CN117705814A - 电池壳盖焊接检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池壳盖焊接检测系统及方法。电池壳盖焊接检测系统包括第一检测装置和上位机，第一检测装置包括第一输送线、第一辊压组件、第一检测组件、第二检测组件，第一输送线用于输送电池单体；第一辊压组件位于第一输送线的两侧，用于对电池单体的壳体和上盖之间的焊道的第一侧边进行辊压；第一检测组件沿第一输送线的输送方向位于第一辊压组件的上游，第一检测组件用于拍摄第一侧边辊压前的焊道图像；第二检测组件沿第一输送线的输送方向位于第一辊压组件的下游，第二检测组件用于拍摄第一侧边辊压后的焊道图像；其中，上位机用于根据第一侧边辊压前的焊道图像和第一侧边辊压后的焊道图像，确定第一侧边的焊接缺陷。

Description

电池壳盖焊接检测系统及方法

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池壳盖焊接检测系统及方法。

背景技术

电池单体广泛用于电子设备，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。电池单体可以包括镉镍电池单体、氢镍电池单体、锂离子电池单体和二次碱性锌锰电池单体等。

电池单体的壳体与端盖焊接过程中，容易出现焊接缺陷。如何提高焊接缺陷的检测精度，成为目前亟需解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种电池壳盖焊接检测系统及方法，其能提高电池单体焊接缺陷的检测精度。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池壳盖焊接检测系统，包括第一检测装置和上位机，第一检测装置包括第一输送线、第一辊压组件、第一检测组件、第二检测组件，第一输送线用于输送电池单体；第一辊压组件位于第一输送线的两侧，用于对电池单体的壳体和上盖之间的焊道的第一侧边进行辊压；第一检测组件沿第一输送线的输送方向位于第一辊压组件的上游，第一检测组件用于拍摄第一侧边辊压前的焊道图像；第二检测组件沿第一输送线的输送方向位于第一辊压组件的下游，第二检测组件用于拍摄第一侧边辊压后的焊道图像；其中，上位机用于根据第一侧边辊压前的焊道图像和第一侧边辊压后的焊道图像，确定第一侧边的焊接缺陷。

上述方案中，电池单体的壳体与端盖焊接后，将电池单体放在第一输送线上，通过第一输送线的输送增强检测的自动化程度，从而提高检测效率。通过第一辊压组件对焊道的第一侧边进行辊压，通过辊压可以提高焊接处的密封性，辊压有助于提高焊道的机械强度，减少焊缝处的松动或裂缝。在辊压前通过第一检测组件拍摄第一侧边辊压前的第一焊道图像，在辊压后通过第二检测组件拍摄第一侧边辊压后的第二焊道图像，焊道检测得更全面，从而提高了焊接缺陷检测的精度，提高了电池单体的可靠性。

在一些实施例中，第二检测组件包括结构光相机、平面光源和环形光源，结构光相机设置在第一输送线的两侧，用于拍摄第一侧边辊压后的焊道图像；平面光源设置在第一输送线的两侧，用于照亮焊道的第一侧边；环形光源设置在第一输送线的两侧，用于照亮焊道的R角。

上述方案中，通过结构光相机可拍摄得到电池单体的焊道的3D图像，然后关闭结构光相机的光机，点亮平面光源，使用结构光相机中的2D相机拍摄得到第一拍摄图像；然后关闭平面光源，点亮环形光源，使用结构光相机的2D相机拍摄得到第二拍摄图像，将第一拍摄图像与第二拍摄图像合成，可得到灰度正常的焊道2D图像，从而控制了电池单体的R角过曝，在一定程度上防止过漏杀，进一步提高电池单体缺陷的检测精度。

在一些实施例中，平面光源包括第一光源和第二光源，第一光源的发光面用于朝向电池单体的壳体；第二光源与第一光源呈垂直设置，第二光源的发光面用于朝向电池单体的上盖。

上述方案中，第一光源能够针对点亮电池单体的壳体靠近第一侧边的部分，第二光源能够针对点亮电池单体的上盖靠近第一侧边的部分，能够更全面地照亮第一侧边，提高拍摄图像的清晰度。

在一些实施例中，第一输送线的每一侧均设置有两个环形光源，两个环形光源在沿第一输送线的输送方向上分别设置在平面光源的上游和下游。

上述方案中，通过在第一输送线的每一侧均设置两个环形光源，能够对焊道的四个R角均能照亮，从而能控制电池单体的焊道的四个R角过曝，进一步提高电池单体缺陷的检测精度。

在一些实施例中，第一检测组件包括第一滑轨和第一激光相机，第一滑轨与第一输送线的输送方向呈平行设置；第一激光相机滑动连接于第一滑轨，第一激光相机用于拍摄第一侧边辊压前的焊道图像。

上述方案中，通过第一激光相机沿着第一滑轨的移动，拍摄第一侧边辊压前的焊道图像，能够覆盖辊压前的整个第一侧边，提高了检测效率。

在一些实施例中，电池壳盖焊接检测系统还包括第二检测装置，第二检测装置包括第二输送线、第二辊压组件、第三检测组件和第四检测组件，第二输送线用于输送电池单体；第二辊压组件位于第二输送线的两侧，用于对电池单体的壳体和上盖的焊道的第二侧边进行辊压；第三检测组件沿第二输送线的输送方向位于第二辊压组件的上游，第三检测组件用于拍摄第二侧边辊压前的焊道图像；第四检测组件沿第二输送线的输送方向位于第二辊压组件的下游，第四检测组件用于拍摄第二侧边辊压后的焊道图像；其中，上位机用于根据第二侧边辊压前的焊道图像和第二侧边辊压后的焊道图像，确定第二侧边的焊接缺陷。

