JP2004156975A - リード位置検出方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】撮像光学系に対して特定の位置に存在しなければ正常な検査を実施できないリードの挫屈検査工程に先立って、円柱状の電池の内部に設けられた短冊状リードの位置を高速高精度に検出する。
【解決手段】電池1を一定角速度で回転させつつ、X線8を照射して、その透過X線を1次元X線撮像器5で連続的にライン撮像し、この1次元X線撮像器5の素子配列方向と電池回転角度を縦軸横軸とする2次元撮像画像を生成し、2次元撮像画像上で透過X線量が最も小さいポイントを抽出し、抽出したポイントに対応する電池回転角度をリード位置として検出する。これにより、リード位置の検出を、正確、高速、非接触に、かつ自動化して行なえる。
【選択図】 図1
【解決手段】電池1を一定角速度で回転させつつ、X線8を照射して、その透過X線を1次元X線撮像器5で連続的にライン撮像し、この1次元X線撮像器5の素子配列方向と電池回転角度を縦軸横軸とする2次元撮像画像を生成し、2次元撮像画像上で透過X線量が最も小さいポイントを抽出し、抽出したポイントに対応する電池回転角度をリード位置として検出する。これにより、リード位置の検出を、正確、高速、非接触に、かつ自動化して行なえる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池製造における検査工程で電池内部のリード位置を検出するためのリード位置検出方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電池製造の際にリードを位置決めする方法として、たとえば、正極リードを設けた正極板と負極リードを設けた負極板とをセパレータを介装して巻回した巻回体について、この巻回体の外周縁部に配置される負極リードを所定の角度位置に位置決めする方法が知られている(たとえば特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−255814号公報(図3)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電池製造における検査工程では、リードの挫屈状態の管理は重要事項であり、円柱状の電池(缶)内部に収納されたリードの曲がり状態や挫屈状態を観察するのに、X線を利用した撮像系が用いられている。しかるに、電池内部のリードは、撮像光学系に対して特定の位置に存在しなければ正常な検査を実施できない。正常な検査を実施するためには、事前にリード位置を把握し、適切な位置規正を施すことが必要なのである。
【0005】
しかしながら、上記した従来のリードの位置決め方法は、巻回体のリードの位置を外部から光スイッチ等の検出器で認識するものであり、電池内部に存在し外部からは見えないリードの位置を検出する適切な手法は無いのが現状である。このため、電池内部のリード位置を高速高精度に検出するための自動化法が課題となっている。
【0006】
本発明は上記課題を解決するもので、電池製造における検査工程で、円柱状の電池内のリード位置を高速高精度に検出できるリード位置検出方法及び装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、電池の内部に設けられた短冊状リードの位置を検出する際に、前記電池を一定角速度で回転させつつ、前記X線を照射して、その透過X線を1次元X線撮像器で連続的にライン撮像し、前記1次元X線撮像器の素子配列方向と電池回転角度を縦軸横軸とする2次元撮像画像を生成し、2次元撮像画像上で前記透過X線量が最も小さいポイントを抽出し、抽出したポイントに対応する電池回転角度をリード位置として検出することを特徴とするもので、リード位置を、X線を利用して正確、高速、非接触に検出できる。
【0008】
請求項2記載の発明は、請求項1記載のリード位置検出方法において、電池の回転軸と1次元撮像器の素子配列方向との間に所定の角度を設定することを特徴とするもので、電池の軸心と回転軸とが一致しない場合や、電池の軸心に対するリードの位置が電池毎にばらつく場合でも、測定対象の電池のリード位置を、X線を利用して正確、高速、非接触に検出できる。
【0009】
請求項3記載の発明は、請求項1記載のリード位置検出方法を実施するリード位置検出装置を、電池を回転させる回転手段と、前記電池の両側に設置されたX線放射線源および1次元X線撮像器と、前記1次元X線撮像器による撮像データを画像化する撮像画像処理装置とを備えた構成としたことを特徴とするもので、リード位置の自動検出が可能である。
【0010】
請求項4記載の発明は、請求項2記載のリード位置検出方法を実施するリード位置検出装置を、電池を回転させる回転手段と、前記電池の両側に設置されたX線放射線源および1次元X線撮像器と、前記1次元X線撮像器による撮像データを画像化する撮像画像処理装置とを備え、前記1次元撮像器をその素子配列方向が前記電池の回転軸に対して所定の角度をなすように設置したことを特徴とする。これにより、電池の軸心と回転軸とが一致しない場合や、電池の軸心に対するリードの位置が電池毎にばらつく場合でも、測定対象の電池のリード位置の自動検出が可能である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態におけるリード位置検出装置の概略構成を示す。
