置由输送装置输送来的电芯。图像采集装置包括摄影机构、第一光源和第二光源，用于对放置于检测平台的电芯的焊接部位采集图像。输送装置和图像采集装置均电联接至控制模块，控制模块能够控制输送装置将电芯输送至检测平台，分别控制图像采集装置的第一光源和第二光源的打开或关闭，以便进行照明，并且，控制摄影机构对电芯的焊接部位进行图像采集。并且，控制模块能够接收由图像采集装置采集到的图像，并且，对从图像采集装置接收到的图像进行图像处理，判定电芯的焊接部位是否合格。
在本申请实施例提供的焊接检测系统中，控制模块能够控制图像采集装置的光源和摄影机构进行照明和图像采集，并且，能够接收由图像采集装置采集到的焊接部位处的图像。进而，控制模块能够通过对从图像采集装置接收到的图像进行图像处理，判定电芯的焊接部位是否合格。因此，本申请实施例提供的焊接检测系统能够对电芯的焊接部位进行高检测率的在线检测。
在本申请的一种可能的实现方式中，第一光源是与摄影机构同轴设置的同轴光源，第二光源是设置在摄影机构的侧方的条形光源。控制模块能够控制所述第一光源和所述第二光源，以使第一光源打开，使第二光源关闭，并且，使摄影机构采集具有第一曝光度的图像。以及/或者，控制模块能够控制所述第一光源和所述第二光源，以使第一光源和第二光源同时打开，并且，使摄影机构采集具有第二曝光度的图像。
在本申请的一种可能的实现方式中，焊接检测系统还包括驱动装置，该驱动装置电联接至控制模块，控制模块能够使驱动装置驱动图像采集装置或检测平台移动，以使摄影机构的镜头与将要进行图像采集的焊接部位对准。
在本申请的一种可能的实现方式中，所述摄影机构设置为多个，多个所述摄影机构排列成两排，每排包括至少一个摄影机构。
在本申请的一种可能的实现方式中，控制模块对图像进行的图像处理包括：对图像进行形态学处理，以取得图像的轮廓特征。
本申请的第二方面提供一种焊接检测系统的使用方法，所述焊接检测系统用于对电芯的焊接部位进行检测，所述焊接检测系统包括输送装置、检测平台、以及包含有摄影机构、第一光源和第二光源的图像采集装置。焊接系统的使用方法包括：输送步骤：使输送装置将待检测的电芯输送并放置于检测平台；图像采集步骤：使所述第一光源和所述第二光源中的至少一个光源打开，并且，使摄影机构对放置于检测平台的电芯的焊接部位进行图像采集；图像处理步骤：接收由摄影机构采集到的图像，并且，对接收到的图像进行图像处理；判定步骤：判定电芯的焊接部位是否合格。
由于本申请实施例中的焊接检测系统的使用方法用于对第一方面提供的焊接检测系统进行使用，因此，具有同样的技术效果。
在本申请的一种可能的实现方式中，第一光源是与摄影机构同轴设置的同轴光源，第二光源是设置在摄影机构的侧方的条形光源。图像采集步骤包括：使第一光源打开，使第二光源关闭，使摄影机构采集具有第一曝光度的图像；以及/或者，使第一光源和第二光源同时打开，使摄影机构采集具有第二曝光度的图像。
在本申请的一种可能的实现方式中，焊接检测系统还包括驱动装置，焊接检测系统的使用方法还包括移动步骤：使驱动装置驱动图像采集装置或检测平台移动。并且，在焊接检测系统的使用方法中，使图像采集步骤和图像处理步骤交替地进行，使移动步骤在图像处理步骤期间进行。
在本申请的一种可能的实现方式中，在图像处理步骤中进行的图像处理包括：对图像进行形态学处理，以取得图像的轮廓特征。
本申请的第三方面提供一种焊接检测方法，用于对电芯的铝壳与顶盖之间的焊接部位进行检测，所述焊接部位包括将铝壳与顶盖焊接在一起的焊点、以及铝壳与顶盖之间的缝隙，所述焊接检测方法包括：图像获取步骤：获取焊接部位的图像，所述图像包括第一图像，所述第一图像是在用同轴光源进行照明的条件下由摄影机构对焊接部位进行采集得到的；形态学处理步骤：对所述图像进行形态学处理，获得处理后图像，与进行形态学处理之前的图像相比，在经过形态学处理之后的处理后图像中，焊接部位的影像更加清晰；检测步骤：对处理后图像中的所述焊接部位的轮廓特征进行检测。
通过对在图像获取步骤中获取的焊接部位的图像进行形态学处理，使得焊接部位的影像更加清晰，从而能够在检测步骤中对焊接部位的轮廓特征进行高精度的检测，能够降低在线自动检测时的误差，减少漏检或误检。
在本申请的一种可能的实现方式中，形态学处理步骤包括：进行去除第一图像中的噪点的形态学处理；从第一图像中提取出焊点及其附近的影像；以及对提取出的焊点及其附近的影像进行提高清晰度的形态学处理，得到处理后图像，检测步骤包括：将处理后图像中显示的焊点的仰角边与所述缝隙的交点作为第一端点，将垂直于所述缝隙且与焊点的起焊端的端面相切的线与所述缝隙的交点作为第二端点，对第一端点与第二端点之间的长度进行检测。
在本申请的一种可能的实现方式中，形态学处理步骤包括：进行去除第一图像中的噪点的形态学处理；从第一图像中提取出焊点及其附近的影像；以及对提取出的焊点及其附近的影像进行提高清晰度的形态学处理，得到处理后图像，检测步骤包括：对焊点位置的偏移量进行检测，偏移量是从焊点的位于顶盖上的边缘到铝壳的外缘之间的距离与焊点的宽度之差。
