專利名稱：鋰離子電池極片ccd在線檢測系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池極片的檢測，特別是涉及一種鋰離子電池極片CXD (Charge Coupled Device，即電荷耦合器件)在線檢測系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池是針對電子產(chǎn)品，如手機、筆記本電腦小型化和薄型化的趨勢而發(fā)展 起來的。鋰離子電池極片是鋰離子電池中的重要部件，在電池極片卷繞之前，需要粘貼膠紙 和焊接極耳，而膠紙和極耳放置的位置是否正確直接決定電池成品的致密性，使用壽命等。 目前，對鋰電池極片上膠紙和極耳位置的檢測是通過肉眼人工識別的，而人眼長時間注視 流水線上的產(chǎn)品進(jìn)行視覺檢測，極易產(chǎn)生疲勞，從而導(dǎo)致漏檢誤檢現(xiàn)象的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種檢測結(jié)果準(zhǔn)確、效率高的 鋰離子電池極片CXD在線檢測系統(tǒng)和方法，解決目前鋰電池極片上膠紙和極耳位置的人工 檢測準(zhǔn)確性不高的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種鋰離子電池極片CXD在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括CXD攝像模塊，其用于采集鋰離子電池極片的圖像數(shù)據(jù)；和處理模塊，連接到所述CXD攝像模塊，其用于接收和處理所述圖像數(shù)據(jù)，并至少判 斷鋰離子電池極片的膠紙或極耳的位置是否滿足預(yù)先設(shè)定。優(yōu)選地所述C⑶攝像模塊包括兩個攝像單元，分別對鋰離子電池極片的正反兩面進(jìn)行拍攝。所述兩個單元分別對鋰離子電池極片處于水平方向和豎直方向的部分進(jìn)行拍攝。所述還包括傳輸機構(gòu)，用于傳輸鋰離子電池極片以通過所述CXD攝像模塊的拍攝視野；傳感器，連接到所述處理模塊，其用于檢測鋰離子電池極片的行進(jìn)位置并在其到 達(dá)預(yù)定拍攝位置時通知所述處理模塊，所述處理模塊控制所述CXD攝像模塊采集圖像。所述CXD攝像模塊采用CXD工業(yè)數(shù)字?jǐn)z像機，所述處理模塊采用嵌入式工業(yè)控制 機。一種鋰離子電池極片CXD在線檢測方法，其特征在于，包括以下步驟A.通過CXD攝像模塊采集鋰離子電池極片的圖像數(shù)據(jù)；B.由處理模塊接收和處理所述圖像數(shù)據(jù)，并至少判斷鋰離子電池極片的膠紙或極 耳的位置是否滿足預(yù)先設(shè)定。優(yōu)選地所述步驟A包括用兩個攝像單元分別對鋰離子電池極片的正反兩面進(jìn)行拍攝。
所述兩個單元分別對鋰離子電池極片處于水平方向和豎直方向的部分進(jìn)行拍攝。所述步驟A包括輸送鋰離子電池極片通過所述CXD攝像模塊的拍攝視野；以及 檢測電池極片是否到達(dá)預(yù)定的拍攝位置，如果檢測到到達(dá)，則由所述處理模塊控制所述CXD 攝像模塊采集圖像。本發(fā)明有益的技術(shù)效果是本發(fā)明通過CXD攝像模塊采集鋰離子電池極片的圖像數(shù)據(jù)，由處理模塊接收和處 理圖像數(shù)據(jù)，并至少判斷鋰離子電池極片的膠紙或極耳的位置是否滿足預(yù)先設(shè)定，與傳統(tǒng) 的采用人工的離線檢測方式相比，本發(fā)明的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在(1)檢測速度快。通常0. 3秒內(nèi)可以完成一個電池極片的正反兩面檢測，提高了生 產(chǎn)效率。而如果采用人工檢測，則需要花費較長時間。(2)檢測精度高。人工肉眼測量產(chǎn)生的誤差較大，而且長時間檢測易產(chǎn)生疲勞，使 得檢測結(jié)果不穩(wěn)定。