【0012】
1は検査対象物である円柱状の電池、2は電池1内のリードである。3は電池1をその上下面と交わる方向の回転軸の廻りに回転させる回転機構、4、5はそれぞれ電池1の両側に互いに対向して設置されたX線放射線源および1次元X線撮像器、6、7はそれぞれ1次元X線撮像器5による撮像データを画像処理する撮像画像処理装置および撮像画像モニタである。1次元X線撮像器5はその素子配列方向が電池1の軸心と平行になるように設置されている。
【0013】
検査に際しては、回転機構3によって電池1を一定角速度で回転させつつ、電池1にX線放射線源4よりX線を照射し、その透過X線を1次元X線撮像器5で連続的にライン撮像する。
【0014】
このとき放射X線8は、X線放射線源4の放射点から直線放射状に進行し、途中の電池1によって減衰しその一部が1次元X線撮像器5に到達するのであるが、上記したように電池1を回転させているため、撮像画像処理装置6によって2次元画像が生成され、撮像画像モニタ7に表示される。
【0015】
なおその際に、リード2のような短冊状の物体は一般に、その表面が放射X線8の主軸8aに一致しかつ略平行となったとき、つまり短冊状の物体の幅方向あるいは厚み方向の表面に放射X線8の主軸8aが直交するときに、最もX線の吸収量が大きい。そして、リード2がこのような位置にある時に撮像画像の濃度が最も低く(黒く)なり、リード2がそれ以外の位置にある時にはX線の吸収量は小さく、画像濃度は高く(明るく)なる。
【0016】
この時の撮像画像を図2に模式的に示す。9は1次元X線撮像器5の素子配列方向を示し、10は電池1の回転角度に相当し、11は画像濃度が最も黒くなっているポイントである。このポイント11で、円柱状の電池1内に概ね軸心方向に沿って配置されたリード2の表面が放射X線8の主軸8aに一致し、かつ略並行となったことが判る。
【0017】
従って、電池1を1回転させる間に生成される画像上の最も黒いポイント11を抽出し、このポイント11に対応する回転角度12を求めることにより、回転開始位置から何度のところで、リード2が放射X線8の主軸8aに一致し、かつ略並行となったかを求めることができる。つまり、リード2の位置を、X線を利用して正確、高速、非接触に自動検出できるのである。
【0018】
しかし実際には、電池1の軸心と回転軸とが一致するとは限らない。一致しない場合には、電池1を1回転させても、リード2の表面が放射X線8の主軸8aに一致しかつ略並行となる状況にはならず、画像上に特に黒いポイントが生じることはなく、当然ながらそれに相応する回転角度は特定できない。そのため次のような方法をとる。
【0019】
図3に示すように、上述したのと同様に構成されたリード位置検出装置を使用する。ただし、芯ブレ等によって電池1の軸心と回転軸とが一致するとは限らないことを前提として、1次元X線撮像器8は、その素子配列方向が電池1の軸心に対してやや角度を持つように傾斜配置する。
【0020】
これにより、リード2は1次元X線撮像器8の素子配列方向との交点13を持つことになり、撮像画像上に現れる。電池1の軸心と回転軸とが一致しない場合や、電池1の軸心に対するリード2の位置が電池1毎にばらつく場合でも、そのバラツキの範囲が回転半径方向の許容幅14の範囲であれば、リード2は必ず1次元X線撮像器5の素子配列方向との交点13を持つことになり、撮像画像上に現れる。
【0021】
この時の撮像画像を図4に模式的に示す。15は1次元撮像器の素子配列方向を示し、16は電池1の回転角度に相当し、17は画像濃度が最も黒いポイントである。このポイント17でリード2の表面が放射X線8の主軸8aに一致し、かつ略並行となったことが判る。
【0022】
芯ブレ等によって電池1の軸心と回転軸とが一致しない場合、もしくは、電池1の軸心に対するリード2の位置が電池1毎にばらつく場合、ポイント17は、矢印18に示すように素子配列方向9に沿ってずれて撮像されることがあるが、それ以外の方向にずれることはない。
【0023】
従って、上述した手法と同様に、画像上の最も黒いポイント17を抽出し、このポイント17に対応する回転角度19を求めることにより、回転開始位置から何度のところで、リード2が放射X線8の主軸8aに一致し、かつ略並行となったかを求めることができる。つまり、リード2の位置を、X線を利用して正確、高速、非接触に自動検出できるのである。
【0024】
なお、X線放射線源4も図示したように傾斜配置(たとえば5°〜15°)してもよいが、必ずしもこのような傾斜角度をとる必要はない。
【0025】
【発明の効果】