在本申请的一种可能的实现方式中，所述图像获取步骤获取的图像还包括第二图像，所述第二图像是在用同轴光源和条形光源同时进行照明的条件下由摄影机构对焊接部位进行采集得到的。
在本申请的一种可能的实现方式中，所述形态学处理步骤包括：进行去除第一图像中的噪点的形态学处理；从第一图像中提取出焊点及其附近的影像；以及对提取出的焊点及其附近的影像进行提高清晰度的形态学处理，得到处理后图像，所述检测步骤包括：将在处理后图像中显示的垂直于缝隙且与焊点的起焊端的端面相切的线与缝隙的交点作为参考点位，将在缝隙的延伸方向上从参考点位起远离焊点规定距离的位置作为测量点位，在第二图像中，在与测量点位相对应的位置对第二图像中显示的所述缝隙进行检测。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。
图1是表示本申请的一些实施例的焊接检测系统的整体结构的示意性的立体图。
图2是表示本申请的一些实施例的焊接检测系统的整体结构的示意性的正视图。
图3是用于说明本申请的一些实施例的焊接检测系统的图像采集装置中的摄影机构与光源的设置关系的示意图。
图4是表示铝壳、顶盖以及将两者焊接起来的焊点的示意图。
图5是在由第一光源进行照明的情况下图像采集装置采集到的焊点的图像。
图6是在由第一光源和第二光源同时进行照明的情况下图像采集装置采集到的焊点的图像。
图7是表示本申请的一些实施例的焊接检测系统的使用方法实现流程图。
图8是表示本申请的另一些实施例的焊接检测系统的使用方法实现流程图。
图9是表示本申请的又一些实施例的焊接检测系统的使用方法实现流程图。
图10是表示本申请的再一些实施例的焊接检测系统的使用方法实现流程图。
图11是表示本申请的一些实施例的焊接检测系统的使用方法的时序图。
图12是表示本申请的另一些实施例的焊接检测系统的使用方法的时序图。
图13是表示本申请的一些实施例的焊接检测方法实现流程图。
具体实施方式中的附图标号如下：100 焊接检测系统，101 输送装置，102 检测平台，103 图像采集装置，103a 摄影机构，103b 光源，103b1 第一光源，103b2 第二光源，104驱动装置，200 电芯，201 铝壳，202 顶盖，203 焊点，204 缝隙，A 第一端点，B 第二端点（参考点位），C 测量点位。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系；另外，技术术语“固定”，例如，既包括部件彼此之间不能相对移动的完全固定的状态，也包括部件彼此之间的运动受到限制而不能自由地相对运动的状态。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实施例中的具体含义。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个）。
在诸如锂离子电池等电池的生产过程中，在有些情况下，需要对电池的部件进行焊接。为了保证焊接质量，避免存在焊接缺陷的中间产品进入下一生产工序，需要对焊接部件的尺寸进行检测，并根据测量的结果判断是否存在焊接缺陷。例如，特别是在锂离子电池的电芯装配过程中，在电芯入壳后，需要对电芯的铝壳和顶盖进行预焊接。这种预焊接的焊接质量会对后续工序直接造成影响，例如，在铝壳与顶盖之间的缝隙过大的情况下，会导致激光通过该缝隙进入电芯，从而造成电芯损坏，或者在焊点偏移的情况下，造成焊接强度不足等。因此，提高对铝壳与顶盖之间的预焊接的焊接部位尺寸的检测精度非常重要。
在现有技术中，对于焊接部件的检测，通常采用人工抽样的方式来进行检测。具体地，对于焊点长度、缝隙宽度等，一般采用人工利用塞尺、软尺等工具进行测量的方式；对于焊点偏移，一般采用人工通过目视判断是否存在焊点偏移。这种人工抽样检测的方式，抽检覆盖率低，无在线检测，存在漏检的可能性，并且，人工检测的工作量大、效率低，且检测结果受到检测人员的检测水平等的影响，作业效率低、测量的标准不统一、误差大，容易造成误检。
基于以上考虑，为了实现对例如包括电芯的铝壳与顶盖的焊接部件的尺寸以统一的标准进行在线自动检测，本申请提出了一种焊接部件的尺寸的检测方法、检测装置以及检测系统。
本申请的焊接部件的尺寸的检测方法、检测装置以及检测系统适合于在锂离子电池的生产过程中，对于包括预焊接的电芯的铝壳与顶盖的焊接部件进行检测，但是，应当理解，本申请的方法及装置并不局限于此，而是可以广泛地应用于在焊接领域中对焊接质量的测量及检测。
首先，参照图1至图4，说明本申请的一些实施例的焊接检测系统。
