JP5559618B2 - Tab inspection method for cylindrical battery with electrode material with tabs, tab inspection device used for inspection method, and tab marking device - Google Patents
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Description
本発明は、タブ付き電極材を内装した筒型電池の内部を、X線カメラで撮像してタブの状態良否を検査する方法及び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に関する。 The present invention relates to a method for inspecting the quality of a tab by imaging the inside of a cylindrical battery with an electrode material with a tab with an X-ray camera, and a tab inspection device and a tab marking device used for the inspection method.
筒型電池、例えば、リチウムイオン二次電池の製造プロセスにおいては、シート状正極、セパレータ、シート状負極のサンドイッチ構造の積層体を、渦巻状に巻き回し、この渦巻状の積層体よりなる電極材を、電池ケースとなる電池缶に内装する工程を有する。この内装工程に先立って、正極リード端子及び負極リード端子となるそれぞれのタブの一端が、正極及び負極の各端部に溶接などで取り付けられる。 In a manufacturing process of a cylindrical battery, for example, a lithium ion secondary battery, a laminate having a sandwich structure of a sheet-like positive electrode, a separator, and a sheet-like negative electrode is wound in a spiral shape, and an electrode material made of this spiral laminate In a battery can serving as a battery case. Prior to the interior process, one end of each tab to be a positive electrode lead terminal and a negative electrode lead terminal is attached to each end of the positive electrode and the negative electrode by welding or the like.
内装工程では、このタブ付きの渦巻状積層体(本明細書では、「電極材」とも称する)が電池缶に挿入され、且つ負極側のタブの一端が電池缶の底部に溶接され、正極側のタブの一端が電池缶を密閉する蓋体に溶接される。 In the interior process, the spiral laminated body with tabs (also referred to as “electrode material” in this specification) is inserted into the battery can, and one end of the negative electrode tab is welded to the bottom of the battery can. One end of the tab is welded to the lid that seals the battery can.
電極材の内装工程を経た二次電池製品は、電池缶の内部でのタブの状態(溶接状態、組み付け状態)が適性であるか否か検査するため、X線カメラにより撮像され、その撮像画像からタブの状態良否を検査している。 The secondary battery product that has undergone the electrode material interior process is imaged by an X-ray camera in order to inspect whether the state of the tab (welded state, assembled state) inside the battery can is appropriate. Check the quality of the tab.
筒型電池のタブは、アルミニウム或いは銅などの短冊片をなし、厚みが薄く、電池缶の材質に比べてX線の透過率が良いので、タブの撮像位置によってはX線に写らない。X線撮像でタブが鮮明に見える条件は、図6に示すように電池缶10内のタブ12を真横のアングルから撮像した場合であるので、タブを真横からX線カメラで撮像しなければならない。ちなみに、符号の11で示す部分は、正極シート、セパレータ、負極シートの渦巻状積層体からなる電極材である。電極材の形状は、渦巻状のほか、円筒状、直方体状などその形状を問わない。図7は、タブ位置が真横アングルからずれた場合であり、この場合には、タブは不鮮明であり、タブ検査のための画像処理が困難である。符号1は、筒型二次電池を示す。
The tab of the cylindrical battery is a strip of aluminum or copper, is thin, and has a good X-ray transmittance as compared to the material of the battery can. Therefore, the tab does not appear on the X-ray depending on the imaging position of the tab. As shown in FIG. 6, the condition that the tabs can be clearly seen in the X-ray imaging is when the
電池缶10内のタブを真横アングルでX線撮像する場合には、タブが電池缶に内装されてしまうので、電極材を電池缶に挿入するときに、タブの位置をCCDカメラ等で確認して、タブ位置の指標となるマークを電池缶外壁に付け、X線撮像時にマークを基準にして位置合わせしている。 When X-ray imaging is performed on the tab in the battery can 10 at a lateral angle, the tab is embedded in the battery can, so when inserting the electrode material into the battery can, check the position of the tab with a CCD camera or the like. Thus, a mark serving as a tab position index is attached to the outer wall of the battery can, and alignment is performed with reference to the mark during X-ray imaging.
しかしながら、電極材を電池缶に挿入する時に、電極材ひいてはタブ位置が缶内での移動等により位置ずれることがあるので、タブ位置とマーク位置とがずれてしまい、最適な状態でX線撮像が行えないこともある。かような事態は、検査精度の低下要因にもなる。 However, when the electrode material is inserted into the battery can, the electrode material and thus the tab position may be displaced due to movement in the can, etc., so that the tab position and the mark position are displaced, and X-ray imaging is performed in an optimum state. May not be possible. Such a situation also causes a decrease in inspection accuracy.
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池缶内のタブ位置と電池缶外のマーク位置との間に位置ずれが生じたとしても、そのずれ量を補正して最適なX線撮像位置にてタブを撮像し、タブ検査精度を高めることができるタブ検査方法及びそれに用いるX線検査装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to correct the amount of displacement even if a displacement occurs between the tab position in the battery can and the mark position outside the battery can. Then, it is providing the tab inspection method which can image a tab in the optimal X-ray imaging position, and can improve tab inspection precision, and an X-ray inspection apparatus used therefor.
さらに、上記のずれ量補正に代えて、タブの検査に先立ち電池缶内部のタブ位置を電池缶外部から正確に検出してタブ位置の指標となるマークを施す方法及び装置を提供することにある。 Further, in place of the above-described deviation amount correction, a method and apparatus for accurately detecting the tab position inside the battery can from the outside of the battery can and applying a mark as an index of the tab position prior to the tab inspection. .
本発明は、上記目的を達成するために、基本的には次のように構成される。
(1)一つは、方法の発明に係わり、電極リード端子となるタブを付けた電極材を電池ケースとなる電池缶に内装する筒型電池の製造工程後の検査工程で、前記筒型電池をX線撮像して電池内部のタブの状態良否を検査する筒型電池のタブ検査方法において、
前記検査工程に先立って、前記電極材を前記電池缶に内装する過程で前記タブの位置を把握して前記電池缶の外周上に大よそのタブ位置を示すマークを付し、
前記マークがマーク検出センサで検出される位置にきたときに筒型電池内のタブが真横アングルでX線撮像される理想の被撮像位置の前記マーク検出位置に対する回転角を標準回転角α0(α0は零を含む)として予め定めておき、
このマークが検出されるポイントで前記筒型電池の周方向の仮位置決めをした後、この筒型電池を斜め或いは前記真横アングルに対して90度をなすアングルでX線撮像し、その撮像された画像からタブの像位置を抽出して、検出対象の筒型電池の実マーク位置に対する前記タブの抽出位置の実回転角と前記標準回転角との偏差を出する画像処理を行い、
その後に行う前記検査工程で、前記マークにより仮位置決めされた検査対象の前記筒型電池を前記偏差分だけ修正する方向に回転させるタブ位置ずれ補正を行って、この筒型電池のタブを真横アングルでX線撮像することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is basically configured as follows.
(1) One aspect relates to the invention of the method, and is an inspection step after a manufacturing step of a cylindrical battery in which an electrode material with a tab serving as an electrode lead terminal is mounted in a battery can serving as a battery case. In a tab inspection method for a cylindrical battery in which X-ray imaging is performed to check the quality of the tab inside the battery,
Prior to the inspection step, in the process of installing the electrode material in the battery can, the position of the tab is grasped, and a mark indicating the approximate tab position is attached on the outer periphery of the battery can,
When the mark comes to the position detected by the mark detection sensor, the rotation angle with respect to the mark detection position of the ideal imaged position where the tab in the cylindrical battery is X-ray imaged at the right lateral angle is the standard rotation angle α 0 ( α 0 is is determined in advance in advance and including zero),
After temporary positioning of the cylindrical battery in the circumferential direction at the point where this mark is detected, the cylindrical battery was X-ray imaged at an angle of 90 degrees with respect to the oblique or true lateral angle, and the image was taken. Extracting the image position of the tab from the image, and performing image processing to obtain a deviation between the actual rotation angle of the tab extraction position and the standard rotation angle with respect to the actual mark position of the detection target cylindrical battery,
In the subsequent inspection step, tab position deviation correction is performed to rotate the cylindrical battery to be inspected that is temporarily positioned by the mark in a direction to correct the deviation, and the tab of the cylindrical battery is set to a lateral angle. And X-ray imaging.
