JP2001324449A - 検査方法及び検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、検査方法及び検査装置に関し、例
えばリチウムイオン二次電池の製造工程に適用して、部
品の光学的な性質が似通っている場合でも、各部品の境
界を確実に検出することができるようにする。 【解決手段】 本発明は、撮像手段１２の光軸を間に挟
んで、検査対象３、４の境界と略平行に延長する１組の
線光源１３Ｌ、１３Ｒで検査対象３、４を照明する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検査方法及び検査
装置に関し、例えばリチウムイオン二次電池の製造工程
に適用することができる。本発明は、撮像手段の光軸を
間に挟んで、検査対象の境界と略平行に延長する１組の
線光源で検査対象を照明することにより、部品の光学的
な性質が似通っている場合でも、各部品の境界を確実に
検出することができるようにする。

【従来の技術】従来、リチウムイオン二次電池の製造工
程は、円筒形状の負極缶に電極体を収納した後、この電
極体のタブに安全弁をレーザー溶接するようになされお
り、このレーザー溶接の結果を検査工程により検査する
ようになされている。

【０００２】すなわちリチウムイオン二次電池は、正極
シート材、セパレータ、負極シート材の積層体を巻回し
て円柱形状に電極体が作成される。タブは、例えばアル
ミニウムによる薄板材により形成され、このうち正極側
のタブ３は、図６に示すように、負極缶２に電極体を収
納にした際に、負極缶２の端面より突出するように電極
体に配置される。安全弁４は、内部ガスを一次的に放出
して内部圧力の異常な増大を防止するために配置され、
タブ３との接続により正極シート材を正極端子に接続す
る接続材料としての機能も併せて担うようになされてい
る。

【０００３】このようなタブ３と安全弁４とのレーザー
溶接は、タブ３を位置決めして安全弁４と重ね合わせ、
安全弁４の所定位置にレーザービームを照射して実行さ
れる。

【０００４】これに対してリチウムイオン二次電池は、
矢印Ａにより示すように、安全弁４に対してタブ３が位
置ずれする場合がある。このような位置ずれが甚だしく
なると、リチウムイオン二次電池では、タブ３と安全弁
４とが重なり合った部位を正しくレーザー溶接すること
が困難になり、その分、レーザー溶接箇所の面積が少な
くなってしまう。この溶接の面積が著しく少なくなると
リチウムイオン二次電池では、安全弁４よりタブ３が外
れてしまう場合も考えられる。

【０００５】このため従来の製造工程では、レーザー溶
接の後の検査工程において、溶接箇所を撮像して撮像結
果を画像処理することにより、正しく溶接されていない
製品を検出するようになされている。ここでタブ３と安
全弁４とは、共にステンレス板、アルミニウム板等を成
型した部品であり、高い反射率により照明の光を反射す
る点で、光学的な性質が似通った材料により作成され
る。このためレーザー溶接箇所の撮像結果においては、
このような光学的な性質の共通性により、タブ、安全弁
間でコントラストを十分に確保できない欠点がある。

【０００６】このためこの検査工程では、専ら、正しく
レーザー溶接された製品を撮像したタブ及び安全弁の画
像と、検査対象の製品より得られるタブ及び安全弁の画
像との全体比較により、これらの画像間の差異を検出
し、異常を検出するようになされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで撮像結果にお
いて、このような光学的な性質が似通った材料による部
品間でも、明確に、境界を検出することができれば、さ
らに一段とこの種の検査の精度を向上できると考えられ
る。

【０００８】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、部品の光学的な性質が似通っている場合でも、部品
間の境界を明確に検出することができる検査方法及び検
査装置を提案しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め請求項１の発明においては、検査方法に適用して、撮
像手段の光軸を間に挟んで配置された、境界と略平行に
延長する１組の線光源により検査対象を照明する。

【００１０】また請求項５の発明においては、検査装置
に適用して、撮像手段の光軸を間に挟んで配置され、複
数の部品による検査対象の境界と略平行に延長する１組
の線光源を有するようにする。