以上の各発明によれば、リチウムイオン電池などの円柱状電池の内部にある短冊状のリードの位置を、X線を利用して正確、高速、非接触に自動検出することができる。これにより、リードを撮像光学系に対して特定の位置に存在させることが必須であるリード挫屈検査を、従来のように位置規正を施すことなく実施可能となり、生産性の向上に大きく寄与することとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態におけるリード位置検出装置の概略構成図
【図2】図1のリード位置検出装置による撮像画像の模式図
【図3】本発明の他の実施形態におけるリード位置検出装置の概略構成図
【図4】図3のリード位置検出装置による撮像画像の模式図
【符号の説明】
1 電池
2 リード
3 回転機構
4 X線放射線源
5 1次元X線撮像器
6 撮像画像処理装置
8 放射X線
9 1次元撮像器の素子配列方向
10 電池の回転角度
11 最も黒いポイント
12 最も黒いポイントに対応する回転角度
13 交点
15 1次元撮像器の素子配列方向
16 電池の回転角度
17 最も黒いポイント
19 最も黒いポイントに対応する回転角度
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池製造における検査工程で電池内部のリード位置を検出するためのリード位置検出方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電池製造の際にリードを位置決めする方法として、たとえば、正極リードを設けた正極板と負極リードを設けた負極板とをセパレータを介装して巻回した巻回体について、この巻回体の外周縁部に配置される負極リードを所定の角度位置に位置決めする方法が知られている(たとえば特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−255814号公報(図3)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電池製造における検査工程では、リードの挫屈状態の管理は重要事項であり、円柱状の電池(缶)内部に収納されたリードの曲がり状態や挫屈状態を観察するのに、X線を利用した撮像系が用いられている。しかるに、電池内部のリードは、撮像光学系に対して特定の位置に存在しなければ正常な検査を実施できない。正常な検査を実施するためには、事前にリード位置を把握し、適切な位置規正を施すことが必要なのである。
【0005】
しかしながら、上記した従来のリードの位置決め方法は、巻回体のリードの位置を外部から光スイッチ等の検出器で認識するものであり、電池内部に存在し外部からは見えないリードの位置を検出する適切な手法は無いのが現状である。このため、電池内部のリード位置を高速高精度に検出するための自動化法が課題となっている。
【0006】
本発明は上記課題を解決するもので、電池製造における検査工程で、円柱状の電池内のリード位置を高速高精度に検出できるリード位置検出方法及び装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、電池の内部に設けられた短冊状リードの位置を検出する際に、前記電池を一定角速度で回転させつつ、前記X線を照射して、その透過X線を1次元X線撮像器で連続的にライン撮像し、前記1次元X線撮像器の素子配列方向と電池回転角度を縦軸横軸とする2次元撮像画像を生成し、2次元撮像画像上で前記透過X線量が最も小さいポイントを抽出し、抽出したポイントに対応する電池回転角度をリード位置として検出することを特徴とするもので、リード位置を、X線を利用して正確、高速、非接触に検出できる。
【0008】
請求項2記載の発明は、請求項1記載のリード位置検出方法において、電池の回転軸と1次元撮像器の素子配列方向との間に所定の角度を設定することを特徴とするもので、電池の軸心と回転軸とが一致しない場合や、電池の軸心に対するリードの位置が電池毎にばらつく場合でも、測定対象の電池のリード位置を、X線を利用して正確、高速、非接触に検出できる。
【0009】
請求項3記載の発明は、請求項1記載のリード位置検出方法を実施するリード位置検出装置を、電池を回転させる回転手段と、前記電池の両側に設置されたX線放射線源および1次元X線撮像器と、前記1次元X線撮像器による撮像データを画像化する撮像画像処理装置とを備えた構成としたことを特徴とするもので、リード位置の自動検出が可能である。
【0010】
請求項4記載の発明は、請求項2記載のリード位置検出方法を実施するリード位置検出装置を、電池を回転させる回転手段と、前記電池の両側に設置されたX線放射線源および1次元X線撮像器と、前記1次元X線撮像器による撮像データを画像化する撮像画像処理装置とを備え、前記1次元撮像器をその素子配列方向が前記電池の回転軸に対して所定の角度をなすように設置したことを特徴とする。これにより、電池の軸心と回転軸とが一致しない場合や、電池の軸心に対するリードの位置が電池毎にばらつく場合でも、測定対象の電池のリード位置の自動検出が可能である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態におけるリード位置検出装置の概略構成を示す。
【0012】
