JP7256112B2 - 電池の外観検査方法及び電池の外観検査装置 - Google Patents
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Description
そこで、本発明者は、電池ケースの被照射部位に斜め方向から検査光を照射しつつ、この被照射部位を法線方向から撮像する。そして、撮像した画像(暗視野像)をなす各画素の輝度に基づいて、電池ケースに電解液または電解液残渣が付着しているか否かを判定する手法を検討した。
一方、非形成領域のいずれかの部位に電解液等が付着している場合には、乱反射により、非形成領域画像部をなす各画素のうち、当該電解液等が付着している部位に対応する画素の輝度が高くなる。このため、刻印領域の非形成領域への電解液等の付着状態、例えば、非形成領域に電解液等が付着しているか否か、及び、非形成領域のどの部分に電解液等が付着しているかを適切に判定できる。
「刻印」としては、例えば、マトリックス型二次元コードを示す刻印、即ち、平面視円状や矩形状(ドット状)などの単独刻印が二次元的に縦横に複数並んだ刻印、具体的には、実施形態で説明するデータマトリックス刻印(DM刻印)や、QRコード(登録商標)を示すQRコード刻印などが挙げられる。また「刻印」として、例えば、後述する変形形態2で説明するような、数字やアルファベット等からなる単独刻印が一列に複数並んだ刻印なども挙げられる。
「電解液残渣」とは、電池ケースに付着した電解液の溶媒が蒸発した後に残された付着物をいう。
即ち、上述の単独刻印形成領域に単一種類の単独刻印パターンのみが形成される場合、例えば、当該単独刻印形成領域にドットパターン「●」のみが形成される場合、刻印パターン領域は、このドットパターン「●」が占める円形状の領域である。また、当該単独刻印形成領域にアルファベット「A」のみが形成される場合、刻印パターン領域は、この「A」が占める、Aの形状を有する領域である。
「非形成領域」は、刻印パターン領域に含まれず、単独刻印が形成され得ない領域であり、刻印領域のうち、刻印パターン領域以外の領域である。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。図1に本実施形態に係る電池1の斜視図を示す。なお、以下では、電池縦方向AH、電池横方向BH及び電池厚み方向CHを、図1に示す方向と定めて説明する。この電池1は、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、電気自動車等の車両などに搭載される角型で密閉型のリチウムイオン二次電池である。電池1は、角型の電池ケース10と、この内部に収容された扁平状捲回型の電極体20及び電解液17と、電池ケース10に支持された正極端子40及び負極端子50等から構成されている。
なお、本実施形態では、刻印領域30内に、9×9=81個の刻印パターン領域37を設けた例を示したが、その他、刻印領域30内に、18×18=324個の刻印パターン領域37を設けるなど、刻印パターン領域37を二次元的に縦横適数並べるようにしても良い。
このうち照明部110は、検査光LX(本実施形態では可視光)を照射する一対の照明(第1照明111及び第2照明112)を有する。これら第1照明111及び第2照明112は、電池横方向BHに間隔を空けて配置されている。図4中、左側に配置された第1照明111は、検査光LXを電池ケース10の刻印領域30に向けて、斜め方向EH(刻印領域30のなす法線FXに沿う法線方向FHに対して斜交する斜め方向EH)から、具体的には、図4において左上から右下へ斜めに照射可能に構成されている。一方、図4中、右側に配置された第2照明112は、検査光LXを電池ケース10の刻印領域30に向けて、斜め方向EHから、具体的には、図4において右上から左下へ斜めに照射可能に構成されている。このように一対の照明111,112を用いることで、光源から刻印領域30の被照射部位までの距離の違いによって、後述する刻印領域画像200において場所による輝度Laの勾配ができてしまうのを抑制できる。この照明部110は、後述する制御・判定部130によって制御される。
制御・判定部130は、照明部110及び撮像部120を制御する。具体的には、制御・判定部130は、照明部110を制御して電池1の電池ケース10の刻印領域30に向けて検査光LXを照射させると共に、撮像部120を制御して検査光LXが照射されている刻印領域30を撮影させる。
表示部140は、液晶ディスプレイを有し、制御・判定部130から入力される、電池1の外観良否の判定結果を、液晶ディスプレイに表示可能に構成されている。
