CN218918127U - 相机像素标定装置、卷绕设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种相机像素标定装置、卷绕设备，相机像素标定装置包括：相机，相机具有拍摄镜头；基准组件，基准组件设在拍摄镜头和涂膜材料之间，基准组件包括支架和标定片，支架上设有相机观察窗口，标定片设在支架的靠近拍摄镜头的表面上。本实用新型实施例的相机像素标定装置，既能对卷绕机收卷过程中相机的偏移防呆，同时也能实现对相机像素精度的标定，可以提高视觉检测系统的可靠性和产线生产效率。

Description

相机像素标定装置、卷绕设备
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种相机像素标定装置、卷绕设备。
背景技术
如今，动力电池在各行业广泛应用，为保证电池的安全性，在制造中对其品质要求也越来越苛刻。卷绕机在卷绕极片的过程中，需要对涂膜材料的多种参数进行实时检测，防止不良品电芯流向下一工序，造成安全事故。目前应用较为广泛的检测方式为视觉检测，它可以满足生产过程中极高的检测速度和检测精度的需求。
但是，现有的视觉检测设备在检测过程中缺少可靠的防偏移手段，当相机由于机台长时间持续的震动或工人清洁而发生相对位置或角度变化时，会导致测出的待检特征的值产生较大测量误差, 使卷绕机停机及误排良品电芯，浪费材料，影响生产效率。并且每次设备维护后，都需要人工标定涂膜材料的像素精度，影响生产效率且标定结果的一致性比较差。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种相机像素标定装置，所述相机像素标定装置既能对卷绕机收卷过程中相机的偏移防呆，同时也能实现对相机像素精度的标定。
本实用新型还旨在提出一种卷绕设备，以应用上述的相机像素标定装置。
根据本实用新型实施例的相机像素标定装置，包括：相机，所述相机具有拍摄镜头；基准组件，所述基准组件设在所述拍摄镜头和涂膜材料之间，所述基准组件包括支架和标定片，所述支架上设有相机观察窗口，所述标定片设在所述支架的靠近所述拍摄镜头的表面上。
根据本实用新型实施例的相机像素标定装置，既能对卷绕机收卷过程中相机的偏移防呆，同时也能实现对相机像素精度的标定，可以提高视觉检测系统的可靠性和产线生产效率。
一些实施例中，所述相机观察窗口的中心邻近所述拍摄镜头的视野中心；或者，所述相机观察窗口的中心和所述拍摄镜头的视野中心重合，通过该方式能保证相机观察窗口始终位于相机视野内，确保能拍摄到涂膜材料。
一些实施例中，所述标定片邻近所述拍摄镜头的视野边缘设置，以便给相机观察窗口的留出足够空间。
一些实施例中，所述标定片具有靠近所述拍摄镜头的标定面，所述标定面和所述涂膜材料之间距离小于所述相机的景深，保证相机能够拍摄到标定片清晰的轮廓。
一些实施例中，所述支架具有远离所述标定片的第一表面，所述第一表面和所述涂膜材料之间设有预留间隙，保证第一表面和涂膜材料之间不接触，避免涂膜材料被刮坏。
一些实施例中，所述支架上设有极耳抚平部和设置所述标定片的第二表面，所述极耳抚平部和所述第二表面的延伸平面之间的垂直距离沿远离所述标定片的方向逐渐增大。通过该方式极耳抚平部能抚平涂膜材料的极耳，防止极耳翘起刮伤，损伤涂膜材料。
一些实施例中，所述极耳抚平部为弧形板。弧形板具有圆润圆角，在与极耳接触时过渡比较平稳顺畅，可以带来比较好的抚平效果。
一些实施例中，所述相机像素标定装置还包括：光源，所述光源和所述相机位于所述支架的同一侧。光源能提供光亮，方便相机拍摄出清晰的图像。
一些实施例中，所述标定片和所述支架的颜色不相同。方便相机拍摄图像时识别标定片，便于更好的提取标定片的特征，提高检测精准度。
一些实施例中，所述拍摄镜头用于拍摄所述标定片的轮廓特征，并通过所述相机观察窗口拍摄所述涂膜材料，所述相机像素标定装置还包括：控制器，所述控制器被配置为能通过blob分析提取所述标定片的轮廓特征，并计算所述标定片的相机像素精度，以获取所述涂膜材料的相机像素精度。控制器可以理解为是控制部件，可以控制相机采集图像，并储存有CCD软件，用于起到控制和计算作用。
