JP6673165B2 - 電池のx線検査装置 - Google Patents
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Description
また、本発明は、巻回された電極板の先端部分(側端縁)が曲がってしまっている場合でも正確に先端位置を検出して電池の良否検査を行うことができる電池のX線検査装置を提供することを目的とする。
この位置で撮像を行って透視X線画像を取得し、画像処理装置で画像処理した透視X線画像を表示する。画像処理装置では、まず、正電極板と負電極板の位置を示す電極の輪郭線を抽出する。輪郭線は、例えば適切な輝度閾値を用いた二値化処理で周知のパターン認識を行うことで抽出することができる(なお、電極板自体の輪郭線ではなく電極板に付着する塗料の輪郭線を電極輪郭線として抽出する場合も含まれる)。
抽出された輪郭線には、隣接する電極板どうしがセパレータを挟んで確実に分離している電極板の位置が含まれているので、この位置で各輪郭線を横断するベースラインを設定する。続いて、ベースライン上で隣接する輪郭線の間の位置を始点とし、前記輪郭線を挟んだ両側でそれぞれ長手方向に沿って延びる直線状の区画線を境界として、各輪郭線に対しベースライン方向が第一捜査エリアを設定する。そして検査対象の輪郭線に対しその輪郭線に設定された第一捜査エリア内でベースラインから連続する輪郭線の先端を抽出する。
このようにして抽出した輪郭線の先端は、セパレータを挟んで確実に隣接する電極板が分離している電極板の位置から続いている輪郭線の先端であるので、隣接する電極板の先端を誤って認識することがなくなる。
これにより、電極板が大きく曲がって隣接する電極板の上方まで延びている電池の場合には、第一捜査エリア内で先端を抽出した場合に、第一捜査エリアの境界である区画線を越えた部分については先端を把握できなくなるが、第一捜査エリア内で抽出した先端位置を起点として第二捜査エリア内でさらに輪郭線の先端を延長して抽出することで、たとえ第一捜査エリアの外側まで電極板の先端が延びていた場合でも正確に先端を抽出することができる。
正負電極板のうち、先端が突出した側の電極板が接触等で曲がりやすいので、突出した側の電極板の輪郭線に対し第二捜査エリア内での先端の抽出を行うことが有効であり好ましい。
なお、リチウムイオン電池では突出側の電極板は負電極側になるが、電池の種類によっては正電極側を突出させることもありうるので、その場合は正電極側で行われることになる。
本発明によれば、段差寸法だけではなく、突出側の電極どうしの間隔寸法も計測することにより検査の信頼性を高めることができる。すなわち、突出側の電極どうしの間隔寸法が規格寸法よりも大きすぎると、巻回した電極板がケース内に無理に挿入された状態になるので、そのような電池を排除することができる。
また、第一捜査エリアで抽出した先端を起点として第二捜査エリアに拡大して電極板の先端位置を捜査して先端座標を検出するようにしたことで、電極板の先端が曲がっている場合でもその先端を見落とすことなく正確に検出することができる。
そして、本発明によれば、正負電極板の(輪郭線の)先端間の段差寸法や、突出した側の電極板(の輪郭線)の先端間の間隔寸法を精度よく計測することができて電池の良否判定を的確に行うことが可能となり、電極板どうしの接触による発火などのトラブルを未然に防止して安全で高性能の電池を提供することができるといった効果がある。
図1に示すように、X線検査装置Aは、X線ビーム1aを照射するX線管1(X線源)と、検査対象のリチウムイオン電池4を透過したX線を二次元で検出するX線検出器2と、X線管1とX線検出器2の間に配置されリチウムイオン電池4が載置されるとともに三軸方向に移動する移動機構(不図示)を備えたテーブル3とを備えている。
そして、上述した各部を制御する制御部(CPU、メモリ)11と、制御部11に指令等の入力操作を行う入力部(マウス、キーボード)12とを備えている。
ここで、データ取込回路10a、画像処理装置10、表示器13、制御部11、入力部12は、実際にはコンピュータ装置とその周辺機器によって構成され、インストールされるソフトウェア(プログラム)により必要な機能が実現される。
すなわち、X線検出器2から取り込まれた検出出力信号は画像処理装置10の画像記憶部20に透視X線画像データとして記憶され、画像処理装置10では、このデータに基づいて、電極輪郭線抽出部21、ベースライン設定部22、第一捜査エリア設定部23、第一先端抽出部24、第二捜査エリア設定部25、第二先端抽出部26、良否判定部27により以下の機能が実現される。
まず、s101で、検査を行うリチウムイオン電池4をテーブル3に載置し、検査を行いたい電池の特定部位(正負電極板間の位置ずれ検査を行う部位)がX線ビーム1aの視野内に入るようにテーブル3を位置決め調整する。このときX線視野内には、セパレータを挟んで隣接する電極板5および電極板6の間が、セパレータの厚みに対応する幅で確実に分離している位置と、電極板5(6)の側端縁である先端部分(図2、3参照)とが含まれるようにする。