【００１１】請求項１の構成によれば、撮像手段の光軸
を間に挟んで線光源が配置されていることにより、この
光源の光は、検査対象に斜め入射することになる。これ
によりこの光源の照明による撮像結果においては、部品
の光学的な性質が似通っている場合でも、境界の部分で
は、他の部位とは明確な差異が観察されることになる。
このときこれらの光源が境界と略平行に延長する線光源
であることにより、このような境界における他の部位と
の明確な差異が、境界に沿って観察されることになる。
またこれらの光源が光軸を間に挟んで１組配置されてい
ることにより、影の発生を有効に回避して、このような
境界の差異を観察することができる。これらによりこの
ような照明による撮像結果を処理して、部品の光学的な
性質が似通っている場合でも、各部品の境界を明確に検
出することができる。

【００１２】これにより請求項５の構成によれば、部品
の光学的な性質が似通っている場合でも、各部品の境界
を明確に検出可能な検査装置を得ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、適宜図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳述する。

【００１４】図１は、本発明の実施の実施の形態に係る
検査装置を示す略線図である。この検査装置１１は、リ
チウムイオン二次電池におけるレーザー溶接の検査工程
に適用される。このため検査装置１１は、図６について
説明した製品が検査対象として順次供給される。

【００１５】検査装置１１は、所定位置にテレビジョン
カメラ１２が固定され、順次供給される検査対象の移動
がこのテレビジョンカメラ１２の正面で一次停止するよ
うになされている。検査装置１１は、このように移動が
停止した状態でテレビジョンカメラ１２で得られる撮像
結果をパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１４により処理
し、タブ３に対する安全弁４の位置ずれを検出する。

【００１６】この処理において、検査装置１１では、図
示しない検出手段による検出結果により、安全弁４の位
置を基準にして、このような検査対象の移動を停止し、
これにより安全弁４については、テレビジョンカメラ１
２に対して一定の位置に配置して撮像するようになされ
ている。

【００１７】検査装置１１においては、この撮像装置１
２の光軸を上下左右より間に挟むように、２組の線光源
１３Ｕ、１３Ｄ、１３Ｌ、１３Ｒが配置される。ここで
これらの線光源１３Ｕ、１３Ｄ、１３Ｌ、１３Ｒは、細
長く形成された光源配置面に複数の赤色発光ダイオード
を線状に複数列配置して構成される。これらの線光源１
３Ｕ、１３Ｄ、１３Ｌ、１３Ｒは、矢印により示すよう
に、それぞれ延長方向と平行な軸を回動軸にして回動自
在に構成され、これにより照明光の出射方向を適切に変
更できるようになされている。

【００１８】さらに線光源１３Ｕ、１３Ｄ、１３Ｌ、１
３Ｒは、検査対象に設定された部品間の境界と略平行に
延長する側が選択的に点灯される。この実施の形態にお
いて、パーソナルコンピュータ１４は、上述したように
安全弁４を常に一定の位置で撮像して、タブ３（図６参
照）の垂直方向に延長する部品間の境界Ｌを検出するよ
うになされ、これによりタブ３の位置ずれを検出する。
このため線光源１３Ｕ、１３Ｄ、１３Ｌ、１３Ｒは、垂
直に延長する側の線光源１３Ｕ、１３Ｄ側が選択的に点
灯される。

【００１９】これにより検査装置１１では、タブ３と安
全弁４との光学的な性質が似通っている場合でも、これ
らの境界を明確に検出できるようになされている。すな
わち撮像手段であるテレビジョンカメラ１２の光軸を間
に挟んで線光源１３Ｕ、１３Ｄが配置されていることに
より、この光源１３Ｕ、１３Ｄの照明光は、検査対象に
斜め入射することになる。これによりこの光源１３Ｕ、
１３Ｄの照明による撮像結果においては、部品の光学的
な性質が似通っている場合でも、境界の部分では、部品
間で撮像手段までの距離が異なることにより、各部品の
他の部位とは明確な差異が観察される。

【００２０】またこれらの光源１３Ｕ、１３Ｄが境界と
略平行に延長する線光源であることにより、このような
境界における他の部位との明確な差異が、境界に沿って
明確に観察されることになる。さらにこれらの光源１３
Ｕ、１３Ｄが光軸を間に挟んで１組配置されていること
により、一方の光源による影の部分については、他方の
光源により影とならないようにすることができる。これ
らにより境界だけを明確に観察可能とすることができ
る。

【００２１】図２は、このようにして得られる撮像結果
を示す図であり、図３は、この図２との対比により一方
向からのみの照明による場合の撮像結果（すなわち従来
方法による撮像結果である）を示す平面図である。これ
らの比較より、タブ３と安全弁４との光学的な性質が似
通っている場合でも、この実施の形態においては、垂直
方向に延長するタブ３、安全弁４間の境界を明確に判定
できることが判る。なおこの２つの撮像結果は、輝度レ
ベルを２値により表した２値化画像である。

