JP2005228533A - Method for inspecting batteries and apparatus therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車やオートバイなどに使用されるバッテリーを製造ラインで検査するのに好適なバッテリー検査方法および装置に関する。 The present invention relates to a battery inspection method and apparatus suitable for inspecting batteries used in automobiles, motorcycles and the like on a production line.
自動車やオートバイなどに用いられるバッテリーは、複数枚(数十枚)のプラス電極板とマイナス電極板を交互に縦配列し、両電極板の間に絶縁材のセパレータを配置している。プラス電極板は二酸化鉛で形成され、マイナス電極板は鉛で形成されている。複数枚の両電極板間にセパレータを配置して容器に収容し、外部接続端子を有するカバーで密閉した後に電解液を注入してバッテリーを構成している。 A battery used in automobiles, motorcycles, and the like has a plurality (several tens) of positive electrode plates and negative electrode plates alternately arranged in a vertical direction, and an insulating separator is disposed between the two electrode plates. The positive electrode plate is made of lead dioxide, and the negative electrode plate is made of lead. A separator is arranged between a plurality of electrode plates, accommodated in a container, sealed with a cover having an external connection terminal, and then injected with an electrolyte to constitute a battery.
このようなバッテリーの製造工程において、複数枚の電極板を容器に挿入する際に、電極板の曲がり、折れ、欠損あるいはセパレータの欠落(未挿入)を生じることがある。従来、バッテリーの製造ラインで異常の有無を検査することなく、完成した状態において電気的性能の良否によって出荷前検査を実施している。しかしながら、合格品と判定されたものの中には、低い確率であるが異常発生寸前の状態で出荷され、内部短絡事故等の不具合が生じることもある。 In such a battery manufacturing process, when a plurality of electrode plates are inserted into a container, the electrode plates may be bent, bent, missing, or missing (not inserted). Conventionally, a pre-shipment inspection is carried out based on the quality of electrical performance in a completed state without inspecting the battery production line for any abnormality. However, some of the products determined to be acceptable products are shipped with a low probability but just before the occurrence of an abnormality, and problems such as an internal short circuit accident may occur.
出荷前検査で不良品と判定された場合には、完成品全体を廃棄処理することになる。しかし、環境上の配慮から完成品を分解して個々の部品に分別する必要がある。また、廃棄処理は省資源上から好ましいことではなく、製造工程で不良品を摘出することが望まれている。 When it is determined that the product is defective in the pre-shipment inspection, the entire finished product is discarded. However, it is necessary to disassemble the finished product and separate it into individual parts for environmental considerations. Further, the disposal process is not preferable in terms of resource saving, and it is desired to pick out defective products in the manufacturing process.
このことを解決するために、バッテリーの製造工程においてX線で検査することが考えられている。具体的には、バッテリーをコンベアに搭載して搬送し、バッテリーに上側からX線を垂直方向に照射し透過X線によってバッテリーの再生画像を得て検査するものである。X線検査は一対の電極板毎に再生画像を得て行うことになる。 In order to solve this problem, it is considered to perform inspection with X-rays in the battery manufacturing process. Specifically, the battery is mounted on a conveyor and conveyed, and the battery is irradiated with X-rays in the vertical direction from above, and a reproduced image of the battery is obtained and inspected with transmitted X-rays. The X-ray inspection is performed by obtaining a reproduced image for each pair of electrode plates.
なお、被検体をコンベアで搬送してX線検査することは、例えば、下記特許文献1に記載されている。
In addition, conveying a subject with a conveyor and performing X-ray inspection is described in
従来技術はコンベアで搬送されるバッテリーに上側からX線を垂直方向に照射し透過X線によって一対の電極板毎に再生画像を得てバッテリー検査している。ところが、セパレータの厚さは1mm程度で電極板間の間隔が狭く、電極板を斜めに容器に収容すると電極板が接触している状態の再生画像となり不良品と判断するという問題点を有する。 In the prior art, a battery transported by a conveyor is irradiated with X-rays in the vertical direction from the upper side, and a reproduced image is obtained for each pair of electrode plates by transmitted X-rays to inspect the battery. However, the separator has a thickness of about 1 mm, and the distance between the electrode plates is narrow. When the electrode plates are accommodated in the container obliquely, a reproduced image in a state where the electrode plates are in contact with each other is judged as a defective product.