具体地，参照图1和图2，本申请实施例提供的焊接检测系统100用于对电芯200的铝壳201与顶盖203之间的焊接部位进行检测。焊接检测系统100包括输送装置101、检测平台102、图像采集装置103和控制模块。输送装置101用于将待检测的电芯200输送至检测平台102，并将电芯200放置该检测平台102上。图像采集装置103包括摄影机构103a和光源103b。光源103b对放置于检测平台102上的电芯200进行照明，摄影机构103a用于对该焊接部位进行拍摄，从而实现图像采集装置103对电芯200的焊接部位的图像采集。输送装置101和图像采集装置103均电联接至控制模块。控制模块能够控制输送装置101将电芯200输送至检测平台102。并且，控制模块能够控制图像采集装置103的光源103b进行照明，控制图像采集装置103的摄影机构103a对电芯200的焊接部位进行图像采集。进而，控制模块能够接收由图像采集装置103采集到的图像，并且，对由图像采集装置103接收到的图像进行图像处理，判定电芯200的焊接部位是否合格。
在图4中表示出了电芯200的一个例子，图4中所示的电芯200包括铝壳201和顶盖202，图4是从该电芯200的顶盖202侧观察时看到的图。如图4所示，顶盖202为具有两个长边的形状，铝壳201围绕顶盖202设置，焊点203将铝壳201与顶盖202焊接在一起，在铝壳与顶盖202之间存在微小的缝隙204。
需要说明的是，在本申请实施例中，不对输送装置101的具体结构形式进行限定。输送装置101只要能够将电芯200输送并放置于检测平台102上即可。作为示例性的例子，输送装置101可以是能够夹持电芯200并将电芯放置到检测平台102上的机械手或工业机器人，或者，输送装置101也可以采用能够将电芯运送至检测平台102上的传送带的形式。
另外，需要说明的是，在本申请实施例中，不对检测平台102的具体结构形式进行限定。检测平台102只要能够支承电芯200即可。
在本申请实施例中，图像采集装置103包括摄影机构103a和光源103b，其中，摄影机构103a可以在由光源103b提供的照明条件下进行拍摄，从而采集到具有与光源103提供的照明条件相对应的曝光度的图像。需要说明的是，除此以外，不对图像采集装置103的具体结构形式进行限定。
在此基础上，本申请实施例提供的焊接检测系统100还包括控制模块，控制模块可以用于对输送装置101和图像采集装置103进行控制，从而可以使输送装置101将电芯200输送至检测平台102，并且，使图像采集装置103的光源103b进行照明，进而使图像采集装置103的摄影机构103a进行拍摄，从而采集电芯200的图像。并且，控制模块可以对从图像采集装置获得的电芯200的图像进行图像处理，以便检测电芯200的焊接部位是否合格。
需要说明的是，在本申请实施例中，不对控制模块的类型进行限定，例如，可以利用可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）来设置控制模块，也可以利用具有处理功能的其他设备来设置控制模块，如，对可以利用工业电脑来设置控制模块。另外，在本申请实施例中，还可以利用分散控制系统来对输送装置101、图像采集装置103的摄影机构103a、图像采集装置103的光源103b、以及图像采集装置103采集的图像进行分散处理，具体地，可以针对输送装置101设置PLC，可以针对图像采集装置103的摄影机构103a设置PLC、可以针对图像采集装置103的光源103b设置PLC、可以针对上述的PLC和图像采集装置103采集的图像设置工业电脑，对于此，也可以将该工业电脑称为上位机，这样，可以利用工业电脑的较强的处理能力来对图像采集装置103采集的图像进行处理，并且，利用工业电脑来对上述的PLC传输控制信号，以实现对上述的输送装置101、摄影机构103a和光源103b的控制。
在此基础上，可以认为本申请实施例中的控制模块包括焊接检测系统100中任何具有处理功能的设备。
这样，在本申请实施例中，控制模块可以对图像采集装置103采集到的电芯200的焊接部位的图像进行图像处理，进而，作为图像处理的结果，判定电芯200的焊接部位是否合格。具体地，作为示例，控制模块可以通过图像处理，获得焊接部位的尺寸信息，并且判断获得的尺寸信息是否满足预定的标准，在满足预定标准的情况下，判定为合格，在不满足预定标准的情况下，判定为不合格。从而，本申请实施例提供的焊接检测系统100能够实现对电芯200的焊接部位进行高检测率的在线检测。
在此基础上，参照图1、图2和图3，在本申请实施例中，可选地，光源103b包括第一光源103b1和第二光源103b2，控制模块能够分别控制第一光源103b1和第二光源103b2的打开或关闭。
需要说明的是，在本申请实施例中，不对第一光源103b1和第二光源103b2的具体数量进行限定，可以根据需要设置一个第一光源103b1和一个第二光源103b2，也可以设置两个以上的第一光源103b1以及两个以上的第二光源103b2等。
通过图像采集装置103的光源103b包括第一光源和第二光源103b，控制模块能够分别控制第一光源103b1和第二光源103b2打开和关闭，能够根据需要容易地在不同的照明条件下采集具有不同曝光度的图像。从而，通过控制模块对具有不同曝光度的图像进行图像处理，可以实现对焊接部位的不同特征的检测。