本発明のように、タブ検査に先立って、筒型電池を斜めカメラアングルでX線撮像した場合には、図11のX線撮像図及び図8に示すX線撮像模式図の一例に示すように、撮像された画像から、タブ12の輪郭を把握することができ、特にタブ12の縦方向に延びる部分と電池缶底部で横方向に延びる部分との間の折れ曲がり部のエッジ12aおよび12bは、タブの位置ずれがあったとしても、電池缶10の底部輪郭との関係で明確に認識することができる。また、電池缶10の底部となる斜視的な楕円輪郭のほぼ半分が画像に表れるので、楕円輪郭座標を2次元座標上で、例えば後述の実施例に示す手法によって真円に変換でき、そこにタブの特徴点(例えばタブの折れ曲がりエッジ)を示せば、マークに対するタブ抽出位置の回転角を求めることができる。
When the cylindrical battery is X-ray imaged at an oblique camera angle prior to the tab inspection as in the present invention, as shown in the X-ray imaging diagram of FIG. 11 and the X-ray imaging schematic diagram shown in FIG. In addition, the outline of the
また、上記斜めカメラアングルに代えて、前記真横アングルに対して90度をなすアングルでX線撮像した場合には、電池缶の底部を真円或いはそれに近い状態で撮像できるが、この場合にも、タブの輪郭を抽出可能となるので、この画像からマークに対するタブ抽出位置の回転角を求めることができる。 In addition, when the X-ray image is taken at an angle of 90 degrees with respect to the right lateral angle instead of the oblique camera angle, the bottom of the battery can can be taken in a perfect circle or a state close thereto. Since the tab outline can be extracted, the rotation angle of the tab extraction position with respect to the mark can be obtained from this image.
本発明では、以上の点から、例えば、図12Aに示すように、検査対象となる筒型電池(ワーク)1のマークMの検出位置M0(マーク位置)に対するタブ12の抽出位置の実回転角αnと予め定めた標準回転角α0との偏差Δα=αn−α0からタブ12の位置ずれを算出できる。標準回転角α0とは、電池缶外周のマークMがマーク検出センサで検出される位置M0にきたときに、筒型電池10内のタブ12が真横アングルでX線撮像される理想の被撮像位置E1を想定した場合の、マーク検出位置M0に対する理想の被撮像位置E1の回転角である。
In the present invention, from the above points, for example, as shown in FIG. 12A, the actual rotation of the extraction position of the
標準回転角α0は、理想の被撮像位置(真横からX線撮像されるタブの位置)に対するマーク検出位置を任意に変えることで、任意に設定可能である。 The standard rotation angle α 0 can be arbitrarily set by arbitrarily changing the mark detection position with respect to the ideal imaged position (the position of the tab that is X-rayed from the side).
図12Aに示す例では、筒型電池10を一方向に回転させてマークMが任意に設定したマーク検出位置M0にきたときに、筒型電池10のタブ12が真横のアングルで撮像される理想の被撮像位置E1(図12では、斜視的に撮像された電池缶底部の楕円輪郭とその長径ラインPの一端が交わる位置で示している)にある場合の一例として、マーク検出位置M0と理想の被撮像位置E1との間の標準回転角度α0に関してα0>0を設定している。
In the example shown in FIG. 12A, when the
図12Aでは、斜め撮像の画像を処理して抽出されるタブ12の位置をタブのエッジ12a,12b間の中間点12cとしており、理想の被撮像位置E1のある長径Hと上記したエッジ中間点12c・楕円中心点Oを結ぶ線lとの交わる角度を求めれば、標準回転角度α0と実回転角度αnとの偏差Δαを求めることができる。
In FIG. 12A, the position of the
図12Bに示す例では、標準回転角α0をα0=0、すなわちマーク検出位置M0(換言すればマーク位置M)と理想の被撮像位置E1とを一致させた場合である。この場合には、タブ12に位置ずれがなければ、タブ12(詳細にはエッジ中間点12c)とマークMの位置は一致することになる。かように標準回転角α0が零に設定してある場合で、ワーク1のマークMが検出された時点で、理想の被撮像位置E1(マーク検出位置M0)とタブ12の抽出位置12cとの間に実回転角αnが生じている場合には、図12A同様に長径Hと上記したエッジ中間点12c・楕円中心点Oを結ぶ線lとの交わる角度を求めれば、偏差Δn=αnがマークに対するタブの位置ずれとして求められる。
In the example shown in FIG. 12B, the standard rotation angle α 0 is α 0 = 0, that is, the mark detection position M 0 (in other words, the mark position M) is matched with the ideal imaged position E1. In this case, if the
したがって、マークにより仮位置決めされた検査対象の筒型電池(ワーク)を偏差分だけ補正方向(すなわち偏差が+であれば−方向、偏差が−であれば+方向)に回転させれば、タブの位置ずれ補正が行われ、筒型電池のタブを真横アングルでX線撮像することができる。
(2)もう一つは、装置の発明に係わり、電極リード端子となるタブを付けた電極材が電池缶に内装された筒型電池を検査対象ワークとし、このワークをX線カメラにより撮像してその画像から前記タブの状態良否を検査するタブ検査用のX線検査装置において、
前記ワークを保持するワーク保持機構と、
前記ワーク保持機構に保持された前記ワークをワーク周方向に回転変位させるためのワーク回転変位付与機構と、
所定の位置に固定配置され、前記ワーク回転変位付与機構と協働して前記ワークに付されているマークを検出するマーク検出センサと、
前記マークを検出した位置で前記ワーク回転変位付与機構によるワーク回転変位付与動作を停止させてワークの回転を停止させるワーク回転変位制御手段と、
前記マークを指標にして位置決めされた前記ワークを、真横のカメラアングルでX線撮像するモードと所定の斜めカメラアングルでX線撮像するモードとを切り替えるカメラアングル切り替え機構と、
前記斜めカメラアングルで撮像されたX線画像の中から前記タブを抽出して、前記マークに対する前記タブの抽出位置の実回転角と予め設定した標準の回転角α0(α0は零を含む)との偏差から前記マークに対する前記タブの位置ずれの補正量を算出する画像処理手段と、
前記マークを指標にして仮位置決めされた前記ワークを、真横のカメラアングルでX線撮像するに際して、前記タブの位置ずれ補正量だけ前記回転変位付与機構を介して前記ワークを回転させるワーク被撮像位置補正手段と、を備えてなることを特徴とする。
(3)もう一つは、上記(1)のタブ位置のずれ量補正に代えて、タブの検査に先立ち電池缶内部のタブ位置を電池缶外部から正確に検出してタブ位置の指標となるマークを施すマーキング方法を提案する。
Therefore, if the cylindrical battery (workpiece) to be inspected temporarily positioned by the mark is rotated in the correction direction by the amount of deviation (that is, the-direction if the deviation is +, the + direction if the deviation is-), the tab Thus, the cylindrical battery tab can be X-ray imaged at a right lateral angle.