根据本实用新型实施例的卷绕设备，包括：卷绕辊，用于卷绕涂膜材料；如前文所述的相机像素标定装置，所述相机像素标定装置设在所述涂膜材料的一侧，用于拍摄所述涂膜材料并标定所述涂膜材料的相机像素精度。
根据本实用新型实施例的卷绕设备，通过设置该相机像素标定装置既能对卷绕机收卷过程中相机的偏移防呆，同时也能实现对相机像素精度的标定，可以提高视觉检测系统的可靠性和产线生产效率。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本实用新型实施例中相机像素标定装置与卷绕辊配合使用的立体图；
图2是本实用新型实施例中相机观察窗口、标定片和相机视野的位置关系图；
图3是本实用新型实施例中相机像素标定装置与卷绕辊配合使用的主视图；
图4是本实用新型实施例中相机像素标定装置与卷绕辊配合使用的俯视图。
附图标记：
100、相机像素标定装置；
10、相机；101、拍摄镜头；101a、视野；101b、视野边缘；
20、基准组件；
201、支架；201a、相机观察窗口；201b、第一表面；201c、第二表面；201d、对称线；2011、极耳抚平部；2012、安装座；
202、标定片；202a、标定面；
30、光源；
2、涂膜材料；2a、极片；2b、侧边；200、卷绕辊。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。
在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
电芯在生产过程中，卷绕机在卷绕涂膜材料的过程中需要对阴阳极片边缘之间的对齐度、隔膜是否完全包裹极片等多种参数进行实时检测，以防止不良品电芯流向下一工序，从而造成安全事故。目前应用较为广泛的检测方式为视觉检测，它可以满足生产过程中极高的检测速度和检测精度的需求。但是，现有的视觉检测设备在检测过程中缺少可靠的防偏移手段，当相机由于机台长时间持续的震动或工人清洁而发生相对位置或角度变化时，则会导致测出的待检特征的值产生较大测量误差，使卷绕机停机及误排良品电芯，浪费材料，影响生产效率。并且每次设备维护后，都需要人工标定涂膜材料的像素精度，影响生产效率且标定结果的一致性比较差。
申请人研究发现，在相机和涂膜材料之间设置基准组件，并将基准组件设置成包括支架和设置在支架上的标定片，这样既能起到防止相机偏移的作用，同时也能进行自动标定相机像素精度，可以提高电芯的生产效率和标定结果的一致性。
下面参考图1-图4，描述根据本实用新型实施例的相机像素标定装置100。
如图1和图4所示，根据本实用新型实施例的相机像素标定装置100，包括：相机10和基准组件20。
相机10具有拍摄镜头101。基准组件20设在拍摄镜头101和涂膜材料2之间，基准组件20包括支架201和标定片202，支架201上设有相机观察窗口201a，标定片202设在支架201的靠近拍摄镜头101的表面上。
“相机10”可以理解为视觉检测中所使用的相机，例如，CCD工业相机，并能搭配相应的CCD软件进行工作。
“涂膜材料2”可以理解为极片表面涂覆的正极或负极涂层材料。
“支架201”可以理解为是支撑结构，起到支撑作用。
“标定片202”可以理解为片状部件，主要在相机10拍摄时起到标定作用。
一方面，相机10的拍摄镜头101拍摄标定片202，将其显示在所拍摄的图像中，通过检测标定片202在图像中的位置和尺寸是否发生变化来判断相机10是否偏移。由于能依靠单个基准组件20既能检测出相机10是否偏移，因此基准组件20的设置位置更加灵活，可以放置在卷绕机的任意收卷位置。
检测相机偏移的过程具体为：相机10采集图像，CCD软件获取图像，根据传统算法提取标定片202的轮廓（如宽度和中心坐标），并判断检测值是否满足预设值，若是，则结果反馈至控制器，卷绕机正常卷绕；若否，则保存原图至本地，将结果反馈至控制器，接着报警停机，并将数据上传mes（mes是指制造企业生产过程执行管理系统）。
另一方面，当相机像素标定装置100相对卷绕机的位置固定后，涂膜材料2和拍摄镜头101的垂直距离L1，以及标定片202和拍摄镜头101的垂直距离L2均是确定的，而相机10拍摄标定片202图像的像素精度μ1也是能够确定的，则可以通过L1、L2、μ1得到涂膜材料2的像素精度μ2。