不同檢測人員對缺陷的主觀判定有時會存在差異，使得檢測結(jié)果不一 致。本發(fā)明采用圖像處理技術(shù)，不但精度高而且穩(wěn) 定，檢測結(jié)果具有高度一致性。(3)運行時間長。檢測系統(tǒng)可以24小時不間斷運行，提高了生產(chǎn)能力，節(jié)省了人力 成本。(4)可以實現(xiàn)在線檢測。目前的檢測都是離線人工檢測，不但多了一道工序，而且 人工檢測過程中，可能會對電池極片造成損傷，增加廢品率。而采用本本發(fā)明可以實現(xiàn)電池 極片的在線檢測，減少的人工過程的干擾，提高了生產(chǎn)效率。


圖1為本發(fā)明一種實施例的鋰離子電池極片CCD在線檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為一種實施例的鋰離子電池極片CXD在線檢測方法的流程圖。本發(fā)明的特征及優(yōu)點將通過實施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。
具體實施例方式請參考圖1，一種實施例的鋰離子電池極片CXD在線檢測系統(tǒng)包括CXD攝像模塊、 處理模塊2、傳輸機構(gòu)3和傳感器(未圖示)，處理模塊2連接到CXD攝像模塊和傳感器。 CXD攝像模塊用于采集鋰離子電池極片5的圖像數(shù)據(jù)，處理模塊2用于接收和處理圖像數(shù) 據(jù)，并至少判斷鋰離子電池極片5的膠紙或極耳的位置是否滿足預(yù)先設(shè)定，進(jìn)而給出檢測 結(jié)果。根據(jù)本實施例，鋰離子電池極片在傳輸機構(gòu)3的作用下移動，通過CCD攝像模塊的拍 攝視野，傳感器則檢測鋰離子電池極片是否行進(jìn)到設(shè)定的拍攝位置，檢測到達(dá)時發(fā)送信號 給處理模塊，處理模塊2發(fā)出指令控制CCD攝像模塊進(jìn)行拍攝。一些優(yōu)選的實施例中，鋰離子電池極片CXD檢測系統(tǒng)采用通用工業(yè)CPU模塊例如 工業(yè)用PC/104與數(shù)字CCD攝像機相結(jié)合的方法構(gòu)建系統(tǒng)硬件。為滿足系統(tǒng)性能的要求， PC104更優(yōu)選采用低功耗的Pentium-Ill處理器作為主CPU單元。數(shù)字CXD攝像機和PC104 之間通過IEEE 1394總線連接。工作時，通過傳感器控制檢測位置，當(dāng)極片到達(dá)指定位置時，傳感器發(fā)送信號給 PC104，PC104收到信號后會控制CCD攝像機采集一幀圖像，然后對收到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分 析處理，如果發(fā)現(xiàn)膠紙或極耳的位置不滿足預(yù)先設(shè)定，則發(fā)出不合格信號，由后續(xù)工序進(jìn)行相應(yīng)處理。如圖1所示，一些優(yōu)選的實施例中，C⑶攝像模塊使用兩個C⑶數(shù)字?jǐn)z像機1，分別 對電池極片的正、反兩面進(jìn)行檢測，提高了檢測效率。更優(yōu)選地，鋰離子電池極片在傳輸機 構(gòu)的作用下包括處于水平方向和豎直方向的部分，兩個C⑶數(shù)字?jǐn)z像機1分別對鋰離子電 池極片處于水平方向和豎直方向的部分拍照，可以消除可能產(chǎn)生的干擾，有利于保證采集 的圖像質(zhì)量。
本發(fā)明是對CXD攝像機所拍攝的數(shù)字圖像進(jìn)行處理實現(xiàn)檢測功能，因此采集的 圖像質(zhì)量對后續(xù)的處理工作有著決定性的影響，如果采集到的圖像不夠清晰，將導(dǎo)致漏檢 誤檢率大大提高。因此，為了保證圖像質(zhì)量，優(yōu)選的實施例中采用德國Basler公司生產(chǎn)的 scA640型工業(yè)數(shù)字?jǐn)z像機，該攝像機采用1/2時CXD傳感器，而且可以控制快門速度，適合 對運動物體進(jìn)行拍攝。CXD攝像模塊優(yōu)選還包括Vision機器視覺專用LED光源3。