CN219957370U - 一种基于多维自动对焦的极片检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于多维自动对焦的极片检测系统，包括：工作台，其用于放置待测极片；三轴移动模组，其位于所述工作台上，用于带动光学检测系统沿三个维度移动；所述光学检测系统，包括多个光学镜头组件；所述光学镜头组件包括大视野镜头和高倍率镜头；其中，所述大视野镜头的中心线与所述高倍率镜头的中心线共面且平行。本实用新型通过设置包括大视野镜头和高倍率镜头的光学检测系统，不仅能够同时检测待测极片的横向和纵向的毛刺，而且能够借助获取的零件信息，利用各个高倍率镜头进行位置补充，以保证二者取相效果良好。极大地提高了电池极片的毛刺检测的效率和准确性。

Description

一种基于多维自动对焦的极片检测系统

技术领域

本实用新型涉及极片的检测领域，具体涉及一种基于多维自动对焦的极片检测系统。

背景技术

电池极片是新能源汽车动力能源部分的关键组成构件。其电池极片的质量直接影响新能源电池的使用寿命，甚至引发安全事故，造成财产损失甚至安全事故。为了更好的避免上述情况的发生，对于新能源电池极片进行检测是十分有必要且意义重大的。目前，电池极片的瑕疵主要包括表面划痕、凹坑和边缘毛刺等。其中毛刺会导致电池正负极短接造成汽车自燃等严重后果。

目前，最广泛存在的检测毛刺的手段为高倍率显微镜人工进行检测。极片毛刺可能存在于极片的横向和纵向，故需要对两个面都进行检测；这种检测方式主要存在检测范围小且检测效率慢的问题，因为人工显微镜检测方式需要将极片分切，每次仅能检测规定视野范围内的极片大小；主要依靠人工检验，手动调焦人工判别。另外，误判率高，依靠人工检验，数据不可追溯，受人工状态影响较大。

综上，现需要设计一种基于多维自动对焦的极片检测系统来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于多维自动对焦的极片检测系统，解决了目前的 电池极片检测过程中效率低且误判率高的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于多维自动对焦的极片检测系统，包括：

工作台，其用于放置待测极片；

三轴移动模组，其位于所述工作台上，用于带动光学检测系统沿三个维度移动；

所述光学检测系统，包括多个光学镜头组件；所述光学镜头组件包括大视野镜头和高倍率镜头；

其中，所述大视野镜头的中心线与所述高倍率镜头的中心线共面且平行。

在本实用新型的一些实施例中，所述光学镜头组件包括沿Y向分布的Y向大视野镜头和Y向高倍率镜头，以及沿Z向分布的Z向大视野镜头和Z向高倍率镜头。

在本实用新型的一些实施例中，所述Y向大视野镜头的中心线与所述Z向大视野镜头的中心线共面且垂直；所述Y向高倍率镜头的中心线与所述Z向高倍率镜头的中心线共面且垂直。

在本实用新型的一些实施例中，所述光学检测系统还包括光源组件，所述光源组件包括顶光源、底光源和侧光源，其中所述侧光源对称分布于Y向高倍率镜头的上下两侧。

在本实用新型的一些实施例中，所述侧光源包括第一光源和第二光源，所述第一光源的光轴和所述第二光源的光轴与所述Y向高倍率镜头的中心线的夹角均为锐角。

在本实用新型的一些实施例中，所述三轴移动模组包括X向移动模组、Y向移动模组和Z向移动模组；所述Z向移动模组驱动所述光学检测系统沿Z向移动；所述X向移动模组驱动所述Z向移动模组沿X向移动；所述Y向移动模组驱动所述X向移动模组沿Y向移动。

在本实用新型的一些实施例中，所述待测极片的初始检测位为其任一边缘位于所述Y向大视野镜头和Z向大视野镜头的视野内；所述待测极片的边缘信息的采集通过所述X向移动模组的移动实现。