在此基础上，参照图1、图2和图3，在本申请实施例中，可选地，第一光源103b1是与摄影机构103a同轴设置的同轴光源，第二光源103b2是设置在摄影机构103a的侧方的条形光源。控制模块能够控制成使所述第一光源103b1打开，使所述第二光源103b2关闭，并且，使所述摄影机构103a采集具有第一曝光度的图像。并且，控制模块能够控制成使第一光源103b1和第二光源103b2同时打开，并且，使摄影机构103a采集具有第二曝光度的图像。
需要说明的是，在本申请实施例中，不对作为同轴光源的第一光源103b1的具体形状进行限定，只要该第一光源103b1的中心轴线与摄影机构103a的光轴设置于同一轴线上即可。
需要说明的是，在本申请实施例中，不对作为条形光源的第二光源103b2的具体形状进行限定，可以采用具有任何几何形状的光源。
作为同轴光源的第一光源103b1与作为条形光源的第二光源103b2相比，可以提供更加均匀的照明。在一些情况下，控制模块可以使第一光源103b1打开，而使第二光源103b2关闭，在这样的照明条件下，摄影机构103a采集到具有第一曝光度的图像。另外，在一些情况下，控制模块可以使第一光源103b1和第二光源103b2均打开，由第二光源103b2提供额外的照明，在这样的照明条件下，摄影机构103a采集到具有第二曝光度的图像。在图5中示出了一个具有第一曝光度的图像的例子，其中，显示出了焊点以及焊点附近的位于铝壳与顶盖之间的缝隙。在图6中示出了一个具有第二曝光度的图像的例子，其中，一方面，焊点因过度曝光而几乎不显示，另一方面，清晰地显示出铝壳与顶盖之间的缝隙。
从而，通过控制模块按照上述方式控制第一光源103b1、第二光源103b2以及摄影机构103a，能够根据需要效果良好地获得具有不同曝光度的图像，从而效果良好地实现对焊接部位的不同特征的检测。
在此基础上，参照图1、图2，在本申请实施例中，可选地，焊接检测系统100还包括驱动装置104，该驱动装置104电联接至控制模块，控制模块能够使驱动装置104驱动图像采集装置103或检测平台102移动，以使摄影机构103a的镜头与将要进行图像采集的焊接部位对准。
需要说明的是，在本申请实施例中，不对驱动装置104的具体结构进行限定。示例性地，驱动装置104可以是由伺服电机、气缸、液压缸或任何能够驱动图像采集装置103或检测平台102移动的机构。在图1和图2所示的例子中，驱动装置104设置成对检测平台102进行驱动，但是并不局限于此，驱动装置104也可以设置成对图像采集装置103进行驱动，只要能够使检测平台102与图像采集装置103产生相对移动即可。
通常，在电芯200的铝壳201与顶盖202之间具有多个焊点203，例如，在图4中表示出了在铝壳201与顶盖202之间具有两排、每排4个共8个焊点。在这种情况下，通过控制模块使驱动装置104驱动，从而使图像采集装置103与检测平台102之间产生相对移动，能够容易地实现对多个焊接部位（焊点及其附近的部位）依次进行检测。
在此基础上，参照图1、图2，在本申请实施例中，可选地，图像采集装置103包括多个摄影机构103a，所述多个摄影机构103a排列成两排，每排包括至少一个所述摄影机构103a。
如前面所述，在电芯200的铝壳201与顶盖202之间具有多个焊点203，并且，一般地，如图4所示，多个焊点203沿着顶盖202（或铝壳201）的彼此相对的两条长边排列成两排。因此，通过设置两排摄影机构103a，可以同时对两排焊点之中的位置彼此对应的一对或多对焊点进行图像采集，例如，在如图1所示那样设置有两排、每排两个摄影机构103a的情况下，每次可以对两排焊点之中的位置彼此对应的两对（4个）焊点及其附近的区域（即，焊接部位）进行图像采集。
通过采用上述方式，能够一次采集多个焊点的图像，成倍地提高了检测效率。
在此基础上，在本申请实施例中，可选地，控制模块对图像进行的图像处理包括：对图像进行形态学处理，以取得图像的轮廓特征。
需要说明的是，在本申请实施例中，不对形态学处理的具体内容进行限定。示例性地，形态学处理可以是通过形态学操作对图像进行变换的处理，可以包括对图像进行的提取图像特征、消除噪点、改变图像形状、以算法的方式对图像中的形状尺寸进行测量等的处理，具体地，包括但不限于：膨胀（Dilation）、腐蚀（Erosion）、开运算（Opening）、闭运算（Closing）、利用拉普拉斯算子进行的锐化处理（Lapiacian）、边缘检测（Sobel）、阈值处理（Thresh）等形态学处理。
图像的轮廓特征是指图像中的指定部位（例如，焊点202或缝隙204）的轮廓形状、尺寸等。
通过由控制模块对接收到的图像进行形态学处理，取得图像的轮廓特征，能够根据所取得的轮廓特征精确地判定电芯200的焊接部位是否合格，提高对焊接部位的检测精度，降低检测误差。
