“组合拳”出击！突破电池膜球面高精度检测难题

电池外壳作为电池的载体，可以容纳高压电池、电子元件、传感器和连接器，使关键部件免于外力冲击、受热和渗水的影响。因此，电池外壳质量的检测尤为必要，是保障用电安全的重要一环。

电池外壳（图片源自网络）

电池膜球面的转角半径R（简称“R角”）是电池膜外壳工艺中最重要的参数，R角的质量对电池的安全性、密封性、稳定性至关重要。凸模圆角半径和模具转角半径是电池膜生产工艺中最为重要的参数。半径过小，拉伸时容易产生针孔、破裂；半径过大，铝塑膜外壳角位部位弧度大，不能与电芯直角角位有效贴合，影响包装质量。

因此，开发一种电池膜球面质量（除了可检测球面R角外，还能检测工件厚度、台阶高度、凹角等多个尺寸）自动检测系统来管控及优化模具转角半径尤为必要。一个准确、高效的检测系统可大幅度提升生产工艺，提高电池膜生产品质，为客户创造巨大的生产效益。

检测痛点

➤工件质地软，定位难电池膜通常厚度薄，材质软，每次取放和机台移动都可能会导致球面R轮廓一定程度的变形和位移，质检员因此难以建立坐标系，这给工件固定和定位带来了较大挑战。

➤电池膜球面角度大，特征提取不完整电池膜球面角度大，其质量检测对3D传感器测量角度提出了更高要求。如果R角区域的特征提取有缺失，测量结果将受到较大影响，直接导致测量数据不准。

电池膜球面R角的轮廓图

➤材料高反光，成像有噪音膜材质通常具有高亮高反光的特点，凸出球面的炫光往往会增加图像噪声，影响球面R角轮廓特征的提取。

高反光的膜材料实图

➤R角的评价点位不足评价点位数量不够会致使R角测量结果的重复性低下，检测结果的稳定性、准确度将大打折扣。

解决方案

整套系统主要由视觉定位系统和3D激光传感器组成。搭配海克斯康基于多传感器的专业影像测量软件Metus，可快速实现电池膜的外观检测以及电池膜正反面R角的高精度检测，检测过程更加智能、便捷、高效。

方案系统布局

技术特色与优势

✔3D线激光扫描点云图，球面轮廓一览无遗设备搭载3D线激光扫描，该激光可切换多角度多姿态对电池膜球面进行全方位的扫描，然后在Metus软件界面上显示为直观的三维点云图。激光扫描亦可克服高亮高反光材料工件成像有噪声、不清晰的问题。

Metus软件界面的三维点云图

✔三维点云，精准摆正Metus 采集到R角点云后，使用点云像素化功能将点云转为图像，建立坐标系后对R角点云图像进行粗摆正和精摆正。即便工件在上下料过程中发生一定程度的位移和变形，点云的拾取位置仍然不受影响。

Metus点云像素化后建系

Metus点云摆正后效果

✔Metus 点云截面视窗，要素处理可视化点云截面视窗可以直观显示工件截面轮廓。方便后续拾取和测量特定区域的点云数据。

点云截面视窗（下半部分）显示R角点云截面轮廓

✔多点位特征拟合，测量结果精确稳定框选R角区域需要的点云后，通过捕捉多点位特征来拟合R角的边缘要素，保证电池膜球面R角测量的稳定性。经多次验证，该案例中R角测量结果数据的动态重复性高达0.015mm。

R角点云多点位特征拟合

海克斯康针对R角设计的全套检测设备和测量软件，可兼顾一定规格范围内不同尺寸的产品。且由于系统配置采用模块化设计，用户可为未来新产品和新需求灵活选择对应的配置。该方案还适用于其他行业各类产品涉及球面R角的质量检测需求，具备广泛的应用场景。

此次开发的电池膜球面质量检测系统，搭配了视觉定位系统以及3D线激光传感器，充分利用Metus软件点云摆正、点云截面和特征拟合等功能实现了高精度的电池膜球面R角的测量；克服了工件反光、易变形、难定位而导致的R角测量不准的技术难题。

从各项项目验证结果数据来看，海克斯康完整的电池膜球面质量检测方案满足了客户的产品检测要求，其成功落地也为其他行业相似球面产品的检测提供了重要参考。凭借丰富的计量检测经验，海克斯康将致力于为更多行业提供标准化及定制化的质检服务，和客户一起严守产品质量，提升产品效用。