在本实用新型的一些实施例中，所述Z向移动模组运动时，所述Z向高倍率镜头进行位置补偿；所述Y向移动模组运动时，所述Y向高倍率镜头进行位置补偿。

在本实用新型的一些实施例中，所述待测极片通过夹具固定于所述工作台上；所述夹具包括：支撑件、第一夹持件和第二夹持件；所述待测极片位于所述第一夹持件和所述第二夹持件之间；所述支撑件固定于所述工作台上，所述第一夹持件与所述支撑件固定连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一夹持件与所述第二夹持件之间对称设有磁吸部，两者之间的磁性部的磁性相反。

本实用新型的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本实用新型通过设置包括大视野镜头和高倍率镜头的光学检测系统，不仅能够同时检测待测极片的横向和纵向的毛刺，而且能够借助获取的边缘信息，利用各个高倍率镜头进行位置补偿，以保证二者取相效果良好。极大地提高了电池极片的毛刺检测的效率和准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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为实施例中所示出的一种基于多维毛刺检测系统的结构示意图。

图2为实施例中所示出的所述光学检测系统的结构示意图。

图3为实施例中所示出的所述夹具的结构示意图。

附图标记：100-工作台；110-夹具；111-第一夹持件；112-第二夹持件；113-支撑件；210-X向移动模组；220-Y向移动模组；230-Z向移动模组；300-光学检测系统；310-Y向大视野镜头；320-Y向高倍率镜头；330- Z向大视野镜头；340-Z向高倍率镜头；351-第一光源；352-第二光源；400-待测极片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

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。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。在上述实施方式的描述中，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。

实施例1

参照图1所示，一种基于多维自动对焦的极片检测系统，包括：

工作台100，其用于放置待测极片400；

三轴移动模组，其位于所述工作台100上，用于带动光学检测系统300沿三个维度移动；

所述光学检测系统300，包括多个光学镜头组件；所述光学镜头组件包括大视野镜头和高倍率镜头；

其中，所述大视野镜头的中心线与所述高倍率镜头的中心线共面且平行。

具体地，三轴移动模组带动光学检测系统300对待测极片400进行全方位的毛刺检测；大视野镜头能够采集待测极片400的边缘图片，高倍率镜头能够对带测极片400的毛刺进行精确识别，加快了识别效率，也提高了检测的准确度。

在本实用新型的一些实施例中，参照图2所示，所述光学镜头组件包括沿Y向分布的Y向大视野镜头310和Y向高倍率镜头320，以及沿Z向分布的Z向大视野镜头330和Z向高倍率镜头340。

Y向大视野镜头310与Y向高倍率镜头320位于所述待测极片400的水平方向，Z向大视野镜头330与Z向高倍率镜头340使用过程中可以运行至待测极片400的垂直方向上，能够对待测极片400的横向和纵向的毛刺进行全方位的识别。

在本实用新型的一些实施例中，参照图2所示，所述Y向大视野镜头310的中心线与所述Z向大视野镜头330的中心线共面且垂直；所述Y向高倍率镜头320的中心线与所述Z向高倍率镜头340的中心线共面且垂直。

也就是说，Y向大视野镜头310与Z向大视野镜头330布置于同一竖直方向，其中，Y向大视野镜头310对准待测极片400的侧面，从而对该待测极片400的侧面进行巡边；Z向大视野镜头330在经Y向移动模组220移动后可以对准待测极片400的顶面以便于对其顶面进行巡边。

具体地，使用过程中，首先利用三轴移动模组调整光学检测系统300使得待测极片400的右侧边缘位于Z向大视野镜头330和Y向大视野镜头310的视野内；其中所述三轴移动模组包括X向移动模组210、Y向移动模组220和Z向移动模组230；然后X方向移动模组210开始向负方向移动，带动光学检测系统300开始移动；移动过程中获取待测极片400的边缘信息。

借助获取的边缘信息，利用Z方向移动模组230和Y方向移动模组220对Z向高倍率镜头340和Y向高倍率镜头320进行位置补偿，保证二者取相效果良好。

在本实用新型的一些实施例中，继续参照图2所示，所述光学检测系统300还包括光源组件，所述光源组件包括顶光源、底光源和侧光源，其中顶光源位于待测极片400的顶部，在一些实施例中，三轴移动模组设有外壳，所述顶光源固定于该外壳上；所述底光源设于所述工作台100上，具体地是位于夹具110的下方。