另外，本申请实施例还提供一种焊接检测系统的使用方法，该焊接检测系统用于对电芯的焊接部位进行检测，所述焊接检测系统包括输送装置、检测平台、以及包含有摄影机构和光源的图像采集装置。参照图7，图7为本申请实施例提供的一种焊接检测系统的使用方法的流程图，如图7所示，所述焊接系统的使用方法包括步骤S101至步骤S104，其中：步骤S101，输送步骤：使输送装置将待检测的电芯输送并放置于检测平台；步骤S102，图像采集步骤：使光源打开，并且，使摄影机构对放置于检测平台的电芯的焊接部位进行图像采集；步骤S103，图像处理步骤：接收由摄影机构采集到的图像，并且，对接收到的图像进行图像处理；步骤S104，判定步骤：判定电芯的焊接部位是否合格。
需要说明的是，在对本申请实施例提供的焊接检测系统的使用方法进行理解时，可以参考前述实施例提供的焊接检测系统一并理解。
另外，在本申请实施例中，可以按照电芯的生产顺序将焊接检测系统布置在生产线的对应位置，本申请实施例不对此进行限定。另外，在焊接检测系统的生产线上，可以布置一个本申请实施例的焊接检测系统，也可以布置两个或者两个以上的焊接检测系统，本申请实施例不对此进行限定。
具体地，在步骤S101，利用输送装置将电芯输送至检测平台，并且放置到检测平台上。
在步骤S102，控制模块对光源进行控制，将光源打开进行照明，在此基础上，对摄影机构进行控制，对放置于检测平台上的电芯的焊接部位进行图像采集。在采集到的图像中包含有例如焊点、铝壳与顶盖之间的缝隙等焊接部位的影像。
并且，在步骤S103，控制模块对接收到的图像进行图像处理，取得关于焊接部位的尺寸的信息，例如取得焊点长度的信息、焊点偏移量的信息、铝壳与顶盖之间的缝隙尺寸的信息。
进而，在步骤S104，根据在步骤S103中所取得的信息，判定焊接部位是否合格。示例性地，例如可以通过将所取得的焊点长度的信息、焊点偏移量的信息、铝壳与顶盖之间的缝隙尺寸的信息等与预先存储在控制模块中的对应的判定标准进行比较，根据比较的结果判定焊接部位是否合格。
另外，需要说明的是，在本申请实施例中，对于在对电芯的焊接部位是否合格进行判定之后的步骤不进行限定。作为例子，可以将判定为焊接部位合格的电芯输送到下一工序，也可以暂时存放入库，以备在后续生产中使用。另外，可以将判定为焊接部位不合格的电芯作为废品直接移除到生产线之外，也可以暂时进行标记，留待在后续工序中再进行排废处理。
在本申请实施例的焊接检测系统的使用方法中，利用摄影机构在光源的照明下获取焊接部位的图像，并由控制模块通过图像处理来判定焊接部位是否合格，从而能够实现对电芯的焊接部位进行高检测率的在线检测。
在此基础上，在本申请的一些实施例中，光源可以包括第一光源和第二光源，图像采集步骤可以包括：使第一光源和第二光源中的至少一个光源打开。
通过在图像采集步骤中选择性地使第一光源或第二光源打开，或者使第一光源和第二光源均打开，能够根据需要容易地在不同的照明条件下采集具有不同曝光度的图像。从而，通过对具有不同曝光度的图像进行图像处理，可以实现对焊接部位的不同特征的检测。
在此基础上，在本申请的一些实施例中，参照图8，可选地，第一光源是与摄影机构同轴设置的同轴光源，第二光源是设置在摄影机构的侧方的条形光源。图像采集步骤包括：步骤S1021：使第一光源打开，使第二光源关闭，使摄影机构采集具有第一曝光度的图像；步骤S1022：使第一光源和第二光源同时打开，使摄影机构采集具有第二曝光度的图像。
通过在作为同轴光源的第一光源进行照明的条件下、以及在作为同轴光源的第一光源和作为条形光源的第二光源同时进行照明的条件下分别采集具有不同曝光度的图像，能够根据需要效果良好地获得具有不同曝光度的图像，从而效果良好地实现对焊接部位的不同特征的检测。
在此基础上，在本申请的一些实施例中，参照图9或图10、以及图11或图12，可选地，焊接检测系统还包括驱动装置，焊接检测系统的使用方法还包括步骤S201，移动步骤：使驱动装置驱动图像采集装置或检测平台移动，并且，使图像采集步骤S102和图像处理步骤S103交替地进行，使移动步骤S201在图像处理步骤S103的期间进行。
同时参考图9或图10中所示的流程图、以及图11或图12所示的时序图，在电芯上存在有多个焊接部位的情况下，在通过图像采集步骤S102对一个（或者，一组）焊接部位进行图像采集之后，在图像处理步骤S103中，对采集到的所述一个（或者，一组）焊接部位的图像进行图像处理，在图像处理步骤S103的期间，执行移动步骤S201，使驱动装置驱动图像采集装置或检测平台进行相对移动，使摄影机构的镜头对准下一个（或者，下一组）焊接部位。在图像处理步骤S103结束之后，再次执行图像采集步骤S102，使图像采集装置对所述下一个（或者，下一组）焊接部位进行图像采集，之后，再次进入图像处理步骤S103，对采集到的所述下一个（或者，下一组）焊接部位的图像进行图像处理，并且，同样地，在图像处理步骤S103的期间，再次执行移动步骤S201。重复执行以上步骤，直到完成对电芯上的所有焊接部位的图像采集和图像处理为止。
例如，在图9和图11所示的一个具体的示例中，重复执行两次图像采集步骤S102和图像处理步骤S103，并且，在每次执行图像处理步骤S103的期间，执行移动步骤S201。