このように電池1の製造の最終段階において外観検査を行うことにより、注液孔12hを封止した後の各工程で電解液17の液漏れが生じて、電解液17が電池ケース10に付着した場合でも、電解液残渣17zの付着を検知し、不良品の電池1を選別することができる。
そこで、刻印領域画像200についても、各々の単独刻印形成領域35を撮像した81個の矩形状の単独刻印領域画像部205に分割し、非形成領域画像部208を、各々の分割非形成領域39を撮像した81個の分割非形成領域画像部209に分割する。各々の分割非形成領域画像部209は、外周が矩形状で内周が円状である。
なお、上述のN>Nkの場合に、対応する分割非形成領域39だけでなく、この分割非形成領域39を含む単独刻印形成領域35の全体(分割非形成領域39+刻印パターン領域37)に、電解液残渣17zが付着しているとみなす判定をしてもよい。
なお、刻印領域30内に、同一付着領域217が複数存在する場合には、各々の同一付着領域217について付着径Rdを求め、いずれかの付着径Rdが基準付着径Rkよりも大きい場合に、当該電池1を不良品であると判定する。
そして、この良否判定工程S3における当該電池1の外観良否の判定結果を、制御・判定部130から表示部140に出力し、表示部140で表示する。かくして、電池1の外観検査が終了する。
一方、非形成領域38のいずれか部位に電解液残渣17zが付着している場合には、乱反射により、非形成領域画像部208をなす各画素208pのうち、当該電解液残渣17zが付着している部位に対応する画素208pの輝度Laが高くなる。このため、刻印領域30の非形成領域38への電解液残渣17zの付着状態を適切に判定できる。
そこで、本実施形態では、付着検知工程S2において、刻印領域30を撮像した刻印領域画像200のうち、非形成領域38を撮像した非形成領域画像部208をなす各画素208pの輝度Laに基づいて、刻印領域30への電解液残渣17zの付着状態を判定する。このようにすることで、刻印領域30への電解液残渣17zの付着状況を適切に検査できる。
また、本実施形態では、付着検知工程S2における判定結果210に基づいて、当該電池1の外観の良否を判定する良否判定工程S3を更に備えるため、電池1の外観の良否をも適切に判定できる。
次いで、上記実施形態の第1の変形形態について説明する。実施形態では、刻印領域30の非形成領域38を、それぞれ、円状の刻印パターン領域37の周囲に位置し、外周が矩形状で内周が円状の分割非形成領域39に分割した(図3参照)。またこれに伴い、刻印領域画像200の非形成領域画像部208を、各々の分割非形成領域39を撮像した分割非形成領域画像部209(図7参照)に分割した。
なお、上述のN>Nkの場合に、対応する分割非形成領域439だけでなく、この分割非形成領域439を含む4つの単独刻印形成領域35の全体に、電解液残渣17zが付着しているとみなす判定をしてもよい。
また、図11に、本変形形態1の付着検知工程S2における判定結果510の具体例を示す。この判定結果510は、刻印領域30に電解液残渣17zが付着している図6(b)の場合における判定結果である。図11において、各分割非形成領域439に対応した各領域515のうち、分割非形成領域439に電解液残渣17zが付着していると判定された付着領域515Bは、クロスのハッチングで示し、分割非形成領域439に電解液残渣17zが付着していないと判定された非付着領域515Aは、ハッチングを掛けずに白色で示している。
次いで、上記実施形態の第2の変形形態について説明する。実施形態の電池1では、刻印領域30に形成された刻印31は、同一種類のドット状の多数の単独刻印32から構成されている(図2及び図3参照)。これに対し、本変形形態2の電池300では、図12に示すように、刻印領域330に形成された刻印331は、以下で述べるように、複数種類の単独刻印332(332a,332b,332c)を3個並べて構成されている点が異なる。それ以外は、基本的に実施形態と同様である。
本変形形態2の刻印領域330は、3個の刻印パターン領域337(337a,337b,337c)と、これらの刻印パターン領域337に含まれず、単独刻印332が形成され得ない非形成領域338とからなる。各刻印パターン領域337(337a,337b,337c)は、それぞれ、上述の36種類の単独刻印パターン333(333a,333b,333c)をすべて重ねた矩形状の重複刻印パターン334(334a,334b,334c)からなる。
図12中、一番左に位置する単独刻印形成領域335aの分割非形成領域339aは、この単独刻印形成領域335aの刻印パターン領域337aの右側で、中央の単独刻印形成領域335bとの間に位置して、単独刻印332aが形成され得ない、上下に細長い帯状の領域である。