(2) The other relates to the invention of the apparatus. A cylindrical battery in which an electrode material with a tab serving as an electrode lead terminal is housed in a battery can is used as a work to be inspected, and this work is imaged by an X-ray camera. In the X-ray inspection apparatus for tab inspection for inspecting the state of the tab from the image,
A workpiece holding mechanism for holding the workpiece;
A workpiece rotation displacement imparting mechanism for rotationally displacing the workpiece held by the workpiece holding mechanism in the workpiece circumferential direction;
A mark detection sensor which is fixedly arranged at a predetermined position and detects a mark attached to the workpiece in cooperation with the workpiece rotation displacement applying mechanism;
Workpiece rotation displacement control means for stopping the rotation of the workpiece by stopping the workpiece rotation displacement applying operation by the workpiece rotation displacement applying mechanism at the position where the mark is detected;
A camera angle switching mechanism that switches between a mode in which the workpiece positioned with the mark as an index is X-ray imaged at a right camera angle and a mode in which an X-ray image is captured at a predetermined oblique camera angle;
The tab is extracted from the X-ray image captured at the oblique camera angle, and the actual rotation angle of the extraction position of the tab with respect to the mark and a preset standard rotation angle α 0 (α 0 includes zero). ) And an image processing means for calculating a correction amount of the positional deviation of the tab with respect to the mark,
A workpiece imaged position for rotating the workpiece via the rotational displacement imparting mechanism by an amount of correction of the tab displacement when the workpiece temporarily positioned using the mark as an index is imaged at a right camera angle. And a correcting means.
(3) The other is to detect the tab position inside the battery can accurately from the outside of the battery can prior to the inspection of the tab instead of the correction of the shift amount of the tab position in the above (1), and serve as an index of the tab position. A marking method for marking is proposed.
すなわち、電極リード端子となるタブを付けた電極材を電池ケースとなる電池缶に内装する筒型電池の製造工程後に、前記筒型電池を電池缶外周に付したマークを指標にして位置付けし、前記筒型電池を真横アングルでX線撮像して電池内部のタブの状態良否を検査する筒型電池のタブ検査方法において、前記検査の前工程で行われる前記マークを施すマーキング工程は、次のようにして行われる。筒型電池を斜めアングル或いは真横アングルに対して90度をなすアングルでX線撮像し、その斜めアングル撮像或いは90度アングル撮像の画像処理により電池缶内部のタブ位置を検出して、X線撮像の画像中に予め定めてあるマーキングポジションに対する前記タブの検出位置の回転角を算出し、
前記タブ位置が前記マーキングポジションに来るように前記回転角分だけ正或いは負の方向に前記筒型電池を回転させて、前記マークを前記電池缶外周に付すことを特徴とする。
(4)もう一つは、上記(3)の方法を実施する装置に係わり、次のように構成される。
That is, after the manufacturing process of the cylindrical battery in which the electrode material with the tab to be the electrode lead terminal is mounted in the battery can serving as the battery case, the cylindrical battery is positioned using the mark attached to the outer periphery of the battery can as an index, In the cylindrical battery tab inspection method for inspecting the state of the tab inside the battery by X-ray imaging of the cylindrical battery at a lateral angle, the marking step for applying the mark performed in the previous step of the inspection includes the following steps: This is done. X-ray imaging of a cylindrical battery at an angle of 90 degrees with respect to an oblique angle or a lateral angle, and detecting the tab position inside the battery can by image processing of the oblique angle imaging or 90-degree angle imaging Calculating the rotation angle of the detection position of the tab with respect to the marking position predetermined in the image of
The cylindrical battery is rotated in the positive or negative direction by the rotation angle so that the tab position comes to the marking position, and the mark is attached to the outer periphery of the battery can.
(4) The other relates to an apparatus for performing the method (3), and is configured as follows.
電極リード端子となるタブを付けた電極材が電池缶に内装された筒型電池をワークとし、このワークの電池缶外部に前記タブの目印となるマークを施すマーキング装置において、
前記ワークを保持するワーク保持機構と、
前記ワーク保持機構に保持された前記ワークをワーク周方向に回転変位させるためのワーク回転変位付与機構と、
前記ワークの電池缶外周にマークを付すために所定位置に配置されたマーク印刷機構と、
前記ワークを斜めアングル或いは真横アングルに対して90度をなすアングルでX線撮像する機構と、
前記ワークを斜めアングル或いは前記真横アングルに対して90度をなすアングルでX線撮像し、その斜めアングル撮像或いは90度アングル撮像の画像処理により電池缶内部のタブ位置を検出して、X線撮像の画像中に予め定めてあるマーキングポジションに対する前記タブの検出位置の回転角を算出する画像処理手段と、
前記タブ位置が前記マーキングポジションに来るように、前記回転変位付与機構を介して前記ワークを前記回転角分だけ正或いは負の方向に回転させる回転制御手段と、
前記タブ位置が前記マーキングポジションに来たときに前記マーク印刷機構を駆動して前記電池缶外周にマークを付すマーク印刷機構制御手段と、を備えたことを特徴とする。
In a marking device for applying a mark as a mark of the tab to the outside of the battery can of the work, with a cylindrical battery in which the electrode material with a tab serving as an electrode lead terminal is embedded in the battery can
A workpiece holding mechanism for holding the workpiece;
A workpiece rotation displacement imparting mechanism for rotationally displacing the workpiece held by the workpiece holding mechanism in the workpiece circumferential direction;
A mark printing mechanism disposed at a predetermined position to mark the outer periphery of the battery can of the workpiece;
A mechanism for X-ray imaging of the workpiece at an angle of 90 degrees with respect to an oblique angle or a lateral angle;
X-ray imaging of the workpiece is performed at an angle of 90 degrees with respect to the oblique angle or the lateral angle, and the tab position inside the battery can is detected by image processing of the oblique angle imaging or 90-degree angle imaging. Image processing means for calculating a rotation angle of the detection position of the tab with respect to a predetermined marking position in the image of
Rotation control means for rotating the workpiece in the positive or negative direction by the rotation angle via the rotational displacement imparting mechanism so that the tab position comes to the marking position;
Mark printing mechanism control means for driving the mark printing mechanism to mark the outer periphery of the battery can when the tab position comes to the marking position.
本発明によれば、電池缶内のタブ位置と電池缶外のマーク位置との間に位置ずれが生じたとしても、そのずれ量を補正して最適なX線撮像位置にてタブを撮像し、タブ検査精度を高めることができる。 According to the present invention, even if a positional deviation occurs between the tab position in the battery can and the mark position outside the battery can, the deviation is corrected and the tab is imaged at the optimum X-ray imaging position. The tab inspection accuracy can be increased.
まず、本発明の一実施例に係る筒型電池のタブ検査用のX線検査装置の概要を図1〜図3により説明する。 First, an outline of an X-ray inspection apparatus for tab inspection of a cylindrical battery according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1、図3において、検査対象となる筒型電池(以下、「ワーク」とも称する)1は、既述したように内部にタブ付きの電極材が内装されている。本実施例では、ワーク1の一例として既述した筒型リチウムイオン二次電池を例示するが、それに限定するものではなく、リチウムイオン二次電池同様のタブ付き電極材を電池缶に内装した二次電池であれば、その種類を問わない。 1 and 3, a cylindrical battery (hereinafter also referred to as “work”) 1 to be inspected has an electrode material with a tab inside as described above. In the present embodiment, the cylindrical lithium ion secondary battery described above as an example of the workpiece 1 is illustrated, but the present invention is not limited to this, and the battery with a tab-like electrode material similar to the lithium ion secondary battery is incorporated in the battery can. Any secondary battery can be used.
X線撮像装置は、X線照射装置すなわちX線源7とX線を写すI.I.(イメージインテンシファイア)式カメラ6よりなり、X線源7とカメラ6との間には、ワーク1がワーク保持機構3を介してセットされる。ワーク保持機構3は、ワーク1を下支えする機構であり、その上面のV次カット面3aには、ワーク1がその軸を中心に電池缶周方向に回転可能に載置される。
The X-ray imaging apparatus includes an X-ray irradiation apparatus, that is, an
X線撮像位置の傍らには、ワーク保持機構3に保持されたワーク1をワーク周方向に回転変位させるワーク回転変位付与機構4が配置されている。ワーク回転変位付与機構4は、サーボモータ(例えばステッピングモータ)40とその出力軸に装着された摩擦係数の大きな回転トルク付与ローラ(例えばゴムローラ)41とからなる。 A work rotation displacement imparting mechanism 4 that rotates and displaces the work 1 held by the work holding mechanism 3 in the work circumferential direction is disposed beside the X-ray imaging position. The workpiece rotation displacement imparting mechanism 4 includes a servo motor (for example, a stepping motor) 40 and a rotational torque imparting roller (for example, a rubber roller) 41 having a large friction coefficient mounted on the output shaft thereof.