【００２２】パーソナルコンピュータ１４は、内蔵のビ
デオボードによりテレビジョンカメラ１２より出力され
るビデオ信号を信号処理し、この信号処理結果を所定の
タイミングで取り込むことにより、検査対象の撮像結果
を取得する。さらにパーソナルコンピュータ１４は、図
４に示す処理手順の実行によりこの撮像結果を処理し、
これにより位置ずれを検出して不良品を検出する。

【００２３】すなわちパーソナルコンピュータ１４は、
撮像結果を取得すると、ステップＳＰ１からステップＳ
Ｐ２に移り、ここで画像補正処理を実行する。ここで画
像補正処理は、多値により表された撮像結果の輝度レベ
ルを所定のしきい値により２値化することにより、高輝
度の部分と低輝度の部分との間のコントラストを強調し
て実行される。

【００２４】このようにしてコントラストを強調する
と、続いてパーソナルコンピュータ１４は、ステップＳ
Ｐ３に移り、事前に設定された座標値を基準にして、図
５に示すように、撮像結果中にサーチエリアＡＲを設定
する。なおここでサーチエリアＡＲは、横方向に細長い
領域であり、レーザー溶接の箇所を避けて、垂直方向に
延長するタブ３と安全弁４との境界のうちの一方を必ず
含む範囲に設定される。

【００２５】パーソナルコンピュータ１４は、続いてス
テップＳＰ４に移り、サーチエリアＡＲ内で境界をサー
チする。ここでこの処理は、所定の基準画像をサーチエ
リアＡＲ内で順位横方向に変位させながら、この基準画
像と重なり合う撮像結果との間で、画素値の相違を集計
し、集計値が最も小さくなる基準画像の変位位置を検出
して実行される。これによりパーソナルコンピュータ１
４は、所定の検査エリアにおいて基準画像を順次移動さ
せて比較結果を判定することにより、この基準画像との
マッチングにより境界の位置を検出するようになされて
いる。

【００２６】パーソナルコンピュータ１４は、続いてス
テップＳＰ５に移り、ここで境界の位置を検出できたか
否か判断する。ここで否定結果が得られると、この場合
照明の故障等が考えられることにより、パーソナルコン
ピュータ１４は、ステップＳＰ６に移り、サーチエラー
信号を出力してメンテナンス員にエラーを通知する。ま
た検査対象をラインより排除するように、所定の駆動機
構を駆動し、ステップＳＰ７に移ってこの処理手順を終
了する。

【００２７】これに対してステップＳＰ５で肯定結果が
得られると、パーソナルコンピュータ１４は、ステップ
ＳＰ８に移り、検出した座標値を記憶手段に記憶し、こ
れにより工程管理等の資料に利用できるようにする。続
いてパーソナルコンピュータ１４は、ステップＳＰ９に
移り、ここで基準の座標値からこのようにして取得した
座標値を減算することによりタブ３の位置ずれ量を検出
する。

【００２８】続いてパーソナルコンピュータ１４は、ス
テップＳＰ１０に移り、ここでステップＳＰ９で計算し
た位置ずれ量が所定範囲内か否か判断する。なおここで
この判定は、それぞれ撮像結果における右方向及び左方
向の位置ずれ量を正及び負により表して設定した正側基
準値ＵＳＬ及び負側基準値ＬＳＬとの比較により実行さ
れる。

【００２９】このステップＳＰ１０において、否定結果
が得られると、パーソナルコンピュータ１４は、ステッ
プＳＰ１１に移り、ここでタブの位置ずれにより不良品
であることを示す判定信号を送出し、所定の駆動機構に
よりこの検査対象をラインより取り除いて不良品の置き
場に搬送した後、ステップＳＰ７に移ってこの処理手順
を終了する。

【００３０】これに対してステップＳＰ１０で肯定結果
が得られると、パーソナルコンピュータ１４は、ステッ
プＳＰ１２に移り、タブの位置ずれが許容範囲内である
ことを示すＯＫ信号を出力し、この検査対象を続く工程
に搬送した後、ステップＳＰ７に移ってこの処理手順を
終了する。