本発明の目的はバッテリーの製造工程において電極板が斜めに容器に配置されていても正確に検査できるバッテリーの検査方法および装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a battery inspection method and apparatus capable of accurately inspecting even when an electrode plate is disposed obliquely in a container in a battery manufacturing process.
本発明の特徴とするところは、縦配列される複数枚の電極板の間にセパレータを配置したバッテリーをコンベアに搭載して搬送し、バッテリーに上側からX線を照射し透過X線によってバッテリーの再生画像を得て、バッテリーを所定距離搬送毎に検出される透過X線によって一対の同じ電極板について複数枚の再生画像を作成し、複数枚の再生画像のうち少なくとも1枚でも一対の同じ電極板が接触していない場合に当該一対の電極板は接触していないと判断するとうにしたことにある。 A feature of the present invention is that a battery in which separators are arranged between a plurality of vertically arranged electrode plates is mounted on a conveyor and conveyed, and the battery is irradiated with X-rays from above, and the reproduced image of the battery is transmitted with transmitted X-rays. A plurality of reproduced images are created for a pair of identical electrode plates by transmission X-rays detected every time the battery is transported by a predetermined distance, and at least one of the plurality of reproduced images has a pair of identical electrode plates. This is because it is determined that the pair of electrode plates are not in contact when they are not in contact.
換言すると、本発明はバッテリーの搬送に伴って一対の同じ電極板に照射されるX線の照射角度を変化させて一対の同じ電極板について複数枚の再生画像を作成し、複数枚の再生画像のうち少なくとも1枚でも一対の同じ電極板が接触していない場合に当該一対の電極板は接触していないと判断するものである。 In other words, the present invention creates a plurality of reproduced images for a pair of the same electrode plates by changing the irradiation angle of the X-rays irradiated to the pair of the same electrode plates as the battery is conveyed. If at least one pair of the same electrode plates is not in contact, it is determined that the pair of electrode plates are not in contact.
本発明はバッテリーの搬送に伴って一対の同じ電極板に照射されるX線の照射角度を変化させて一対の同じ電極板について複数枚の再生画像を作成し、複数枚の再生画像のうち少なくとも1枚でも一対の同じ電極板が接触していない場合に当該一対の電極板は接触していないと判断している。バッテリーの搬送に伴って一対の同じ電極板に照射されるX線の照射角度が変化するので、電極板が斜めに配置されていても不良品と誤判断することなく正確に検査できる The present invention creates a plurality of reproduced images for a pair of the same electrode plates by changing the irradiation angle of the X-rays irradiated to the pair of the same electrode plates with the conveyance of the battery, and at least of the plurality of reproduced images When at least one pair of the same electrode plates is not in contact, it is determined that the pair of electrode plates are not in contact. Since the irradiation angle of the X-rays irradiated to the same pair of electrode plates changes as the battery is transported, it can be accurately inspected without misjudging it as a defective product even if the electrode plates are arranged obliquely.
バッテリーは縦配列される複数枚の電極板の間に絶縁材のセパレータを配置して容器に収容して構成されている。バッテリーは縦配列される複数枚の電極板が搬送方向に対して略直角になるようにコンベアに搭載される。X線発生器はコンベアの上側に設けられバッテリーにX線を照射する。エリアセンサ型X線検出器はコンベアの下側に設けられバッテリーを透過したX線を検出して再生画像を出力する。画像処理手段はエリアセンサ型X線検出器が出力する再生画像を処理する。検査判定手段はバッテリーを所定距離搬送毎に画像処理手段で処理された再生画像を入力し、複数枚の再生画像のうち少なくとも1枚でも一対の同じ電極板が接触していない場合に当該一対の電極板は接触していないと判断する検査を複数枚の電極板間について実行する。 The battery is configured by placing a separator made of an insulating material between a plurality of vertically arranged electrode plates and storing the separator in a container. The battery is mounted on a conveyor such that a plurality of vertically arranged electrode plates are substantially perpendicular to the transport direction. The X-ray generator is provided on the upper side of the conveyor and irradiates the battery with X-rays. The area sensor type X-ray detector is provided on the lower side of the conveyor and detects X-rays transmitted through the battery and outputs a reproduced image. The image processing means processes the reproduced image output from the area sensor type X-ray detector. The inspection judging means inputs the reproduced image processed by the image processing means every time the battery is transported by a predetermined distance, and when at least one of the plurality of reproduced images is not in contact with a pair of the same electrode plates, An inspection for determining that the electrode plates are not in contact is performed between a plurality of electrode plates.
