JP2015059817A - 二次電池の外観検査方法及び二次電池の外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オペレータが打痕や歪みがある箇所を見つけやすい二次電池の外観検査方法及び二次電池の外観検査装置を提供する。
【解決手段】二次電池の外観検査方法は、電池ケースの３次元形状を計測する計測ステップと、計測ステップで得られた各計測データを３次元画像にして表示する表示ステップとを有しており、各計測データをプロットして３次元画像として表示するときに、各計測データのプロット形状として中心部と輪郭部とで濃淡差を有する形状を用いるものである。これにより、打痕や歪みがある箇所の画像と正常な箇所の画像との差が明確になる。
【選択図】図５

Description

本発明は二次電池の外観検査方法及び二次電池の外観検査装置に関する。

二次電池は、電池本体部と、電池本体部を保護する電池ケースとを備えている。そして、電池ケースの製造には多数の加工工程が存在するため、製造過程で電池ケースの側面に打痕や歪みが発生する可能性が高い。特許文献１には、電池ケース側面にレーザ光源からの線状光を照射し、その反射光をラインセンサカメラで受光して、電池ケース側面の打痕や歪みを検出する検査方法が開示されている。また、最近は、光切断法により電池ケース側面の打痕や歪みを検出することも行われている。特許文献２には、光切断法により距離画像を生成して打痕を検出する検査方法が開示されている。

特開２００３−１５６４５３号公報 特開２０１２−０２１９０９号公報

上述のように、背景技術に係る検査方法により電池ケース側面の打痕や歪みを検出することができる。しかしながら、光切断法により電池ケースの３次元形状を計測して電池ケース側面の打痕や歪みを検出するときに、各計測データを点でプロットし、３次元画像にして表示しようとすると、打痕や歪みがある箇所の画像と、打痕や歪みがない正常な箇所の画像との差が小さく、３次元画像をモニターチェックにより検査するオペレータが打痕や歪みがある箇所を見つけにくいという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、オペレータが打痕や歪みがある箇所を見つけやすい二次電池の外観検査方法及び二次電池の外観検査装置を提供することを目的とする。

本発明に係る二次電池の外観検査方法は、電池ケースの３次元形状を計測する計測ステップと、前記計測ステップで得られた各計測データを３次元画像にして表示する表示ステップとを有し、前記各計測データをプロットして前記３次元画像として表示するときに、前記各計測データのプロット形状として中心部と輪郭部とで濃淡差を有する形状を用いるものである。これにより、打痕や歪みがある箇所の画像と正常な箇所の画像との差が明確になり、オペレータは打痕や歪みがある箇所を容易に見つけることができる。

また、本発明に係る二次電池の外観検査方法は、前記３次元画像の任意の領域内の濃淡画素の比率により、前記電池ケースの異常を検出する異常検出ステップを更に有するものである。これにより、濃淡画素の比率という数値を用いて、客観的に、また、自動的に打痕や歪みがある箇所を見つけることができる。

また、本発明に係る二次電池の外観検査方法は、前記各計測データのプロット形状として球を用いるものである。これにより、各プロット内部に影ができて、打痕や歪みがある箇所の画像と正常な箇所の画像との差が更に明確になり、オペレータは打痕や歪みがある箇所を更に容易に見つけることができる。

本発明に係る二次電池の外観検査装置は、電池ケースの３次元形状を計測する計測部と、前記計測部で得られた各計測データを３次元画像に変換する画像処理部と、前記３次元画像を表示する表示部とを備え、前記画像処理部は、前記各計測データをプロットして前記３次元画像に変換するときに、前記各計測データのプロット形状として中心部と輪郭部とで濃淡差を有する形状を用いるものである。この構成により、打痕や歪みがある箇所の画像と正常な箇所の画像との差が明確になり、オペレータは打痕や歪みがある箇所を容易に見つけることができる。

また、本発明に係る二次電池の外観検査装置は、前記画像処理部が、更に、前記３次元画像の任意の領域内の濃淡画素の比率により、前記電池ケースの異常を検出するものである。この構成により、濃淡画素の比率という数値を用いて、客観的に、また、自動的に打痕や歪みがある箇所を見つけることができる。

また、本発明に係る二次電池の外観検査装置は、前記画像処理部が、前記各計測データのプロット形状として球を用いるものである。この構成により、各プロット内部に影ができて、打痕や歪みがある箇所の画像と正常な箇所の画像との差が更に明確になり、オペレータは打痕や歪みがある箇所を更に容易に見つけることができる。