なお、上記のs101において、セパレータを挟んで隣接する電極板5および電極板6の間がセパレータの厚みに対応する幅で確実に分離している位置を、X線視野内に入るようにしているが、この位置がX線視野の境界上となるように電池を位置決めしてあれば、図3に示すように、透視X線画像の端辺をベースラインBとすることができる。
区画線Kの始点位置は隣接する輪郭線5aと輪郭線6aとの中点としてもよく、図3のように、隣接する1つの輪郭線間に2つの区画線の始点を設けて、第一捜査エリアS1(S2)の幅を狭くしてもよい。
段差寸法L1(L2)だけではなく、突出側の電極板の輪郭線6a、6aどうしの間隔寸法L3も計測することにより、検査の信頼性を高めることができる。
これにより、正負電極板5、6の先端の(輪郭線5a、6a間の)間の段差寸法L1、L2や、突出した負電極板6、6間の先端の(輪郭線6a、6a間の)間隔寸法L3を精度よく計測することができて、電池の良否判定を的確に行うことが可能となる。
P1 正電極板の輪郭線の先端
P2 負電極板の輪郭線の先端(粗位置)
P3 負電極板の輪郭線の先端
S1 正電極板の輪郭線の第一捜査エリア
S2 負電極板の輪郭線の第一捜査エリア
S3 負電極板の輪郭線の第二捜査エリア
1 X線管(X線源)
1a X線ビーム
2 X線検出器
3 テーブル
4 電池
5 正電極
5a 正電極の輪郭線
6 負電極
6a 負電極の輪郭線
10 画像処理装置
11 制御部
21 電極輪郭線抽出部
22 ベースライン設定部
23 第一捜査エリア設定部
24 第一先端抽出部
25 第二捜査エリア設定部
26 第二先端抽出部
27 良否判定部
Claims (3)
- 互いに対向配置されたX線源とX線検出器との間に移動可能なテーブルが配置され、セパレータを介して巻回された正電極板と負電極板とを有する電池をテーブル上に載置して、前記X線源からのX線を前記電池に照射して得られる透視X線を前記X線検出器で検出し、その検出出力に基づく前記電池のX線透過画像を画像処理装置で画像処理した上で表示器に表示し、前記正電極板と前記負電極板との位置ずれを検査する電池のX線検査装置であって、
前記画像処理装置は、前記X線透過画像の正電極板と負電極板との位置を示す各輪郭線を抽出する電極輪郭線抽出部と、
抽出された輪郭線どうしが前記セパレータを挟んで分離している位置で各輪郭線を横断する方向にベースラインを設定するベースライン設定部と、
前記ベースライン上で隣接する輪郭線の間の位置を始点とし、前記輪郭線を挟んだ両側でそれぞれ長手方向に沿って延びる直線状の区画線を境界として、各輪郭線に対し第一捜査エリアを設定する第一捜査エリア設定部と、検査対象の輪郭線に対し設定された前記第一捜査エリア内で前記ベースラインから連続する輪郭線の先端を抽出する第一先端抽出部と、
前記第一先端抽出部で抽出された輪郭線の先端位置を起点として、前記第一捜査エリアの左側および右側に拡大する第二捜査エリアを設定する第二捜査エリア設定部と、
前記第二捜査エリア内で前記起点から連続する輪郭線の先端を抽出する第二先端抽出部とを備えたことを特徴とする電池のX線検査装置。 - 前記第二捜査エリア内での輪郭線の先端の抽出は、前記正電極板と前記負電極板のうち先端が突出した電極板側の輪郭線に対して行うようにした請求項1に記載の電池のX線検査装置。
- 互いに対向配置されたX線源とX線検出器との間に移動可能なテーブルが配置され、セパレータを介して巻回された正電極板と負電極板とを有する電池をテーブル上に載置して、前記X線源からのX線を前記電池に照射して得られる透視X線を前記X線検出器で検出し、その検出出力に基づく前記電池のX線透過画像を画像処理装置で画像処理した上で表示器に表示し、前記正電極板と前記負電極板との位置ずれを検査する電池のX線検査装置であって、
前記画像処理装置は、前記X線透過画像の正電極板と負電極板との位置を示す各輪郭線を抽出する電極輪郭線抽出部と、
抽出された輪郭線どうしが前記セパレータを挟んで分離している位置で各輪郭線を横断する方向にベースラインを設定するベースライン設定部と、
前記ベースライン上で隣接する輪郭線の間の位置を始点とし、前記輪郭線を挟んだ両側でそれぞれ長手方向に沿って延びる直線状の区画線を境界として、各輪郭線に対し第一捜査エリアを設定する第一捜査エリア設定部と、検査対象の輪郭線に対し設定された前記第一捜査エリア内で前記ベースラインから連続する輪郭線の先端を抽出する第一先端抽出部と、
前記正電極板と前記負電極板との間の位置ずれの良否判断を、隣り合う輪郭線の先端の段差寸法と、突出した側の輪郭線どうしの間隔寸法とにより判定する良否判定部とを備えたことを特徴とする電池のX線検査装置。
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