机器视觉在锂电池极片检测的应用

• 关键词：机器视觉,锂电池极片
• 摘要：由于极片幅面较大，检测精度要求高，而且是高速运动的，所以视觉检测系统采用线扫描工业相机，首先工业相机将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，图像处理系统对数字图像进行各种运算来抽取目标的特征，再根据预设的经验值和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格不合格、有/无等，实现自动识别和缺陷分类等功能。

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高精度、高速度、高质量要求的不断攀升，对锂电池生产设备提出了更高的要求。要求生产设备具备稳定性高、生产效率高以及成品率高的性能。

锂电池极片在生产过程中，会因为涂布机、辊压机的原因造成正负极的露箔、暗斑、亮斑、掉料等缺陷，而且极片的好坏将决定电池的性能和寿命，因此在生产过程中必须对极片质量进行严格检测。同时在卷绕完成后对电芯进行极片对齐程度的检测也将大大降低工厂生产成本，并对电芯的品质进行很好的监控。

机器视觉方式检测极片瑕疵具有不接触、无损伤，100%检出的优点。人工检测可能会因人员主观因素导致检测标准不一致和效率不同。还可能因为人手接触或者呼气所致的湿气导致极片受损。

机器视觉对锂电池极片检测的优势：
　（1）准确率高:可准确识别涂布刮痕、极片残损、极耳焊接不对称等现象，准确率远远高于人眼检测。
　（2）具有客观重复性:排除了电池检测结果受检测人员主观意愿、情绪、视觉疲劳等人为因素的影响，可信度高。
　（3）速度快、效率高、成本低。

方案概述

由于极片幅面较大，检测精度要求高，而且是高速运动的，所以视觉检测系统采用线扫描工业相机，首先工业相机将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，图像处理系统对数字图像进行各种运算来抽取目标的特征，再根据预设的经验值和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格不合格、有/无等，实现自动识别和缺陷分类等功能。

极片表面缺陷主要有表面露铝箔、 针孔露铝箔、 表面缺料未露铝箔 、 表面有掉料未露铝箔、表面有黑点、 表面有白斑、表面有鱼鳞状、 极片打皱、 表面粉尘掉入，压后有白斑、 表面大面积白点、 表面缺料但未露铝箔、 表面条痕、红色胶纸、 黄色高温胶纸、 白色胶纸等。

部分缺陷如图所示：

视觉方案及产品介绍:

锂电池极片检测主要参数如下：

1>.检测速度；

2>.检测方式：双面检测；

3>.检测宽幅；

4>.检测精度；

根据幅面和精度的要求，选用2k、4k、8k或16k分辨率的线阵相机。低速方案可选用网口相机，高速需求要选用cameralink接口的相机。然后根据安装空间的大小选用不同焦距的镜头，光源一般采用高亮线性光源。

相机：选用Dalsa线扫描相机

http://www.lustervision.com/dalsa-linea/

Ø  2k，4k，8k，16k多种分辨率可选，用于不同幅宽的检测；

Ø  有网口（2k，4k，8k）和cameralink两种数据接口可选，低速可选用网口，使用方便而且成本更低。

Ø  2k相机像元7μm可选用C口镜头，安装空间不受限而且成本更低。

镜头：长步道镜头

http://www.lustervision.com/ChiOpt/

Ø  35mm、50mm、60mm等多种焦距

Ø  低畸变

Ø  高性价比

采集卡:Dalsa Xtium系列Cameralink采集卡

Ø  支持Cameralink Base、 Medium 、 Full三种模式，尤其支持双Base功能，可以一个采集卡带2个相机。

Ø  PCIE X4插槽

Ø  板上内存高达512MB

Ø  高性价比：是Dalsa目前性价比最高的高速cameralink采集卡