所述侧光源对称分布于Y向高倍率镜头320的上下两侧。具体地，所述侧光源包括第一光源351和第二光源352，所述第一光源351的光轴和所述第二光源352的光轴与所述Y向高倍率镜头320的中心线的夹角均为锐角。

其中，第一光源351固定于Y向高倍率镜头320的上方，其照射方向朝下倾斜，优选地，与Y向高倍率镜头320的中心线的夹角为45°；同时，第二光源352固定于Y向高倍率镜头320的下方，其照射方向朝上倾斜，优选地，与Y向高倍率镜头320的中心线的夹角为45°，也就是说，第一光源531的光轴为第二光源532的光轴相交于一点，在该交点处，第一光源531的光轴与第二光源532的光轴的夹角为直角。两者同时对Y向高倍率镜头320补充光亮，提高其视野亮度。

在本实用新型的一些实施例中，关于三轴移动模组，如上文所述，其包括X向移动模组210、Y向移动模组220和Z向移动模组230；

继续参照图1所示，Y向移动模组220其平行设于工作台100的两侧，具体地，Y向移动模组220其包括对称设置的Y向滑动轨道和滑动立柱，Y向滑动轨道固定于工作台100的两侧，每个Y向滑动轨道均滑动设有滑动立柱；随着滑动立柱沿Y向滑动轨道滑动从而带动光学检测系统300沿Y向移动。

两个滑动立柱之间设有横梁，该横梁可以跟随滑动立柱沿Y向移动。所述横梁上固定设有X向滑动轨道，该X向滑动轨道上设于滑动块，其带动光学检测系统300沿X向移动。

所述滑动块上固定设有Z向滑动轨道，光学检测系统300通过连接件直接沿Z向移动；也就是说，所述Z向移动模组230驱动所述光学检测系统300沿Z向移动；所述X向移动模组210驱动所述Z向移动模组230沿X向移动；所述Y向移动模组220驱动所述X向移动模组210沿Y向移动。

在本实用新型的一些实施例中，继续参照图1所示，工作台100上固定设于夹具110，该夹具110用于固定待测极片400，以保证待测极片400与三轴移动模组的相对位置。

参照图3所示，所述夹具包括：支撑件113、第一夹持件111和第二夹持件112；所述待测极片400位于所述第一夹持件111和所述第二夹持件112之间；所述支撑件113固定于所述工作台100上，所述第一夹持件111与所述支撑件113固定连接。

所述第一夹持件111与所述第二夹持件112之间对称设有磁吸部，两者之间的磁性部的磁性相反。也就是说，第一夹持件111与第二夹持件112之间通过磁吸固定。另外，第二夹持件112的顶部可以设置把手，方便检测前或检测完成后将第二夹持件112与第一夹持件111分开，可以更快速的更换待测极片400。

本实用新型的使用过程为：

利用夹具110上的把手将第二夹持件112与第一夹持件111分开，再将待测极片400放置于第一夹持件111上，然后将第二夹持件112放置于待测极片400上，通过第一夹持件111与第二夹持件112之间的磁吸件将待测极片400固定于夹具110上，即固定于工作台100上，从而相对三轴移动模块固定。

之后调整各个方向的移动模组，使得所述待测极片400的初始检测位为其任一边缘位于所述Y向大视野镜头和Z向大视野镜头的视野内，优选地，可以将待测极片400的右侧边缘位于所述Y向大视野镜头和Z向大视野镜头的视野中心；然后X向移动模组210往X轴的负向运动，即带动光学检测系统300采集所述待测极片400的边缘信息。

当获取待测极片400边缘的空间坐标XYZ信息后，控制所述Z向移动模组230运动对所述Z向高倍率镜头340进行位置补偿；另外也控制所述Y向移动模组220运动对所述Y向高倍率镜头320进行位置补偿，以保证两者的取相效果，可以始终同时保持两个高倍镜头对极片边缘处于对焦状态，更全面且更清晰地采集待测极片400的带有毛刺图片。