圖像采集的另一重要 因素是光源，只有采用亮度足夠且均衡，無閃爍的光源才能獲取到滿意的圖像。Vision機器 視覺專用LED光源3亮度可調(diào)、低溫、均衡、無閃爍，無陰影，使得圖像的質(zhì)量得到保證。處理模塊運行圖像處理軟件分析和處理數(shù)據(jù)，該軟件可用VC開發(fā)，核心圖像處理 算法用C語言編寫，保證了處理的實時和高效。軟件在windows操作系統(tǒng)上運行，這樣帶來 的好處是很多現(xiàn)有的成熟的圖像處理算法經(jīng)過簡單移植即可在PC104上運行，為擴展系統(tǒng) 功能帶來極大方便，而且可以大大縮短開發(fā)時間。Windows系統(tǒng)所具有的良好用戶界面也更 符合用戶的使用習(xí)慣，參數(shù)設(shè)置簡便直觀，用戶較易掌握系統(tǒng)使用方法。在另一方面，本發(fā)明還提供一種鋰離子電池極片CXD在線檢測方法。如圖2所示， 一種實施例的方法具體包括以下步驟步驟Si.在系統(tǒng)正式啟用前，在適當(dāng)位置放置上標(biāo)準(zhǔn)電池極片，進(jìn)行檢測參數(shù)校 正；步驟S2.系統(tǒng)運行時，當(dāng)電池極片行進(jìn)至預(yù)定位置，觸發(fā)傳感器，向PC104發(fā)送信 號；步驟S3. PC104收到信號后，向數(shù)字?jǐn)z像機發(fā)出拍攝指令，同時控制LED光源閃 光；步驟S4.數(shù)字?jǐn)z像機收到PC104發(fā)來的拍攝指令后，采集一幀圖像數(shù)據(jù)，然后向 PC104發(fā)送采集成功信號；步驟S5. PC104收到數(shù)字?jǐn)z像機發(fā)出的采集成功信號后，通過IEEE1394總線將圖 像數(shù)據(jù)傳送至PC104內(nèi)存進(jìn)行處理；步驟S6. PC104收到圖像數(shù)據(jù)后，調(diào)用圖像處理算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定粘貼的 膠紙和焊接的極耳在極片上的位置，是否超出預(yù)先設(shè)定的范圍。如果是，則發(fā)出不合格信 號，在極片上貼上不合格標(biāo)簽；否則測試通過，等待下一個極片。本發(fā)明優(yōu)選地采用基于PC 104嵌入式工業(yè)控制機+數(shù)字CXD攝像機構(gòu)建系統(tǒng)硬 件，采用windows操作系統(tǒng)構(gòu)建系統(tǒng)軟件平臺，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)鋰離子電池極片的視覺質(zhì) 量檢測功能。同采用人工檢測相比，本發(fā)明的檢測系統(tǒng)和檢測方法具有以下顯著優(yōu)點(1)檢測速度快。0. 3秒內(nèi)可以完成一個電池極片的正反兩面檢測，提高了生產(chǎn)效率。如果采用人工檢測，則需要花費較長時間。(2)檢測精度高。人工肉眼測量產(chǎn)生的誤差較大，而且長時間檢測易產(chǎn)生疲勞，使 得檢測結(jié)果不穩(wěn)定。不同檢測人員對缺陷的主觀判定有時會存在差異，使得檢測結(jié)果不一 致。而本方案用計算機對圖像進(jìn)行測量，不但精度高而且穩(wěn)定，檢測結(jié)果具有高度一致性。(3)檢測時間長。檢測系統(tǒng)可以24小時不間斷運行，提高了生產(chǎn)能力，節(jié)省了人力 成本。(4)可以實現(xiàn)在線檢測。目前的檢測都是離線人工檢測，不但多了一道工序，而且 人工檢測過程中，可能會對電池極片造成損傷，增加廢品率。而采用本系統(tǒng)可以實現(xiàn)電池極 片的在線檢測，減少的人工過程的干擾，提高了生產(chǎn)效率。