図1に本発明の一実施例を示す。 FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
図1において、自動車やオートバイ用のバッテリー1は製造工程のコンベア2に搭載されて一定速度で搬送される。バッテリー1は図2に示すように、複数枚(数十枚)のプラス電極板11aとマイナス電極板11bを交互に縦配列し、両電極板11(11a、11b)の間に絶縁材のセパレータ12を配置している。セパレータ12の厚さは1mm程度である。プラス電極板11aは二酸化鉛で形成され、マイナス電極板11bは鉛で形成されている。
In FIG. 1, a
複数枚の両電極板11間にセパレータ12を配置して合成樹脂製の容器13に収容し、外部接続端子を有するカバー14で密閉した後に電解液を注入している。バッテリー1の製造工程の検査は図1のように複数枚の両電極板11間にセパレータ12を配置して容器13に収容した状態で行われる。バッテリー1は縦配列される複数枚の電極板11が搬送方向に対して略直角になるようにコンベア2に搭載される。
A
X線発生器3はコンベア2の上側に設けられバッテリー1にX線3Xを照射する。コンベア2の下側にはバッテリー1を透過したX線を検出するエリアセンサ型X線検出器4が設けられている。X線検出器4は透過X線を検出する検出面5を有し、再生画像を出力する。
The
X線検出器4が出力する階調化デジタル信号の再生画像は画像処理装置7に加えられる。
The reproduced image of the gradation digital signal output from the
画像処理装置7は再生画像を2値化して編集して検査判定装置8に入力する。検査判定装置8は複数枚の再生画像のうち少なくとも1枚でも一対の同じ電極板11が接触していない場合に当該一対の電極板11は接触していないと判断する。検査判定装置8はバッテリー1を構成する複数枚の電極板11間について検査して良否を判定し表示装置9に表示する。
The
この構成において、バッテリー1はコンベア2に搭載されて搬送され、X線発生器3との位置関係が図3の(a)、(b)、(c)のようになる。X線は鉛等の金属を透過しにくいが、絶縁物等の非金属は透過し易い性質を有している。X線検出器4が出力する再生画像は電極板11が黒色表示になり、セパレータ12と容器13は白色表示になる。
In this configuration, the
さて、バッテリー1の製造工程において複数枚の電極板11が図4に示すように斜めに容器13に配置されているとする。図4は9枚の電極板11を有するバッテリー1を示しており、電極板11間のセパレータ12のエリアをA、B…Hとしている。
Now, it is assumed that a plurality of
バッテリー1はコンベア2による搬送によってX線発生器3との位置関係が図3の(a)、(b)、(c)のように変化する。バッテリー1とX線発生器3の位置変化によって、X線発生器3から電極板11間の間隔エリアA、B…Hに照射されるX線の照射角度が変化する。このため、X線検出器4が出力する再生画像は複数枚の透視映像(再生画像)の少なくても1枚はエリアA、B…Hが白色表示される。X線検出器4は、例えば、間隔エリアA両側の一対の電極板11について7枚の再生画像を出力する。7枚の再生画像は画像処理装置7で2値化された上で編集され、検査判定装置8に入力される。
The positional relationship between the
検査判定装置8は間隔エリアA、B…H毎にそれぞれ7枚の再生画像を入力して次のようにして判断する。このことを図5、図6を参照して説明する。図5は不良品判定結果、図6は良品判定結果を示している。
The
電極板11が図4に示すように斜め配置されると、電極板11が実際に接触していない場合でも、再生画像では接触している状態と判断することになる。
If the
例えば、図5において間隔エリアAの撮影番号1の再生画像では一対の電極板11が接触状態(短絡“1”)を示し、撮影番号2の再生画像では非接触状態(正常“0”)を示している。他の間隔エリアB〜Hについても順次の撮影番号1〜7の再生画像により、それぞれの状態を乗算した結果が1個でも“1”があるとその電極板間は接触状態と判断し、他の電極板間が全て“0”でも不良品と判断する。また、図6のように全ての間隔エリアA〜Hが“0”であれば良品と判定する。
For example, in FIG. 5, a pair of
検査判定装置8のこのような判断はソフトウエア処理によって行われる。間隔エリアA〜HはX線透過画像ごとにずれていくが、同じ間隔エリアA〜Hの撮影番号1〜7における再生画像の何れかで接触がなければ正常と判定する。これは簡単な論理式で実現でき、例えば、正常な場合には0(ゼロ)を乗算することになる。検査判定装置8の判断結果は表示装置9に表示される。
Such a determination by the
なお、電極板11間の接触有無の判定においては、接触寸前で危険と判断される距離以下を“接触あり”の閾値として設定することにより、導電性異物の混入や電極板の一部折れ曲がり状態の不良も検査できる。
In the determination of the presence or absence of contact between the
このようにしてバッテリーの検査を行うのであるが、バッテリーの搬送に伴って一対の同じ電極板に照射されるX線の照射角度を変化させて一対の同じ電極板について複数枚の再生画像を作成し、複数枚の再生画像のうち少なくとも1枚でも一対の同じ電極板が接触していない場合に当該一対の電極板は接触していないと判断している。バッテリーの搬送に伴って一対の同じ電極板に照射されるX線の照射角度が変化するので、電極板が斜めに配置されていても不良品と誤判断することなく正確に検査できる
以上、電極板11が斜め配置されている場合について説明したが、正常配置や他の異常についても同様に判断できる。