また、図12中、一番右に位置する単独刻印形成領域335cの分割非形成領域339cは、この単独刻印形成領域335cの刻印パターン領域337cの左側で、中央の単独刻印形成領域335bとの間に位置して、単独刻印332cが形成され得ない、上下に細長い帯状の領域である。
前述の非形成領域338は、これらの分割非形成領域339(339a,339b,39c)によって構成される。
例えば、実施形態等では、電解液残渣17zの刻印領域30,330への付着有無を検知したが、例えば、検査光LXの照射角度や検査光LXの強さ、種類等を変更したり、撮像部120の位置を変更したりするなど、検査条件を変更することにより、液状の電解液17の刻印領域30,330への付着有無を検知してもよい。
10 電池ケース
10c (電池ケースの)表面
17 電解液
17z 電解液残渣
30,330 刻印領域
31,331 刻印
32,332,332a,332b,332c 単独刻印
33,333,333a,333b,333c 単独刻印パターン
334,334a,334b,334c 重複刻印パターン
35,335,335a,335b,335c 単独刻印形成領域
37,37C,37D,337,337a,337b,337c 刻印パターン領域
38,338 非形成領域
39,439,339,339a,339b,339c 分割非形成領域
100,150 外観検査装置
110,160 照明部
120 撮像部
130 制御・判定部(判定部)
200,200A,200B 刻印領域画像
200p (刻印領域画像をなす)画素
205,205A,205B 単独刻印領域画像部
207,207C,207D パターン領域画像部
207p (パターン領域画像部をなす)画素
208 非形成領域画像部
208p (非形成領域画像部をなす)画素
209,209A,209B,509,509A,509B 分割非形成領域画像部
209p,509p (分割非形成領域画像部をなす)画素
210,510 判定結果
EH 斜め方向
FX 法線
FH 法線方向
LX 検査光
La 輝度
Lk 基準輝度
Sa 面積
Sk 基準面積
S1 照射撮像工程
S2 付着検知工程
S3 良否判定工程
Claims (2)
- 電池ケースの表面の刻印領域に、1または複数の単独刻印から構成される刻印を含む電池について、上記刻印領域への電解液または電解液残渣の付着有無を検査する
電池の外観検査方法であって、
上記刻印領域のなす法線に沿う法線方向に対して斜交する斜め方向から上記刻印領域に向けて検査光を照射しつつ、上記法線方向から上記刻印領域を撮像した刻印領域画像を得る照射撮像工程と、
上記刻印領域画像に基づいて、上記刻印領域における上記電解液または上記電解液残渣の付着状態を検知する付着検知工程と、を備え、
上記刻印領域は、
使用される単一種類の単独刻印パターンが形成され得る、または、使用され得る複数種類の単独刻印パターンをすべて重ねた重複刻印パターンが形成され得る刻印パターン領域と、
上記刻印パターン領域に含まれず、上記単独刻印が形成され得ない非形成領域とからなり、
上記刻印領域画像は、
上記刻印パターン領域を撮像したパターン領域画像部と、
上記非形成領域を撮像した非形成領域画像部とを含み、
上記付着検知工程は、
上記非形成領域画像部をなす各画素の輝度に基づいて、上記刻印領域への上記電解液または上記電解液残渣の上記付着状態を判定する
電池の外観検査方法。 - 電池ケースの表面の刻印領域に、1または複数の単独刻印から構成される刻印を含む電池について、上記刻印領域への電解液または電解液残渣の付着有無を検査する
電池の外観検査装置であって、
上記刻印領域のなす法線に沿う法線方向に対して斜交する斜め方向から上記刻印領域に向けて検査光を照射する照明部と、
上記法線方向から上記刻印領域を撮像して刻印領域画像を得る撮像部と、
上記刻印領域画像に基づいて、上記刻印領域における上記電解液または上記電解液残渣の付着状態を検知する判定部と、を備え、
上記刻印領域は、
使用される単一種類の単独刻印パターンが形成され得る、または、使用され得る複数種類の単独刻印パターンをすべて重ねた重複刻印パターンが形成され得る刻印パターン領域と、
上記刻印パターン領域に含まれず、上記単独刻印が形成され得ない非形成領域とからなり、
上記刻印領域画像は、
上記刻印パターン領域を撮像したパターン領域画像部と、
上記非形成領域を撮像した非形成領域画像部とを含み、
上記判定部は、
上記非形成領域画像部をなす各画素の輝度に基づいて、上記刻印領域への上記電解液または上記電解液残渣の上記付着状態を判定する
電池の外観検査装置。
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