相机像素精度的检测过程具体为：相机10采集图像，CCD软件获取图像，使用blob分析提取标定片202的轮廓特征，计算标定片的相机像素精度μ1，μ1=标定片轮廓（长or宽）/所占像素总数，然后计算涂膜材料2的相机像素精度μ2，μ2= μ1* L2/ L1，最后，CCD软件重新设置μ2并运行。
其中，涉及到的计算公式为：f/WD=Sensor Size(V or H)/FOV(V or H)=μ0/μ
其中：f为镜头焦距；WD为相机工作距离(镜头至目标物垂直距离) ；Sensor Size为相机感光芯片尺寸，且V为相机感光芯片的宽度尺寸，H为相机感光芯片的高度尺寸；FOV为相机视野大小，且V为相机视野的宽度尺寸，H为相机视野的高度尺寸；μ0为相机像元大小；μ为相机像素精度。
通过将L1、L2、μ1代入公式，可推导出：μ2= μ1* L2/ L1。
根据本实用新型实施例的相机像素标定装置100，既能对卷绕机收卷过程中相机的偏移防呆，同时也能实现对相机像素精度的标定，可以提高视觉检测系统的可靠性和产线生产效率。
一些实施例中，如图2所示，相机观察窗口201a的中心邻近拍摄镜头101的视野中心；或者，相机观察窗口201a的中心和拍摄镜头101的视野中心重合。
“视野101a”可以是指拍摄镜头101实际能拍摄到区域的尺寸。相机观察窗口201a的中心可以邻近拍摄镜头101的视野中心，也可以是与拍摄镜头101的视野中心重合，这样能保证相机观察窗口201a始终位于相机的视野101a内，确保能拍摄到涂膜材料2。
一些实施例中，相机观察窗口201a可以构造为圆形或矩形窗口。当然，根据具体需求，相机观察窗口201a还可以构造为其他形状的窗口，这里不再赘述。
一些实施例中，如图2所示，标定片202邻近拍摄镜头101的视野边缘101b设置，以便给相机观察窗口201a的留出足够空间。
一些实施例中，如图2所示，相机观察窗口201a具有对称线201d，对称线201d垂直于涂膜材料2的卷绕轴线，相机观察窗口201a关于对称线201d对称，涂膜材料2的一侧边2b邻近对称线201d设置。通过该方式就使得涂膜材料2上的极片2a能处于相机观察窗口201a的中间区域，以便卷绕过程中极片2a左右偏移时能留出足够余量。
一些实施例中，如图1所示，标定片202具有靠近拍摄镜头101的标定面202a，标定面202a和涂膜材料2之间距离小于相机10的景深。
“景深”可以理解为是指拍摄镜头101前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围。通过将标定面202a和涂膜材料2之间距离设置成小于相机10的景深，保证相机10能够拍摄到标定片202清晰的轮廓。
一些实施例中，如图3所示，支架201具有远离标定片202的第一表面201b，第一表面201b和涂膜材料2之间设有预留间隙，以保证第一表面201b和涂膜材料2之间不接触，避免涂膜材料2被刮坏。
一些实施例中，如图3所示，支架201上设有极耳抚平部2011和设置标定片202的第二表面201c，极耳抚平部2011和第二表面201c的延伸平面之间的垂直距离沿远离标定片202的方向逐渐增大。通过该方式极耳抚平部2011能抚平涂膜材料2的极耳，防止极耳翘起刮伤，损伤涂膜材料2。
一些实施例中，标定片202可以构造为圆形或矩形片。当然，根据具体需求，标定片202还可以构造为其他形状，这里不再赘述。
一些实施例中，如图3所示，极耳抚平部2011为弧形板，弧形板具有圆润圆角，在与极耳接触时过渡比较平稳顺畅，可以带来比较好的抚平效果。
一些实施例中，极耳抚平部2011为直板，即，极耳抚平板与支架201之间形成一定夹角，同样能起到抚平极耳的作用。
一些实施例中，支架201为支撑板，其结构简单，制作比较容易。具体地，支撑板可以为矩形板。当然，支架201不限于板状，还可以构造为其他形状，例如支撑块或支撑柱，根据具体需要可以具体设置，这里不再一一赘述。
一些实施例中，如图1和图3所示，支架201上设有安装座2012，安装座2012用于连接在外部装置或部件，以固定住支架201。例如，安装座2012可以通过螺栓或卡扣连接外部装置或部件。