ワーク保持機構3は、昇降機構(図示省略)を介して上下に移動可能であり、上方向に移動することで回転トルク付与ローラ41に押しつけられる。この状態でモータ40を回転制御すると、ワーク1は、ローラ41から回転力を受けてワーク周方向(電池缶周方向)に回転変位する。また、モータ40が停止中は、ワーク1は、ローラ41とワーク保持機構3とで挟持されて現位置に保持される。上記昇降機構は、ワーク保持機構3に代えてワーク回転変位付与機構4側に設け、この機構4を下降させることで、ローラ41をワーク1に押しつけるようにしてもよい。なお、図3のワーク保持機構3は、3つ図示されているが、実際は一つであるものを、作図の便宜上、すなわち、前工程(マーク付与機構)からのワーク1を受け取る状態の保持機構3と、ワーク1をワーク保持機構3上で回転変位させてマーク検出やワーク1の位置決めを行う状態の保持機構3と、検査工程終了後のワーク1を後工程(充放電試験等)に送る状態の保持機構3の状態を分けて表示している。後工程のワーク保持機構3´についても同様に一つであるが、状態に応じて二つに分けて描いている。図3の動作については、後述における本実施例全体の動作説明においても説明する。
The work holding mechanism 3 can move up and down via an elevating mechanism (not shown), and is pressed against the rotational
図1において、前工程では、タブ付き電極材の内装が完了したワーク1について、その電池缶外周にマーク印刷機構(図示省略)によりマークが付される。マーク印刷機構は、予め電極材が電池缶に挿入される時にタブの位置がおおよそ決められている時には、その位置に合わせて固定配置されており、ワーク1の流れ作業の一環でワークを自動的に検出すると、マークが付される。このようなマーク印刷機構としては、例えばインクジェットプリンタが使用される。 In FIG. 1, in the previous step, a mark 1 is marked on the outer periphery of the battery can by a mark printing mechanism (not shown) with respect to the work 1 in which the interior of the electrode material with tabs is completed. Mark printing mechanism, when the pre-Me electrode material is roughly determined the position of the tab when it is inserted into the battery can is fixedly disposed in accordance with the position, automatically work as part of the assembly line work 1 When detected automatically, a mark is added. As such a mark printing mechanism, for example, an ink jet printer is used.
タブ検査工程において、ワーク検出センサ2は、前工程を終えたワーク1、すなわち、タブ付き電極材の内装が完了し且つ電池缶の外壁の一部にマークを設けたリチウムイオン二次電池が搬送機構31(図3参照)を介してワーク保持機構3に移されたのを検知する。ワーク検出センサ2は、例えば光学式センサ等により構成される。
In the tab inspection process, the
マーク検出センサ5は、ワーク1上のマークを検出するためのものであり、例えば出射したレーザのマーク位置での反射光を検出するレーザ式センサ等で構成される。マーク検出センサ5は、ワーク1に向けて所定の位置に固定配置され、ワーク1が回転変位付与機構4により回転させられているときに、マークがレーザ光の光軸5aにくると、マークからの反射光によりマークを検出する。すなわち、マーク検出センサ5は、ワーク回転変位付与機構4と協働してワーク1に付されているマークを検出する。
The
マーク検出センサ5でマークが検出されると、コントローラ8は、その検出信号に基づきワーク回転変位付与機構4の駆動モータ40を停止させてワーク回転変位付与動作を停止させる回転変位制御手段として機能する。この回転変位制御により、ワーク保持機構3上でのワーク1の仮位置決めが行われる。
When the mark is detected by the
本実施例では、マークを指標にしてワーク保持機構3上で仮位置決めされたワーク1を、X線撮像装置(X線源7とX線検出カメラ6間)のX線7aに対して相対的に傾き動作させる傾動機構9を備える。この傾動機構9は、ワーク保持機構3とワーク回転変位付与機構4を一つのユニットとして傾動させることができる。ワーク保持機構3を傾動させることで、ワーク1を真横のカメラアングル(すなわち、ワーク1の中心軸に対して直交するX線撮像のカメラアングル;ワーク1中心軸とX線とが直交するアングル)でX線撮像するモードと、所定の斜めカメラアングル(ワーク1の中心軸に対してX線が斜めに交わるカメラアングル)でX線撮像するモードとを切り替え可能に設定するカメラアングル切り替え機構として機能する。図1では、ワーク1を任意に決めた所定の斜めカメラアングルでX線撮像するモードを示すものであり、図5Bと等価の図を示している。すなわち、X線源7からX線撮像カメラ6に向けて照射されるX線7aは、ワーク1の中心軸Oに対して斜めに交わる傾斜角度を有している。図1の状態から傾動機構9(カメラアングル切り替え機構)により、ワーク1の中心軸OがX線源7から照射されるX線7aに対して垂直に交わるように傾動させると、図5(A)に示す図と等価になる。
In this embodiment, the workpiece 1 temporarily positioned on the workpiece holding mechanism 3 using the mark as an index is relative to the
本実施例では、ワーク1を、傾動機構9を介して傾動させることによりワーク1に対するX線7aの交わる角度を変えて、X線撮像の真横アングル、斜めアングルを切り替えるが、このようなカメラアングルの切り替えは、カメラ6及びX線源7の少なくとも一つをワーク1に対して移動させても可能である。
In this embodiment, the workpiece 1 is tilted via the
コントローラ8は、ワーク検出センサ2からの検出信号、マーク検出センサ5からの検出信号を入力して、ワーク回転変位付与機構4のモータ40、傾動機構9、X線源7の駆動を一連にシーケンシャル制御し、且つX線カメラ6からの検出信号等を入力し、タブ検査に必要な画像処理演算を実行する。すなわち、コントローラ8は、図1、図5Bで示すような斜めカメラアングルで撮像されたX線画像の中から電池缶内のタブを抽出して、マークに対するタブの抽出位置の実回転角と予め設定した標準の回転角α0(α0は零を含む)との偏差からマークに対するタブの位置ずれの補正量を算出する画像処理手段を兼ねる。また、マークを指標にして仮位置決めされたワークを、X線撮像位置で真横のカメラアングルで撮像するに際して、タブの位置ずれ補正量だけ回転変位付与機構4を介してワークを回転させるワーク被撮像位置補正手段として機能する。
(タブ位置ずれ補正及びタブ検査工程)
ここで、本実施例のタブ位置ずれ補正及びタブ検査工程について、図4Aのフローチャートにしたがって説明する。なお、図4Aのフローチャートの工程に先立って、その前に装置間補正が行われるが、これについては、本説明の後に説明する。ちなみに、装置間補正とは、装置によって、マーク検出センサの取り付け角度、X線源−カメラの位置関係に誤差が生じるために、その誤差補正のために行われるものである。
The controller 8 inputs the detection signal from the
(Tab misalignment correction and tab inspection process)
Here, the tab misalignment correction and tab inspection process of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 4A. Prior to the process of the flowchart of FIG. 4A, inter-device correction is performed before this, which will be described after this description. Incidentally, the inter-device correction is performed for error correction because an error occurs in the mounting angle of the mark detection sensor and the positional relationship between the X-ray source and the camera depending on the device.