上述方案中，电池单体的壳体与端盖焊接后，将电池单体放在第二输送线上，通过第二输送线的输送增强检测的自动化程度，从而提高检测效率。通过第二辊压组件对焊道的第二侧边进行辊压，通过辊压可以提高焊接处的密封性，辊压有助于提高焊道的机械强度，减少焊缝处的松动或裂缝。在辊压前通过第三检测组件拍摄第二侧边辊压前的焊道图像，在辊压后通过第四检测组件拍摄第二侧边辊压后的焊道图像，焊道检测得更全面，从而提高了焊接缺陷检测的精度。分别通过第一输送线和第二输送线对第一侧边与第二侧边的焊接缺陷检测，提高了壳体与端盖之间的焊道缺陷检测完整性。

在一些实施例中，第一侧边的长度小于第二侧边的长度。由于第一侧边相对第二侧边更短，使得结构光相机与光源能够更容易覆盖焊接位置。

在一些实施例中，第三检测组件包括第二滑轨和第二激光相机，第二滑轨与第二输送线的输送方向呈平行设置；第二激光相机滑动连接于第二滑轨，第二激光相机用于拍摄第二侧边辊压前的焊道图像。

上述方案中，通过第二激光相机沿着第二滑轨的移动，拍摄第二侧边辊压前的焊道图像，能够覆盖辊压前的整个第二侧边，提高了检测效率。

在一些实施例中，第四检测组件包括第三滑轨和第三激光相机，第三滑轨与第二输送线的输送方向呈平行设置；第三激光相机滑动连接于第三滑轨，第三激光相机用于拍摄第二侧边辊压后的焊道图像。

上述方案中，通过第三激光相机沿着第三滑轨的移动，拍摄第三侧边辊压后的焊道图像，能够覆盖辊压后的整个第三侧边，提高了检测效率。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电池壳盖焊接检测方法，应用于上述任一实施方式的电池壳盖焊接检测系统，检测方法包括：

通过第一输送线运输电池单体；

在电池单体到达第一辊前检测工位的情况下，通过第一检测组件拍摄电池单体的壳体与上盖之间的焊道的第一侧边辊压前的焊道图像；

在电池单体到达第一辊压工位的情况下，通过第一辊压组件辊压焊道的第一侧边；

在电池单体到达第一辊后检测工位的情况下，通过第二检测组件拍摄第一侧边辊压后的焊道图像；

通过上位机对第一侧边辊压前的焊道图像和第一侧边辊压后的焊道图像进行检测，得到第一侧边的焊接缺陷检测结果。

上述方案中，电池单体的壳体与端盖焊接后，将电池单体放在第一输送线上，通过第一输送线的输送增强检测的自动化程度，从而提高检测效率。通过第一辊压组件对焊道的第一侧边进行辊压，通过辊压可以提高焊接处的密封性，辊压有助于提高焊道的机械强度，减少焊缝处的松动或裂缝。在辊压前通过第一检测组件拍摄第一侧边辊压前的焊道图像，在辊压后通过第二检测组件拍摄第一侧边辊压后的焊道图像，焊道检测得更全面，从而提高了焊接缺陷检测的精度。

在一些实施例中，通过第二检测组件拍摄第一侧边辊压后的焊道图像的步骤包括：

通过结构光相机的光机和2D相机获取焊道的第一侧边的3D图像；

屏蔽光机，点亮平面光源，通过2D相机获取第一侧边的第一拍摄图像；

关闭平面光源，点亮环形光源，通过2D相机获取第一侧边的第二拍摄图像；

将第一拍摄图像与第二拍摄图像合成，得到焊道的第一侧边的2D图像。

上述方案中，通过结构光相机可拍摄得到电池单体的焊道的3D图像，然后关闭结构光相机的光机，点亮平面光源，使用结构光相机中的2D相机拍摄得到第一拍摄图像；然后关闭平面光源，点亮环形光源，使用结构光相机的2D相机拍摄得到第二拍摄图像，将第一拍摄图像与第二拍摄图像合成，可得到灰度正常的焊道2D图像，从而控制了电池单体的R角过曝，在一定程度上防止过漏杀，进一步提高电池单体缺陷的检测精度。

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

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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。