【００３１】以上の構成によれば、撮像手段の光軸を間
に挟んで、検査対象の境界と略平行に延長する１組の線
光源で検査対象を照明することにより、部品の光学的な
性質が似通っている場合でも、部品間の境界を確実に検
出することができる。

【００３２】またこのような撮像結果においては、境界
で他の部位と階調が異なることにより、撮像結果におけ
る階調を判定して境界を検出することができる。

【００３３】また撮像結果のコントラストを強調した
後、所定の検査エリアを設定して基準画像を順次移動さ
せて得られる比較結果の判定により境界を検出すること
により、簡易かつ確実に境界を検出することができる。

【００３４】これらによりタブの位置ずれを簡易かつ確
実に検出して、電池の信頼性を向上することができる。

【００３５】なお上述の実施の形態においては、赤色発
光ダイオードにより線状光源を使用する場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、ライトガイド、蛍光灯
等、種々の線光源を広く適用することができる。

【００３６】また上述の実施の形態においては、本発明
をリチウムイオン二次電池の製造工程に適用して、タブ
と安全弁との境界を検出する場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、種々の電池の製造工程に適用して
タブと安全弁との境界を検出する場合、さらには電池以
外の種々の製造工程に適用して、境界の検出により位置
ずれを検出する場合等に広く適用することができる。

【００３７】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、撮像手段
の光軸を間に挟んで、検査対象の境界と略平行に延長す
る１組の線光源で検査対象を照明することにより、部品
の光学的な性質が似通っている場合でも、各部品の境界
を確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る検査装置を示す斜視
図である。

【図２】図１の検査装置により撮像結果を示す平面図で
ある。

【図３】図２との対比により、従来の撮像結果を示す平
面図である。

【図４】図２の検査装置におけるパーソナルコンピュー
タの処理手順を示すフローチャートである。

【図５】サーチエリアを示す平面図である。

【図６】電池の構成を示す側面図である。

【符号の説明】

２……負極缶、３……タブ、４……安全弁、１２……テ
レビジョンカメラ、１３Ｕ、１３Ｄ、１３Ｌ、１３Ｒ…
…光源、１４……パーソナルコンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G051 AA61 AA62 AA90 AB13 BA01 BA20 BB02 CA04 CB01 EA11 EA16 ED22 5H011 AA09 DD11 DD26 5H012 AA01 BB02 JJ02 JJ06 5H022 AA09 AA18 BB17 CC08 CC12 CC19

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の部品による検査対象の撮像結果を処
   理して、前記部品間の境界を検出して処理する検査方法
   において、 撮像手段の光軸を間に挟んで配置された、前記境界と略
   平行に延長する１組の線光源により前記検査対象を照明
   することを特徴とする検査方法。
2. 【請求項２】前記撮像結果における階調を判定して前記
   境界を検出することを特徴とする請求項１に記載の検査
   方法。
3. 【請求項３】前記線光源が複数の発光ダイオードを線状
   に配置して形成されたことを特徴とする請求項１に記載
   の検査方法。
4. 【請求項４】前記複数の部品が、電池を形成する電極体
   のタブと、前記タブに接続された安全弁であることを特
   徴とする請求項１に記載の検査方法。
5. 【請求項５】前記境界の検出位置を基準にして、前記タ
   ブと前記安全弁との相対位置を判定することを特徴とす
   る請求項４に記載の検査方法。
6. 【請求項６】複数の部品による検査対象を撮像する撮像
   手段と、 前記撮像手段の光軸を間に挟んで配置され、前記複数の
   部品による検査対象の境界と略平行に延長する１組の線
   光源と、 前記撮像手段より得られる撮像結果を処理して、前記境
   界を検出して処理する画像処理手段とを備えることを特
   徴とする検査装置。
7. 【請求項７】前記画像処理手段は、 前記撮像結果のコントラストを強調した後、所定の検査
   エリアを設定し、前記検査エリアにおいて基準画像を順
   次移動させて比較結果を判定することにより、前記境界
   を検出することを特徴とする請求項６に記載の検査装
   置。
8. 【請求項８】前記画像処理手段は、 前記境界の検出位置により、前記部品間の位置ずれを判
   定することを特徴とする請求項６に記載の検査装置。
9. 【請求項９】前記複数の部品が、 電池を形成する電極体のタブと、前記タブに接続された
   安全弁であることを特徴とする請求項６に記載の検査装
   置。