一些实施例中，如图1、图3、图4所示，相机像素标定装置100还包括光源30，光源30和相机10位于支架201的同一侧，光源30能提供光亮，方便相机10拍摄出清晰的图像。
一些实施例中，标定片202和支架201的颜色不相同，方便相机10拍摄图像时识别标定片202，便于更好的提取标定片202的特征，提高检测精准度。
可选地，标定片202和支架201的灰度值大于等于50，这样就能保证标定片202和支架201的颜色差别比较大，更容易提取标定片202的特征。例如，支架201的颜色为黑色，标定片202的颜色为白色。
一些实施例中，拍摄镜头101用于拍摄标定片202的轮廓特征，并通过相机观察窗口201a拍摄涂膜材料2，相机像素标定装置100还包括控制器，控制器被配置为能通过blob分析提取标定片202的轮廓特征，并计算标定片202的相机像素精度，以获取涂膜材料2的相机像素精度。控制器可以理解为是控制部件，可以控制相机10采集图像，并储存有CCD软件，用于起到控制和计算作用。例如，控制器可以为PLC。
根据本实用新型实施例的卷绕设备，包括：卷绕辊200和相机像素标定装置100。
卷绕辊200用于卷绕涂膜材料2。相机像素标定装置100如前文所述，相机像素标定装置100设在涂膜材料2的一侧，用于拍摄涂膜材料2并标定涂膜材料2的相机像素精度。卷绕辊200可以理解为是卷绕机的卷绕部件，为卷绕机的核心功能部件。
具体地，相机像素标定装置100可以布置在卷绕辊200的上方，卷绕辊200可以顺时针转动卷起来料的涂膜材料2。
根据本实用新型实施例的卷绕设备，通过设置该相机像素标定装置100既能对卷绕机收卷过程中相机的偏移防呆，同时也能实现对相机像素精度的标定，可以提高视觉检测系统的可靠性和产线生产效率。
根据本实用新型实施例的卷绕设备的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“可选地”、“进一步地”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种相机像素标定装置，其特征在于，包括：
相机，所述相机具有拍摄镜头；
基准组件，所述基准组件设在所述拍摄镜头和涂膜材料之间，所述基准组件包括支架和标定片，所述支架上设有相机观察窗口，所述标定片设在所述支架的靠近所述拍摄镜头的表面上。
2.根据权利要求1所述的相机像素标定装置，其特征在于，所述相机观察窗口的中心邻近所述拍摄镜头的视野中心；
或者，所述相机观察窗口的中心和所述拍摄镜头的视野中心重合。
3.根据权利要求1所述的相机像素标定装置，其特征在于，所述标定片邻近所述拍摄镜头的视野边缘设置。
4.根据权利要求1所述的相机像素标定装置，其特征在于，所述标定片具有靠近所述拍摄镜头的标定面，所述标定面和所述涂膜材料之间距离小于所述相机的景深。
5.根据权利要求4所述的相机像素标定装置，其特征在于，所述支架具有远离所述标定片的第一表面，所述第一表面和所述涂膜材料之间设有预留间隙。
6.根据权利要求1所述的相机像素标定装置，其特征在于，所述支架上设有极耳抚平部和设置所述标定片的第二表面，所述极耳抚平部和所述第二表面的延伸平面之间的垂直距离沿远离所述标定片的方向逐渐增大。
7.根据权利要求6所述的相机像素标定装置，其特征在于，所述极耳抚平部为弧形板。
8.根据权利要求1所述的相机像素标定装置，其特征在于，还包括：
光源，所述光源和所述相机位于所述支架的同一侧。
9.根据权利要求1所述的相机像素标定装置，其特征在于，所述标定片和所述支架的颜色不相同。
10.根据权利要求1所述的相机像素标定装置，其特征在于，所述拍摄镜头用于拍摄所述标定片的轮廓特征，并通过所述相机观察窗口拍摄所述涂膜材料，所述相机像素标定装置还包括：控制器，所述控制器被配置为能通过blob分析提取所述标定片的轮廓特征，并计算所述标定片的相机像素精度，以获取所述涂膜材料的相机像素精度。
11.一种卷绕设备，其特征在于，包括：
卷绕辊，用于卷绕涂膜材料；
如权利要求1至10中任一项所述的相机像素标定装置，所述相机像素标定装置设在所述涂膜材料的一侧，用于拍摄所述涂膜材料并标定所述涂膜材料的相机像素精度。
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