図4Aのフローに入る前に、前工程1として、タブ12付きの電極材11を電池缶10に内装するリチウムイオン二次電池製造過程で、前記タブの位置を確認して電池缶10の外壁面におおよそのタブ位置を示すマークを付す(図2、図3参照)。
Before entering the flow of FIG. 4A, as a pre-process 1, in the process of manufacturing a lithium ion secondary battery in which the
次いで図3に示すようにワーク搬送機構31でワーク1を検査装置のワーク保持機構3に移し、保持機構3を所定位置だけ上昇させて回転変位付与機構4のトルク付与ローラ41をワーク1の外周に押し付け、モータ40を駆動することによりワーク1をワーク保持機構3上で回転させる。ワーク1の回転によりワーク1に付したマークがマーク検出位置にくると、モータ40が停止し、ワーク1の回転が停止してワーク1の仮位置決めされる。この場合の作業フローは、図4AのステップS10〜S12により行われる。
Next, as shown in FIG. 3, the workpiece 1 is moved to the workpiece holding mechanism 3 of the inspection apparatus by the
上記したようにマークが検出されるポイントでワーク1の仮位置決めした後、図1及び図5Bに示すように、ワーク1を所定の斜めアングルでX線撮像し、その撮像された画像からタブの像位置を抽出する(図4AのステップS13、S14、S15)。タブ像の抽出方法の詳細は、後述する。 After temporarily positioning the workpiece 1 at the point where the mark is detected as described above, as shown in FIG. 1 and FIG. 5B, the workpiece 1 is X-ray imaged at a predetermined oblique angle, and the tab image is taken from the captured image. Image positions are extracted (steps S13, S14, S15 in FIG. 4A). Details of the tab image extraction method will be described later.
画像処理により抽出されたタブ像抽出位置から、マーク検出位置(撮像されたマーク)に対するタブの位置ずれΔαが求められる(ステップS15)。図12A、図12Bに、以下に述べる、タブの位置ずれの求め方の例を示す。 From the tab image extraction position extracted by the image processing, a tab position deviation Δα with respect to the mark detection position (captured mark) is obtained (step S15). FIG. 12A and FIG. 12B show examples of how to obtain the tab displacement described below.
既述したように、図11のX線撮像図及び図8に示すX線撮像模式図の一例に示すように、撮像された画像から、タブ12の輪郭を把握することができ、特にタブ12の縦方向に延びる部分と電池缶底部で横方向に延びる部分との間の折れ曲がり部のエッジ12aおよび12bは、タブの位置ずれがあったとしても、電池缶10の底部輪郭との関係で明確に認識することができる。また、電池缶10の底部となる斜視的な楕円輪郭のほぼ半分が画像に表れるので、楕円輪郭座標を2次元座標上で、例えば後述の実施例に示す手法によって真円に変換でき、そこにタブの特徴点(例えばタブの折れ曲がりエッジ)を示せば、マークに対するタブ抽出位置の回転角を求めることができる。
As described above, as shown in the example of the X-ray imaging diagram of FIG. 11 and the X-ray imaging schematic diagram of FIG. 8, the outline of the
本発明では、以上の点から、例えば、図12Aに示すように、検査対象となる筒型電池(ワーク)1のマークMの検出位置M0(マーク位置)に対するタブ12の抽出位置の実回転角αnと予め定めた標準回転角α0との偏差Δα=αn−α0からタブ12の位置ずれを算出できる。標準回転角α0とは、電池缶外周のマークMがマーク検出センサで検出される位置M0にきたときに、筒型電池10内のタブ12が真横アングルでX線撮像される理想の被撮像位置E1を想定した場合の、マーク検出位置M0に対する理想の被撮像位置E1の回転角である。
In the present invention, from the above points, for example, as shown in FIG. 12A, the actual rotation of the extraction position of the
標準回転角α0は、理想の被撮像位置(真横からX線撮像されるタブの位置)に対するマーク検出位置を任意に変えることで、任意に設定可能である。 The standard rotation angle α 0 can be arbitrarily set by arbitrarily changing the mark detection position with respect to the ideal imaged position (the position of the tab that is X-rayed from the side).
図12Aに示す例では、筒型電池10を一方向に回転させてマークMが任意に設定したマーク検出位置M0にきたときに、筒型電池10のタブ12が真横のアングルで撮像される理想の被撮像位置E1(図12では、斜視的に撮像された電池缶底部の楕円輪郭とその長径ラインPの一端が交わる位置で示している)にある場合の一例として、マーク検出位置M0と理想の被撮像位置E1との間の標準回転角度α0に関してα0>0を設定している。
In the example shown in FIG. 12A, when the
図12Aでは、斜め撮像の画像を処理して抽出されるタブ12の位置(例えば図10A参照)をタブのエッジ12a,12b間の中間点12cとしており、理想の被撮像位置E1のある長径Hと上記したエッジ中間点12c・楕円中心点Oを結ぶ線lとの交わる角度を求めれば、標準回転角度α0と実回転角度αnとの偏差Δαを求めることができる。
In FIG. 12A, the position of the tab 12 (see FIG. 10A, for example) extracted by processing the image of oblique imaging is the
図12Bに示す例では、標準回転角α0をα0=0、すなわちマーク検出位置M0(換言すればマーク位置M)と理想の被撮像位置E1とを一致させた場合である。この場合には、タブ12に位置ずれがなければ、タブ12(詳細にはエッジ中間点12c)とマークMの位置は一致することになる。かように標準回転角α0が零に設定してある場合で、ワーク1のマークMが検出された時点で、理想の被撮像位置E1(マーク検出位置M0)とタブ12の抽出位置12cとの間に実回転角αnが生じている場合には、図12A同様に長径Hと上記したエッジ中間点12c・楕円中心点Oを結ぶ線lとの交わる角度を求めれば、偏差Δn=αnがマークに対するタブの位置ずれとして求められる。
In the example shown in FIG. 12B, the standard rotation angle α 0 is α 0 = 0, that is, the mark detection position M 0 (in other words, the mark position M) is matched with the ideal imaged position E1. In this case, if the
この位置ずれ角Δαは、記憶装置に保存される(ステップS16)。 This positional deviation angle Δα is stored in the storage device (step S16).
ここで、ステップ15で実行されるタブ像の抽出方法の詳細について説明する。
(1)まず、斜めアングルでX線撮像された画像に2値化処理を施して、ワーク外形(電池缶)輪郭の抽出を行う(図9A)。
(2)次に、電池缶12の底部の輪郭である楕円抽出を次のようにして行う。2値化によって抽出したエッジをRamerのアルゴリズムに従って、多角形に近似する。この後に楕円弧を近傍のライン分割へ当てはめ、楕円弧と直線に分割する。最後に、楕円弧部から、楕円を作成する(図9B)。
(3)次に、上記楕円輪郭の長辺と短辺比率から、次のようにして、楕円を真円に変換する 同次2次元変換行列HomMat2Dに角度Phiによる回転を加え、その結果の行列をHomMat2DRotateに返す。回転は2x2の回転行列Rで記述される。これはグローバル(すなわち、固定)座標システムに対して実行する。つまり、以下の一連の変換行列と対応する。
Here, the details of the tab image extraction method executed in
(1) First, a binarization process is performed on an X-ray image captured at an oblique angle to extract a workpiece outline (battery can) outline (FIG. 9A).
(2) Next, ellipse extraction which is the outline of the bottom of the battery can 12 is performed as follows. The edges extracted by binarization are approximated to polygons according to Ramer's algorithm. After this, the elliptical arc is applied to the neighboring line divisions and divided into elliptical arcs and straight lines. Finally, an ellipse is created from the elliptical arc part (FIG. 9B).
(3) Next, based on the ratio of the long side and short side of the above-mentioned elliptical outline, the ellipse is converted to a perfect circle as follows. To HomMat2DRotate. The rotation is described by a 2x2 rotation matrix R. This is done for a global (ie fixed) coordinate system. That is, it corresponds to the following series of transformation matrices.
点(Px,Py)は変換における固定点であり、HomMat2DRotateを使用し変換された場合でもこの点は変更されない。この動作を取得するためには、まず、変換がグローバル座標システムの原点上に固定点を移動する入力変換行列に追加される。次に、回転が追加され、最後に固定点を元の位置に戻す。これは次式の一連の変換に対応する。 The point (Px, Py) is a fixed point in the conversion, and this point is not changed even if it is converted using HomMat2DRotate. In order to obtain this action, a transformation is first added to the input transformation matrix that moves a fixed point on the origin of the global coordinate system. Next, rotation is added and finally the fixed point is returned to its original position. This corresponds to a series of transformations:
次に下記のようにアフィン二次元変換を行う。 Next, affine two-dimensional transformation is performed as follows.