另外，例如，在图10和图12所示的另一个具体的示例中，重复执行三次图像采集步骤S102和图像处理步骤S103，并且，在每次执行图像处理步骤S103的期间，执行移动步骤S201。
另外，在对电芯上的最后一个（或者，最后一组）焊接部件进行图像采集的图像采集步骤S102之后执行的图像处理步骤S103期间，对该电芯执行最后一次移动步骤S201，需要将电芯从检测平台移出。从而，最后一次移动步骤与之前执行的移动步骤相比，所需移动的距离有可能不同，进而，在所需移动的距离不同的情况下，所需的时间也会相应地不同。但是，需要说明的是，尽管在图11、图12的时序图中表示为执行最后一次移动步骤S201的时间比之前执行的移动步骤的时间长，但是，本申请的实施例并不限与此，而是根据需要移动的距离，执行最后一次移动步骤S201的时间也可以与之前执行的移动步骤的时间相同，或者比之前执行的移动步骤的时间短。
通过使图像采集步骤S102和图像处理步骤S103交替地进行，并且，在图像处理步骤S103的期间执行移动步骤S201，能够容易且高效率地实现对电芯上的多个焊接部位依次进行图像采集和图像处理。
在本申请的一种可能的实现方式中，在图像处理步骤中进行的图像处理包括：对图像进行形态学处理，以取得图像的轮廓特征。
如前面已经说明过的那样，通过对图像进行形态学处理，取得图像的轮廓特征，能够根据所取得的轮廓特征精确地判定电芯的焊接部位是否合格，提高对焊接部位的检测精度，降低检测误差。
另外，本申请实施例还提供一种焊接检测方法，该焊接检测方法用于对电芯的铝壳与顶盖之间的焊接部位进行检测，所述焊接部位包括将铝壳与顶盖焊接在一起的焊点、以及铝壳与顶盖之间的缝隙。参照图13，图13为本申请实施例提供的一种焊接检测系方法的流程图，如图13所示，该焊接检测方法包括：图像获取步骤：获取焊接部位的图像，所述图像是由摄影机构对焊接部位进行采集得到的；形态学处理步骤：对所述图像进行形态学处理，获得处理后图像，与进行形态学处理之前的图像相比，在经过形态学处理之后的处理后图像中，焊接部位的影像更加清晰；检测步骤：对所述处理后图像中的所述焊接部位的轮廓特征进行检测。
如前面已经说明过的那样，在本申请实施例中，不对形态学处理的具体内容进行限定。示例性地，形态学处理可以是通过形态学操作对图像进行变换的处理，可以包括对图像进行的提取图像特征、消除噪点、改变图像形状、以算法的方式对图像中的形状尺寸进行测量等的处理，具体地，包括但不限于：膨胀（Dilation）、腐蚀（Erosion）、开运算（Opening）、闭运算（Closing）、利用拉普拉斯算子进行的锐化处理（Lapiacian）、边缘检测（Sobel）、阈值处理（Thresh）等。
图像的轮廓特征是指图像中的指定部位（例如，焊点202或缝隙204）的轮廓形状、尺寸等。
另外，需要说明的是，在本申请实施例中，对于对焊接部位的轮廓特征的检测不进行限定，示例性地，例如可以是通过诸如所谓“卡尺工具”等软件算法的方式在图像中获取所需部位的尺寸的处理。
通过对焊接部位的图像进行形态学处理而获得处理后图像，并利用处理后图像对焊接部位的轮廓特征进行检测，能够提高对焊接部位的检测精度，降低检测误差。
在此基础上，在本申请的一些实施例中，图像获取步骤获取的图像包括第一图像，所述第一图像是在用同轴光源进行照明的条件下由摄影机构对焊接部位进行采集得到的。
在用同轴光源进行照明的条件下，由摄影机构采集到的第一图像具有前面所述的第一曝光度，并且，在该第一图像中包含有焊点的影像。因此，能够利用该第一图像对焊点的轮廓特征进行检测。
在此基础上，在本申请的一些实施例中，形态学处理步骤包括：进行去除第一图像中的噪点的形态学处理；从第一图像中提取出所述焊点及其附近的影像；以及对提取出的焊点及其附近的影像进行提高清晰度的形态学处理，得到处理后图像，检测步骤包括：将所述处理后图像中显示的焊点的仰角边与缝隙的交点作为第一端点，将垂直于缝隙且与焊点的起焊端的端面相切的线与缝隙的交点作为第二端点，对第一端点与所述第二端点之间的长度进行检测。
在图5中显示了在同轴光源的照明条件下获得的第一图像的示例。在图5中，将焊点在焊接开始的一侧（图5中的左侧）的端部称作起焊端，将焊点在焊接结束的一侧（图5中的右侧）的端部称作收焊端。在焊点的收焊端一侧，焊点向其宽度方向的一侧仰起（倾斜）而形成仰角部。在本申请的一些实施例中，将该仰角部的靠近铝壳和顶盖之间的缝隙的一侧的边定义为仰角边，并且，将该仰角边与铝壳和顶盖之间的缝隙的交点作为第一端点A，将与焊点的起焊端的端面相切且垂直于缝隙的线与所述缝隙的交点作为第二端点B，将第一端点A与第二端点B之间的长度作为焊点的长度。
通过对在同轴光源的照明条件下获得的第一图像进行去除噪点、提取焊点及其附近的影像、以及提高焊点影像的清晰度的形态学处理，能够获得清晰地表现出焊点及其附近的缝隙的轮廓特征的处理后图像，从而，能够在检测步骤中精确地确定上面所述的第一端点A和第二端点B，进而，容易且精确地检测出焊点在第一端点A与第二端点B之间的长度。