图1为本申请一些实施例的电池单体的结构示意图；

图2为本申请一些实施例的第一检测装置的结构示意图；

图3为本申请一些实施例的电池单体与第二检测组件的结构示意图；

图4为本申请一些实施例的电池单体与部分第二检测组件的结构示意图；

图5a为本申请一些实施例的第一侧边的3D图像的示意图；

图5b为本申请一些实施例的第一拍摄图像的示意图；

图5c为本申请一些实施例的第二拍摄图像的示意图；

图5d为本申请一些实施例的第二拍摄图像与第二拍摄图像的合成示意图；

图6为本申请一些实施例的第一检测组件与电池单体的结构示意图；

图7为本申请一些实施例的第二检测装置的结构示意图；

图8为本申请一些实施例的电池单体与第三检测组件/第四检测组件的侧视图；

图9为本申请一些实施例的检测方法的流程示意图；

图10为本申请另一些实施例的检测方法的流程示意图。

附图标记说明：

20、电池单体；211、第一侧边；212、第二侧边；22、壳体；21、端盖；23、电极组件；26、电极端子；100、第一检测装置；11、第一输送线；12、第一检测组件；121、第一滑轨；122、第一激光相机；13、第一辊压组件；14、第二检测组件；141、结构光相机；142、平面光源；143、环形光源；144、第一光源；145、第二光源；300、第二检测装置；31、第二输送线；32、第三检测组件；321、第二滑轨；322、第二激光相机；33、第二辊压组件；34、第四检测组件；341、第三滑轨；342、第三激光相机；S11、第一辊前检测工位；S12、第一辊后检测工位；S21、第二辊前检测工位；S22、第二辊后检测工位。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。

在本申请中提及“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，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方体方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。

电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质层的集流体层叠后作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体，未涂敷负极活性物质层的集流体层叠后作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。隔离膜的材质可以为PP（polypropylene，聚丙烯）或PE（polyethylene，聚乙烯）等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。

本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统，这样，有利于提升电池性能的稳定性和电池寿命。

请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的电池单体20的分解结构示意图。电池单体20是指组成电池的最小单元。电池单体20包括有端盖21、壳体22、电极组件23以及其他的功能性部件。端盖21是指盖合于壳体22的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖21的形状可以与壳体22的形状相适应以配合壳体22。可选地，端盖21可以由具有一定硬度和强度的材质（如铝合金）制成，这样，端盖21在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体20能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖21上可以设置有如电极端子26等的功能性部件。电极端子26可以用于与电极组件23电连接，以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中，端盖21上还可以设置有用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖21的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在端盖21的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体22内的电连接部件与端盖21，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。

壳体22是用于配合端盖21以形成电池单体20的内部环境的组件，形成的内部环境可以用于容纳电极组件23、电解液以及其他部件。壳体22和端盖21可以是独立的部件，可以于壳体22上设置开口，通过在开口处使端盖21盖合开口以形成电池单体20的内部环境。在一些示例中，壳体22为一侧开口的空心结构，端盖21为一个并盖合于壳体22的开口。在另一些示例中，壳体22为两侧开口的空心结构，端盖21为两个，两个端盖21分别盖合于壳体22的两个开口。不限地，也可以使端盖21和壳体22一体化，具体地，端盖21和壳体22可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体22的内部时，再使端盖21盖合壳体22。具体地，壳体22为圆柱体形，壳体22的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。

电池单体的壳体与端盖焊接过程中，由于激光功率调试不当或端盖壳体焊缝处存在杂质等原因，容易导致壳盖焊缝处出现焊穿、焊断、焊渣残留和虚焊等缺陷。焊穿和焊断会导致焊缝处的密封性下降，从而使电池单体内的电解质或其它物质可能泄漏出来，影响电池的正常运行。焊接缺陷可能导致焊接处的机械性能下降，使电池单体在受到振动、冲击或其它外部应力时更容易发生损坏。焊渣残留可能影响焊接区域的热导性，导致电池单体在工作时难以有效散热，可能引起过热问题。虚焊或其它缺陷可能导致焊接处的电导率下降，增加焊接区域的电阻，从而影响电池单体的性能和效率。此外，焊接缺陷还可能导致电池单体内部发生异常，增加安全风险，例如焊穿可能导致电池单体内部短路，引发过热或火灾。目前，检测壳体与端盖的焊接缺陷的方式精度较低，导致某些缺陷无法检出，降低了电池的可靠性。

鉴于此，本申请实施例提供了一种技术方案，在该技术方案中，电池单体的壳体与端盖焊接后，将电池单体放在第一输送线上，通过第一输送线的输送增强检测的自动化程度，从而提高检测效率。通过第一辊压组件对焊道的第一侧边进行辊压，通过辊压可以提高焊接处的密封性，辊压有助于提高焊道的机械强度，减少焊缝处的松动或裂缝。在辊压前通过第一检测组件拍摄第一侧边辊压前的焊道图像，在辊压后通过第二检测组件拍摄第一侧边辊压后的焊道图像，焊道检测得更全面，从而提高了焊接缺陷检测的精度，提高了电池单体的可靠性。

图2为本申请一些实施例的第一检测装置的结构示意图。如图2所示，第一方面，本申请实施例提供了一种电池壳盖焊接检测系统，包括上位机（图未示出）和第一检测装置100，第一检测装置100包括第一输送线11、第一辊压组件13、第一检测组件12、第二检测组件14，第一输送线11用于输送电池单体20；第一辊压组件13位于第一输送线11的两侧，用于对电池单体20的壳体22和上盖之间的焊道的第一侧边211进行辊压；第一检测组件12沿第一输送线11的输送方向位于第一辊压组件13的上游，第一检测组件12用于拍摄第一侧边211辊压前的焊道图像；第二检测组件14沿第一输送线11的输送方向位于第一辊压组件13的下游，第二检测组件14用于拍摄第一侧边211辊压后的焊道图像；上位机用于根据第一侧边211辊压前的焊道图像和第一侧边211辊压后的焊道图像，确定第一侧边211的焊接缺陷。