(4)タブエッジの抽出
次にキャニー法等の適宜エッジ検出法によりタブ12のエッジの抽出を行う(図9C)。
(4) Tab Edge Extraction Next, the
当然、目的のエッジ以外も検出されるが、これは、図9Dに示すような角度、長さ、平行度等の条件で絞り込む事により目的のタブエッジを検出する。 Naturally, other than the target edge is also detected, but this detects the target tab edge by narrowing down under conditions such as angle, length, parallelism and the like as shown in FIG. 9D.
この角度、長さ、平行度等の条件で絞り込みは、例えば次のように行われる。 The narrowing down is performed as follows, for example, under conditions such as the angle, the length, and the parallelism.
なお、上記実施例では、タブ位置検出を図12A,12Bに示すようにタブのエッジ12a,12bの中心線として、それに対する基準位置E1との角度Δαを算出することによりマークとタブ位置との偏差を求めているが、そのほかにも、タブ位置ずれを次ぎのようにして求めることができる。
4−1)タブの折れ曲がり部(折れ曲がり部のエッジ12a,12bを検出)の延長線と缶底の楕円の長径(真円に変換した場合の水平方向の径)の延長線Hとの交点角α1を算出する(図10B)。
4−2)垂直側タブ(左右2辺)の延長線と缶底との交点の2点の中間点と真円中心を結んだ線と垂直線とのなす角α2を算出する(図10C)。
4−3)缶底側タブの両側2辺の延長線と缶底との交点の2点の中間点と真円中心を結んだ線と垂直線とのなす角α3を算出する(図10D)。
4−4)垂直側タブの延長線と缶底側タブの延長線との交点、2点をつなぐ線の延長線と水平線との交点角α4を算出する(図10E)。
4−5)垂直側タブの幅W1を算出する(図10F)。
4−6)缶底側タブの幅W2を算出する(図10G)。
In the above embodiment, as shown in FIGS. 12A and 12B, the tab position detection is performed with the center line of the tab edges 12a and 12b as the center line, and the angle Δα with respect to the reference position E1 is calculated. The deviation is obtained, but in addition, the tab position deviation can be obtained as follows.
4-1) Intersection angle between the extension line of the bent part of the tab (detecting the
4-2) Calculate the angle α2 formed by the vertical line and the line connecting the midpoint of the intersection of the extension line of the vertical tab (two left and right sides) and the bottom of the can and the center of the perfect circle (FIG. 10C). .
4-3) An angle α3 formed by a vertical line and a line connecting the midpoint of two points of intersection of the two sides of the bottom side tab with the bottom of the can and the center of the perfect circle is calculated (FIG. 10D). .
4-4) The intersection angle α4 between the intersection of the extension line of the vertical tab and the extension line of the can bottom tab and the extension line of the line connecting the two points and the horizontal line is calculated (FIG. 10E).
4-5) The width W1 of the vertical tab is calculated (FIG. 10F).
4-6) The width W2 of the can bottom side tab is calculated (FIG. 10G).
ここで、4−5)、4−6)を図補足すると、真円の場合、円周上に同じ長さのタブ12の幅に相当するマークを置いた場合、X軸上(H線)で、マークのエッジ位置を見た場合、幅が異なって見えてくる。その理屈から、幅が分かれば、マークの位置が分かり最終的に角度が分かる。
4−7)垂直側タブと缶底側タブの交点角α5を算出する((解は2つ)。(図10H)
実際には二つの解の平均値を使い、基準ワークで測定した交点角αと比較する事で、マーク位置のズレを算出可能である。
4−8)缶底側タブの先端エッジと水平線との交点角α6を算出する。(図10I)
上記した図4AのステップS16で保存されたΔαだけ、仮位置決めされているワーク1を回転変位付与機構4を用いて回転変位させることでマークに対するタブの位置ずれが補正される(ステップS17)。
Here, supplementing the figures 4-5) and 4-6), in the case of a perfect circle, when a mark corresponding to the width of the
4-7) The intersection angle α5 between the vertical tab and the can bottom tab is calculated ((two solutions) (FIG. 10H).
Actually, the deviation of the mark position can be calculated by using the average value of the two solutions and comparing it with the intersection angle α measured with the reference workpiece.
4-8) The intersection angle α6 between the tip edge of the can bottom tab and the horizontal line is calculated. (FIG. 10I)
The displacement of the tab with respect to the mark is corrected by rotationally displacing the temporarily positioned workpiece 1 using the rotational displacement imparting mechanism 4 by Δα stored in step S16 of FIG. 4A described above (step S17).
以上のようにしてタブの位置ずれ補正が行われた後に、次のようなタブ検査工程が行われる。ワーク1を、傾動機構9を介してX線7aに対してワーク軸が垂直に交わる位置制御を行う。これにより、補正後のタブの位置がX線撮像の真横アングルになる(ステップS18)。
After the tab misalignment correction is performed as described above, the following tab inspection process is performed. The workpiece 1 is controlled in position so that the workpiece axis intersects perpendicularly with respect to the
この状態でX線撮像を行えば、図6に示すような真横アングルにタブがある位置でワーク1が撮像され、タブが鮮明に見えることができる(ステップS19、S20)。この画像に基づき、タブの状態適否が観察され、判定される。
(装置間補正について)
なお、上記のタブ位置ずれ補正、タブ検査の前に行われる装置間補正について図4Bにより説明する。
If X-ray imaging is performed in this state, the workpiece 1 is imaged at a position where the tab is at the right lateral angle as shown in FIG. 6, and the tab can be seen clearly (steps S19 and S20). Based on this image, whether or not the state of the tab is appropriate is observed and determined.
(About correction between devices)
In addition, FIG. 4B demonstrates the correction | amendment between apparatuses performed before said tab position shift correction | amendment and a tab test | inspection.
装置間補正は、既述したように、装置によって、マーク検出センサの取り付け角度、X線源−カメラの位置関係に誤差が生じるために行われる。この装置間補正は、位置合わせマークとタブの位置ずれがない(標準回転角α0)基準ワーク(ダミーを含む)を用いて行う。 As described above, the correction between the apparatuses is performed because errors occur in the mounting angle of the mark detection sensor and the positional relationship between the X-ray source and the camera. This inter-apparatus correction is performed using a reference work (including a dummy) that has no misalignment between the alignment mark and the tab (standard rotation angle α 0 ).
基準ワークを保持機構3にセットしワーク押さえを行い、ワーク回転変位付与機構4によりワーク周方向に回転させながらマーク検出センサ5がマークを検出する位置でワークの回転を停止させることで、基準ワークの位置決めが完了する(ステップS10´〜S12´)。この位置でX線撮像を、既述した位置ずれ検出工程同様に斜めアングルで実行し、且つ上記した図12A或いは図12B同様のマーク・タブ間の位置ずれ量算出、補正を行うことで、装置間補正が行われる(ステップS13´)。完了後、基準ワークは押さえ解除した後、搬送される(ステップS14´、S15´)。
The reference work is set by holding the reference work on the holding mechanism 3 and holding the work, and stopping the work rotation at a position where the
上記のようなタブ位置ずれ補正を行うことで、最適なX線撮像位置にてタブを撮像し、タブ検査精度を高めることができる。 By performing the tab position deviation correction as described above, the tab can be imaged at the optimum X-ray imaging position, and the tab inspection accuracy can be improved.
なお、上記実施例では、検査の前工程では、ワーク1の外周上の任意の位置にマークを付し或いは電池缶に電極材を内装する過程でタブの位置を把握してワーク1の外周上に大よそのタブ位置を示すマークを付しているが、このマーク付与工程でワーク1内のタブ位置を透視してタブ位置に正確なマークを付与することが可能であれば、検査工程でのマークとタブ位置との間の位置ずれ補正を不要にすることができる。 In the above embodiment, in the pre-inspection process, a mark is attached to an arbitrary position on the outer periphery of the work 1 or the position of the tab is grasped in the process of mounting the electrode material on the battery can. The mark indicating the approximate tab position is attached, but if it is possible to give an accurate mark to the tab position by seeing through the tab position in the work 1 in this mark applying process, It is possible to eliminate the need for correction of misalignment between the mark and the tab position.
