JP2004296271A

JP2004296271A - 封口剤の塗布状態の良否判定検査装置および方法

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Publication number: JP2004296271A
Application number: JP2003087216A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Tagami; 忠大田上; Tomofumi Akiba; 朋史秋葉
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】電池製造過程において金属製外装缶の開口部付近の内壁に塗布される封口剤の塗布の有無、塗布斑の良否を的確に判定することができる電池封口剤検査装置および電池封口剤検査方法を提供する。
【解決手段】被検査体２５は、円筒形状の照射光源２０によって照射され、照射光源２０の中央の貫通部を介してカメラ２２によって、被検査体２５からの反射光が撮像される。カメラ２２によって撮像された画像は、画像処理装置２３に出力され、グレー処理を用いた画像処理が施される。また、画像処理装置２３の出力側には、画像モニタ２４が接続され、必要に応じて、処理前の画像または処理後の画像をモニタすることができる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池の製造過程において、電池の容器の内壁に環状に塗布された封口剤の塗布状態の良否を画像処理により判別することができる封口剤の塗布状態の良否判定検査装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円筒型のアルカリ蓄電池においては、金属製外装缶の内部に正極作用物質などを収納した後、その金属製外装缶の開口部付近の内壁に環状にアスファルトなどから構成される黒色や褐色の封口剤を塗布する。この塗布状態が断続的であったり、塗布斑を有している場合、完成した製品から液漏れなどを生じることがあった。
【０００３】
そこで、従来からアルカリ蓄電池の製造過程において、画像処理などを用いて封口剤の塗布状態の良否判定を行っている。次に、被検査体の一例である円筒型アルカリ蓄電池２００について説明し、さらに、従来行われている画像処理を用いた封口剤の塗布状態の良否判定について説明する。
【０００４】
図１０には、被検査体の一例である円筒型アルカリ蓄電池２００の断面図を示す。封口剤の塗布状態の良否判定を行う工程では、円筒型アルカリ蓄電池２００は、図１０に示すように、金属製外装缶２０１、正極作用物質２０２、封口剤塗布層２０３で構成されている。
【０００５】
金属製外装缶２０１内には、正極作用物質２０２が配設されており、また、金属製外装缶２０１の開口部付近の内壁には、封口剤が環状に塗布された封口剤塗布層２０３が形成されている。
【０００６】
従来は、このように金属製外装缶２０１の開口部付近の内壁に環状に塗布された封口剤塗布層２０３の塗布状態の良否を判定するために、被検査体である金属製外装缶２０１の上方に円筒形状の照明装置を配置し、さらに、その照明装置の中心軸上の上方に撮像装置を配置して、照明装置により封口剤塗布層２０３を照明しながら撮像していた。そして、撮像された画像は、画像処理装置により、２値化処理が施されモニタを介して封口剤塗布層２０３の塗布状態の良否が判定されていた。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２６１３８８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の封口剤の塗布状態の検査では、撮像された画像を画像処理装置により２値化処理して、塗布状態の良否が判定されていた。しかしながら、この検査方法では、撮像される際の光の反射状態によっては、封口剤が塗られていない部分を的確に検知し難いことがあった。また、２値化処理を用いた画像処理では、撮像された画像を、基準位置に位置修正する際、基準の画像と相関が高い領域を的確に検索し難いことがあり、撮像された画像が基準位置に位置修正されないことがあった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、電池製造過程において金属製外装缶の開口部付近の内壁に塗布される封口剤の塗布の有無、塗布斑の良否を的確に判定することができ、電池製造の信頼性を向上させることができる封口剤の塗布状態の良否判定検査装置および方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の封口剤の塗布状態の良否判定検査装置は、開口部の内周に封口剤を塗布した金属缶を該開口部を上に向けて搬送する金属缶搬送路と、前記金属缶搬送路を搬送される前記金属缶の開口部を照射する光源と、前記金属缶搬送路の上方に配置され、前記金属缶の開口部を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された画像を任意の画素区分ごとに多段階に階調処理する階調処理手段と、前記金属缶の内周に塗布された封口剤からの濃度信号の平均値を予め設定された第１のしきい値と比較する第１の判定手段と、前記画素区分ごとの濃度信号と隣接する画素区分の濃度信号との差を予め設定された第２のしきい値と比較する第２の判定手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