第一输送线11可以是传送带、滚筒输送线、链条输送线或者滑道输送线。其中，传送带可以采用橡胶、塑料或金属等材料制成，带动电池单体20沿着第一输送线11的输送方向移动。滚筒输送线可又一系列滚筒组成，通过滚筒的旋转来推动电池单体20前进，提供平稳而连续的输送。链条输送线采用链条传动；滑道输送线采用滑道设计的输送线，通过平滑的表面将电池单体20从一端滑动到另一端。

在第一输送线11沿其宽度方向的相对两侧均设置第一检测组件12、第一辊压组件13和第二检测组件14。也就是说，在第一输送件沿其宽度方向的每一侧沿输送方向分别依次设置有第一检测组件12、第一辊压组件13和第二检测组件14。第一检测组件12位于第一辊前检测工位S11，第一辊压组件13位于第一辊压工位，第二检测组件14位于第一辊后检测工位S12。

以电池单体20的为矩形为例，壳体22和端盖21的焊接处即为焊道，焊道为矩形，焊道包括两个相对设置的第一侧边211以及两个相对设置的第二侧边212，第一侧边211与第二侧边212互相连接。

由于第一检测装置100检测的是电池单体20的焊道的第一侧边211的焊接缺陷，因此在第一输送线11上放置电池单体20时，第一侧边211沿第一输送线11的输送方向延伸，使得第一侧边211能够朝向第一检测组件12、第一辊压组件13和第二检测组件14。当电池单体20到达第一辊前检测工位S11时，第一输送线11停止输送，可通过夹具将电池单体20固定夹紧，通过第一检测组件12拍摄第一侧边211辊压前的焊道图像。然后继续通过第一输送线11输送电池单体20，当电池单体20到达第一辊压工位时，第一输送线11停止输送，可通过夹具将电池单体20固定夹紧，通过第一辊压组件13对焊道的第一侧边211进行辊压。然后再继续通过第一输送线11输送电池单体20，当电池单体20到达第一辊后检测工位S12时，第一输送线11停止输送，可通过夹具将电池单体20固定夹紧，通过第二检测组件14拍摄第一侧边211辊压后的焊道图像。

由于辊压后，第一侧边211的某些焊接缺陷可能会被抹平或掩盖，导致这些焊接缺陷在第二辊后检测工位S22时无法检出。例如如果焊道中存在焊渣，辊压可能会将焊渣压实，使其难以在图像上清晰显示，这可能导致在第一侧边211的焊道检测中无法准确识别焊渣的存在。虚焊是指焊接处未能完全融合形成均匀的焊缝，辊压后虚焊可能会被辊压平，使其在图像上难以分辨，这可能导致虚焊的检测困难。在辊压的过程中，焊道的物理性质可能发生变化，使得一些焊缝断裂或裂缝被关闭，这样的变化可能导致焊缝的断裂难以通过图像检测来识别。一些焊接缺陷可能导致焊缝之间存在间隙，辊压可能会将这些间隙压实，使其在图像上变得难以分辨。如果焊道表面存在不平整或凸起，辊压可能会使其更加平坦，降低检测表面缺陷的准确性。其中，第一检测组件12和第二检测组件14可以分别包括激光相机、结构光相机141等。第一辊压组件13可以包括辊压辊、辊压调整机构，辊压辊是用于施加辊压力的辊子或辊筒，通过旋转或移动，施加均匀的力对焊道的第一侧边211进行辊压。辊压调整机构可以是机械或电动的调整系统，用于调整辊压辊的位置和力度，以适应不同型号和规格的电池单体20，提高辊压的一致性和有效性。

上位机是一种计算机或计算机系统，用于对从检测设备收集到的数据进行处理、分析和判定。示例性的，第一检测组件12和第二检测组件14分别与上位机通信连接或电连接。电池单体20焊后缺陷检测通过AI检测算法识别分类完成，首先，在跑机期间收集大量各类缺陷图片，由算法工程师标注每张缺陷图片的缺陷类型后提供给算法模型进行训练，完成训练后获得焊道缺陷检测模型。实时检测时，第一检测组件12将第一侧边211辊压前的焊道图像传回上位机，第二检测组件14将第一侧边211辊压后的焊道图像传回上位机，由软件将图片传给算法。图像输入后，通过简单的图像预处理，载入ROI框（感兴趣区域），在ROI框内通过AI在检测主体区通过缺陷与规格的映射关系及缺陷特征判断缺陷有无及缺陷类型。

上述方案中，电池单体20的壳体22与端盖21焊接后，将电池单体20放在第一输送线11上，通过第一输送线11的输送增强检测的自动化程度，从而提高检测效率。通过第一辊压组件13对焊道的第一侧边211进行辊压，通过辊压可以提高焊接处的密封性，辊压有助于提高焊道的机械强度，减少焊缝处的松动或裂缝。在辊压前通过第一检测组件12拍摄第一侧边211辊压前的焊道图像，在辊压后通过第二检测组件14拍摄第一侧边211辊压后的焊道图像，焊道检测得更全面，从而提高了焊接缺陷检测的精度，提高了电池单体20的可靠性。