本発明により、オペレータが打痕や歪みがある箇所を見つけやすい二次電池の外観検査方法及び二次電池の外観検査装置を提供することができる。

本実施の形態に係る外観検査装置１の概要を示す図である。 本実施の形態に係る外観検査装置１の表示部５０の表示状態を示す図である。 本実施の形態に係る外観検査装置１の検査対象である電池ケース６０の状態を示す図である。 従来の外観検査装置の表示部の表示状態を示す図である。 本実施の形態に係る表示部５０の表示状態を示す図である。 本実施の形態に係る表示部５０の表示方法を示す図である。 従来の外観検査装置の表示部の別の表示状態を示す図である。 本実施の形態に係る表示部５０の別の表示状態を示す図である。 プロット形状として球を用いたときの表示部５０の表示方法を示す図である。

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。
図１は、本実施の形態に係る外観検査装置１の概要を示す図である。
外観検査装置１は、ステージ１０と、レーザ光源２０と、エリアカメラ３０と、画像処理部４０と、表示部５０とを備えている。ステージ１０と、レーザ光源２０と、エリアカメラ３０とで計測部を構成する。ステージ１０はその上面に二次電池の電池ケース６０を載置する。レーザ光源２０は、ステージ１０上の電池ケース６０にレーザ光を照射して、電池ケース６０の表面上に光切断線を形成する。エリアカメラ３０はこの光切断線を撮像する。画像処理部４０は撮像した光切断線に光切断法を適用することで電池ケース６０の表面の３次元形状を計測する。表示部５０は、撮像した光切断線や、計測した電池ケース６０の表面の３次元形状を表示する。図１では、表示部５０は光切断線を表示している。

なお、画像処理部４０が実現する各構成要素は、例えば、コンピュータである画像処理部４０が備える演算装置（図示せず）の制御によって、プログラムを実行させることによって実現できる。より具体的には、画像処理部４０は、記憶部（図示せず）に格納されたプログラムを主記憶装置（図示せず）にロードし、演算装置の制御によってプログラムを実行して実現する。また、各構成要素は、プログラムによるソフトウェアで実現することに限ることなく、ハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうちのいずれかの組み合わせ等により実現しても良い。

上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されても良い。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

図２は、本実施の形態に係る外観検査装置１の表示部５０の表示状態を示す図である。表示部５０は、計測した電池ケース６０の表面の３次元形状を３次元座標上に表示している。オペレータは、表示された電池ケース６０の表面の３次元形状を目視して、電池ケース６０の表面にキズ、ヘコミ等の打痕がないか、歪みその他の異常がないかを外観検査する。

図３は、本実施の形態に係る外観検査装置１の検査対象である電池ケース６０の状態を示す図である。電池ケース６０には、深さ０．１７０ｍｍの打痕１１０と、深さ０．１２０ｍｍの打痕１２０とが形成されている。

図４は、従来の外観検査装置の表示部の表示状態を示す図である。計測した電池ケース６０の表面の３次元形状を表示するときに、各計測データを白い点でプロットしている。このため、全体的に白く表示されている電池ケース６０の表面に、二つの打痕１１０、１２０が同様に白く表示されており、二つの打痕１１０、１２０を見つけにくいことがわかる。

図５は、本実施の形態に係る表示部５０の表示状態を示す図である。計測した電池ケース６０の表面の３次元形状を表示するときに、各計測データを円で、すなわち、白抜き状にプロットしている。このため、全体的に黒く表示されている電池ケース６０の表面に、二つの打痕１１０、１２０が白く、くっきりと強調されて表示されて、二つの打痕１１０、１２０を見つけやすいことがわかる。

図６は、本実施の形態に係る表示部５０の表示方法を示す図である。従来の外観検査装置の表示部が各計測データを白い点でプロットするのに対して、本実施の形態に係る表示部５０は、図６に示すように各計測データをその中心部と輪郭部とで濃淡差を有する形状、すなわち、中心部が白く、輪郭部が黒い形状である円でプロットしている。このため、打痕や歪みがなく計測データが密となる箇所では、計測データのプロットも密となって重なり、プロットした円の輪郭部の黒が強調されて全体的に黒く表示される。一方、打痕や歪みがあって計測データが疎となる箇所では、計測データのプロットも疎となって重ならず、プロットした円の中心部の白が強調されて白く、くっきりとハイコントラストで表示されるようになる。

図７は、従来の外観検査装置の表示部の別の表示状態を示す図である。計測した電池ケース６０の表面の３次元形状を、図４に示したものとは異なる３次元座標でプロットしたものである。図中、実線で囲まれた領域が打痕のある領域であり、点線で囲まれた領域が打痕や歪みのない正常な領域である。打痕のある領域及び正常な領域について画像処理ソフトを用いて白黒比を計算すると、打痕のある領域の白色比率は３５．５％となり、正常な領域の白色比率は３７．５％となった。つまり、打痕のある領域と正常な領域とでその白色比率にほとんど差がなく、Ｓ／Ｎ比も０．９５であり、打痕箇所を見つけにくいことが数値としてもわかる。