最后在获取良好图片效果的基础上，可通过软件直接进行图像分析处理，识别待测极片400的横向和纵向的毛刺。

本实用新型的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本实用新型通过设置包括Y向和Z向的两个方向上的大视野镜头和高倍率镜头的光学检测系统300，不仅能够同时检测待测极片400的横向和纵向的毛刺，而且能够借助获取的极片边缘空间坐标信息，利用Y轴和Z轴的移动模组对Z轴和Y轴高倍率镜头进行位置补偿，以保证二者取相同时处于对焦清晰状态并处于视野中心；本实用新型的检测效率高，相对传统的检测方式效率提升数倍。配合选择预编程序，仅人工上下料，实现极片毛刺的自动化检测；另外柔性高，对产品外形无要求，通过三轴移动模组的设置使得该检测系统能够自适应产品外形。由于采集的图片更加清晰，所以待测极片400的毛刺误判率低，消除了人工误判的风险。

在上述实施方式的描述中，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。

以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于多维自动对焦的极片检测系统，其特征在于，包括：

工作台，其用于放置待测极片；

三轴移动模组，其位于所述工作台上，用于带动光学检测系统沿三个维度移动；

所述光学检测系统，包括多个光学镜头组件；所述光学镜头组件包括大视野镜头和高倍率镜头；

其中，所述大视野镜头的中心线与所述高倍率镜头的中心线共面且平行。

2.根据权利要求1所述的一种基于多维自动对焦的极片检测系统，其特征在于，所述光学镜头组件包括沿Y向分布的Y向大视野镜头和Y向高倍率镜头，以及沿Z向分布的Z向大视野镜头和Z向高倍率镜头。

3.根据权利要求2所述的一种基于多维自动对焦的极片检测系统，其特征在于，所述Y向大视野镜头的中心线与所述Z向大视野镜头的中心线共面且垂直；所述Y向高倍率镜头的中心线与所述Z向高倍率镜头的中心线共面且垂直。

4.根据权利要求2所述的一种基于多维自动对焦的极片检测系统，其特征在于，所述光学检测系统还包括光源组件，所述光源组件包括顶光源、底光源和侧光源，其中所述侧光源对称分布于Y向高倍率镜头的上下两侧。

5.根据权利要求4所述的一种基于多维自动对焦的极片检测系统，其特征在于，所述侧光源包括第一光源和第二光源，所述第一光源的光轴和所述第二光源的光轴与所述Y向高倍率镜头的中心线的夹角均为锐角。

6.根据权利要求2所述的一种基于多维自动对焦的极片检测系统，其特征在于，所述三轴移动模组包括X向移动模组、Y向移动模组和Z向移动模组；所述Z向移动模组驱动所述光学检测系统沿Z向移动；所述X向移动模组驱动所述Z向移动模组沿X向移动；所述Y向移动模组驱动所述X向移动模组沿Y向移动。

7.根据权利要求6所述的一种基于多维自动对焦的极片检测系统，其特征在于，所述待测极片的初始检测位为其任一边缘位于所述Y向大视野镜头和Z向大视野镜头的视野内；所述待测极片的边缘信息的采集通过所述X向移动模组的移动实现。

8.根据权利要求6所述的一种基于多维自动对焦的极片检测系统，其特征在于，所述Z向移动模组运动时，所述Z向高倍率镜头进行位置补偿；所述Y向移动模组运动时，所述Y向高倍率镜头进行位置补偿。

9.根据权利要求1所述的一种基于多维自动对焦的极片检测系统，其特征在于，所述待测极片通过夹具固定于所述工作台上；所述夹具包括：支撑件、第一夹持件和第二夹持件；所述待测极片位于所述第一夹持件和所述第二夹持件之间；所述支撑件固定于所述工作台上，所述第一夹持件与所述支撑件固定连接。

10.根据权利要求9所述的一种基于多维自动对焦的极片检测系统，其特征在于，所述第一夹持件与所述第二夹持件之间对称设有磁吸部，两者之间的磁性部的磁性相反。