图3为本申请一些实施例的电池单体与第二检测组件的结构示意图；图4为本申请一些实施例的电池单体与部分第二检测组件的结构示意图。

请结合参阅图3和图4，在一些实施例中，第二检测组件14包括结构光相机141、平面光源142和环形光源143，结构光相机141设置在第一输送线11的两侧，用于拍摄第一侧边211辊压后的焊道图像；平面光源142设置在第一输送线11的两侧，用于照亮焊道的第一侧边211；环形光源143设置在第一输送线11的两侧，用于照亮焊道的R角。

结构光相机141包括光机和2D相机，光机是结构光相机141的投射单元，它产生并投射光纹或格子到待测电池单体20的表面。光机投影方式可以包括条纹投影、格子投影和编码光投影。条纹投影是光机通过投射一系列平行光条纹到待测电池单体20，这些条纹在待测电池单体20表面形变后被2D相机捕捉，形成图像。格子投影是光机投射一个光栅或格子图案至待测电池单体20，物体表面的形变引起了投影图案的扭曲，2D相机捕捉这些变形，通过图案的形变来计算待测电池单体20表面的三维形状。编码光投影是采用编码光源，通过光的编码信息来提高深度测量的精度。

2D相机用于捕捉待测电池单体20表面上投射光纹或格子的形变。2D相机位于与光机不同的角度，并与光机共同对焦于待测电池单体20。当光纹或格子投射到待测电池单体20表面并发生形变时，2D相机捕捉到这些形变，并生成一个图像。通过分析图像中形变，系统可以计算出待测电池单体20的焊道的三维坐标信息。

平面光源142是指安装在平面的光源，能够产生均匀、平行光线。环形光源143是呈环形状的光源。

为了便于检测，可通过抓手、夹具等夹住固定待测电池单体20，且待测电池单体20的端盖21朝下。结构光相机141和平面光源142可以设置在电池单体20的第一侧边211的旁侧，例如在电池单体20的两个第一侧边211均设置结构光相机141和平面光源142，且结构光相机141和平面光源142均朝向壳体22和端盖21焊接的焊道设置。环形光源143设置在电池单体20的四个R角的旁侧。

若使用激光相机拍摄第一侧边211辊压后的焊道图像，通过解码检测区域反射激光获得具有高度信息的图像，算法利用3D图像检索焊道区域，当焊道表面出现高于或低于基准并在检测规格外的高度信息时可判断为存在缺陷，同时算法结合缺陷形态识别缺陷类型。由于电池单体20的R角处焊道形态接近球形，而3D激光相机利用三角反射法原理成像，当激光照射到球形表面时会出现全反射光路，此时激光器射出的光全部被感光元件回收，造成R角区域的亮度极高，R角处出现过曝（亮度异常高，灰度值达：255），算法容易将亮度异常部位误判为针孔类缺陷从而导致过漏杀，会降低第一侧边211辊压后缺陷的检测精度。

图5a为本申请一些实施例的第一侧边的3D图像的示意图；图5b为本申请一些实施例的第一拍摄图像的示意图；图5c为本申请一些实施例的第二拍摄图像的示意图；图5d为本申请一些实施例的第二拍摄图像与第二拍摄图像的合成示意图。

如图5a所示，本申请实施例通过结构光相机141可拍摄得到待测电池单体20的焊道的3D图像。如图5b所示，然后关闭结构光相机141的光机，点亮平面光源142使用结构光相机141中的2D相机拍摄得到第一拍摄图像，第一拍摄图像的第一侧边211的直线段（A）会过曝，R角（B）处灰度图正常。如图5c所示，然后关闭平面光源142，点亮环形光源143，使用结构光相机141的2D图像可拍摄得到第二拍摄图像，第二拍摄图像的第一侧边211的直线段（A）灰度图正常，而R角（B）处过曝。如图5d所示，将第一拍摄图像与第二拍摄图像合成，可得到灰度正常的焊道2D图像，从而控制了电池单体20的R角（B）过曝，在一定程度上防止过漏杀，提高了电池单体20缺陷的检测效率。

在一些实施例中，平面光源142包括第一光源144和第二光源145，第一光源144的发光面用于朝向电池单体20的壳体22；第二光源145与第一光源144呈垂直设置，第二光源145的发光面用于朝向电池单体20的上盖。

第一光源144与壳体22的侧面平行设置，第二光源145与端盖21平行设置。示例性的，一个第一光源144设置在左侧第一侧边211的左侧，另一个第一光源144设置在右侧第一侧边211的右侧。一个第二光源145设置在端盖21的左下侧，另一个第二光源145设置在端盖21的右下侧。为了覆盖第一侧边211，第一光源144的下端超出壳体22的下方设置，左侧的第二光源145的左端超出端盖21的左侧设置，右侧的第二光源145的右端超出端盖21的右侧设置。

上述方案中，第一光源144能够针对点亮电池单体20的壳体22靠近第一侧边211的部分，第二光源145能够针对点亮电池单体20的上盖靠近第一侧边211的部分，能够更全面地照亮第一侧边211，提高拍摄图像的清晰度。

在一些实施例中，第一输送线11的每一侧均设置有两个环形光源143，两个环形光源143在沿第一输送线11的输送方向上分别设置在平面光源142的上游和下游。

示例性的，在第一输送线11的左侧，平面光源142设置在两个环形光源143之间，这两个环形光源143朝向左侧的第一侧边211的两个R角。在第一输送线11的右侧，平面光源142设置在两个环形光源143之间，这两个环形光源143朝向右侧的第一侧边211的两个R角。