この封口剤の塗布状態の良否判定検査装置によれば、階調処理手段によって取り込まれた画像は、例えば、各画素を０から２５５の濃度値に区分するグレー処理などの階調処理が施されるため、金属缶の開口部からの反射光の変動に左右され難く、封口剤の塗布状態を的確に検知することができる。また、光源から照射される光に斑がある場合でも、光が均一に照射された場合と同様の画像処理することができ、封口剤の塗布状態の良否判定に対して、高い信頼性を維持することができる。
【００１２】
本発明の封口剤の塗布状態の良否判定検査方法は、開口部の内周に封口剤を塗布した金属缶の開口部を照射する照射ステップと、前記金属缶の開口部を撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップによって撮像された画像を任意の画素区分ごとに多段階に階調処理する階調処理ステップと、前記階調処理ステップによって多段階に階調処理された画像と予め設定された基準画像とを比較し、該画像を基準位置に位置修正する位置修正ステップと、基準位置に位置修正された前記画像の所定の領域の平均濃度と予め設定された第１のしきい値とを比較し、前記封口剤の塗布の有無を判定する塗布有無判定ステップと、前記封口剤の塗布の有無が判定された前記画像の前記所定の領域を区分し、該区分された隣接する領域間における平均濃度差と予め設定された第２のしきい値とを比較し、前記封口剤の塗布の斑を判定する塗布斑判定ステップとを具備することを特徴とする。
【００１３】
この封口剤の塗布状態の良否判定検査方法によれば、階調処理ステップにおいて、画像は、例えば、各画素を０から２５５の濃度値に区分するグレー処理などの階調処理が施されるため、予め登録された画像との相関が取りやすく、その画像を基準位置に的確に位置修正することができる。また、金属缶の開口部からの反射光の変動に左右され難く、塗布有無判定ステップおよび塗布斑判定ステップにおいて、封口剤の塗布状態を的確に検知することができる。また、光源から照射される光に斑がある場合でも、光が均一に照射された場合と同様の画像処理することができ、封口剤の塗布状態の良否判定に対して、高い信頼性を維持することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
本発明の一実施の形態の電池封口剤検査装置１の概要を図１乃至４を参照して説明する。
図１は、一実施の形態の電池封口剤検査装置１が設置された電池製造ラインの要部を示す上面図、図２は、電池封口剤検査装置１の概要を示す斜視図である。また、図３および４には、図１に示した電池製造ラインで搬送されるキャリア２の断面図を示す。
【００１６】
図１に示した主搬送路１４で搬送されるキャリア２は、図３に示すように、負極側が開口された金属製外装缶３と、金属製外装缶３を離脱可能に支持する支持冶具４で構成される。また、金属製外装缶３の内壁面の一部には、正極作用物質５が配設されている。
【００１７】
主搬送路１４を一列に整列されて搬送されるキャリア２は、主搬送路１４にその一部が突出するように設置された入口ダイヤル６の溝部に当接し、入口ダイヤルガイド７に摺接しながら入口ダイヤル６の回転方向に移動される。入口ダイヤル６によって回転移動されたキャリア２は、入口ダイヤル６に接するように設置されたメインダイヤル８の溝部に、入口ダイヤル６の溝部から移動される。なお、入口ダイヤル６とメインダイヤル８は、それぞれの溝部が対応するように回転している。
【００１８】
メインダイヤル８の溝部に移動されたキャリア２は、その溝部に当接して、メインダイヤルガイド９に摺接しながらメインダイヤル８の回転方向に移動される。そして、メインダイヤル８によって移動される間に、メインダイヤル８の各溝部に対応して設置された封口剤塗布装置１０によって、金属製外装缶３の開口部付近の内壁に封口剤が塗布され、図４に示すように、封口剤塗布層１１が形成される。
【００１９】
封口剤塗布層１１が形成されたキャリア２は、メインダイヤル８に接するように設置された出口ダイヤル１２の溝部に、メインダイヤル８の溝部から移動される。なお、メインダイヤル８と出口ダイヤル１２は、それぞれの溝部が対応するように回転している。
【００２０】
出口ダイヤル１２の溝部に移動されたキャリア２は、その溝部に当接して、出口ダイヤルガイド１３に摺接しながら出口ダイヤル１２の回転方向に移動される。出口ダイヤル１２のキャリア２の搬送路には、電池封口剤検査装置１が設置され、この電池封口剤検査装置１によって、搬送されるキャリア２について封口剤塗布層１１の塗布状態の良否が判定される。塗布状態の良否が判定されたキャリア２は、主搬送路１４にその一部が突出した出口ダイヤル１２から主搬送路１４に移動される。
【００２１】
次に、電池封口剤検査方法について、図２の電池封口剤検査装置１の概要を示す斜視図および図５に示した電池封口剤検査方法の流れ図を参照して説明する。