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種鋰離子電池極片CCD在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括CCD攝像模塊，其用于采集鋰離子電池極片的圖像數(shù)據(jù)；和處理模塊，連接到所述CCD攝像模塊，其用于接收和處理所述圖像數(shù)據(jù)，并至少判斷鋰離子電池極片的膠紙或極耳的位置是否滿足預(yù)先設(shè)定。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極片CCD在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述CCD攝像 模塊包括兩個攝像單元，分別對鋰離子電池極片的正反兩面進(jìn)行拍攝。
3.如權(quán)利要求2所述的鋰離子電池極片CCD在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個單元 分別對鋰離子電池極片處于水平方向和豎直方向的部分進(jìn)行拍攝。
4.如權(quán)利要求1至3所述的鋰離子電池極片(XD在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述還包括傳輸機構(gòu)，用于傳輸鋰離子電池極片以通過所述CCD攝像模塊的拍攝視野； 傳感器，連接到所述處理模塊，其用于檢測鋰離子電池極片的行進(jìn)位置并在其到達(dá)預(yù) 定拍攝位置時通知所述處理模塊，所述處理模塊控制所述(XD攝像模塊采集圖像。
5.如權(quán)利要求1至3所述的鋰離子電池極片(XD在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述(XD 攝像模塊采用(XD工業(yè)數(shù)字?jǐn)z像機，所述處理模塊采用嵌入式工業(yè)控制機。
6.一種鋰離子電池極片C⑶在線檢測方法，其特征在于，包括以下步驟A.通過C⑶攝像模塊采集鋰離子電池極片的圖像數(shù)據(jù)；B.由處理模塊接收和處理所述圖像數(shù)據(jù)，并至少判斷鋰離子電池極片的膠紙或極耳的 位置是否滿足預(yù)先設(shè)定。
7.如權(quán)利要求6所述的鋰離子電池極片CCD在線檢測方法，其特征在于，所述步驟A包 括用兩個攝像單元分別對鋰離子電池極片的正反兩面進(jìn)行拍攝。
8.如權(quán)利要求7所述的鋰離子電池極片CCD在線檢測方法，其特征在于，所述兩個單元 分別對鋰離子電池極片處于水平方向和豎直方向的部分進(jìn)行拍攝。
9.如權(quán)利要求6至8所述的鋰離子電池極片CCD在線檢測方法，其特征在于，所述步驟 A包括輸送鋰離子電池極片通過所述CCD攝像模塊的拍攝視野；以及檢測鋰離子電池極片 是否到達(dá)預(yù)定的拍攝位置，如果檢測到到達(dá)，則由所述處理模塊控制所述(XD攝像模塊采 集圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池極片CCD在線檢測系統(tǒng)，包括CCD攝像模塊，其用于采集鋰離子電池極片的圖像數(shù)據(jù)；和處理模塊，連接到所述CCD攝像模塊，其用于接收和處理所述圖像數(shù)據(jù)，并至少判斷鋰離子電池極片的膠紙或極耳的位置是否滿足預(yù)先設(shè)定。還公開了一種鋰離子電池極片CCD在線檢測方法，包括以下步驟A.通過CCD攝像模塊采集鋰離子電池極片的圖像數(shù)據(jù)；B.由處理模塊接收和處理所述圖像數(shù)據(jù)，并至少判斷鋰離子電池極片的膠紙或極耳的位置是否滿足預(yù)先設(shè)定。根據(jù)本發(fā)明的鋰離子電池極片CCD在線檢測系統(tǒng)和方法，能準(zhǔn)確檢測離子電池極片的膠紙或極耳的位置，檢測效率高。
文檔編號G01B11/00GK101832753SQ20091010612
公開日2010年9月15日 申請日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月11日
發(fā)明者佟異, 劉學(xué)山, 王強, 陽如坤 申請人:深圳市吉陽自動化科技有限公司