上述方案中，通过在第一输送线11的每一侧均设置两个环形光源143，能够对焊道的四个R角均能照亮，从而能控制电池单体20的焊道的四个R角过曝，进一步提高电池单体20缺陷的检测精度。

可选的，平面光源142可以设置在朝向第一侧边211的中间区域的位置，以使平面光源142能够更均匀地照亮第一侧边211的各个区域。

图6为本申请一些实施例的第一检测组件与电池单体的结构示意图。

如图6所示，在一些实施例中，第一检测组件12包括第一滑轨121和第一激光相机122，第一滑轨121与第一输送线11的输送方向呈平行设置；第一激光相机122滑动连接于第一滑轨121，第一激光相机122用于拍摄第一侧边211辊压前的焊道图像。

第一激光相机122可以为线扫相机，第一激光相机122通过支架等结构滑动连接于第一滑轨121，通过电机、气缸等驱动件驱动第一激光相机122沿第一滑轨121移动，第一激光相机122能够由第一侧边211的一端移动至另一端，连续拍摄第一侧边211辊压前的焊道图像。

上述方案中，通过第一激光相机122沿着第一滑轨121的移动，拍摄第一侧边211辊压前的焊道图像，能够覆盖辊压前的整个第一侧边211，提高了检测效率。

图7为本申请一些实施例的第二检测装置的结构示意图。

如图7所示，在一些实施例中，电池壳盖焊接检测系统还包括第二检测装置300，第二检测装置300包括第二输送线31、第二辊压组件33、第三检测组件32和第四检测组件34，第二输送线31用于输送电池单体20；第二辊压组件33位于第二输送线31的两侧，用于对电池单体20的壳体22和上盖的焊道的第二侧边212进行辊压；第三检测组件32沿第二输送线31的输送方向位于第二辊压组件33的上游，第三检测组件32用于拍摄第二侧边212辊压前的焊道图像；第四检测组件34沿第二输送线31的输送方向位于第二辊压组件33的下游，第二检测组件14用于拍摄第二侧边212辊压后的焊道图像。

第二检测组件14可以是传送带、滚筒输送线、链条输送线或者滑道输送线。在第二输送线31沿其宽度方向的相对两侧均设置第三检测组件32、第二辊压组件33和第四检测组件34。也就是说，在第二输送线31沿其宽度方向的每一侧沿输送方向分别依次设置有第三检测组件32、第二辊压组件33和第四检测组件34。第三检测组件32位于第二辊前检测工位S21，第二辊压组件33位于第二辊压工位，第四检测组件34位于第二辊后检测工位S22；其中，上位机用于根据第二侧边212辊压前的焊道图像和第二侧边212辊压后的焊道图像，确定第二侧边212的焊接缺陷。

由于第二检测装置300检测的是电池单体20的焊道的第二侧边212的焊接缺陷，因此在第二输送线31上放置电池单体20时，第二侧边212沿第二输送线31的输送方向延伸，使得第二边能够朝向第三检测组件32、第二辊压组件33和第四检测组件34。当电池单体20到达第二辊前检测工位S21时，第二输送线31停止输送，可通过夹具将电池单体20固定夹紧，通过第三检测组件32拍摄第二侧边212辊压前的焊道图像。然后继续通过第二输送线31输送电池单体20，当电池单体20到达第二辊压工位时，第二输送线31停止输送，可通过夹具将电池单体20固定夹紧，通过第二辊压组件33对焊道的第二侧边212进行辊压。然后再继续通过第二输送线31输送电池单体20，当电池单体20到达第二辊后检测工位S22时，第二输送线31停止输送，可通过夹具将电池单体20固定夹紧，通过第四检测组件34拍摄第二侧边212辊压后的焊道图像。本申请实施例在辊压前通过第三检测组件32在第二辊前检测工位S21对焊道的第二侧边212进行图像拍摄，能够将上述可能被辊压后掩盖的焊接缺陷检出。

上述方案中，电池单体20的壳体22与端盖21焊接后，将电池单体20放在第二输送线31上，通过第二输送线31的输送增强检测的自动化程度，从而提高检测效率。通过第二辊压组件33对焊道的第二侧边212进行辊压，通过辊压可以提高焊接处的密封性，辊压有助于提高焊道的机械强度，减少焊缝处的松动或裂缝。在辊压前通过第三检测组件32拍摄第二侧边212辊压前的焊道图像，在辊压后通过第四检测组件34拍摄第二侧边212辊压后的焊道图像，焊道检测得更全面，从而提高了焊接缺陷检测的精度。分别通过第一输送线11和第二输送线31对第一侧边211与第二侧边212的焊接缺陷检测，提高了壳体22与端盖21之间的焊道缺陷检测完整性。

在一些实施例中，第一侧边211的长度小于第二侧边212的长度。也就是说，第一侧边211为矩形焊道的长边，第二侧边212为矩形焊道的短边，由于第一侧边211相对第二侧边212更短，使得结构光相机141与光源能够更容易覆盖焊接位置。

图8为本申请一些实施例的电池单体与第三检测组件/第四检测组件的侧视图。

如图8所示，在一些实施例中，第三检测组件32包括第二滑轨321和第二激光相机322，第二滑轨321与第二输送线31的输送方向呈平行设置；第二激光相机322滑动连接于第二滑轨321，第二激光相机322用于拍摄第二侧边212辊压前的焊道图像。