【００２２】
電池封口剤検査装置１は、出口ダイヤル１２と出口ダイヤルガイド１３とによって形成される搬送路に対向して、搬送されるキャリア２に接触しない程度の距離をおいて搬送路の真上に設置されている。電池封口剤検査装置１を構成する照射光源２０は、円筒形状を有し、その円周に沿って光源部が設置されている。また、照射光源２０は、照射光源制御部２１によって照射強度が制御されている。なお、照射光源２０は、円筒形状に限るものではなく、被検査体２５（キャリア２を構成する金属製外装缶３）の開口部を均一に照射できるものであればよい。
【００２３】
照射光源２０のさらに上方には、照射光源２０の中心軸上にカメラ２２が設置され、そのカメラ２２は、画像処理装置２３を介して画像モニタ２４に接続されている。
【００２４】
出口ダイヤル１２と出口ダイヤルガイド１３とによって形成される搬送路を搬送される被検査体２５は、その開口部が照射光源２０によって照射され、照射光源２０の中央の貫通部を介してカメラ２２によって、被検査体２５からの反射光が撮像される。カメラ２２によって撮像された画像信号は、画像処理装置２３に出力され、以下に説明する所定の画像処理が施される。また、画像処理装置２３の出力側には、画像モニタ２４が接続され、必要に応じて、処理前の画像または処理後の画像をモニタすることができる。
【００２５】
図５乃至８を参照して、封口剤塗布層１１の塗布状態の良否を判定する検査方法について説明する。なお、図６乃至８には、各画像処理段階で得られる画像が示されている。
【００２６】
ここで、図６の（ａ）には、円環状の封口剤塗布層１１が良好に塗布されているものをカメラ２２により撮像し、その画像信号に基づいて、画像モニタ２４に表示した画像を示す。また、図６の（ｂ）および（ｃ）には、円環状の封口剤塗布層１１が良好に塗布されていない場合の一例を示す画像を示す。
【００２７】
封口剤塗布層１１が良好に形成されている場合は、図６の（ａ）に示すように、封口剤塗布層１１が所定の幅を持って途切れなく均一に塗布されている。一方、封口剤塗布層１１が良好に形成されていない一例を示す図６の（ｂ）の場合には、封口剤塗布層１１が途切れており、また、図６の（ｃ）の場合には、封口剤塗布層１１の幅が所定の幅よりも小さい。
【００２８】
ここで、封口剤塗布層１１が良好に形成されている図６の（ａ）に示された画像は、画像処理装置２３によって登録され、画像処理装置２３に取り込まれた画像を基準位置に設定するときの相関を取る対象として用いられる。また、図７に示すように、画像処理装置２３によって登録された画像４２には、位置修正用領域４０（画像モニタ２４上の基準位置）が設定され、それと相対的に封口剤塗布認識領域４１が設定される。
【００２９】
なお、位置修正用領域４０および封口剤塗布認識領域４１は、封口剤塗布層１１が良好に形成された基準画像（図６の（ａ））に基づいて設定され、位置修正用領域４０は、金属製外装缶３の内壁と封口剤塗布層１１との間に、封口剤塗布認識領域４１は、封口剤塗布層１１中に、環状に設定される。また、封口剤塗布認識領域４１の環状の幅は、封口剤塗布層１１として最低限必要な幅以上になるように設定されている。
【００３０】
次に、画像処理工程について説明する。
まず、照射光源２０によって照射され、カメラ２２によって撮像された図８（ａ）に示すような被検査体２５の画像４３が画像処理装置２３によって取り込まれ、各画素を０から２５５の濃度値に区分するグレー処理が施される（ステップＳ３０）。
【００３１】
画像処理装置２３によって取り込まれた画像４３は、予め登録された図７に示す画像４２と相関が取られ、相関の高い位置が検索され、画像４３は、図８の（ｂ）に示す画像４４の基準位置に位置修正される（ステップＳ３１）。
【００３２】
続いて、基準位置に位置修正された画像４４から封口剤塗布認識領域４１を抽出し（画像４５、図８の（ｃ））、図８の（ｄ）に示す画像４６を得る（ステップＳ３２）。
【００３３】
また、ステップＳ３２において、封口剤塗布認識領域４１に含まれる画素の平均濃度値を演算し、所定のしきい値と比較し、封口剤塗布認識領域４１の全体に封口剤が塗布されているかを判定する（ステップＳ３３）。
【００３４】
ステップＳ３３において、平均濃度値が所定のしきい値よりも小さい、つまり、封口剤塗布認識領域４１の全体に封口剤が塗布されていないと判定されると、例えば、主搬送路１４において、対応する被検査体２５が排除される（ステップＳ３３のＮＧ）。
【００３５】
続いて、平均濃度値が所定のしきい値以上であると判定されると（ステップＳ３３のＯＫ）、ステップＳ３２において抽出された封口剤塗布認識領域４１を、例えば、画像４７に示すように、円周上に等分に領域を区切り、各区切られた区分領域４８毎に濃度平均値を演算する。ここで、区分領域４８に含まれる画素数は、封口剤塗布層１１に断続部分が存在しても、液漏れなどを生じず確実に封口することができる許容間隔以下になるように設定されている。
【００３６】