In this way, the battery is inspected, and a plurality of reproduced images are created for the same pair of electrode plates by changing the irradiation angle of the X-rays irradiated to the same pair of electrode plates as the battery is transported. When at least one of a plurality of reproduced images is not in contact with a pair of the same electrode plates, it is determined that the pair of electrode plates are not in contact. Since the irradiation angle of the X-rays irradiated to the same pair of electrode plates changes as the battery is transported, the electrodes can be accurately inspected without misjudging them even if the electrode plates are arranged obliquely. Although the case where the
図7(a)は電極板11とセパレータ12とが正常に配置されている場合である。図7は電極板11が4枚の例を示している。この状態でX線検出器4によりX線透視映像から得た再生画像は図8(a)に示すように、容器13の底面からバッテリー1の内部を見たような画像となる。
FIG. 7A shows a case where the
図7(b)はセパレータ12の欠落により一端に隙間が生じ、一対の電極板11が接触して短絡状態の場合を示している。この場合には図8(b)に示す再生画像が得られる。したがって、この再生画像によりセパレータ12の欠落と、電極板11間短絡による不良と判定することができる。
FIG. 7B shows a case where a gap is generated at one end due to the absence of the
図7(c)は電極板11の一部が折れ曲がりセパレータ12に食い込んでいる場合で、図8(c)に示す再生画像が得られる。したがって、この再生画像により電極板11の不良と判定することができる。
FIG. 7C shows a case where a part of the
このようにしてバッテリーの検査を行うのであるが、バッテリーの搬送に伴って一対の同じ電極板に照射されるX線の照射角度を変化させて一対の同じ電極板について複数枚の再生画像を作成し、複数枚の再生画像のうち少なくとも1枚でも一対の同じ電極板が接触していない場合に当該一対の電極板は接触していないと判断している。バッテリーの搬送に伴って一対の同じ電極板に照射されるX線の照射角度が変化するので、電極板が斜めに配置されていても不良品と誤判断することなく正確に検査できる
また、バッテリーの製造工程で、電解液の注入前段階で検査できるので製品の歩留りを向上させることができる。
In this way, the battery is inspected, and a plurality of reproduced images are created for the same pair of electrode plates by changing the irradiation angle of the X-rays irradiated to the same pair of electrode plates as the battery is transported. When at least one of a plurality of reproduced images is not in contact with a pair of the same electrode plates, it is determined that the pair of electrode plates are not in contact. Since the irradiation angle of the X-rays irradiated to the same pair of electrode plates changes as the battery is transported, it can be accurately inspected without misjudging it as a defective product even if the electrode plates are arranged obliquely. In this manufacturing process, since it is possible to inspect at the stage before injection of the electrolyte, the yield of the product can be improved.
なお,上述の実施例はエリアセンサ型X線検出器で再生画像を得ているが、X線検出器をカメラで撮影したアナログ再生画像をデジタル画像に変換するようにすることもできることは明らかなことである。 In the above-described embodiment, the reproduced image is obtained by the area sensor type X-ray detector. However, it is obvious that the analog reproduced image taken by the X-ray detector can be converted into a digital image. That is.
1…バッテリー、2…コンベア、3…X線発生器、4…エリアセンサ型X線検出器、5…検出面、7…画像処理装置、8…検査判定装置。9…表示装置、11…電極板、12…セパレータ、13…容器、14…カバー。
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