第二激光相机322可以为线扫相机，第二激光相机322通过支架等结构滑动连接于第二滑轨321，通过电机、气缸等驱动件驱动第二激光相机322沿第二滑轨321移动，第二激光相机322能够由第二侧边212的一端移动至另一端，连续拍摄第二侧边212辊压前的焊道图像。

上述方案中，通过第二激光相机322沿着第二滑轨321的移动，拍摄第二侧边212辊压前的焊道图像，能够覆盖辊压前的整个第二侧边212，提高了检测效率。

在一些实施例中，第四检测组件34包括第三滑轨341和第三激光相机342，第三滑轨341与第二输送线31的输送方向呈平行设置；第三激光相机342滑动连接于第三滑轨341，第三激光相机342用于拍摄第二侧边212辊压后的焊道图像。

第三激光相机342可以为线扫相机，第三激光相机342通过支架等结构滑动连接于第三滑轨341，通过电机、气缸等驱动件驱动第三激光相机342沿第三滑轨341移动，第三激光相机342能够由第二侧边212的一端移动至另一端，连续拍摄第二侧边212辊压后的焊道图像。

上述方案中，通过第三激光相机342沿着第三滑轨341的移动，拍摄第三侧边辊压后的焊道图像，能够覆盖辊压后的整个第三侧边，提高了检测效率。

图9为本申请一些实施例的检测方法的流程示意图。

如图9所示，第二方面，本申请实施例还提供了一种电池壳盖焊接检测方法，应用于上述任一实施方式的电池壳盖焊接检测系统，检测方法包括：

S10、通过第一输送线11运输电池单体20；

S20、在电池单体20到达第一辊前检测工位S11的情况下，通过第一检测组件12拍摄电池单体20的壳体22与上盖之间的焊道的第一侧边211辊压前的焊道图像；

S30、在电池单体20到达第一辊压工位的情况下，通过第一辊压组件13辊压焊道的第一侧边211；

S40、在电池单体20到达第一辊后检测工位S12的情况下，通过第二检测组件14拍摄第一侧边211辊压后的焊道图像；

S50、通过上位机对第一侧边211辊压前的焊道图像和第一侧边211辊压后的焊道图像进行检测，得到第一侧边211的焊接缺陷检测结果。

上述方案中，电池单体20的壳体22与端盖21焊接后，将电池单体20放在第一输送线11上，通过第一输送线11的输送增强检测的自动化程度，从而提高检测效率。通过第一辊压组件13对焊道的第一侧边211进行辊压，通过辊压可以提高焊接处的密封性，辊压有助于提高焊道的机械强度，减少焊缝处的松动或裂缝。在辊压前通过第一检测组件12拍摄第一侧边211辊压前的焊道图像，在辊压后通过第二检测组件14拍摄第一侧边211辊压后的焊道图像，焊道检测得更全面，从而提高了焊接缺陷检测的精度。

图10为本申请另一些实施例的检测方法的流程示意图。

如图10所示，在一些实施例中，通过第二检测组件14拍摄第一侧边211辊压后的焊道图像的步骤包括：

S41、通过结构光相机141的光机和2D相机获取焊道的第一侧边211的3D图像。

S42、屏蔽光机，点亮平面光源142，通过2D相机获取第一侧边211的第一拍摄图像。

平面光源142朝向第一侧边211的直线段，因此点亮平面光源142时，直线段会过曝，R角的位置灰度图正常。

S43、关闭平面光源142，点亮环形光源143，通过2D相机获取第一侧边211的第二拍摄图像。

环形光源143朝向第一侧边211的R角，因此点亮环形光源143时，R角的位置过曝，而直线段的灰度图正常。

S44、将第一拍摄图像与第二拍摄图像合成，得到焊道的第一侧边211的2D图像。

上述方案中，通过结构光相机141可拍摄得到电池单体20的焊道的3D图像，然后关闭结构光相机141的光机，点亮平面光源142，使用结构光相机141中的2D相机拍摄得到第一拍摄图像；然后关闭平面光源142，点亮环形光源143，使用结构光相机141的2D相机拍摄得到第二拍摄图像，将第一拍摄图像与第二拍摄图像合成，可得到灰度正常的焊道2D图像，从而控制了电池单体20的R角过曝，在一定程度上防止过漏杀，进一步提高电池单体20缺陷的检测精度。

根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种电池壳盖焊接检测系统，电池壳盖焊接检测系统包括第一检测装置100和上位机，第一检测装置100包括第一输送线11、第一辊压组件13、第一检测组件12、第二检测组件14，第一输送线11用于输送电池单体20；第一辊压组件13位于第一输送线11的两侧，用于对电池单体20的壳体22和上盖之间的焊道的第一侧边211进行辊压；第一检测组件12沿第一输送线11的输送方向位于第一辊压组件13的上游，第一检测组件12用于拍摄第一侧边211辊压前的焊道图像；第二检测组件14沿第一输送线11的输送方向位于第一辊压组件13的下游，第二检测组件14用于拍摄第一侧边211辊压后的焊道图像；其中，上位机用于根据第一侧边211辊压前的焊道图像和第一侧边211辊压后的焊道图像，确定第一侧边211的焊接缺陷。第二检测组件14包括结构光相机141、平面光源142和环形光源143，结构光相机141设置在第一输送线11的两侧，用于拍摄第一侧边211辊压后的焊道图像；平面光源142设置在第一输送线11的两侧，用于照亮焊道的第一侧边211；环形光源143设置在第一输送线11的两侧，用于照亮焊道的R角。