そして、演算された濃度平均値に基づいて、円周方向に沿って順次、隣接する区分領域４８において濃度平均値の差が演算される。例えば、図９に示すように、その濃度平均値の差が所定のしきい値を超える領域が存在する、つまり、その領域の封口剤塗布層１１が良好に形成されていないと判定されると、例えば、主搬送路１４において、対応する被検査体２５が排除される（ステップＳ３４のＮＧ）。
【００３７】
一方、その濃度平均値の差が所定のしきい値を超える領域が、円周に渡って、存在しないことが判定されると、次の製造工程に搬送される（ステップＳ３４のＯＫ）。
【００３８】
本発明の封口剤の塗布状態の良否判定検査装置および方法では、画像処理装置２３によって取り込まれた画像は、画像処理装置２３によって予め登録された画像と相関が取られ、基準位置に位置修正されるため、一定の領域における封口剤塗布層１１の形成状態の良否判定を行うことができる。また、画像処理装置２３によって取り込まれた画像は、各画素を０から２５５の濃度値に区分するグレー処理が施されるため、被検査体２５と予め登録された画像４２との相関が取りやすく、被検査体２５を基準位置に的確に位置修正することができる。
【００３９】
さらに、照射光源２０からの光は均一に被検査体２５に照射されるのが好ましいが、例えば、照射光源２０から照射される光に斑がある場合でも、照射変動に強く安定した処理を行うことができるグレー処理が施されることで、光が均一に照射された場合と同様の画像処理することができる。これによって、照射光源２０から照射される光に斑がある場合でも、被検査体２５を基準位置に的確に位置修正することができ、さらに、平均濃度値としきい値とに基づく封口剤塗布層１１の形成状態の良否判定に対して、高い信頼性を維持することができる。
【００４０】
なお、本発明は上記した一実施の形態に限定されるものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、拡張、変更することができる。例えば、作用物質の組成および種類、製造される電池の種類、金属製外装缶の形状など適宜選択することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の電池封口剤検査装置および電池封口剤検査方法によれば、電池製造過程において金属製外装缶の開口部付近の内壁に塗布される封口剤の塗布の有無、塗布斑の良否を的確に判定することができ、電池製造の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電池封口剤検査装置が設置された電池製造ラインの要部を示す上面図。
【図２】電池封口剤検査装置の概要を示す斜視図。
【図３】図１に示した電池製造ラインで搬送されるキャリアの断面図。
【図４】図１に示した電池製造ラインで搬送されるキャリアの断面図。
【図５】電池封口剤検査方法の流れ図。
【図６】画像処理段階で得られる画像を示す図。
【図７】画像処理段階で得られる画像を示す図。
【図８】画像処理段階で得られる画像を示す図。
【図９】各領域における濃度平均値の差としきい値との関係を示す図。
【図１０】円筒型アルカリ蓄電池の断面図。
【符号の説明】
１…電池封口剤検査装置
３…金属製外装缶
４…支持冶具
２０…照射光源
２１…照射光源制御部
２２…カメラ
２３…画像処理装置
２４…画像モニタ
２５…被検査体

Claims

開口部の内周に封口剤を塗布した金属缶を該開口部を上に向けて搬送する金属缶搬送路と、
前記金属缶搬送路を搬送される前記金属缶の開口部を照射する光源と、
前記金属缶搬送路の上方に配置され、前記金属缶の開口部を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像を任意の画素区分ごとに多段階に階調処理する階調処理手段と、
前記金属缶の内周に塗布された封口剤からの濃度信号の平均値を予め設定された第１のしきい値と比較する第１の判定手段と、
前記画素区分ごとの濃度信号と隣接する画素区分の濃度信号との差を予め設定された第２のしきい値と比較する第２の判定手段と
を具備することを特徴とする封口剤の塗布状態の良否判定検査装置。
前記階調処理手段によって多段階に階調処理された画像と予め設定された基準画像とを比較する第３の判定手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の封口剤の塗布状態の良否判定検査装置。
開口部の内周に封口剤を塗布した金属缶の開口部を照射する照射ステップと、
前記金属缶の開口部を撮像する撮像ステップと、
前記撮像ステップによって撮像された画像を任意の画素区分ごとに多段階に階調処理する階調処理ステップと、
前記階調処理ステップによって多段階に階調処理された画像と予め設定された基準画像とを比較し、該画像を基準位置に位置修正する位置修正ステップと、
基準位置に位置修正された前記画像の所定の領域の平均濃度と予め設定された第１のしきい値とを比較し、前記封口剤の塗布の有無を判定する塗布有無判定ステップと、
前記封口剤の塗布の有無が判定された前記画像の前記所定の領域を区分し、該区分された隣接する領域間における平均濃度差と予め設定された第２のしきい値とを比較し、前記封口剤の塗布の斑を判定する塗布斑判定ステップと
を具備することを特徴とする封口剤の塗布状態の良否判定検査方法。