风驰电掣 | SICK 3D相机助力电芯表面缺陷检测

• 关键词：3D相机,动力电池,新能源汽车
• 摘要：随着新能源汽车的大力发展，我国新能源汽车的保有量得到了大幅度的提高，随之而来也出现了许多安全问题，电动汽车爆炸事件时有发生，给人们的生命财产安全带来巨大隐患。因此需要从源头把控质量关，电芯作为动力电池的基础单元，必须要做好质量把控。

动力电池电芯

动力电池电芯是指单个含有正、负极的电化学电芯，一般不直接使用。

目前主流的动力电池电芯封装分为圆柱电芯、方形电芯(又叫铝壳电芯)、软包电芯(又称聚合物电芯)三种，它们的结构示意图如下。

方形电芯是汽车动力电池中常用的封装类型，其外形如下所示。

为什么要检测电芯

随着新能源汽车的大力发展，我国新能源汽车的保有量得到了大幅度的提高，随之而来也出现了许多安全问题，电动汽车爆炸事件时有发生，给人们的生命财产安全带来巨大隐患。因此需要从源头把控质量关，电芯作为动力电池的基础单元，必须要做好质量把控。

为了保证动力电池的安全性，方形电芯铝壳各个表面都需要进行严格的检测，各种凹坑、划痕等缺陷都会对电池的使用造成严重的隐患。电芯表面缺陷在包蓝膜的前后工艺均需要进行检测。

SICK 3D相机选型

如下图所示，电芯有多种规格尺寸，SICK也提供了多种相机型号以满足不同的检测视野需求。

为了兼容上图中电芯的尺寸范围，SICK推荐顶面和窄侧面使用RulerX 70 型号的3D相机，宽侧面使用RulerXR 200 型号的3D相机，这两款相机的主要参数如下表所示。

如需要检测其他尺寸的电芯， SICK 也提供了不同视野的相机型号以供选择。

3D视觉检测步骤

基本步骤如下：

01、采集图像

运动机台携带相机进行扫描，为了保证图像正常，可选择匀速运动或者编码器触发模式，安装示意图如下图所示。

用户可以根据实际工艺要求选择相机数量和安装布局。

SICK 3D相机支持多种图像读取方式，包括标准SDK、西克视觉处理平台软件EasyRanger和第三方平台软件，如Halcon、LabView等。

SICK 3D相机可同时输出高度（Range）图像、Reflectance图、Scatter图，有助于实现更多的检测需求。

02、图像处理

SICK 视觉处理平台EasyRanger提供强大的算法库可以实现多种检测需求，利用图像高度信息对电芯表面凹坑和划痕等外观缺陷进行检测；

同时，SICK 3D相机也具有非常高的分辨率，有助于细微的缺陷获得较好的检测效果，下图是EasyRanger开发界面以及电芯表面凹坑的检测效果。

EasyRange 开发界面

样品实物图

 高度图

3D渲染图

检测结果图

*以上检测基于参数：深度 > 0.1 mm  面积 > 0.1  mm2

西克RulerX系列相机同时支持第三方算法平台如Halcon等，给客户更多开发选择。

此外，SICK上海研发团队正在研究深度学习算法检测电芯外观缺陷，以期给用户带来更好的开发体验。

03、外部交互

用户可以根据自己的需求，开发多样化的界面，包括显示结果、数据统计、参数设置，与其他设备进行交互等等

下面是完整过程视频

（点击图片观看视频）

SICK优势

👍 具有先进的3D相机，可以实现较高的扫描速度，最高可达46kHz。

👍可以提供完整的3D视觉检测方案，配合强大的EasyRanger软件可以快速实现客户要求。

👍 提供定制化的3D相机，合理地设计结构、选择激光，满足不同视野和材质的检测需求。

👍 深耕动力电池行业，具有丰富的现场实施经验，可帮助用户缩短开发和实施时间。