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 (9)

1.一种电池壳盖焊接检测系统，其特征在于，包括第一检测装置和上位机，所述第一检测装置包括:

第一输送线，用于输送电池单体；

第一辊压组件，位于所述第一输送线的两侧，用于对所述电池单体的壳体和上盖之间的焊道的第一侧边进行辊压；

第一检测组件，沿所述第一输送线的输送方向位于所述第一辊压组件的上游，所述第一检测组件用于拍摄所述第一侧边辊压前的焊道图像；

第二检测组件，沿所述第一输送线的输送方向位于所述第一辊压组件的下游，所述第二检测组件用于拍摄所述第一侧边辊压后的焊道图像；

其中，所述上位机用于根据所述第一侧边辊压前的焊道图像和所述第一侧边辊压后的焊道图像，确定所述第一侧边的焊接缺陷；

所述第二检测组件包括：

结构光相机，设置在所述第一输送线的两侧，用于拍摄所述第一侧边辊压后的焊道图像；

平面光源，设置在所述第一输送线的两侧，用于照亮所述焊道的第一侧边；

环形光源，设置在所述第一输送线的两侧，用于照亮所述焊道的R角。

2.根据权利要求1所述的电池壳盖焊接检测系统，其特征在于，所述平面光源包括：

第一光源，所述第一光源的发光面用于朝向所述电池单体的壳体；

第二光源，与所述第一光源呈垂直设置，所述第二光源的发光面用于朝向所述电池单体的上盖。

3.根据权利要求1所述的电池壳盖焊接检测系统，其特征在于，所述第一输送线的每一侧均设置有两个所述环形光源，两个所述环形光源在沿所述第一输送线的输送方向上分别设置在所述平面光源的上游和下游。

4.根据权利要求1所述的电池壳盖焊接检测系统，其特征在于，所述第一检测组件包括：

第一滑轨，与所述第一输送线的输送方向呈平行设置；

第一激光相机，滑动连接于所述第一滑轨，所述第一激光相机用于拍摄所述第一侧边辊压前的焊道图像。

5.根据权利要求1所述的电池壳盖焊接检测系统，其特征在于，所述电池壳盖焊接检测系统还包括第二检测装置，所述第二检测装置包括：

第二输送线，用于输送电池单体；

第二辊压组件，位于所述第二输送线的两侧，用于对所述电池单体的壳体和上盖的焊道的第二侧边进行辊压；

第三检测组件，沿所述第二输送线的输送方向位于所述第二辊压组件的上游，所述第三检测组件用于拍摄所述第二侧边辊压前的焊道图像；

第四检测组件，沿所述第二输送线的输送方向位于所述第二辊压组件的下游，所述第四检测组件用于拍摄所述第二侧边辊压后的焊道图像；

其中，所述上位机用于根据所述第二侧边辊压前的焊道图像和所述第二侧边辊压后的焊道图像，确定所述第二侧边的焊接缺陷。

6.根据权利要求5所述的电池壳盖焊接检测系统，其特征在于，所述第一侧边的长度小于所述第二侧边的长度。

7.根据权利要求5所述的电池壳盖焊接检测系统，其特征在于，所述第三检测组件包括：

第二滑轨，与所述第二输送线的输送方向呈平行设置；

第二激光相机，滑动连接于所述第二滑轨，所述第二激光相机用于拍摄所述第二侧边辊压前的焊道图像。

8.根据权利要求5所述的电池壳盖焊接检测系统，其特征在于，所述第四检测组件包括：

第三滑轨，与所述第二输送线的输送方向呈平行设置；

第三激光相机，滑动连接于所述第三滑轨，所述第三激光相机用于拍摄所述第二侧边辊压后的焊道图像。

9.一种电池壳盖焊接检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8任一项所述的电池壳盖焊接检测系统，所述检测方法包括：

通过所述第一输送线运输所述电池单体；

在所述电池单体到达第一辊前检测工位的情况下，通过所述第一检测组件拍摄所述电池单体的壳体与上盖之间的焊道的第一侧边辊压前的焊道图像；

在所述电池单体到达第一辊压工位的情况下，通过所述第一辊压组件辊压所述焊道的第一侧边；

在所述电池单体到达第一辊后检测工位的情况下，通过所述第二检测组件拍摄所述第一侧边辊压后的焊道图像；

通过上位机对所述第一侧边辊压前的焊道图像和所述第一侧边辊压后的焊道图像进行检测，得到所述第一侧边的焊接缺陷检测结果；

其中，所述通过所述第二检测组件拍摄所述第一侧边辊压后的焊道图像的步骤包括：

通过结构光相机的光机和2D相机获取所述焊道的第一侧边的3D图像；

屏蔽所述光机，点亮平面光源，通过所述2D相机获取所述第一侧边的第一拍摄图像；

关闭所述平面光源，点亮环形光源，通过所述2D相机获取所述第一侧边的第二拍摄图像；

将所述第一拍摄图像与所述第二拍摄图像合成，得到所述焊道的第一侧边的2D图像。