以下に述べる実施例では、マーク付与工程でワーク1内のタブ位置を透視してタブ位置に正確なマークを付与するマーキング方法及び装置に関する。 In the embodiment described below, the present invention relates to a marking method and an apparatus for applying an accurate mark to a tab position by seeing through the tab position in the workpiece 1 in a mark applying process.
本実施例に係るマーキング方法及び装置は、既述した実施例同様に、ワークを斜めアングル或いは真横アングルに対して90度をなすアングルでX線撮像すれば電池缶内部のタブ一を検出可能という原理を利用するものである。 The marking method and apparatus according to the present embodiment can detect a tab in the battery can if an X-ray image is taken at an angle of 90 degrees with respect to an oblique angle or a lateral angle as in the above-described embodiments. It uses the principle.
図14は、図3の前工程に相当する位置に設けられる装置である。 FIG. 14 shows an apparatus provided at a position corresponding to the previous step of FIG.
本実施例では、ワーク1を保持するワーク保持機構30と、ワーク保持機構30に保持されたワーク1をワーク周方向に回転変位させるためのワーク回転変位付与機構400と、ワークの電池缶外周にマークを付すために所定位置に配置されたマーク印刷機構50と、ワーク1を斜めアングル或いは真横アングルに対して90度をなすアングルでX線撮像するX線撮像機構(X線源70、カメラ60)と、を有する。
In the present embodiment, a
ここで、ワーク保持機構30、ワーク回転変位機構400(サーボモータ401、回転トルク付与ローラ402)は、それぞれ図1に示したワーク保持機構3やワーク回転変位機構4と同様の機構を有する。
Here, the
マーク印刷機構50は、例えばインクジェットプリンタにより構成され、予め決められたポジションに固定配置されている。このマーク印刷機構50の位置は、ワーク1をX線撮像したときにその画像中のどの位置にあるか固定されている。
The
本実施例においては、ワーク1を斜めアングル或いは既述した真横アングルに対して90度をなすアングルでX線撮像し、コントローラ80は、その斜めアングル撮像或いは90度アングル撮像の画像処理により電池缶内部のタブ位置を検出する。このタブ位置検出方法は、図15に示すようにX線撮像の画像中に予め定めてあるマーキングポジション50に対するタブ12の検出位置の回転角Δαを算出することにより行われる。このタブ位置検出方法は、図12Bで述べた方法同様に行えばよく、図12の理想の撮像位置E1に代えて、この位置にマーキングポジション(マーク印刷装置)50を設定しておけばよい。
In this embodiment, X-ray imaging is performed on the workpiece 1 at an oblique angle or an angle that is 90 degrees with respect to the above-described lateral angle, and the
このタブ位置検出工程において、X線撮像によりタブ位置が見つからない場合には、タブ位置が検出されるまで、ワーク1を例えば所定回転角(例えば60度づつ)回転させる。 In this tab position detection step, if the tab position is not found by X-ray imaging, the workpiece 1 is rotated, for example, by a predetermined rotation angle (for example, every 60 degrees) until the tab position is detected.
コントローラ80は、タブ位置検出手段のほかに、タブ位置がマーキングポジションに来るように、回転変位付与機構400を介してワーク1を回転角Δα分だけ正或いは負の方向に回転させるワーク回転変位制御手段として機能する。さらに、コントローラ8は、タブ位置がマーキングポジションに来たとき、すなわち前記回転角Δα分だけワーク1を回転させた後に、インクジェットプリンタ50のヘッドを駆動して、電池缶外周にマークMを付すマーク印刷機構制御手段として機能する。
In addition to the tab position detecting means, the
その後にマークを付したワーク1が、図1に示すようなタブ検査工程のワーク保持機構3に搬入される。本実施例では、タブ検査装置については、図示省略してあるが、タブ検査装置では、先に述べた実施例のようなマークとタブ位置との位置ずれ補正は不要となるので、例えば図1で示すようなX線源7とカメラ6は、ワーク1を真横アングルでX線撮像されるように固定しておき、マークMを検出した段階でX線撮像して、タブの良否を検査すればよい。
Thereafter, the workpiece 1 with a mark is carried into the workpiece holding mechanism 3 in the tab inspection process as shown in FIG. In the present embodiment, the tab inspection apparatus is not shown in the figure, but the tab inspection apparatus does not need to correct the misalignment between the mark and the tab position as in the above-described embodiment. The
本実施例においても、精度の高いタブ検査を行うことができる。 Also in the present embodiment, tab inspection with high accuracy can be performed.
1…筒型電池、2…ワーク検出センサ、3,30…ワーク保持機構、4,400…ワーク回転変位付与機構、5…マーク検出センサ、6,60…X線撮影カメラ、7,70…X線源、8…コントローラ(ワーク回転変位制御手段、画像処理手段、ワーク被撮像位置補正手段、9…ワーク傾動機構(カメラアングル切り替え機構)、50…マーク印刷機構(インクジェットプリンタ)、80…コントローラ(ワーク回転変位制御手段、画像処理手段、マーク印刷機構制御手段)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylindrical battery, 2 ... Work detection sensor, 3, 30 ... Work holding mechanism, 4,400 ... Work rotation displacement provision mechanism, 5 ... Mark detection sensor, 6, 60 ... X-ray imaging camera, 7, 70 ... X Radiation source, 8... Controller (work rotation displacement control means, image processing means, work imaged position correction means, 9... Work tilt mechanism (camera angle switching mechanism), 50... Mark printing mechanism (inkjet printer), 80. Workpiece rotation displacement control means, image processing means, mark printing mechanism control means).
Claims (7)
前記検査工程に先立って、前記電極材を前記電池缶に内装する過程で前記タブの位置を把握して前記電池缶の外周上に大よそのタブ位置を示すマークを付し、
前記マークがマーク検出センサで検出される位置にきたときに筒型電池内のタブが真横アングルでX線撮像される理想の被撮像位置の前記マーク検出位置に対する回転角を標準回転角α0(α0は零を含む)として予め定めておき、
このマークが検出されるポイントで前記筒型電池の周方向の仮位置決めをした後、この筒型電池を斜め或いは前記真横アングルに対して90度をなすアングルでX線撮像し、その撮像された画像からタブの像位置を抽出して、検出対象の筒型電池の実マーク位置に対する前記タブの抽出位置の実回転角と前記標準回転角との偏差を算出する画像処理を行い、
その後に行う前記検査工程で、前記マークにより仮位置決めされた検査対象の前記筒型電池を前記偏差分だけ修正する方向に回転させるタブ位置ずれ補正を行って、この筒型電池のタブを真横アングルでX線撮像することを特徴とする筒型電池のタブ検査方法。 In the inspection process after the manufacturing process of the cylindrical battery in which the electrode material with the tab to be the electrode lead terminal is mounted in the battery can which is the battery case, the cylindrical battery is subjected to X-ray imaging to check the state of the tab inside the battery. In the tab inspection method for a cylindrical battery for inspecting
Prior to the inspection step, in the process of installing the electrode material in the battery can, the position of the tab is grasped, and a mark indicating the approximate tab position is attached on the outer periphery of the battery can,
When the mark comes to the position detected by the mark detection sensor, the rotation angle with respect to the mark detection position of the ideal imaged position where the tab in the cylindrical battery is X-ray imaged at the right lateral angle is the standard rotation angle α 0 ( α 0 is is determined in advance in advance and including zero),
After temporary positioning of the cylindrical battery in the circumferential direction at the point where this mark is detected, the cylindrical battery was X-ray imaged at an angle of 90 degrees with respect to the oblique or true lateral angle, and the image was taken. Extracting the image position of the tab from the image, performing image processing to calculate a deviation between the actual rotation angle of the tab extraction position and the standard rotation angle with respect to the actual mark position of the detection target cylindrical battery,
In the subsequent inspection step, tab position deviation correction is performed to rotate the cylindrical battery to be inspected that is temporarily positioned by the mark in a direction to correct the deviation, and the tab of the cylindrical battery is set to a lateral angle. A tab inspection method for a cylindrical battery, characterized in that X-ray imaging is performed with
前記検査の前工程で行われる前記マークを施すマーキング工程にて、前記筒型電池を斜めアングル或いは前記真横アングルに対して90度をなすアングルでX線撮像し、その斜めアングル撮像或いは90度アングル撮像の画像処理により電池缶内部のタブ位置を検出して、X線撮像の画像中に予め定めてあるマーキングポジションに対する前記タブの検出位置の回転角を算出し、
前記タブ位置が前記マーキングポジションに来るように前記回転角分だけ正或いは負の方向に前記筒型電池を回転させて、前記マークを前記電池缶外周に付すことを特徴とする筒型電池のタブ検査方法。 After the manufacturing process of the cylindrical battery in which the electrode material with the tab to be the electrode lead terminal is mounted in the battery can serving as the battery case, the cylindrical battery is positioned using the mark attached to the outer periphery of the battery can as an index, and the cylinder In the tab inspection method for a cylindrical battery, which inspects the state of the tab inside the battery by X-ray imaging of the battery at a lateral angle,
In the marking step for applying the mark performed in the pre-inspection step, the cylindrical battery is X-ray imaged at an angle of 90 degrees with respect to the oblique angle or the lateral angle, and the oblique angle image or 90 degree angle is obtained. Detecting the tab position inside the battery can by image processing of imaging, calculating the rotation angle of the detection position of the tab with respect to the marking position predetermined in the image of X-ray imaging,
A cylindrical battery tab, wherein the mark is attached to the outer periphery of the battery can by rotating the cylindrical battery in the positive or negative direction by the rotation angle so that the tab position comes to the marking position. Inspection method.