図８は、本実施の形態に係る表示部５０の別の表示状態を示す図である。計測した電池ケース６０の表面の３次元形状を、図５に示したものとは異なる３次元座標でプロットしたものである。図中、実線で囲まれた領域が打痕のある領域であり、点線で囲まれた領域が正常な領域である。打痕のある領域及び正常な領域について画像処理ソフトを用いて白黒比を計算すると、打痕のある領域の白色比率は５９．２％となり、正常な領域の白色比率は１６．７％となった。つまり、打痕のある領域と正常な領域とでその白色比率の差が大きく、Ｓ／Ｎ比も３．５４であり、打痕箇所を見つけやすいことが数値としてもわかる。

そして、任意の領域について白色比率などの濃淡画素の比率を求めたり、任意の複数の領域に基づくＳ／Ｎ比を求めたりすることで、画像処理部４０は、打痕及び歪みの有無を判定したり、打痕及び歪みのある領域を特定したりすることを自動でできるようになる。

本実施の形態に係る外観検査装置により打痕や歪みの箇所が見つけやすいことは、実際にオペレータが外観検査を行ってみてもわかった。オペレータが図４又は図７に示した従来の外観検査装置の表示部を観て外観検査をしたときと、図５または図８に示した本実施の形態に係る表示部を観て外観検査をしたときでは、本実施の形態に係る検査時間はおよそ半分になった。また、本実施の形態に係る表示部を観て外観検査をしたときは、検査精度も向上することもわかった。

なお、本実施の形態では、計測データのプロット形状として円を用いたが、代わりに球を用いても良い。
図９は、プロット形状として球を用いたときの表示部５０の表示方法を示す図である。計測データを球でプロットするときに、あたかも球に一方向から照明を当てたかように、球の内部に明るい領域と暗い影の領域とを設ける。これにより、円でプロットしたときと同様に、計測データが疎となる箇所では球の明るい領域が強調されて、打痕箇所を見つけやすくなる。

また、本実施の形態では、光切断カメラを用いた光切断法により電池ケース６０の３次元形状を計測したが、３次元デジタイザなどの光を用いた他の計測方法や、光を用いない計測方法を用いて電池ケース６０の３次元形状を計測しても良い。
また、本実施の形態では、電池ケースを外観検査の対象としたが、電池セルを外観検査の対象としても良い。

以上、説明したように、本実施の形態に係る二次電池の外観検査方法は、電池ケースの３次元形状を計測する計測ステップと、計測ステップで得られた各計測データを３次元画像にして表示する表示ステップとを有し、各計測データをプロットして３次元画像として表示するときに、各計測データのプロット形状として中心部と輪郭部とで濃淡差を有する形状を用いるものである。これにより、打痕や歪みがある箇所の画像と正常な箇所の画像との差が明確になり、オペレータは打痕や歪みがある箇所を容易に見つけることができる。

また、本実施の形態に係る二次電池の外観検査方法は、３次元画像の任意の領域内の濃淡画素の比率により、電池ケースの異常を検出するものである。これにより、濃淡画素の比率という数値を用いて、客観的に、また、自動的に打痕や歪みがある箇所を見つけることができる。

また、本実施の形態に係る二次電池の外観検査方法は、各計測データのプロット形状として球を用いるものである。これにより、各プロット内部に影ができて、打痕や歪みがある箇所の画像と正常な箇所の画像との差が更に明確になり、オペレータは打痕や歪みがある箇所を容易に見つけることができる。

１０ ステージ
２０ レーザ光源
３０ エリアカメラ
４０ 画像処理部
５０ 表示部
１１０、１２０ 打痕

Claims (6)

1. 電池ケースの３次元形状を計測する計測ステップと、
   前記計測ステップで得られた各計測データを３次元画像にして表示する表示ステップとを有し、
   前記各計測データをプロットして前記３次元画像として表示するときに、前記各計測データのプロット形状として中心部と輪郭部とで濃淡差を有する形状を用いる
   二次電池の外観検査方法。
2. 前記３次元画像の任意の領域内の濃淡画素の比率により、前記電池ケースの異常を検出する異常検出ステップを更に有する
   請求項１記載の二次電池の外観検査方法。
3. 前記各計測データのプロット形状として球を用いる
   請求項１または請求項２記載の二次電池の外観検査方法。
4. 電池ケースの３次元形状を計測する計測部と、
   前記計測部で得られた各計測データを３次元画像に変換する画像処理部と、
   前記３次元画像を表示する表示部とを備え、
   前記画像処理部は、前記各計測データをプロットして前記３次元画像に変換するときに、前記各計測データのプロット形状として中心部と輪郭部とで濃淡差を有する形状を用いる
   二次電池の外観検査装置。
5. 前記画像処理部は、更に、前記３次元画像の任意の領域内の濃淡画素の比率により、前記電池ケースの異常を検出する
   請求項４記載の二次電池の外観検査装置。
6. 前記画像処理部は、前記各計測データのプロット形状として球を用いる
   請求項４または請求項５記載の二次電池の外観検査装置。