1は検査対象物である円柱状の電池、2は電池1内のリードである。3は電池1をその上下面と交わる方向の回転軸の廻りに回転させる回転機構、4、5はそれぞれ電池1の両側に互いに対向して設置されたX線放射線源および1次元X線撮像器、6、7はそれぞれ1次元X線撮像器5による撮像データを画像処理する撮像画像処理装置および撮像画像モニタである。1次元X線撮像器5はその素子配列方向が電池1の軸心と平行になるように設置されている。
【0013】
検査に際しては、回転機構3によって電池1を一定角速度で回転させつつ、電池1にX線放射線源4よりX線を照射し、その透過X線を1次元X線撮像器5で連続的にライン撮像する。
【0014】
このとき放射X線8は、X線放射線源4の放射点から直線放射状に進行し、途中の電池1によって減衰しその一部が1次元X線撮像器5に到達するのであるが、上記したように電池1を回転させているため、撮像画像処理装置6によって2次元画像が生成され、撮像画像モニタ7に表示される。
【0015】
なおその際に、リード2のような短冊状の物体は一般に、その表面が放射X線8の主軸8aに一致しかつ略平行となったとき、つまり短冊状の物体の幅方向あるいは厚み方向の表面に放射X線8の主軸8aが直交するときに、最もX線の吸収量が大きい。そして、リード2がこのような位置にある時に撮像画像の濃度が最も低く(黒く)なり、リード2がそれ以外の位置にある時にはX線の吸収量は小さく、画像濃度は高く(明るく)なる。
【0016】
この時の撮像画像を図2に模式的に示す。9は1次元X線撮像器5の素子配列方向を示し、10は電池1の回転角度に相当し、11は画像濃度が最も黒くなっているポイントである。このポイント11で、円柱状の電池1内に概ね軸心方向に沿って配置されたリード2の表面が放射X線8の主軸8aに一致し、かつ略並行となったことが判る。
【0017】
従って、電池1を1回転させる間に生成される画像上の最も黒いポイント11を抽出し、このポイント11に対応する回転角度12を求めることにより、回転開始位置から何度のところで、リード2が放射X線8の主軸8aに一致し、かつ略並行となったかを求めることができる。つまり、リード2の位置を、X線を利用して正確、高速、非接触に自動検出できるのである。
【0018】
しかし実際には、電池1の軸心と回転軸とが一致するとは限らない。一致しない場合には、電池1を1回転させても、リード2の表面が放射X線8の主軸8aに一致しかつ略並行となる状況にはならず、画像上に特に黒いポイントが生じることはなく、当然ながらそれに相応する回転角度は特定できない。そのため次のような方法をとる。
【0019】
図3に示すように、上述したのと同様に構成されたリード位置検出装置を使用する。ただし、芯ブレ等によって電池1の軸心と回転軸とが一致するとは限らないことを前提として、1次元X線撮像器8は、その素子配列方向が電池1の軸心に対してやや角度を持つように傾斜配置する。
【0020】
これにより、リード2は1次元X線撮像器8の素子配列方向との交点13を持つことになり、撮像画像上に現れる。電池1の軸心と回転軸とが一致しない場合や、電池1の軸心に対するリード2の位置が電池1毎にばらつく場合でも、そのバラツキの範囲が回転半径方向の許容幅14の範囲であれば、リード2は必ず1次元X線撮像器5の素子配列方向との交点13を持つことになり、撮像画像上に現れる。
【0021】
この時の撮像画像を図4に模式的に示す。15は1次元撮像器の素子配列方向を示し、16は電池1の回転角度に相当し、17は画像濃度が最も黒いポイントである。このポイント17でリード2の表面が放射X線8の主軸8aに一致し、かつ略並行となったことが判る。
【0022】
芯ブレ等によって電池1の軸心と回転軸とが一致しない場合、もしくは、電池1の軸心に対するリード2の位置が電池1毎にばらつく場合、ポイント17は、矢印18に示すように素子配列方向9に沿ってずれて撮像されることがあるが、それ以外の方向にずれることはない。
【0023】
従って、上述した手法と同様に、画像上の最も黒いポイント17を抽出し、このポイント17に対応する回転角度19を求めることにより、回転開始位置から何度のところで、リード2が放射X線8の主軸8aに一致し、かつ略並行となったかを求めることができる。つまり、リード2の位置を、X線を利用して正確、高速、非接触に自動検出できるのである。
【0024】
なお、X線放射線源4も図示したように傾斜配置(たとえば5°〜15°)してもよいが、必ずしもこのような傾斜角度をとる必要はない。
【0025】
【発明の効果】
以上の各発明によれば、リチウムイオン電池などの円柱状電池の内部にある短冊状のリードの位置を、X線を利用して正確、高速、非接触に自動検出することができる。これにより、リードを撮像光学系に対して特定の位置に存在させることが必須であるリード挫屈検査を、従来のように位置規正を施すことなく実施可能となり、生産性の向上に大きく寄与することとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態におけるリード位置検出装置の概略構成図
【図2】図1のリード位置検出装置による撮像画像の模式図
【図3】本発明の他の実施形態におけるリード位置検出装置の概略構成図