另外，在本申请的一些实施例中，形态学处理步骤包括：进行去除第一图像中的噪点的形态学处理；从第一图像中提取出焊点及其附近的影像；以及对提取出的焊点及其附近的影像进行提高清晰度的形态学处理，得到所述处理后图像，检测步骤包括：对焊点位置的偏移量进行检测，所述偏移量是从焊点的位于顶盖上的边缘到铝壳的外缘之间的距离与焊点的宽度之差。
在将从焊点的位于顶盖上的边缘到铝壳的外缘之间的距离与焊点的宽度之差作为焊点的偏移量的情况下，通过对在同轴光源的照明条件下获得的第一图像进行去除噪点、提取焊点及其附近的影像、以及提高焊点影像的清晰度的形态学处理，能够获得清晰地表现出焊点及其附近的缝隙的轮廓特征的处理后图像，从而，能够在检测步骤中精确地检测出从焊点的位于顶盖上的边缘到铝壳的外缘之间的距离、以及焊点的宽度（焊点在与前面所述的焊点长度所在的方向垂直的方向上的尺寸），进而，求出所述距离与焊点的宽度之差、焊点位置的偏移量。另外，需要说明的时，虽然通过直接测量焊点在铝壳一侧的边缘到铝壳的外边缘的距离，也能够检测出焊点位置的偏移量，但是，采用这种方式，由于会受到在图像采集时由焊点在图像中产生的阴影的影响，因而存在着不能准确地确定焊点在铝壳一侧的边缘的问题，并且有可能因此而导致检测的精确度下降。
另外，在本申请的一些实施例中，图像获取步骤获取的图像包括第一图像和第二图像，第一图像是在用同轴光源进行照明的条件下由摄影机构对焊接部位进行采集得到的，第二图像是在用同轴光源和条形光源同时进行照明的条件下由摄影机构对焊接部位进行采集得到的。
如前面所述，在图5中显示了在同轴光源的照明条件下获得的第一图像的示例。另一方面，在图6中显示了在同轴光源和条形光源同时进行照明的条件下获得的第二图像的示例。在由同轴光源和条形光源同时进行照明的情况下获得的第二图像具有比所述第一图像高的曝光度，并且，在该第二图像中，如图6所示，大致只显示出了铝壳与顶盖之间的缝隙，而使焊点以及其它的干扰项因过度曝光而几乎不被显示。
通过获得分别具有不同曝光度且对焊接部位的显示出不同影像的第一图像和第二图像，能够满足对焊接部位的不同特征进行检测的需要。
在此基础上，在本申请的一些实施例中，形态学处理步骤包括：进行去除第一图像中的噪点的形态学处理；从第一图像中提取出焊点及其附近的影像；以及对提取出的焊点及其附近的影像进行提高清晰度的形态学处理，得到处理后图像；检测步骤包括：将在处理后图像中显示的垂直于缝隙且与焊点的起焊端的端面相切的线与缝隙的交点作为参考点位，将在缝隙的延伸方向上从参考点位起远离焊点规定距离的位置作为检测点位，在第二图像中，在与测量点位相对应的位置对第二图像中显示的缝隙进行检测。
一方面，在利用在同轴光源进行照明的条件下获得的第一图像中，除铝壳与顶盖之间的缝隙之外，还存在焊点以及其它干扰项，从而会影像对缝隙的检测精度，而在利用同轴光源和条形光源进行照明的条件下获得的第二图像中，焊点以及其它干扰项因过度曝光而不被显示，因此，在对该缝隙进行测量时，采用第二图像更为理想。另一方面，在第二图像中，仍然会因受到诸如照明条件、焊点等对曝光的影响等，而导致对该缝隙所成的影像在长度方向上并不均匀。为了应对这种情况，可以在第一图像中，基于焊点的起焊端的位置来更合理地确定对该缝隙进行检测的检测点位，进而，在第二图像中，在对应于该检测点位的位置处对缝隙进行检测。
需要说明的是，在本申请实施例中，不对检测点位距参考点位的规定距离进行具体的限定。示例性地，例如该规定距离可以通过实验获得，例如，可以在1mm~3mm范围内，也可以在1.5mm~2.5mm的范围内，还可以为大致2mm。
通过在第一图像中确定检测点位，进而在第二图像中，根据该测量点位对铝壳与顶盖之间的缝隙进行检测，能够提高对该缝隙的检测精度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (14)
1.一种焊接检测系统，其特征在于，用于对电芯的铝壳与顶盖之间的焊接部位进行检测，所述焊接检测系统包括：
输送装置，所述输送装置用于对待检测的电芯进行输送；
检测平台，所述检测平台用于放置由所述输送装置输送来的电芯；
图像采集装置，所述图像采集装置包括摄影机构、第一光源和第二光源，用于对放置于检测平台的所述电芯的焊接部位采集图像；
控制模块，所述输送装置和所述图像采集装置均电联接至所述控制模块，所述控制模块能够控制所述输送装置将所述电芯输送至所述检测平台，分别控制所述图像采集装置的所述第一光源和第二光源的打开或关闭，以便进行照明，并且，控制所述摄影机构对电芯的焊接部位进行图像采集，进而，所述控制模块能够接收由所述图像采集装置采集到的图像，对从图像采集装置接收到的图像进行图像处理，并且，判定所述电芯的焊接部位是否合格。
2.如权利要求1所述的焊接检测系统，其特征在于，所述第一光源是与所述摄影机构同轴设置的同轴光源，所述第二光源是设置在所述摄影机构的侧方的条形光源，
所述控制模块能够控制所述第一光源和所述第二光源，以使所述第一光源打开，使所述第二光源关闭，并且，使所述摄影机构采集具有第一曝光度的图像，