前記ワークの電池缶外周にマークを付すために所定位置に配置されたマーク印刷機構と、
前記ワークを保持するワーク保持機構と、
前記ワーク保持機構に保持された前記ワークをワーク周方向に回転変位させるためのワーク回転変位付与機構と、
所定の位置に固定配置され、前記ワーク回転変位付与機構と協働して前記ワークに付されているマークを検出するマーク検出センサと、
前記マークを検出した位置で前記ワーク回転変位付与機構によるワーク回転変位付与動作を停止させてワークの回転を停止させるワーク回転変位制御手段と、
前記マークを指標にして位置決めされた前記ワークを、真横のカメラアングルでX線撮像する機構と、及び斜めカメラアングル或いは前記真横アングルに対して90度をなすカメラアングルでX線撮像する機構と、
前記電池缶外周に付したマークが前記マーク検出センサで検出される位置にきたときに前記筒型電池内のタブが真横アングルでX線撮像される理想の被撮像位置の前記マーク検出位置に対する回転角を標準回転角α 0 (α 0 は零を含む)として予め定めておき、前記斜めカメラアングル或いは前記90度カメラアングルで撮像されたX線画像の中から前記タブを抽出して、前記マークに対する前記タブの抽出位置の実回転角と予め設定した前記標準回転角α0(α0は零を含む)との偏差から前記マークに対する前記タブの位置ずれの補正量を算出する画像処理手段と、
前記マークを指標にして仮位置決めされた前記ワークを、真横のカメラアングルでX線撮像するに際して、前記タブの位置ずれ補正量だけ前記回転変位付与機構を介して前記ワークを回転させるワーク被撮像位置補正手段と、を備えてなることを特徴とするタブ検査用のX線検査装置。 A tabular inspection in which a cylindrical battery in which an electrode material with a tab serving as an electrode lead terminal is housed in a battery can is used as a workpiece to be inspected, and the workpiece is imaged by an X-ray camera and the state of the tab is inspected from the image X-ray inspection equipment for
A mark printing mechanism disposed at a predetermined position to mark the outer periphery of the battery can of the workpiece;
A workpiece holding mechanism for holding the workpiece;
A workpiece rotation displacement imparting mechanism for rotationally displacing the workpiece held by the workpiece holding mechanism in the workpiece circumferential direction;
A mark detection sensor which is fixedly arranged at a predetermined position and detects a mark attached to the workpiece in cooperation with the workpiece rotation displacement applying mechanism;
Workpiece rotation displacement control means for stopping the rotation of the workpiece by stopping the workpiece rotation displacement applying operation by the workpiece rotation displacement applying mechanism at the position where the mark is detected;
A mechanism for X-ray imaging of the workpiece positioned with the mark as an index at a right camera angle, and a mechanism for X-ray imaging at an oblique camera angle or a camera angle of 90 degrees with respect to the right lateral angle;
Rotation of the ideal imaged position relative to the mark detection position where the tab in the cylindrical battery is X-ray imaged at a right lateral angle when the mark attached to the outer periphery of the battery can comes to the position detected by the mark detection sensor The angle is set in advance as a standard rotation angle α 0 (α 0 includes zero), the tab is extracted from the X-ray image captured at the oblique camera angle or the 90-degree camera angle, and the mark image processing for calculating a correction amount of the positional deviation of the tab with respect to the mark from the deviation between the preset and actual rotation angle of the extraction position of the tabs standard rotation angle α 0 (α 0 contains zero) for Means,
A workpiece imaged position for rotating the workpiece via the rotational displacement imparting mechanism by an amount of correction of the tab displacement when the workpiece temporarily positioned using the mark as an index is imaged at a right camera angle. And an X-ray inspection apparatus for tab inspection.
前記ワークを保持するワーク保持機構と、
前記ワーク保持機構に保持された前記ワークをワーク周方向に回転変位させるためのワーク回転変位付与機構と、
前記ワークの電池缶外周にマークを付すために所定位置に配置されたマーク印刷機構と、
前記ワークを斜めアングル或いは真横アングルに対して90度をなすアングルでX線撮像する機構と、
前記ワークを斜めアングル或いは前記真横アングルに対して90度をなすアングルでX線撮像し、その斜めアングル撮像或いは90度アングル撮像の画像処理により電池缶内部のタブ位置を検出して、X線撮像の画像中に予め定めてあるマーキングポジションに対する前記タブの検出位置の回転角を算出する画像処理手段と、
前記タブ位置が前記マーキングポジションに来るように、前記回転変位付与機構を介して前記ワークを前記回転角分だけ正或いは負の方向に回転させる回転制御手段と、
前記タブ位置が前記マーキングポジションに来たときに前記マーク印刷機構を駆動して前記電池缶外周にマークを付すマーク印刷機構制御手段と、を備えたことを特徴とするタブマーキング装置。 In a marking device for applying a mark as a mark of the tab to the outside of the battery can of the work, with a cylindrical battery in which the electrode material with a tab serving as an electrode lead terminal is embedded in the battery can
A workpiece holding mechanism for holding the workpiece;
A workpiece rotation displacement imparting mechanism for rotationally displacing the workpiece held by the workpiece holding mechanism in the workpiece circumferential direction;
A mark printing mechanism disposed at a predetermined position to mark the outer periphery of the battery can of the workpiece;
A mechanism for X-ray imaging of the workpiece at an angle of 90 degrees with respect to an oblique angle or a lateral angle;
X-ray imaging of the workpiece is performed at an angle of 90 degrees with respect to the oblique angle or the lateral angle, and the tab position inside the battery can is detected by image processing of the oblique angle imaging or 90-degree angle imaging. Image processing means for calculating a rotation angle of the detection position of the tab with respect to a predetermined marking position in the image of
Rotation control means for rotating the workpiece in the positive or negative direction by the rotation angle via the rotational displacement imparting mechanism so that the tab position comes to the marking position;
And a mark printing mechanism control means for driving the mark printing mechanism to place a mark on the outer periphery of the battery can when the tab position reaches the marking position.
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