【図4】図3のリード位置検出装置による撮像画像の模式図
【符号の説明】
1 電池
2 リード
3 回転機構
4 X線放射線源
5 1次元X線撮像器
6 撮像画像処理装置
8 放射X線
9 1次元撮像器の素子配列方向
10 電池の回転角度
11 最も黒いポイント
12 最も黒いポイントに対応する回転角度
13 交点
15 1次元撮像器の素子配列方向
16 電池の回転角度
17 最も黒いポイント
19 最も黒いポイントに対応する回転角度
Claims (4)
- 電池の内部に設けられた短冊状リードの位置を検出するリード位置検出方法であって、
前記電池を一定角速度で回転させつつ、前記電池にX線を照射し、その透過X線を1次元X線撮像器で連続的にライン撮像し、前記1次元X線撮像器の素子配列方向と電池回転角度を縦軸横軸とする2次元撮像画像を生成し、2次元撮像画像上で前記透過X線量が最も小さいポイントを抽出し、抽出したポイントに対応する電池回転角度をリード位置として検出するリード位置検出方法。 - 電池の回転軸と1次元撮像器の素子配列方向との間に所定の角度を設定する請求項1記載のリード位置検出方法。
- 請求項1記載のリード位置検出方法を実施するリード位置検出装置であって、
電池を回転させる回転手段と、前記電池の両側に設置されたX線放射線源および1次元X線撮像器と、前記1次元X線撮像器による撮像データを画像化する撮像画像処理装置とを備えたリード位置検出装置。 - 請求項2記載のリード位置検出方法を実施するリード位置検出装置であって、
電池を回転させる回転手段と、前記電池の両側に設置されたX線放射線源および1次元X線撮像器と、前記1次元X線撮像器による撮像データを画像化する撮像画像処理装置とを備え、前記1次元撮像器をその素子配列方向が前記電池の回転軸に対して所定の角度をなすように設置したリード位置検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002321906A JP2004156975A (ja) | 2002-11-06 | 2002-11-06 | リード位置検出方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002321906A JP2004156975A (ja) | 2002-11-06 | 2002-11-06 | リード位置検出方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004156975A true JP2004156975A (ja) | 2004-06-03 |
Family
ID=32802243
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002321906A Pending JP2004156975A (ja) | 2002-11-06 | 2002-11-06 | リード位置検出方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004156975A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009110937A (ja) | 2007-09-20 | 2009-05-21 | Celgard Llc | X線感知電池セパレータ及び電池内のセパレータの位置を検出する方法 |
JP2012004074A (ja) * | 2010-06-21 | 2012-01-05 | Hitachi Setsubi Eng Co Ltd | タブ付き電極材を内装した筒型電池のタブ検査方法、その検査方法に用いるタブ検査装置、及びタブマーキング装置 |
CN103376268A (zh) * | 2012-04-20 | 2013-10-30 | Ckd株式会社 | 检查装置 |
US9274068B2 (en) | 2010-01-19 | 2016-03-01 | Celgard Llc | Methods related to X-ray sensitive battery separators |
KR20180004589A (ko) * | 2016-07-04 | 2018-01-12 | 주식회사 엘지화학 | 2차 전지 검사용 툴 및 그것을 이용한 검사 방법 |
USRE47520E1 (en) | 2000-04-10 | 2019-07-16 | Celgard, Llc | Separator for a high energy rechargeable lithium battery |
JP7466362B2 (ja) | 2020-04-13 | 2024-04-12 | 東芝Itコントロールシステム株式会社 | 非破壊検査装置 |
-
2002
- 2002-11-06 JP JP2002321906A patent/JP2004156975A/ja active Pending
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