以及/或者，所述控制模块能够控制所述第一光源和所述第二光源，以使所述第一光源和所述第二光源同时打开，并且，使所述摄影机构采集具有第二曝光度的图像。
3.如权利要求1或2所述的焊接检测系统，其特征在于，所述焊接检测系统还包括驱动装置，所述驱动装置电联接至所述控制模块，
所述控制模块能够使所述驱动装置驱动所述图像采集装置或所述检测平台移动，以使所述摄影机构的镜头与将要进行图像采集的焊接部位对准。
4.如权利要求1或2所述的焊接检测系统，其特征在于，所述摄影机构设置为多个，多个所述摄影机构排列成两排，每排包括至少一个所述摄影机构。
5.如权利要求1或2所述的焊接检测系统，其特征在于，所述控制模块对图像进行的所述图像处理包括：对所述图像进行形态学处理，以取得图像的轮廓特征。
6.一种焊接检测系统的使用方法，其特征在于，所述焊接检测系统用于对电芯的焊接部位进行检测，所述焊接检测系统包括输送装置、检测平台、以及包含有摄影机构、第一光源和第二光源的图像采集装置，所述使用方法包括：
输送步骤：使所述输送装置将待检测的电芯输送并放置于所述检测平台；
图像采集步骤：选择性地使所述第一光源或第二光源打开，或者使第一光源和第二光源均打开，并且，使所述摄影机构对放置于所述检测平台的所述电芯的焊接部位进行图像采集；
图像处理步骤：接收由所述摄影机构采集到的图像，并且，对接收到的图像进行图像处理；
判定步骤：判定所述电芯的焊接部位是否合格。
7.如权利要求6所述的使用方法，其特征在于，所述第一光源是与所述摄影机构同轴设置的同轴光源，所述第二光源是设置在所述摄影机构的侧方的条形光源，
所述图像采集步骤包括：
使所述第一光源打开，使所述第二光源关闭，使所述摄影机构采集具有第一曝光度的图像；
以及/或者，使所述第一光源和所述第二光源同时打开，使所述摄影机构采集具有第二曝光度的图像。
8.如权利要求6或7所述的使用方法，其特征在于，所述焊接检测系统还包括驱动装置，
所述使用方法还包括移动步骤：使所述驱动装置驱动所述图像采集装置或所述检测平台移动，
使所述图像采集步骤和所述图像处理步骤交替地进行，使所述移动步骤在所述图像处理步骤期间进行。
9.如权利要求6或7所述的使用方法，其特征在于，所述图像处理步骤中进行的所述图像处理包括：对所述图像进行形态学处理，以取得图像的轮廓特征。
10.一种焊接检测方法，其特征在于，用于对电芯的铝壳与顶盖之间的焊接部位进行检测，所述焊接部位包括将铝壳与顶盖焊接在一起的焊点、以及铝壳与顶盖之间的缝隙，所述焊接检测方法包括：
图像获取步骤：获取焊接部位的图像，所述图像包括第一图像，所述第一图像是在用同轴光源进行照明的条件下由摄影机构对焊接部位进行采集得到的；
形态学处理步骤：对所述图像进行形态学处理，获得处理后图像，与进行形态学处理之前的图像相比，在经过形态学处理之后的处理后图像中，所述焊接部位的影像更加清晰；
检测步骤：对所述处理后图像中的所述焊接部位的轮廓特征进行检测。
11.如权利要求10所述的焊接检测方法，其特征在于，
所述形态学处理步骤包括：进行去除第一图像中的噪点的形态学处理；从所述第一图像中提取出所述焊点及其附近的影像；以及对提取出的所述焊点及其附近的影像进行提高清晰度的形态学处理，得到所述处理后图像，
所述检测步骤包括：将所述处理后图像中显示的所述焊点的仰角边与所述缝隙的交点作为第一端点，将垂直于所述缝隙且与所述焊点的起焊端的端面相切的线与所述缝隙的交点作为第二端点，对所述第一端点与所述第二端点之间的长度进行检测。
12.如权利要求10所述的焊接检测方法，其特征在于，
所述形态学处理步骤包括：进行去除第一图像中的噪点的形态学处理；从所述第一图像中提取出所述焊点及其附近的影像；以及对提取出的所述焊点及其附近的影像进行提高清晰度的形态学处理，得到所述处理后图像，
所述检测步骤包括：对焊点位置的偏移量进行检测，所述偏移量是从所述焊点的位于所述顶盖上的边缘到所述铝壳的外缘之间的距离与所述焊点的宽度之差。
13.如权利要求10所述的焊接检测方法，其特征在于，
所述图像获取步骤获取的图像还包括第二图像，所述第二图像是在用同轴光源和条形光源同时进行照明的条件下由摄影机构对焊接部位进行采集得到的。
14.如权利要求13所述的焊接检测方法，其特征在于，
所述形态学处理步骤包括：进行去除所述第一图像中的噪点的形态学处理；从所述第一图像中提取出所述焊点及其附近的影像；以及对提取出的所述焊点及其附近的影像进行提高清晰度的形态学处理，得到所述处理后图像；
所述检测步骤包括：将在所述处理后图像中显示的垂直于所述缝隙且与所述焊点的起焊端的端面相切的线与所述缝隙的交点作为参考点位，将在所述缝隙的延伸方向上从所述参考点位起远离所述焊点规定距离的位置作为测量点位，在所述第二图像中，在与所述测量点位相对应的位置对所述第二图像中显示的所述缝隙进行检测。
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